CN103697272B - 一种深水多回路快速连接母接头 - Google Patents

一种深水多回路快速连接母接头 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种深水多回路快速连接母接头，包括转接头以及与该转接头前部密封连接的连接套，转接头和连接套均沿轴向开设有流体通道，其连接部内形成与两个流体通道连通的中空阀腔，阀腔内设置有阀座、阀杆和弹簧，阀座安装在阀腔内壁上，阀杆前端朝连接套，后端朝阀座，阀杆前部为中空的套管，其侧壁开设有导流孔，并伸入连接套流体通道内，导流孔后方的阀杆与连接套的流体通道之间设置有阀密封件，阀密封件后方的阀杆上设置有限位件，弹簧一端抵接在限位件后端，另一端抵在阀座前端，限位件将密封件紧压在阀腔前部内壁上，并限制阀杆向前运动。本发明能实现接头快速的通断，便于快速的对接和拆卸，密封效果好。

Description

一种深水多回路快速连接母接头
技术领域
本发明涉及海洋油气开采技术领域，具体是一种用于油气钻采管汇连接的深水多回路快速连接母接头。
背景技术
在液压管路中，常常会遇到管路相连接的情况。在管路的连接或者断开的过程中，如何保障管路的密封程度，和优化连接接头的连接方式是一个技术性的问题。特别是海洋环境很中，在海洋上钻井采油的技术难度比陆地钻井采油大许多。为适应海洋特定工作环境，对所配套的石油钻采设备有相应的技术要求，最基本的技术要求是不允许有泄漏。在石油开采和运输过程中会用到许多油管，油管排布错综复杂，且一般情况下长度较长，还会有许多弯折的地方，所以油管之间的连接需用到接头连接以减少油管长度和占地面积，连接接头必须要有较高的密封性和抗压性能，而且最好能实现快速连接，现如今的油管接头大多采用双头螺纹或者是法兰连接，当油管之间相互连接或者拆卸时需要专用工具使油管旋转才能完成，操作人员费时、费力，同时，双头螺纹在连接时需要很高的配合度，这样不仅降低了工作效率，增加了成本同时也影响工作进度。
现有的快速接头一般用于软管连接处，它一般包括公接头和母接头，使用时把公接头与母接头对接即可，但是一般公接头与母接头对接完毕后，才能对管路通入流体。在公接头与母接头对接之前，由于公接头或母接头不能承压，管路不能通入流体。另外，现有的快速接头，公接头与母接头的内部结构比较复杂，在结构复杂的情况下，密封性能很难保证，特别是在海洋领域等高压环境下，公接头与母接头对接时使得公接头与母接头内通道相通的操作繁琐，接通速度慢。现有的快速接头密封效果不好，容易造成流体泄漏。
现有技术的不足是：现有的快速安装的接头并不能兼顾即时断流和快速卡接的效果，而且卡接方式相对传统，多采用螺纹连接的方式，在拆卸或连接需要使用特定工具，操作起来很麻烦，使得操作人员费时费力，而在操作过程中并不能及时快速的使管路对接，同时结构比较复杂，组成部件较多，导致其密封性不能得到保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能快速对接和分离实现快速通断，并适用于海洋深水环境的深水多回路快速连接母接头。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种深水多回路快速连接母接头，包括转接头以及与该转接头前部密封连接的连接套，所述转接头和连接套均沿轴向开设有流体通道，所述转接头和连接套的连接部内形成中空的阀腔，该阀腔与转接头和连接套的流体通道连通，所述阀腔内设置有阀座、阀杆和弹簧，所述阀座安装在阀腔内壁上，所述阀杆沿转接头轴向设置于阀腔内，该阀杆前端朝向连接套，后端朝向所述阀座，该阀杆前部为中空的套管，所述套管侧壁开设有导流孔，该套管伸入连接套的流体通道内，所述阀杆与连接套的流体通道之间设置有阀密封件，该阀密封件位于导流孔后方，该阀密封件后方的阀杆上设置有限位件，所述弹簧一端抵接在该限位件后端，另一端抵在阀座前端，所述限位件将阀密封件紧压在阀腔前部内壁上，并限制阀杆向前运动，在所述阀杆前端被顶压时，所述弹簧压缩，套管设置有导流孔的部分退入阀腔内，所述阀腔与套管和两个流体通道通过导流孔连通。
采用上述结构，阀腔与连接套和转接头的流体通道同轴设置，阀腔前后端分别与转接头和连接套的流体通道连通，连接套用于与公接头对接，转接头用于与油管等管路对接，阀座为框架结构或镂空结构，能让流体通过，阀杆后端可穿设在阀座上或者与阀座之间有间隙，连接前，弹簧压缩反作用力使限位件将阀密封件压在阀腔前端的侧壁上，阀杆前部，即套管和导流孔位于连接套的流体通道里面，阀密封件位于导流孔后方，可以设置在连接套的流体通道内也可以设置在连接套的流体通道与阀腔的结合处，阀密封件将阀腔和连接套的流体通道之间密封隔开，当该母接头与公接头连接时，公接头顶压在阀杆的套管前端，将阀杆向后压，弹簧压缩，阀杆前部的导流孔退入阀腔内，并使阀腔与套管和连接套的流体通道连通，流体可以从套管经导流孔流入/流出阀腔；而且阀腔内可以承受较大的压力，在未对接时可以从转接头的流体通道内流入流体，二不会泄漏，对接时只需要向后压阀杆，使弹簧压缩导流孔退入阀腔，即可实现快速导通，将公接头与阀杆分离后，弹簧复位的同时，母接头截断，能实现快速的通断，操作方便，而且密封效果好，套管的外壁可与连接套的流体通道内壁贴合，进一步加强密封效果。
所述连接套后部的流体通道内壁上安装有密封衬套，该密封衬套外壁与连接套的流体通道内壁之间设置有第一密封圈，所述连接套后部通过螺纹外套在所述转接头前部，所述密封衬套后端与转接头前端连接，该密封衬套和转接头围成所述阀腔，且该密封衬套与转接头的连接处设置有静密封圈，该转接头前端与连接套流体通道的内壁之间设置有防震圈。
采用上述结构，设置密封衬套加强密封效果，密封衬套与连接套之间通过第一密封圈密封，密封衬套后端面与转接头前端面之间通过静密封圈密封，该第一密封圈和静密封圈材料可以选择HNBR，即氢化丁腈橡胶，防震圈可以由聚四氟乙烯即PTFE制成。
所述连接套的流体通道内壁上开设有环形槽，该环形槽位于密封衬套的前方，且该环形槽内安装有挡圈和第二密封圈。
挡圈位于第二密封圈前方，在该母接头与公接头对接时，公接头插入母接头的连接套，该第二密封圈可以将公接头外壁与母接头流体通道内壁之间密封。
所述密封衬套前端抵在连接套流体通道内壁设置的台阶上，且该密封衬套前端与连接套之间设置有主密封环，该主密封环安装在密封衬套前部内壁上，所述密封衬套前部的内径和连接套流体通道的直径均大于所述密封衬套后部的内径，所述套管的外壁与密封衬套后部内壁贴合。
主密封环安装在密封衬套前部内壁上，且与连接套流体通道内壁设置的台阶贴合，一方面可以将密封衬套前端与连接套的台阶之间密封，另一方面在公接头插入时可以将公接头外壁与母接头流体通道内壁之间密封，且该主密封环与第二密封圈、第一密封圈、静密封圈组成多级密封，保证连接套与转接头之间的密封效果，保证在公接头接入后的密封性，防止泄漏，该主密封环为NHA密封类型，可以选择PTFE材料，NHA密封主要用于高压，静态、断续运动密封。
所述阀座为圆盘形状，该阀座开设有中心孔，该中心孔周围的阀座上开设有通孔，所述阀腔后部的侧壁上设置有环形台阶，该阀座后端抵在该环形台阶上，阀杆后端穿设在阀座的中心孔内，弹簧外套在阀杆后部，该弹簧一端抵在阀座前端，另一端抵在限位件后端。
所述限位件包括设置在阀杆中部外壁上的环形限位凸台以及外套在该环形限位凸台上的阀盖，该阀盖前部内壁与环形限位凸台外壁螺纹连接，所述弹簧一端抵在该环形限位凸台后端，另一端抵在阀座前端，阀盖后部罩住所述弹簧前部，且该阀盖后端与阀座之间有间隙，避免弹簧压缩时阀盖阻挡在阀座上，阀杆通过与阀盖的连接限制于阀座和密封衬套间运动，所述阀密封件安装在阀盖前端，在未连接时，弹簧压缩反作用力使阀密封件紧压在密封衬套后部内壁上。
所述转接头前端部内开设有前大后小的圆桶形腔室，所述密封衬套后端为内凹的锥形密封面，该密封衬套和转接头围成中部大两端小的所述阀腔，在未对接时，弹簧压缩反作用力使阀密封件紧压在该锥形密封面上。
弹簧使阀密封件件紧压在密封衬套的锥形密封面，在转接头一端接入流体时也不会造成泄漏，能承受较大的压力，具有较好的密封性能。
所述导流孔设置在套管的后部，所述导流孔为2-4个，并在沿套管周向均匀分布。
所述转接头流体通道的后端内壁开有内螺纹或转接头后端为外壁带有外螺纹的接头。
所述连接套与转接头的连接部的外径相同，所述连接套前部外壁上设置有一圈台阶，后部外壁上套有卡环和定位环，该定位环位于所述台阶与卡环之间。
该卡环和定位环，在对接时用于定位，该母接头可以批量的安装在同一个固定板上，与批量安装在另一个固定板上的公接头对接，母接头的转接头后端连接管线，连接套前部与公接头对接，并通过固定板上的卡紧机构将公接头和母接头固定，母接头也可以单独和公接头对接使用，对接时通过卡紧机构卡在连接套外的台阶上使其与公接头连接卡紧。
本发明的有益效果是：结构简单，能实现接头快速的通断，同时便于快速的对接和拆卸，缩短对接操作时间，同时密封性能好，适合深水环境使用，同时适合浅水环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的立体图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1和2所示，一种深水多回路快速连接母接头，包括转接头1以及与该转接头1前部密封连接的连接套2，转接头1和连接套2均沿轴向开设有流体通道，连接套2后部的流体通道内壁上安装有密封衬套9，连接套2后部通过螺纹外套在所述转接头1前部，所述密封衬套9后端与转接头1前端连接，密封衬套9前端抵在连接套2流体通道内壁设置的台阶上，且该密封衬套9前端与连接套2之间设置有主密封环17，该主密封环17安装在密封衬套9前部内壁上，密封衬套9前部的内径和连接套2流体通道的直径均大于所述密封衬套9后部的内径，转接头1前端部内开设有前大后小的圆桶形腔室，密封衬套9后端为内凹的锥形密封面，该密封衬套9和转接头1围成中部大两端小的阀腔，该密封衬套9外壁与连接套2的流体通道内壁之间设置有第一密封圈14，且该密封衬套9与转接头1的连接处设置有静密封圈19，该转接头1前端与连接套2流体通道的内壁之间设置有防震圈18。
所述阀腔内设置有阀座4、阀杆3和弹簧5，阀座4为圆盘形状，该阀座4开设有中心孔，该中心孔周围的阀座4上开设有通孔，所述阀腔后部的侧壁上设置有环形台阶11，该阀座4后端抵在该环形台阶11上，所述阀杆3沿转接头1轴向设置于阀腔内，阀杆3后端穿设在阀座4的中心孔内，该阀杆3前部为中空的套管31，所述套管31侧壁开设有导流孔32，该套管31伸入连接套2的流体通道内，且套管31的外壁与密封衬套9后部内壁贴合，导流孔32后方的阀杆3外壁上设置有环形限位凸台7，该环形限位凸台7上外套有阀盖6，该阀盖6前部内壁与环形限位凸台7外壁螺纹连接，所述弹簧5外套在阀杆3后部，弹簧5一端抵在该环形限位凸台7后端，另一端抵在阀座4前端，阀盖6后部罩住所述弹簧5前部，且该阀盖6后端与阀座4之间有间隙，阀盖6前端安装有阀密封件8，套管31后端直径大于阀杆3后部直径，该阀密封件8套在阀杆3外，并卡在套管31后端与阀盖6前端之间，该阀密封件8位于导流孔32后方，阀密封件8将阀杆3与连接套2的流体通道之间密封，在未对接时，弹簧5压缩反作用力使阀密封件8紧压在该密封衬套9后部的锥形密封面上，并限制阀杆3向前运动。
在与公接头对接时，阀杆3的套管31前端被顶压，弹簧5部分压缩，套管31设置有导流孔32的部分退入阀腔内，阀腔与套管31和两个流体通道通过导流孔32连通，即与公接头接通。
所述连接套2的流体通道内壁上开设有环形槽，该环形槽位于密封衬套9的前方，且该环形槽内安装有挡圈16和第二密封圈15，所述导流孔32设置在套管31的后部，所述导流孔32为3个，并在沿套管31周向均匀分布，图1中转接头1流体通道的后端内壁开有内螺纹，图2中转接头1后端为外壁带有外螺纹的接头，所述连接套2与转接头1的连接部的外径相同，所述连接套2前部外壁上设置有一圈台阶，后部外壁上套有卡环12和定位环13，该定位环13位于所述台阶与卡环12之间。
上述母接头，未连接时，弹簧5部分压缩，通过环形限位凸台7和阀盖6将阀密封件8压在密封衬套9的锥形密封面上，实现阀腔的密封，当母接头与公接头对接时，阀杆3前端受压，弹簧5压缩，套管31带导流孔32的部分退入阀腔内，阀腔与套管31和连接套2的流体通道通过导流孔32连通，流体经连接套2的流体通道、套管31、导流孔32、阀腔和转接头1的流体通道实现流通，该结构的母接头，能实现快速的对接，接通迅速，而且操作简单方便，结构简单，组成部件较少，可以减少密封不良造成的泄漏，而且通过阀密封件8、主密封环17、静密封圈19、第一密封圈14和第二密封圈15形成多级密封，保证密封效果。

Claims (9)

1.一种深水多回路快速连接母接头，包括转接头(1)以及与该转接头(1)前部密封连接的连接套(2)，所述转接头(1)和连接套(2)均沿轴向开设有流体通道，所述转接头(1)和连接套(2)的连接部内形成中空的阀腔，该阀腔与转接头(1)和连接套(2)的流体通道连通，其特征在于：所述阀腔内设置有阀座(4)、阀杆(3)和弹簧(5)，所述阀座(4)安装在阀腔内壁上，所述阀杆(3)沿转接头(1)轴向设置于阀腔内，该阀杆(3)前端朝向连接套(2)，后端朝向所述阀座(4)，该阀杆(3)前部为中空的套管(31)，所述套管(31)侧壁开设有导流孔(32)，该套管(31)伸入连接套(2)的流体通道内，所述阀杆(3)与连接套(2)的流体通道之间设置有阀密封件(8)，该阀密封件(8)位于导流孔(32)后方，该阀密封件(8)后方的阀杆(3)上设置有限位件，所述弹簧(5)一端抵接在该限位件后端，另一端抵在阀座(4)前端，所述限位件将阀密封件(8)紧压在阀腔前部内壁上，并限制阀杆(3)向前运动，在所述阀杆(3)前端被顶压时，所述弹簧(5)压缩，套管(31)设置有导流孔(32)的部分退入阀腔内，所述阀腔与套管(31)和两个流体通道通过导流孔(32)连通；
所述连接套(2)后部的流体通道内壁上安装有密封衬套(9)，该密封衬套(9)外壁与连接套(2)的流体通道内壁之间设置有第一密封圈(14)，所述连接套(2)后部通过螺纹外套在所述转接头(1)前部，所述密封衬套(9)后端与转接头(1)前端连接，该密封衬套(9)和转接头(1)围成所述阀腔，且该密封衬套(9)与转接头(1)的连接处设置有静密封圈(19)，该转接头(1)前端与连接套(2)流体通道的内壁之间设置有防震圈(18)。
2.根据权利要求1所述的一种深水多回路快速连接母接头，其特征在于：所述连接套(2)的流体通道内壁上开设有环形槽，该环形槽位于密封衬套(9)的前方，且该环形槽内安装有挡圈(16)和第二密封圈(15)。
3.根据权利要求1或2所述的一种深水多回路快速连接母接头，其特征在于：所述密封衬套(9)前端抵在连接套(2)流体通道内壁设置的台阶上，且该密封衬套(9)前端与连接套(2)之间设置有主密封环(17)，该主密封环(17)安装在密封衬套(9)前部内壁上，所述密封衬套(9)前部的内径和连接套(2)流体通道的直径均大于所述密封衬套(9)后部的内径，所述套管(31)的外壁与密封衬套(9)后部内壁贴合。
4.根据权利要求1所述的一种深水多回路快速连接母接头，其特征在于：所述阀座(4)为圆盘形状，该阀座(4)开设有中心孔，该中心孔周围的阀座(4)上开设有通孔，所述阀腔后部的侧壁上设置有环形台阶(11)，该阀座(4)后端抵在该环形台阶(11)上，阀杆(3)后端穿设在阀座(4)的中心孔内，弹簧(5)外套在阀杆(3)后部，该弹簧(5)一端抵在阀座(4)前端，另一端抵在限位件后端。
5.根据权利要求3所述的一种深水多回路快速连接母接头，其特征在于：所述限位件包括设置在阀杆(3)中部外壁上的环形限位凸台(7)以及外套在该环形限位凸台(7)上的阀盖(6)，该阀盖(6)前部内壁与环形限位凸台(7)外壁螺纹连接，所述弹簧(5)一端抵在该环形限位凸台(7)后端，另一端抵在阀座(4)前端，阀盖(6)后部罩住所述弹簧(5)前部，且该阀盖(6)后端与阀座(4)之间有间隙，所述阀密封件(8)安装在阀盖(6)前端。
6.根据权利要求5所述的一种深水多回路快速连接母接头，其特征在于：所述转接头(1)前端部内开设有前大后小的圆桶形腔室，所述密封衬套(9)后端为内凹的锥形密封面，该密封衬套(9)和转接头(1)围成中部大两端小的所述阀腔，在未对接时，弹簧(5)使阀密封件(8)紧压在该锥形密封面上。
7.根据权利要求1所述的一种深水多回路快速连接母接头，其特征在于：所述导流孔(32)设置在套管(31)的后部，所述导流孔(32)为2-4个，并在沿套管(31)周向均匀分布。
8.根据权利要求1所述的一种深水多回路快速连接母接头，其特征在于：所述转接头(1)流体通道的后端内壁开有内螺纹或转接头(1)后端为外壁带有外螺纹的接头。
9.根据权利要求1所述的一种深水多回路快速连接母接头，其特征在于：所述连接套(2)与转接头(1)的连接部的外径相同，所述连接套(2)前部外壁上设置有一圈台阶，后部外壁上套有卡环(12)和定位环(13)，该定位环(13)位于所述台阶与卡环(12)之间。
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