專利名稱：深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用的拖拉封頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋石油工程設(shè)備，尤其涉及一種深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用的拖拉封頭。
背景技術(shù)：
目前，深海油氣管道的鋪管船法鋪設(shè)，管道的棄置與回收作業(yè)是其中的重要環(huán)節(jié)， 它包括在鋪管作業(yè)結(jié)束或鋪管作業(yè)遭遇強(qiáng)臺(tái)風(fēng)等緊急情況時(shí)利用纜索將管道逐漸放置在海床上；鋪管作業(yè)開始(恢復(fù))時(shí)將管道收回至正常鋪設(shè)的位置。棄管和收管作業(yè)為兩個(gè)互逆的過程。管道棄置和回收作業(yè)中鋼纜和管道的連接一直以來都是業(yè)內(nèi)人員亟待解決的技術(shù)難題。當(dāng)前，對(duì)于淺水海底管道的棄置與回收作業(yè)，一般采用簡(jiǎn)單的帶有吊耳的接頭焊接于管線的末端，然后由接頭連接鋼纜并將管道下放至海底。在完成管道的棄置后，鋼纜無需解下，而是在鋼纜末端連接浮筒，以將鋼纜懸浮于海面上，回收時(shí)直接拾起鋼纜將管道拖拉至鋪管船上。然而，對(duì)于深水管道的棄置和回收作業(yè)，所采用的鋼纜直徑粗、自重較大，將鋼纜直接留于海上是十分危險(xiǎn)且不現(xiàn)實(shí)的。因此，有必要設(shè)計(jì)一種方便、快捷、可靠的接頭結(jié)構(gòu)，在完成海管的棄置后，允許將鋼纜收回，并能實(shí)現(xiàn)回收時(shí)鋼纜和接頭的快速、可靠連接，進(jìn)而完成管道的回收作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其主要包括主體、吊體、連接桿、連接板以及掛板，是一種方便、快捷、可靠的接頭結(jié)構(gòu)，可以避免昂貴的潛水員水下作業(yè)，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便可靠，特別適用于深海海底管道鋪設(shè)過程中遭遇惡劣海況時(shí)的棄管及海況轉(zhuǎn)好后的海管回收作業(yè)。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其特征在于，包括主體1、吊體 2、連接桿3、連接板4以及掛板8 ；該主體1包括插芯11和擋球套12，該插芯11外壁上設(shè)有多個(gè)放置球體111的球槽112，該插芯11的一端穿套在擋球套12內(nèi)，另一端與連接板4固定，該連接板4背離插芯11的一面設(shè)有兩個(gè)吊耳41和42 ；該吊體2為U字形體，其開口的兩端分別設(shè)有吊環(huán)21和22，且吊體2內(nèi)側(cè)設(shè)有加強(qiáng)架5，該吊體2的兩個(gè)吊環(huán)21和22分別插設(shè)在連接板4的兩個(gè)吊耳41和42的外側(cè)；該連接桿3穿套在吊環(huán)21和22以及吊耳 41和42內(nèi)，使主體1和吊體2連接為一體；該掛板8固定在深海油氣管道A靠近一端的管口外緣處。前述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其中主體1的插芯11為階梯式圓柱形體，該階梯式圓柱形體的外壁設(shè)有多個(gè)均布的放置球體111的球槽112，該球槽112 為向插芯11遠(yuǎn)離擋球套12端漸深的球形槽體；該主體1的擋球套12為中空管體，供插芯 11穿套在內(nèi)，管壁與插芯11球槽112對(duì)應(yīng)處設(shè)有球體限制孔121，該管體與插芯11相互插接端的管口外緣一體成型外延邊122，該外延邊供與深海油氣管道A連接固定。前述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其中吊體2內(nèi)側(cè)設(shè)有的加強(qiáng)架5包括兩端分別與 U字形體兩側(cè)固定的板體51和52以及兩端分別與板體51和52連接的桿體53，該桿體53 上套設(shè)彈簧6及掛鉤7。前述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其中板體51和52中央分別設(shè)有相應(yīng)的螺孔，該桿體53兩端設(shè)有螺紋分別與板體51和52的螺孔螺接；該彈簧6套在桿體53上，其一端抵頂在靠近吊體2開口端的板體51上，另一端與套設(shè)在桿體53上的掛鉤 7抵頂。前述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其中球體111為鋼球。前述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其中掛板8為環(huán)形掛板，其焊接在深海油氣管道A靠近一端的管口外緣處，且板體上均布多個(gè)掛孔81供掛鉤7勾掛。本發(fā)明深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭的有益效果，該拖拉封頭主體設(shè)有插芯，插芯設(shè)有球槽，并配合球體和擋球套而實(shí)現(xiàn)拖拉封頭和深海油氣管道的自動(dòng)張緊連接；U字形吊體設(shè)有加強(qiáng)架，該加強(qiáng)架可以優(yōu)化U字形吊體的受力，保證了 U字形吊體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；加強(qiáng)架上螺接的桿體，是彈簧和掛鉤的連接體，起吊作業(yè)時(shí)，使U字形吊體與管道呈垂直狀態(tài)，使掛鉤勾在焊接于管道上的掛板上，使吊體保持在與海底管道懸垂?fàn)顟B(tài)，待管道回收時(shí)，便于吊鉤同吊體連接，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理簡(jiǎn)單、功能可靠；使用本發(fā)明可以避免昂貴的潛水員水下作業(yè)，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便可靠，另外，除拖拉封頭主體外的其他組件均可重復(fù)利用，可以節(jié)省成本。特別適用于深海海底管道鋪設(shè)過程中遭遇惡劣海況時(shí)的棄管及海況轉(zhuǎn)好后的海管回收作業(yè)，還可用于管道正常鋪設(shè)的起始和終止作業(yè)。


圖1為本發(fā)明深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭組合結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明為本發(fā)明深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭使用狀態(tài)示意圖。圖中主要標(biāo)號(hào)說明1主體、11插芯、111球體、12擋球套、121球體限制孔、122外延邊、2吊體、21吊環(huán)、22吊環(huán)、3連接桿、4連接板、41吊耳、42吊耳、5加強(qiáng)架、51板體、52 板體、53桿體、6彈簧、7掛鉤、8環(huán)形掛板、81掛孔、9吊鉤、A深海油氣管道、B海床。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其包括主體 1、吊體2、連接桿3、連接板4以及掛板8 ；該主體1包括插芯11和擋球套12，該插芯11外壁上設(shè)有多個(gè)放置球體111的球槽112，該插芯11的一端穿套在擋球套12內(nèi)，另一端與連接板4固定，該連接板4背離插芯11的一面設(shè)有兩個(gè)吊耳41和42 ；該吊體2為U字形體， 其開口的兩端分別設(shè)有吊環(huán)21和22，且吊體2內(nèi)側(cè)設(shè)有加強(qiáng)架5，該吊體2的兩個(gè)吊環(huán)21 和22分別插設(shè)在連接板4的兩個(gè)吊耳41和42的外側(cè)；該連接桿3穿套在吊環(huán)21和22以及吊耳41和42內(nèi)，使主體1和吊體2連接為一體；該掛板8固定在深海油氣管道A靠近一端的管口外緣處。
如圖1、圖2所示，本發(fā)明深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其中，該主體 1的插芯11為階梯式圓柱形體，該階梯式圓柱形體的外壁設(shè)有多個(gè)均布的放置球體111的球槽112，該球槽112為向插芯11遠(yuǎn)離擋球套12端漸深的球形槽體；該主體1的擋球套12 為中空管體，供插芯11穿套在內(nèi)，管壁與插芯11球槽112對(duì)應(yīng)處設(shè)有球體限制孔121，該管體與插芯11相互插接端的管口外緣一體成型外延邊122，該外延邊供與深海油氣管道A連接固定；該吊體2內(nèi)側(cè)設(shè)有的加強(qiáng)架5包括兩端分別與U字形體兩側(cè)固定的板體51和52 以及兩端分別與板體51和52連接的桿體53，該桿體53上套設(shè)彈簧6及掛鉤7 ；該板體51 和52中央分別設(shè)有相應(yīng)的螺孔，該桿體53兩端設(shè)有螺紋分別與板體51和52的螺孔螺接； 該彈簧6套在桿體53上，其一端抵頂在靠近吊體2開口端的板體51上，另一端與套設(shè)在桿體53上的掛鉤7抵頂；該球體111為鋼球；該掛板8為環(huán)形掛板，其焊接在深海油氣管道A 靠近一端的管口外緣處，且板體上均布多個(gè)掛孔81供掛鉤7勾掛。如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭使用時(shí)， 先將拖拉封頭主體1的插芯11插入擋球套12內(nèi)，該插芯11在擋球套12的擋護(hù)下填裝鋼球112，填裝完成后，鋼球10在插芯11的球槽111的深位處，以方便實(shí)現(xiàn)拖拉封頭主體1插入管道A。將連接桿3穿入吊耳41和42以及吊環(huán)21和22內(nèi)，使主體1和吊體2連接為一
體，其連接形式簡(jiǎn)單可靠。吊體1內(nèi)側(cè)的分別焊接固定板體51和52，桿體53上套設(shè)彈簧6和掛鉤7后兩端分別與板體51和52的螺孔螺接，該彈簧6套在桿體53上，其一端抵頂在板體51上，另一端與掛鉤7抵頂。當(dāng)拖拉封頭主體1由擋球套12端插入管道A內(nèi)就位后，將擋球套12的外延邊122 焊接在管道A —端的管口上，向背離管道A的方向拖拉插芯11，鋼球111在擋球套12的阻擋下從插芯11球槽112最深處向淺位滾動(dòng)，使鋼球111由擋球套12的球體限位孔121處與管道A的內(nèi)壁接觸、擠壓、摩擦，最終使拖拉封頭主體1與管道A呈張緊式連接，這時(shí)吊鉤 9連接吊體2即可進(jìn)行棄管作業(yè)。 如圖3所示，在管道A靠近管口的外緣處焊接環(huán)形掛板8，該環(huán)形掛板8上設(shè)有掛孔81，管道A在拖拉封頭拖動(dòng)下下放至海底后，將U字形吊體2擺至與管道A豎直的位置， 這時(shí)掛鉤7在其自身重力作用下沿加強(qiáng)架5的桿體53而滑落并壓縮彈簧6，直至掛鉤7鉤掛住環(huán)形掛板8的掛孔81，這樣使U字形吊體2始終保持在與管道A豎直的位置，便于回收管道作業(yè)時(shí)，在深水環(huán)境下捕捉吊體2，使吊體2與吊鉤9連接，以進(jìn)行管道A的回收作業(yè)。
本發(fā)明深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭的優(yōu)點(diǎn)是1、該拖拉封頭主體， 具有大長(zhǎng)度的插芯，其設(shè)置足夠數(shù)量的鋼球，在擋球套的配合作用下，可以實(shí)現(xiàn)管道和拖拉封頭可靠的自動(dòng)張緊連接，工程作業(yè)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)拖拉封頭的重復(fù)使用，大幅度提高海上作業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和效率。另外，拖拉封頭主體與吊體連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，加工方便。2、該拖拉封頭的U字形吊體，可以圍繞連接桿旋轉(zhuǎn)，在管道棄置于海底后，U字形吊體圍繞連接桿旋轉(zhuǎn)至與海底管道豎直的位置，使掛鉤鉤住環(huán)形掛板的掛孔，U字形吊體豎立于海底，而不致于沉于泥面以下，便于回收時(shí)纜繩吊鉤與其連接。3、該拖拉封頭的U字形吊體的加強(qiáng)架，其中桿體為一可拆卸的活動(dòng)桿，既可以起到加強(qiáng)U字形吊體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的作用，又可以作為彈簧和掛鉤的載體，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。4、該拖拉封頭的連接桿強(qiáng)度高，連接拖拉封頭主體和U字形吊體，是拖拉封頭的關(guān)鍵承載部件，采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼精加工制成。5、該拖拉封頭在管道的棄置和回收作業(yè)中，無需潛水員水下作業(yè)，在海底管道上焊接環(huán)形掛板和擋球套均是在水上(船上)完成，這些工作完成后進(jìn)行管道的棄置作業(yè)，管道棄置后，再進(jìn)行管道回收作業(yè)，對(duì)水下ROV的作業(yè)量也要求不高，經(jīng)濟(jì)性較好；同時(shí)，較好地解決了管道棄置后，進(jìn)行回收時(shí)接頭與纜繩連接困難的難題，為深水鋪管作業(yè)提供有效工具。6、該拖拉封頭的插芯外壁均布設(shè)有球槽，該球槽為漸深式結(jié)構(gòu)，鋼球隨插芯插入時(shí)在擋球套作用下處于球槽最深處，與管道內(nèi)壁不接觸，無擠壓、摩擦，保證插芯無阻力地插入管道內(nèi)。7、擋球套為中空管體，其管壁上設(shè)有與插芯球槽位置對(duì)應(yīng)的球體限位孔，該球體限位孔用于約束球體隨插芯插入時(shí)無法脫離插芯；插芯外拉時(shí)，擋球套與管道固定一體，球體限位孔的存在使擋球套推動(dòng)球體向球槽淺位滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)球體與管道內(nèi)壁接觸、擠壓、摩擦，最終使主體與管道呈張緊式連接。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用的拖拉封頭，其特征在于，包括主體(1)、吊體 O)、連接桿(3)、連接板以及掛板(8)；該主體(1)包括插芯(11)和擋球套(12)，該插芯(11)外壁上設(shè)有多個(gè)放置球體(111)的球槽(112)，該插芯(11)的一端穿套在擋球套 (12)內(nèi)，另一端與連接板⑷固定，該連接板⑷背離插芯(11)的一面設(shè)有兩個(gè)吊耳Gl) 和02)；該吊體(2)為U字形體，其開口的兩端分別設(shè)有吊環(huán)和(22)，且吊體O)內(nèi)側(cè)設(shè)有加強(qiáng)架(5)，該吊體( 的兩個(gè)吊環(huán)和0 分別插設(shè)在連接板(4)的兩個(gè)吊耳 (41)和(42)的外側(cè)；該連接桿(3)穿套在吊環(huán)(21)和(22)以及吊耳(41)和(42)內(nèi)，使主體(1)和吊體( 連接為一體；該掛板(8)固定在深海油氣管道(A)靠近一端的管口外緣處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用的拖拉封頭，其特征在于， 所述主體(1)的插芯(11)為階梯式圓柱形體，該階梯式圓柱形體的外壁設(shè)有多個(gè)均布的放置球體(111)的球槽(112)，該球槽(112)為向插芯(11)遠(yuǎn)離擋球套(12)端漸深的球形槽體；該主體(1)的擋球套(12)為中空管體，供插芯(11)穿套在內(nèi)，管壁與插芯(11)球槽 (112)對(duì)應(yīng)處設(shè)有球體限制孔(121)，該管體與插芯(11)相互插接端的管口外緣一體成型外延邊(122)，該外延邊供與深海油氣管道(A)連接固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用的拖拉封頭，其特征在于， 所述吊體( 內(nèi)側(cè)設(shè)有的加強(qiáng)架( 包括兩端分別與U字形體兩側(cè)固定的板體(51)和(52)以及兩端分別與板體(51)和(5 連接的桿體(53)，該桿體(5 上套設(shè)彈簧(6)及掛鉤 ⑵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用的拖拉封頭，其特征在于， 所述板體(51)和(5 中央分別設(shè)有相應(yīng)的螺孔，該桿體(5 兩端設(shè)有螺紋分別與板體 (51)和(5 的螺孔螺接；該彈簧(6)套在桿體(5 上，其一端抵頂在靠近吊體開口端的板體(51)上，另一端與套設(shè)在桿體(5 上的掛鉤(7)抵頂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用拖拉封頭，其特征在于， 所述球體(111)為鋼球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用的拖拉封頭，其特征在于， 所述掛板(8)為環(huán)形掛板，其焊接在深海油氣管道(A)靠近一端的管口外緣處，且板體上均布多個(gè)掛孔(81)供掛鉤(7)勾掛。
全文摘要
本發(fā)明提供一種深海油氣管道棄置與回收作業(yè)用的拖拉封頭，包括主體、吊體、連接桿、連接板及掛板；主體包括插芯和擋球套，插芯外壁上設(shè)有多個(gè)放置球體的球槽，插芯一端穿套在擋球套內(nèi)，另端與連接板固定，連接板背離插芯的一面設(shè)兩個(gè)吊耳；吊體為U字形體，其開口的兩端分別設(shè)有吊環(huán)，吊體內(nèi)側(cè)設(shè)加強(qiáng)架，吊體的兩個(gè)吊環(huán)分別插設(shè)在連接板兩個(gè)吊耳外側(cè)；連接桿穿套在吊環(huán)及吊耳內(nèi)，使主體和吊體連接為一體；掛板固定在深海油氣管道靠近一端的管口外緣處；是一種方便、快捷、可靠的接頭結(jié)構(gòu)，可避免昂貴的潛水員水下作業(yè)，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便可靠，適用于深海海底管道鋪設(shè)過程中遭遇惡劣海況時(shí)的棄管及海況轉(zhuǎn)好后的海管回收作業(yè)。
文檔編號(hào)F16L1/20GK102322548SQ201110137768
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者劉培林, 劉建申, 徐祥娟, 曹為, 李廣鑫, 李懷亮, 毛東風(fēng), 燕暉, 蘇寧寧, 趙天奉, 鐘朝廷 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中國(guó)石油大學(xué)(北京), 海洋石油工程股份有限公司