在深海管道法蘭連接機(jī)具的研究和應(yīng)用領(lǐng)域中,美國(guó)Sonsub公司、挪威Acergy公司和瑞士的AllseasGroup公司均擁有相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。其中Sonsub公司和Acergy公司的深海管道法蘭連接機(jī)具最具有代表性,并都有實(shí)際工程應(yīng)用。

1)Sonsub公司水下管道連接BRUTUS系統(tǒng)的法蘭連接機(jī)具.法蘭連接機(jī)具由兩部分構(gòu)成,分別是螺栓插入張緊機(jī)具BITT和螺母庫(kù)NM。螺栓插入張緊機(jī)具和螺母庫(kù)上安裝有ROV接口模塊,ROV可以攜帶螺栓插入張緊工具和螺母庫(kù)在水下運(yùn)動(dòng),并向螺栓插入張緊工具和螺母庫(kù)提供動(dòng)力和控制信號(hào),同時(shí)將反饋信號(hào)傳遞給工作母船。為了方便水下操作,螺栓插入張緊工具和螺母庫(kù)上安裝有浮力材料,使其處于零浮力狀態(tài)。

機(jī)具對(duì)孔操作由水下電視監(jiān)測(cè),通過(guò)視覺(jué)觀察不斷調(diào)整誤差,完成對(duì)孔作業(yè)。對(duì)螺栓預(yù)緊力監(jiān)測(cè)采用傳感器,以便精確控制預(yù)緊力。2000年在挪威外海400m深處完成了406.4mm管道法蘭的連接和254.0mm軟管法蘭的連接。該機(jī)具最大工作水深是3000m,最大連接管徑是609.6mm,適用于API標(biāo)準(zhǔn)法蘭。

2)Acergy公司的MATIS系統(tǒng).該機(jī)具結(jié)構(gòu)是一體的,所有功能部件都安裝在外框架上,包括螺栓插入功能部件、螺母擰緊功能部件、機(jī)械手和一個(gè)存儲(chǔ)螺栓、螺母、密封墊片的機(jī)具倉(cāng)等。采用模塊化設(shè)計(jì)可依據(jù)連接管道尺寸、工作水深和連接管道形式的不同采用不同的組合方式。螺栓插入功能部件和螺母擰緊功能部件被安裝在一個(gè)滑動(dòng)梁上,在液壓缸的推動(dòng)下螺栓插入功能部件和螺母擰緊功能部件可沿著滑梁移動(dòng),完成螺栓插入等動(dòng)作。

法蘭連接機(jī)具上設(shè)置ROV接口和浮力塊,整套機(jī)具可由ROV水下攜帶,并從ROV獲得動(dòng)力和控制信號(hào)。ROV可以在工作母船上安裝到連接機(jī)具上,也可以在水下與連接機(jī)具結(jié)合。對(duì)孔操作由水下電視監(jiān)測(cè),通過(guò)視覺(jué)觀察不斷調(diào)整誤差,完成對(duì)孔作業(yè)。該機(jī)具裝有一個(gè)存儲(chǔ)螺栓、螺母和密封墊片的機(jī)具倉(cāng),攜帶的螺栓、螺母和密封墊片數(shù)量能夠滿足三對(duì)法蘭的連接,所以一次下水可以進(jìn)行多次連接,并減少了由于螺栓、螺母或墊片跌落造成的連接失敗概率。