一種深水型海洋軟管接頭的製作方法

2023-12-11 00:23:52 1

本發明涉及海洋軟管接頭結構，特別是一種深水型海洋軟管接頭。

背景技術：

海洋軟管接頭是連接海洋軟管管道和鑽井平臺的部件，其設計也是海洋軟管設計中最複雜的，近年來海洋油氣洩漏事件就是由於管道接頭失效引起的。因此，接頭的合理設計對於海洋平臺的安全性極為重要。接頭的設計不僅要將軟管各承載層的軸向載荷和彎曲載荷傳遞到終端連接器上，還要滿足管道內流體的密封。

抗拉鎧裝層為若干鋼帶螺旋纏繞的管道層，也是管道裡最重要的承受拉力的功能層，因此抗拉鎧裝層的連接尤為重要。幾乎所有的軟管接頭均通過灌封樹脂的方式連接抗拉層，即完成接頭的裝配後需要向內腔內注入環氧樹脂並添加固化劑。骨架層的固定是難點之一，一般採用模擬螺紋連接或者焊接。在專利cn103697270a對海洋軟管各功能層的固定作了詳細描述。

傳統的海洋軟管接頭在固定抗拉鎧裝層時除了注入環氧樹脂進行固化，往往還涉及焊接技術，所以成本較高並且安裝複雜，並且軟管接頭不能重複使用。而對於骨架層的固定若採用焊接技術，則對材料的要求比較嚴格，工藝性要求比較高；雖然骨架層具有螺旋結構，但是由於構成骨架層的鋼帶本身結構的限制，若採用模擬螺紋，則很難像一般螺紋連接那樣達到固定效果。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種深水型海洋軟管接頭，克服傳統海洋軟管接頭成本較高、安裝複雜、不能重複使用的不足，它不僅結構相對簡單，而且費用較低，而且能夠快捷有效固定骨架層和抗拉鎧裝層。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

所述的深水型海洋軟管接頭，其特徵在於：它包括一接頭內套和一接頭外套，接頭內套和接頭外套通過螺紋連接；固定抗拉鎧裝層的部件有公椎體、母椎體、壓片和調整墊片組成。公椎體由兩個組件組合而成，與母椎體通過錐螺紋配合產生的徑向壓力通過壓片傳遞到抗拉鎧裝層，實現抗拉鎧裝層的固定，可以通過調整墊片的厚度改變徑向壓力的大小。

所述的深水型海洋軟管接頭，其特徵在於：抗拉鎧裝層一般為多層結構，因此壓片呈階梯結構實現與多層抗拉鎧裝層的接觸；公錐體由兩個組件組合而成，其內徑小於壓片的外徑，與母椎體通過錐螺紋配合產生的徑向壓力通過壓片傳遞到抗拉鎧裝層，實現抗拉鎧裝層的固定，通過改變調整墊片的厚度調整徑向壓力。

所述的深水型海洋軟管接頭，其特徵在於：接頭內套左側為法蘭結構，通過螺栓連接其它管段或運輸載體上，它能夠承受接頭端傳遞的力，包括整段管道接頭端的拉力、彎曲載荷等；接頭內套與接頭外套通過螺紋連接；接頭內套和內壓支撐端之間有環形空腔，環形空腔用來放入o型密封圈。

所述的深水型海洋軟管接頭，其特徵是在於：骨架層支撐端的內螺紋為弧錐型螺紋，在弧錐形螺紋的弧頂處骨架層支撐端和骨架層過盈配合，在弧錐形螺紋的兩邊骨架層支撐端和骨架層間隙配合，過盈配合處通過徑向變形產生的徑向壓力固定骨架層。

所述的深水型海洋軟管接頭，其特徵是在於：抗壓鎧裝層具有螺旋結構，內套法蘭通過內螺紋與抗壓鎧裝層連接，內螺紋為根據抗壓鎧裝層的螺旋結構設計的模擬螺紋，通過模擬螺紋實現抗壓鎧裝層與內套法蘭的連接，一定數量的螺釘通過螺紋孔在一定預緊力的作用下固定抗壓鎧裝層。

所述的深水型海洋軟管接頭，其特徵在於：內壓支撐端和內壓防護層之間有放入鎖緊環變形體的錐形空腔；接頭外套和外護套層之間有放入鎖緊環變形體的錐形空腔。

所述的深水型海洋軟管接頭，其特徵在於：螺栓的預緊力通過內套法蘭傳遞到鎖緊環變形體，鎖緊環變形體通過自身的變形以及對內壓防護層的徑向壓力來固定和密封內壓防護層；螺栓的預緊力通過外套法蘭傳遞到鎖緊變形體，鎖緊環變形體通過變形和徑向壓力密封和固定外護套層。

所述的深水型海洋軟管接頭，其特徵在於：支撐套為外護套的終端支撐，承受鎖緊變形體的徑向壓力，起到管道支撐的作用。

本發明有益效果是，骨架層和抗拉鎧裝層在徑向力的作用下實現了固定，海洋軟管接頭安裝方便且成本較低，海洋軟管各功能層都能夠得到有效的固定，並且海洋軟管接頭可以多次使用。

本發明中，骨架層支撐端的內螺紋為弧錐形螺紋，弧錐形螺紋的弧頂和骨架層過盈配合，弧錐形螺紋的兩邊和骨架層間隙配合，過盈配合處通過徑向變形產生的徑向壓力固定骨架層；公錐體由兩個半圓件組合而成，與母椎體通過錐螺紋配合產生的徑向壓力通過壓片傳遞到抗拉鎧裝層，實現抗拉鎧裝層的固定，同時可以通過改變調整墊片的厚度調整徑向壓力的大小。

附圖說明

圖1是本發明應用狀態示意圖。

圖2是組成公錐體的兩個組件剖面示意圖。

圖3是骨架支撐端的剖面示意圖。

圖中：1.骨架層；2.內壓防護層；3.抗壓鎧裝層；4.抗拉鎧裝層；5.外護套層；6.接頭外套；7.接頭內套；8.鎖緊環變形體；9.支撐套；10.調整墊片；11.公椎體；12.母椎體；13.壓片；14.o型密封圈；15.螺釘；16.螺栓；17.內套法蘭；18.鎖緊環變形體；19.內壓支撐端；20.螺紋；21.螺栓；22.骨架層支撐端；23.外套法蘭；24.海洋軟管接頭。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細的描述。

請參閱圖1，本發明公開了一種深水型海洋軟管接頭。如圖所示：它包括一接頭內套7和一接頭外套6，接頭內套7左側為法蘭結構，通過螺栓連接其它管段或運輸載體上，它能夠承受接頭端傳遞的力，包括整段管道接頭端的拉力、彎曲載荷等；接頭內套和接頭外套通過螺紋連接20；骨架層支撐端22通過弧錐形螺紋連接固定骨架層1；抗壓鎧裝層3通過螺紋結構與內套法蘭17連接，同時一定數量的螺釘15通過螺紋孔固定抗壓鎧裝層。公椎體11與母椎體12通過錐螺紋配合產生的徑向壓力通過壓片13傳遞到抗拉鎧裝層，通過改變墊片10的厚度改變徑向壓力大小。鎖緊環變形體8、18受到壓力時產生徑向變形，分別密封固定內壓防護層2和外護套層5。

本發明中，如圖2所示公椎體11由兩個組件組合而成，通過完整公錐體的軸線的任一截面可將該公錐體分成兩個部分，即為組成公錐體的兩個組件；公錐體的內徑小於壓片13的外徑，這樣公錐體11和母錐體10過盈配合時產生的徑向壓力可以傳遞給壓片13，進而固定抗拉鎧裝層；通過改變調整墊片10的厚度改變徑向壓力。

本發明中，如圖3所示，骨架層支撐端22的內螺紋為弧錐型螺紋，弧錐形螺紋是在圓弧曲面上根據骨架層的螺旋結構加工出的螺紋，弧錐形螺紋的弧頂a和骨架層過盈配合，弧錐形螺紋的兩邊b、c和骨架層間隙配合，過盈配合處通過徑向變形產生的徑向壓力固定骨架層。

本發明中，內壓支撐端19和內壓防護層2之間有放入鎖緊環變形體18的錐形空腔，螺栓16的預緊力通過內套法蘭17傳遞給鎖緊環變形體18，鎖緊環變形體18通過徑向變形密封固定內壓防護層2；內壓支撐端19與接頭內套7之間有放入o型密封圈14的環形空腔。

本發明中，內套法蘭17右端通過內螺紋連接抗壓鎧裝層3，內螺紋是根據抗壓鎧裝層3的螺旋結構設計的模擬螺紋，一定數量的螺釘15通過螺紋孔在一定預緊力的作用下固定抗壓鎧裝層3。

本發明中，支撐套9為外護套5的終端支撐，承受鎖緊變形體8的徑向壓力，起到管道支撐的作用。

本發明中，外護套層5和接頭外套6之間有放入鎖緊環變形體8的錐形空腔，螺栓21的預緊力通過外套法蘭23傳遞到鎖緊變形體8，鎖緊環變形體8通過變形和徑向壓力密封和固定外護套層5。

本發明中，海洋軟管各功能層在壓緊力的作用下實現固定，以及在壓緊力的作用下實現整個海洋接頭的密封。

綜上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用來限定本發明的實施範圍。即凡依本發明申請專利範圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發明的技術範疇。