专利名称：软粘物料输送管道水上铺设方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及软粘泥土水上输送工程，属于管道铺设工程技术。
背景技术：
在石油、化工、采矿、环保和建筑等诸多方面，常要求在水面上铺设输送管道。在江湖 海河工程中，诸如土方闭气工程、湖泊水库清淤工程、江河航道开挖工程等，都涉及到软粘 泥土水上输送管道铺设方法及装置。通常的管道铺设方法是采用密闭的金属箱体作浮体， 浮于水面，把管道固定其上，然后管道之间头尾相联进行铺设。存在着浮体自身重量大，水 面铺设作业难度大，铺设工程强度大，工程效率低下，工作寿命短等问题。另外，由于外力 的撞击，海水的腐蚀，浮体容易漏气进水，导致浮体下沉。常因浮体的损坏造成管道断裂， 影响着管道的正常工作。软粘物料输送水上管道铺设有着更高的要求。本发明针对目上述问题，提出一种水上浮体及水上输送软粘物料管道铺设的新方法。本发明的技术方案是 一条软粘物料输送管道水上铺设工作船，以管道和输送物料的重 量，及铺设水域的环境条件，计算确定浮子的尺寸和数量的方法；采用外设保护层和其内充 满轻质防水材料的浮子；用抱攀把浮子固定在输送管道上；用工作船送至铺设水域，安装接 头，完成水上输送管道的铺设。所述的软粘物料输送管道水上铺设工作船，包括船体、船头、船舷、动力装置、操舵装 置等，其不同之处是在工作船的一边设有可以调整管道位置的抓管装置和接管工作台。所述的浮子分为圆形浮子和方形浮子，包括浮子芯、保护层、抱攀等。圆形浮子一般为 两个半圆柱形合成一体，中间留有管道孔，浮子芯采用轻质材料作成，浮子的大小与管道的 大小成比例。如图1图2所示，圆形浮子尺寸和数量的计算方法如下式中——浮子的半径(ra) 义——裕度系数(取值范围l: 1.15) r——管道的半径(m) /——管道的长度(m) 7——充盈率(％)^、《、《——输送物料、管道、浮子的比重(kg/m3) A——管道的壁厚(m) 丄——浮子的长度(m)发明内容浮子的长度取管道长度的1/2-1/8， g卩Z-(士 》/。浮子一般分成若干个，在管道上等间距安装，每根输送管道上至少安装两个浮子。当浮子的长度取管道长度的1/1时，称为全 包型，通常用于需保温防冻的管道上。浮子的直径取管道直径的3-6倍，即/ = (3~6> ，输送物料、管道材料比重和浮子的间隔距离大时取大值；反之，取小值。如图3图4所示方形浮子尺寸的计算方法如下<formula>formula see original document page 4</formula>式中——方形浮子的高度(m) 々——方形浮子的裕度系数(取值范围1.05: 1.20) ^——方形浮子的宽度(m) 丄——方形浮子的长度(m) /——输送管线长度(m)W、 vv w3——主管道、辅助管道、电缆管线每米重量(kg/m) q、 r2——主管道、辅助管道的半径(nO^、 4、《、A——海水、输送物料、输送辅料、浮子的比重(kg/m3)V &——主管道、辅助管道的壁厚(m)"、72:~"输送物料、输送辅料的充盈率(％)浮子的宽度取铺设管道宽度的3-8倍，风浪和流速大的水域取大值；反之，取小值。 使浮子管道露出水面的高度，可由裕度系数的取值来调整。输送物料的充盈率，气力输送时，以料气比来确定，栓流输送时，以料栓与气栓的长度 比来确定。所述的轻质防水材料，可采用硬质泡沫塑料，如聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙稀泡沫塑料等。 所述的外设保护层，釆用高强度材料包裹在浮子的表面。高强度材料可采用尼龙、塑料、 镀锌铁皮、玻璃钢等。所述的水上输送管道铺设方法，先把浮子固定在管道上，系上与工作船相联的绳子，送 下铺设水域，再把浮在水上的管道互相联接。本发明具有浮体自重小，铺设拆卸方便，工作效率高，使用寿命长，维护费用低等特点。 能在蒲氏风级6级、浪高2m、流速2m/s的环境中进行作业。与传统的方法和技术相比较， 工效提高1 3倍，工期缩短40%以上，造价降低35%左右，可靠性和安全性都有大幅度的提咼。
图1为圆形浮子展开图。图2为圆形浮子在输料管道上的安装图。图3为方形 浮子剖面图。图4为方形浮子的局部俯视图。图5图6为水上输送管道铺设方法图。
具体实施方式
实施例l:圆形浮子水上输送管道铺设，如图l、图2所示的浮子(11)包括浮子芯(3)、浮子保护层(2)、抱攀(8)、绞链(5)、抱攀锁(9)等。保护层(2)采用聚丙稀塑料加光 稳定剂0.6-1.2%、抗氧化剂0. 5-1. 5%、增韧剂4-12%，以防紫外线，抗老化，增强韧性，以 满足使用要求。浮子芯(3)采用聚苯乙稀泡沫塑料，填满保护层(2)内的整个圆桶。浮子 的中间设有中心孔(4)孔径与输送管道(10)的外径适合，中心孔(4)的内壁设有加强凸 缘(6)，以保证浮子与管道的稳定配合。抱攀(8)的中间设有绞链(5)，两端分别设有上锁 扣(1)和下锁扣(7)。下锁扣(7)连接抱攀锁(9)的锁环(12)和板手(14)。输送管道 (10)采用每根长10米，管径为200毫米，壁厚为8毫米的玻璃钢管道。输送管道(10)下水前把浮子(11)和绳子(23)安装到管道(10)上。安装时先打开 浮子(11)，在浮子芯(3)的内壁涂好一层防水胶，套上管道(10)，合上浮子(11)，板起 板手(14)，使锁环(12)扣住上锁扣(1)，按下板手(14)，把锁头(13)转动90度。然后 在浮子的合缝(15)处贴上封条。每根输送管道上安装两个浮子(11)。完成浮子(11)的安 装。完成浮子(11)的安装后，由工作船(24)运入管道铺设水域，如图5所示，在船舷系 上与管道相联的绳子(23)，由抓管装置(26)放下管道，把待安装的管道(10)，固定在船舷边， 并沿着移动轨道(27)进行调整，使得两接管道对准，再由接管工在工作台(25)上,把浮在水面 上同样高度的管道，逐一联接，安装接头(22)。完成水上输送管道的铺设。实施例2:方形浮子双管道铺设，如图3、图4所示的浮子(11)包括浮子芯(3)、浮 子保护层(2)、加强条(16)、固定压板(18)等。主管道(19)、辅助管道(21)和电缆(20) 铺设于浮子(11)的上中部，由固定压板(18)和螺钉(17)固定。主管道(19)和辅助管 道(21)采用每根长8米的无缝钢管。下水前安装绳子(23)并与船舷相联接。水上输送管 道铺设与实施例l相同。本发明适用于石油、化工、采矿、环保和建筑等各个领域的水上输送管道铺设。
权利要求
1.软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，包括浮子、管道、接头的设计和安装方法等，其特征是浮子的尺寸和数量的计算确定方法；外设保护层和其内充满轻质材料的浮子的结构方法；用抱攀把浮子固定在输送管道上，由水上铺设工作船送至铺设水域安装铺设的方法。
2. 如权利要求1所述的软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，其特征是水上输送管道铺设圆形浮子的计算公式<formula>formula see original document page 2</formula>
3.如权利要求1所述的软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，其特征是水上输送管道铺设方形浮子的计算公式<formula>formula see original document page 2</formula>
4. 如权利要求1所述的软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，其特征是塑料保护层防紫外线，抗老化，增强韧性的配比方法为塑料中加光稳定剂0.6-1.2%、抗氧化剂0.5-1.5%、 增韧剂4-12%。
5. 如权利要求1所述的软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，其特征是在工作船船舷系上与管道相联的绳子，进入管道铺设水域，放下管道，再把浮在水面上同样高度的管道逐一 联接，安装接头的铺设的方法。
6. 如权利要求1所述的软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，其特征是在浮子芯的内壁涂防水胶，在浮子的合缝处贴上封条的防水防腐方法。
7. 如权利要求1所述的软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，其特征是包括在工作船的 一边设有可以调整管道位置的抓管装置和接管工作台的水上铺设工作船。
8. 如权利要求2所述的软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，其特征是浮子的长度取管道长度的1/2-1/8，浮子在管道上等间距安装，每根输送管道上至少安装两个浮子。
9. 如权利要求2所述的软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，其特征是浮子的半径设有裕度系数，其取值的范围为1 1.15;浮子的半径取管道半径的3-6倍，输送物料、管道材料比重和浮子的间隔距离大时取大值；反之，取小值。
10. 如权利要求3所述的软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，其特征是浮子的宽度取铺 设管道宽度的3-8倍，风浪和流速大的水域取大值；反之，取小值。浮子管道露出水面的高度，由浮子高度的裕度系数的取值来调整，其取值的范围为1.05 1.20。
全文摘要
软粘物料输送管道水上铺设方法与装置，属于管道铺设技术。其方案是以管道和输送物料的重量，及铺设水域的环境条件，计算确定浮子的尺寸和数量；采用外设保护层和其内充满轻质材料的浮子；用抱攀把浮子固定在输送管道上；用工作船送至铺设水域，再把浮在水面上同样高度的管道，逐一联接，安装接头，完成水上输送管道的铺设。具有浮体自重小，铺设拆卸方便，工作效率高，使用寿命长，维护费用低等特点。适用于石油、化工、采矿、环保和建筑等各个领域的水上输送管道铺设。
文档编号F16L1/12GK101265992SQ200710194649
公开日2008年9月17日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者妍 叶, 杨陆飞, 白建辉, 陶松垒, 陶钧炳 申请人:白建辉