CN103206584A - 永不松动的海底输油管道法兰连接结构及连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永不松动的海底输油管道法兰连接结构及连接方法，包括待连接的两个法兰、防松螺柱、螺栓，所述两个法兰设有均布的对应法兰连接孔，在两个法兰之间设有密封垫圈，密封垫圈设有均布的垫圈连接孔，所述法兰连接孔与垫圈连接孔位置对应，所述防松螺柱、螺栓分别在法兰连接孔内均布，所述防松螺柱、螺栓分别与螺母连接；本发明的结构简单，安装、使用可靠、方便，大大减少对海底输油管道的检修，能有效避免普通螺纹连接因应力松弛而导致的海底输油管道中的原油向海洋泄露的发生，避免了原油对海洋的污染。

Description

永不松动的海底输油管道法兰连接结构及连接方法
技术领域
本发明涉及海底输油管道或立管连接技术领域，尤其涉及一种永不松动的海底输油管道法兰连接结构及连接方法。
背景技术
离岸较近的海上油田会直接通过海底输油管道把油气从海底输送到岸，离岸较远的海上油田会直接通过立管把油气从海底输送到FSO、FPSO（可以理解为运油船）上面。无论是采用海底输油管道还是采用立管，但总有某些海底输油管道仍必须使用法兰螺纹连接。现有技术所采用的海底法兰螺纹连接中，采用的螺纹连接材料、其螺纹的钢铁材料在常温条件下，会产生应力松弛现象，即螺纹连接的紧固力会随时间的增加而逐渐下降，从而造成法兰连接压紧力不足，使其密闭性下降，最终导致原油向海洋泄露。另外，进行海底检修也非常不方便。
发明内容
本发明的目的就是为海底输油管道铺设提供一种永不松动的海底输油管道法兰连接结构；本发明的结构简单，安装、使用可靠、方便，大大减少对海底输油管道的检修，能有效避免普通螺纹连接因应力松弛而导致的海底输油管道中的原油向海洋泄露的发生，避免了原油对海洋的污染。
本发明还提供一种海底输油管道法兰连接方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种永不松动的海底输油管道法兰连接结构，包括待连接的两个法兰、防松螺柱、螺栓，所述两个法兰设有均布的对应法兰连接孔，在两个法兰之间设有密封垫圈，密封垫圈设有均布的垫圈连接孔，所述法兰连接孔与垫圈连接孔位置对应，所述防松螺柱、螺栓分别在法兰连接孔内均布，所述防松螺柱、螺栓分别与螺母连接，所述防松螺柱由Af温度小于或等于0℃的NiTi记忆合金棒制成。
所述螺栓的数量至少设有三个。
所述防松螺柱和螺栓等量。
所述防松螺柱紧固到内部母相组织部分转变为马氏体、或全部转变为马氏体。
一种海底输油管道法兰连接方法，包括以下步骤：在待连接的两个法兰之间安装密封垫圈，将两个法兰和中间的密封垫圈的连接孔对正，先将螺栓、螺母均布设于法兰连接孔、并紧固，使螺栓、螺母达到预定的紧固力，然后将两端设有螺纹的防松螺柱、螺母均布设于另外的法兰连接孔、并紧固，所述防松螺柱由Af温度小于或等于0℃的NiTi记忆合金棒制成，将防松螺柱紧固到其内部的母相组织部分转变为马氏体、或全部转变为马氏体为止。
工作原理：使用时，先将本发明的螺栓和螺帽均布连接在两个法兰周围的连接孔内，并使其达到预定的紧固力。最后将两端设有螺纹的防松螺柱用螺帽均布紧固在法兰周围的连接孔内，并将其紧固到其内部的母相组织部分或全部转变为马氏体为止。由于防松螺柱原先被预紧拉长时全部转变成了马氏体，当螺栓产生应力松弛出现压紧力不足时，其中部分马氏体就会转化为母相，从而被拉长的防松螺柱的长度就会得到部分恢复以弥补因螺栓产生应力松弛而出现的压紧力不足。如果松弛一直在产生，这种弥补就一直在进行，直到防松螺柱原先的预紧拉长被完全恢复为止，即直到马氏体全部转变为母相为止。
本发明的有益效果：
1.本发明的结构简单，安装、使用可靠、方便，延长了管道及零部件的使用寿命；
2.本发明大大减少对海底输油管道的检修，有效避免普通螺纹连接因应力松弛而导致的海底输油管道中的原油向海洋泄露的发生，避免了原油对海洋的污染。
附图说明
图1为本发明实施方式的原理示意图。
其中，1、防松螺柱，2、法兰，3、螺栓，4、密封垫圈，5、螺母。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
结合图1，一种永不松动的海底输油管道法兰连接结构，包括待连接的两个法兰2、防松螺柱1、螺栓3，所述两个法兰2设有均布的对应法兰连接孔，在两个法兰之间设有密封垫圈4，密封垫圈4设有均布的垫圈连接孔，所述法兰连接孔与垫圈连接孔位置对应，所述防松螺柱1、螺栓3分别在法兰连接孔内均布，所述防松螺柱1、螺栓3分别与螺母5连接，所述防松螺柱1由Af温度小于或等于0℃的NiTi记忆合金棒制成。螺栓3的数量至少设有三个、防松螺柱1设有多个，或者所述防松螺柱1和螺栓3等量。将所述防松螺柱1紧固到内部母相组织部分转变为马氏体、或全部转变为马氏体为止。
一种海底输油管道法兰连接方法，包括以下步骤：在待连接的两个法兰2之间安装密封垫圈4，将两个法兰2和中间的密封垫圈4的连接孔对正，先将螺栓3、螺母均布设于法兰连接孔、并紧固，使螺栓3、螺母5达到预定的紧固力，然后将两端设有螺纹的防松螺柱1、螺母5均布设于另外的法兰连接孔、并紧固，所述防松螺柱1由Af温度小于或等于0℃的NiTi记忆合金棒制成，将防松螺柱1紧固到其内部的母相组织部分转变为马氏体、或全部转变为马氏体为止。
使用时，先将本发明的螺栓3和螺帽均布连接在两个法兰周围的连接孔内，并使其达到预定的紧固力。最后将两端设有螺纹的防松螺柱1用螺帽5均布紧固在法兰周围的连接孔内，并将其紧固到其内部的母相组织部分或全部转变为马氏体为止。由于防松螺柱1原先被预紧拉长时全部转变成了马氏体，当螺栓产生应力松弛出现压紧力不足时，其中部分马氏体就会转化为母相，从而被拉长的防松螺柱1的长度就会得到部分恢复以弥补因螺栓产生应力松弛而出现的压紧力不足。如果松弛一直在产生，这种弥补就一直在进行，直到防松螺柱1原先的预紧拉长被完全恢复为止，即直到马氏体全部转变为母相为止。
上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种永不松动的海底输油管道法兰连接结构，包括待连接的两个法兰、防松螺柱、螺栓，其特征是，所述两个法兰设有均布的对应法兰连接孔，在两个法兰之间设有密封垫圈，密封垫圈设有均布的垫圈连接孔，所述法兰连接孔与垫圈连接孔位置对应，所述防松螺柱、螺栓分别在法兰连接孔内均布，所述防松螺柱、螺栓分别与螺母连接，所述防松螺柱由Af温度小于或等于0℃的NiTi记忆合金棒制成。
2.如权利要求1所述的永不松动的海底输油管道法兰连接结构，其特征是，所述螺栓的数量至少设有三个。
3.如权利要求1所述的永不松动的海底输油管道法兰连接结构，其特征是，所述防松螺柱和螺栓等量。
4.如权利要求1所述的永不松动的海底输油管道法兰连接结构，其特征是，所述防松螺柱紧固到内部母相组织部分转变为马氏体、或全部转变为马氏体。
5.如权利要求1至4所述的任一项海底输油管道法兰的连接方法，包括以下步骤：
1）在待连接的两个法兰之间安装密封垫圈，将两个法兰和中间的密封垫圈的连接孔对正；
2）将螺栓、螺母均布设于法兰连接孔、并紧固，使螺栓、螺母达到预定的紧固力；3）将两端设有螺纹的防松螺柱、螺母均布设于另外的法兰连接孔、并紧固，将防松螺柱紧固到其内部的母相组织部分转变为马氏体、或全部转变为马氏体。
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