一种海管节点补口涂层冷却设备及方法与流程

1.本发明属于管道节点补口涂层冷却技术领域，尤其是涉及一种海管节点补口涂层冷却设备及方法。


背景技术：

2.目前，海底长输油气管道普遍采用“液态环氧底漆 聚乙烯/聚丙烯热收缩带”涂层结构作为节点补口涂层，并使用中频感应加热工艺进行节点补口涂敷施工。在海上现场防腐节点补口施工中，为满足铺管船较高的铺设效率，补口涂层加热安装后，通常采用常温水喷淋对补口位置进行快速冷却，从而确保补口热缩带涂层具备一定强度，能够顺利通过铺管作业线传送辊和托管架不受损伤。但对于深水油气田大口径管线，由于其壁厚较大，蓄热能力强，常规水喷淋工艺已无法在较短的铺管作业时间内对节点补口位置进行有效冷却，致使大口径海管在铺设过程中补口涂层损伤时有发生，极大地影响了海上铺管施工质量和效率。因此，为满足海管节点补口施工质量和效率需求，目前迫切需要开发出一种海管节点补口涂层冷却设备及方法。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明旨在提出一种海管节点补口涂层的水冷设备及方法，能够有效的对海管节点整体实现快速冷却，满足海上现场海管节点补口施工质量和效率。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种海管节点补口涂层冷却设备，包括水冷模腔、循环泵、保温水箱和制冷机组，所述水冷模腔的下端设置有进水孔，上端设置有出水孔，所述循环泵的进水口通过连接管与所述保温水箱连接，所述循环泵的出水口通过连接管与所述水冷模腔的进水孔连接，所述出水孔通过连接管与所述保温水箱连接，所述保温水箱内设置有制冷管路，所述制冷管路的两端与所述制冷机组连接。
5.进一步的，所述保温水箱内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述制冷机组无线连接。
6.进一步的，所述水冷模腔由开口朝上的下半圆模腔和开口朝下的上半圆模腔组成，所述下半圆模腔的一端通过旋转轴与上半圆模腔活动连接，另一端的两侧分别通过连接搭扣与所述上半圆模腔可拆卸连接，所述下半圆模腔的底部设置有进水孔，所述上半圆模腔的顶部设置有出水孔，所述水冷模腔的两侧端口处均设置有端口密封圈，所述下半圆模腔和上半圆模腔接触的侧壁之间设置有接口密封条，所述下半圆模腔和上半圆模腔远离旋转轴的一端对称设置有把手。
7.进一步的，所述下半圆模腔和上半圆模腔的半径均大于海管半径，所述下半圆模腔和上半圆模腔的长度与海管节点补口涂层的宽度一致。
8.进一步的，所述连接管为橡胶管。
9.进一步的，所述保温水箱和制冷管路均由不锈钢材质制成，所述保温水箱用于储存冷却水，其外部设置有保温板，所述制冷管路的内部通有冷媒。
10.一种利用上述设备的海管节点补口涂层冷却方法，包括以下步骤：步骤一，根据海管尺寸、节点加热温度和水冷时间计算出冷却水所需温度和循环流量，设置制冷机组制冷及循环泵流量参数，启动制冷机组，通过制冷管路将保温水箱内的水降至所需温度；步骤二，待节点防腐补口涂层涂敷完成后，将水冷模腔安装在海管的节点位置，并使进水孔处于水冷模腔的底部；步骤三，开启循环泵驱动保温水箱内的冷却水由进水孔持续注入水冷模腔，冷却水充满水冷模腔后再由水冷模腔顶部的出水孔循环返回保温水箱，从而持续带走海管节点位置的热量，对海管节点进行快速冷却；步骤四，待海管节点温度降至设计规定温度后，关闭循环泵，拆卸水冷模腔，启动传送线上设置的托辊铺设海管下水；步骤五，重复步骤二至步骤四进行下一个海管节点涂层水冷和海管铺设施工作业。
11.相对于现有技术，本发明所述的海管节点补口涂层冷却设备及方法具有以下优势：本发明通过在海管节点位置安装水冷模腔，并在水冷模腔中通入循环冷却水，从而带走海管节点位置的热量，能够极为有效的对海管节点整体实现快速冷却，显著提高了海管安装铺设施工质量和效率。
附图说明
12.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为本发明实施例所述的海管节点补口涂层冷却设备的结构示意图；图2为本发明实施例所述的水冷模腔的结构示意图。
13.附图标记说明：1、水冷模腔；11、下半圆模腔；12、上半圆模腔；13、进水孔；14、出水孔；15、把手；16、旋转轴；17、连接搭扣；18、端口密封圈；19、接口密封条；2、循环泵；3、保温水箱；4、制冷机组；5、橡胶管；6、制冷管路；7、海管；8、托辊。
具体实施方式
14.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
15.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
16.如图1和图2所示，本发明为一种海管节点补口涂层冷却设备，包括水冷模腔1、循环泵2、保温水箱3和制冷机组4，所述水冷模腔1由开口朝上的下半圆模腔11和开口朝下的上半圆模腔12组成，所述下半圆模腔11的一端通过旋转轴16与上半圆模腔12转动连接，另一端的两侧分别通过连接搭扣17与所述上半圆模腔12可拆卸连接，所述下半圆模腔11的底部设置有进水孔13，所述上半圆模腔12的顶部设置有出水孔14，当所述水冷模腔1闭合安装在海管7外部以后，在海管7节点位置上，水冷模腔1的内壁与海管7之间形成封闭的环形腔体，所述海管7为现有基础，所述循环泵2的进水口通过连接管与所述保温水箱3连接，同时，
该连接管的开口位置设置在所述保温水箱3的水位以下，所述循环泵2的出水口通过连接管与所述水冷模腔1的进水孔13连接，所述出水孔14通过连接管与所述保温水箱3连接，所述保温水箱3内设置有制冷管路6，所述制冷管路6的两端与所述制冷机组4连接。在循环泵2的作用下，保温水箱3中的水依次经过循环泵2和进水孔13，进入水冷模腔1与海管7之间形成的空腔中，然后再由出水孔14回流至保温水箱3内，所述保温水箱3内设置有温度传感器，能够测量保温水箱3中的冷却水温度，同时所述温度传感器与所述制冷机组4无线连接，当保温水箱3中的水温过高时，温度传感器将信号传送至制冷机组4，制冷机组4开始制冷作业，从而实现保温水箱3内冷却水的降温。
17.所述水冷模腔1的两侧端口处均设置有端口密封圈18，所述下半圆模腔11和上半圆模腔12接触的侧壁之间设置有接口密封条19，当所述水冷模腔1安装在海管7上以后，所述端口密封圈18和接口密封条19分别与海管7紧密贴合，从而有效能够了水冷模腔1与海管7之间的密封。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.所述下半圆模腔11和上半圆模腔12远离旋转轴16的一端对称设置有把手15，通过所述把手15，操作人员能够方便快捷地将水冷模腔1打开或者关闭，从而快速实现水冷模腔1的安装或拆卸。
19.所述下半圆模腔11和上半圆模腔12的半径均大于海管7半径，从而使得所述水冷模腔1与所述海管7之间能够形成有效的冷却水循环空间，所述下半圆模腔11和上半圆模腔12的长度与海管7节点补口涂层的宽度一致。
20.优选地，所述连接管为橡胶管5，由于橡胶管5具有一定的柔韧性，其安装后空间位置能够根据实际作业空间的需要进行调整，即便作业空间狭小，也能够占用较小的空间，保证循环泵2及制冷机组4能够根据实际工作需要灵活安排放置位置，提高了设备的实用性和适应性。
21.所述保温水箱3和制冷管路6均由不锈钢材质制成，所述保温水箱3用于储存冷却水，其外部设置有保温板，能够有效给保温水箱3中的冷却水进行保温，优选地，所述保温水箱3上端开拆卸安装有盖体，为了更好地展示保温水箱3内部的制冷管路6，图1中并未展示出盖体，实际工作过程中，根据实际需要，所述保温水箱3也可以选择不安装盖体，所述制冷管路6的内部通有冷媒。
22.一种利用上述设备的海管7节点补口涂层冷却方法，包括以下步骤：步骤一，根据海管7尺寸、节点加热温度和水冷时间计算出冷却水所需温度和循环流量，设置制冷机组4制冷及循环泵2流量参数，启动制冷机组4，通过制冷管路6将保温水箱3内的水降至所需温度；步骤二，待节点防腐补口涂层涂敷完成后，将水冷模腔1安装在海管7的节点位置，并使进水孔13处于水冷模腔1的底部；步骤三，开启循环泵2驱动保温水箱3内的冷却水由进水孔13持续注入水冷模腔1，冷却水充满水冷模腔1后再由水冷模腔1顶部的出水孔14循环返回保温水箱3，从而持续带走海管7节点位置的热量，对海管7节点进行快速冷却；
步骤四，待海管7节点温度降至设计规定温度后，关闭循环泵2，拆卸水冷模腔1，启动传送线上设置的托辊8铺设海管7下水；步骤五，重复步骤二至步骤四进行下一个海管7节点涂层水冷和海管7铺设施工作业。
23.在实际工作过程中，海管7是放置在传送线上的，传送线为现有基础，传送线上设置有能够滚动的托辊8，伴随着托辊8的滚动，海管7能够在传送线上移动，从而实现将海管7铺设下水，传送线上放置有多个海管7，在托辊8的作用下，海管7一个个陆续被铺设下水。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。海管7在铺设下水前需要对其节点补口涂层进行冷却，冷却完成后，海管7方可进行铺设下水，因此，在实际工作过程中，首先根据海管7的直径尺寸和壁厚以及节点宽度、节点加热温度和水冷时间计算出冷却水所需温度和循环流量，设置制冷机组4制冷及循环泵2流量参数，然后启动制冷机组4，通过制冷管路6将保温水箱3内的水降至所需温度，待节点防腐补口涂层涂敷完成后，将水冷模腔1安装在海管7的节点位置，并使进水孔13处于水冷模腔1的底部，然后开启循环泵2驱动保温水箱3内的冷却水由进水孔13持续注入水冷模腔1，冷却水充满水冷模腔1后再由水冷模腔1顶部的出水孔14循环返回保温水箱3，从而持续带走海管7节点位置的热量，对海管7节点进行快速冷却，温度传感器能够测量保温水箱3内的冷却水是否达到所需温度，当保温水箱3中的水温达到所需温度时，温度传感器将信号传送至制冷机组4，制冷机组4开始待机状态，当保温水箱3中的水温过高时，温度传感器将信号传送至制冷机组4，制冷机组4重新制冷作业，待海管7节点温度降至设计规定温度后，关闭循环泵2，拆卸水冷模腔1，启动传送线上设置的托辊8铺设海管7下水，至此完成了一个海管7的铺设下水工作，当一个海管7铺设完成后，开始重复上述操作将水冷模腔1安装在下一个海管7上，对海管7节点涂层进行水冷作业，如此循环进行海管7铺设施工作业。
24.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。