專利名稱：數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)量裝置，尤其涉及一種用于海管法蘭連接作業(yè)時(shí)，進(jìn)行法蘭間相對(duì)位置參數(shù)測(cè)量的數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
在海上石油開發(fā)工程中，需要在海底鋪設(shè)海底輸油管道。海底輸油管道包括:平管、立管及膨脹彎管，海底輸油管道的端部安裝連接有法蘭，當(dāng)海底輸油管道中平管、平管、立管及膨脹彎管法蘭在水下進(jìn)行法蘭與法蘭之間的對(duì)接時(shí)，通常需要進(jìn)行法蘭間相對(duì)位置參數(shù)測(cè)量，以便于精確測(cè)定海底管道法蘭間的相對(duì)位置，使膨脹彎的預(yù)制更加準(zhǔn)確?，F(xiàn)有的法蘭測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)，主要包括:支撐結(jié)構(gòu)和測(cè)量系統(tǒng)兩部分，而支撐結(jié)構(gòu)主要由底座、豎向角度儀旋轉(zhuǎn)軸、橫向角度儀旋轉(zhuǎn)軸組成，其中，固定豎向角度儀旋轉(zhuǎn)軸及橫向角度儀旋轉(zhuǎn)軸分別固定在底座上，底座的下部與待測(cè)法蘭盤連接；測(cè)量系統(tǒng)主要由:豎向角度儀、橫向角度儀、水平氣泡、鋼絲葫蘆、張力計(jì)、測(cè)距鋼絲、鋼絲標(biāo)志卡組成，其中，豎向角度儀、橫向角度儀、水平氣泡、鋼絲葫蘆、張力計(jì)、測(cè)距鋼絲、鋼絲標(biāo)志卡分別安裝在支撐結(jié)構(gòu)的豎向角度儀旋轉(zhuǎn)軸與橫向角度儀旋轉(zhuǎn)軸上，用來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)。使用時(shí):將兩個(gè)法蘭測(cè)量?jī)x的底座分別固定在待測(cè)法蘭盤上，擰緊螺栓，并用水平氣泡調(diào)平，然后，將鋼絲繩拴在豎向角度儀旋轉(zhuǎn)軸兩端的搖臂上，當(dāng)鋼絲繩收緊后，搖臂的帶動(dòng)立柱外套筒旋轉(zhuǎn)至某一角度后，位于外套筒后面的水平指針便指示兩法蘭測(cè)量?jī)x的水平角度。搖臂繞豎直刻度盤上下旋轉(zhuǎn)，指示豎直角度，即可讀數(shù)。法蘭測(cè)量?jī)x所需要測(cè)量的:鋼絲的長(zhǎng)度al+a2的距離；α和β的角度(這里主要指水平角度，法蘭測(cè)量?jī)x上橫向和豎向角度儀讀數(shù))知道了以上數(shù)據(jù)，就可以來(lái)預(yù)制膨脹彎?，F(xiàn)有的法蘭測(cè)量?jī)x，它的原理是我們數(shù)學(xué)中常用的量角器，其優(yōu)點(diǎn)是:使用非常簡(jiǎn)單。但是，由于其比較笨重，一個(gè)成年男子在陸地上想要徒手搬動(dòng)它都很困難，利用它在復(fù)雜的水下環(huán)境進(jìn)行作業(yè)則更加增加了測(cè)量難度；另外，由于需要拉線進(jìn)行測(cè)量，而拉線會(huì)受到海流、重力的影響，導(dǎo)致彎曲而不能準(zhǔn)確地測(cè)量出所需長(zhǎng)度，且長(zhǎng)度越長(zhǎng)，誤差越大；拉線在兩管端的部分還容易被中間障礙物纏繞；如果長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，收線也需要較長(zhǎng)時(shí)間；且由于不適宜水下機(jī)器人作業(yè)、深水作業(yè)，從而，導(dǎo)致無(wú)法在深水中進(jìn)行膨脹彎的安裝作業(yè)，以及深海的法蘭間相對(duì)位置測(cè)量，這一點(diǎn)對(duì)未來(lái)的深水作業(yè)形成了最大的阻礙。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x，其可以在水下準(zhǔn)確地測(cè)量?jī)珊９苤g的相對(duì)距離和相對(duì)角度，為連接海管時(shí)的陸上預(yù)制膨脹彎提供了連接參數(shù)，提高了膨脹彎的測(cè)量進(jìn)度和測(cè)量精度，節(jié)省了施工周期，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了海管的鋪設(shè)，并提高潛水員水下作業(yè)效率。本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:[0009]一種數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x，其特征在于:包括:測(cè)量主體、水密電纜、控制器、基座，其中，測(cè)量主體分別與基座、水密電纜、控制器連接，而控制器又與基座相連。所述測(cè)量主體包括:安裝座、垂直旋轉(zhuǎn)組件、水平旋轉(zhuǎn)組件、提手及拉手，其中，安裝座設(shè)在下部，安裝座與基座連接為一體，垂直旋轉(zhuǎn)組件通過(guò)旋轉(zhuǎn)主軸樞接在安裝座頂部，水平旋轉(zhuǎn)組件樞接在垂直旋轉(zhuǎn)組件的兩側(cè)；提手安裝在垂直旋轉(zhuǎn)組件的上部；拉手樞接在垂直旋轉(zhuǎn)組件側(cè)面。所述安裝座為丄形法蘭結(jié)構(gòu)；垂直旋轉(zhuǎn)組件為+形管狀結(jié)構(gòu)，+形管狀結(jié)構(gòu)的端部安裝有法蘭，水平旋轉(zhuǎn)組件為圓柱形結(jié)構(gòu)。所述基座是由底座、立板、頂板、頂桿、定位板、月牙板及擋板連接構(gòu)成的框架式結(jié)構(gòu)，其中，立板、定位板及月牙板連接到底座的下表面，立板、頂板通過(guò)頂桿及彈簧卡圈連接為一體。所述定位板為楔形；頂板為L(zhǎng)型；底座兩側(cè)安裝有鋼制護(hù)套。本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型由于采用上述技術(shù)方案，安裝方便、自動(dòng)讀數(shù)；其可以在水下準(zhǔn)確地測(cè)量?jī)珊９苤g的相對(duì)距離和相對(duì)角度，為連接海管時(shí)的陸上預(yù)制膨脹彎提供了連接參數(shù)，提高了膨脹彎的測(cè)量進(jìn)度和測(cè)量精度，節(jié)省了施工周期，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了海管的鋪設(shè)，并提高潛水員水下作業(yè)效率。

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型測(cè)量主體組件整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)主視示意圖。圖4為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝圖示意圖。圖5為本實(shí)用新型使用狀態(tài)圖。圖中主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1.測(cè)量主體、101.安裝座、102.垂直旋轉(zhuǎn)組件、103.水平旋轉(zhuǎn)組件、104提手、105拉手、2.水密電纜、3.控制器、4.基座、5.連接螺栓組、6.安裝座、7.旋轉(zhuǎn)主軸、8.連接螺栓組、9.螺釘、10.連接螺栓組、11.底座、12.連接螺栓組、13.立板、14.海管、15.頂板、16.頂桿、17.法蘭、18.定位板、19.月牙板、20.擋板、21.護(hù)套、22.水平旋轉(zhuǎn)組件、23.數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x、24.海管、25.檢測(cè)繩組件、26.數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x、27.海管。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型主要包括:測(cè)量主體1、水密電纜2、控制器3、基座4，其中，測(cè)量主體I與基座4連接，用于測(cè)量數(shù)據(jù)；同時(shí)，測(cè)量主體I還分別與水密電纜2、控制器3連接，用于將測(cè)量主體I測(cè)量的數(shù)據(jù)傳送至控制器3 ;而控制器3又與基座4相連，用于計(jì)算測(cè)量主體I測(cè)量的數(shù)據(jù)，生成我們需要的計(jì)算結(jié)果；基座4用于測(cè)量?jī)x與海管法蘭的連接。上述所有連接方式均為螺栓連接。如圖2所示，測(cè)量主體I主要包括:安裝座101、垂直旋轉(zhuǎn)組件102、水平旋轉(zhuǎn)組件103、提手104及拉手105，其中，安裝座101為丄形法蘭結(jié)構(gòu)，設(shè)在下部，垂直旋轉(zhuǎn)組件102為+形管狀結(jié)構(gòu)，+形管狀結(jié)構(gòu)的端部樞接有法蘭，垂直旋轉(zhuǎn)組件102樞接在安裝座101頂部，其連接方式為軸連接，垂直旋轉(zhuǎn)組件102在受水平方向的拉力時(shí)，可在安裝座101上實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)動(dòng)功能；水平旋轉(zhuǎn)組件103為圓柱形結(jié)構(gòu)，樞接在垂直旋轉(zhuǎn)組件102的兩側(cè)，其連接方式為軸連接，垂直旋轉(zhuǎn)組件102及水平旋轉(zhuǎn)組件103的作用是:用于測(cè)量水平及豎直方向的角度；提手104安裝在垂直旋轉(zhuǎn)組件102的上部，用于運(yùn)輸法蘭測(cè)量?jī)x主體；拉手105安裝在垂直旋轉(zhuǎn)組件102側(cè)面，其連接形式為軸連接，可實(shí)現(xiàn)拉手組件105垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，用于測(cè)量法蘭之間的角度。本實(shí)施例:控制器3采用數(shù)字化電子控制器，控制器3通過(guò)螺栓連接在基座4的上表面，用于計(jì)算測(cè)量主體I測(cè)量的數(shù)據(jù)，生成我們需要的計(jì)算結(jié)果；同時(shí)，將測(cè)量的角度集成，得出兩法蘭間的角度，且能夠測(cè)量海管的正交傾角。如圖3所示，提手104通過(guò)連接螺栓組10與垂直旋轉(zhuǎn)組件102連接為一體，其可以隨垂直旋轉(zhuǎn)組件102同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且，主要起到提拉法蘭測(cè)量裝置的作用。拉手105通過(guò)螺釘9將其連接到水平旋轉(zhuǎn)組件103上，并帶動(dòng)水平旋轉(zhuǎn)組件103繞水平轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)法蘭測(cè)量裝置的俯仰運(yùn)動(dòng)。水平旋轉(zhuǎn)組件103與垂直旋轉(zhuǎn)組件102通過(guò)水平轉(zhuǎn)軸及法蘭連接件連接在一起，并可隨垂直旋轉(zhuǎn)組件102繞旋轉(zhuǎn)主軸7轉(zhuǎn)動(dòng)。垂直旋轉(zhuǎn)組件102通過(guò)連接螺栓組8，且以法蘭的型式連接到旋轉(zhuǎn)主軸7的上半部分，并可繞旋轉(zhuǎn)主軸7旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)主軸7在基座4水平面內(nèi)的左右擺動(dòng)。旋轉(zhuǎn)主軸7的下半部分與安裝座6采用銷釘方式連接，安裝座6與基座4通過(guò)連接螺栓組5連接為一體，旋轉(zhuǎn)主軸7、安裝座6與基座4 一體構(gòu)成法蘭測(cè)量裝置的整體支撐機(jī)構(gòu)。如圖3，圖4所示，基座4是由底座11、立板13、頂板15、頂桿16、定位板18、月牙板19及擋板20連接構(gòu)成的框架式結(jié)構(gòu)，其中，立板13、定位板18及月牙板19通過(guò)連接螺栓組12及銷釘連接到底座11的下表面，立板13、頂板15通過(guò)頂桿16及彈簧卡圈連接為一體。海管法蘭17通過(guò)頂桿16將其夾持在月牙板19及頂板15之間。海管14的定位通過(guò)定位板18完成。本實(shí)施例:定位板18為楔形；頂板15為L(zhǎng)型；由于底座11上安裝有多個(gè)受力組件，承受一定的外力，會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生一定的變形，為保證其良好的受力狀態(tài)，在其兩側(cè)安裝有鋼制護(hù)套21，以提高其剛度。安裝時(shí)，將月牙板19靠緊海管法蘭17的前端面，以保證本實(shí)施新型的旋轉(zhuǎn)主軸7在海管法蘭17的前端平面內(nèi)；然后，將兩個(gè)定位板18緊靠在法蘭外側(cè)面，定位板18的兩個(gè)楔形角度保證了旋轉(zhuǎn)主軸7通過(guò)海管的中心，即使底座11水平度不夠也一樣通過(guò)海管中心。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了兩海管空間位置的解算方法，提高了計(jì)算精度；最后，旋緊兩個(gè)頂桿16，使頂板15頂住海管法蘭17的后端面，將本實(shí)施新型固定于海管法蘭盤上。如圖4，圖5所示，測(cè)量時(shí)，將一臺(tái)數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x23安裝到海管24上，另一臺(tái)數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x26安裝到另一個(gè)海管27上，檢測(cè)繩組件25中測(cè)量繩一端穿過(guò)數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x23的拉手，然后連接測(cè)力計(jì)、鋼絲繩張緊器，另一端連接到另一個(gè)數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x26的拉手上。測(cè)量鋼絲繩張緊后，通過(guò)兩個(gè)數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x的拉手帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)主體分別繞其垂直旋轉(zhuǎn)組件102及水平旋轉(zhuǎn)組件103轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量出兩管道法蘭之間的水平及垂直擺角。上述檢測(cè)繩組件25主要包括:測(cè)量繩、測(cè)力計(jì)及鋼絲繩張緊器。本實(shí)施新型測(cè)量海底兩管道位置狀態(tài)主要有以下幾個(gè)過(guò)程:[0032]( I)測(cè)量前，將拉繩保持松弛狀態(tài)，檢查各部件狀態(tài)；(2)由潛水員攜帶兩臺(tái)本實(shí)施新型和檢測(cè)繩測(cè)量裝置下潛至作業(yè)海域；(3)由潛水員將一臺(tái)本實(shí)施新型安裝在海管I的法蘭上。安裝時(shí)，將月牙板緊靠在海管外端面上，底板緊靠在海管法蘭的外側(cè)面上，通過(guò)目測(cè)保持本實(shí)施新型大致水平狀態(tài)，然后，擰緊本實(shí)施新型的兩根頂桿，使本實(shí)施新型固定在海管I的法蘭盤上。用同樣方法將另一臺(tái)本實(shí)施新型安裝到海管II上；(4)將檢測(cè)繩測(cè)量裝置一端連接到本實(shí)施新型的拉手上，拉出測(cè)距鋼絲繩，將另一端連接到另一臺(tái)本實(shí)施新型的拉手上；(5)操作鋼絲繩張緊器，將拉繩張緊后，由潛水員按下兩臺(tái)本實(shí)施新型上的數(shù)據(jù)記錄按鈕，本實(shí)施新型的傳感器將測(cè)量的數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄到芯片中，累計(jì)可記錄3次數(shù)據(jù)；(6)測(cè)量數(shù)據(jù)后，潛水員放松鋼絲繩張緊器，使拉繩松開，收回。然后卸下本實(shí)施新型，離開作業(yè)區(qū)域，整個(gè)測(cè)量過(guò)程完成；(7)將本實(shí)施新型所記錄的數(shù)據(jù)讀入到計(jì)算機(jī)中，通過(guò)軟件自動(dòng)解算，最終得出兩管道的位置參數(shù)?？刂破?、測(cè)力計(jì)、鋼絲繩張緊器為市售產(chǎn)品。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x，其特征在于:包括:測(cè)量主體、水密電纜、控制器、基座，其中，測(cè)量主體分別與基座、水密電纜、控制器連接，而控制器又與基座相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述測(cè)量主體包括:安裝座、垂直旋轉(zhuǎn)組件、水平旋轉(zhuǎn)組件、提手及拉手，其中，安裝座設(shè)在下部，安裝座與基座連接為一體，垂直旋轉(zhuǎn)組件通過(guò)旋轉(zhuǎn)主軸樞接在安裝座頂部，水平旋轉(zhuǎn)組件樞接在垂直旋轉(zhuǎn)組件的兩側(cè)；提手安裝在垂直旋轉(zhuǎn)組件的上部；拉手樞接在垂直旋轉(zhuǎn)組件側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述安裝座為丄形法蘭結(jié)構(gòu)；垂直旋轉(zhuǎn)組件為+形管狀結(jié)構(gòu)，+形管狀結(jié)構(gòu)的端部安裝有法蘭，水平旋轉(zhuǎn)組件為圓柱形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述基座是由底座、立板、頂板、頂桿、定位板、月牙板及擋板連接構(gòu)成的框架式結(jié)構(gòu)，其中，立板、定位板及月牙板連接到底座的下表面，立板、頂板通過(guò)頂桿及彈簧卡圈連接為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x，其特征在于:所述定位板為楔形；頂板為L(zhǎng)型；底座兩側(cè)安裝有鋼制護(hù)套。
專利摘要一種數(shù)顯式法蘭測(cè)量?jī)x，包括測(cè)量主體、水密電纜、控制器、基座，其中，測(cè)量主體分別與基座、水密電纜、控制器連接，而控制器又與基座相連。測(cè)量主體包括安裝座、垂直旋轉(zhuǎn)組件、水平旋轉(zhuǎn)組件、提手及拉手，其中，安裝座設(shè)在下部，安裝座與基座連接為一體，垂直旋轉(zhuǎn)組件通過(guò)旋轉(zhuǎn)主軸樞接在安裝座頂部，水平旋轉(zhuǎn)組件樞接在垂直旋轉(zhuǎn)組件的兩側(cè)；提手安裝在垂直旋轉(zhuǎn)組件的上部；拉手樞接在垂直旋轉(zhuǎn)組件側(cè)面。本實(shí)用新型可以在水下準(zhǔn)確地測(cè)量?jī)珊９苤g的相對(duì)距離和相對(duì)角度，為連接海管時(shí)的陸上預(yù)制膨脹彎提供了連接參數(shù)，提高了膨脹彎的測(cè)量進(jìn)度和測(cè)量精度，節(jié)省了施工周期；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了海管的鋪設(shè)，并提高潛水員水下作業(yè)效率。
文檔編號(hào)G01B21/22GK203011365SQ20122051392
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者陶杰, 李敏雪, 杜穎, 潘東民, 李曉明, 周健, 高紹濤, 王立權(quán) 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司