[发明专利]铺管船上的钢管焊接对口器

说明书

本发明涉及到铺设钢管道专用的焊接对口及夹持装置，具体而言是一种专用于铺管船上的钢管焊接对口器。

钢管道铺设过程中，管口环缝焊接对口器是必不可少的专用机具。陆地上铺设钢管道专用的焊接对口器国内外已有多种类型。按其对口方式可分为内对口器和外对口器两大类。内对口器包括二维、三维对口器，外对口器仅有二维对口器，一般是用手拉葫芦人工调节轴向间隙。按其动力源可分为手动、电动、液压对口器三大类。陆地上铺设钢管道的特点是先在地面上摆放一根根钢管基本就位，其焊口位置一般变动不太大，利用吊具配合对口器对完一道焊口，再移动对口器去对下一道焊口，每道焊口对好的同时，用点焊固定住，撤去对口器之后再进行多遍焊接。这就要求对口器尽量轻巧，具有便携特点。已检索到具有代表性的陆地管道对口器有5种，其中有四篇专利文献：大口径管道内对口器(94228935)、带厚铜垫小口径管内对口器(93222389)、轻便式管道外整形对口器(87209238)、轻便液压式管道外对口器(92236722)。另外一篇是《石油工程建设》杂志2000年第3期介绍的《一种液压内对口器的研制与应用》。所有这些陆上管道对口器都不适用于在铺管船上铺设海底钢管道。铺管船施工特点是船体一边前进一边向海底铺设管道，所有的工序都在船的甲板上协调、同步、连续完成。由于受到海浪及水流的影向，铺管船一直处于上下颠簸和水平晃动状态，这就增大了对口和焊接的难度。还由于对口速度和质量直接关系到施工效率和工程质量，这就要求对口器不但对口快、对口精度高，而且具有足够大的夹持力，能将对好口的相邻两根钢管牢牢地夹持住，使其在不受外力影响的情况下，将环缝焊口全位置焊接两遍。然后松开对口器，使管子沿专用辊道向前运行到要求的位置，在对下一道焊口的同时，再将该焊口继续焊接完毕。

鉴于铺管船的上述施工特点和对口、焊接的特殊要求，本发明的目的就在于提供一种专用于铺管船上的钢管焊接对口器，为胜利油田自行研制并即将投产的国内第一条大型铺管船提供必不可少的配套设备，使其达到对口速度快、对口精度高、夹持力足够大、能在夹持状态将对好的焊口施焊一或两遍等要求。

上述目的是由下述技术方案实现的：

该对口器是一种液压式管外三维对口器，其特征是由固定式定位夹管机构、移动式定位夹管机构、轴向移动小车和液压操作系统四部分组成。固定式定位夹管机构直接固定安装在轴向移动小车底盘后半部。移动式定位夹管机构通过其底座上的轴向燕尾槽安装在移动小车底盘前半部的轴向燕尾滑道上，并由两个轴向液压油缸驱动。轴向移动小车的滚轮安置在轴向道轨上，轴向道轨通过其底板固定在铺管船甲板上。液压操作系统置于小车底盘一侧中部。两套定位夹管机构基座以上的结构相同，都由上、下两大部分组成。下部分由基座、垂向移动座、横向燕尾滑道、一个横向液压油缸、两个垂向液压油缸、八个垂向导轨、四五十个调节螺栓组成。基座底部有轴向燕尾槽。垂向移动座安装在基座侧板内腔，其顶部是横向燕尾滑道，其四个侧面各有两个方形滑槽与垂向导轨相配安装，并由调节螺栓调节其间隙。两个垂向液压油缸下方与基座底板铰链联接，上方与垂向移动座铰链联接。横向液压油缸一端与垂向移动座铰链联接，另一端与上部的横向移动座铰链联接。上部分由横向移动座、龙门架、下定位卡瓦、上夹管卡瓦、夹管液压油缸组成。横向移动座底部有横向燕尾槽与垂向移动座顶部的横向燕尾滑道相配安装，其中部上面固定安装下定位卡瓦，其左右两边上面分别安装龙门架的两个立柱。龙门架的上横梁中心安装夹管液压油缸。上夹管卡瓦用铰链方式安装到夹管液压油缸的缸杆头部。

上述对口器的定位夹管机构中的下定位卡瓦为V形，有两块，沿轴向排列，其间距宽度大于上夹管卡瓦宽度。上夹管卡瓦为倒V形，有一块，下调到一定位置刚好落于下定位卡瓦间距之内。

上述对口器中的两块下定位卡瓦和一块上夹管卡瓦的V形面上都镶嵌着耐磨聚氨酯板块或硬橡胶板块。

上述对口器中的轴向移动小车底盘两侧设有六套制动机构，每套制动机构由形固定座、固定螺栓、制动螺栓和橡胶制动块组成。形固定座用固定螺栓安装在轴向移动小车底盘上，制动螺栓安装在形固定座的横向螺纹孔中，制动螺栓头端有橡胶制动块。上紧制动螺栓后，橡胶制动块紧卡到移动小车道轨上，防止轴向移动小车任意串动。

上述对口器中的轴向道轨底板的上表面为水平面，下表面是与船甲板相配的斜面或水平面。

上述对口器中的液压操作系统由液压泵组、油管路、阀门、操作台和操作手柄组成。其中的操作手柄安装在操作台上，操作台安置在移动小车底盘一侧中部。