一种灌浆固定海洋平台立管的新型卡子装置及其固定方法

摘要

本发明公开了一种灌浆固定海洋平台立管的新型卡子装置及其固定方法，所述装置包括一端与立管卡箍连接的支撑钢管，所述支撑钢管的另一端连接有定位卡箍，所述定位卡箍由2个半圆形钢板对扣与导管架钢管形成一个空腔的圆筒状结构构成，所述空腔内用于灌装水泥浆层，所述半圆形钢板的外壁上设置有灌浆孔和返浆孔，所述灌浆孔焊接有与灌浆泵管连接的短管，所述半圆形钢板的内壁上设置有剪切键，其固定方法是通过在定位卡箍内灌装浆液进行固定，从而实现立管的安全性，本发明在石油开采领域尤其南海深水导管架的立管设计中可广泛的推广和应用。

权利要求

1.一种灌浆固定海洋平台立管的卡子装置的固定方法，其特征是，包括下述步骤：①制备卡子装置，所述装置包括一端与立管卡箍连接的支撑钢管，所述支撑钢管的另一端连接有定位卡箍，所述定位卡箍由2个半圆形钢板对扣与导管架钢管形成一个空腔的圆筒状结构，所述空腔内用于灌装水泥浆层，所述半圆形钢板的外壁上设置有灌浆孔和返浆孔，所述灌浆孔焊接有与灌浆泵管连接的短管，所述半圆形钢板的内壁上设置有剪切键；

②将上述装置的立管卡箍和定位卡箍的周边分别设置密封橡胶条；

③之后分别将立管卡箍与立管卡固、将定位卡箍与导管架钢管卡固；

④将定位卡箍上设置的短管与灌浆泵管连接，进行灌注水泥浆，直至返浆孔中有水泥浆液溢出为止；

⑤待浆液凝固，即完成本方法。

2.根据权利要求1所述的灌浆固定海洋平台立管的卡子装置的固定方法，其特征在于，所述半圆形钢板的侧边分别设置有螺栓孔，其中一侧边通过直轴钢销活动连接，另一侧所述螺栓孔用于与锁紧螺栓相插合。

3.根据权利要求1所述的灌浆固定海洋平台立管的卡子装置的固定方法，其特征在于，所述螺栓孔之间设置有三角型加强筋板。

4.根据权利要求1所述的灌浆固定海洋平台立管的卡子装置的固定方法，其特征在于，所述立管卡箍、支撑钢管和定位卡箍的外表面设置有防腐涂层。

说明书

一种灌浆固定海洋平台立管的新型卡子装置及其固定方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种管道的固定施工领域，尤其是涉及一种灌浆固定海洋平台立管的新型卡子装置及其固定方法。

背景技术

[0002] 通常，在海洋平台生产运行期间，有时需要安装新的立管，鉴于水下焊接质量难以保证，新增立管卡子两端均使用可开合的管卡，一端固定立管，一端卡在导管架钢管上。由于没有焊接，这种常规模式的立管卡子只能通过橡胶垫层的摩擦力和紧固螺栓的预紧力保持固定，需经常检查橡胶垫层和紧固螺栓，一旦发现磨损和松动，需及时进行更换或紧固。对于本领域来说，其南海深水平台，每段立管悬跨的长度都很大，在海流长期作用下，立管和立管卡子会受到很大的循环荷载。橡胶垫层和紧固螺栓会逐渐发生磨损和松动，如不及时进行更换或紧固，立管卡子会滑动或脱落，引起立管晃动，甚至断裂，影响到平台正常生产，甚至发生环境污染。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种使立管卡子能够永久牢固的保持与导管架钢管的连接固定，避免了需经常对卡子橡胶垫层和紧固螺栓的常规水下检查，提高了立管固定质量和使用时间，从而保证了立管的安全性能。

[0004] 本发明是通过下述技术方案予以实现的：

[0005] 本发明一种灌浆固定海洋平台立管的新型卡子装置，包括一端与立管卡箍连接的支撑钢管，所述支撑钢管的另一端连接有定位卡箍，所述定位卡箍由2个半圆形钢板对扣与导管架钢管形成一个空腔的圆筒状结构构成，所述空腔内用于灌装水泥浆层，所述半圆形钢板的外壁上设置有灌浆孔和返浆孔，所述灌浆孔焊接有与灌浆泵管连接的短管，所述半圆形钢板的内壁上设置有剪切键。

[0006] 所述半圆形钢板的周边设置有密封胶条。

[0007] 所述半圆形钢板的侧边分别设置有螺栓孔，其中一侧边通过直轴钢销活动连接，另一侧所述螺栓孔用于与锁紧螺栓相插合。

[0008] 所述螺栓孔之间设置有三角型加强筋板。

[0009] 所述立管卡箍、支撑钢管和定位卡箍为高强度船用钢板制成。

[0010] 所述立管卡箍、支撑钢管和定位卡箍的外表面设置有防腐涂层。

[0011] 本发明的另一项技术方案是上述新型卡子装置的固定方法，由下述步骤构成：

[0012] ①制备卡子装置，所述装置包括一端与立管卡箍连接的支撑钢管，所述支撑钢管的另一端连接有定位卡箍，所述定位卡箍由2个半圆形钢板对扣与导管架钢管形成一个空腔的圆筒状结构构成，所述空腔内用于灌装水泥浆层，所述半圆形钢板的外壁上设置有灌浆孔和返浆孔，所述灌浆孔焊接有与灌浆泵管连接的短管，所述半圆形钢板的内壁上设置有剪切键；

[0013] ②将上述装置的立管卡箍和定位卡箍的周边分别设置密封橡胶条；

[0014] ③之后分别将立管卡箍与立管卡固、将定位卡箍与导管架钢管卡固；

[0015] ④将定位卡箍上设置的短管与灌浆泵管连接，进行灌注水泥浆，直至返浆孔中有水泥浆液溢出为止；

[0016] ⑤待浆液凝固，即完成本发明方法。

[0017] 所述半圆形钢板的侧边分别设置有螺栓孔，其中一侧边通过直轴钢销活动连接，另一侧所述螺栓孔用于与锁紧螺栓相插合。

[0018] 所述螺栓孔之间设置有三角型加强筋板。

[0019] 所述立管卡箍、支撑钢管和定位卡箍的外表面设置有防腐涂层。

[0020] 本发明的有益效果是：

[0021] 1.本技术方案采用定位卡箍由2块环形钢板对扣与导管架钢管形成一空腔的圆筒状结构的特点，在空腔内可进行水泥浆的灌装，水泥浆凝固后，可以使定位卡箍与导管架钢管永久固定，从而使立管卡箍牢固的保持与立管的固定连接，进而保证了立管的安全性，解决了常规下定位卡箍仅靠橡胶圈的摩擦力固定在导管架钢管上，在海流长期循环荷载作用下，易磨损和松动的问题。

[0022] 2.本发明装置造价低，使用方便，可以大量应用在所属领域及南海导管架平台的新建立管设计中，由于本装置能够有效的避免立管损伤和振动，因此，不用经常检查橡胶垫层和紧固螺栓的磨损和松动情况，减少和避免了对于水下立管的维修和更换作业，降低了油田的维修成本。

[0023] 3.本发明装置可以事先在陆地进行预制和涂装，并进行密封性试验，保证了密封、防腐、焊接检验的质量。

[0024] 4.本发明采用在水下实施灌装水泥浆的方法对管道进行固定，其操作方便，避免了现有技术中实施焊接固定的弊端。

[0025] 5.本发明可以根据各平台导管架钢管的具体尺寸进行设计，适应性广，在本领域南海深水导管架的立管设计中可广泛的推广和应用。

附图说明

[0026] 图1是本发明装置打开状态结构示意图。

[0027] 图2是本发明装置闭合状态结构示意图。

[0028] 图3是本发明安装后局部剖视结构示意图。

[0029] 附图标记：

[0030] 1.立管卡箍 2.支撑钢管 3.定位卡箍 4.直轴钢销 5.加强筋板 6 返浆孔 7.灌浆孔

[0031] 8 安装吊耳 9.密封胶条 10.剪切键 11 锁紧螺栓 12.导管架钢管 13 立管

[0032] 14 空腔 15 水泥浆层

具体实施方式

[0033] 下面结合附图，对本发明做进一步的说明：

[0034] 如图1所示，本发明装置包括一端与立管卡箍1连接的支撑钢管2，所述支撑钢管2的另一端连接有定位卡箍3，所述立管卡箍、支撑钢管和定位卡箍都为高强度船用钢板制成，其外表面涂覆有防腐涂层；所述定位卡箍3是由2个半圆形钢板对扣构成，所述半圆形钢板的每一个侧边都设置有螺栓孔，其中一侧边的螺栓孔是通过直轴钢销4进行活动连接，即开启或闭合时，直轴钢销4起到一个转轴的作用；所述另一侧边的螺栓孔用于扣合后将锁紧螺栓11插入其孔中；本发明为了增加半圆形钢板侧边连接的强度，在所述螺栓孔之间设置有三角型加强筋板5；本发明的半圆形钢板的周边还设置有密封胶条9，所述密封胶条9要有一定的厚度，当将半圆形钢板对扣在导管架钢管12上时，半圆形钢板和导管架钢管之间便形成了一个密封环形空间，所述密封环形空间即为空腔14，所述空腔14内用于灌装水泥浆层15，为了实施灌装，在所述半圆形钢板的外壁上设置有灌浆孔7和返浆孔6，所述灌浆孔7上可焊接一个短管，当灌装时，将短管与灌浆泵管连接便可，所述灌浆即为灌到有浆液从返浆孔溢出为止，为了使灌装后的浆液更好的凝固在空腔内，在所述半圆形钢板的内壁上要设置多条剪切键10，这样便可提高泥浆凝固后的固定效果。

[0035] 本发明上述装置的固定方法是按下述步骤进行的：

[0036] 首先按上述结构制备卡子装置，在卡子装置的外表面进行防腐涂层的涂覆处理，待防腐涂层晾干后备用；

[0037] 当实施安装时，将上述备用卡子装置的立管卡箍和定位卡箍的周边分别设置密封橡胶条；

[0038] 设置好密封橡胶条后，将立管卡箍卡箍在立管上，旋紧螺栓固紧，再将定位卡箍对扣在导管架钢管上，旋紧螺栓固紧，由于密封胶条有一定的厚度，当将定位卡箍对扣在导管架钢管上时，定位卡箍和导管架钢管之间便形成了一个密封环形空间；

[0039] 然后将定位卡箍上设置的短管与灌浆泵管连接，开启灌浆泵，向密封环形空间内灌注水泥浆液，直至返浆孔中有水泥浆液溢出，即停止灌注；

[0040] 待灌装的水泥浆液凝固后，即实现本发在水下立管设置固定的施工。

[0041] 上面所述的实施方式仅仅是对本发明优选方式的描述，并非对发明构思和范围的限定，在不脱离本设计思想的前提下，本领域中普通工程技术人员对本的技术方案所作出的各种变形和改进，均属于本发明的保护范围。