一种数显式海底法兰定位仪的制作方法

本技术涉及一种海底法兰定位仪，特别涉及一种用于真空抬包横梁立柱与包卡处防磨损防护的数显式海底法兰定位仪。

背景技术：

1、目前，我国工程技术人员已基本掌握了百米水深以内的海底油气管道的设计与施工技术，形成了具有中国近海特色的专有技术与能力。

2、海底管道大多是通过潜水员直接操纵或以水下密封舱作为作业空间实施连接。由于潜水员在深水海底不能直接施工，只有在水下机器人rov(remotely operated vehicle)的辅助下作业。深水区域海底管道的连接方法大都是机械连接方法，大致可以分为3种：卡爪式连接、夹具式连接和法兰式连接。法兰式连接是常用机械连接方式，是当前海洋海底管道最常用的回接方式。

3、海底管道的法兰式连接，这就必然伴生出许多海底管道法兰膨胀弯的连接工程，在已经建成和正准备建设的项目中，几乎每个项目都有海管法兰膨胀弯的连接。所谓海管法兰膨胀弯的连接，是指在海底管道的立管端法兰与平管端法兰之间用膨胀弯进行连接的形式。膨胀弯是连接海洋平台立管与海底管线的有弯度的海管管段。海底管线由铺管船铺到海洋平台附近后，需要依靠膨胀弯与海洋平台立管相接。海洋平台的石油通过立管、膨胀弯和海管输送出来。

4、过去的经验表明，连接海管法兰膨胀弯最关键的工序是海管法兰之间相对空间位置和方位角的测量，即：测量立管底部法兰和海管平管法兰之间的距离、角度、高差等各种相对空间位置和方位。为了准确的预制出所要安装的膨胀弯，继而顺利的进行安装工作，缩短工期，降低海上施工成本，减少浪费，所以必须精确的在水下测量出膨胀弯两端法兰的各项参数。只有准确地测量出这些参数，然后根据这些参数在施工船甲板上放样，这样才能准确地预制出膨胀弯，从而使膨胀弯能顺利地安装，也就是保证所安装的法兰试压合格率高。

5、目前，常用的机械式法兰定位仪在测量相对位置参数时需要多位潜水员协作使用，该装置固定在待测管道法兰上，通过钢丝绳连接，钢丝绳收紧后通过机械式刻度盘显示两法兰的相对角度，待测钢丝绳的长度需在水下标记后上岸测量长度，经过多次复测后根据测量数据定制膨胀弯。该装置操作过程较为复杂。由于海底环境较为恶劣，潜水员视野有限，机械角度刻度也较难直接读取，每次测量参数需出动工程船队配合，成本较高，工期较长。

6、因此，特别需要一种数显式海底法兰定位仪，以解决上述现有存在的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种数显式海底法兰定位仪，针对现有技术的不足，能准确测量海底管道法兰之间相互位置关系，缩短海上工期，大幅降低施工成本。

2、本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

3、一种数显式海底法兰定位仪，包括第一仪器组件和第二仪器组件，第一仪器组件和第二仪器组件分别固定在待测管道法兰的两侧；第一仪器组件由用于测量待测管道法兰面之间相对角度的角度测量装置和用于测量待测管道法兰面之间相对距离的长度测量装置固定为一个整体构成，第二仪器组件由用于测量待测管道法兰面之间相对角度的角度测量装置构成。

4、在本实用新型的一个实施例中，所述角度测量装置包括固定底座、角度测量仓和连杆装置，固定底座设置在角度测量仓的底部，连杆装置设置在角度测量仓的上部，连杆装置上设置有引线孔，引线孔设置在角度测量仓水平旋转的轴线上，连杆装置通过摇臂与角度测量仓右侧的旋转轴相连接，所述旋转轴的中心设置有垂直角度测量磁感应源，固定底座的中心设置对应所述角度测量装置水平旋转轴心的位置设置有水平角度测量磁感应源，使水平角度测量磁感应源和垂直角度测量磁感应源的取样点与角度测量仓的旋转轴心和摇臂的旋转轴心对齐；角度测量仓内还设置有角度测量控制系统，所述角度测量控制系统分别感应水平角度测量磁感应源和垂直角度测量磁感应源的角度变化。

5、进一步，所述角度测量控制系统由主控电路、升压及充电电路、电源供电及充电保护电路、数字显示电路、磁敏传感器电路及加速度传感器电路互相连接构成，主控电路分别与升压及充电电路、电源供电及充电保护电路、数字显示电路、磁敏传感器电路及加速度传感器电路相连接，升压及充电电路与电源供电及充电保护电路相连接，磁敏传感器电路分别感应水平角度测量磁感应源和垂直角度测量磁感应源的角度变化，电源供电及充电保护电路通过电源开关与主控电路相连接。

6、进一步，所述连杆装置为平行四边形的联动结构，所述连杆装置的活节处嵌入不锈钢轴承，保证了稳定性和灵活度，减少了活动时产生的虚位。

7、进一步，所述水平角度测量磁感应源和所述垂直角度测量磁感应源通过插槽的方式固定。

8、进一步，所述角度测量装置的外侧设置有用于保护角度测量装置的不锈钢外框，使得装置整体运行更稳定，提高耐用性。

9、进一步，所述角度测量仓为304不锈钢整体制造，所述角度测量仓的仓体开口部位设置有o型圈槽并通过o型圈进行密封。

10、进一步，所述角度测量仓的电源盖为带o型圈槽的堵头，既保证密封性，也便于上岸后打开所述角度测量仓的仓体对角度测量控制系统进行数据导出以及充电操作。

11、在本实用新型的一个实施例中，所述长度测量装置包括长度测量仓、收线装置、不锈钢测量轮和法兰加长座，所述长度测量装置通过法兰加长座与所述角度测量装置固定为一个整体，所述不锈钢测量轮通过轴承座固定在法兰加长座上，所述长度测量仓设置在所述不锈钢测量轮的侧面，所述收线装置设置在所述不锈钢测量轮的后端，所述不锈钢测量轮的不锈钢转轴的前端设置有长度测量磁感应源，在所述轴承座的两侧分别设置有导向组件，导向组件上对应的位置分别设置有导轮和顶线滚轮，测量用钢丝绳从所述收线装置的收线轮引出，经过一侧的导向组件向下，带动不锈钢测量轮的下半部分，再向上通过另一侧的导向组件的上部穿出；所述长度测量仓中还设置有长度测量控制系统，所述长度测量控制系统感应长度测量磁感应源的角度变化。

12、进一步，所述长度测量控制系统由主控电路、升压及充电电路、电源供电及充电保护电路、数字显示电路及磁敏传感器电路互相连接构成，主控电路分别与升压及充电电路、电源供电及充电保护电路、数字显示电路和磁敏传感器电路相连接，升压及充电电路与电源供电及充电保护电路相连接，磁敏传感器电路感应长度测量磁感应源的角度变化，电源供电及充电保护电路通过电源开关与主控电路相连接。

13、进一步，所述不锈钢转轴固定在所述轴承座与所述长度测量仓之间，保证不锈钢测量轮转动的灵活性和稳定性。

14、进一步，所述收线装置为不锈钢齿轮传动结构，提高了强度及抗腐蚀性；所述收线装置的收线轮上设置有顶线装置，防止了钢丝绳在收放过程中脱出。

15、进一步，所述收线装置上还设置有用于收紧钢丝绳的扭力扳手，限制了钢丝绳的最大拉力。

16、进一步，所述长度测量仓为304不锈钢整体制造，所述长度测量仓的仓体开口部位设置有o型圈槽并通过o型圈进行密封。

17、进一步，所述长度测量仓的电源盖为带o型圈槽的堵头，既保证密封性，也便于上岸后打开所述长度测量仓的仓体对长度测量控制系统进行数据导出以及充电操作。

18、本实用新型的数显式海底法兰定位仪，与现有技术相比，在工作中稳定、可靠，且精度、耐压等指标满足设计要求；能够满足深水海底石油管道连接作业需求，缩短工期，提高效率，保证工程质量，而且具有测量精度高、结构简单、重量小以及便于潜水员水下安装和拆卸的优点，具有较好的应用前景，由于需在水下工作故磁敏传感器电路和加速度传感器电路均设置在密封的角度测量仓和长度测量仓的仓体内，相应的磁感应源设置在对应的角度测量仓和长度测量仓的仓体外的插槽位置，实现了高精度无接触的传感方式，实现本实用新型的目的。

19、本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。