一种钢质管道海上对接平台及方法与流程

1.本发明涉及管道对接领域，特别涉及一种钢质管道海上对接平台及方法。


背景技术：

2.海底放流(排水)管道由于设计排放流量大，多为直径1m以上的大口径薄壁管道，常见的放流管管材为钢质管道。海底放流管首端在岸上，连接岸上的尾水排放井，尾端则延伸至海中进行尾水扩散排放。从环保、经济等多方面考虑，海底放流管道尾端离海岸线距离约3～5km。由于整根海底放流管较长，无法一次完成安装，海底放流管常用的安装方法为分节拖带安装，即将放流管分为多个管节，分节长度一般在200-1000m之间，管节之间多采用法兰连接。
3.现有管道对接方法为：在岸上进行管道预制，将标准12m钢管段焊接成500～1000m长的管节，然后使用拖轮将整根管节拖带至水中，拖带时管节两端法兰口用盲板封闭，由于管节自身浮力大于重力，下水后管节将浮在水面上，拖轮将管节拖带至设计位置，然后打开管道两端的法兰口，海水灌入管道内，管内重力大于浮力，管道将逐渐下沉至海床上。以上现有管道对接方法中，难以保证待安装管道下沉至海床上的位置，进而难以确定待安装管道与已安装管道的相对位置，影响对接效率和对接精度。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种钢质管道海上对接平台，能够提高管道的对接效率和对接精度。
5.本发明还提出一种钢质管道海上对接方法。
6.根据本发明第一方面实施例的一种钢质管道海上对接平台，包括第一桁架以及两组分别设置于所述第一桁架两端的浮箱组件，所述浮箱组件包括：浮箱本体，内部设有空腔，所述浮箱本体适于浮于海面；管道托架，安装于所述浮箱本体的上表面，所述管道托架上设置有开口朝上的定位槽，所述定位槽用于承托管道的端部，所述定位槽轴线的延伸方向与所述管道端部轴线的延伸方向一致；两个第一耳板，设置于所述浮箱本体的上表面，两个所述第一耳板相对所述定位槽的轴线对称；两个第二耳板，设置于所述浮箱本体上相对的两个侧面，两个所述第二耳板相对所述定位槽的轴线对称；定位锚，一端连接所述浮箱本体，另一端固定于海床。
7.至少具有如下有益效果：施工时，可首先将需要对接的两个管道分别置于两个浮箱本体的管道托架上，两个管道端部的方向可分别由两个管道托架上的定位槽进行限制，两个定位槽可以使得两个管道同轴设置；而后，将两个管道的端部相互靠近并通过紧固件连接即可实现管道的对接。本发明中的对接平台，可以确定两个管道在对接时的相对位置，进而可提高管道的对接效率和对接精度。
8.根据本发明的一些实施例，所述浮箱本体包括第二桁架和多块钢板，所述钢板贴合于所述第二桁架的外表面，多块所述钢板围合成所述空腔。
9.根据本发明的一些实施例，第二桁架由多根支杆相互拼接而成，所述第二桁架的侧面设置有多组两两交叉的固定杆。
10.根据本发明的一些实施例，相互交叉的两根所述固定杆的交叉点处设置有贴板，所述贴板呈方形，所述贴板的四个顶点均与所述固定杆相连接。
11.根据本发明的一些实施例，所述第二桁架在所述定位槽轴线方向上的宽度为3m，所述第二桁架在垂直于所述定位槽轴线方向上的长度为9m。
12.根据本发明的一些实施例，所述定位槽呈u型，所述管道托架的底部安装于所述浮箱本体上。
13.根据本发明的一些实施例，所述定位锚设置有四个，每个所述浮箱本体与两个所述定位锚连接，两个所述定位锚分别连接于所述浮箱本体上具有所述第二耳板的两个相对的侧面上。
14.根据本发明第二方面实施例的一种钢质管道海上对接方法，使用如第一方面实施例中所述的一种钢质管道海上对接平台，包括以下步骤：步骤s1，使用拖轮将待安装管道拖入海水中并拖动至设计安装位置，拖轮抛锚定位；步骤s2，准备海上对接平台，通过四个定位锚将所述海上对接平台系泊定位，系泊定位后的所述海上对接平台上的定位槽与海下已安装管道的轴线同向；步骤s3，使用起重机抬起待安装管道的端部并将所述待安装管道的端部放入所述对接平台上的其中一个所述定位槽内，使用手拉葫芦将所述对接平台上靠近所述待安装管道一侧的两个所述第一耳板与所述待安装管道相互连接；步骤s4，将起重机钢丝绳连接至海下的已安装管道的端部，使起重机吊起所述已安装管道的端部并置于所述对接平台上的另一所述定位槽内，使用吊带将所述对接平台上靠近所述已安装管道一侧的两个所述第一耳板与所述已安装管道相互连接；步骤s5，收紧所述手拉葫芦使得所述待安装管道逐渐靠近所述已安装管道，待所述待安装管道上的法兰和所述已安装管道上的法兰相互贴合时，将两个所述法兰通过紧固件锁紧。
15.至少具有如下有益效果：本发明中的钢质管道海上对接方法，可以确定待安装管道和已安装管道在对接时的相对位置，进而可提高两个管道的对接效率和对接精度。
16.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
18.图1为本发明实施例处于对接状态时的侧面结构示意图；
19.图2为本发明实施例处于对接状态时的俯视结构示意图；
20.图3为本发明实施例对接平台的俯视结构示意图；
21.图4为本发明实施例对接平台的侧面结构示意图；
22.图5为本发明实施例在定位槽轴线方向上的侧面结构示意图；
23.图6为本发明实施例中的对接平台与定位锚连接时的结构示意图；
24.图7为本发明实施例中的对接平台在对接待安装管道和已安装管道时的俯视结构示意图；
25.图8为本发明实施例第二桁架的俯视结构示意图；
26.图9为本发明实施例第二桁架的侧面结构示意图。
27.附图标号：
28.第一桁架100；
29.浮箱组件200、浮箱本体210、第二桁架211、支杆212、固定杆213、贴板214、钢板215、管道托架220、定位槽221、第一耳板230、第二耳板240、定位锚250；
30.待安装管道300；
31.已安装管道400；
32.拖轮500；
33.起重机600；
34.海床700、海面710；
35.手拉葫芦800；
36.吊带900。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
40.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接、对接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
41.参照图1至图9，本发明专利公开了一种钢质管道海上对接平台，包括第一桁架100以及两组分别设置于第一桁架100两端的浮箱组件200，浮箱组件200包括浮箱本体210、管道托架220、定位锚250、两个第一耳板230以及两个第二耳板240。
42.其中，浮箱本体210内部设有空腔，浮箱本体210适于浮于海面710，管道托架220安装于浮箱本体210的上表面，管道托架220上设置有开口朝上的定位槽221，定位槽221用于承托管道的端部，定位槽221轴线的延伸方向与管道端部轴线的延伸方向一致，两个第一耳板230设置于浮箱本体210的上表面，两个第一耳板230相对定位槽221的轴线对称，两个第二耳板240设置于浮箱本体210上相对的两个侧面，两个第二耳板240相对定位槽221的轴线对称，定位锚250一端连接浮箱本体210另一端固定于海床700。
43.可以理解的是，施工时，可首先将需要对接的两个管道分别置于两个浮箱本体210的管道托架220上，两个管道端部的方向可分别由两个管道托架220上的定位槽221进行限制，两个定位槽221可以使得两个管道同轴设置；而后，将两个管道的端部相互靠近并通过
紧固件连接即可实现管道的对接。本发明实施例中的对接平台，可以确定两个管道在对接时的相对位置，进而可提高管道的对接效率和对接精度。
44.如图5、图8和图9所示，浮箱本体210包括第二桁架211和多块钢板215，钢板215贴合于第二桁架211的外表面，多块钢板215围合成空腔，第二桁架211可在多块钢板215围合而成的结构内部起到支撑钢板215的作用，使得浮箱本体210在内部具有空腔的情况下结构更为稳定可靠。
45.可以理解的是，参照图8和图9，第二桁架211可由多根支杆212相互拼接而成，具体地，支杆212可横向设置、纵向设置或竖向设置，多根支杆212可相互连接并拼接成立方形结构，此外，第二桁架211的侧面可设置多组两两交叉的固定杆213，固定杆213可在倾斜方向给予各个支杆212一定的支撑力，使得第二桁架211整体更为稳定和牢固。
46.如图8和图9所示，相互交叉的两根固定杆213的交叉点处设置有贴板214，贴板214呈方形，贴板214的四个顶点均与固定杆213相连接，贴板214可在相互交叉的固定杆213之间起到连接和增加强度的作用。
47.需要说明的是，本发明实施例中的第二桁架211在定位槽221轴线方向上的宽度可设计为3m，第二桁架211在垂直于定位槽221轴线方向上的长度可设计为9m，按照以上尺寸设置可以使得浮箱组件200能够更为稳定地承载管道的端部。
48.如图5所示，本发明实施例中的定位槽221可呈u型，u型的管道托架220可与管道的外表面形状相契合，进而便于对管道端部的轴线方向进行确定。此外，需要说明的是，管道托架220的底部可通过紧固件安装于浮箱本体210上。
49.如图6所示，定位锚250设置有四个，每个浮箱本体210与两个定位锚250连接，两个定位锚250分别连接于浮箱本体210上具有第二耳板240的两个相对的侧面上。四个定位锚250可从对接平台整体的四个转角区域对对接平台进行系泊定位，可降低浮箱组件200随海面710浮动的幅度。
50.本发明还公开了一种钢质管道海上对接方法，使用前述实施例中的对接平台，包括以下步骤：
51.步骤s1，使用拖轮500将待安装管道300拖入海水中并拖动至设计安装位置，拖轮500抛锚定位；
52.步骤s2，准备海上对接平台，通过四个定位锚250将海上对接平台系泊定位，系泊定位后的海上对接平台上的定位槽221与海下已安装管道400的轴线同向；
53.步骤s3，使用起重机600抬起待安装管道300的端部并将待安装管道300的端部放入对接平台上的其中一个定位槽221内，使用手拉葫芦800将对接平台上靠近待安装管道300一侧的两个第一耳板230与待安装管道300相互连接；
54.步骤s4，将起重机600钢丝绳连接至海下的已安装管道400的端部，使起重机600吊起已安装管道400的端部并置于对接平台上的另一定位槽221内，使用吊带900将对接平台上靠近已安装管道400一侧的两个第一耳板230与已安装管道400相互连接；
55.步骤s5，收紧手拉葫芦800使得待安装管道300逐渐靠近已安装管道400，待待安装管道300上的法兰和已安装管道400上的法兰相互贴合时，将两个法兰通过紧固件锁紧。
56.可以理解的是，本发明实施例中的钢质管道海上对接方法，可以确定待安装管道300和已安装管道400在对接时的相对位置，进而可提高两个管道的对接效率和对接精度。
57.需要说明的是，上述用于锁紧法兰的紧固件可以为螺栓。
58.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.当然，本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种钢质管道海上对接平台，其特征在于，包括第一桁架以及两组分别设置于所述第一桁架两端的浮箱组件，所述浮箱组件包括：浮箱本体，内部设有空腔，所述浮箱本体适于浮于海面；管道托架，安装于所述浮箱本体的上表面，所述管道托架上设置有开口朝上的定位槽，所述定位槽用于承托管道的端部，所述定位槽轴线的延伸方向与所述管道端部轴线的延伸方向一致；两个第一耳板，设置于所述浮箱本体的上表面，两个所述第一耳板相对所述定位槽的轴线对称；两个第二耳板，设置于所述浮箱本体上相对的两个侧面，两个所述第二耳板相对所述定位槽的轴线对称；定位锚，一端连接所述浮箱本体，另一端固定于海床。2.根据权利要求1所述的一种钢质管道海上对接平台，其特征在于，所述浮箱本体包括第二桁架和多块钢板，所述钢板贴合于所述第二桁架的外表面，多块所述钢板围合成所述空腔。3.根据权利要求2所述的一种钢质管道海上对接平台，其特征在于，第二桁架由多根支杆相互拼接而成，所述第二桁架的侧面设置有多组两两交叉的固定杆。4.根据权利要求3所述的一种钢质管道海上对接平台，其特征在于，相互交叉的两根所述固定杆的交叉点处设置有贴板，所述贴板呈方形，所述贴板的四个顶点均与所述固定杆相连接。5.根据权利要求2所述的一种钢质管道海上对接平台，其特征在于，所述第二桁架在所述定位槽轴线方向上的宽度为3m，所述第二桁架在垂直于所述定位槽轴线方向上的长度为9m。6.根据权利要求1所述的一种钢质管道海上对接平台，其特征在于，所述定位槽呈u型，所述管道托架的底部安装于所述浮箱本体上。7.根据权利要求1所述的一种钢质管道海上对接平台，其特征在于，所述定位锚设置有四个，每个所述浮箱本体与两个所述定位锚连接，两个所述定位锚分别连接于所述浮箱本体上具有所述第二耳板的两个相对的侧面上。8.一种钢质管道海上对接方法，其特征在于，使用如权利要求1至7任一项所述的一种钢质管道海上对接平台，包括以下步骤：步骤s1，使用拖轮将待安装管道拖入海水中并拖动至预定安装位置，拖轮抛锚定位；步骤s2，准备海上对接平台，通过四个定位锚将所述海上对接平台系泊定位，系泊定位后的所述海上对接平台上的定位槽与海下已安装管道的轴线同向；步骤s3，使用起重机抬起待安装管道的端部并将所述待安装管道的端部放入所述对接平台上的其中一个所述定位槽内，使用手拉葫芦将所述对接平台上靠近所述待安装管道一侧的两个所述第一耳板与所述待安装管道相互连接；步骤s4，将起重机钢丝绳连接至海下的已安装管道的端部，使起重机吊起所述已安装管道的端部并置于所述对接平台上的另一所述定位槽内，使用吊带将所述对接平台上靠近所述已安装管道一侧的两个所述第一耳板与所述已安装管道相互连接；步骤s5，收紧所述手拉葫芦使得所述待安装管道逐渐靠近所述已安装管道，待所述待
安装管道上的法兰和所述已安装管道上的法兰相互贴合时，将两个所述法兰通过紧固件锁紧。

技术总结
本发明公开了一种钢质管道海上对接平台，包括第一桁架以及两组分别设置于第一桁架两端的浮箱组件，浮箱组件包括：浮箱本体，内部设有空腔，浮箱本适于浮于海面；管道托架，安装于浮箱本体的上表面，管道托架上设置有开口朝上的定位槽，定位槽用于承托管道的端部，定位槽轴线的延伸方向与管道端部轴线的延伸方向一致；两个第一耳板，设置于浮箱本体的上表面，两个第一耳板相对定位槽的轴线对称；两个第二耳板，设置于浮箱本体上相对的两个侧面，两个第二耳板相对定位槽的轴线对称；定位锚，一端连接浮箱本体，另一端固定于海床。本发明还公开了一种对接方法。本发明可以确定两个管道在对接时的相对位置，进而可提高管道的对接效率和对接精度。对接精度。对接精度。


技术研发人员：左华楠 麦研 王雪刚 彭刚 林美鸿
受保护的技术使用者：中交第四航务工程局有限公司
技术研发日：2022.11.01
技术公布日：2023/4/5