專利名稱：法蘭連接式海管膨脹彎測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量?jī)x，特別是涉及一種法蘭連接試壓合格率高，工期 短，海上施工成本低的法蘭連接式海管膨脹彎測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
眾所周知，隨著海洋石油事業(yè)的飛速發(fā)展，將有越來越多的海底管線鋪設(shè)到海 底，這就必然伴生出許多海管膨脹彎的法蘭連接工程。目前，在已經(jīng)建成和正準(zhǔn)備建設(shè) 的項(xiàng)目以及海管維修項(xiàng)目中，大多數(shù)都存在膨脹彎的水下法蘭連接施工問題。所謂海管 膨脹彎的法蘭連接，是指在導(dǎo)管架立管底部和海底管線平管之間使用各種型式的法蘭， 將膨脹彎和平管連接貫通的安裝形式。過去的施工安裝經(jīng)驗(yàn)表明，海管膨脹彎法蘭連接 最關(guān)鍵的工序是海管法蘭之間相對(duì)空間位置和方位角的測(cè)量，即測(cè)量立管底部立管法蘭 和海管平管法蘭之間的距離、角度、高差等各種相對(duì)空間位置和方位。只有準(zhǔn)確地測(cè)量 出這些數(shù)據(jù)參數(shù)，然后根據(jù)這些參數(shù)在施工船甲板上放樣，這樣才能準(zhǔn)確地預(yù)制出所要 安裝的膨脹彎，從而使膨脹彎能順利地安裝到位，并緊固到嚴(yán)密狀態(tài)，也就是保證所安 裝的法蘭試壓合格率高。其結(jié)果就是大大縮短工期，大大降低海上施工成本。然而，在 以往的項(xiàng)目中，海管膨脹彎的測(cè)量只是由潛水員簡(jiǎn)單地使用鋼尺量出兩個(gè)法蘭面的距離 (相對(duì)位置)，然后就開始在甲板上預(yù)制膨脹彎。由于沒有測(cè)量立管端法蘭和平管端法蘭 之間的角度(相對(duì)方位)和高度(相對(duì)高差)，故不準(zhǔn)確，依此預(yù)制的膨脹彎不能順利安 裝，其法蘭面不能吻合，連接的法蘭不密封，一試壓就泄露只好返工。有的法蘭可能要 多次返工，從而造成工期嚴(yán)重推遲，由于海上施工船隊(duì)日費(fèi)率以幾十萬(wàn)、上百萬(wàn)計(jì)，所 以，因?yàn)榉ㄌm的測(cè)量不準(zhǔn)而造成慘重的經(jīng)濟(jì)損失。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種法蘭連接試壓合格率 高，工期短，海上施工成本低的法蘭連接式海管膨脹彎測(cè)量?jī)x。本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是其特征在 于測(cè)量?jī)x包括豎向角度儀、水平角度儀、水準(zhǔn)儀、張力計(jì)、鋼絲葫蘆、測(cè)距鋼絲，豎 向角度儀和水平角度儀垂直固定成一體，水準(zhǔn)儀固定在水平角度儀上，測(cè)距鋼絲纏繞在 鋼絲葫蘆上，測(cè)距鋼絲上帶有卡箍，張力計(jì)的一端與鋼絲葫蘆連接，水平角度儀與底座 固定連接。本實(shí)用新型還可以采用以下技術(shù)方案所述的豎向角度儀包括有A刻度盤、套筒、立軸、豎向角度指針和A螺栓，A 刻度盤與套筒固定在一起并空套在立軸上，A刻度盤上開有A弧形槽，豎向角度指針的 一端用A螺栓可旋轉(zhuǎn)的固定在A刻度盤上，豎向角度指針中間固定的A螺絲卡在A弧形 槽內(nèi)，豎向角度指針的另一端與張力計(jì)的另一端連接；所述的水平角度儀包括水平角度指針、B刻度盤、B螺栓、B弧形槽和B螺絲，水平角度指針的一端固定在套筒上，水平角度指針可在B刻度盤上擺動(dòng)，水平角度儀中 間固定的B螺絲卡在B弧形槽內(nèi)，水平角度儀通過立軸和豎向角度儀垂直固定在一起；所述的底座固定在水平角度儀和被測(cè)法蘭上。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是因?yàn)闇y(cè)量準(zhǔn)確可保證所安裝的法蘭試壓 合格率高，縮短了工期，降低了海上施工成本。如在近期JZ9-3W海底輸氣管線鋪設(shè) 工程中，使用了法蘭連接式海管膨脹彎測(cè)量?jī)x，預(yù)制和安裝效果好，兩處膨脹彎的測(cè)量 準(zhǔn)確，水下連接順利，實(shí)際工期比計(jì)劃工期縮短了 8天，四處水下法蘭的試壓都一次合 格，節(jié)約成本160萬(wàn)元，并為本項(xiàng)目提前完工創(chuàng)造了條件。

圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是測(cè)量?jī)x與海管管道法蘭固定連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是海管平管位置和立管角度調(diào)整示意圖；圖4是海管法蘭膨脹彎的預(yù)制和校驗(yàn)示意圖；圖5是海管法蘭膨脹彎的水下安裝示意圖。圖1-圖5中1.豎向角度儀，2.水平角度儀，3.水準(zhǔn)儀，4.張力計(jì)，5.鋼絲 葫蘆，6.測(cè)距鋼絲，6-1.卡箍，7.底座，8.A刻度盤，9.套筒，10.立軸，11.豎向角度 指針，12.A螺栓，13.A弧形槽，14.A螺絲，15.B刻度盤，16.水平角度指針，17.B弧形 槽，18.B螺絲，19.吊索具，20.浮袋，21.立管，22.平管，23.膨脹彎。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及效果，茲例舉以下實(shí)施例，并 配合附圖詳細(xì)說明如下，請(qǐng)參閱圖1-圖5。如圖1所示測(cè)量?jī)x包括豎向角度儀1、水平角度儀2、水準(zhǔn)儀3、張力計(jì)4、鋼 絲葫蘆5、測(cè)距鋼絲6，豎向角度儀1和水平角度儀2垂直固定成一體，所述的豎向角度 儀1包括有A刻度盤8、套筒9、立軸10、豎向角度指針11和A螺栓12，A刻度盤8與 套筒9固定在一起并空套在立軸10上，可繞立軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A刻度盤8上開有A弧形槽13， 豎向角度指針11的一端用A螺栓12固定在A刻度盤8上，豎向角度指針11可繞A螺栓 12轉(zhuǎn)動(dòng)，豎向角度指針11中間固定的A螺絲14卡在A弧形槽13內(nèi)，豎向角度指針11通 過A螺絲14沿A弧形槽13轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的豎向角度儀1的A刻度盤8用于測(cè)量膨脹彎的 豎向傾角，其刻度范圍為-90°到0°到+90°，精度30’，膨脹彎的豎向傾角通過豎向 角度指針11顯示。所述的測(cè)距鋼絲6纏繞在鋼絲葫蘆5上，鋼絲葫蘆5用于收緊(或放 松)測(cè)距鋼絲6，測(cè)距鋼絲6用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)法蘭之間的距離。測(cè)距鋼絲6的直徑為03mm， 長(zhǎng)度為100m，且可調(diào)節(jié)，測(cè)距鋼絲6上帶有鋼絲卡箍6-1，當(dāng)測(cè)距鋼絲6保持恒定張力 后，將鋼絲卡箍6-1卡在測(cè)距鋼絲6的定長(zhǎng)處，作為水上測(cè)量法蘭之間距離時(shí)測(cè)距鋼絲6 上的標(biāo)記。所述的張力計(jì)4的一端與鋼絲葫蘆5連接，張力計(jì)4的另一端與豎向角度指 針11的一端連接，張力計(jì)4當(dāng)測(cè)距鋼絲6收緊到某張力時(shí)，插上張力計(jì)4上的定位銷， 使測(cè)距鋼絲6始終保持這一恒定張力。所述的水平角度儀2包括水平角度指針16、B刻度盤15、B弧形槽17和B螺絲18，水平角度指針16的一端固定在在套筒9上，水平角度指針16可在B刻度盤15上 擺動(dòng)，水平角度儀2中間固定的B螺絲18卡在B弧形槽17內(nèi)，所述的水平角度儀2上 的B刻度盤15用于測(cè)量膨脹彎的水平方位角，其刻度范圍為-90°到0°到+90°，精度 30’，膨脹彎23的水平方位角通過水平角度指針14來顯示。水準(zhǔn)儀3固定在水平角度 儀2上，用以顯示和調(diào)節(jié)在安裝測(cè)量?jī)x時(shí)的水平度，測(cè)量?jī)x通過水平角度儀2與底座7固 定連接。水平角度儀2通過立軸10和豎向角度儀1垂直固定在一起，所述的底座7通過 底座7上的長(zhǎng)螺孔和螺栓固定在被測(cè)管道的法蘭上。使用本實(shí)用新型時(shí)采用以下方法一 .具體測(cè)量步驟，如圖2所示1.水下安裝測(cè)量?jī)x，首先，將測(cè)量?jī)x的立軸10中心線與立管21 (或平管22)的 法蘭面對(duì)齊，然后，調(diào)整測(cè)量?jī)x底座呈水平，最后，固定測(cè)量?jī)x；2.潛水員從立管21與平管22兩個(gè)測(cè)量?jī)x上連接的鋼絲葫蘆5中拉出測(cè)距鋼絲6 并繃直；3.收緊鋼絲葫蘆5將測(cè)距鋼絲6繃直，到達(dá)一定張力值后，插上張力計(jì)4上的定 位銷，卡上鋼絲卡箍6-1;4.分別讀出測(cè)量?jī)x的水平角和豎向角；5.卸下鋼絲葫蘆5和測(cè)距鋼絲6，根據(jù)鋼絲卡箍6-1位置測(cè)出鋼絲長(zhǎng)度，再加上 張力計(jì)4、豎向角度指針11等長(zhǎng)度，就等于立管21與平管22法蘭之間的距離；二 .平管22位置和立管21角度的調(diào)整步驟，如圖3所示1.根據(jù)已測(cè)出的立管21和平管22法蘭角度、距離參數(shù)，畫出立管21和平管22 法蘭在調(diào)整前的位置和角度幾何圖；Z 1為調(diào)整前平管端法蘭面水平角；Z 2為調(diào)整前立管端法蘭面水平角；Z 3和Z 4為調(diào)整前彎頭角度；Z θ立管21旋轉(zhuǎn)角度；L 平管22移動(dòng)距離。2.根據(jù)已有的彎管參數(shù)，畫出立管21和平管22法蘭調(diào)整后位置和角度幾何圖；Z 1’為調(diào)整后平管22端法蘭面水平角；Z 2’為調(diào)整后立管21端法蘭面水平角；Z 3'和Z 4’為調(diào)整后彎頭角度(設(shè)計(jì)彎頭角度)；3.通過上面的作圖法，可以計(jì)算出平管22移動(dòng)距離及立管21旋轉(zhuǎn)的角度；4.旋轉(zhuǎn)立管21和移動(dòng)平管22使法蘭達(dá)到設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)確地預(yù)制出膨脹彎23，使 之能順利連接，提高膨脹彎23的合格率。三.法蘭膨脹彎預(yù)制和校核如圖4所示1.預(yù)制在確認(rèn)平管22位置和立管21角度合適后，根據(jù)最終測(cè)量的立管21和 平管22法蘭角度、距離參數(shù)，在施工船甲板上預(yù)制膨脹彎23。有時(shí)，為了爭(zhēng)取時(shí)間，通 常在水下測(cè)量進(jìn)行前或進(jìn)行中，就已經(jīng)把膨脹彎23兩端預(yù)制好，中間留一道口或兩道口 只點(diǎn)焊，以備調(diào)整。2.校核當(dāng)膨脹彎23預(yù)制好后(中間留一道口或兩道口只點(diǎn)焊)，將兩個(gè)法蘭測(cè)量?jī)x分別安裝在膨脹彎23兩端的法蘭上，測(cè)出膨脹彎23兩端法蘭的角度、間距。與 立管21和平管22法蘭的角度、間距相比較。均合適后，最后進(jìn)行焊口的焊接，一旦不 合適還要切短或接長(zhǎng)膨脹彎23。經(jīng)驗(yàn)表明如果角度差在士 1°，間距差在+0，-20cm(即膨脹彎短20cm以內(nèi)) 范圍時(shí)，可順利連接膨脹彎23，法蘭試壓合格率很高。四.海管法蘭膨脹彎23的水下安裝如圖5所示當(dāng)海管法蘭膨脹彎23預(yù)制完并經(jīng)校核無問題后，就可進(jìn)行水下安裝，其步驟如 下1.起吊海管法蘭膨脹彎23，通常分為兩種情況①.當(dāng)海面風(fēng)平浪靜時(shí)，可在海管法蘭膨脹彎23上拴起浮吊19。然后用浮吊19 將海管法蘭膨脹彎23直接吊下水。在潛水員引導(dǎo)下將其放到立管21和平管22之間。②.當(dāng)海面涌浪較大時(shí)，除了在海管法蘭膨脹彎23上拴起浮吊19外，還要拴充 氣浮袋20。用浮吊將海管法蘭膨脹彎23吊放海底后，潛水員解掉起浮吊19，并將浮袋 20充氣，使海管法蘭膨脹彎23浮起。由潛水員將其推至立管21和平管22之間。使用 充氣浮袋20的目的是因海上涌浪較大時(shí)，浮吊19上下顛簸較大，這時(shí)使用浮吊19對(duì)接 海管法蘭膨脹彎23相當(dāng)危險(xiǎn)，而使用充氣浮袋20，就避免了因浮吊19上下顛簸而引起海 管法蘭膨脹彎23 —起上下運(yùn)動(dòng)，減少了潛水員的危險(xiǎn)，且使法蘭對(duì)接更加順利。2.對(duì)接立管21和平管22兩端法蘭當(dāng)立管21和平管22兩端法蘭面位置合適 后，在兩個(gè)法蘭中間放入密封墊圈，然后穿螺栓，以避免立管21或平管22移位，當(dāng)兩端 螺栓穿好后再依次用液壓扳手均勻加力擰緊，一直加力到設(shè)計(jì)值，至此，海管法蘭膨脹 彎23就此安裝完畢了。其優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)闇y(cè)量準(zhǔn)確可保證所安裝的法蘭試壓合格率高，縮短了工期，降 低了海上施工成本。如在近期JZ9-3W海底輸氣管線鋪設(shè)工程中，使用了法蘭連接式海 管膨脹彎測(cè)量?jī)x，預(yù)制和安裝效果好，兩處膨脹彎23的測(cè)量準(zhǔn)確，水下連接順利，工期 縮短了 8天，法蘭試壓一次合格，節(jié)約成本160萬(wàn)元。以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí) 用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定 的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種法蘭連接式海管膨脹彎測(cè)量?jī)x，其特征在于測(cè)量?jī)x包括豎向角度儀(1)、水 平角度儀(2)、水準(zhǔn)儀(3)、張力計(jì)(4)、鋼絲葫蘆(5)、測(cè)距鋼絲(6)，豎向角度儀(1) 和水平角度儀(2)垂直固定成一體，水準(zhǔn)儀(3)固定在水平角度儀(2)上，測(cè)距鋼絲(6) 纏繞在鋼絲葫蘆(5)內(nèi)，測(cè)距鋼絲(6)上帶有卡箍(6-1)，張力計(jì)(4)的一端與鋼絲葫蘆 (5)連接，水平角度儀(2)與底座(7)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的法蘭連接式海管膨脹彎測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的豎向 角度儀(1)包括有A刻度盤(8)、套筒(9)、立軸(10)、豎向角度指針(11)和A螺栓 (12)，A刻度盤(8)與套筒(9)固定在一起并空套在立軸(10)上，A刻度盤(8)上開有 A弧形槽(13)，豎向角度指針(11)的一端用A螺栓(12)可旋轉(zhuǎn)的固定在A刻度盤(8) 上，豎向角度指針(11)中間固定的A螺絲(14)卡在A弧形槽(13)內(nèi)，豎向角度指針 (11)的另一端與張力計(jì)(4)的另一端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的法蘭連接式海管膨脹彎測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的水平 角度儀(2)包括水平角度指針(16)、B刻度盤(15)、B弧形槽(17)和B螺絲(18)，水 平角度指針(16)的一端固定在套筒(9)上，水平角度指針(16)可在B刻度盤(15)上擺 動(dòng)，水平角度儀⑵中間固定的B螺絲(18)卡在B弧形槽(17)內(nèi)，水平角度儀(2)通 過立軸(10)豎向角度儀(1)垂直固定在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的法蘭連接式海管膨脹彎測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的底座 (7)固定在水平角度儀(2)和被測(cè)法蘭上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種法蘭連接式海管膨脹彎測(cè)量?jī)x，它包括豎向角度儀、水平角度儀、水準(zhǔn)儀、張力計(jì)、鋼絲葫蘆、測(cè)距鋼絲，豎向角度儀和水平角度儀垂直固定成一體，水準(zhǔn)儀固定在水平角度儀上，測(cè)距鋼絲纏繞在鋼絲葫蘆上，測(cè)距鋼絲上帶有鋼絲卡箍，張力計(jì)的一端與鋼絲葫蘆連接，水平角度儀與底座固定連接。豎向角度儀的A刻度盤空套在立軸上，A刻度盤上指針可測(cè)角度；水平角度儀上的指針在B刻度盤上擺動(dòng)，可測(cè)出膨脹彎的水平方位角，經(jīng)水下調(diào)整后，是立管和平管兩端法蘭準(zhǔn)確對(duì)接。測(cè)量準(zhǔn)確，安裝的法蘭試壓合格率高，縮短了工期，降低了海上施工成本。如在JZ9-3W海底輸氣管鋪設(shè)工程中，因測(cè)量準(zhǔn)確，安裝效果好，工期縮短8天，試壓合格，節(jié)約160萬(wàn)元。
文檔編號(hào)G01B5/24GK201803687SQ20102054106
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月26日
發(fā)明者汪建偉 申請(qǐng)人:天津天易海上工程有限公司