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CN102269297A - 铺管船用张紧器 - Google Patents

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CN102269297A CN2011101377798A CN201110137779A CN102269297A CN 102269297 A CN102269297 A CN 102269297A CN 2011101377798 A CN2011101377798 A CN 2011101377798A CN 201110137779 A CN201110137779 A CN 201110137779A CN 102269297 A CN102269297 A CN 102269297A
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毛东风
邢厚宽
李欣
朱绍华
张九菊
燕晖
曹为
桂津
赵天奉
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China University of Petroleum Beijing
China National Offshore Oil Corp CNOOC
Offshore Oil Engineering Co Ltd
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China University of Petroleum Beijing
China National Offshore Oil Corp CNOOC
Offshore Oil Engineering Co Ltd
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12—Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/20—Accessories therefor, e.g. floats or weights
    • F16L1/23—Pipe tensioning apparatus

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Abstract

一种铺管船用张紧器，设有固定机构、与固定机构相连的压紧机构及与压紧机构相连的用于夹紧管子的履带机构；其中，固定机构包括：数个相互对应安装在一起的外支架，分别固定在外支架上的数个固定支架，相邻的两外支架之间安装有外置液压缸；压紧机构包括：安装在固定机构上的数个内置液压缸及与内置液压缸相连的履带挡板，该履带挡板安装在履带机构上。本发明结构简单，在深海管道铺设过程中，可使管道的受力均匀，不会因管道受到破坏而失效；同时，提高了张紧器的张紧力，并可以根据铺管所需的张紧力的大小灵活调整张紧力，特别适用于深海的卷轴及刚柔性管道的铺设。

Description

铺管船用张紧器
技术领域
本发明涉及张紧器，尤其涉及一种在深海管道铺设过程中，可使管道的受力均匀，特别适用于深海卷轴及刚柔性管道铺设的铺管船用张紧器。属于海洋石油工程领域。
背景技术
在石油天然气输送管道铺设作业过程中经常用到张紧器，通过张紧器的的夹持并输送管道，将管道固定在铺管船甲板上。管道焊接后，再把管道夹持输送下放，实现张紧器的夹持和输送功能。因此，张紧器是海洋管道铺设的关键配套设备之一。
目前，用于水深在300米以内浅海石油管道铺设的铺管工程船所使用的张紧器主要是两履带式结构，包括：支架、连接在支架上的用于夹紧管子相互配合的上、下履带系统以及驱动上、下履带系统沿支架上、下移动以压紧管子的夹紧液压装置。上、下履带系统分别包括：V型履带、驱动V型履带绕转的驱动链轮和导向链轮、支撑V型履带并传递压紧力的悬架装置。在作业过程当中，通常使上履带系统沿机架上下移动并给管子施加夹紧力，下履带系统以固定状态配合上履带系统。
随着我国海洋石油开发不断向深水领域的迈进，水深已超过300米以上深海海底石油管道铺设则越来越多。由于受到现有张紧器的管道张紧力的限制，使得在铺设管道过程中管道易出现受力不均匀及管道失效等问题。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，提供一种铺管船用张紧器，其结构简单，在深海管道铺设过程中，可使管道的受力均匀，不会因管道受到破坏而失效；同时，提高了张紧器的张紧力，并可以根据铺管所需的张紧力的大小灵活调整张紧力，特别适用于深海的卷轴及刚柔性管道的铺设。
本发明的目的是由以下技术方案实现的：
一种铺管船用张紧器，其特征在于：设有固定机构、与固定机构相连的压紧机构及与压紧机构相连的用于夹紧管子的履带机构；其中，固定机构包括：数个相互对应安装在一起的外支架，分别固定在外支架上的数个固定支架，相邻的两外支架之间安装有外置液压缸；压紧机构包括：安装在固定机构上的数个内置液压缸及与内置液压缸相连的履带挡板，该履带挡板安装在履带机构上。
所述外支架为∏形框架式结构，位于整体结构的最外层，∏形框架两端与底板垂直的立板上设有供与履带挡板连接的安装孔；每个相邻的外支架之间夹角约为90°，相邻的两外支架之间通过销轴与外置液压缸相连。
所述固定支架为喇叭形框架式结构，数个固定支架之间采用铰接方式相连，其中一端为固定式连接，固定支架上设有供与塔架相连接的螺栓孔。
所述压紧机构位于整体结构的次外层。
所述履带机构位于整体结构的次内层，履带机构包括：数个履带总成，且每两个履带总成呈对称布置；每个履带总成上设有V型履带、驱动V型履带绕转的驱动链轮和数个导向链轮、支撑V型履带并安装在驱动链轮和导向链轮上用于传递压紧力的履带挡板；其中，驱动链轮安装在驱动电机上。
所述履带挡板上设有供与驱动链轮和导向链轮安装的孔及与外支架相连的轴。
所述V型履带板上安装有缓冲垫块。
所述缓冲垫块为橡胶材料制成。
本发明的有益效果：本发明由于采用上述技术方案，其结构简单，在深海管道铺设过程中，可使管道的受力均匀，不会因管道受到破坏而失效；同时，提高了张紧器的张紧力，并可以根据铺管所需的张紧力的大小灵活调整张紧力，特别适用于深海的卷轴及刚柔性管道的铺设。
附图说明：
图1为本发明立体结构示意图。
图2为本发明结构主视图。
图3为本发明结构俯视图。
图4为本发明结构左视图。
图5为本发明单个履带总成图。
图6为外支架的立体结构示意图。
图7为本发明固定支架立体结构示意图。
图8为本发明履带挡板立体结构示意图。
图9为本发明履带支撑结构示意图。
图10为本发明履带立体结构示意图。
图11为本发明链节的立体结构示意图。
图12为本发明链轮立体结构示意图。
图13为本发明固定连接板结构示意图。
图14为本发明内置液压缸立体结构示意图。
图15为本发明外置液压缸立体结构示意图。
图中主要标号说明：
1-单个履带总成；2-外支架；21-立板；22-底板；23-安装孔；3-固定支架；4-履带挡板；5-履带支撑；6-履带；7-链节；8-链轮；9-固定连接板；10-内置液压缸；11-外置液压缸。
具体实施方式
如图1-图4所示，本发明包括：固定机构，压紧机构，履带机构和驱动机构。其中，固定机构位于张紧器的最外层，固定机构包括：固定支架3、外支架2和外置液压缸11三部分；外支架2分为上下两部分共四块，每个相邻的外支架之间夹角约为90°，以保证管子受到四个方向均匀分布的力；相邻的两外支架2之间安装有外置液压缸11；其中，外支架2的相邻两部分通过销轴与外置液压缸11相连，当外置液压缸11压力变化时，通过外支架2相邻部分相对位置的变化来改变对管子的压力。以保持张紧器的稳定。四个固定支架3，固定支架3与外支架2紧密地焊接在一起，并通过固定支架3上的螺栓孔与塔架相连接。
压紧机构位于整体结构的次外层，压紧机构包括：内置液压缸10和履带挡板4两部分，本实施例为：设置八个内置液压缸10，其中，每两个内置液压缸10为一组，分别安装在固定机构与履带机构之间。内置液压缸10的一端固定在外支架2上，另一端固定在履带挡板4的外侧。其主要作用是将内置液压缸10的压力传递给履带机构。因此，压紧机构是决定张紧力大小的关键部分。
履带机构位于整体结构的次内层，与管子直接接触。履带机构包括：数个履带总成，本实施例为：设置有四个单个履带总成1，且每两个履带总成1呈对称布置；每单个履带总成1上设有V型履带6，驱动V型履带绕转的驱动链轮8和数个导向链轮8、支撑V型履带并安装在驱动链轮8和导向链轮8上用于传递压紧力的履带挡板4，履带挡板4上设有供与驱动链轮8和导向链轮8安装的孔及与外支架2相连的轴。
履带6是由若干个链节7组成，链节7之间用紧锁销轴和销套连接。每个链节7外连接有V型履带板，V型履带板上安装有橡胶缓冲垫块，用于加大摩擦力和使载荷均匀，从而加大与管外壁的接触面积，降低接触比压。
驱动机构位于最内层，其主要通过履带绕转的驱动链轮8和导向链轮8传递动力给履带机构，以确保管子在铺设过程中的收放速度较为均匀。
驱动机构包括：电机及八个用于驱动和导向的链轮8构成，驱动链轮8安装在履带6的两端。电机的运动传递给链轮8，并由链轮8驱动V型履带运动。
如图5所示，单个履带总成1包括：链轮8、履带6、履带支撑5、履带挡板4、内置液压缸9和外支架2。履带6通过履带支撑5和链轮7固定在外支架2上，履带6外面是履带挡板4。内置液压缸9位于外支架2和履带挡板4之间，起到连接两部分的作用。
如图6所示，本实施例：外支架2为一个为∏形框架式结构，∏形框架两端与底板21垂直的立板22上设有供与履带挡板3连接的安装孔23。
如图7所示，固定支架3为喇叭形框架式结构，固定支架3与外支架2是采用焊接方式安装在一起的，固定支架3喇叭形框架的顶端设有安装孔，其主要作用把张紧器固定在塔架上。上部两个固定支架3的连接处以及上部两个固定支架3与下部两个固定支架3的连接处均采用铰接。不会发生相对位移和旋转。当张紧器张开或闭合时，固定支架3也相应地张开或闭合。
如图8所示，履带挡板4外侧通过内置液压缸10与外支架2相连，内侧固定履带。当内置液压缸10向前推进时就能带动履带挡板4向前运动；当内置部液压缸向后收缩时也能带动履带挡板4向后运动。
如图9所示，履带支撑5通过轴与链轮8和外支架2连接在一起，并起到固定履带的作用。
如图10所示，履带6是与管子直接接触的部分，用来传递压力和带动管子运动。
如图11所示，链节7上设有两个成一定角度的V型履带板。履带板上安装有缓冲垫块，用来增加履带与管子的接触面积，提高张紧器效率。本实施例：缓冲垫块橡胶材料制成。
如图12所示，链轮8连接链轮轴并随其一起转动，链轮外的齿轮与履带相结合，并给其传递一定的速度，带动履带以合适的速度运动。
如图13所示，固定连接板9连接下部相邻外支架2。与下部固定支架2一起作用，连接并固定张紧器左右外支架1。
如图14所示，内置液压缸10位于外支架2内部，共八个，每个外部支架2内放置两个。其主要作用是控制履带机构进退，即控制张紧力的大小。
如图15所示，外置液压缸11位于相邻的两外支架2之间，共四个，每侧两个。主要作用是连接上下外支架2，通过伸缩来控制张紧器的张开和闭合。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种铺管船用张紧器，其特征在于：设有固定机构、与固定机构相连的压紧机构及与压紧机构相连的用于夹紧管子的履带机构；其中，固定机构包括：数个相互对应安装在一起的外支架，分别固定在外支架上的数个固定支架，相邻的两外支架之间安装有外置液压缸；压紧机构包括：安装在固定机构上的数个内置液压缸及与内置液压缸相连的履带挡板，该履带挡板安装在履带机构上。
2.根据权利要求1所述的铺管船用张紧器，其特征在于：所述外支架为∏形框架式结构，位于整体结构的最外层，∏形框架两端与底板垂直的立板上设有供与履带挡板连接的安装孔；每个相邻的外支架之间夹角约为90°，相邻的两外支架之间通过销轴与外置液压缸相连。
3.根据权利要求1所述的铺管船用张紧器，其特征在于：所述固定支架为喇叭形框架式结构，数个固定支架之间采用铰接方式相连，其中一端为固定式连接，固定支架上设有供与塔架相连接的螺栓孔。
4.根据权利要求1所述的铺管船用张紧器，其特征在于：所述压紧机构位于整体结构的次外层。
5.根据权利要求1所述的铺管船用张紧器，其特征在于：所述履带机构位于整体结构的次内层，履带机构包括：数个履带总成，且每两个履带总成呈对称布置；每个履带总成上设有V型履带、驱动V型履带绕转的驱动链轮和数个导向链轮、支撑V型履带并安装在驱动链轮和导向链轮上用于传递压紧力的履带挡板；其中，驱动链轮安装在驱动电机上。
6.根据权利要求1或5所述的铺管船用张紧器，其特征在于：所述履带挡板上设有供与驱动链轮和导向链轮安装的孔及与外支架相连的轴。
7.根据权利要求5所述的铺管船用张紧器，其特征在于：所述V型履带板上安装有缓冲垫块。
8.根据权利要求5所述的铺管船用张紧器，其特征在于：所述缓冲垫块为橡胶材料制成。
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