一种浅海管线浮托施工装置及方法

摘要

本申请涉及海上管线施工的技术领域，尤其是涉及一种浅海管线浮托施工装置及方法，包括多个浮筒、用于固定管线的固定带和用于连接多个浮筒的连接绳；所述浮筒的一侧设置有用于收紧固定带的收紧机构，浮筒的另一侧设置有用于连接固定带的连接机构，所述浮筒上固定设置有连接套，所述连接绳上固定设置有连接球，所述连接球卡在连接套中时，连接机构将固定带固定，所述连接球脱离连接套中时，连接机构将固定带分离。本申请解决了现有浮筒不方便拆卸的问题，从而达到了方便快速解除管线上的浮筒的效果。

权利要求

1.一种浅海管线浮托施工装置，其特征在于：包括多个浮筒（1）、用于固定管线的固定带（2）和用于连接多个浮筒（1）的连接绳（3）；所述浮筒（1）的一侧设置有用于收紧固定带（2）的收紧机构，浮筒（1）的另一侧设置有用于连接固定带（2）的连接机构，所述浮筒（1）上固定设置有连接套（11），所述连接绳（3）上固定设置有连接球（31），所述连接球（31）卡在连接套（11）中时，连接机构将固定带（2）固定，所述连接球（31）脱离连接套（11）中时，连接机构将固定带（2）分离，所述收紧机构包括固定设置在固定带（2）上的定位条（41）、固定设置在浮筒（1）上的收紧架（42）、转动设置在收紧架（42）两侧的棘轮（43）、转动设置在收紧架（42）两侧的棘爪（44）、固定设置在两个棘轮（43）之间的收紧轴（45）、用于推动棘爪（44）和棘轮（43）啮合的弹簧片（46）以及用于带动收紧轴（45）单向转动的转动组件；所述收紧轴（45）上开设有供定位条（41）穿过的过孔，所述定位条（41）上转动设置有限位块（411），所述收紧轴（45）上开设有用于容纳限位块（411）的限位槽（451），所述转动组件包括转动设置在收紧架（42）上的把手（47）、滑动设置在把手（47）上的推板（48）以及用于推动推板（48）卡在棘轮（43）上的卡位弹簧（49）；所述把手（47）和棘轮（43）的转动轴线重合，所述连接机构包括固定设置在固定带（2）上的插接部（51）、固定设置在连接套（11）上的承插部（52）、用于固定插接部（51）的卡接组件以及用于脱离插接部（51）的弹出组件；所述连接球（31）卡在连接套（11）中时，卡接组件将插接部（51）固定在承插部（52）中，所述连接球（31）脱离连接套（11）中时，弹出组件将插接部（51）从承插部（52）中脱出，所述卡接组件包括滑动设置在承插部（52）上的连接块（53）、用于控制连接块（53）向着远离承插部（52）方向移动的移位弹簧（54）、滑动设置在连接块（53）上的卡块（531）以及用于推动卡块（531）从连接块（53）中伸出的复位弹簧（532）；所述卡块（531）的一侧为斜面，所述插接部（51）上开设有卡槽（511），所述连接球（31）卡在连接套（11）中时，卡块（531）卡在卡槽（511）中，所述连接球（31）脱离连接套（11）中时，卡块（531）从卡槽（511）中抽出，所述弹出组件包括滑动设置在承插部（52）上的顶杆（521）和套设在顶杆（521）上的弹出弹簧（522）；所述弹出弹簧（522）的一端与承插部（52）固定且另一端与顶杆（521）固定，所述顶杆（521）抵在插接部（51）上。

2.根据权利要求1所述的一种浅海管线浮托施工装置，其特征在于：所述把手（47）上固定设置有防脱绳（471），所述收紧架（42）上固定设置有挂钩（421）。

3.根据权利要求1所述的一种浅海管线浮托施工装置，其特征在于：所述卡块（531）上背离斜面的一侧设置有滚珠（5311）。

4.根据权利要求1所述的一种浅海管线浮托施工装置，其特征在于：所述连接绳（3）的两端固定设置有防脱块（32），所述防脱块（32）的尺寸大于连接套（11）。

5.一种浅海管线浮托施工方法，其特征在于，使用权利要求1‑4中任意一项的浅海管线浮托施工装置，包括如下操作步骤：

步骤一、在入海点位置预制拖拉轨道，在轨道末端的入水处开挖存管沟；

步骤二、对管线进行焊接、无损检测、节点防腐；

步骤三、将连接球（31）放入连接套（11）中，将固定带（2）缠绕在管线上，固定带（2）一端使用连接机构连接，固定带（2）另一端使用收紧机构进行连接并将固定带（2）收紧固定在管线上；

步骤四、将管线拖拉进入存管沟，使用拖船将管线拖拉入海至预定位置；

步骤五、工作人员通过拉拽连接绳（3）将连接球（31）从连接套（11）中拉出，固定带（2）在连接机构的作用下从管线上脱离；

步骤六、在海上将各个管线对接连接在一起。

说明书

一种浅海管线浮托施工装置及方法

技术领域

[0001] 本申请涉及海上管线施工的技术领域，尤其是涉及一种浅海管线浮托施工装置及方法。

背景技术

[0002] 浮拖法是水上管线（特别是近岸管线）铺设安装经常采用的成熟工艺，近20年来国内外的十几个工程案例中采用了该施工工艺，均成功出色地完成了相关安装任务。

[0003] 水上管线浮托法通过在近海位置铺设轨道，然后在轨道上将管线之间连接在一起，连接之后将浮筒绑缚在管线上，从而为管线在海上的移动提供航浮力，完成岸上操作之后将管线拖缆入水，在将管段拖航就位之后，由潜水员下水将浮筒解除，从而使管线缓慢均匀下沉，最终再将各段管线对接连通。

[0004] 由于管线较长，管线上的浮筒数量众多，由潜水员一一解除浮筒，工作效率低，劳动强度大。

发明内容

[0005] 为了方便快速解除管线上的浮筒，本申请提供一种浅海管线浮托施工装置及方法。

[0006] 第一方面，本申请提供的一种浅海管线浮托施工装置采用如下的技术方案：

[0007] 一种浅海管线浮托施工装置，包括多个浮筒、用于固定管线的固定带和用于连接多个浮筒的连接绳；所述浮筒的一侧设置有用于收紧固定带的收紧机构，浮筒的另一侧设置有用于连接固定带的连接机构，所述浮筒上固定设置有连接套，所述连接绳上固定设置有连接球，所述连接球卡在连接套中时，连接机构将固定带固定，所述连接球脱离连接套中时，连接机构将固定带分离。

[0008] 通过采用上述技术方案，将连接球放置在连接套中，连接机构将固定带的一端固定在浮筒上，收紧机构将固定带的另一端收紧，使得浮筒被固定在管线上。在需要工作人员拆卸浮筒时，通过拉动连接绳，从而将多个连接球从连接套中拽出，从而使得连接机将固定带的一端脱离，实现了对浮筒的快速拆卸。

[0009] 可选的，所述收紧机构包括固定设置在固定带上的定位条、固定设置在浮筒上的收紧架、转动设置在收紧架两侧的棘轮、转动设置在收紧架两侧的棘爪、固定设置在两个棘轮之间的收紧轴、用于推动棘爪和棘轮啮合的弹簧片以及用于带动收紧轴单向转动的转动组件；所述收紧轴上开设有供定位条穿过的过孔，所述定位条上转动设置有限位块，所述收紧轴上开设有用于容纳限位块的限位槽。

[0010] 通过采用上述技术方案，通过转动转动组件能够带动收紧轴转动，从而将固定带缠绕收卷在收紧轴上，实现了对固定带的收紧，提升了浮筒在管线上的稳固性。而通过转动限位块，将限位块卡在限位槽中，能够使得固定带不会从收紧轴上脱落，提升了固定带和收紧轴之间的稳固性，更加方便进行固定带的收卷。

[0011] 可选的，所述转动组件包括转动设置在收紧架上的把手、滑动设置在把手上的推板以及用于推动推板卡在棘轮上的卡位弹簧；所述把手和棘轮的转动轴线重合。

[0012] 通过采用上述技术方案，由于推板卡在棘轮的齿槽中，使得转动把手能够带动棘轮一起转动，棘轮转动能够带动收紧轴转动，从而实现将固定带收卷到收紧轴上。

[0013] 可选的，所述把手上固定设置有防脱绳，所述收紧架上固定设置有挂钩。

[0014] 通过采用上述技术方案，在将固定带收紧完成之后，将防脱绳挂在挂钩上，能够使得把手不会发生转动，保证了稳定性。

[0015] 可选的，所述连接机构包括固定设置在固定带上的插接部、固定设置在连接套上的承插部、用于固定插接部的卡接组件以及用于脱离插接部的弹出组件；所述连接球卡在连接套中时，卡接组件将插接部固定在承插部中，所述连接球脱离连接套中时，弹出组件将插接部从承插部中脱出。

[0016] 通过采用上述技术方案，连接球卡在连接套中时，将插接部插入承插部中会使得卡接组件将插接部固定。在将连接球从连接套中抽出时，弹出组件会将插接部从承插部中弹出，从而实现了对固定带的拆卸。

[0017] 可选的，所述卡接组件包括滑动设置在承插部上的连接块、用于控制连接块向着远离承插部方向移动的移位弹簧、滑动设置在连接块上的卡块以及用于推动卡块从连接块中伸出的复位弹簧；所述卡块的一侧为斜面，所述插接部上开设有卡槽，所述连接球卡在连接套中时，卡块卡在卡槽中，所述连接球脱离连接套中时，卡块从卡槽中抽出。

[0018] 通过采用上述技术方案，连接球卡在连接套中时，连接块会被顶进承插部中，此时将插接部插进承插部中会使得卡块卡在卡槽中，从而实现了对插接部的固定。在将连接球从连接套中取出时，连接块会在移位弹簧的作用带动卡块向着远离承插部的方向移动，从而将卡块从卡槽中抽出，实现了对插接部的分离。

[0019] 可选的，所述弹出组件包括滑动设置在承插部上的顶杆和套设在顶杆上的弹出弹簧；所述弹出弹簧的一端与承插部固定且另一端与顶杆固定，所述顶杆抵在插接部上。

[0020] 通过采用上述技术方案，在将连接球从连接套中取出时，顶杆会在弹出弹簧的作用下推动插接部，将插接部从承插部中推出。

[0021] 可选的，所述卡块上背离斜面的一侧设置有滚珠。

[0022] 通过采用上述技术方案，滚珠的设置能够减小卡块和卡槽之间接触面的摩擦，使得卡块更加容易从卡槽中抽出。

[0023] 可选的，所述连接绳的两端固定设置有防脱块，所述防脱块的尺寸大于连接套。

[0024] 通过采用上述技术方案，防脱块能够防止连接绳完全从连接套中脱落，使得浮筒在从管线上拆下之后不会散乱，能够被连接绳连接在一起，方便后续对浮筒进行统一回收。

[0025] 第二方面，本申请提供的一种浅海管线浮托施工方法采用如下的技术方案：

[0026] 一种浅海管线浮托施工方法，包括如下操作步骤：

[0027] 步骤一、在场地上预制拖拉轨道，在轨道末端的入水处开挖存管沟；

[0028] 步骤二、对管线进行焊接、无损检测、节点防腐；

[0029] 步骤三、将连接球放入连接套中，将固定带缠绕在管线上，固定带一端使用连接机构连接，固定带另一端使用收紧机构进行连接并将固定带收紧固定在管线上；

[0030] 步骤四、将管线拖拉进入存管沟，使用拖船将管线拖拉入海至预定位置；

[0031] 步骤五、工作人员通过拉拽连接绳将连接球从连接套中拉出，固定带在连接机构的作用下从管线上脱离；

[0032] 步骤六、在海上将各个管线对接连接在一起。

[0033] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

[0034] 1.将连接球放置在连接套中，连接机构将固定带的一端固定在浮筒上，收紧机构将固定带的另一端收紧，使得浮筒被固定在管线上。在需要工作人员拆卸浮筒时，通过拉动连接绳，从而将多个连接球从连接套中拽出，从而使得连接机将固定带的一端脱离，实现了对浮筒的快速拆卸。

[0035]  2.防脱块能够防止连接绳完全从连接套中脱落，使得浮筒在从管线上拆下之后不会散乱，能够被连接绳连接在一起，方便后续对浮筒进行统一回收。

附图说明

[0036] 图1是本申请实施例的整体结构示意图。

[0037] 图2是图1中A部分的局部放大示意图。

[0038] 图3是本申请实施例的收紧机构侧视图。

[0039] 图4是本申请实施例的整体结构的侧剖视图。

[0040] 图5是图4中B部分的局部放大示意图。

[0041] 图6是图4中C部分的局部放大示意图。

[0042] 图7是本申请实施例的整体结构的正剖视图。

[0043] 图8是图7中D部分的局部放大示意图。

[0044] 附图标记：1、浮筒；11、连接套；2、固定带；3、连接绳；31、连接球；32、防脱块；41、定位条；411、限位块；42、收紧架；421、挂钩；43、棘轮；44、棘爪；45、收紧轴；451、限位槽；46、弹簧片；47、把手；471、防脱绳；48、推板；49、卡位弹簧；51、插接部；511、卡槽；52、承插部；521、顶杆；522、弹出弹簧；53、连接块；531、卡块；5311、滚珠；532、复位弹簧；54、移位弹簧。

具体实施方式

[0045] 以下结合附图1‑图8对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

[0046] 本申请实施例公开一种浅海管线浮托施工装置。一种浅海管线浮托施工装置包括浮筒1、固定带2和连接绳3。其中，浮筒1的数量根据实际使用时管线的长度设置，固定带2用于将浮筒1固定在管线上，从而在管线入海时为管线提供浮力，而连接绳3则是用来将多个浮筒1连接在一起。

[0047] 在浮筒1的一侧设置有用于收紧固定带2的收紧机构，从而提高固定带2在管线上的牢固性，使得浮筒1不易从管线上脱落，保证使用时的稳定性。浮筒1的另一侧则设置有用于连接固定带2的连接机构，从而将固定带2的另一端连接在浮筒1上，使得固定带2能够缠绕在管线上。在连接绳3上固定设置有多个连接球31，连接球31在连接绳3上均匀分布。浮筒1上固定设置有连接套11，连接绳3从连接套11中穿过。连接套11内侧壁上固定设置有橡胶垫，使得连接球31连接套11内更加稳固，同时，连接球31从连接套11中脱离时，橡胶垫能够发生形变，避免出现连接球31无法脱出的情况。

[0048] 当连接球31卡接在连接套11中时，连接机构能够将固定带2固定在管线上，当连接球31从连接套11中脱出时，连接机构将固定带2从管线上分离，从而实现了浮筒1从管线上的解除。在实际使用时，工作人员抽动连接绳3，能够将多个连接球31从连接套11中抽出，从而实现对多个浮筒1的解除，大大提升了工作效率，方便了使用。在连接绳3的两端固定设置有防脱块32，防脱块32的尺寸大于连接套11的尺寸使得连接绳3不会完全从连接套11上被抽出，从而使得连接绳3能够将多个浮筒1连接在一起，在将浮筒1拆下之后，多个浮筒1不会分散漂浮在海上，方便了对浮筒1的回收。同时，实际使用时，相邻两个连接球31之间的连接绳3的长度长于相邻两个连接套11之间的距离，使得连接绳3处于松弛状态，从而能够提一定的活动空间，使得管线在受到外界扰动时不易将连接球31从连接套11中拽出来。

[0049] 具体的，收紧机构包括固定设置固定带2上的定位条41、固定设置在浮筒1一侧的收紧架42、转动设置在收紧架42两侧的棘轮43、转动设置在收紧架42两侧的棘爪44、固定设置在两个棘轮43之间的收紧轴45、用于推动棘爪44和棘轮43保持在啮合状态的弹簧片46以及用于带动收紧轴45单向转动的转动组件。其中，弹簧片46的一端与收紧架42固定，弹簧片46的另一端抵在棘爪44上。在收紧轴45上开设有供定位条41穿过的过孔，在定位条41上转动设置有限位块411，限位块411和定位条41共面时，将定位条41穿过过孔之后，转动限位块
411，使得限位块411和定位条41垂直，从而能够使得限位块411抵在收紧轴45上，防止定位条41从收紧轴45上抽离，从而使得收紧轴45转动时能够将固定带2收卷在收紧轴45上。同时，为了收紧轴45转动时更好的将固定带2缠绕在收紧轴45上，在收紧轴45上开设有与限位块411相匹配的限位槽451。在转动限位块411之后，能够将限位块411卡在限位槽451中，从而用于容纳限位块411，使得限位块411不会从收紧轴45的表面凸出来。

[0050] 更具体的，转动组件包括转动设置在收紧架42上的把手47、滑动设置在把手47上的推板48以及用于推动推板48卡在棘轮43上的卡位弹簧49。其中，把手47的转动中心和棘轮43的转动中心重合，卡位弹簧49的一端固定设置在把手47上，卡位弹簧49的另一端固定设置在推板48上。在把手47沿着能够收卷固定带2的方向转动时，推板48卡在棘轮43上，能够带动棘轮43同步转动，从而实现收紧轴45的转动，将固定带2收卷在收紧轴45上。在把手47沿着放卷固定带2的方向转动时，推板48无法卡在棘轮43上，无法带动棘轮43转动。

[0051] 进一步的，为了对把手47固定，防止把手47随意转动，在把手47上固定设置有防脱绳471，在收紧架42上固定设置有挂钩421，在收紧固定带2之后，不需要使用把手47时，将防脱绳471挂在挂钩421上，对把手47固定，使得把手47无法转动。

[0052] 具体的，连接机构包括固定在设置在固定带2上的插接部51、固定嵌设在连接套11上的承插部52、用于将插接部51固定在承插部52上的卡接组件以及用于将插接部51从承插部52中脱出的弹出组件。在连接球31卡在连接套11中时，卡接组件将插接部51固定，在连接球31脱离连接套11中时，弹出组件将插接部51弹出。

[0053] 更具体的，卡接组件包括滑动设置在承插部52上的连接块53、用于控制连接块53向着远离承插部52方向移动的移位弹簧54、滑动设置在连接块53上的卡块531以及用于推动卡块531从连接块53中伸出的复位弹簧532。其中，移位弹簧54一端与承插部52固定，移位弹簧54另一端与连接块53固定，移位弹簧54处于原长状态时，连接块53伸进连接套11内侧。在连接块53上固定设有凸块，在卡块531上开设有两端封闭的凹槽，凸块滑动设置在凹槽中，通过凸块和凹槽的配合限制卡块531在连接块53上的移动范围，使得卡块531无法完全从连接块53上脱离。复位弹簧532一端与连接块53固定，复位弹簧532的另一端与卡块531固定。在插接部51上开设有卡槽511，卡块531的一侧设置为斜面结构。在将连接球31卡在连接套11中时，连接块53被压进承插部52中，此时，将插接部51插入承插部52中，插接部51会抵在卡块531的斜面上，将卡块531挤进连接块53中，直至插接部51完全插进承插部52中，卡块
531在复位弹簧532的作用下伸出卡在卡槽511中，从而实现对插接部51的固定。在将连接球
31从连接套11中抽出时，连接块53在移位弹簧54的作用下向着远离承插部52的方向移动，并带动卡块531一起移动，从而将卡块531从卡槽511中抽出，实现了对插接部51限定的解除。

[0054] 进一步的，为了减小卡块531和卡槽511接触面的摩擦，更加方便卡块531从卡槽511中的抽出，在卡块531背离斜面的一侧设置有多个滚珠5311，从而保证了连接球31脱离连接套11时，卡块531能够脱离卡槽511。

[0055] 更具体的，弹出组件包括滑动设置在承插部52上的顶杆521和套设在顶杆521上的弹出弹簧522。弹出弹簧522一端与承插部52固定，弹出弹簧522的另一端与顶杆521固定，在将插接部51插接在承插部52中时，顶杆521会抵在插接部51上。在将连接球31从连接套11中抽出时，插接部51脱离限制，使得顶杆521会在弹出弹簧522的作用下将插接部51弹出承插部52。

[0056] 本申请实施例还公开了一种浅海管线浮托施工方法，包括如下操作步骤：

[0057] 步骤一、对入海点位置的土层进行基础处理，场地上铺设拖拉轨道，并在轨道末端入水处开挖引水和储管沟槽。同时，为了保证为保证管线浮拖就位时的安全可靠性和位置准确性，需要在管线路上设计和施打定位桩。

[0058] 步骤二、对管段进行焊接、检验、防腐、注脂。

[0059] 步骤三、在一段管线上会设置两根连接绳3。首先将第一根连接绳3上的各个浮筒1都安装在管线上。具体的，将连接绳3上的连接球31都卡进连接套11中，然后将插接部51插接到承插部52中，将固定带2的一端固定。将固定带2的另一端绕过管线，将定位条41穿过收紧轴45，转动限位块411，将限位块411卡在限位槽451中。转动把手47，收紧轴45转动，将固定带2收卷，使得固定带2紧固在管线上，然后将防脱绳471挂在挂钩421上。再取第二根连接绳3，将第二根连接绳3上的浮筒1也安装在管线上，使得第二根连接绳3上的浮筒1和第一根连接绳3上的浮筒1间隔排列。此后，再根据上述操作再在后面的管线上继续布置浮筒1。

[0060] 步骤四、将管线拖拉进入到存管沟，由拖船将管线拖航入海，首拖船将管段拖至定位桩附近抛锚，尾拖船、辅助拖船协助调整管线位置与定位桩大致平行，当管段接近预定位置时，使其处于平稳状态。

[0061] 步骤五、潜水员从中间部位下水，两人分头向两侧解除浮筒1，通过拉拽连接绳3将连接球31从连接套11中拉出，使得固定带2在连接机构的作用下从管线上脱离。解除浮筒1时，应采用隔一留一的方式解除浮筒1，即在一段管线上先将第一根的连接绳3上的浮筒1解除，使得管线缓慢均匀下沉入海底，就位平稳后，再依次解除第二根连接绳3上的浮筒1。

[0062] 步骤六、在海上将各个管线对接连接在一起。

[0063] 本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。