CN109296858B - 一种海洋柔性管接头结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海洋柔性管接头结构，包括接头单体、密封圈、楔形块和法兰挤压环块；所述接头单体包括一体成型的左法兰连接端和右柔性管连接端，所述右柔性管连接端又包括内套筒和外套筒，所述内套筒和外套筒之间形成一右圆环形接通中锥环形的腔体；所述内套筒与柔性管的连接端套接，所述密封圈位于腔体的中锥环形底部内且套于柔性管的连接端上，所述楔形块紧接密封圈位于腔体的中锥环形部内且套于柔性管的连接端上，所述法兰挤压环块紧接楔形块套于柔性管的连接端上，且法兰挤压环块上位于中间法兰盘的左侧部分位于腔体的右圆环形部内，法兰挤压环块的中间法兰盘与外套筒的端面相对固定。本发明结构简单，便于生产安装，同时密封性能优良。

Description

一种海洋柔性管接头结构
技术领域
本发明涉及海洋油气运输设备技术领域，尤其涉及一种海洋柔性管接头结构。
背景技术
在海洋油气开采过程中管道运输是海洋油气运输的主要途径，对于长距离输送的管道只能分段连接，而接头部位对于油气输送安全至关重要。
海洋柔性管是一种新型的管道结构，包括粘结型和非粘结型两类。为了对柔性管实施状态监测，通常在管体内置光纤，但国内目前尚无工程应用。柔性管接头设计需要考虑到接头的结构、密封与性能、实际操作可行性、加工难易程度、外观美观性等方面的因素。现有的柔性管接头要么结构复杂，难以生产安装；要么密封性能不佳，存在油气泄露的隐患。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种海洋柔性管接头结构，其结构简单，便于生产安装，同时密封性能优良。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种海洋柔性管接头结构，包括接头单体、密封圈、楔形块和法兰挤压环块；
所述接头单体包括一体成型的左法兰连接端和右柔性管连接端，所述右柔性管连接端又包括内套筒和外套筒，所述内套筒和外套筒之间形成一右圆环形接通中锥环形的腔体；
所述内套筒与柔性管的连接端套接，所述密封圈位于腔体的中锥环形底部内且套于柔性管的连接端上，所述楔形块紧接密封圈位于腔体的中锥环形部内且套于柔性管的连接端上，所述法兰挤压环块紧接楔形块套于柔性管的连接端上，且所述法兰挤压环块上位于中间法兰盘的左侧部分位于腔体的右圆环形部内，而所述法兰挤压环块上位于中间法兰盘的右侧部分裸露在外；所述法兰挤压环块的中间法兰盘与外套筒的端面相对固定；所述接头单体的左法兰连接端与另一接头单体的左法兰连接端相对连接进而实现两根柔性管的连接。
优选地，所述楔形块有四块，均呈四分之一圆弧锥环形，即所述楔形块的外表面左端为锥面右端为柱面。连接时四块楔形块沿柔性管一周均匀布置进而被推进腔体的中锥环形部内。
优选地，所述密封圈的外表面呈圆锥环面状，且所述密封圈的大端外径等于楔形块的小端外径。在此，楔形块被推进腔体的中锥环形部内时小端挤压在密封圈，而密封圈起到填塞空隙的作用，同时也可保护楔形块的小端免受过度挤压而被破坏。
优选地，所述接头单体的左法兰连接端内设置有多条平行轴线且连通腔体的光纤通道，其用于柔性管内布置的光纤通过。
优选地，所述光纤通道在接头单体的左法兰连接端内设置有四条，其可供柔性管内布置的四条光纤一一对应通过。
优选地，所述腔体的中锥环形底部设置有贯穿外套筒的通气孔。在此，通气孔可在楔形块往腔体内推进时用于排出腔体内空气进而减小推进时的空气阻力。
优选地，所述右柔性管连接端的内套筒外周上均匀设置有锯齿状凸起。在此，内套筒与柔性管过盈配合实现密封连接，而内套筒外周上的锯齿状凸起可防止柔性管脱落。
优选地，所述内套筒的外端口为锥形喇叭口。在此，当流体从接头单体流过进入柔性管时，内套筒的锥形喇叭口可减小管内流体阻力。
优选地，所述法兰挤压环块的中间法兰盘上均匀设置有多个螺钉孔，所述外套筒的端面上对应法兰挤压环块的中间法兰盘上的多个螺钉孔对应也设置有多个螺钉孔，所述法兰挤压环块的中间法兰盘通过用螺钉与螺钉孔配合进而相对外套筒的端面固定。
基于上述海洋柔性管接头结构的连接方法，首先将法兰挤压环块套在柔性管上并露出柔性管的连接端，在此，法兰挤压环块可在柔性管上轴向滑动即法兰挤压环块与柔性管间隙配合；接着将密封圈套在柔性管的连接端上；再者将柔性管的连接端套在接头单体的内套筒上，并继续推进柔性管的连接端直至将密封圈塞于接头单体的内套筒根部即密封圈位于腔体的中锥环形底部内，在此柔性管的连接端与内套筒过盈配合；然后将四个楔形块一一塞于接头单体的内套筒和外套筒之间的腔体；最后将法兰挤压环块的中间法兰盘与外套筒的端面相对固定，在此过程中，法兰挤压环块上位于中间法兰盘的左侧部分会推动楔形块沿柔性管轴向运动进而楔入腔体的中锥环形部内。由于腔体的内表面在右端部为圆环形面，而在接近根部时则逐渐减小为锥环形面，所以四个楔形块开始放入时处于放松状态与腔体之间有空隙，随着法兰挤压环块的左侧部分沿柔性管轴向推动楔形块，楔形块与与腔体之间有空隙逐渐减小，当楔形块运动到一定位置即完全填塞在腔体的中锥环形部内时，楔形块与柔性管的连接端外壁实现挤压密封。另外，两根柔性管进行连接时仅需将连接好柔性管的两个管接头的接头单体的左法兰连接端相对连接即可。
本发明的海洋柔性管接头结构，结构简单，便于生产安装，同时密封性能优良。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明海洋柔性管接头结构的截面示意图；
图2为本发明楔形块的结构示意图，其中(a)为左视图，(b)为主视图；
图3为本发明法兰挤压环块的结构示意图，其中(a)为左视图，(b)为主视图；
图4为本发明的密封圈的结构示意图，其中(a)为左视图，(b)为主视图；
图5为图1中(a)局部放大示意图；
图6为图1中(b)局部放大示意图。
其中：1.接头单体；11.左法兰连接端；12.右柔性管连接端；12a.内套筒； 12b.外套筒；12c.腔体；13.光纤通道；14.通气孔；15.锯齿状凸起；2.密封圈； 3.楔形块；4.法兰挤压环块；41.中间法兰盘；42.左侧部分；43.右侧部分；5. 柔性管；A.螺钉。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在柔性管接头要么结构复杂，难以生产安装；要么密封性能不佳，存在油气泄露的隐患等不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出一种海洋柔性管接头结构。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1-6所示，一种海洋柔性管接头结构，包括接头单体1、密封圈2、楔形块3和法兰挤压环块4；
其中接头单体1包括一体成型的左法兰连接端11和右柔性管连接端12，所述右柔性管连接端12又包括内套筒12a和外套筒12b，所述内套筒12a和外套筒12b之间形成一右圆环形接通中锥环形的腔体12c；
所述内套筒12a与柔性管5的连接端套接，所述密封圈2位于腔体12c的中锥环形底部内且套于柔性管5的连接端上，所述楔形块3紧接密封圈2位于腔体12c的中锥环形部内且套于柔性管5的连接端上，所述法兰挤压环块4紧接楔形块3套于柔性管5的连接端上，且所述法兰挤压环块4上位于中间法兰盘41的左侧部分42位于腔体12c的右圆环形部内，而所述法兰挤压环块4上位于中间法兰盘41的右侧部分43裸露在外；所述法兰挤压环块4的中间法兰盘41与外套筒12b的端面相对固定；所述接头单体1的左法兰连接端11与另一接头单体1的左法兰连接端11相对连接进而实现两根柔性管5的连接。
优选地，所述楔形块3有四块，均呈四分之一圆弧锥环形，即所述楔形块3 的外表面左端为锥面右端为柱面。连接时四块楔形块3沿柔性管5一周均匀布置进而被推进腔体12c的中锥环形部内。
优选地，所述密封圈2的外表面呈圆锥环面状，且所述密封圈2的大端外径等于楔形块3的小端外径。在此，楔形块3被推进腔体12c的中锥环形部内时小端挤压在密封圈2，而密封圈2起到填塞空隙的作用，同时也可保护楔形块 3的小端免受过度挤压而被破坏。
优选地，所述接头单体1的左法兰连接端11内设置有多条平行轴线且连通腔体12c的光纤通道13，其用于柔性管5内布置的光纤通过。
优选地，所述光纤通道13在接头单体1的左法兰连接端11内设置有四条，其可供柔性管5内布置的四条光纤一一对应通过。
优选地，所述腔体12c的中锥环形底部设置有贯穿外套筒12b的通气孔14。在此，通气孔14可在楔形块3往腔体12c内推进时用于排出腔体12c内空气进而减小推进时的空气阻力。
优选地，所述右柔性管连接端12的内套筒12a外周上均匀设置有锯齿状凸起15。在此，内套筒12a与柔性管5过盈配合实现密封连接，而内套筒12a外周上的锯齿状凸起15可防止柔性管5脱落。
优选地，所述内套筒12a的外端口为锥形喇叭口。在此，当流体从接头单体1流过进入柔性管5时，内套筒12a的锥形喇叭口可减小管内流体阻力。
优选地，所述法兰挤压环块4的中间法兰盘41上均匀设置有多个螺钉孔，所述外套筒12b的端面上对应法兰挤压环块4的中间法兰盘41上的多个螺钉孔对应也设置有多个螺钉孔，所述法兰挤压环块4的中间法兰盘41通过用螺钉A 与螺钉孔配合进而相对外套筒12b的端面固定。
本发明提供的海洋柔性管接头结构，连接时，首先将法兰挤压环块4套在柔性管5上并露出柔性管5的连接端，在此，法兰挤压环块4可在柔性管5上轴向滑动即法兰挤压环块4与柔性管5间隙配合；接着将密封圈2套在柔性管5 的连接端上；再者将柔性管5的连接端套在接头单体1的内套筒12a上，并继续推进柔性管5的连接端直至将密封圈2塞于接头单体1的内套筒12a根部即密封圈2位于腔体12c的中锥环形底部内，在此柔性管5的连接端与内套筒12a 过盈配合；然后将四个楔形块3一一塞于接头单体1的内套筒12a和外套筒12b 之间的腔体12c；最后将法兰挤压环块4的中间法兰盘41与外套筒12b的端面相对固定，在此过程中，法兰挤压环块4上位于中间法兰盘41的左侧部分42 会推动楔形块3沿柔性管10轴向运动进而楔入腔体12c的中锥环形部内。由于腔体12c的内表面在右端部为圆环形面，而在接近根部时则逐渐减小为锥环形面，所以四个楔形块3开始放入时处于放松状态与腔体12c之间有空隙，随着法兰挤压环块4的左侧部分42沿柔性管10轴向推动楔形块3，楔形块3与与腔体12c之间有空隙逐渐减小，当楔形块3运动到一定位置即完全填塞在腔体12c 的中锥环形部内时，楔形块3与柔性管5的连接端外壁实现挤压密封。另外，两根柔性管5进行连接时仅需将连接好柔性管5的两个管接头的接头单体1的左法兰连接端11相对连接即可。
本发明的海洋柔性管接头结构，结构简单，便于生产安装，同时密封性能优良。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左”、“中”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
上述虽然结合附图对本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 (7)

1.一种海洋柔性管接头结构，其特征在于，包括接头单体、密封圈、楔形块和法兰挤压环块；
所述接头单体包括一体成型的左法兰连接端和右柔性管连接端，所述右柔性管连接端又包括内套筒和外套筒，所述内套筒和外套筒之间形成一右圆环形接通中锥环形的腔体；
所述内套筒与柔性管的连接端套接，所述密封圈位于腔体的中锥环形底部内且套于柔性管的连接端上，所述楔形块紧接密封圈位于腔体的中锥环形部内且套于柔性管的连接端上，所述法兰挤压环块紧接楔形块套于柔性管的连接端上，且所述法兰挤压环块上位于中间法兰盘的左侧部分位于腔体的右圆环形部内，而所述法兰挤压环块上位于中间法兰盘的右侧部分裸露在外；所述法兰挤压环块的中间法兰盘与外套筒的端面相对固定；所述接头单体的左法兰连接端与另一接头单体的左法兰连接端相对连接进而实现两根柔性管的连接；
所述密封圈的外表面呈圆锥环面状，且所述密封圈的大端外径等于楔形块的小端外径；
所述腔体的中锥环形底部设置有贯穿外套筒的通气孔；
所述右柔性管连接端的内套筒外周上均匀设置有锯齿状凸起。
2.如权利要求1所述的海洋柔性管接头结构，其特征在于，所述楔形块有四块，均呈四分之一圆弧锥环形。
3.如权利要求1所述的海洋柔性管接头结构，其特征在于，所述接头单体的左法兰连接端内设置有多条平行轴线且连通腔体的光纤通道。
4.如权利要求3所述的海洋柔性管接头结构，其特征在于，所述光纤通道在接头单体的左法兰连接端内设置有四条。
5.如权利要求1所述的海洋柔性管接头结构，其特征在于，所述内套筒的外端口为锥形喇叭口。
6.如权利要求1所述的海洋柔性管接头结构，其特征在于，所述法兰挤压环块的中间法兰盘上均匀设置有多个螺钉孔，所述外套筒的端面上对应法兰挤压环块的中间法兰盘上的多个螺钉孔对应也设置有多个螺钉孔，所述法兰挤压环块的中间法兰盘通过用螺钉与螺钉孔配合进而相对外套筒的端面固定。
7.如权利要求1-6任一项所述的海洋柔性管接头结构的连接方法，其特征在于，首先将法兰挤压环块套在柔性管上并露出柔性管的连接端；接着将密封圈套在柔性管的连接端上；再者将柔性管的连接端套在接头单体的内套筒上，并继续推进柔性管的连接端直至将密封圈塞于接头单体的内套筒根部即密封圈位于腔体的中锥环形底部内；然后将四个楔形块一一塞于接头单体的内套筒和外套筒之间的腔体；最后将法兰挤压环块的中间法兰盘与外套筒的端面相对固定。
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