[0001] 本发明涉及油气管道防腐补口技术领域，更具体地涉及一种全机械化补口装备及补口方法。

[0002] 随着油气管道工程现场热收缩带防腐补口方式从传统纯手工向机械化的转变，以自动除锈设备、中频加热设备和红外加热设备为核心组成的机械化补口装备对严酷环境下
保障防腐层质量、降低劳动强度的作用举足轻重。现有机械化补口装备有效解决了手工方
式热收缩带现场防腐补口施工中的管口除锈、管口预热、底漆加热固化及热收缩带收缩/回
火等关键工序环境污染、人为因素多、质量不可控的问题，且已在多项国内重点管道工程中
规模应用。

[0003] 然而，现有机械化补口装备尚存在结构复杂、体积庞大等缺陷，适用于大口径管道的全机械化补口装备及补口方法还有待改进。

[0040] 以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

[0041] 除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目
的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

[0042] 本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中
的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0043] 此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式
地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

[0044] 图1和图2示出了根据本发明一实施例的全机械化补口装备，其总体包含：可套设于管道100的外周上的主机架10，固定至主机架10的电缆20，喷砂旋转机构30，固定在喷砂
旋转机构30上的喷砂枪40，喷涂旋转机构50，固定在喷涂旋转机构50上的喷涂枪(图中未示
出)，旋转电机70和行走电机80。

[0045] 具体地，主机架10可包含周向均匀布置的多个行走轮11，该多个行走轮11可将主机架10的主体部分支撑于管道100的外周上，同时可在主机架10移动过程中起到导向作用。
主机架10可包含轴向相对的第一端面13和第二端面14，二者之间通过周向均匀布置的多个
支撑杆15固定连接在一起。第一端面13和/或第二端面14上可分别周向均匀布置多个旋转
机构固定装置12。喷砂旋转机构30和喷涂旋转机构50可通过旋转机构固定装置12分别可旋
转地固定至主机架的第一端面13和第二端端面14上。其中，喷砂旋转机构30上可以设置一
个或多个喷砂枪固定架31，以用于固定喷砂枪40；喷涂旋转机构50上可以设置一个或多个
喷涂枪固定架51，以用于固定喷涂枪。在本发明的一些实施例中，安装至主机架10的第一端
面12的喷砂旋转机构30上设置有彼此径向相对的一对喷砂枪固定架31，分别用于固定第一
喷砂枪和第二喷砂枪；安装至主机架10的第二端面14的喷涂旋转机构50上设置有一个喷涂
枪固定架51，用于固定唯一的喷涂枪。作为选择地，喷砂枪40和喷涂枪的数量可以根据需要
进行设置并更改。主机架10的第一端面13与第二端面14之间设置有电缆卡槽16，以用于卡
合固定电缆20，使其构造成缠绕于管道100的外周的多组线圈，便于通过中频感应加热方式
对管道100进行预热。

[0046] 传统机械化补口装备多采用闭合式结构，需自管道端部套设于管道外周。为了方便管道任何区段使用，在本发明的一些实施例中，主机架10可具有三瓣式开合结构。具体如
图3所示，主机架10可由第一机架部分17、第二机架部分18和第三机架部分19组成封闭的环
形机构。其中，第一机架部分17的第一端部和第二端部分别铰接第二机架部分18的第一端
部和第三机架部分19的第一端部，以使第二机架部分18和第三机架部分19可分别围绕第一
机架部分17的第一端部和第二端部分枢转，在第一机架部分17的径向相对侧形成开口。第
一机架部分17、第二机架部分18和第三机架部分19的弧度及尺寸需满足：第二机架部分18
和第三机架部分19分离形成的开口足以允许管道100通过。并且，第二机架部分18的第二端
部和第三机架部分19的第二端部通过第一锁定机构选择性地连接。在本发明的实施例中，
第一锁定机构可包含连接至第二机架部分18的第一锁定机构第一端181和连接至第三机架
部分19的第一锁定机构第二端191。

[0047] 电缆20优选为中频电缆。在本发明的一些实施例中，中频电缆可以是由一根完整的电缆按一定间距绕成线圈，进而固定在电缆卡槽16内。该间距可以根据需要进行设置并
更改，在本发明实施例中，对此不作具体限定。针对具有三瓣式开合结构的主机架10，可在
主机架10卡装至管道100后将电缆20安装至主机架10。在本发明的另一些实施例中，如图3
所示，中频电缆可以是多段同等长度的电缆，每一条电缆的第一端连接导电端子第一端，与
之相对的第二端连接导电端子第二端。导电端子第一端与导电端子第二端插接后，多段电
缆即可形成连续的多组线圈。由此，电缆20可通过导电端子21选择性地连接以构成多组线
圈。该导电端子21优选为铜端子。

[0048] 继续如图1所示，喷砂旋转机构30可以大于180°的弧形结构。旋转电机70可通过旋转小齿轮71与弧形结构连接。弧形结构可在旋转电机70的驱动下相对于主机架10做往复旋
转运动。在本发明的一些实施例中，往复旋转运动的旋转角度不小于180°，以确保径向相对
的第一喷砂枪和第二喷砂枪可喷遍管道100的整个外周。

[0049] 如图4所示，喷涂旋转机构50可与主机架10类似，由第一旋转机构部分52，第二旋转机构部分53和第三旋转机构部分54组成封闭的环形结构。第一旋转机构部分52的第一端
部和第二端部分别铰接第二旋转机构部分53的第一端部和第三旋转机构部分54的第一端
部，第二旋转机构部分53的第二端部和第三旋转机构部分54的第二端部通过第二锁定机构
选择性地连接。在本发明的一些实施例中，第二锁定机构可包含连接至第二旋转机构部分
53的第二锁定机构第一端531和第三旋转机构部分54的第二锁定机构第二端541。旋转电机
70可通过旋转小齿轮71与环形结构连接。环形结构可在旋转电机70的驱动下相对于主机架
10做3°周向旋转运动。

[0050] 作为选择地，喷砂旋转机构30与喷涂旋转机构50的形状可以互换，二者可以相同也可以不同。也即是，在本发明的其他实施例中，喷砂旋转机构30可具有环形结构而喷涂旋
转机构50可具有弧形结构，或者二者均为环形结构或弧形结构。

[0051] 如图5和图6所示，行走电机80的输出端可通过链轮81连接至少一个行走轮11。致动行走电机80驱动与其连接的行走轮11转动，该行走轮11作为主动轮带动主机架10沿管道
100的轴线方向移动。其余未与行走电机80连接的行走轮11作为从动轮支撑主机架10沿管
道100的轴线方向移动。相比于现有技术中的外置移动设备，行走电机80有效化简了补口装
备的整体结构。

[0052] 依据本发明的补口装备还可以包含喷涂料管传送机构90。在本发明的一些实施例中，喷涂料管传送机构90可包含由双排纺锤形辊子限定的传送通道91(参见图7)和由多个
圆柱形辊子限定的通道入口92(参见图8)。喷涂料管经传送通道91和通道入口92传送至喷
涂枪，可保证料管跟随旋转机构旋转时不发生缠绕，确保料管供料通畅。

[0053] 本发明同时公开了一种全机械化补口方法，具体可包含以下步骤：

[0054] 步骤S1，将主机架10套设至管道100的外周上，使喷砂旋转机构与待补口管段对准；

[0055] 步骤S2，致动旋转电机70，带动喷砂旋转机构30及其上固定的喷砂枪40相对于主机架10旋转，以为待补口管段除锈；

[0056] 步骤S3，致动行走电机70，驱动行走轮11转动以带动主机架10沿管道100的轴线方向移动，使电缆20构成的多组线圈与待补口管段对准；

[0057] 步骤S4，开启电缆20对待补口管段进行加热；

[0058] 步骤S5，致动行走电机70，驱动行走轮11转动以带动主机架10沿管道100的轴线方向移动，使喷涂旋转机构50与待补口管段对准；

[0059] 步骤S6，致动旋转电机70，带动喷涂旋转机构50及其上固定的喷涂枪相对于主机架10旋转，以为待补口管段喷涂底漆。

[0060] 在本发明的一些实施例中，针对具有三瓣式开合结构的主机架10，步骤S1可以进一步包含：

[0061] 步骤S11，打开第一锁定机构，主机架10的第二机架部分18的第二端部与第三机架部分19的第二端部分离；

[0062] 步骤S12，将主机架10的第一机架部分17放置于管道100上；

[0063] 步骤S13，连接第二机架部分18的第二端部与第三机架部分19的第二端部，并锁紧第一锁定机构。

[0064] 在本发明的一些实施例中，针对具有三瓣式开合结构的喷砂旋转机构30和/或喷涂旋转机构50，步骤S11可包含：打开第二锁定机构，将喷砂旋转机构30和/或喷涂旋转机构
50的闭环结构打开；步骤S13可包含：闭合闭环结构并锁紧第二锁定机构。

[0065] 在本发明的一些实施例中，针对具有导电端子的电缆20，步骤S11可包含：断开导电端子，将多组线圈分离；步骤S13可包含：连接导电端子。

[0066] 通过上述步骤，在防腐补口工作时，待主机架10装卡至待补口管段后，首先对补口管段进行喷砂除锈工作，将除锈喷砂枪40对准待除锈表面，旋转电机70带动喷砂旋转机构
30上对称分布的两个除锈喷砂枪做周向旋转除锈。除锈完成后，行走电机80驱动行走轮11
将主机架10沿管道轴向移动至待补口管段，开启中频电缆20对待补口管段进行加热，加热
完成后，行走电机80驱动行走轮11继续向前行走，将喷涂旋转机构50移动至待补口段，旋转
电机70带动喷涂旋转机构50上的喷涂枪对补口段进行3°喷涂，完成底漆自动喷涂工作。

[0067] 以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简
单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

[0068] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可
能的组合方式不再另行说明。

[0069] 此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。