一种水下无人辅助的油气管道修复装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种水下无人辅助的油气管道修复装置，涉及水下检修设备技术领域，该装置包括作业舱、升降抓手、管道更换机构、修复机构以及能够在水下行进和降落的作业舱，升降抓手固定于作业舱外，用于提升或下放管道，作业舱将提升到位的管道夹紧固定；管道更换机构和修复机构位于作业舱内，管道更换机构包括第一夹持部和第二夹持部，分别用于夹持预制管段、管道的破损管段，管道更换机构可转动的设置；修复机构包括切割组件和焊接组件，切割组件用于将破损管段的两端切割，管道更换机构将预制管段转动至管道的破损位置时，焊接组件能将预制管段与管道焊接。该装置无需工作人员水下作业，避免水下高压对潜水工作人员的伤害，提高了管道修复工作效率。了管道修复工作效率。了管道修复工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种水下无人辅助的油气管道修复装置


[0001]本专利技术涉及水下检修设备
，尤其是涉及一种水下无人辅助的油气管道修复装置。

技术介绍

[0002]在海洋油气资源开发的过程中，海底管道作为海洋能源运输的大动脉，其数量在不断增加，同时因海水腐蚀、冲刷、外力破坏等使管道发生破损的概率也大幅增长，油气泄露将造成严重的环境污染、资源浪费。因此，水下管道修复是海洋资源开发中重要技术保障之一。
[0003]现有的主流水下管道修复方法主要是采用高压干式焊接方法，作业舱包覆管道，技术人员潜水进入作业舱内进行修复作业。
[0004]本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：现阶段的水下管道修复装置自动化程度低，大多依靠人工完成修复作业，人员依赖性过高，工作效率低；随着水深增加，超出技术人员潜水/承受压力极限后，这种修复作业方式就无法再进行。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种水下无人辅助的油气管道修复装置，以解决现有技术中存在的水下管道修复装置无需人工进行修复作业，工作效率低的技术问题
。
本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供的一种水下无人辅助的油气管道修复装置，包括作业舱、升降抓手、管道更换机构、修复机构以及能够在水下行进和降落的作业舱，其中：
[0008]所述升降抓手固定于所述作业舱外，用于提升或下放管道，所述作业舱将提升到位的管道夹紧固定；
[0009]所述管道更换机构和所述修复机构位于所述作业舱内，所述管道更换机构包括第一夹持部和第二夹持部，分别用于夹持预制管段、管道的破损管段，所述管道更换机构可转动的设置；
[0010]所述修复机构包括切割组件和焊接组件，所述切割组件用于将破损管段的两端切割，所述管道更换机构将预制管段转动至管道的破损位置时，所述焊接组件能将预制管段与管道焊接。
[0011]优选的，所述作业舱包括舱体和舱门，其中：
[0012]所述舱门包括固定门、第一移动门和第二移动门，所述固定门固定设置于所述舱体上，所述固定门上设置有固定弧形槽，所述固定弧形槽的开口端朝下设置；
[0013]所述第一移动门、所述第二移动门位于所述固定门的下部，且两者相对设置，所述第一移动门的朝向所述第二移动门的一侧设置有第一夹持腔、第一竖直槽，所述第二移动门的朝向所述第一移动门的一侧设置有第二夹持腔、第二竖直槽；所述固定弧形槽、所述第
一弧形槽、所述第二弧形槽、所述第一竖直槽和所述第二竖直槽内均设置有密封部；
[0014]管道提升到位且所述第一移动门和所述第一移动门关闭时，所述第一弧形槽、所述第二弧形槽与所述固定弧形槽相拼接形成夹持腔，管道固定于所述夹持腔内，对应所述密封部挤压于所述舱门与管道之间，以使所述舱门与管道密封，且所述第一竖直槽与所述第二竖直槽相互密封贴合，进而使所述作业舱内处于密封状态。
[0015]优选的，所述作业舱上还设置有姿态推进调整系统、照明设备和调平支腿，其中：所述姿态推进调整系统用于驱动作业舱前进；所述调平支腿用于将所述作业舱支撑在海床上；
[0016]所述作业舱还包括脐带缆，所述舱门与管道密封固定，且所述作业舱的底部坐落于海床上时，所述舱体的顶部、周壁密封，所述作业舱内处于密封状态；所述脐带缆与所述作业舱内连通，用于向所述作业舱内通入高压气体，从而使所述作业舱内形成高压环境。
[0017]优选的，所述舱体上设置有定位块，所述升降抓手将管道提升至与所述定位块相抵靠的位置时，所述夹持腔能将管道夹持固定，所述夹持腔、所述修复机构用于夹持管道的部分、所述第二夹持部位于同一直线上；或者，所述夹持腔、所述修复机构用于夹持管道的部分、所述第一夹持部位于同一直线上。
[0018]优选的，所述管道更换机构包括固定架、转动架、第一驱动装置和转轴，其中：
[0019]所述第一夹持部、所述第二夹持部固定于所述转动架上，所述第一驱动装置固定于所述固定架上，所述转轴与所述转动架连接，所述第一驱动装置与所述转动传动连接，用于带动所述转轴转动，从而使所述转动架转动。
[0020]优选的，所述修复机构位于所述管道更换机构的两侧，所述修复机构包括旋转平台，所述切割组件和所述焊接组件位于所述旋转平台上，所述旋转平台包括弧形限位口，所述管道在所述作业舱上固定到位时穿过所述弧形限位口；
[0021]所述旋转平台可转动的设置，从而带动所述切割组件对破损管道进行360
°
切割，或带动所述焊接组件对预制管段进行360
°
焊接。
[0022]优选的，管道固定到位时，所述弧形限位口与所述管道同轴线设置，所述旋转平台带动能带动所述切割组件、所述焊接组件以所述管道的中轴线为轴心转动。
[0023]优选的，所述修复机构包括第二驱动装置，所述第二驱动装置的输出端固定有齿轮部，所述旋转平台上设置有齿条部，所述齿条部为圆弧形，所述齿条部与所述弧形限位口同心设置，所述齿条部并所述齿轮部相啮合，所述齿轮部在所述第二驱动装置的驱动下与所述齿条部相配合，从而驱动所述旋转平台以所述齿条部的圆心为轴心转动。
[0024]优选的，所述切割组件包括坡口刀组件和切断刀组件，其中：
[0025]所述切断刀组件包括切断刀，所述坡口刀可移动的设置，从而实现给进或退刀；所述坡口刀组件包括坡口刀，所述坡口刀沿所述旋转平台的径向可移动的设置，从而实现给进或退刀；
[0026]所述修复机构还包括打磨组件和检测部，其中：所述打磨组件、所述检测部、所述焊接组件和所述切割组件围绕所述的弧形限位口的圆心间隔布置；所述打磨组件包括磨刀，用于进行打磨工作；所述检测部用于检测焊缝质量。
[0027]优选的，所述升降抓手包括架体、第一伸缩缸、第二伸缩缸和夹爪组件，其中：
[0028]所述夹爪组件与所述架体转动连接，用于夹持或释放管道；
[0029]所述第一伸缩缸与第二伸缩缸连接于所述作业舱上，且均倾斜设置，所述第一伸缩缸的伸缩端、所述第二伸缩缸的伸缩端均与所述架体转动连接，所述第一伸缩缸的伸缩端、所述第二伸缩缸的伸缩端伸出并相互靠近时能驱动所述夹爪组件下降，所述第一伸缩缸的伸缩端、所述第二伸缩缸的伸缩端收缩并相互远离时能驱动所述夹爪组件上升；
[0030]所述夹爪组件包括第三伸缩缸、第四伸缩缸、第一夹爪和第二夹爪，其中：
[0031]所述第一夹爪、所述第二夹爪均与所述架体转动连接，所述第三伸缩缸、所述第四伸缩缸的固定端连接于所述架体上，且两者的伸缩端背向设置，所述第三伸缩缸的伸缩端与所述第一夹爪转动连接，所述第四伸缩缸的伸缩端与所述第二夹爪转动连接；所述第三伸缩缸、所述第四伸缩缸伸出时，所述第一夹爪和所述第二夹爪闭合从而固定管道，所述第三伸缩缸、所述第四伸缩缸收缩时，所述第一夹爪和所述第二夹爪张开从而释放管道。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下无人辅助的油气管道修复装置，其特征在于，包括作业舱、升降抓手、管道更换机构、修复机构以及能够在水下行进和降落的作业舱，其中：所述升降抓手固定于所述作业舱外，用于提升或下放管道，所述作业舱将提升到位的管道夹紧固定；所述管道更换机构和所述修复机构位于所述作业舱内，所述管道更换机构包括第一夹持部和第二夹持部，分别用于夹持预制管段、管道的破损管段，所述管道更换机构可转动的设置；所述修复机构包括切割组件和焊接组件，所述切割组件用于将破损管段的两端切割，所述管道更换机构将预制管段转动至管道的破损位置时，所述焊接组件能将预制管段与管道焊接。2.根据权利要求1所述的水下无人辅助的油气管道修复装置，其特征在于，所述作业舱包括舱体和舱门，其中：所述舱门包括固定门、第一移动门和第二移动门，所述固定门固定设置于所述舱体上，所述固定门上设置有固定弧形槽，所述固定弧形槽的开口端朝下设置；所述第一移动门、所述第二移动门位于所述固定门的下部，且两者相对设置，所述第一移动门的朝向所述第二移动门的一侧设置有第一夹持腔、第一竖直槽，所述第二移动门的朝向所述第一移动门的一侧设置有第二夹持腔、第二竖直槽；所述固定弧形槽、所述第一弧形槽、所述第二弧形槽、所述第一竖直槽和所述第二竖直槽内均设置有密封部；管道提升到位且所述第一移动门和所述第一移动门关闭时，所述第一弧形槽、所述第二弧形槽与所述固定弧形槽相拼接形成夹持腔，管道固定于所述夹持腔内，对应所述密封部挤压于所述舱门与管道之间，以使所述舱门与管道密封，且所述第一竖直槽与所述第二竖直槽相互密封贴合，进而使所述作业舱内处于密封状态。3.根据权利要求2所述的水下无人辅助的油气管道修复装置，其特征在于，所述作业舱上还设置有姿态推进调整系统、照明设备和调平支腿，其中：所述姿态推进调整系统用于驱动作业舱前进；所述调平支腿用于将所述作业舱支撑在海床上；所述作业舱还包括脐带缆，所述舱门与管道密封固定，且所述作业舱的底部坐落于海床上时，所述舱体的顶部、周壁密封，所述作业舱内处于密封状态；所述脐带缆与所述作业舱内连通，用于向所述作业舱内通入高压气体，从而使所述作业舱内形成高压环境。4.根据权利要求2所述的水下无人辅助的油气管道修复装置，其特征在于，所述舱体上设置有定位块，所述升降抓手将管道提升至与所述定位块相抵靠的位置时，所述夹持腔能将管道夹持固定，所述夹持腔、所述修复机构用于夹持管道的部分、所述第二夹持部位于同一直线上；或者，所述夹持腔、所述修复机构用于夹持管道的部分、所述第一夹持部位于同一直线上。5.根据权利要求1所述的水下无人辅助的油气管道修复装置，其特征在于，所述管道更换机构包括固定架、转动架、第一驱动装置和转轴，其中：所述第一夹持部、所述第二夹持部固定于所述转动架上，所述第一驱动装置固定于所述固定架上，所述转轴与所述转动架连接，所述第一驱动装置与所述转动传动连接，用于带动所述转轴转动，从而...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛龙，张瑞英，钟鹏睿，郭力玮，黄继强，毛雪松，邹勇，曹莹瑜，黄军芬，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：