[发明专利]油气管段快速更换方法与装置

摘要

一种油气管段快速更换方法与装置，在线激光精确测量管段、数据-图形转换、离线管段精确预制、现场快速更换管段。本发明无需在现场提前拆卸需要更换管段，管段更换前管线可以一直正常运行，不停产。采用激光全站仪与测量标的精密测量被更换管段的空间几何形态数据，得到被更换管段的数据，实现管段在线、快速、精确测量。用数据-图像处理专用软件，将管段的测量数据转换成替换管段焊接技术图。用得到的替换管段焊接技术图和替换管段焊接专用装置，完成对替换管段的离线精确预制。用预制好的管段在管线维修现场短时间停产条件下，快速、安全更换管段。

主权项

一种油气管段快速更换方法与装置，在线激光精确测量管段、数据‑图形转换、离线管段精确预制、现场快速更换管段，其特征是包括如下步骤：①测量管段，获取管段几何数据，在管线工作现场选择需要更换的管段，用测量精度小于2mm/5m的激光全站仪、专用测量标的和被测管段三者之间建立起测量系统，测量管段时，在管段两端的法兰端面和管段弯曲处选择至少四个以上的关键测量点，在测量标的准确指引下，用激光全站仪对需更换管段的空间形态进行在线、快速、精确测量，以获取该管段的关键点的空间几何尺寸形态数据，尤其是管段两端法兰和其上螺栓孔的精确数据；②管段几何数据图形转换，用自主开发的专用数据‑图形处理软件，将上述测量获取的管段几何形态数据自动转换成三维或二维机械图，即焊接施工图，为离线精确预制管段提供技术图纸；③进行预制管段的离线、精确制造，用管段法兰端面精确定位焊接装置、标的和全站仪精确引导，确保预制管段两端面法兰与更换管段法兰的空间几何尺寸和形态一致，尤其是法兰的空间位置、角度和螺栓孔误差在制造允许范围内，预制过程主要有以下几点：1)备料，根据焊接施工图，选取符合尺寸、规格、材料等要求符合预制管段两端面的连接法兰，中间的弯头、直管段等管段的基本管件，然后将它们进行下料处理成具有一定长度、角度、工艺坡口等要求的管件，为后面的组管备好料；2)管段两端面法兰的精确定位，将管段端面的两个法兰分别装夹在低位、高位坐标工作台上，这两个工作台具有多坐标精确调节功能，在低位、高位工作台之间的位置初步确定的情况下，用激光全站仪、测量标的指引低位、高位工作台的移动和转动，确定预制管段两端法兰的精确位置和空间角度方位，实现预制管段两端法兰空间位置的精确定位；3)组管、初步预制管段，在激光全站仪和测量标的指引下，用多个可调V型支架将备事先好料的管段各管件进行组对、粗调、点焊、精调、焊接、消除管段焊接应力、管段耐压与泄露试验等管段预制工序；4)校正管段，用激光全站仪和测量标的对已经焊接完成的预制管段进行测量，获取预制管与原管段的对应测量数据，将它们进行数据比对分析，得到预制管段的误差数据，然后在激光全站仪和测量标的指引下，用热校正工艺对预制管段两端法兰盘空间位置、距离尺寸和螺栓孔角度误差进行校正，直至预制管段完全达到施工图纸的精度要求；④现场快速更换管段，将精确预制完成的管段运到管线现场，临时停止管线运行关闭维修更换管段附近管线的阀门，放出管段中的油或气，拆除废旧管段，换上预制的新管段，完成管段压力、泄露试验，恢复管线生产作业。