Трубоукладочная баржа с трубосварочным комплексом

Трубоукладочная баржа с трубосварочным комплексом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке труб и может быть использовано при строительстве морских трубопроводов, осуществляемом методом непрерывного, опуска трубопровода с трубоукладочной баржи. Изобретение позволяет повысить производительность трубосварочного комплекса, а также использовать для строительства тр-убопровода баржу меньшего водоизмещения. Трубосварочный комплекс состоит из кинематически связанньк между собой линии сварки длинномерных секций из одиночных труб и линии укладки трубопровода . Одиночные трубы 4-6 на приемном стеллаже 2 зачищают зачистными машинами 3 под контактные башмаки сварочных машин 11, 12 и перемещают согласно технологическому процессу по рольгангам 7-9. Здесь . их сваривают в трехтрубные секщги .. контактными сварочными машинами 11 и 12, удаляют внутренний и наружный грат и приемнотранспортным устройством 15 перемещают на линию укладки трубопровода. Далее их сварива- . ют в непрерывную нитку трубопровода , контролируют стыки дефектоскопами 14, изолируют стыки на постах 17 и с помощью натяжителей 20 и стингера трубоукладочной баржи опус- KaJOT на дно водоема. Благодаря этому осуществляется предварительное соединение отдельных труб в трехтрубные секции стыковой сваркой оплавлением. 5 э.п, ф-лы, 4 ил. с САЭ N3 «к1 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) (51)5 В 23 К 37/04, 11/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCH0MY GBHPETEJlbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 23. 07. 90 ° Бюл. )1- 27 (21) 3822118/29-27 (22) 24 ° 10.84 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов и Всесоюзный научно-.исследовательский и проектноконструкторский институт по проблемам освоения нефтяных и газовых ресурсов континентального шельфа (72) В.С.Лифшиц, М.А.Камышев, В.В.Починкин, Г.П.Гончаров. и Д,А.Бабаев (53) 62 1 ° 791.039(088.8) (56) Капустин К.М., Камышев М,А.

Строительство морских трубопроводов.

M. Недра, 1982, с. 79-90.

Баржа ЕПТМ- 1601, Франция, Материалы симпозиума по прокладке морских магистральных трубопровдов, М., 1983, с. 19. (54) ТРУБОУКЛАДОЧНАЯ БАРЖА С ТРУБОСВАРОЧНЫМ КОМПЛЕКСОМ (57) Изобретение относится к сварке труб и мажет быть использовано при строительстве морских трубопроводов, осуществляемом методом непрерывного опуска трубопровода с трубоукладочной баржи. Изобретение позволяет повысить производительность трубосварочного комплекса, а также исполь-, зовать для строитель тва трубопровода баржу меньшего водоизмещения. Трубосварочный комплекс состоит из кинематически связанных между собой линии сварки длинномерных секций Hs одиночных труб и линии укладки трубопровода. Одиночные трубы 4-6 на присином стеллаже 2 зачищают зачистными машинами 3 под контактные башмаки сварочных машин 11, 12 и перемещают согласно технологическому процессу по рольгангам 7-9. Здесь . их сваривают в трехтрубные секции: контактными сварочными машинами 11 и 12, удаляют внутренний и наружный грат и приемнотранспортным устройством 15 перемещают на линию укладки трубопровода. Далее их сваривают в непрерывную нитку трубопровода, контролируют стыки дефектоскопами 14, изолируют стыки на постах !7 и с помощью натяжителей 20 и стингера трубоукладочной баржи опускают на дно водоема. Благодаря зтому осуществляется предварительное соединение отдельных труб в трехтрубные

I секции стыковой сваркой оплавлением.

5 э.п. ф-лы, 4 ил .

1327403 Z звуковых дефектоскопа 14 для автоматического контроля качества сварных соединений.

Первый, второй и третий рольганги

5 со стороны, противоположной приемному стеллажу 2, связаны между собой и линией укладки трубопровода приемно" транспортным устройством 15, перегружающим сварные секции труб. Третья машина для стыковой, сварки оплавлением трехтрубньтх секций в нитку трубопровода, состоящая нэ внутритрубного 11 и наружного 12 агрегатов располагается на линии 16 укладки трубо" провода. За внутренним агрегатом 11 третьей сварочной машины на расстоянии длины труб друг эа другом устаз новлены два поста изоляции стыков 17 трехтрубных секций. За наружным аггератом 12 третьей сварочной машины на одной подвижной вдоль оси свари- ваемого трубопровода площадке 18, перемещаемой гидроцилиндром 19 относительно палубы баржи, установлен наружный гратосниматель 13. За наружным гратоснимателем 13 вдоль линии укладки расположена, установка 14 для ультразвукового контроля сварного соединения, пост изоляции 17 сварных стыков трубопровода, натяжитель 20 и стингер (на чертеже .не показан).

Изобретение относится к строительству трубопроводов, а более точно к строительству подводных трубопроводов с помощью трубоукладочных барж.

Целью изобретения является повышение производительности трубосвароч ного комплекса трубоукладочной баржи без увеличения размеров баржи эа счет использования новых поточных линий монтажа трубопровода на основе приме иенйя метода стыковой сварки оплавI пением и предварительного соединения отдельных труб в трехтрубные секц»-.и этим же методом сварки.

На фиг.1 приведена схема трубосварочного комплекса трубоукладочной баржи и входящие в нее агрегаты (бе стингера); на фиг.2 - машина для сты ковой сварки оплавлеиием трубопроводов, на фиг. 3 — - наружный агрегат сварочной машины; на фиг.4 — наружный гратосниматель.

1 л

Трубоукладочиая баржа 1 с установ ленной на ней поточной линией (см. фиг.1) для монтажа и сварки тру бопровода содержит приемный стеллаж 2 с установленным» по обе его сторонь» эачистными машинами 3, необходимым» для зачистки поверхностей труб 4-6 под контактные башмаки сварочных машин. Поточная линия содержит первый рольганг 7 перемещения одиночных труб вдоль поточной линии, второй ÇÁ рольганг 8, расположенный параллельно

I первому,и трет»»й рольганг 9, располо- женный параллельно двум первым. Связь между рольгангами 7-9 осуществляется с помощью перегружателей и наклонно 40 расположенных покатей 10.

На второй линии рольгангов о размещена первая машина для стыковой сварки оплавлением труб, состоящая из внутреннего 11 и наружного 12 агрегатов. Иа третьей линии рольгангов 9 размещена вторая машина для стыковой сварки оплавлением труб, состоящая иэ внутритрубного 11 и наружного 12 агрегатов. За наружными агрегатами сварочных. машин по технологическому потоку на второй и третьей линиях рольгангов расположены наружные гратосниматели 13. На третьей линки рольгангов 9 эа иаруж" ным гратоснимателем 13 располагаются последовательно друг эа другом на расстоянии длины трубы два ультраМашина для стыковой сварки оплавлением трубопроводов (см, фиг.2) состо" ит из двух агрегатов: внутритрубного 11 для центровки и перемещения труб в процессе сварки и наружного 12 для подвода энергии к свариваемым трубам. С передней стороны внутреннего агрегата сварочной машины укреплен внутренний гратосниматель 21. Внутритрубный агрегат 11 сварочной машины состоит иэ подвижного центрирующего 22 и неподвижного центрирующего

23 блоков, расположенных соосно на валу 24. По периметру центрирующих блоков в их гнездах располагаются зависимые башмаки 25. Перемещение башмаков от центра к периферии проис-. ходит под действием конусов 26, перемещаемых гидроцнлиндрами 27, Перемещение подвижного центрирующего блока 22 внутритрубного агрегата 11 csaрочной машины относительно вала 24 производится гидроцилиндрами 28.

Питание гидроцилиндров 27 и 28 осуществляется от гидростанции 29, выполняемой заодно с внутритрубным аг3

13274 регатом 11. Через шарнир 30 внутритрубный агрегат 11 соединен с телескопическим домкратом 31, противоположный конец которого через шарнир 32 соединен со стойкой 33, неподвижно закрепленной на палубе 34 трубоукпадочной баржи.

Наружный агрегат 12 сварочной машины (см. фиг.3) состоит иэ двух полуколец 35 и 36, соединенных между собой по линии разъема четырьмя гидродомкратами 37. На каждом полукольце неподвижно установлено по четному числу (в зависимости от диаметра сва- 15 риваемых труб) несколько (от 2 до 10) броневых сварочных трансформаторов 38, вторичные и первичные обмотки кото.рых соединены в параллель.Токоподводящее устройство 39 содержит шины 40 20 и гидроцилиндры (на чертеже не показаны), закрепленные на корпусах полуколец 35 и 36 наружного агрегата 12.

Нижнее полукольцо 36 наружного агрегата сварочной машины закреплено 25 на палубе 34 трубоукладочной баржи.

Наружный гратосниматель 13 (см.фиг.4) состоит иэ корпуса 4 1, на котором установлены направляющиешестерни 42. В направляющих-шестер- З0 нях 42 смонтирована шестерня-планшайба 43. На шестерне-планшайбе 43 в диаметрально IIpoTHBQIIQJIQKHbfx сторонах смонтированы два суппорта 44.

Резцедержатель 45 перемещается в .направляющих суппорта 44 винтовой парой 46, на одном конце которой установлена звездочка 47.На корпусе 4 1 гратосиимателя 13 в диаметрально .. противоположных сторонах установле- 4п ны упоры 48, взаимодействующие при вращении шестерни-планшайбы 43 со звездочкой 47. Перемещение наружного гратоснимателя 13 относительно. палубы 34 поперек оси свариваемых труб осуществляется гидроцилинд ром 49 °

Трубосварочный комплекс трубоукладочной баржи 1 работает следующим образом.

Трубы 4-6 на приемном стеллаже 2 с помощью зачистных машин 3 зачищаются под контактные башмаки электроконтактных машин. После зачистки тру° ба 4 с помощью перегружателей стел лаза 2 подается на первую линию рольганга 7. Рольгангом 7 труба 4 движется вправо до тех пор, пока ее левый

03

4 торец не окажется справа от наружного гратоснимателя 13, находящегося на второй линии рольвянга 8. После этого труба 4 перегружателями (на чертеже не показаны) с первой линии рольгангов 7 перегружается на вторую линию рольгангов 8. Затем на первую линию рольгангов 7 подается труба 5, которая нм движется вправо до тех пор, пока ее первый торец не окажется слева от наружного агрегата 12 первой сварочной машины, После этого труба 5 подается перегружателями с рольганга 7 на рольганг 8. С помощью рольганга 8 трубы 4 и 5 устанавливаются в наружном агрегате 12 первой сварочной машины таким образом, чтобы стык находился посередине токоподводящего устройства 39 (см.фиг.2).

В момент прохода труб на позицию сварки полукольца 35 и 36 наружного агрегата 12 раздвинуты гидроцилиндрами 37 и находятся на максимальном удалении друг от друга ° После установки труб 4 и 5 на позицию сварки полукольца 35 и 36 с помощью гидроцилиндров 37 сводятся вместе. образуя кольцо вокруг свариваемых труб (см.фиг.3).

Затем с помощью гидроцилиндров токоподводящего устройства 39 токоподводящие пины 40 прижимаются к свариваемым трубам 4 и 5.Пссле этого с помощью ! телескопического домкрата 31 внутри- . трубный агрегат 11 первой сварочной машины вводится во *нутрь свариваемых труб 4 и 5 таким образом, чтобы их стык располагался между подвижным .22 и неподвижным 23 центрующим блоками (см. фиг.2). Затеи производят эажа-. тие свариваемьтх труб 4 и 5 центрирующими блоками 22 и 23 с помощью зажимных башмаков 25. Перемещение зажимных башмаков 25 при эажатии труб 4 и

5 производится конусами 26, движущимися навстречу друг другу гидроцилиндрами 27. Затем производят сварку труб

4 и 5, Для этого подают ток на сварочные трансформаторы 38. После этого в гидроцилиндры 28 подвижного ..центрирующего блока 22 подается масло.

В результате этого труба 5, находящаяся под напряжением, начинает двигать, ся навстречу трубе 4, что приводит к процессу оплавления. После разогрева оплавляемых торцов труб 4 и 5 до заданной температуры производят их осадку на заданную величину. В результа13? 74

5 те осадки. трубы 4 и 5 свариваются между собой. После этого двухтрубку 4 - 5 освобождают от токолодводящих шин нару ного агрегата 12 и зажимных башмаков внутритрубного агрегата 11.

Затем двухтрубку 4 — 5 подают вправо. рольгангом 8 на позицию уда ления внутреннего и наружного грата.

Двухтрубка 4 - 5 останавливается роль-10 .гангом 8 тогда, когда шов оказывается над резцами внутреннего гратоснимателя 21. Резцы внутреннего гратоснимателя 2 1 совмещены в одной плоскости с резцами наружного гратоснимателя !3. Затем с помощью гидроцилиндра 49 наружный гратосниматель 13 подводят к сварному стыку двухтрубки 4 - 5, свободно проходящей в разъем скобы — корпуса 41 на- 20 ружного гратоснимателя 13 (см.фиг.4).

После этого включают привод вращения резцов внутреннего гратоснимателя и шестерни-планшайбы 43 наружного грато,снимателя. В результате зубцы звездочек 47 наружного гратоснимателя 13 натыкаются на упоры 48 и поворачиваются на один зуб, а резцедержатели 45 в суппортах 44 с помощью винтовых пар 46 осуществляют подачу резцов наружного гратоснимателя к центру стыка труб 4-5. Резцы внутреннего гратоснимателя 21 подаются от центра с помощью гидроцилиндров (на чертеже не показано). 35

По мере вращения шестерни-планшайбы и головки внутреннего гратоснимателя происходит удаление обра-. зовавшегося в процессе сварки грата О и части усиления сварного соединения. Затем резцы отводятся от стыка за счет обратного вращения шестернипланшайбы и гидропривода резцов внутреннего гратоснимателя. В это же вре- 5 мя с помощью телескоцического гидро. домкрата 3 1 внутритрубный агрегат 11 сварочной машины убирается на исходную .позицию. Одновременно двухтрубка

4 — 5 рольгангом 8 движется вправо до 0 .тех пор, пока ее левый торец не окажется справа от наружного гратоснимателя 13, установленного на этой линии, В процессе монтажа и сварки труб 4 . и 5 на рольганг 7 с помощью перегружателей стеллажа 2 подается труба 6 и движется рольгангом 7 вправо до тех пор, пока ее правый торец не ока03 6 жется слева от наружного агрегата 12 первой сварочной машины, расположенной на рольганге 8.

После вывода двухтрубкн 4 - 5 и трубы 6 на укаэанные позиции следующей операцией является подача трубы 6 и двухтрубки 4 - 5 с помощью перегружателей на третью линию рольганга 9. Затем труба 6 и двухтрубка 4 -5 стыкуются во второй сварочной машине. Далее идет процесс сварки и удаление грата. После сварки трехтрубки 4 — 5 — 6 она с помощью рольганга 9 перемещается вправо на позицию контроля сварного соединения с помощью автоматизированных ультразвуковых дефектоскопов. 14.

Контроль качества двух сварных соединений происходит одновременно.

Затем трехтрубка 4 — 5 - 6 подается с помощью приемнотранспортного устройства 15 на линию 16 укладки °

При обнаружении дефекта в сварном стыке трехтрубки 4 — 5 — 6 бракованный стык вырезается, одиночная труба возвращается на линию первого рольганга 7, а двухтрубка - на линию второго рольганга 8 для повторной сварки.

На линии 16 укладки трехтрубка

4 — 5 — 6 стыкуется с ранее сваренной ниткой трубопровода на технологической позиция третьей электроконгактной машины. Для этого трехтрубка 4 — 5 — 6 перемещается влево до соприкосновения с ниткой сваренного трубопровода.. После этого с помощью гидроцилиндра 19 площадку 18 устанавливают таким образом, чтобы стык находился посередине ме:кду токоподводящими башмаками токоподводящего устройства наружного агрегата 12 третьей сварочной машины.

В это ice время внутритрубный агрегат 11 третьей сварочной машины вводится во внутрь сварнваемого трубопровода. Затем производится сварка стыка труб, как это описано выше. Одновременно с этим производится изоляция стыков труб трехтрубки 4 - 5 - 6 на постах изоляцты 17. После сварки стыка площадка 18, на которой установлены наружный агрегат для сварки 12 и наружный гратосниматель:13, с помощью гидроцичиндра 19 подается вправо таким образом, чтобы резцы наружного гратосннмателя 13 оказались в плоскости стыка трехтрубки 4 — 5 — 6 с ниткой трубопровода, 7 1377

Далее наружный гратосниматель 13 навоцят на сваренный стык трубопровода. В этот же момент внутритрубный агрегат 11 сварочной машины делает мерный шаг влево с помощью теле- 5 скопического гидродомкрата на величину, равную расстоянию между швом и плоскостью резцов внутреннего гратосиимателя в момент окончания сварки. После этого производится удале- 10 ние наружного и внутреннего грата.

Затем баржа с помощью якорных лебедок делает шаг, равный длине трехтрубной секции (примерно 36 м) и останавливается. На этой позиции производится ультразвуковой контроль дефектоскопии 14 и изоляции сварного соединения трехтрубной секции 4 — 5 - 6 с ниткой трубопровода. За зто время очередная трехтрубная секция приваривается к ?О нитке трубопровода. После этого Gap. жа делает следующий шаг. Далее процесс повторяется.

При неблагоприятных погодных условиях, когда укладка трубопровода на дно водоема временно прекращается, процесс изготовления трехтрубск продолжается и они складируются на палубе в носовой части трубсукладочной баржи на стеллаже-накопителя (см. фиг. 1) .,При возобновлении трубоукладочных работ зти трехтрубки поступают на линию укладки 16 и стыкуются с ранее сваренной ниткой трубопровода. 35

Изобретение позволяет значительно повысить производительность трубосварочного комплекса трубокладочной баржи за счет применения-контактных сварочных машин, позволяющих на мень- 40 ших площадях сваривать длинномерные секции .труб, а следовательно, испольэовать в качестве транспортного сред- . ства баржу меньшей длины, т.е, более дешевую. 45 секциях труб выполнены в виде двух ультразвуковых дефектоскопов и размещены за наружным гРатоснимателем на третьей линии рольгангов последовательно друг за другом, линия укладки трубопровода снабжена наружным гратоснимателем, установленным после машины для стыковой сварки оплавле нием, и площадкой, смонтированной с возможностью перемещения вдоль линии . укладки трубопровода, причем наружный гратосниматель и наружный агрегат машины для стыковой сварки оплавлени- ° . ем смонтированы иа площадке, а установка для контроля кольцевых стыков в нитке трубопровода между секциями выполнена также в виде ультразвуково" го дефектоскопа и размещена за наружным гратоснимателем. перед натяжителем.

:.Формула из,обретения

1. Трубоукладочная баржа с трубосварочным комплексом, включающим связанные между собой кинематически линию сварки длинномерных секций из одиночных труб, содержащую приемный накопительно-транспортный стейлаж, установленные параллельно друг другу и продольной оси баржи приводные линии рольгангов с наклонными покатями, сварочные устройства для соединения отдельных труб в секции, установки для контроля кольцевых стыков н секциях труб, приемнотранспортное устройство и- линию укладки трубопровода с натяжителем и стингером, установленную вдоль продольной оси трубоукладочной баржи, соцержащую сварочное устройство, посты изоляции стыков и установку для контроля кольцевых стыков в нитке трубопровода между секциями труб, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения производительности трубосварочного комплекса, каждое сварочное устройство для соединения отдельньгх труб в секции на линии сварки длинномерных секций из одиночных труб н на линии укладки трубопровода выполнено в виде комбинированной ма-шины для стыковой сварки оплавлением, содержащей внутренний агрегат с внутренним гратоснимателем и наружный агрегат; линия сварки длинномерных секций иэ одиночных труб снабжена устройствами для зачистки поверхностей концов труб под контактные башмаки машины для стыксвой сварки оплавлением, установленными по обе стороны приемного накопительно-транспортного стеллажа, наружными гратоснимателями, расположенными на второй и третьей приводных линиях рольгангсв, при этом машины для стыковсй сварки оплавлением установлены также на второй и третьей приводных линиях рольгангов, а наружные гратосниматели — после своих машин для стыковой сварки оплавлением, установки для контроля кольцевых стыков в

9 13274

2. Баржа по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что машина для cTblKQ вой сварки оппавленнем содержит внутренний агрегат для центровки и перемещения труб в процессе сварки со смонтированыым на нем- внутренним гратоснимателем и разъемный по диаметру наружный агрегат, содержащий кольцевой сварочный трансформатор с токоподводами. 10

3. Баржа по пп.1 и 2, .о т л и ч аю щ а я с я тем, что кольцевс и сварочный трансфбрматор выполнен разъемным в виде двух полуцилиндров, на по- 15 верхности которых смонтированы равномерно размещенные броневще трансфор" маторы, соединенные по первичной и вторичной обмоткам в параллель, при этом сварочный трансформатор снабжен 20 четырьмя гидроцилиндрами, корпуса.и штоки которых соответственно шарнирно закреплены попарно на концах полуцилиндров. . 4.Баржапопп.1и2, о т л и ч а ю-25 щ а я с я тем, что механизм перемещения внутреннего агрегата машины для стыковой сварки оплавления с установленным на нем внутренним гратоснимателем .выполнен в виде телеско" 30

t пического гидродомкрата, один конец которого закреплен на внутреннем аг03 10 регате со стороны, противоположной месту закрепления внутреннего гратоснимателя, а другой его конец за" креплен на палубе баржи.

5. Комплекс по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что наружный гратосниматель выполнен в виде скобы с кольцевыми направляющими, на которых установлена приводная шестерня-планшайба с разъемом, на торцовой поверхности которой смонтировано не менее двух суппортов с механизмами подачи резцов, а на корпусе гратоснимателя смонтирован привод шестерни-планшайбы, при этом корпус гратоснимателя установлен на палубе баржи с возможностью возвратно-поступательного перемещения поперек оси рольганга.

6. Баржа по п.5, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что механизм подачи резцов наружного гратоснимателя выпол нен в виде винтовой пары, гайка которой неподвижно закреплена в суп порте, а винт установлен с воэможностью вращения, на торцовой поверхности шестерни-планшайбы, при этом один конец винта снабжен звездочкой, взаимодействующей при вращении шестерни-планшайбы с упорами, предусмотренными на диаметрально противоположных сторонах корпуса наружного гратоснимателя. и 7

l327403

1327403

Составитель К.Быковец

Техред Л Олийнык Корректор А.Тяско

Редактор Л.Народная

Тираж 653

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

»по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 2489

Подписное

Проивводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4