CN107101059A - 抗拉型海洋软管接头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗拉型海洋软管接头。它包括用弧锥形螺纹固定骨架层的接头内套，接头内套和接头外套用螺纹连接;锁紧环变形体在螺栓预紧力作用下固定密封内压防护层和外护套层;海洋软管接头内的抗拉铠装层尾端折成波浪形,前端与固定块焊接在一起;抗压支撑端与抗拉铠装层接触，支撑抗拉铠装层，并通过模拟螺纹在一定预紧力作用下固定抗压铠装层;环氧树脂通过注脂孔注入海洋软管接头内部并进行固化，整个海洋软管接头固化成一个整体，进一步保证了海洋软管接头的密封性和连接强度。本发明的有益效果是简单有效地固定骨架层，同时海洋软管接头的抗拉性得到很大提高。
Description
技术领域
本发明涉及海洋软管接头结构技术领域，特别是一种抗拉型海洋软管接头。
背景技术
海洋软管道一般由不同功能层构成，不同功能层的结构形式、材质都有各自的特点。一般设计时参照API RP 17B、API SPEC 17J等相关标准进行设计制造。海洋管道结构功能层由内到外的组成是：
骨架层1、内压防护层2、抗压铠装层3、抗拉铠装层4、外护套层5，根据工况的复杂程度不同，海洋软管结构层也有相应增加或减少，相对应的，海洋软管接头的结构也发生局部变化。
软管接头是连接软管管道和钻井平台的部件，其设计也是软管设计中最复杂的部分，近年来部分海洋油气泄漏事件就是由于管道接头失效引起的。因此，接头的合理设计对于海洋平台的安全性极为重要。
接头的设计不仅要将软管各承载层的轴向载荷和弯曲载荷传递到终端连接器上，还要满足管道内流体的密封。
抗拉铠装层为若干钢带螺旋缠绕的管道层，也是管道里最重要的承受拉力的功能层，因此抗拉铠装层的连接尤为重要。抗拉铠装层本身具有很高的抗拉性，而海洋软管接头的抗拉性主要取决于抗拉铠装层在海洋软管接头内的固定形式，在美国专利US 6,412,825B1中对抗拉铠装层的固定作了详细描述。
传统的海洋软管接头往往不能保证海洋软管接头内的组成抗拉铠装层的数十根钢带受力均匀，因此海洋软管接头的抗拉性不能得到有效保障。
同时对于骨架层的固定往往采用焊接技术，这样对材料的要求比较严格，工艺性要求比较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗拉型海洋软管接头，主要解决上述现有技术所存在的技术问题，使用时，抗拉铠装层受到的拉力一部分由支撑块通过支撑套传递给接头外套，其余拉力比较均匀地传递给固化后的每根钢带；接头内套通过弧锥形螺纹连接骨架层，过盈连接处产生的径向压力固定骨架层。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种抗拉型海洋软管接头，其特征在于：它包括一接头内套和一接头外套，接头内套和接头外套通过螺纹连接；接头内套内侧有弧锥形螺纹，连接固定骨架层；接头内套和骨架层之间有固定内压防护层的环形固定槽；支撑套和接头外套内侧之间有固定外护套层的环形固定槽；海洋软管接头内的抗拉铠装层尾端折成波浪形，抗拉铠装层和支撑套之间有固定块，海洋软管接头内的抗拉铠装层前端接触部分与固定块焊接在一起；内压支撑端支撑抗拉铠装层，并通过模拟螺纹连接抗压铠装层；环氧树脂通过注脂孔注入海洋软管接头内部并进行固化，整个软管接头固化成一个整体，进一步保证了海洋软管接头的密封性和连接强度。
所述抗拉型海洋软管接头，其特征在于：接头内套左端为法兰结构，接头内套和接头外套通过螺纹连接；接头内套的第一空腔内有固定骨架层的弧锥形螺纹，骨架层有螺旋结构，根据骨架层的螺旋结构设计弧锥形螺纹，弧锥形螺纹的弧顶和骨架层过盈配合，弧锥形螺纹的两边和骨架层间隙配合；部分内压防护层进入第二空腔，内压防护层和接头内套之间有环形固定槽。
所述抗拉型海洋软管接头，其特征在于：该用于固定海洋软管外护套层的环形固定槽内位于接头外套一侧具有锁紧环金属变形体，该用于固定海洋软管内压防护层的环形固定槽内位于接头内套一侧具有锁紧环金属变形体。
所述抗拉型海洋软管接头，其特征在于：支撑套的右端在抗拉铠装层和外护套层之间，承受锁紧环变形体受力变形时产生的径向压力；支撑套的左端在固定块和接头外套之间并和两者紧密接触。
所述抗拉型海洋软管接头，其特征在于：海洋软管接头内的抗拉铠装层和支撑套之间有固定块，抗拉铠装层前端接触部分和固定块焊接在一起。
所述抗拉型海洋软管接头，其特征在于：抗压支撑端通过模拟螺纹连接抗压铠装层，抗压铠装层具有螺旋结构，抗压支撑端的模拟螺纹根据抗压铠装层的螺旋结构加工设计；抗压支撑端与抗拉铠装层接触，支撑抗拉铠装层。
所述抗拉型海洋软管接头，其特征在于：环氧树脂通过注脂孔注入海洋软管接头内部并进行固化，整个软管接头固化成一个整体，注脂孔根据需要进行封死或改为排气孔。
所述抗拉型海洋软管接头，其特征在于：螺栓的预紧力通过内套法兰传递到锁紧环变形体，锁紧环变形体通过自身的变形以及产生的径向压力来固定和密封内压防护层；螺栓的预紧力通过外套法兰传递给锁紧环变形体，锁紧变形体预紧力作用下通过变形和径向压力密封和固定外护套层。
所述抗拉型海洋软管接头，其特征在于：抗拉铠装层由数十根钢带螺旋缠绕而成，海洋软管接头内的钢带尾端折成波浪形状并与环氧树脂固化在一起，当抗拉铠装层受到拉力时一部分拉力通过固定块传递给支撑端，进而传递给接头外套，其余的拉力比较均匀的传递给固化后的数十根钢带。
本发明的优点：骨架层通过螺纹结构连接，通过径向变形在压紧力作用下实现固定；当抗拉铠装层受到拉力时，一部分拉力会通过固定块传递出去，其余拉力比较均匀传递给海洋软管接头内与环氧树脂固化在一起后的钢带，即固化后的钢带受到的拉力小于抗拉铠装层受到的拉力，同时每根钢带受力比较均匀，进而海洋软管接头的抗拉性能大大提高。
附图说明
图1是本发明应用状态示意图。
图2是接头内套剖面示意图。
图中：1.骨架层；2.内压防护层；3.抗压铠装层；4.抗拉铠装层；5.外护套层；6.接头外套；7.接头内套；8.锁紧环变形体；9.支撑套；10.固定块；11.抗压支撑端；12.内套法兰；13.螺栓；14.锁紧环变形体；15.螺纹连接；16.外套法兰；17.螺钉；18.注脂孔；19.海洋软管接头；20. 第一空腔；21.第二空腔；22. 预紧力密封台阶面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
请参阅图1，本发明公开了一种抗拉型海洋软管接头。如图所示：它包括一接头内套7和一接头外套6，接头内套7和接头外套6通过螺纹连接15；接头内套7内侧有弧锥形螺纹，连接固定骨架层1；接头内套7和骨架层1之间有固定内压防护层1的环形固定槽；支撑套9和接头外套6内侧之间有固定外护套层5的环形固定槽；海洋软管接头内的抗拉铠装层尾端折成波浪形，抗拉铠装层4和支撑套9之间有固定块10，海洋软管接头内的抗拉铠装层前端部分与固定块10焊接在一起；内压支撑端11支撑抗拉铠装层4，并通过模拟螺纹连接抗压铠装层3；环氧树脂通过注脂孔注18入海洋软管接头内部并进行固化，整个软管接头固化成一个整体，进一步保证了海洋软管接头的密封性和连接强度。
本发明中所述的海洋软管为非粘性软管，非粘结性软管各层允许相对滑动。
本发明中，如图2所示接头内套7左侧为法兰结构，将其连接到运输载体上。它能够承受接头端传递的力，包括整段管道接头端的拉力、弯曲载荷等；接头内套对的第一空腔20用来连接固定骨架层1，第一空腔20的内螺纹为弧锥形螺纹，即在圆弧面上加工出来的螺纹，弧锥形螺纹顶端a和骨架层是过盈配合，弧锥形螺纹的两端b、c和骨架层1是间隙配合；过盈配合产生压紧力，从而固定骨架层1；第二空腔21放入内压防护层2，内压防护层2和接头内套7之间有用来放入锁紧环变形体14的环形空腔；接头内套通过外螺纹22连接接头外套6，并通过预紧力密封台阶面22。
本发明中，该用于固定海洋软管外护套层5的环形固定槽内位于接头外套6一侧具有锁紧环金属变形体8，该用于固定密封海洋软管内压防护层2的环形固定槽内位于接头内套7一侧具有锁紧环金属变形体14。锁紧环金属变形体受到压应力时，通过自身的变形以及对高分子的径向压力，完成对高分子层（外护套层5和内压防护层2）的固定以及密封作用。
本发明中，螺栓13的预紧力通过内套法兰12传递到锁紧环变形体14；螺栓17的预紧力部分通过外套法兰16传递给锁紧环变形体8。
本发明中，支撑套9的右端在抗拉铠装层4和外护套层5之间，承受锁紧环变形体8受力变形时产生的径向压力；支撑套9的左端在固定块10和接头外套6之间并和两者紧密接触。
本发明中，海洋软管接头内的抗拉铠装层4和支撑套9之间有固定块10，抗拉铠装层4和固定块10焊接在一起。
本发明中，抗压支撑端11通过模拟螺纹连接抗压铠装层3，抗压铠装层3具有螺旋结构，抗压支撑端11的模拟螺纹根据抗压铠装层的螺旋结构设计加工；抗压支撑端11与抗拉铠装层4接触，支撑抗拉铠装层4。
本发明中，环氧树脂通过注脂孔注18入海洋软管接头内部并进行固化，整个软管接头固化成一个整体，注脂孔根据需要进行封死或改为排气孔。
本发明中，抗拉铠装层4由数十根钢带螺旋缠绕而成，海洋软管接头内的钢带尾端折成波浪形状并与环氧树脂固化在一起，当抗拉铠装层4受到拉力时一部分拉力通过固定块10传递给支撑端9，进而传递给接头外套6，其余的拉力比较均匀的传递给固化后的数十根钢带。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (9)
1.一种抗拉型海洋软管接头，其特征在于：它包括一接头内套（7）和一接头外套（6），接头内套（7）和接头外套（6）通过螺纹连接（15）；接头内套（7）内侧有弧锥形螺纹，连接固定骨架层（1）；接头内套（7）和骨架层（1）之间有固定内压防护层（2）的环形固定槽；支撑套（9）和接头外套（6）内侧之间有固定外护套层的环形固定槽；海洋软管接头内的抗拉铠装层（4）尾端折成波浪形，抗拉铠装层（4）和支撑套（9）之间有固定块（10），海洋软管接头内的抗拉铠装层（4）前端接触部分与固定块（10）焊接在一起；内压支撑端（11）支撑抗拉铠装层（4），并通过模拟螺纹连接抗压铠装层（3）；环氧树脂通过注脂孔注入（18）海洋软管接头内部并进行固化，整个软管接头固化成一个整体，进一步保证了海洋软管接头的密封性和连接强度。
2.根据权利要求1所述的抗拉型海洋软管接头，其特征在于：接头内套（7）左端为法兰结构，接头内套（7）和接头外套（6）通过螺纹连接（15）；接头内套（7）的第一空腔内有固定骨架层（1）的弧锥形螺纹，骨架层（1）有螺旋结构，根据骨架层的螺旋结构设计弧锥形螺纹，弧锥形螺纹的弧顶和骨架层过盈配合，弧锥形螺纹的两边和骨架层间隙配合；部分内压防护层进入第二空腔，内压防护层（2）和接头内套（7）之间有环形固定槽。
3.根据权利要求1或2所述的抗拉型海洋软管接头，其特征在于：该用于固定海洋软管外护套层（5）的环形固定槽内位于接头外套（6）一侧具有锁紧环金属变形体（8），该用于固定海洋软管内压防护层（2）的环形固定槽内位于接头内套（7）一侧具有锁紧环金属变形体（14）。
4.根据权利要求1所述的抗拉型海洋软管接头，其特征在于：支撑套（9）的右端在抗拉铠装层（4）和外护套层（5）之间，承受锁紧环变形体（8）受力变形时产生的径向压力；支撑套（9）的左端在固定块（11）和接头外套（6）之间并和两者紧密接触。
5.根据权利要求1所述的抗拉型海洋软管接头，其特征在于：海洋软管接头内的抗拉铠装层（4）和支撑套（9）之间有固定块（10），抗拉铠装层（4）前端接触部分和固定块（10）焊接在一起。
6.根据权利要求1所述的抗拉型海洋软管接头，其特征在于：抗压支撑端（11）通过模拟螺纹连接抗压铠装层（3），抗压铠装层（3）具有螺旋结构，抗压支撑端的模拟螺纹根据抗压铠装层（3）的螺旋结构加工设计；抗压支撑端（11）与抗拉铠装层（4）接触，支撑抗拉铠装层（4）。
7.根据权利要求1所述的抗拉型海洋软管接头，其特征在于：环氧树脂通过注脂孔（18）注入海洋软管接头内部并进行固化，整个软管接头固化成一个整体，注脂孔（18）根据需要进行封死或改为排气孔。
8.根据权利要求1所述的抗拉型海洋软管接头，其特征在于：螺栓（13）的预紧力通过内套法兰（12）传递到锁紧环变形体（14），锁紧环变形体（14）通过自身的变形以及产生的径向压力来固定和密封内压防护层（2）；螺栓（17）的预紧力通过外套法兰（16）传递给锁紧环变形体（8），锁紧变形体（8）预紧力作用下通过变形和径向压力密封和固定外护套层（5）。
9.根据权利要求1或4或7所述的抗拉型海洋软管接头，其特征在于：抗拉铠装层（4）由数十根钢带螺旋缠绕而成，海洋软管接头内的钢带尾端折成波浪形状并与环氧树脂固化在一起，当抗拉铠装层受到拉力时一部分拉力通过固定块传递给支撑端，进而传递给接头外套，其余的拉力比较均匀的传递给固化后的数十根钢带。
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