專利名稱：隔水套管海上對接卡具的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及海洋工程安裝設備，尤其涉及一種用于海洋石油鉆井工 程中使用的隔水套管的海上接長作業(yè)的隔水套管海上對接卡具。
背景技術：
海上石油幵發(fā)工程中，首先要建造海上鉆采平臺，在鉆采平臺的安裝工 程中，其中隔水套管海上接長工作的技術難度是較大的。
隔水套管的特點， 一是直徑較大，,大直徑為914.4腿(36")，常用的 隔水套管直徑多為508 mm (20 ")和609. 6腿(24 " ); 二是海上對接隔水 套管管段較長，最長的長度為46 m， 一般常用的長度為20 m至30 m。
由于隔水套管的上述特點，因此在海上接長作業(yè)時，其對接隔水套管管 段無法使用插尖形式，插尖是在將要接長的隔水套管管段下部焊接一段小于 其內(nèi)徑的管段，使該管段能夠方便插入到另一個隔水套管中，使上下兩段相 接的隔水套管的管壁對齊，然后進行焊接。因隔水套管是用于鉆井作業(yè)，其 內(nèi)壁必須保持平滑，不能設置其它插尖，只能采用對接方式，特別是對于管 徑為508mm的隔水套管，無法進人實施焊接。為了保證對接隔水套管的質(zhì)量， 必須將對接隔水套管管段穩(wěn)定住，目前的施工方法是，參閱附圖l，在導管架 就位后，首先將下半節(jié)隔水套管2.插入導管架井口并且錘擊到位，在下半節(jié) 隔水套管2的頂部均勻組合對接，然后焊接幾塊對管導向板3，該對管導詢板 3的規(guī)格一般為PL-13X100X1000，重量大約在10公斤左右，或者焊接角鋼， 該角鋼的規(guī)格一般為L-IOXIOO，重量大約在15公斤左右，作為對接隔水套 管管段的臨時支撐；用浮吊將上半節(jié)隔水套管l(正在被安裝的這截隔水套管) 插入導向板3內(nèi)安裝到位，如圖1所示，點焊和焊接隔水套管時，使上半節(jié)隔水套管1與下半節(jié)隔水套管2成為一個整體。再經(jīng)過浮吊摘鉤、切掉導向 板3、補焊、打磨、探傷檢驗等工序，從而完成隔水套管的海上對接作業(yè)。由 于作業(yè)過程中施工環(huán)節(jié)多，且周期長，給海上施工作業(yè)造成不少困難，例如 將上半節(jié)隔水套管插入導向板3安裝到位后，由于浮吊的不穩(wěn)定因素，會使 上半節(jié)隔水套管不停地擺動，并在對接口處產(chǎn)生較大的彎矩，使對管導向板 起不到應有的作用；若天氣惡劣，對管導向板很容易被折斷，存在著極不安 全的隱患；在點焊對接口時，由于該處存在較大彎矩，十幾秒或幾十秒的點
焊工作，經(jīng)常被吊鉤的輕輕搖擺而撕裂，影響焊接質(zhì)量，且焊接后的最終垂 直度很難達到技術要求，給后續(xù)工作帶來諸多不便等等。現(xiàn)有的這種施工方 法尤其不適合在較深水域環(huán)境條件下進行作業(yè)。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點，而提供一種 隔水套管海上對接卡具，用于完成海上隔水套管的連接施工中，可以牢固卡 住上下兩節(jié)隔水套管，克服海上較惡劣天氣施工中浮吊扒桿搖擺的不穩(wěn)定因 素，保證對管工作中的點焊在平穩(wěn)狀態(tài)下進行，提高焊接質(zhì)量，減少對管工 序，節(jié)省人力物力，降低成本，施工操作安全可靠。
本實用新型的目的是由以下技術方案實現(xiàn)的。
本實用新型隔水套管海上對接卡具，其特征在于，其是由兩個對稱的半 圓形管體對接構成的圓形筒體，該半圓形管體上設有加強肋、焊接孔和垂度 調(diào)整結構，半圓形管體上端頂部設有喇叭口，兩個半圓形管體對接部位設有 壓緊結構。
前述的隔水套管海上對接卡具，其中兩個對稱的半圓形管體對接構成的 圓形筒體的內(nèi)徑大于或者等于隔水套管的外徑，該圓形筒體壁厚大于或者等
于隔水套管的管壁厚度，筒體長度大于或者等于隔水套管外徑的3倍。
前述的隔水套管海上對接卡具，其中.半圓形管體上設有的加強肋包括多
個T字形加強肋和環(huán)形加強肋；該T字形加強肋分別設置在半圓形管體外側壁面的中線位置處；該環(huán)形加強肋分別設置在半圓形管體外側壁面的壓緊結 構下部位置處。
前述的隔水套管海上對接卡具，其中焊接孔為數(shù)個，且對稱平行等距設 置在半圓形管體對接構成的圓形筒體的中部。
前述的隔水套管海上對接卡具，其中垂度調(diào)整結構包括多個螺母和螺栓， 該螺母分別固定在半圓形管體對接構成的圓形筒體設置的焊接孔上方開設的 通孔上，螺栓分別旋入在螺母內(nèi)。
前述的隔水套管海上對接卡具，其中兩個半圓形管體對接部位設有的壓 緊結構包括由多個斜契肋和壓緊斜套構成的壓緊部以及設在斜契肋上且位于
壓緊斜套上方的自鎖定位部；該斜契肋分別設置在半圓形管體兩端對接部的 上部、中部和下部，壓緊斜套分別套設在對接的各個斜契肋外部。
前述的隔水套管海上對接卡具，其中斜契肋斜面的傾斜度為1: 10±2;
所述壓緊斜套為c字形槽體，該槽體內(nèi)側壁設成與斜契肋斜面傾斜度相應的
斜面，該斜面相應壓緊在斜契肋斜面。'
前述的隔水套管海上對接卡具，'其中自鎖定位部包括位于斜契肋上方的
自鎖定位塊以及契嵌在自鎖定位塊與呈C字形斜套之間的楔形塊體；該自鎖 定位塊包括分別設置在斜契肋上方的定位孔以及插設在對接的斜契肋上方兩 個定位孔處的板塊，該板塊中部設.有兩個與定位孔對應的柱形體，該柱形體
插設在定位孔內(nèi)；該楔形塊體為具有斜面的塊體，塊體的高度為30士10 mm，
長度為300士10 mm，斜面傾斜度為1: 10±2。
前述的隔水套管海上對接卡具，其中半圓形管體的重心位置設有吊點。 前述的隔水套管海上對接卡具，其中圓形筒體長度大于隔水套管外徑3
倍時設有爬梯。
本實用新型隔水套管海上對接卡具的有益效果，其是由兩個對稱的半圓 形管體對接構成的圓形筒體，該半圓形管體上設有加強肋、焊接孔和垂度調(diào) 整結構，半圓形管體上端頂部設有導向啤!J叭口，兩個半圓形管體對接部位設有壓緊結構。在海上對上下隔水套管進行對應連接作業(yè)時，可將待對接的上 下隔水套管位于對接鋼卡中進行焊接固定，有效實現(xiàn)連接隔水套管的對接，
保障隔水套管的垂直度，以保證施工質(zhì)量；且通過鋼卡的焊接孔進行焊接， 操作安全方便，焊接效率高且質(zhì)量佳；另外，對接鋼卡外側壁加焊有起橫向 加強作用的環(huán)形加強肋，以及起縱向加強作用的T字形加強肋和斜楔肋，有 效保證了鋼卡的強度；再有本實用新型設置的壓緊結構夾緊力強且可靠性好， 因此能夠滿足隔水套管長度和重量的施工要求；使用本實用新型隔水套管海 上對接卡具后，可以縮短施工周期，節(jié)省施工作業(yè)船的工作天數(shù)，提高作業(yè) 效率，降低工程成本，使隔水套管海上接長工作的技術難度得到改善。


圖1為現(xiàn)有隔水套管海上對接工具示意圖，圖中顯示上半截隔水套管插 入導向板的狀態(tài)。
圖2為本實用新型隔水套管海上對接卡具立體結構示意圖。
圖2A為本實用新型隔水套管海上對接卡具俯視圖。
圖2B為本實用新型隔水套管海上對接卡具自鎖實施狀態(tài)圖。
圖中主要標號說明
現(xiàn)有技術部分1上半截隔水套管、2下半截隔水套管、3隔水套管對管 導向板；
本實用新型部分l上半截隔水套管、2下半截隔水套管、4半圓形管體、 5為T字形加強肋、6斜契肋、7壓緊斜套、8喇叭口、 9環(huán)形加強肋、10焊 接孔、ll垂度調(diào)整結構、12定位孔、13板塊、14楔形塊體。
具體實施方式
參閱附圖2、圖2A，本實用新型隔水套管海上對接卡具，其是由兩個對 稱的半圓形管體4對接構成的圓形筒體，該半圓形管體4上設有加強肋、焊 接孔10和垂度調(diào)整結構11，半圓形管體4上端頂部設有起導向作用的喇叭口 8，兩個半圓形管體4對接部位設有壓緊結構。參閱附圖2、圖2A，本實用新型隔水套管海上對接卡具，其中，兩個對 稱的半圓形管體4對接構成的圓形筒體的內(nèi)徑大于或者等于隔水套管的外徑， 圓形筒體壁厚大于或者等于隔水套管的管壁厚度，圓形筒體長度大于或者等
于隔水套管外徑的3倍；加強肋包括多個T字形加強肋5和環(huán)形加強肋9;該
T字形加強肋5分別設置在半圓形管體4外側壁面的中線位置處；該環(huán)形加強
肋9分別設置在半圓形管體4外側壁面壓緊結構的下部位置處；焊接孔10為 數(shù)個，且對稱平行等距設置在半圓形管體4對接構成的圓形筒體的中部；垂
度調(diào)整結構11包括多個螺母和螺栓，該螺母分別固定在半圓形管體4對接構
成的圓形筒體設置的焊接孔IO上方開設的通孔上，螺栓分別旋入在螺母內(nèi)；
兩個半圓形管體4對接部位設有的壓緊結構包括由多個斜契肋6和壓緊斜套7
構成的壓緊部以及設在斜契肋上且位于壓緊斜套上方的自鎖定位部；該斜契
肋6分別設置在半圓形管體4兩端對接部的上部、中部和下部，壓緊斜套7
分別套設在對接的各個斜契肋6外部；斜契肋6斜面的傾斜度為1: 10±2;
壓緊斜套7為C字形槽體，該槽體內(nèi)側壁設成與斜契肋6斜面傾斜度相應的
斜面，該斜面相應壓緊在斜契肋6的斜面；自鎖定位部包括位于斜契肋6上 方的自鎖定位塊以及契嵌在自鎖定位塊與C字形斜套7之間的楔形塊體14; 該自鎖定位塊包括分別設置在斜契肋6上方的定位孔12以及插設在對接的斜 契肋6上方兩個定位孔12處的板塊13，該板塊13中部設有兩個與定位孔對
應的柱形體(圖中未示)，該柱形體插設在定位孔12內(nèi)；該楔形塊體14為具
有斜面的塊體，塊體的高度為30士10mm，長度300士10mm，斜面傾斜度為1:
10±2;半圓形管體4的重心位置設有吊點(圖中未示)；圓形筒體長度大于
隔水套管外徑3倍時設有爬梯(圖中未示)。
參閱附圖2、圖2A、圖2B，本實用新型隔水套管海上對接卡具的制備， 采用強度大于Q235的鋼材制成兩個相互對稱的半圓形管體4，每個半圓形管 體4上端頂部焊接有用相同材料制成的起導向作用的喇叭口，管體壁厚等于 隔水套管的管壁厚度，其厚度大于25 ram，管體長度等于隔水套管外徑(508誦)的3倍；在每個半圓形管體4外側壁面的中線位置處(將兩個半圓形管體對
接的兩端定為0度和180度，其中線位置即分別為90度和270度的母線)焊 接向外凸起的T字形加強肋5，且在每個半圓形管體4上部、中部和下部等距 焊接三道環(huán)形加強肋9;另在每個半圓形管體4中間位置對稱平行等距開設兩 個方形的焊接孔10 (對接后共有四個方形焊接孔10)，該方形焊接孔的面積 為100X100 mm2，在每個方形焊接孔的上方開設圓形通孔，該通孔的內(nèi)徑為 18mm，每個通孔處焊接一個螺母，該螺母的規(guī)格為M-16mm，每個螺母內(nèi)旋 入一個螺栓；兩個半圓形管體對接部位(即0度和180度位置)的上部、中 部和下部焊接三個斜契肋6，三個斜契肋6分別位于三道環(huán)形加強肋9的上方， 該斜契肋6兩側斜面的傾斜度為1: 10，采用與斜契肋6相同規(guī)格的鋼材焊接 制造6套C字形槽體作為壓緊斜套7，該槽體內(nèi)側壁面的斜度也設置為1: 10， 即與斜契肋6兩側斜面的傾斜度相同；將兩個對稱的半圓形管體4對接構成 圓形筒體后，把6個壓緊斜套分別套設在對接處的各個斜契肋6外部，使壓 緊斜套7的傾斜內(nèi)側壁面對應壓緊在斜契肋6斜面上。再有，在每個斜契肋6 上方70mm，且位于兩個半圓形管體4對接縫隙邊緣的30mm處，各鉆設有兩 個直徑為20 mm的定位孔12 (共有6處)；制造6個PL-25X75X 150的鋼板 塊13，該鋼板塊13中部焊設兩個外徑為15 mm、長度為30 mm的圓柱形體， 兩個圓柱形體之間相距70 mm (因為對接后仍有10 mm左右的縫隙)，將圓柱 形體插入定位孔12后，使鋼板塊13定位在斜契肋6上方，構成自鎖定位塊； 再采用與鋼板塊13相同的鋼材制造楔形鋼塊14，該楔形鋼塊14具有傾斜度 為1: 10的斜面，且楔形鋼塊14的高度為30 mm，長度為300 mm，兩個楔形 鋼塊14為一組，分別契嵌在自鎖定位塊與C字形斜套7之間，使之起到壓緊 和自鎖的作用。
再者，本實用新型隔水套管海上對接卡具的半圓形管體的重心位置可以 設有裝卸鋼卡時使用的吊點，當圓形筒體長度大于隔水套管外徑3倍以上時 還可以設有爬梯，以方便操作。參閱圖2、圖2B所示，本實用新型隔水套管海上對接卡具的使用，當導 管架就位后，首先使用浮吊，將第一節(jié)(即下半節(jié))隔水套管2插入導管架 并且錘擊到位；切掉隔水套管頂頭及吊點；在下半節(jié)隔水套管2上部至頂部 距離為半個鋼卡長度位置處，焊接定位筋板托(圖中未示)；用浮吊將鋼卡安 裝到位，使隔水套管的對接口正好處于鋼卡的焊接方孔10中部；通過手工分 別將C字形壓緊斜套7套設在對接的斜楔肋6外部，壓緊過程為先將定位板 塊13的圓柱形體插入定位孔12后，使定位板塊13定位在斜契肋6上方，構 成自鎖定位塊；然后將兩個楔形鋼塊14由斜面端部分別從兩側契嵌在自鎖定 位塊與C字形斜套7之間，由人工沿著F方向(圖2B中箭頭所示)的力敲擊 楔形鋼塊14，直至壓緊斜套7緊固在斜楔肋6外部，使之起到壓緊和自鎖的 作用，這樣兩個半圓形管體對接合攏而構成圓形筒體，成為鋼卡；然后摘掉 浮吊掛鉤；接著使用浮吊吊裝第二節(jié)(即上半節(jié))隔水套管，將第二節(jié)隔水 套管插入鋼卡內(nèi)；在浮吊的配合下，調(diào)節(jié)垂度調(diào)整螺栓，使隔水套管達到對 接組裝的技術要求；開始在焊接方孔中進行點焊(這時可以摘掉浮吊的掛鉤)； 點焊牢固后，使用浮吊摘下鋼卡；完成隔水套管的對接焊接工作。該鋼卡可 以重復再用。
本實用新型隔水套管海上對接卡具的使用原理，其是一種可以平穩(wěn)完成 隔水套管海上連接工作的鋼質(zhì)裝置；首先，該鋼卡內(nèi)徑與隔水套管外徑相匹 配，鋼卡壁厚與隔水套管管壁厚度相匹配，可以卡住上下兩節(jié)隔水套管，保 證隔水套管在平穩(wěn)狀態(tài)下完成海上連接工作。其次，由兩個對稱的半圓形管 體對接構成圓形筒體的鋼卡(90度和270度母線上)焊設有縱向T字形加強 肋以及鋼卡對接合攏部位焊設有多個壓緊斜契肋，提高了鋼卡軸向截面慣性 矩，從而保證鋼卡軸向的基本強度，并且可以避免鋼卡在無吊機情況下的破 壞。再者，鋼卡上端頂部焊設有喇叭口以及在鋼卡上中下部位，焊設有多道 環(huán)形加強肋，提高了鋼卡環(huán)向截面慣性矩，保證鋼卡環(huán)向的基本強度。還有， 鋼卡環(huán)向兩端處(O度和180度的位置)作為鋼卡對接合攏部位，分別焊設有具有傾斜度的壓緊斜契肋，其與相配套的壓緊斜套相互嵌套后，又借助自鎖 定位部的作用，使壓緊結構的壓緊功效更加確實和可靠；其工作原理為(參
閱圖2B所示)使用人力水平敲擊禊形鋼塊14，設水平敲擊力為F=10 kg， 通過1: 10的楔形鋼塊14，可以產(chǎn)生10p kg的垂直力作用于C字形斜套7上， 再通過l: 10的斜契肋6，產(chǎn)生1000kg的水平力作用于兩個半圓形管體，從
而起到壓緊隔水套管的作用。
另外，用以壓緊兩個半圓形管體而構成筒狀體的鋼卡，保證鋼卡使用時的
整體安全性，達到卡緊兩截隔水套管的目的；鋼卡上端頂部焊設有起導向作 用的喇叭口，有利于上半節(jié)隔水套管的插入和對接組裝；鋼卡焊接孔上方鉆
設有多個通孔，通孔處焊設固定螺母，-螺母內(nèi)旋入配套調(diào)直螺栓，便于調(diào)節(jié)
上半節(jié)隔水套管對接時的垂直度；鋼卡中部位置，平行等距開設焊接孔，使 隔水套管的焊接工作可以在焊接孔中，且在'平穩(wěn)狀態(tài)下進行，從根本上保證 了焊接的質(zhì)量。
本實用新型隔水套管海上對接卡具的優(yōu)點是適用于渤海及淺海平臺由 浮吊安裝隔水套管的施工，特別是海上較惡劣天氣的時候使用，優(yōu)點更為突 出。由于其整體結構科學合理，軸向與環(huán)向均設有加強肋，保證了鋼卡的整 體強度，因此能克服浮吊扒桿搖擺的不穩(wěn)定因素，使隔水套管的焊接工作能 夠在平穩(wěn)狀態(tài)下進行；鋼卡上設有垂度調(diào)整結構，可以使隔水套管在對接組 裝過程中隨時對上半節(jié)隔水套管進行垂直度的調(diào)整，以符合對接組裝的技術 要求，從而有效提高焊接質(zhì)量。另外，使用本實用新型的隔水套管海上對接 卡具后，減少了現(xiàn)有技術方法中的對管前組對、焊接對管導向板以及焊接后 的切割導向板、打磨隔水套管焊接對管導向板處管壁等工作，節(jié)省了人力物 力，降低了成本，使隔水套管海上對接工作經(jīng)濟、便捷且質(zhì)量優(yōu)良。還有， 浮吊可以及早摘鉤，大大提高浮吊使用率。
以上所述，僅是本實用新型較佳實施例，并非對本實用新型作任何形式 上限制，凡依本實用新型技術實質(zhì)對以上實施例作簡單修改、等同變化與修 飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求1、一種隔水套管海上對接卡具，其特征在于，其是由兩個對稱的半圓形管體對接構成的圓形筒體，該半圓形管體上設有加強肋、焊接孔和垂度調(diào)整結構，半圓形管體上端頂部設有喇叭口，兩個半圓形管體對接部位設有壓緊結構。
2、 根據(jù)權利要求l所述的隔水套管海上對接卡具，其特征在于，所述兩個對稱的半圓形管體對接構成的圓形筒體的內(nèi)徑大于或者等于隔水套管的外 徑，該圓形筒體壁厚大于或者等于隔水套管的管壁厚度，筒體長度大于或者等于隔水套管外徑的3倍。
3、 根據(jù)權利要求l所述的隔水套管海上對接卡具，其特征在于，所述半 圓形管體上設有的加強肋包括多個T字形加強肋和環(huán)形加強肋；該T字形加 強肋分別設置在半圓形管體外側壁面的中線位置處；該環(huán)形加強肋分別設置 在半圓形管體外側壁面的壓緊結構下部位置處。
4、 根據(jù)權利要求l所述的隔水套管海上對接卡具，其特征在于，所述焊 接孔為數(shù)個，且對稱平行等距離設置在半圓形管體對接構成的圓形筒體的中 部。
5、 根據(jù)權利要求l所述的隔水套管海上對接卡具，其特征在于，所述垂 度調(diào)整結構包括多個螺母和螺栓，該螺母分別固定在半圓形管體對接構成的 圓形筒體設置的焊接孔上方開設的通孔上，螺栓分別旋入在螺母內(nèi)。
6、 根據(jù)權利要求1所述的隔水套管海上對接卡具，其特征在于，所述兩 個半圓形管體對接部位設有的壓緊結構包括由多個斜契肋和壓緊斜套構成的 壓緊部以及設在斜契肋上且位于壓緊斜套上方的自鎖定位部；該斜契肋分別 設置在半圓形管體兩端對接部的上部v中部和下部，壓緊斜套分別套設在對 接的各個斜契肋外部。
7 根據(jù)權利要求6所述的隔水套管海上對接卡具，其特征在于，所述斜契肋斜面的傾斜度為l: 10±2;所述壓緊斜套為C字形槽體，該槽體內(nèi)側壁 設成與斜契肋斜面傾斜度相應的斜面，該斜面相應壓緊在斜契肋斜面。
8、 根據(jù)權利要求6所述的隔水套管海上對接卡具，其特征在于，所述自 鎖定位部包括位于斜契肋上方的自鎖定位塊以及契嵌在自鎖定位塊與呈C字 形斜套之間的楔形塊體；該自鎖定位塊包括分別設置在斜契肋上方的定位孔以及插設在對接的斜契肋上方兩個定位孔處的板塊，該板塊中部設有兩個與定位孔對應的柱形體，該柱形體插設在定位孔內(nèi)；該楔形塊體為具有斜面的塊體，塊體的高度為30士10mm，長度為300士10mm，斜面傾斜度為1: 10±2。
9、 根據(jù)權利要求l所述的隔水套管海上對接卡具，其特征在于，所述半 圓形管體的重心位置設有吊點。
10、 根據(jù)權利要求2所述的隔水套管海上對接卡具，其特征在于，所述 圓形筒體長度大于隔水套管外徑3倍時設有爬梯。
專利摘要本實用新型提供一種隔水套管海上對接卡具，其是由兩個對稱的半圓形管體對接構成的圓形筒體，該半圓形管體上設有加強肋、焊接孔和垂度調(diào)整結構，半圓形管體上端頂部設有其導向作用的喇叭口，兩個半圓形管體對接部位設有壓緊結構；用于完成海上隔水套管的連接施工中，可以牢固卡住上下兩節(jié)隔水套管，克服海上較惡劣天氣施工中浮吊扒桿搖擺的不穩(wěn)定因素，保證對管工作中的點焊在平穩(wěn)狀態(tài)下進行，提高焊接質(zhì)量，減少對管工序，節(jié)省人力物力，降低成本，施工操作安全可靠。
文檔編號F16L1/26GK201221648SQ20082008019
公開日2009年4月15日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權日2008年4月25日
發(fā)明者高瑞力 申請人:中國海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司