海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于海洋工程领域，具体地，涉及一种海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置及施工方法，用于治理海底悬空管道。海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，包括：浮体、吊耳、集装袋、吊环、顶部销钉孔、顶部销钉、砂袋仓、砂袋、凹槽、承重仓、承重仓销钉孔、承重仓销钉；浮体主体为长方体，采用固体浮力材料制作而成；浮体顶部四个角设有上吊耳，底部中央设有拱门形凹槽；浮体顶部中央设有半圆柱形承重仓，其底部中心设有承重仓销钉孔；承重仓两侧设有两个砂袋仓，用于放置集装袋；砂袋仓四角上设有顶部销钉孔，用于固定连接着吊环的顶部销钉；运用该装置可以准确定位砂袋的水下着地点及整齐叠放砂袋，精确高效地治理海底管道悬空问题。

【技术实现步骤摘要】
海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置
本专利技术属于海洋工程领域，具体地，涉及一种海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，用于治理海底悬空管道。
技术介绍
海底管道所处海洋环境复杂，服役期间需要承受内压、重力和温度等载荷作用，因此海底管道悬空位置极易发生悬空，如何治理海底管道悬空问题越来越受到重视。现阶段，工程中普遍采用的砂袋法治理海底管道悬空，其有操作简单，经济有效等优点；但是砂袋法的施工方法非常落后，通常在陆地上人工将砂子打包成袋，再通过施工船运输到悬空管道上方海面时，然后由施工人员将砂袋推下船抛入海中。上述砂袋法不仅无法保证砂袋能够在不撞击管道的情况下精确落到悬空处，而且施工费时费力，必须耗费大量时间和人力来完成。因此，专利技术一种既精确高效又能解放人力的砂袋法施工装置是非常必要的。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工，使用该装置在海底管道平行位置放置排列整齐的砂袋，以保护管道免受海流冲刷的损害。砂袋抛填过程中使用浮体来抵消砂袋的浮重，运用该装置准确定位砂袋的水下着地点及整齐叠放砂袋，有效地克服或避免上述砂袋法中的缺点或不足。为实现上述目的，本专利技术采用下述方案：海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，包括：浮体、吊耳、集装袋、吊环、顶部销钉孔、顶部销钉、砂袋仓、砂袋、凹槽、承重仓、承重仓销钉孔、承重仓销钉；浮体主体为长方体，采用固体浮力材料制作而成；浮体顶部设有四个吊耳；吊耳分布在顶面四个角上；浮体顶部中央设有半圆柱形承重仓，其两侧设有两个长方体砂袋仓，贯穿上下面；承重仓的底部中心设有圆柱形承重仓销钉孔，承重仓销钉固定在承重仓销钉孔中，承重仓销钉用于与配重链相连；底部中央设有拱门形凹槽，贯穿前后面；装填有整齐排列的砂袋的集装袋位于砂袋仓内部；浮体顶部每个砂袋仓四角上设有四个顶部销钉孔；顶部销钉穿入集装袋的吊环，装配在顶部销钉孔中，将集装袋与浮体通过顶部销钉相连。相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：(1)、施工装置主体材料为浮力材料，可承受深水水压，不仅可用于浅水施工，也可用于深水施工。(2)、可以实现科学有效地施工，相比传统的方法，实现了砂袋着地位置的可控，避免海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置或者砂袋未下沉到施工区或者撞击管道情况。(3)、抛砂过程中，运输船和辅助安装船通过控制辅助调节缆调整海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置的位置和转角，实现水下定点抛填砂袋。(4)、仅需要中小型运输船且不需要浮吊。在抛砂过程中砂袋的重力主要由海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置承担，配重链相连的运输船主绞车承担部分重力，抛砂过程调节缆和辅助缆不承受重量，对于绞车承载能力要求低。(5)、无需潜水员在海底整理砂袋，砂袋整齐排列在管道两侧，并且由集装袋整体包裹，不容易被海流冲走。附图说明图1是海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置等轴测示意图。图2是海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置正视示意图。图3是海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置侧视示意图。图4是海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置俯视示意图。图5是图4的A-A向的剖视示意图。图6是图4的A-A向的剖视示意图(装填砂袋)。图7是图4的B-B向的剖视示意图。图8是海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置下沉准备示意图。图9是海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置下沉示意图。图10是海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置下沉着底局部剖视示意图。图11是海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置下沉着底局部剖视示意图。图12是浮体与集装袋断开连接示意图。图13是海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置上浮示意图。其中：1、吊耳，2、集装袋，3、吊环，4、顶部销钉孔，5、顶部销钉，6、砂袋仓，7、砂袋，8、凹槽，9、承重仓，10、承重仓销钉孔，11、承重仓销钉，12、浮体，13、运输船，14、运输船主绞车，15、运输船绞车，16、辅助缆，17、配重链，18、辅助抛砂船，19、辅助船绞车，20、调节缆，21、管道，22、冲刷凹坑，23、海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置。具体实施方式如图1至图7所示，海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，包括：浮体12、吊耳1、集装袋2、吊环3、顶部销钉孔4、顶部销钉5、砂袋仓6、砂袋7、凹槽8、承重仓9、承重仓销钉孔10、承重仓销钉11。浮体12主体为长方体，采用固体浮力材料制作而成，耐压能力强；所述固体浮力材料可以采用化学泡沫复合材料、微球泡沫复合材料或者轻质合成复合材料等浮力材料。浮体12顶部设有四个吊耳1；四个吊耳1分别位于顶面四个角上，关于顶面长方形两条中心线对称。吊耳1用于连接陆地吊机的吊钩，从而将装有砂袋7的海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23整体吊装入水，在安装过程中用于与调节缆20相连。浮体12顶部中央设有半圆柱形承重仓9，用于承载配重链17；承重仓9两侧设有两个长方体砂袋仓6，贯穿上下面，用于安装集装袋2；承重仓9的底部中心设有圆柱形承重仓销钉孔10，承重仓销钉11固定在承重仓销钉孔10中，承重仓销钉11用于与配重链17相连，防止配重链17与海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23脱离。底部中央设有拱门形凹槽8，贯穿前后面，为防止海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23着地时与管道21发生碰撞。装填有整齐排列的砂袋7的集装袋2位于砂袋仓6内部。浮体12顶部每个砂袋仓6四个角上设有四个顶部销钉孔4；顶部销钉5穿入集装袋2的吊环3，装配在浮体12顶部的顶部销钉孔4中，将集装袋2与浮体12通过顶部销钉5相连。在抛砂过程中顶部销钉5用于与辅助缆16相连。抛砂的过程，如图1至图13所示，采用上述海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23，包括下述步骤：1、将装填有整齐排列砂袋7的集装袋2放入砂袋仓6，通过将顶部销钉5穿入集装袋2的吊环3，装配在浮体12的顶部销钉孔4中，使集装袋2与浮体12通过顶部销钉5相连，同时将承重仓销钉11固定在承重仓9的底部承重仓销钉10中，将海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23下沉至海流平稳区域；2、配重链17与海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23通过承重仓销钉11相连。辅助抛砂船18上两个辅助船绞车19通过两条调节缆20与顶部右侧两个吊耳1相连，同时将辅助船绞车19分别与四对顶部销钉5相连；3、海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23处于悬浮状态，通过牵引两条调节缆20来调整海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23的位置和转角，使得浮体12的凹槽8处于悬空管道21的正上方，并且凹槽8轴线与管道21轴线平行；4、同步释放配重链17、辅助缆16和两条调节缆20释放，使海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23开始下沉，在下沉过程中，海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23整体的重力主要由浮体12自身产生的浮力抵消，配重链17相连的运输船主绞车14承担部分重力，辅助缆16和调节缆20不承担重量；5、海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置23下落至海床上，此时凹槽8位于海底管道21正上方并与管道21轴线平行，运输船主绞车14继续释放配重链17，配重链17进入承重仓9内进行压载，通过运输船主绞车调节进入承重仓9内进行压载的配重链17长度，使压载配重链17重量等于砂袋的总体重量，此时集装袋2的吊环3对顶部四对顶部销钉5的拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，包括：浮体、吊耳、集装袋、吊环、顶部销钉孔、顶部销钉、砂袋仓、砂袋、凹槽、承重仓、承重仓销钉孔、承重仓销钉；浮体主体为长方体，采用固体浮力材料制作而成；浮体顶部设有四个吊耳；吊耳分布在顶面四个角上；浮体顶部中央设有半圆柱形承重仓，其两侧设有两个长方体砂袋仓，贯穿上下面；承重仓的底部中心设有圆柱形承重仓销钉孔，承重仓销钉固定在承重仓销钉孔中，承重仓销钉用于与配重链相连；底部中央设有拱门形凹槽，贯穿前后面；装填有整齐排列的砂袋的集装袋位于砂袋仓内部；浮体顶部每个砂袋仓四角上设有四个顶部销钉孔；顶部销钉穿入集装袋的吊环，装配在顶部销钉孔中，将集装袋与浮体通过顶部销钉相连。

【技术特征摘要】
1.海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，包括：浮体、吊耳、集装袋、吊环、顶部销钉孔、顶部销钉、砂袋仓、砂袋、凹槽、承重仓、承重仓销钉孔、承重仓销钉；浮体主体为长方体，采用固体浮力材料制作而成；浮体顶部设有四个吊耳；吊耳分布在顶面四个角上；浮体顶部中央设有半圆柱形承重仓，其两侧设有两个长方体砂袋仓，贯穿上下面；承重仓的底部中心设有圆柱形承重仓销钉孔，承重仓销钉固定在承重仓销钉孔中，承重仓销钉用于与配重链相连；底部中央设有拱门形凹槽，贯穿前后面；装填有整齐排列的砂袋的集装袋位于砂袋仓内部；浮体顶部每个砂袋仓四角上设有四个顶部销钉孔；顶部销钉穿入集装袋的吊环，装配在顶部销钉孔中，将集装袋与浮体通过顶部销钉相连。2.根据权利要求1所述的海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，其特征在于，浮体主体为长方体，所述固体浮力材料可以采用化学泡沫复合材料、微球泡沫复合材料或者轻质合成复合材料等浮力材料。3.根据权利要求1-2所述的海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，其特征在于，浮体顶部中央设有半圆柱形承重仓，其两侧设有两个长方体砂袋仓，贯穿上下面；浮体底部中央设有拱门形凹槽，贯穿前后面。4.根据权利要求1-3所述的海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，其特征在于，浮体顶部设有四个吊耳，吊耳分布于顶面四个角上。5.根据权利要求1-4所述的海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，其特征在于，承重仓的底部中心设有圆柱形承重仓销钉孔，承重仓销钉固定在承重仓销钉孔中。6.根据权利要求1-5所述的海底悬空管道治理用砂袋堆砌施工装置，其特征在于，装填有整齐排列的砂袋的集装袋位于砂袋仓内部。顶部销钉穿入集装袋的吊环，装配在浮体顶部的顶部销钉孔中，将集装袋与浮体通过顶部销钉相连。7.一种海底悬空管道治理用...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇光，朱鹏鹏，张士华，史永晋，甄莹，刘畅，李民强，郑震生，杨光，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37