[发明专利]一种海底管道连接作业管段轴向对中装置

摘要

本发明提供了一种海底管道连接作业管段轴向对中装置，应用于管段连接时的水下对中。该管段轴向对中装置采用全对称构造，并依据海管卡紧器的快速卡紧、管段对中器的对中定位、管段支撑器的轴向支撑、升降限位器的双向限位及液缸顶升器和液缸周推器提供的推进动力，实现海底管道管段间的轴向对中；海管卡紧器采用卧式壳体并依靠液缸周推器完成前卡体和后卡体与海底管道间的水下快速卡紧，管段对中器依据对中基体的基准定位作用并结合对中筒和支撑筒间的移动副完成两管段的水下对中定位，管段支撑器依据液缸顶升器并结合支撑筒提供的升降滑道完成两管段的水下支撑，升降限位器依据上下两层限位销实现管段支撑器轴向支撑中的双向限位。

主权项

1.一种海底管道连接作业管段轴向对中装置，海管卡紧器、管段支撑器、升降限位器、液缸顶升器和液缸周推器沿轴向依次对称布置于管段对中器的两侧，海管卡紧器和管段支撑器依次放置于管段对中器的上方和下方，升降限位器则置入管段对中器的对中筒内，该管段轴向对中装置采用全对称构造，并依据海管卡紧器的快速卡紧、管段对中器的对中定位、管段支撑器的轴向支撑、升降限位器的双向限位以及液缸顶升器和液缸周推器提供的推进动力，完成海底管道两管段之间的轴向对中，其特征在于：一海管卡紧器；所述海管卡紧器采用截面呈R形的卧式壳体，前卡体采用半剖式筒体，而后卡体采用半剖式筒体和矩形钢板相结合的构造，前卡体和后卡体的顶部设置对称分布的两组卡紧销套，前卡体和后卡体半剖式筒体的上部和下部分别设置两组圆台，且前卡体和后卡体上部和下部的两组圆台均与三组卡紧支托之间交错布置，同时两组圆台分别布置于前卡体和后卡体半剖式筒体的两侧并且沿其半剖式筒体的结合面对称分布，后卡体与加强座的结合部位自上而下依次设有卡紧圆孔和条形卡槽；前卡体半剖式筒体的下部设有沿轴向对称布置的两个卡锁块，每个卡锁块的圆形锁道内均配有一个卡锁体，后卡体半剖式筒体的下部设有与卡锁块相配合的U形锁槽；卡锁体中卡锁板的中央部位钻有圆形锁眼，卡锁体的卡锁芯采用阶梯轴，卡锁芯中卡锁销的端面上铣有与U形锁槽相对应的楔形坡口，卡锁芯中卡锁肩内侧的截面变化处形成轴肩并定位贯穿其内的卡锁簧；加强座的下端依次设有与后卡体相匹配的矩形连接板和L形角槽，加强座与后卡体的结合部位自上而下依次设有卡紧螺孔和条形卡块，卡紧支托分为三组并沿轴向等间距排列于前卡体和后卡体的顶部；一管段对中器；所述管段对中器的对中基体采用卧式条形钢板，并依据水平基准面和柱形基准台实现基准定位作用，对中基体的上端面设置为水平基准面，并分别配置对称分布的后卡体和加强座，对中基体的下端面沿长度方向设有对称布置的两个柱形基准台，且柱形基准台上各配置一个对中筒；对中筒采用立式厚壁筒体并与管段支撑器的支撑筒相配合，其筒壁下部设有上下两层对中孔，对中支托沿周向均布于对中基体柱形基准台的外环面上；一管段支撑器；所述管段支撑器的防沉板采用柱形钢板，其上端面设有与对中基体的柱形基准台相同规格的圆柱形凸台，圆柱形凸台上各配置一个支撑筒，支撑筒采用立式厚壁筒体，其筒壁的上部和下部各设有一层限位孔，支撑筒的环腔内壁位于上下两层限位孔之间的部位铣有拱形沟槽，从而为升降限位器提供沿轴向双向运动的升降滑道；支撑支托沿周向均布于防沉板圆柱形凸台的外环面，每对支撑支托和对中支托配置一套液缸顶升器的液压缸；一升降限位器；所述升降限位器的限位本体采用变截面的环体，限位本体环肩上部的环体设有上下两层升降孔，限位本体升降孔的孔底部设置变截面凸台；限位销采用阶梯轴，其外侧端面采用圆拱面，限位销圆拱面的一侧端铣有与支撑筒限位孔相对应的拱形坡口，限位销的内侧端设置与限位本体升降孔相对应的变截面凸台；依据限位弹簧的伸缩运动，当上层限位销插入支撑筒的上层限位孔时，液缸顶升器达到最大升程，而当下层限位销插入支撑筒的下层限位孔时，液缸顶升器达到最大降程，由此实现升降限位器的自动双向限位功能；一液缸顶升器和液缸周推器；所述液缸顶升器通过对中支托与支撑支托实现管段对中器和管段支撑器之间的连接，它采用沿支撑筒周向均布的四个独立液压缸，各液压缸沿垂向放置；液缸周推器通过卡紧支托实现前卡体和后卡体之间的张开与合拢，它采用沿前卡体和后卡体轴向等间距排列的三个独立液压缸，且各液压缸沿水平方向布置。