深水管道卡压式机械连接器智能安装装置及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种深水管道卡压式机械连接器智能安装装置及其使用方法，包括平台、开合液压缸和一圆环形开合装置和安装在平台上的气囊和由两个半圆环板组成的分体式圆环形卡盘，开合液压缸的基座以可转动连接方式与平台连接；开合装置的一端通过铰链铰接，另一端开放；半圆环块的左右开合部件相邻侧分别焊接有左、右侧压紧液压缸，该两液压缸的活塞杆分别通过螺纹与卡盘固定连接；开合液压缸的活塞杆分别与对应的开合部件通过连接装置形成可沿轴向移动的方式连接。本发明在现有技术的基础上，通过将卡压式机械连接器由两次分别单边施力进行挤压，转变为两边同时施力一次安装到位，从而提高了效率，改善了安装质量。
【专利说明】深水管道卡压式机械连接器智能安装装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种卡压式机械连接器安装装置及其使用方法，尤其涉及一种深水管道卡压式机械连接器智能安装装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]深海油气输送管路的连接安装操作，其作业环境恶劣，对管道连接施工具有较高的技术要求。浅水环境下，一般通过人工潜水作业进行施工；当水深达到200以上时，则需借助机器人等智能安装装置才能完成。
[0003]现有技术中，卡压式机械连接器的安装操作均由液压安装工具通过对卡压式机械连接器的连接套管进行单边挤压的方式完成。由于采用单边挤压的方式，一方面，每个卡压式机械连接器的安装中，需经两次相反方向的挤压受力，不可避免地，将导致卡压式机械连接器的中心点很难被安装在所需连接的两段管道接缝的中心点位置处，进而影响安装质量；另一方面，这种分两次、依次将卡压式机械连接器单边挤压到位的作业方式，工作效率低。例如:
[0004]中国专利申请CN103111833A公开了一种卡压式机械连接器安装与拆卸工具，在对卡压式机械连接器安装时，其在完成连接器单侧安装后，复位加载机构活塞，并松开锁紧机构的螺母，张开专用工具，才能再进行另外一侧的安装。
[0005]中国专利申请CN103331596A公开了一种卡压式机械连接器的连接工具，其卡压式机械连接器的安装方式同样采用:单边完成安装后，旋开锁头，打开液压缸开合机构，再进行卡压式机械连接器另一侧的安装。
[0006]而且，上述现有技术的卡压式机械连接器的安装工具，其自动化、智能化程度低，需要有操作人员下潜至水下，并由人工操作才能完成卡压式机械连接器的安装。
[0007]因此，这种卡压式机械连接器的安装工具，其适用范围局限在水深深度在200米以内的水下管道安装连接，对于水深深度超过潜水深度时，就无法使用。
【发明内容】
[0008]本发明的目的之一是，提供一种作业效率高、安装质量好，可替代水下人工操作的，适于卡压式机械连接器安装的深水管道卡压式机械连接器智能安装装置。
[0009]本发明为实现上述目的需要解决的技术问题是，在现有技术的基础上，通过安装装置结构上的改变，以将卡压式机械连接器安装方式，由两次分别单边施力进行挤压操作，转变为两边同时施力一次完成到位。
[0010]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种深水管道卡压式机械连接器智能安装装置，包括平台、开合液压缸和一圆环形开合装置，其特征在于，还包括有气囊和卡盘，所述气囊安装在平台上；
[0011]所述卡盘为分体式结构的圆环形板，由两个半圆环板组成，每个半圆环板上均分别开设有若干不透螺孔；所述卡盘的内径与所述圆环形开合装置的内径相等；
[0012]所述开合液压缸的基座以可转动连接方式与所述平台连接；
[0013]所述开合装置包括两个半圆环块，该两个半圆环块的一端通过铰链铰接，另一端为开放口 ；
[0014]所述半圆环块为对称结构，分别包括左、右开合部件，所述左右开合部件相邻侧分别焊接有左侧压紧液压缸和右侧压紧液压缸，所述左侧压紧液压缸的活塞杆和右侧压紧液压缸的活塞杆分别通过螺纹与卡盘固定连接；
[0015]所述开合液压缸共四个，其活塞杆分别与对应的开合部件通过连接装置形成可沿轴向移动的方式连接；所述圆环形开合装置在所述开合液压缸的驱动下执行开、合动作。
[0016]上述技术方案直接带来的技术效果是，在现有技术的基础上，通过安装装置结构上的改变，将卡压式机械连接器安装方式，由两次分别单边施力进行挤压操作，转变为两边同时施力一次完成到位。从而提高了安装装置的工作效率，改善了卡压式机械连接器的安装质量。
[0017]作为优选技术方案，上述深水管道卡压式机械连接器智能安装装置，还包括有一铰链支撑液压缸；所述铰链支撑液压缸的基座与所述平台固定连接，其活塞杆支撑在所述开合装置的轴线中点、铰链所在位置处。
[0018]上述技术方案直接带来的技术效果是，在深水管道卡压式机械连接器智能安装装置加设铰链支撑液压缸，并使铰链支撑液压缸的基座与平台固定连接，其活塞杆支撑在所述开合装置的轴线中点、铰链所在位置处。这一技术手段，当圆环形开合装置在开合液压缸的驱动下执行开、合动作时，可以控制圆环形开合装置在打开过程，不至于产生不必要的向上运动。即，可以更好地控制圆环形开合装置打开动作执行的速度。进一步优选技术，上述平台上安装有摄像头、压力传感器和驱动螺旋桨，所述驱动螺旋桨数量为若干。该优选技术方案直接带来的技术效果是，在深水管道卡压式机械连接器智能安装装置的平台上安装有摄像头和若干驱动螺旋桨，由操作人员在母船上通过实时观测由摄像头拍摄到的水下画面，根据具体情况，启动驱动螺旋桨，以精确调节深水管道卡压式机械连接器智能安装装置；
[0019]压力传感器的主要作用是，实时检测该水深处的水压并传输至母船上，供母船上操作人员编写程序将压力值转换为深度数值进行显示，并将两次采样的数值相减，然后除以采样周期，得到下降速度的近似值，从而控制深水管道卡压式机械连接器智能安装装置水下下沉速度。
[0020]本发明的目的之二是，提供一种深水管道卡压式机械连接器智能安装装置的使用方法。
[0021]本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种深水管道卡压式机械连接器智能安装装置的使用方法，其特征在于，将深水管道卡压式机械连接器智能安装装置放入海中并由操作人员在母船上通过控制装置操控，依次完成以下步骤:
[0022]第一步，下沉至工作位置；
[0023]第二步，开合液压缸的活塞杆收缩，带动开合装置打开；
[0024]使卡盘对准卡压式机械连接器连接套管的卡槽，开合液压缸的活塞杆伸出，带动开合装置闭合，使开合装置卡合在连接套管上；
[0025]第三步，启动左侧压紧液压缸和右侧压紧液压缸，使其活塞杆同时收缩，并由开合装置带动连接套管上的两个卡环沿轴向向中间靠拢，直至到达指定位置、完成卡压式机械连接器安装；
[0026]第四步，操控开合液压缸，使其活塞杆收缩带动开合装置打开，并从已经连接好的两段管道上脱离，通过向气囊充气、上浮至水面并返回母船。
[0027]上述技术方案直接带来的技术效果是，自动化程度高，操控简便，可有效替代人工完成水下管道的卡压式机械连接器的安装，且不受水深的限制。
[0028]综上所述，本发明的深水管道卡压式机械连接器智能安装装置，相对于现有技术，具有以下有益效果:在现有技术的基础上，通过安装装置结构上的改变，将卡压式机械连接器安装方式，由两次分别单边施力进行挤压操作，转变为两边同时施力一次完成到位。从而提高了安装的工作效率，改善了卡压式机械连接器的安装质量；
[0029]自动化、智能化程度高，可替代水下人工安装操作；相应地，拓宽了卡压式机械连接器安装装置的适用范围，可满足深水环境下的卡压式机械连接器的连接安装需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本发明的结构示意图(开合装置处于打开状态)；
[0031]图2为本发明的结构示意图(开合装置处于闭合状态)；
[0032]图3为本发明的工作原理示意图。
[0033]附图标记说明:1右侧压紧液压缸、2卡盘、3左侧压紧液压缸、4左侧开合装置、5开合液压缸、6驱动螺旋桨、7气囊、8平台、9摄像头、10右侧开合装置、11铰接轴、12铰链支撑液压缸、13卡环、14连接套管、15管路一、16管路二、25连接装置。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图，对本发明进行详细说明。
[0035]如图1、图2所示，本发明的深水管道卡压式机械连接器智能安装装置，包括平台8、开合液压缸5和一圆环形开合装置；
[0036]其还包括有气囊7和卡盘2，气囊安装在平台8上；
[0037]上述卡盘2为分体式结构的圆环形板，由两个半圆环板组成，每个半圆环板上均分别开设有若干不透螺孔；卡盘2的内径与圆环形开合装置的内径相等；
[0038]上述开合液压缸的基座以可转动连接方式与平台8连接；
[0039]上述开合装置包括两个半圆环块4和10，该两个半圆环块的一端通过铰链11铰接，另一端为开放口 ；
[0040]上述半圆环块4和10为对称结构，分别包括左、右开合部件，左右开合部件相邻侧分别焊接有左侧压紧液压缸3和右侧压紧液压缸I，左侧压紧液压缸的活塞杆和右侧压紧液压缸的活塞杆分别通过螺纹与卡盘2固定连接；
[0041 ] 上述开合液压缸5共四个，其活塞杆分别与对应的开合部件通过连接装置25形成可沿轴向移动的方式连接；
[0042]上述圆环形开合装置在开合液压缸5的驱动下执行开、合动作。
[0043]上述深水管道卡压式机械连接器智能安装装置还包括有一铰链支撑液压缸12 ；该铰链支撑液压缸的基座与平台8固定连接，其活塞杆支撑在所述开合装置的轴线中点、铰链所在位置处。
[0044]平台8上还安装有摄像头9、压力传感器(图中未示出)和驱动螺旋桨6，所述驱动螺旋桨6数量为若干。。
[0045]如图1、图3所示，本发明的深水管道卡压式机械连接器智能安装装置的使用方法为，先将深水管道卡压式机械连接器智能安装装置放入海中并由操作人员在母船上通过控制装置操控，再依次完成以下步骤:
[0046]第一步，下沉至工作位置；
[0047]第二步，开合液压缸的活塞杆收缩，带动开合装置打开；
[0048]使卡盘2对准卡压式机械连接器连接套管的卡槽，开合液压缸的活塞杆伸展，带动开合装置闭合，使开合装置卡合在连接套管上；
[0049]第三步，启动左侧压紧液压缸3和右侧压紧液压缸1，使其活塞杆同时收缩，并由开合装置带动连接套管14上的两个卡环13沿轴向向中间靠拢，直至到达指定位置、完成卡压式机械连接器安装；
[0050]第四步，操控开合液压缸5，使其活塞杆收缩带动开合装置打开，并从已经连接好的两段管道(管路一 15和管路二 16)上脱离，通过向气囊10充气、上浮至水面并返回母船。
[0051]说明:本发明中所涉及到的液压管路的连接、液压油的供送，电源的连接与供送，通讯连接及控制，气囊供气等附属设施均借助现有技术实现，并由安装施工过程中所使用的母船提供。
【权利要求】
1.一种深水管道卡压式机械连接器智能安装装置，包括平台、开合液压缸和一圆环形开合装置，其特征在于，还包括有气囊和卡盘，所述气囊安装在平台上； 所述卡盘为分体式结构的圆环形板，由两个半圆环板组成，每个半圆环板上均分别开设有若干不透螺孔；所述卡盘的内径与所述圆环形开合装置的内径相等； 所述开合液压缸的基座以可转动连接方式与所述平台连接； 所述开合装置包括两个半圆环块，该两个半圆环块的一端通过铰链铰接，另一端为开放口 ； 所述半圆环块为对称结构，分别包括左、右开合部件，所述左右开合部件相邻侧分别焊接有左侧压紧液压缸和右侧压紧液压缸，所述左侧压紧液压缸的活塞杆和右侧压紧液压缸的活塞杆分别通过螺纹与卡盘固定连接； 所述开合液压缸共四个，其活塞杆分别与对应的开合部件通过连接装置形成可沿轴向移动的方式连接；所述圆环形开合装置在所述开合液压缸的驱动下执行开、合动作。
2.根据权利要求1所述的深水管道卡压式机械连接器智能安装装置，其特征在于，还包括有一铰链支撑液压缸； 所述铰链支撑液压缸的基座与所述平台固定连接，其活塞杆支撑在所述开合装置的轴线中点、铰链所在位置处。
3.根据权利要求1所述的深水管道卡压式机械连接器智能安装装置，其特征在于，所述平台上安装有摄像头、压力传感器和驱动螺旋桨，所述驱动螺旋桨数量为若干。
4.如权利要求1所述的深水管道卡压式机械连接器智能安装装置的使用方法，其特征在于，将深水管道卡压式机械连接器智能安装装置放入海中并由操作人员在母船上通过控制装置操控，依次完成以下步骤: 第一步，下沉至工作位置； 第二步，开合液压缸的活塞杆收缩，带动开合装置打开； 使卡盘对准卡压式机械连接器连接套管的卡槽，开合液压缸的活塞杆伸展，带动开合装置闭合，使开合装置卡合在连接套管上； 第三步，启动左侧压紧液压缸和右侧压紧液压缸，使其活塞杆同时收缩，并由开合装置带动连接套管上的两个卡环沿轴向向中间靠拢，直至到达指定位置、完成卡压式机械连接器安装； 第四步，操控开合液压缸，使其活塞杆收缩带动开合装置打开，并从已经连接好的两段管道上脱离，通过向气囊充气、上浮至水面并返回母船。
【文档编号】F16L1/26GK104344078SQ201410393593
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】孙朝阳, 孙慧, 李佳奕, 朱绪力, 盛文利, 孙海霞, 朱高鹏, 齐辉, 李希治, 王宇 申请人:山东科技大学