【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自动升降海洋立管管卡，具体涉及一种自动爬升、下降、伸缩、开合的海洋立管管卡装置与机械结构原理。
技术介绍
1、海洋立管在长期服役过程中容易发生故障和事故。由于水下工作的困难性和海洋环境的复杂性，海洋立管在安装和服役过程中容易因管卡失效而发生安全事故。因此设计功能更为完善的立管管卡对海洋立管的防护与安全运行是立管研究工作的重点。当前海洋立管管卡多为固定式，在实际工作中存在如下缺点和不足：1)立管安装过程中，传统管卡需通过人工水下安装，操作困难，成本较高，立管的对准和下放工作也较为复杂困难；2)立管服役过程中，传统管卡为固定式，管卡卡紧位置无法根据水下立管最大冲击载荷位置的变化而变化，对立管的防护和锁紧位置较为单一固定，长期服役容易造成立管整体载荷不均和最大载荷处失效等问题；3)立管换卡过程中，管卡的拆卸主要由人工完成，水下操作困难，换卡效率低。4)自动化程度不高，管卡的卡紧位置、卡紧间距、锁合系统都是固定的，无法实现灵活的移动和开合功能。另外在管卡升降、伸缩和开合的功能性上还存在一些不足，以造成管卡功能较为单一局限。
2、针对这种现状，一种自动升降海洋立管管卡可以代替传统固定式管卡，让海洋立管在安装和服役过程中更好的下放对接与安全紧固，提高安装效率，同时提升立管抗海洋环境载荷冲击能力。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供一种自动化升降、伸缩和开合的海洋立管管卡。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案
3、所述的管卡升降系统，其特征在于，所述管卡升降系统包括立管管卡、钢桩管卡、双向电磁回路、转动结构，其中立管管卡作用在立管上，钢桩管卡作用在钢桩上，二者通过双向电磁回路控制卡扣的开合，转动结构包括弧形齿条和转动齿轮，通过弧形齿轮齿条啮合转动和双向电磁回路控制管卡交替开合完成“之”字形爬升和下降过程。双向电磁回路具体为两个单刀双向开关、正向电路、反向电路、电磁铁、电源，当两个单刀双向开关共同掷向一侧时连接正向电路，电磁铁为吸力作用控制管卡锁紧，当两个单刀双向开关共同掷向另一侧时连接反向电路，电磁铁为斥力作用控制管卡松开；转动结构通过弧形齿条和转动齿轮啮合作用带动松开端钢桩管卡绕锁紧端立管管卡转动，然后松开端钢桩管卡通过单刀双向开关掷向另一侧连接正向电路产生电磁吸力后锁紧钢桩，原锁紧端立管管卡通过单刀双向开关掷向另一侧连接反向电路产生电磁斥力后打开，并绕锁紧端钢桩管卡转动，通过交替变化实现“之”字形爬升和下降。
4、所述的管卡伸缩系统，其特征在于，所述管卡伸缩系统主要包括转动齿轮、液压联动齿条、液压缸，液压固定连杆，其中液压联动齿条固定连接在液压缸外侧液压筒，液压缸为封闭式液压系统，通过齿轮转动带动液压缸伸缩完成整体管卡伸缩。
5、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
6、1、本专利技术的一种自动升降海洋立管管卡可实现管卡的升降、伸缩和开合一体化功能，当前已有立管管卡主要为固定式，对复杂多变的海洋环境载荷无法较好的适应，无法实现立管管卡灵活移动。本专利技术中自动升降海洋立管管卡可完成在立管和钢桩之间不同高度灵活爬升，由于风浪流环境复杂性，自动升降海洋立管管卡可通过双向电磁管卡开合与弧形齿轮齿条转动结构实现自动爬升和下降，灵活固定在最大环境载荷和最大振动位置，解决立管管卡不能移动难题。
7、2、本专利技术的自动升降海洋立管管卡中升降系统，采用双向电磁回路、转动结构，通过双向电磁回路控制卡扣的开合，转动结构包括弧形齿条和转动齿轮，通过弧形齿轮齿条啮合转动和双向电磁回路控制管卡交替开合完成“之”字形爬升和下降过程。这种弧形齿轮齿条啮合升降结构比传统自升式平台双齿轮齿条升降结构更简单合理，同时升降效率更高，并且在爬升过程中，可根据立管与钢桩间距变化进行调节，解决了立管和钢桩不平行时，间距不统一时管卡升降难题。
8、3、本专利技术的自动升降海洋立管管卡中伸缩系统，采用转动齿轮、液压联动齿条、液压缸，液压固定连杆，其中液压联动齿条固定连接在液压缸外侧液压筒，液压缸为封闭式液压系统，通过齿轮转动带动液压缸伸缩完成整体管卡伸缩；这种伸缩结构可以解决钢桩和立管间距变化难题，同时结构更简单。
9、4、本专利技术的自动升降海洋立管管卡的立管固定锁合装置，设计合理，功能齐全，并且在海洋立管安装过程中，自动升降海洋立管管卡可便于立管下放与安装，便于推广应用。
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1.一种自动升降海洋立管管卡，所述自动升降海洋立管管卡具体涉及一种自动升降、伸缩功能方法和机械结构原理，包括管卡升降系统，管卡伸缩系统。
2.如权利要求1所述的管卡升降系统，其特征在于，所述管卡升降系统包括立管管卡、钢桩管卡、双向电磁回路、转动结构，其中立管管卡作用在立管上，钢桩管卡作用在钢桩上，二者通过双向电磁回路控制卡扣的开合，转动结构包括弧形齿条和转动齿轮，通过弧形齿轮齿条啮合转动和双向电磁回路控制管卡交替开合完成“之”字形爬升和下降过程。双向电磁回路具体为两个单刀双向开关、正向电路、反向电路、电磁铁、电源，当两个单刀双向开关共同掷向一侧时连接正向电路，电磁铁为吸力作用控制管卡锁紧，当两个单刀双向开关共同掷向另一侧时连接反向电路，电磁铁为斥力作用控制管卡松开；转动结构通过弧形齿条和转动齿轮啮合作用带动松开端钢桩管卡绕锁紧端立管管卡转动，然后松开端钢桩管卡通过单刀双向开关掷向另一侧连接正向电路产生电磁吸力后锁紧钢桩，原锁紧端立管管卡通过单刀双向开关掷向另一侧连接反向电路产生电磁斥力后打开，并绕锁紧端钢桩管卡转动，通过交替变化实现“之”字形爬升和下降。
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【技术特征摘要】
1.一种自动升降海洋立管管卡，所述自动升降海洋立管管卡具体涉及一种自动升降、伸缩功能方法和机械结构原理，包括管卡升降系统，管卡伸缩系统。
2.如权利要求1所述的管卡升降系统，其特征在于，所述管卡升降系统包括立管管卡、钢桩管卡、双向电磁回路、转动结构，其中立管管卡作用在立管上，钢桩管卡作用在钢桩上，二者通过双向电磁回路控制卡扣的开合，转动结构包括弧形齿条和转动齿轮，通过弧形齿轮齿条啮合转动和双向电磁回路控制管卡交替开合完成“之”字形爬升和下降过程。双向电磁回路具体为两个单刀双向开关、正向电路、反向电路、电磁铁、电源，当两个单刀双向开关共同掷向一侧时连接正向电路，电磁铁为吸力作用控制管卡锁紧，当两...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇光，朱江峰，谭亚楠，贺娅娅，李仕儒，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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