CN104806834A - 伸缩式水下维修管道 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种伸缩式水下维修管道，包括一维修管道本体、连接体以及一伸缩管道，且所述伸缩管道至少有一部分内置于所述维修管道本体的管道内并能够通过伸缩改变其内置部分的长度，所述维修管道本体位于内置部分的一端为第一法兰，连接体的一端为一第二法兰，该第二法兰与所述第一法兰对接，其另一端为一第三法兰，该第三法兰用于固定所述伸缩管道。本发明的有益效果为：缩管道的长度可根据需要进行调节，且由于伸缩管道的至少一部分置于所述维修管道本体内，可实现对管道内油气的密封，其结构简单，维修便捷。

Description

伸缩式水下维修管道

技术领域

本发明属于海底设备领域，尤其涉及一种运用于海底管道切割后需要对接的一种伸缩式水下维修管道。

背景技术

水下油气设备中水下管道大量运用于水下油气的传输，水下油气管道在海洋开发平台的设备中所占比重较大，其事故率较高，易出现破损，影响油气产量，甚至采油设备停产。因此，急需对水下油气管道进行维护。

目前水下管道维修较普遍采用的是湿式管道维修，其主要方法是：清除破损管道段的淤泥和管道外围水泥，然后切除管道破损段，在切割后的管道端部焊接水下法兰，通过法兰的导向对中将维修管道或水下连接器对接两端水下管道的焊接法兰，连接法兰并使其密封，最后完成水下管道的修复。目前传统水下管道维修方法是通过刚性管道两端直接设置法兰以连接水下焊接法兰，该刚性管道一般不具备管道伸缩功能，需要精确测量焊接后两端法兰的精确距离，且对接难度大，成功率低，对接后密封性能差。

由于实际情况中存在的上述些问题，而且目前还没有解决这些问题的产品或者方法出现，因此确有作出改进的必要。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种伸缩式水下维修管道，通过伸缩管道的伸缩功能根据需要的长度调节安装使用，易对接，且密封性好。

本发明的技术方案如下：

一种伸缩式水下维修管道，包括有：

一维修管道本体，其一端的端部设有外部连接的法兰，另一端设有第一法兰，且第一法兰的端部与维修管道本体内通道的连接处形成有第一锥面；

一连接体，所述连接体为管体结构且连接于所述维修管道本体的端部，连接体的一端连接所述第一法兰的端部为第二法兰，连接体另一端为第三法兰，且所述第二法兰的端部与连接体内通道的连接处形成有第一锥面；在第一法兰和第二法兰受螺栓、螺母紧固作用下，一楔形橡胶体使第一、第二法兰内部的第一锥面和伸缩管道的外壁面密封；

一伸缩管道，所述伸缩管道为管体结构，所述伸缩管道的内置端可通过所述维修管道本体和连接体的管体内径以能够伸缩，该伸缩管道置于所述维修管道本体和连接体的管道外的外置端设有外部连接法兰。

上述的伸缩式水下维修管道，在所述第一法兰与所述第二法兰之间安装有一环形结构的楔形橡胶体，该楔形橡胶体使第一法兰的第一锥面、第二法兰的第一锥面与所述伸缩管道外壁之间形成密封。

上述的伸缩式水下维修管道，所述楔形橡胶体在环形结构的中央部分向两侧形成两倾斜锥面，两所述倾斜锥面分别与所述第一法兰的第一锥面、第二法兰的第一锥面配合密封。

上述的伸缩式水下维修管道，所述第一法兰的第一锥面、第二法兰的第一锥面与所述维修管道本体的管道中心轴线之间呈15°~45°的锐角。

上述的伸缩式水下维修管道，所述第二法兰向所述第一法兰的方向上延设有用于隔离海水的遮沿。

上述的伸缩式水下维修管道，还包括有一锁紧盘，所述伸缩管道嵌套于所述锁紧盘，且所述锁紧盘与所述第三法兰对接。

上述的伸缩式水下维修管道，所述锁紧盘上延设有第二遮沿。

上述的伸缩式水下维修管道，所述第三法兰与连接体内通道的连接处形成有第二倾斜锥面，使所述第三法兰与所述锁紧盘之间安装有半楔形橡胶体，该第二倾斜锥面与所述锁紧盘、所述伸缩管道外壁之间形成密封。

上述的伸缩式水下维修管道，所述伸缩管道外壁设有若干对称分布的导向限位槽，所述导向限位槽在伸缩管道伸缩的过程中，该导向限位槽始终处于所述连接体内径段，导向限位槽不与楔形橡胶体和半楔形橡胶体接触。

上述的伸缩式水下维修管道，所述连接体上与所述导向限位槽对应的部位，安装与导向限位槽对应分布的限位螺钉。

上述的伸缩式水下维修管道，所述楔形橡胶体及半楔形橡胶体均为耐高温、高压及防腐蚀的橡胶材料制作而成。

本发明的有益效果是：

（1）维修管道本体外侧的法兰与海底管道对接，伸缩管道外侧的法兰与水下断开的管道对接，且伸缩管道的长度可根据需要进行调节，且由于伸缩管道的至少一部分置于所述维修管道本体内，可实现对管道内油气的密封，其结构简单，维修便捷；

（2）伸缩管道嵌入维修管道本体中的长度可按照需求调节，并由连接体进行固定，进一步增加其稳固性以及其密封性；

（3）各法兰内壁的斜面装设的弹性密封部（具体为楔形橡胶体及半楔形橡胶体）有效地保证了连接处的密封性能，锁紧盘及第二法兰设置的各遮沿使得橡胶体周围的海水的流动速度降为零，降低了海水对橡胶体的腐蚀速率，提高橡胶体的耐腐蚀寿命以及密封性能；

（4）限位螺钉能够防止伸缩管道脱离伸缩式水下维修管道装置，且可防止伸缩管道在伸缩过程中与连接体的相对转动。

附图说明

图1是本发明所述伸缩式水下维修管道的整体结构剖面图。

图2为本发明所述伸缩式水下维修管道之锁紧盘虚线框内的局部放大图。

图3为本发明的导向限位槽的结构示意图。

图中：

1-维修管道本体；101-第一法兰；

2-伸缩管道；201-导向限位槽;211-限位螺钉；

3-连接体；301-第二法兰；311-第一遮沿；302-第三法兰；322-第二锥面；323-第二容纳空间；324-半楔形橡胶体；

4-第一锥面；

5-第一容纳空间；511-楔形橡胶体；

6-锁紧盘；601-第二遮沿；

A-外接法兰；B-外接法兰。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

如图1所示，本发明所述的水下伸缩式维修管道，主要由维修管道本体1、伸缩管道2以及连接体3构成，如图1中三条竖起的虚线所区分，从图中的左至右分别为第一、第二、第三虚线，所述伸缩管道2的内置端为第一虚线与第二虚线之间的部分，所述伸缩管道2的外置端为第二虚线至第三虚线之间的部分，其内置端可通过所述维修管道本体和连接体的管体内径并能够通过伸缩改变其内置端部分的长度。

其中，所述维修管道本体1靠近所述伸缩管道2的一端为第一法兰101，所述维修管道本体1远离所述伸缩管道2的一端为一外接法兰A，用于与海底管道连接，所述伸缩管道2远离所述维修管道本体1的一端亦为一外接法兰B，用于与断开的海底管道对接。

所述伸缩管道2靠近所述维修管道本体1的一端可通过所述维修管道本体1和连接体3的管体内径，并可根据需求调节伸缩长度，优选地，所述伸缩管道2的外径与所述维修管道本体1的内径相同，使所述伸缩管道2恰好可收缩至所述维修管道本体1内或拉出。

所述连接体3的一端为一第二法兰301，该第二法兰301与所述维修管道本体1的第一法兰101对接，两者之间通过螺栓及螺母固定，所述连接体3的另一端为一第三法兰302，该第三法兰302用于固定所述伸缩管道2，与一锁紧盘6配合使用，使所述伸缩管道2在拉出所需长度后不能再向外拉出或再收缩至所述维修管道本体1的管道内。

又如图1所示，所述第一法兰101与所述第二法兰301的内壁均设有第一锥面4，在对接状态下所述第一法兰101的第一锥面、所述第二法兰301的第一锥面4以及所述伸缩管道2外表面之间形成一环状的第一容纳空间5，在所述第一容纳空间5内安装有一环状的楔形橡胶体511，该楔形橡胶体511使两所述第一、第二法兰的两第一锥面4与所述伸缩管道外壁表面之间形成密封结构，该处密封结构使伸缩管道2与维修管道本体1固定且密封。

所述连接体3的第二法兰301向所述第一法兰101的方向上延设有用于隔离海水的第一遮沿311，该第一遮沿311遮挡并覆盖所述第一法兰101与所述第二法兰301的连接处，在第一、第二法兰受螺母、螺栓固定后，使连接后的法兰之间的液体流动速度降为零，降低对此处的楔形橡胶体511的腐蚀。

所述第一法兰101与所述第二法兰301上的对应位置处设置多个连接孔，以通过两个以上螺杆及螺母（至少为两对的螺杆及配套螺母）使所述第一法兰101与所述第二法兰301连接并固定，以将所述连接体3固定于所述维修管道本体1。

各所述第一锥面4与所述维修管道本体1的管道中心线之间的夹角α（图中未标出），即各所述第一锥面4和与之相切的维修管道本体1外壁表面所在的切线之间的夹角α为锐角，锐角α优选为15°~45°，角度α过大或者过小均使所述弹性密封部501与第一锥面4之间的密封性降低。

所述连接体3的另一端为一第三法兰302，其与一套接于所述伸缩管道2上的一锁紧盘6对接固定，以增加伸缩管道2与维修管道本体1连接的稳定性，防止外部载荷降低伸缩管道2与维修管道本体1之间的连接性能和密封性能。

所述第三法兰302与连接体3内通道的连接处形成有一第二锥面322，其倾斜角度同上述的第一、第二法兰的第一锥面4的倾斜角度，该第二锥面322与所述锁紧盘6、所述伸缩管道2外壁之间形成一第二容纳空间323，在该第二容纳空间323内安装有一半楔形橡胶体324，该半楔形橡胶体324使所述第二锥面322、所述锁紧盘6及所述伸缩管道2外壁表面之间形成密封。

如图2所示，所述锁紧盘6上设有两个以上的与所述第三法兰302对应的连接孔，并通过两个以上的螺杆及螺母使所述锁紧盘6以及第三法兰302对接。

所述锁紧盘6为一盘状结构，盘状结构的底部为孔，该孔恰可使所述伸缩管道2通过，且该锁紧盘6的盘状结构的周缘向所述第三法兰302的方向上延设有第二遮沿601，该第二遮沿601遮挡并覆盖所述第二法兰301与所述第三法兰302的连接处，使连接后的法兰之间的液体流动速度降为零，降低对此处的半楔形橡胶体324的腐蚀。

本发明的所述楔形橡胶体501以及半楔形橡胶体324均为耐高温、高压及防腐蚀的橡胶材料制作而成，在本实施例中，所述楔形橡胶体501为一楔形的环状橡胶体，所述第二弹性密封体324为一半楔形的环状橡胶体，其均环绕所述伸缩管道2外壁一周，且所述楔形橡胶体501为在环状结构的中央部分向两侧形成两倾斜锥面，以与第一、第二法兰的锥面相吻合，半楔形橡胶体为仅具有一处倾斜锥面的环状结构，且所述楔形橡胶体511及所述半楔形橡胶体324的倾斜锥面分别与所述第一法兰、第二法兰的第一锥面4、第二锥面322配合以形成密封。

如图3所示，在所述伸缩管道2外壁设有若干对称分布的导向限位槽201，所述导向限位槽201在伸缩管道2伸缩的过程中，该导向限位槽201始终处于所述连接体3内径段，导向限位槽201不与楔形橡胶体511和半楔形橡胶体324接触，且所述连接体3上与所述导向限位槽201对应的部位，安装与导向限位槽对应分布的限位螺钉211，各限位螺钉211的底部可达到所述导向限位槽201的底部，从而使所述伸缩管道2在伸缩过程中受各所述限位螺钉211的限制，在所述导向限位槽201所在的长度范围内进行收缩。

本发明所述的水下伸缩式维修管道在平常状态下伸缩管道2可部分地或者完全内置于维修管道本体1的管道内，以便于保存放置，在安装过程中，将本发明的装置下放至水下待维修的管道位置处，根据所需要的长度将伸缩管道2从维修管道本体1内拉出，将维修管道本体1及伸缩管道2外侧的法兰分别与水下切割安装后的管道法兰对接、密封并锁紧后，将维修管道本体1与连接体2之间的螺杆和螺母锁紧，最后再将连接体3与锁紧盘6之间的螺杆和螺母锁紧，安装即告完成，在安装的过程中无须担心管道对正或者对正有困难等问题，而且对接完成后同时也解决了原有的湿式管道维修具有的密封及寿命短等问题。

在使用状态下的伸缩管道2仍有部分内置于所述维修管道本体1的管道内，由于所述伸缩管道的外径与所述维修管道本体的内径相吻合，以使其达到嵌接紧密，并与两弹性密封部形成管道的密封，保证了本发明的稳定性，使其使用寿命大大延长。

本发明中所指的维修管道本体、伸缩管道以及连接体均为本领域内常用的具有一定长度的圆筒体结构。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明具体实施方式的限定。为了清楚地说明各部件的组合关系，上面对各种说明性的部件及其连接关系围绕其功能进行了一般地描述，至于这种部件的组合是实现哪种功能，取决于特定的应用和对整个装置所施加的设计约束条件。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本权利要求的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种伸缩式水下维修管道，其特征在于，包括有：

一维修管道本体，其一端的端部设有外部连接的法兰，另一端设有第一法兰，且第一法兰的端部与维修管道本体内通道的连接处形成有第一锥面；

一连接体，所述连接体为管体结构且连接于所述维修管道本体的端部，连接体的一端连接所述第一法兰的端部为第二法兰，连接体另一端为第三法兰，且所述第二法兰的端部与连接体内通道的连接处形成有第一锥面；

一伸缩管道，所述伸缩管道为管体结构，所述伸缩管道的内置端可通过所述维修管道本体和连接体的管体内径以能够伸缩，该伸缩管道置于所述维修管道本体和连接体的管道外的外置端设有外部连接法兰。

2.如权利要求1所述的伸缩式水下维修管道，其特征在于，在所述第一法兰与所述第二法兰之间安装有一环形结构的楔形橡胶体，该楔形橡胶体使第一法兰的第一锥面、第二法兰的第一锥面与所述伸缩管道外壁之间形成密封。

3.如权利要求2所述的伸缩式水下维修管道，其特征在于，所述楔形橡胶体在环形结构的中央部分向两侧形成两倾斜锥面，两所述倾斜锥面分别与所述第一法兰的第一锥面、第二法兰的第一锥面配合密封。

4.如权利要求2所述的伸缩式水下维修管道，其特征在于，所述第一法兰的第一锥面、第二法兰的第一锥面与所述维修管道本体的管道中心轴线之间呈15°~45°的锐角。

5.如权利要求2所述的伸缩式水下维修管道，其特征在于，所述第二法兰向所述第一法兰的方向上延设有用于隔离海水的遮沿。

6.如权利要求1或2所述的伸缩式水下维修管道，其特征在于，还包括有一锁紧盘，所述伸缩管道嵌套于所述锁紧盘，且所述锁紧盘与所述第三法兰对接。

7.如权利要求6所述的伸缩式水下维修管道，其特征在于，所述锁紧盘上延设有第二遮沿。

8.如权利要求6所述的伸缩式水下维修管道，其特征在于，所述第三法兰与连接体内通道的连接处形成有第二锥面，使所述第三法兰与所述锁紧盘之间安装有半楔形橡胶体，该半楔形橡胶体使第三法兰的第二锥面与所述锁紧盘、所述伸缩管道外壁之间形成密封。

9.如权利要求8所述的伸缩式水下维修管道，其特征在于，所述伸缩管道外壁设有若干对称分布的导向限位槽，所述导向限位槽在伸缩管道伸缩的过程中，该导向限位槽始终处于所述连接体内径段，导向限位槽不与楔形橡胶体和半楔形橡胶体接触。

10.如权利要求9所述的伸缩式水下维修管道，其特征在于，所述连接体上与所述导向限位槽对应的部位，安装与导向限位槽对应分布的限位螺钉。