CN103527880A - 一种小角度可调球型海管连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小角度可调球型海管连接器，包括球体、球法兰、定位法兰、旋转法兰组件、螺柱和调节螺栓，旋转法兰组件包括旋转法兰环和旋转法兰毂，球体的球段的外凸球面的前端与球法兰内表面的内凹球面配合形成金属密封，球体的球段的外凸球面的后端与定位法兰内表面的内凹球面配合，旋转法兰环与旋转法兰毂装配在一起，旋转法兰环、球法兰和定位法兰之间通过螺柱、第一螺母和第二螺母的配合连接在一起，调节螺栓穿设于定位法兰和球法兰上的螺纹孔，调节螺栓上套设有弹簧。本发明可调节角度、可靠性高、安装简单快捷，且结构紧凑简单、制造成本低、操作方便，适用于一般工况和含H2S、CO2气体的酸性工况以及含砂等恶劣工况。

Description

一种小角度可调球型海管连接器
技术领域
本发明涉及海底管道安装技术领域，特别涉及一种小角度可调球型海管连接器。 
背景技术
海管连接器是海洋平台及水下生产系统的重要部件，用于海底及水下管道的连接。在水下管道施工中，由于水下测量和施工的困难，水下管道的预制和安装的尺寸偏差较大，给水下管道连接带来了很多困难，并造成水下法兰在管道偏差外应力作用下出现密封不严的问题，容易发生泄漏，发生此类事故后造成海底石油泄漏，破坏海洋环境甚至危害现场人员的人身安全，造成国家财产损失。水下管道连接中的角度偏差不仅使得法兰连接不可靠，也使得水下施工复杂。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种小角度可调球型海管连接器。该球型海管连接器可调节角度、可靠性高、安装简单快捷，且结构紧凑简单、制造成本低、操作方便，适用于一般工况和含H2S、CO2气体的酸性工况以及含砂等恶劣工况。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种小角度可调球型海管连接器，包括球体、球法兰、定位法兰、旋转法兰组件、螺柱和调节螺栓，旋转法兰组件包括旋转法兰环和旋转法兰毂，球体包括球段和圆柱段，所述球段的外表面为外凸球面，所述球法兰的内表面设有内凹球面，定位法兰的内表面上设有内凹球面，球体的球段的外凸球面的前端与球法兰内表面的内凹球面配合形成金属密封，球体的球段的外凸球面的后端与定位法兰内表面的内凹球面配合，旋转法兰环与旋转法兰毂装配在一起，旋转法兰环、球法兰和定位法兰之间通过螺柱、第一螺母和第二螺母的配合连接在一起，所述调节螺栓穿设于所述定位法兰和球法兰上的螺纹孔，调节螺栓上套设有弹簧，调节螺栓和弹簧进行预紧能使球段的外凸球面和球法兰的内凹球面在摩擦力下转动，球法兰上设有定位螺钉，定位螺钉和旋转法兰组件能对球法兰和定位法兰进行对准。
进一步的，所述球体的球段的内表面由内锥面和内柱面组成。
进一步的，所述球法兰上还设有注油器。该注油器在试压和意外情况下注入密封脂，实现紧急密封。
进一步的，所述定位法兰内表面的内凹球面上设有若干凹槽，有利于渣滓的沉积，防止渣滓进入金属密封面，从而实现保护密封面，提高连接器的使用寿命。
进一步的，所述球体的球段的外凸球面的前端与所述球法兰内表面的内凹球面之间设有O形圈和防尘圈。O形圈可以防海水外压；防尘圈可用于恶劣环境下对球体的球段外凸球面和球法兰的内凹球面之间形成的金属密封的保护。
进一步的，所述旋转法兰毂和旋转法兰环的接触面之间安装有支撑环，该支撑环通过钢丝挡圈进行固定。
进一步的，所述定位法兰的端面和球法兰的端面之间设有挡环，该挡环通过销钉进行定位。
进一步的，所述旋转法兰毂和球法兰的接触端面之间设有密封垫环。
进一步的，所述旋转法兰环的外侧壁和定位法兰的外侧壁上分别设有吊耳螺钉。
本发明的有益效果是：本发明通过调节螺栓和弹簧适当预紧，使球体球段的外凸球面与球法兰内表面的内凹球面可以在较小的摩擦力下自由转动，通过张力器预紧螺柱上的第二螺母，使球体球段的外凸球面与球法兰内表面的内凹球面实现金属密封，消除了海底管道连接中的角度偏差对密封和管道应力的影响，使法兰连接更加安全可靠，水下施工变得更加简单、快捷。本发明采用定位螺钉和旋转法兰组件可实现快速对准球法兰和定位法兰，使现场在水下连接海底管道更加简单和快捷；在旋转法兰毂和旋转法兰环之间安装支撑环，使水下安装时旋转法兰环能快速对准。本发明采用集旋转和对齐功能一体式结构设计，使该海管连接器可调节连接角度，便于水下管道快速可靠的连接。
附图说明
图1为本发明小角度可调球型海管连接器的结构示意图。
图2为图1所示小角度可调球型海管连接器的上半部分局部结构示意图。
图3为图1中A部分的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1至图3所示，一种小角度可调球型海管连接器，包括球体3、球法兰9、定位法兰2、旋转法兰组件、螺柱15和调节螺栓17，球体3包括球段31和圆柱段32，旋转法兰组件包括旋转法兰环11和旋转法兰毂12，球段31的外表面为外凸球面，球体3的球段31的内表面由内锥面和内柱面组成，球法兰9的内表面设有内凹球面，定位法兰2的内表面上设有内凹球面，球体3的球段31的外凸球面的前端与球法兰9内表面的内凹球面配合形成金属密封，球体3的球段31的外凸球面的后端与定位法兰2内表面的内凹球面配合，旋转法兰环11与旋转法兰毂12装配在一起，旋转法兰环11、球法兰9和定位法兰2之间通过螺柱15、第一螺母1和第二螺母16的配合连接在一起，调节螺栓17穿设于定位法兰2和球法兰9上的螺纹孔，调节螺栓17上套设有弹簧19，调节螺栓17和弹簧19进行预紧能使球段31的外凸球面和球法兰9的内凹球面在摩擦力下转动，球法兰9上设有定位螺钉18，定位螺钉18和旋转法兰组件能对球法兰9和定位法兰2进行对准。
利用本发明的海管连接器，在连接海底管道时，将需连接的海底管道插入该连接器内部，利用旋转法兰组件和定位螺钉18将连接有一段海底管道的球法兰9和连接有另一段海底管道的定位法兰2快速对准，通过螺柱15、第一螺母1和第二螺母16，将旋转法兰环11、球法兰9和定位法兰2连接在一起，调节螺栓17穿设于定位法兰2和球法兰9上的螺纹孔，且调节螺栓17上套设有弹簧19，通过调节螺栓17和弹簧19适当预紧，使球体3的球段31的外凸球面与球法兰9内表面的内凹球面可以在较小的摩擦力下下自由转动（轴向转动360°，且轴向转动的偏角最大为10°），通过张力器预紧螺柱15上的第二螺母16，使球体3的球段的外凸球面与球法兰9内表面的内凹球面实现金属密封，消除了海底管道连接中的角度偏差对密封和管道应力的影响，使法兰连接更加安全可靠，水下施工变得更加简单、快捷。定位螺钉和旋转法兰组件的配合可实现快速对准球法兰和定位法兰，使现场在水下连接海底管道更加简单和快捷。
球法兰9上还设有注油器7。该注油器7在试压和意外情况下注入密封脂，可以实现紧急密封。
所述定位法兰2内表面的内凹球面上设有若干凹槽20，有利于渣滓的沉积，防止渣滓进入金属密封面，从而实现保护密封面，提高连接器的使用寿命。
球体3的球段31的外凸球面的前端与球法兰9内表面的内凹球面之间设有O形圈6和防尘圈8。O形圈6可以防海水外压；防尘圈8用于恶劣环境下对球体3的球段31外凸球面和球法兰9的内凹球面之间形成的金属密封的保护。
旋转法兰毂12和旋转法兰环11的接触面之间安装有支撑环13，使水下安装时旋转法兰环11可以快速对准，并用钢丝挡圈14固定，可以方便拆卸。
定位法兰2的端面和球法兰9的端面之间设有挡环4，可以防止预紧过程中损坏密封面。该挡环4通过销钉进行定位。
旋转法兰毂12和球法兰9的接触端面之间设有密封垫环10，可以更好的实现密封。
旋转法兰环11的外侧壁和定位法兰2的外侧壁上分别设有吊耳螺钉5，用于该海管连接器的起吊。
本发明的结构可调节角度、可靠性高、安装简单快捷，且结构紧凑简单、制造成本低、操作方便，适用于一般工况和含H2S、CO2气体的酸性工况以及含砂等恶劣工况。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种小角度可调球型海管连接器，其特征在于：包括球体、球法兰、定位法兰、旋转法兰组件、螺柱和调节螺栓，旋转法兰组件包括旋转法兰环和旋转法兰毂，球体包括球段和圆柱段，所述球段的外表面为外凸球面，所述球法兰的内表面设有内凹球面，定位法兰的内表面上设有内凹球面，球体的球段的外凸球面的前端与球法兰内表面的内凹球面配合形成金属密封，球体的球段的外凸球面的后端与定位法兰内表面的内凹球面配合，旋转法兰环与旋转法兰毂装配在一起，旋转法兰环、球法兰和定位法兰之间通过螺柱、第一螺母和第二螺母的配合连接在一起，所述调节螺栓穿设于所述定位法兰和球法兰上的螺纹孔，调节螺栓上套设有弹簧，调节螺栓和弹簧进行预紧能使球段的外凸球面和球法兰的内凹球面在摩擦力下转动，球法兰上设有定位螺钉，定位螺钉和旋转法兰组件能对球法兰和定位法兰进行对准。
2.根据权利要求1所述的小角度可调球型海管连接器，其特征在于：所述球体的球段的内表面由内锥面和内柱面组成。
3.根据权利要求1所述的小角度可调球型海管连接器，其特征在于：所述球法兰上还设有注油器。
4.根据权利要求1所述的小角度可调球型海管连接器，其特征在于：所述定位法兰内表面的内凹球面上设有若干凹槽。
5.根据权利要求1所述的小角度可调球型海管连接器，其特征在于：所述球体的球段的外凸球面的前端与所述球法兰内表面的内凹球面之间设有O形圈和防尘圈。
6.根据权利要求1所述的小角度可调球型海管连接器，其特征在于：所述旋转法兰毂和旋转法兰环的接触面之间安装有支撑环，该支撑环通过钢丝挡圈进行固定。
7.根据权利要求1所述的小角度可调球型海管连接器，其特征在于：所述定位法兰的端面和球法兰的端面之间设有挡环，该挡环通过销钉进行定位。
8.根据权利要求1所述的小角度可调球型海管连接器，其特征在于：所述旋转法兰毂和球法兰的接触端面之间设有密封垫环。
9.根据权利要求1所述的小角度可调球型海管连接器，其特征在于：所述旋转法兰环的外侧壁和定位法兰的外侧壁上分别设有吊耳螺钉。
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