管体表面开设马鞍孔的方法及桩腿的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种管体表面开设马鞍孔的方法及桩腿的制作方法。确定管体表面待加工孔的开孔中心点，沿管体延伸方向在管体表面划出开孔水平中心线，确定开孔中心线端点；吊装固定管体，使待加工孔的开孔中心点位于管体表面的最高位置；移动切割机并调节切割机的中心定位轴和切割头的位置，使中心定位轴的延长线穿过待加工孔的开孔中心点，并使切割头对准待加工孔的开孔中心线端点；切割头从开孔中心线端点开始沿待加工孔的边缘切割成孔。本发明专利技术主要依靠开孔中心点和开孔中心线端点的两点定位原则，对切割机与管体的相对设置位置要求不高，切割机只需要通过两点定位即可施行切割；方便操作，定位加工的效率高。

The method of opening saddle hole on the surface of pipe body and the method of making pile leg

【技术实现步骤摘要】
管体表面开设马鞍孔的方法及桩腿的制作方法
本专利技术涉及管件加工领域，特别是涉及管体表面开设马鞍孔的方法及桩腿的制作方法。
技术介绍
海洋开发已经成为全球新技术革命的重要组成部分，其中，海洋油气开发和海上风电开发又是当今海洋工程的主要内容之一。自升式平台是一种海上移动式钻井、生活、服务装备，目前是世界海洋石油勘探中使用最多的一种平台，由于其定位能力强、作业稳定性好，在海域的油气勘探开发中居重要地位，随着海上风电的单机容量越来越大，相对应的高度来越高，所以风电平台配套需求越来越大。在平台结构中，桩腿是平台最重要的部件之一，桩腿支撑平台的全部重量和各种环境外力，除受重力载荷外，还要考虑到风载荷、波浪载荷、海流载荷等，因而对桩腿的强度、刚度、屈曲、疲劳提出了很高的要求。为了满足使用强度和支撑要求，平台结构使用的桩腿长度基本在30m以上，且制作桩腿的壁厚尺寸较大，整个桩腿由多根管子对接形成，形成的桩腿需要在表面统一开孔，然而管子接长后太长、太重(重量约30～40吨)，移动和定位很不方便，开孔、尤其是在管体表面开腰圆孔(马鞍孔)的难度较大。目前市面上较常见的切割机为全自动数控火焰切割机，然而该设备只能切割平面，因为设备本身自动调高系统不适用于弧面和曲面，包括目前市面上现有的大型数控切割如：龙门切割、台式切割、仿形切割机和便携式数控火焰切割机均用于切割平面钢材。为了解决开孔的问题，可以考虑采用现有专业切割管子的数控管道相贯线切割机切割腰圆孔，但是管道相贯线切割机只能切割小型管子，卡盘无法满足30～40吨的管子，管子太长、太重无法保证与切割设备同步自转；机器人切割大多用于单个储罐的封头开孔，对于长度30米左右的管子，要求太高，需要订制长度覆盖管子长度的切割轨道、成本非常昂贵，另外切割轨道对应管件定位要求非常高，定位难度大且效率低，并且考虑到项目(整个平台或者桩腿)的建造在不同船厂建造，且管子的开孔加工可能在外厂、某个小组立车间，如果在为了一个项目就去增加一个设备或者定制特殊轨道，这样不单单成本增加，相对应的人工也相应增加；除此之外，还可采用机加工开孔，但机加工开孔需要设备，且在不同工位间来回定位固定时间长、效率不高，并且中间运输又很麻烦。
技术实现思路
基于此，有必要针对在超长超重管体表面开马鞍孔成本高、定位效率低且难以保证加工精度的问题，提供一种管体表面开设马鞍孔的方法及桩腿的制作方法。一种管体表面开设马鞍孔的方法，包括：确定管体表面待加工孔的开孔中心点，沿所述管体延伸方向在所述管体表面划出开孔水平中心线，所述开孔水平中心线穿过所述开孔中心点；确定所述开孔水平中心线与所述待加工孔边缘的交点为开孔中心线端点；吊装固定所述管体，使所述待加工孔的开孔中心点位于所述管体表面的最高位置；沿所述管体的延伸方向移动切割机，调节所述切割机的中心定位轴和切割头的位置，使所述中心定位轴的延长线穿过所述待加工孔的所述开孔中心点，并使所述切割头对准所述待加工孔的开孔中心线端点；所述切割头从所述开孔中心线端点开始沿所述待加工孔的边缘切割成孔。上述管体表面开设马鞍孔的方法，至少具有以下有益的技术效果：(1)超长超重管体长度和重量较大，移动和定位很不方便，且在管体上开设马鞍孔的开孔面为非平面，且马鞍孔的马鞍落差大，因而常规的开孔方法并不适用。本专利技术的方法能够用于在超长超重管体表面开设马鞍孔，解决了在圆柱面(曲面)批量切割马鞍孔的问题。开孔时管道不需要与切割设备同步自转，省去了移动管体的麻烦，开孔过程中不需要移动管体。(2)上述方法不需要使用结构复杂的设备和精密仪器，从而节约了成本；主要依靠开孔中心点和开孔中心线端点的两点定位原则，对切割机与管体的相对设置位置要求不高，切割机只需要靠近管体，再通过两点定位即可施行切割；并且对于放置管体的水平度要求低，两端高度差在10mm以内皆可，这是由于管体较长，两端高度稍有差异时单孔范围内高度差基本可以忽略不计，从而不会影响单个马鞍孔的切割精度，所以管体就算直接放地上都可以进行打孔；方便操作，不需要在不同的工位间转移待打孔管件，省去了中间运输的步骤、节约了时间，定位加工的效率高。(3)本专利技术方便安装拆卸和调试，由于主要依靠两点定位原则，对管体的摆放位置的精度要求不高，同时对切割机的移动路径没有限制，操作灵活性好、通用性强，能够根据需要将一套设备拆卸并安装至不同的加工车间进行打孔加工，或者在不同的车间内快速布设打孔设备，打孔所需的设备简易且安装要求很低，节约了施工成本和人工投入。在其中一个实施例中，所述在所述切割头从所述开孔中心线端点开始沿所述待加工孔的边缘切割成孔的步骤之后，还包括：移动所述切割机靠近下一个所述待加工孔，调节所述中心定位轴和所述切割头的位置，使所述中心定位轴的延长线穿过所述待加工孔的开孔中心点，并使所述切割头对准所述待加工孔的开孔中心线端点，所述切割头沿所述待加工孔的边缘切割成孔。在其中一个实施例中，所述切割机通过与邻近所述管体设置的导向部件配合以实现沿所述管体的延伸方向移动靠近下一个所述待加工孔。在其中一个实施例中，所述导向部件包括设于所述管体侧边的轨道，所述切割机设于所述轨道上且可沿所述轨道滑动。在其中一个实施例中，所述轨道设于所述管体两侧，所述切割机通过横跨于所述管体的移动工装沿所述轨道滑动。在其中一个实施例中，所述切割机通过设于所述切割机底部的十字滑台的水平移动调节所述中心定位轴以使所述中心定位轴的延长线穿过所述待加工孔的开孔中心点。在其中一个实施例中，所述驱动所述切割机使所述切割头靠近所述管体表面的步骤之前，驱动所述切割机沿预设切割轨迹空跑。在其中一个实施例中，所述沿所述管体延伸方向在所述管体表面划出开孔水平中心线的步骤，包括：以所述开孔中心点为中心在所述管体上划出十字标记，所述十字标记包括与所述管体延伸方向一致的纵向线及与所述管体延伸方向垂直的横向线，延长所述纵向线以划出所述开孔水平中心线。在其中一个实施例中，所述切割头从所述开孔中心线端点开始沿所述待加工孔的边缘切割成孔后，打磨所述成孔的边缘。在其中一个实施例中，所述切割机为相贯线切割机。一种桩腿的制作方法，包括以上任一所述的管体表面开设马鞍孔的方法，还包括：将开设马鞍孔的多根管体依次连接形成桩腿。附图说明图1为开设马鞍孔的管体的横截面图；图2为本专利技术一实施例在管体表面开设马鞍孔的方法的侧视示意图；图3为本专利技术一实施例在管体表面开设马鞍孔的方法的俯视示意图；图4为本专利技术一实施例中利用两点定位法在管体表面打多个孔的示意图；图5为本专利技术一实施例提供的桩腿的示意图。图中：10、桩腿，11、接缝，12、马鞍孔，100、管体，110、待加工孔，111、开孔中心点，120、开孔水平中心线，121、开孔中心线端点，200、切割机，210、中心定位轴，220、切割头，300、轨道，400、移动工装，50本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管体表面开设马鞍孔的方法，其特征在于，包括：/n确定管体表面待加工孔的开孔中心点，沿所述管体延伸方向在所述管体表面划出开孔水平中心线，所述开孔水平中心线穿过所述开孔中心点；/n确定所述开孔水平中心线与所述待加工孔边缘的交点为开孔中心线端点；/n吊装固定所述管体，使所述待加工孔的开孔中心点位于所述管体表面的最高位置；/n沿所述管体的延伸方向移动切割机，调节所述切割机的中心定位轴和切割头的位置，使所述中心定位轴的延长线穿过所述待加工孔的所述开孔中心点，并使所述切割头对准所述待加工孔的开孔中心线端点；/n所述切割头从所述开孔中心线端点开始沿所述待加工孔的边缘切割成孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种管体表面开设马鞍孔的方法，其特征在于，包括：
确定管体表面待加工孔的开孔中心点，沿所述管体延伸方向在所述管体表面划出开孔水平中心线，所述开孔水平中心线穿过所述开孔中心点；
确定所述开孔水平中心线与所述待加工孔边缘的交点为开孔中心线端点；
吊装固定所述管体，使所述待加工孔的开孔中心点位于所述管体表面的最高位置；
沿所述管体的延伸方向移动切割机，调节所述切割机的中心定位轴和切割头的位置，使所述中心定位轴的延长线穿过所述待加工孔的所述开孔中心点，并使所述切割头对准所述待加工孔的开孔中心线端点；
所述切割头从所述开孔中心线端点开始沿所述待加工孔的边缘切割成孔。


2.根据权利要求1所述的管体表面开设马鞍孔的方法，其特征在于，所述在所述切割头从所述开孔中心线端点开始沿所述待加工孔的边缘切割成孔的步骤之后，还包括：移动所述切割机靠近下一个所述待加工孔，调节所述中心定位轴和所述切割头的位置，使所述中心定位轴的延长线穿过所述待加工孔的开孔中心点，并使所述切割头对准所述待加工孔的开孔中心线端点，所述切割头沿所述待加工孔的边缘切割成孔。


3.根据权利要求2所述的管体表面开设马鞍孔的方法，其特征在于，所述切割机通过与邻近所述管体设置的导向部件配合以实现沿所述管体的延伸方向移动靠近下一个所述待加工孔。


4.根据权利要求3所述的管体表面开设马鞍孔的方法，其特征在于，所述导向部件包括设于所述管体侧边的轨道，所述切割机设于所述轨道上且可沿所述轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦汉超，谭晓东，金军，杨深麟，王钢，徐亮新，李晓航，
申请(专利权)人：西伯瀚上海海洋装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31