CN110778822A - 海管连接密封组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海管连接密封组件，包括第一端分别用于连接在海管端部上的第一连接头和第二连接头、密封环；所述第一接头的第二端与所述第二接头的第二端相对配合连接；所述密封环卡紧在所述第一接头和第二接头的连接处内侧，所述密封环的相对两端部分别与所述第一接头的第二端内周侧面和所述第二接头的第二端内周侧面接触配合。本发明的海管连接密封组件，用于海管的连接及实现海管连接时快速有效密封。其中，在第一接头和第二接头的对接同时可完成密封环在其中的密封动作，无需单独地在水下安装密封环操作，密封过程简单便捷。本发明不仅能在300米以内潜水领域由潜水员操作使用，也能在300米以上深水领域由ROV操作使用。
Description
技术领域
本发明涉及海管维修技术领域，尤其涉及一种海管连接密封组件。
背景技术
近年来，深水海管数量不断增加，由于海管设计建造年限已久、管道腐蚀、拖网渔船拖拽等原因导致海管损坏的事故越来越频繁。一旦海管发生损坏，将对海洋环境、油气田生产带来巨大威胁。这种突发的海管损坏伴随的海管维修方式一般为更换受损段的海管，海管更换后新海管与旧海管之间的连接方式为法兰连接。
目前300米水深以内的海管连接法兰密封均采用截面为八边形的圆环式普通密封圈进行密封，需要潜水员在法兰连接的过程中将密封圈手动放入法兰密封槽内，安装效率低。法兰通过螺栓连接时有密封失效的风险，且无法在300米以上的深水领域进行使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用300米水深以内以及300米水深以上的海管连接密封的海管连接密封组件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种海管连接密封组件，包括第一端分别用于连接在海管端部上的第一连接头和第二连接头、密封环；
所述第一接头的第二端与所述第二接头的第二端相对配合连接；所述密封环卡紧在所述第一接头和第二接头的连接处内侧，所述密封环的相对两端部分别与所述第一接头的第二端内周侧面和所述第二接头的第二端内周侧面接触配合。
优选地，所述第一接头的第二端端面设有凸缘，所述第二接头的第二端端面设有与所述凸缘相适配的凹槽；所述第一接头通过所述凸缘配合在所述凹槽中与所述第二接头相对配合连接。
优选地，所述第一接头的第二端端部设有径向向外凸出的第一台阶部，所述第二接头的第二端端部设有径向向外凸出的第二台阶部；在所述凸缘与所述凹槽相对配合后，所述第一台阶部和第二台阶部相接，形成所述第一接头和第二接头的连接处。
优选地，所述第一接头的第二端端部的内周侧面设有用于与所述密封环的一端部接触配合的第一斜面；所述第二接头的第二端端部的内周侧面设有用于与所述密封环的另一端部接触配合的第二斜面。
优选地，所述密封环包括环体、凸出设置在所述环体的外周侧面上的卡紧圈；
所述第一斜面设有内凹的卡槽，所述卡紧圈卡紧在所述卡槽内。
优选地，所述环体的相对两端的端部分别设有与所述第一斜面和第二斜面接触配合的倒角部。
优选地，所述卡紧圈上还设有数个沿其周向间隔分布的弹性凸齿；所述弹性凸齿的一端连接在所述卡紧圈上，另一端沿着所述卡紧圈的周向倾斜向外延伸。
优选地，所述卡紧圈上对应所述弹性凸齿的位置设有缺口，所述弹性凸齿可压合至所述缺口中。
优选地，所述凸缘的宽度自连接其所在的端面的一端到相对的另一端逐渐减小。
优选地，所述第一接头包括第一连接段、直径大于所述第一连接段的第一配合段、连接在所述第一连接段和第一配合段之间的第一过渡段；所述第一连接段形成所述第一接头的第一端，所述第一配合段形成所述第一接头的第二端；
所述第二接头包括第二连接段、直径大于所述第二连接段的第二配合段、连接在所述第二连接段和第二配合段之间的第二过渡段；所述第二连接段形成所述第二接头的第一端，所述第二配合段形成所述第二接头的第二端。
本发明的海管连接密封组件，用于海管的连接及实现海管连接时快速有效密封。其中，在第一接头和第二接头的对接同时可完成密封环在其中的密封动作，无需单独地在水下安装密封环操作，密封过程简单便捷。本发明不仅能在300米以内潜水领域由潜水员操作使用，也能在300米以上深水领域由ROV操作使用。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的海管连接密封组件的剖面结构示意图；
图2是图1中A部分所示的第一接头和第二接头连接处的放大结构示意；
图3是本发明一实施例的海管连接密封组件中第一接头的剖面结构示意图；
图4是本发明一实施例的海管连接密封组件中第二接头的剖面结构示意图；
图5是本发明一实施例的海管连接密封组件中密封环的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1、2所示，本发明一实施例的海管连接密封组件，包括可相对配合连接的第一接头10和第二接头20、密封环30。
第一接头10具有相对的第一端和第二端，第二接头20也具有相对的第一端和第二端。第一接头10的第一端和第二接头20的第一端分别用于连接在两个海管的端部上，第一接头10的第二端与第二接头20的第二端相对配合连接，从而将两个海管对接。密封环30卡紧在第一接头10和第二接头20的连接处内侧(内圈)，密封环30的相对两端部分别与第一接头10的第二端内周侧面和第二接头20的第二端内周侧面接触配合。
其中，第一接头10的第二端端面设有凸缘41，第二接头20的第二端端面设有与凸缘41相适配的凹槽42；第一接头10通过凸缘41配合在凹槽42中与第二接头20相对配合连接。
凸缘41和凹槽42的形状对应设置。优选地，将凸缘41设置为具有导向作用的结构，这样在第一接头10和第二接头20对接时起到一定的导向作用，能修正一定的接头连接误差，提高效率。本实施例中，如图1、2所示，凸缘41为梯形结构，即凸缘41的宽度自连接其所在的端面的一端到相对的另一端逐渐减小；凹槽42对应也为梯形槽。
进一步地，第一接头10的第二端端部的内周侧面设有第一斜面101，用于与密封环30的一端部接触配合；第二接头20的第二端端部的内周侧面设有第二斜面，用于与密封环30的另一端部接触配合，实现密封。第一斜面101相对于第一接头10的中心轴线向外倾斜，使得第一接头10的第二端端口呈现渐宽的喇叭口状。同理，第二斜面201相对于第二接头20的中心轴线向外倾斜，使得第二接头20的第二端端口也呈现渐宽的喇叭口状。
在第一接头10和第二接头20的连接处内侧，第一斜面101和第二斜面201相接，密封环30在第一斜面101和第二斜面201之间，两端部可分别与第一斜面101和第二斜面201抵接并分别形成过盈配合，实现密封环30端部和对应斜面之间的密封。
此外，第一接头10的第二端端部设有径向向外凸出的第一台阶部102，第二接头20的第二端端部设有径向向外凸出的第二台阶部202。在凸缘41与凹槽42相对配合后，第一台阶部102和第二台阶部202相接，形成第一接头10和第二接头20的连接处。
第一台阶部102在第一接头10上的凸出设置，第二台阶部202在第二接头20上的凸出设置，在第一接头10和第二接头20对接后，两个台阶部对接形成的连接处方便后续外部法兰卡合再进行连接锁紧。
第一斜面101设置在第一台阶部102的内周侧面上，第二斜面201设置在第二台阶部202。另外，本实施例中，凸缘41所在的端面也为第一台阶部102朝向第二接头20的端面，第一斜面101在第一台阶部102的内周侧面上并与凸缘41的内侧面相接；凹槽42所在的端面也为第二台阶部202朝向第一接头10的端面，第二斜面201在第二台阶部202的内周侧面上并位于凹槽42的一侧。
具体地，如图1、3所示，第一接头10可包括轴向相接的第一连接段11、第一过渡段12和第一配合段13。第一连接段11形成第一接头10的第一端，用于连接在海管的端部上。第一配合段13形成第一接头10的第二端，其直径大于第一连接段11的直径，用于与第二接头20对接；第一台阶部102和凸缘41分别形成在第一配合段13的端部和端面上。第一过渡段12连接在第一连接段11和第一配合段13之间；由于第一连接段11和第一配合段13的直径不等，该第一过渡段12的直径自一端到另一端逐渐增大。
如图1、4所示，第二接头20可包括轴向相接的第二连接段21、第二过渡段22和第二配合段23。第二连接段21形成第二接头20的第一端，用于连接在海管的端部上。第二配合段23形成第二接头20的第二端，其直径大于第二连接段23，用于与第一接头10的第一配合段13对接；第二台阶部202和凹槽42分别形成在第二配合段23的端部和端面上。第二过渡段22连接在第二连接段21和第二配合段23之间；由于第二连接段21和第二配合段23的直径不等，该第二过渡段22的直径自一端到另一端逐渐增大。
如图1、2、5所示，密封环30卡紧在第一接头10和第二接头20的连接处内侧(内圈)，并且通过密封环30相对两端部分别与第一接头10的第二端内周侧面和第二接头20的第二端内周侧面接触配合实现密封。
密封环30可包括环体31、凸出设置在环体31的外周侧面上的卡紧圈32。卡紧圈32在环体31外周侧面上的凸出设置，可将环体31分成轴向相接的两段。在第一接头10和第二接头20的连接处内侧，环体31的两段分别对应第一斜面101和第二斜面201，如图2中所示。
对应密封环30的卡紧圈32，第一斜面101上设有内凹的卡槽103，卡紧圈32卡紧在卡槽103内，实现密封环30在连接处内侧的卡紧。
为了与第一斜面101和第二斜面201之间的密封，环体31的相对两端的端部(也为环体31两段的两个端部)分别设有倒角部310，两个倒角部310分别与第一斜面101和第二斜面201接触配合。倒角部310优选为圆弧倒角。
安装时，密封环30可通过卡紧圈32和卡槽103的配合固定在第一接头10内侧，密封环30的一端部和第一斜面101抵接。再通过第二接头20和第一接头10对接同时将第二接头20内侧的第二斜面201和密封环30的另一端部抵接，实现密封环30在第一接头10和第二接头20内侧的密封。
进一步地，卡紧圈32上还设有数个沿其周向间隔分布的弹性凸齿33。弹性凸齿33的一端连接在卡紧圈32上，另一端沿着卡紧圈32的周向倾斜向外延伸。在卡槽103内，弹性凸齿33与卡槽103的底面相抵。
卡紧圈32上对应弹性凸齿33的位置设有缺口34，弹性凸齿33可压合至缺口34中。本实施例中，弹性凸齿33由在卡紧圈32上切出，经切割形成的弹性凸齿33的一端从卡紧圈32上分开后，其原在卡紧圈32上的位置形成缺口34。当将弹性凸齿33压合到缺口34内后，其可与卡紧圈32形成外周侧面完整的环形结构。
根据需要，如图1所示，本发明的海管连接密封组件还可包括可相对配合的两个外部法兰50、至少一组锁紧组件60。两个外部法兰50分别用于配合在第一接头10和第二接头20上，锁紧组件60用于穿设在两个外部法兰50之间，将两个外部法兰50锁紧在一起。锁紧组件60可包括配合的螺栓和螺母等。具体地，一外部法兰50用于配合在第一接头10的第一台阶部102的外周上，另一外部法兰50用于配合在第二接头20的第二台阶部202上。
本发明的海管连接密封组件中使用时，首先将第一接头10和第二接头20的第一端分别配合在海管端部上并通过焊接进行固定。将密封环30上的弹性凸齿33压入卡紧圈32的缺口34中后，将该密封环30放入第一接头10的内侧，将卡紧圈32卡入卡槽103中，弹性凸齿33弹开使密封环30固定在第一接头10上，此时密封环30的一端部与第一斜面101接触并形成过盈配合，密封环30的该端部与第一斜面101的接触位置发生轻微变形，达到密封效果。然后将第一接头10的凸缘41卡入第二接头20的凹槽42内，使第一接头10和第二接头20的第二端连接。
最后，将两个外部法兰50分别卡合在第一接头10和第二接头20的第二端端部上并相对配合，通过锁紧组件60穿设在两个外部法兰之间将两个外部法兰锁紧。在锁紧时，可驱使密封环30的另一端部与第二斜面201的接触形成过盈配合，密封环30的该端部与第二斜面201的接触位置发生轻微变形，达到密封效果。至此可完成两个海管的连接及密封。
上述第一接头10和第二接头20的对接、外部法兰50的安装等可以由潜水员操作，也可由ROV操作，从而不仅适用于300米以内水深海管的连接，还适用于300米以上深水领域的海管连接，解决了300米以上深水领域海管连接处密封难题。
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 (10)
1.一种海管连接密封组件，其特征在于，包括第一端分别用于连接在海管端部上的第一连接头和第二连接头、密封环；
所述第一接头的第二端与所述第二接头的第二端相对配合连接；所述密封环卡紧在所述第一接头和第二接头的连接处内侧，所述密封环的相对两端部分别与所述第一接头的第二端内周侧面和所述第二接头的第二端内周侧面接触配合。
2.根据权利要求1所述的海管连接密封组件，其特征在于，所述第一接头的第二端端面设有凸缘，所述第二接头的第二端端面设有与所述凸缘相适配的凹槽；所述第一接头通过所述凸缘配合在所述凹槽中与所述第二接头相对配合连接。
3.根据权利要求2所述的海管连接密封组件，其特征在于，所述第一接头的第二端端部设有径向向外凸出的第一台阶部，所述第二接头的第二端端部设有径向向外凸出的第二台阶部；在所述凸缘与所述凹槽相对配合后，所述第一台阶部和第二台阶部相接，形成所述第一接头和第二接头的连接处。
4.根据权利要求2所述的海管连接密封组件，其特征在于，所述第一接头的第二端端部的内周侧面设有用于与所述密封环的一端部接触配合的第一斜面；所述第二接头的第二端端部的内周侧面设有用于与所述密封环的另一端部接触配合的第二斜面。
5.根据权利要求4所述的海管连接密封组件，其特征在于，所述密封环包括环体、凸出设置在所述环体的外周侧面上的卡紧圈；
所述第一斜面设有内凹的卡槽，所述卡紧圈卡紧在所述卡槽内。
6.根据权利要求5所述的海管连接密封组件，其特征在于，所述环体的相对两端的端部分别设有与所述第一斜面和第二斜面接触配合的倒角部。
7.根据权利要求5所述的海管连接密封组件，其特征在于，所述卡紧圈上还设有数个沿其周向间隔分布的弹性凸齿；所述弹性凸齿的一端连接在所述卡紧圈上，另一端沿着所述卡紧圈的周向倾斜向外延伸。
8.根据权利要求7所述的海管连接密封组件，其特征在于，所述卡紧圈上对应所述弹性凸齿的位置设有缺口，所述弹性凸齿可压合至所述缺口中。
9.根据权利要求2所述的海管连接密封组件，其特征在于，所述凸缘的宽度自连接其所在的端面的一端到相对的另一端逐渐减小。
10.根据权利要求1-9任一项所述的海管连接密封组件，其特征在于，所述第一接头包括第一连接段、直径大于所述第一连接段的第一配合段、连接在所述第一连接段和第一配合段之间的第一过渡段；所述第一连接段形成所述第一接头的第一端，所述第一配合段形成所述第一接头的第二端；
所述第二接头包括第二连接段、直径大于所述第二连接段的第二配合段、连接在所述第二连接段和第二配合段之间的第二过渡段；所述第二连接段形成所述第二接头的第一端，所述第二配合段形成所述第二接头的第二端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |