CN111058785B - 一种适用于管汇连接的可调式连接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于管汇连接的可调式连接装置,包括连接法兰Ⅰ,连接法兰Ⅰ的上端面与平板阀固定连接,并通过嵌装在连接法兰Ⅰ上端面的金属密封垫环实现与平板阀之间的密封;连接法兰Ⅰ的下端面通过调节螺柱和调节螺母与连接法兰Ⅱ的下端法兰面连接,调节驱动套嵌装在连接法兰Ⅰ内部下部,连接法兰Ⅱ上部伸入连接法兰Ⅰ的内部并通过调节驱动套固接连接法兰Ⅰ,连接法兰Ⅰ、连接法兰Ⅱ与调节驱动套上端之间的空隙内嵌装内金属密封环和外金属密封环实现密封;连接法兰Ⅱ的下端法兰面上开设有与三通阀块的出口进行连接的连接螺柱孔,可根据管汇阀门之间的距离及法兰金属垫环密封挤压变形需要的变形量进行接头长度调节。

Description

一种适用于管汇连接的可调式连接装置
技术领域
本发明属于石油天然气钻采管汇连接设备技术领域,涉及一种适用于管汇连接的可调式连接装置。
背景技术
在石油、天然气钻井过程中,井筒内的泥浆一旦被地层流体所浸污,就会造成泥浆静液柱压力低于地层压力,导致溢流发生,这时需要通过调节井控系统管汇上的阀门,控制回压,维持稳定的井底压力。
井控系统管汇主要由平板阀、阀块及法兰短节等组成,现场作业过程中,由于管汇流体压力高,通常35MPa以上,管汇各接口之间的连接普遍采用的是法兰金属垫环密封形式,该密封生效需要通过挤压金属密封产生一定的变形,才能保证密封效果的可靠,因此常规法兰短节连接常采用现场配焊的方式,先将两端法兰与管汇上的阀门或阀块连接后,然后将中间短节与法兰焊接在一起并需要对焊缝进行现场探伤检测,该作业方式需在现场进行焊接,费时费力且存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于管汇连接的可调式连接装置,解决了现有技术中存在的常规法兰短节连接需在现场进行焊接,费时费力且存在一定的安全隐患,无法精确满足两端法兰金属垫环密封连接的问题。
本发明所采用的技术方案是,一种适用于管汇连接的可调式连接装置,包括连接法兰Ⅰ,连接法兰Ⅰ的上端面与平板阀固定连接,并通过嵌装在连接法兰Ⅰ上端面的金属密封垫环实现与平板阀之间的密封;连接法兰Ⅰ的下端面通过调节螺柱和调节螺母与连接法兰Ⅱ的下端法兰面连接,调节驱动套嵌装在连接法兰Ⅰ内部下部且位于连接法兰Ⅰ和连接法兰Ⅱ之间,连接法兰Ⅱ上部伸入连接法兰Ⅰ的内部并通过调节驱动套固接连接法兰Ⅰ,连接法兰Ⅰ、连接法兰Ⅱ与调节驱动套上端之间的空隙内嵌装内金属密封环和外金属密封环实现密封;连接法兰Ⅱ的下端法兰面上开设有与三通阀块的出口进行连接的连接螺柱孔。
本发明的特点还在于:
连接法兰Ⅰ的上端面通过法兰连接螺柱和法兰连接螺母与平板阀固定连接。
连接法兰Ⅱ上部外圆上设置有调节外螺纹,调节驱动套内部设置有与调节外螺纹相配合的调节内螺纹,调节驱动套与连接法兰Ⅱ之间螺纹连接。
内金属密封环和外金属密封环为内外分体式斜面金属密封结构。
连接法兰Ⅰ、连接法兰Ⅱ与调节驱动套上端之间的空隙内嵌装的内金属密封环下端还装有下密封支撑环,外金属密封环上端还装有上密封支撑环。
连接法兰Ⅱ为圆柱形台阶式结构,连接法兰Ⅱ的下端法兰面设有安装调节螺柱的螺栓孔,通过调节螺柱和调节螺母与连接法兰Ⅰ连接,连接法兰Ⅱ的底面设有金属密封垫环密封槽,连接法兰Ⅱ的上部外圆还嵌装有非金属密封圈,实现当高压。
调节驱动套的下部开设有驱动孔。
一种用于石油天然气开采的井控系统管汇连接装置,包括防喷器,防喷器的上端固接上钻井四通,防喷器的下端固接下钻井四通,上钻井四通、下钻井四通的一侧依次固接平板阀、三通阀块及平板阀,可调式接头,上钻井四通、下钻井四通的侧出口固接三通阀块之间从上向下依次连接平板阀和可调式接头,通过可调式接头调节两端长度,可调式接头为上述一种适用于管汇连接的可调式连接装置。
本发明的有益效果是:本发明可根据管汇阀门之间的距离及法兰金属垫环密封挤压变形需要的变形量进行接头长度调节,解决了现有技术中存在的常规法兰短节连接需在现场进行焊接,费时费力且存在一定的安全隐患,无法精确满足两端法兰金属垫环密封连接的问题,保证了管汇各法兰连接处的密封有效性。
附图说明
图1是本发明一种适用于管汇连接的可调式连接装置的结构示意图;
图2是本发明一种适用于管汇连接的可调式连接装置的初始状态剖视图;
图3是本发明一种适用于管汇连接的可调式连接装置调节伸长状态的剖视图;
图4是将本发明一种适用于管汇连接的可调式连接装置用于石油天然气开采的井控系统管汇连接装置的结构示意图。
图中,1.上钻井四通,2.平板阀,3.三通阀块,4.可调式接头,5.下钻井四通,6.连接法兰Ⅰ,7.调节螺柱,8.调节螺母,9.调节驱动套,10.驱动孔,11.连接法兰Ⅱ,12.金属垫环密封槽,13.流道入口,14.调节外螺纹,15.调节内螺纹,16.下密封支撑环,17.内金属密封环,18.外金属密封环,19.上密封支撑环,20.法兰连接螺柱,21.流道出口,22.法兰连接螺母,23.金属密封垫环,24.非金属密封圈,25.连接螺柱孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种适用于管汇连接的可调式连接装置,如图1、2和3所示,一种适用于管汇连接的可调式连接装置,包括连接法兰Ⅰ6,连接法兰Ⅰ6的上端面与平板阀2固定连接,并通过法兰端面挤压嵌装在连接法兰Ⅰ6上端面的金属密封垫环23实现与平板阀2之间的密封;连接法兰Ⅰ6的下端面通过调节螺柱7和调节螺母8与连接法兰Ⅱ11的下端法兰面连接,调节螺母8可根据法兰连接接头的调节距离进行移动;调节驱动套9嵌装在连接法兰Ⅰ6内部下部且位于连接法兰Ⅰ6和连接法兰Ⅱ11之间,连接法兰Ⅱ11上部伸入连接法兰Ⅰ6的内部并通过调节驱动套9固接连接法兰Ⅰ6,连接法兰Ⅰ6、连接法兰Ⅱ11与调节驱动套9上端之间的空隙内嵌装内金属密封环17和外金属密封环18实现密封;连接法兰Ⅱ11的下端法兰面上开设有与三通阀块3的出口进行连接的连接螺柱孔25。
如图2和3所示,连接法兰Ⅰ6的上端面通过法兰连接螺柱20和法兰连接螺母22与平板阀2固定连接。
连接法兰Ⅱ11上部外圆上设置有调节外螺纹14,调节驱动套9内部设置有与调节外螺纹14相配合的调节内螺纹15,调节驱动套9与连接法兰Ⅱ11之间螺纹连接。
内金属密封环17和外金属密封环18为内外分体式斜面金属密封结构。
连接法兰Ⅰ6、连接法兰Ⅱ11与调节驱动套9上端之间的空隙内嵌装的内金属密封环17下端还装有下密封支撑环16,外金属密封环18上端还装有上密封支撑环19,通过调节驱动套9的旋转挤压使金属密封生效。
连接法兰Ⅱ11为圆柱形台阶式结构,连接法兰Ⅱ11的下端法兰面设有安装调节螺柱7的螺栓孔,通过调节螺柱7和调节螺母8与连接法兰Ⅰ6连接,连接法兰Ⅱ11的底面设有金属密封垫环密封槽12,连接法兰Ⅱ11的上部外圆还嵌装有非金属密封圈24,形成了连接法兰Ⅰ6和连接法兰Ⅱ11之间的空隙的金属与非金属两道密封,保证了当高压。
调节驱动套9的下部开设有驱动孔10,当需要调节法兰接头的长度时将工具插入驱动孔10进行转动,使调节驱动套9沿着连接法兰Ⅱ11圆柱面进行移动。
石油天然气开采过程中,需在井口安装井控装置以防止井内压力过高导致井喷事故的发生,如图4所示,一种用于石油天然气开采的井控系统管汇连接装置,包括防喷器,防喷器的上端固接上钻井四通1,防喷器的下端固接下钻井四通5,上钻井四通1、下钻井四通5的一侧依次固接平板阀2、三通阀块3及平板阀2,可调式接头4,上钻井四通1、下钻井四通5的侧出口固接三通阀块3之间从上向下依次连接平板阀2和可调式接头4,通过可调式接头4调节两端长度,可调式接头4为上述一种适用于管汇连接的可调式连接装置,实现了两端的法兰精确连接,避免了常规法兰接头为保证两端法兰面的金属密封效果而采用的法兰与中间短节现场配焊的方式。
本发明一种适用于管汇连接的可调式连接装置,其工作过程如下:
现场管汇连接过程中,可调式法兰连接接头还没调节到合适长度时,连接法兰Ⅰ6和连接法兰Ⅱ11之间起到连接作用的调节螺柱7、调节螺母8先不安装,通过将工具插入驱动孔10进行转动,使调节驱动套9沿着连接法兰Ⅱ11圆柱面进行移动,驱动套9的调节内螺纹15与连接法兰Ⅱ11上的调节外螺纹14配合向上移动,挤压内金属密封环17、外金属密封环18密封生效并推动连接法兰Ⅰ6向上移动,直至连接法兰Ⅰ6的上端面与平板阀2接触,将法兰连接螺柱20、法兰连接螺母22固定连接好后,再将调节螺柱7、调节螺母8固定安装以保证连接法兰Ⅰ6与连接法兰Ⅱ11的连接可靠。
本发明一种适用于管汇连接的可调式连接装置,其优点在于:本发明可根据管汇阀门之间的距离及法兰金属垫环密封挤压变形需要的变形量进行接头长度调节,解决了现有技术中存在的常规法兰短节连接需在现场进行焊接,费时费力且存在一定的安全隐患,无法精确满足两端法兰金属垫环密封连接的问题,保证了管汇各法兰连接处的密封有效性。

Claims (5)

1.一种适用于管汇连接的可调式连接装置,其特征在于,包括连接法兰Ⅰ(6),连接法兰Ⅰ(6)的上端面与平板阀(2)固定连接,并通过嵌装在连接法兰Ⅰ(6)上端面的金属密封垫环(23)实现与平板阀(2)之间的密封;连接法兰Ⅰ(6)的下端面通过调节螺柱(7)和调节螺母(8)与连接法兰Ⅱ(11)的下端法兰面连接,调节驱动套(9)嵌装在连接法兰Ⅰ(6)内部下部且位于连接法兰Ⅰ(6)和连接法兰Ⅱ(11)之间,连接法兰Ⅱ(11)上部伸入连接法兰Ⅰ(6)的内部并通过调节驱动套(9)固接连接法兰Ⅰ(6),连接法兰Ⅰ(6)、连接法兰Ⅱ(11)与调节驱动套(9)上端之间的空隙内嵌装内金属密封环(17)和外金属密封环(18)实现密封;所述连接法兰Ⅱ(11)的下端法兰面上开设有与三通阀块(3)的出口进行连接的连接螺柱孔(25);
所述连接法兰Ⅱ(11)上部外圆上设置有调节外螺纹(14),所述调节驱动套(9)内部设置有与调节外螺纹(14)相配合的调节内螺纹(15),所述调节驱动套(9)与连接法兰Ⅱ(11)之间螺纹连接;
所述内金属密封环(17)和外金属密封环(18)为内外分体式斜面金属密封结构;
所述连接法兰Ⅱ(11)为圆柱形台阶式结构,所述连接法兰Ⅱ(11)的下端法兰面设有安装调节螺柱(7)的螺栓孔,通过所述调节螺柱(7)和调节螺母(8)与连接法兰Ⅰ(6)连接,所述连接法兰Ⅱ(11)的底面设有金属密封垫环密封槽(12),所述连接法兰Ⅱ(11)的上部外圆还嵌装有非金属密封圈(24),形成了连接法兰Ⅰ(6)和连接法兰Ⅱ(11)之间的空隙的金属与非金属两道密封。
2.根据权利要求1所述的一种适用于管汇连接的可调式连接装置,其特征在于,所述连接法兰Ⅰ(6)的上端面通过法兰连接螺柱(20)和法兰连接螺母(22)与平板阀(2)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于管汇连接的可调式连接装置,其特征在于,所述连接法兰Ⅰ(6)、连接法兰Ⅱ(11)与调节驱动套(9)上端之间的空隙内嵌装的内金属密封环(17)下端还装有下密封支撑环(16),外金属密封环(18)上端还装有上密封支撑环(19)。
4.根据权利要求1所述的一种适用于管汇连接的可调式连接装置,其特征在于,所述调节驱动套(9)的下部开设有驱动孔(10)。
5.一种用于石油天然气开采的井控系统管汇连接装置,其特征在于,包括防喷器,防喷器的上端固接上钻井四通(1),防喷器的下端固接下钻井四通(5),所述上钻井四通(1)的一侧依次固接平板阀(2)、三通阀块(3)、平板阀(2)及可调式接头(4),所述下钻井四通(5)的一侧依次固接平板阀(2)、三通阀块(3)及可调式接头(4),所述上钻井四通(1)、下钻井四通(5)的侧出口固接的三通阀块(3)之间从上向下依次连接平板阀(2)和可调式接头(4),通过可调式接头(4)调节两端长度,所述可调式接头(4)为权利要求1至4任意一项所述的一种适用于管汇连接的可调式连接装置。
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