CN113669527B - 一种管道错位连接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油化工储运工程管道安装的技术领域，更具体地，涉及一种管道错位连接装置及方法，通过测量上游管道与下游管道的偏差错位量，选择管道错位连接装置的规格，使管道错位连接装置能满足同时连接上游管道和下游管道，并计算所需连接管的数量及整个管道错位连接装置的长度，然后对下游管道进行切短或补长，使上游管道与下游管道的距离与整个管道错位连接装置的长度相同，再安装第一法兰、第二法兰和若干连接管，并利用紧固组件将第一法兰、第二法兰和若干连接管的连接固定，最后分别将第一法兰、第二法兰与上游管道、下游管道焊接。本发明可根据管道错位量选择连接管的数量，对相互错位的管道进行连接。

Description

一种管道错位连接装置及方法

技术领域

本发明涉及石油化工储运工程管道安装的技术领域，更具体地，涉及一种管道错位连接装置及方法。

背景技术

目前，硬质管道输送是最重要且普遍的油气输送方式，管道的作用在于连接两个介质处理单元，在工程项目中，由于设备和管道的制作和安装都存在误差，管道与预留口连接时往往存在着一定的偏差错位量。比如在外输立管在安装过程中，会因为平台组块一侧管道的安装工艺、固定结构的制造安装精度等因素的影响，导致其与导管架一侧的预留管道口连接时存在较大偏差错位。传统的解决方式便是用辅助设备进行生拉硬拽，并强行拧紧螺栓来实现法兰的连接。然而这会使管道母材和连接螺栓中产生较大的剪切应力，对管道造成很大伤害，存在很大的安全隐患。如应力达到螺栓能承受的极限，很可能致使螺栓失效破坏，进而导致管道安装失败，造成严重的事故。如果管道的偏差错位量太大，应力超出承受极限，还会使得管道无法安装，进而需重新预制管道。这会增加切割、焊接、打磨、刷漆等一系列工作流程，这也进一步增大了管道母材损坏的风险。

中国专利CN213018212U公开了一种管道对接装置，包括第一法兰、第二法兰、设于所述第一法兰与所述第二法兰之间的连接管、垫于所述第二法兰与所述连接管端面之间的弹性支撑垫以及紧固连接所述第一法兰与所述第二法兰的若干紧固组件，所述连接管与所述第一法兰相连，所述弹性支撑垫远离所述连接管的一面与所述第二法兰贴合，且所述弹性支撑垫对应所述第二法兰的法兰孔的位置设有流体通道。该方案通过弹性支撑垫的弹性形变改变调整第一法兰与第二法兰之间的相对位置，使第一法兰的轴线与第二法兰的轴线发生一定夹角的偏移，再通过若干紧固组件对第一法兰与第二法兰的偏移位置进行紧固连接，以在轴线偏心或存在夹角的两根管道产生对接偏差情况下，实现轴线偏心或存在夹角的两根管道的快速对接相连，但是该方案中，受限于弹性支撑垫的大小，无法实现较大错位量的管道连接。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种管道错位连接装置及方法，可根据管道错位量选择连接管的数量，对相互错位的管道进行连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种管道错位连接装置，用于连接错位的上游管道和下游管道，包括与上游管道连接的第一法兰、与下游管道连接的第二法兰、连接于所述第一法兰与第二法兰之间的若干连接管以及紧固连接所述第一法兰与所述第二法兰的若干紧固组件，所述连接管为倾斜设置的圆管状结构，且连接管的中心轴线与上游管道的中心轴线或下游管道的中心轴线具有夹角。

本发明的管道错位连接装置，第一法兰和第二法兰分别与上游管道和下游管道连接，若干连接管将第一法兰和第二法兰连接，其中，连接管为倾斜设置的圆管状结构，且连接管的中心轴线与上游管道的中心轴线或下游管道的中心轴线具有夹角，以将错位的上游管道与下游管道连接，当错位偏差量增大时，可增加连接管的数量，使由若干连接管组成的整体的两端分别与第一法兰和第二法兰连接，进而将错位的上游管道与下游管道连接；当错位偏差量减小时，可减少连接管的数量，使由若干连接管组成的整体的两端分别与第一法兰和第二法兰连接，进而将错位的上游管道与下游管道连接。本发明可根据实际上游管道与下游管道的错位偏差量，选择连接管的数量，对相互错位的管道进行连接。

进一步地，所述第一法兰包括第一承接部、第一法兰盘和第一连接部，所述第一承接部和第一连接部分别连接设置于所述第一法兰盘的两侧，所述第二法兰包括第二承接部、第二法兰盘和第二连接部，所述第二承接部和第二连接部分别连接设置于所述第二法兰盘的两侧，所述第一承接部与上游管道连接，所述第二承接部与下游管道连接，所述第一连接部和第二连接部分别与连接管连接，且所述第一承接部、第一法兰盘、第一连接部、若干连接管、第二连接部、第二法兰盘和第二承接部依次连通。

进一步地，所述连接管与所述第一法兰、第二法兰通过密封组件密封连接。

进一步地，所述密封组件包括设于所述第一连接部的第一密封环、设于所述第二连接部的第二密封槽、设于所述连接管的一端与所述第一密封环配合的第一密封槽及设于所述连接管的另一端与所述第二密封槽配合的第二密封环，所述第一密封环与第二密封环的结构一致，所述第一密封槽与第二密封槽的结构一致，分别位于相邻连接管的第一密封槽与第二密封环配合连接。

进一步地，所述紧固组件包括紧固螺栓和紧固螺母，所述第一法兰盘开设有若干第一通孔，所述第二法兰盘开设有若干与所述第一通孔一一对应的第二通孔，所述紧固螺栓穿过所述第一通孔、第二通孔与所述紧固螺母连接。

进一步地，所述第一通孔和第二通孔均为长条孔。

进一步地，还包括调节组件，所述调节组件包括调节螺杆、限位块和限位螺母，所述紧固螺栓穿设于所述限位块，所述调节螺杆沿所述连接管的周向设置，所述调节螺杆的一端与连接管连接，所述调节螺杆的另一端穿过所述限位块与限位螺母螺纹连接，且所述限位螺母紧贴所述限位块，所述紧固螺栓、调节螺杆均与所述限位块螺纹连接。

本发明还提供一种管道错位连接方法，应用于上述的管道错位连接装置，包括以下步骤：

S1：测量上游管道与下游管道的偏差错位量；

S2：根据偏差错位量，选择管道错位连接装置的规格并计算所需连接管的数量及整个管道错位连接装置的长度；

S3：根据整个管道错位连接装置的长度，对下游管道进行切短或补长，使上游管道与下游管道的距离与整个管道错位连接装置的长度相同；

S4：在第一法兰、第二法兰之间安装若干连接管，并利用紧固组件将第一法兰和第二法兰固定连接；

S5：分别将第一法兰、第二法兰与上游管道、下游管道焊接。

本发明的管道错位连接方法，通过测量上游管道与下游管道的偏差错位量，选择管道错位连接装置的规格，使管道错位连接装置能满足同时连接上游管道和下游管道，并计算所需连接管的数量及整个管道错位连接装置的长度，然后对下游管道进行切短或补长，使上游管道与下游管道的距离与整个管道错位连接装置的长度相同，再安装第一法兰、第二法兰和若干连接管，通过紧固组件将第一法兰与第二法兰连接，最后分别将第一法兰、第二法兰与上游管道、下游管道焊接，即可实现错位的上游管道与下游管道的连接。本发明可根据实际上游管道与下游管道的错位偏差量，选择连接管的数量，对相互错位的管道进行连接。

优选地，步骤S4中，利用紧固组件将第一法兰和第二法兰固定连接前，需要利用调节组件对连接管进行限位。

优选地，步骤S5中，需要对第一法兰与上游管道、第二法兰与下游管道之间的焊接进行无损检测，确保焊接安装质量。

本发明的管道错位连接装置及方法与背景技术相比，产生的有益效果为：

可根据管道错位量选择连接管的数量，对相互错位的管道进行连接。

附图说明

图1为本发明实施例中管道错位连接装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中长条孔对管道的错位偏差量进行补偿的示意图；

附图中：1-第一法兰；11-第一承接部；12-第一法兰盘；121-第一通孔；13-第一连接部；2-第二法兰；21-第二承接部；22-第二法兰盘；221-第二通孔；23-第二连接部；3-连接管；4-密封组件；41-第一密封环；42-第一密封槽；43-第二密封环；44-第二密封槽；5-紧固组件；51-紧固螺栓；52-紧固螺母；6-调节组件；61-调节螺杆；62-限位块；63-限位螺母。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图1、图2所示，一种管道错位连接装置，用于连接错位的上游管道和下游管道，包括与上游管道连接的第一法兰1、与下游管道连接的第二法兰2、连接于第一法兰1与第二法兰2之间的若干连接管3以及紧固连接第一法兰1与第二法兰2的若干紧固组件5，连接管3为倾斜设置的圆管状结构，且连接管3的中心轴线与上游管道的中心轴线或下游管道的中心轴线具有夹角。连接管3与第一法兰1、第二法兰2通过密封组件4密封连接。

上述的管道错位连接装置，第一法兰1和第二法兰2分别与上游管道和下游管道连接，若干连接管3将第一法兰1和第二法兰2连接，其中，连接管3为倾斜设置的圆管状结构，且连接管3的中心轴线与上游管道的中心轴线或下游管道的中心轴线具有夹角，以将错位的上游管道与下游管道连接，当错位偏差量增大时，可增加连接管3的数量，使由若干连接管3组成的整体的两端分别与第一法兰1和第二法兰2连接，；当错位偏差量减小时，可减少连接管3的数量，使由若干连接管3组成的整体的两端分别与第一法兰1和第二法兰2连接，进而将错位的上游管道与下游管道连接。本实施例可根据实际上游管道与下游管道的错位偏差量，选择连接管3的数量，对相互错位的管道进行连接。

具体地，连接管3的中心轴线与上游管道的中心轴线或下游管道的中心轴线之间的夹角为45°，且连接管3的顶部与底部为尺寸一致的椭圆形结构，以方便加工生产，且当连接管3的数量为一个以上时，相邻两个连接管3可方便地连接安装。

如图1、图2所示，第一法兰1包括第一承接部11、第一法兰盘12和第一连接部13，第一承接部11和第一连接部13分别连接设置于第一法兰盘12的两侧，第二法兰2包括第二承接部21、第二法兰盘22和第二连接部23，第二承接部21和第二连接部23分别连接设置于第二法兰盘22的两侧，第一承接部11与上游管道连接，第二承接部21与下游管道连接，第一连接部13和第二连接部23分别与连接管3连接，且第一承接部11、第一法兰盘12、第一连接部13、若干连接管3、第二连接部23、第二法兰盘22和第二承接部21依次连通。具体地，第一承接部11与上游管道焊接，第二承接部21与下游管道焊接，若干连接管3依次连接，位于首末两端的连接管3分别与第一连接部13、第二连接部23连接。

如图1、图2所示，连接管3与第一法兰1、第二法兰2通过密封组件4密封连接，具体地，密封组件4包括设于第一连接部13的第一密封环41、设于第二连接部23的第二密封槽44、设于连接管3的一端与第一密封环41配合的第一密封槽42及设于连接管3的另一端与第二密封槽44配合的第二密封环43，第一密封环41与第二密封环43的结构一致，第一密封槽42与第二密封槽44的结构一致，分别位于相邻连接管3的第一密封槽42与第二密封环43配合连接。实施时，第一密封环41与第一密封槽42配合时，第一密封环41与第一密封槽42的壁面接触并压紧，产生强制性密封作用；第二密封环43与第二密封槽44配合时，第二密封环43与第二密封槽44的壁面接触并压紧，产生强制性密封作用，此时，连接管3的数量可为若干个。需要说明的是，可在第一连接部13设第一密封环41，在第二连接部23设第二密封环43，连接管3的两端分别设置与第一密封环41配合的第一密封槽42、与第二密封环43配合的第二密封槽44，此时连接管3的数量为一个；或可在第一连接部13设第一密封槽42，在第二连接部23设第二密封槽44，连接管3的两端分别设置与第一密封槽42配合的第一密封环41、与第二密封槽44配合的第二密封环43，此时，连接管3的数量为一个；或可在第一连接部13设第一密封槽42，在第二连接部23设第二密封环43，连接管3的一端设置与第一密封槽42配合的第一密封环41，连接管3的另一端设置与第二密封环43配合的第二密封槽44，此时，连接管3的数量可为若干个。

如图1、图2所示，紧固组件5包括紧固螺栓51和紧固螺母52，第一法兰盘12开设有若干第一通孔121，第二法兰盘22开设有若干与第一通孔121一一对应的第二通孔221，紧固螺栓51穿过第一通孔121、第二通孔221与紧固螺母52连接，当拧紧紧固螺母52，可将第一法兰盘12与第二法兰盘22的连接诶固定，进而将第一法兰1、第二法兰2及若干连接管3的连接固定。

如图2所示，第一法兰盘12和第二法兰盘22均呈矩形，第一通孔121为沿着第一法兰盘12的长边延伸的长条孔，第二通孔221为沿着第一法兰盘12的边延伸的长条孔，长条孔的长度大于紧固螺栓51的杆部的外径，且第一通孔121和第二通孔221的数量根据相互错位的管道的公称直径和公称压力决定，实施时，以第一法兰1、第二法兰2和连接管3对管道偏差错位量进行补偿，并以长条孔配合紧固螺栓51用于实际偏差错位量的调节，进一步对管道的偏差错位量进行补偿。

如图1、图2所示，还包括调节组件6，调节组件6包括调节螺杆61、限位块62和限位螺母63，紧固螺栓51穿设于限位块62，调节螺杆61沿连接管3的周向设置，调节螺杆61的一端与连接管3连接，调节螺杆61的另一端穿过限位块62与限位螺母63螺纹连接，且限位螺母63紧贴限位块62，紧固螺栓51、调节螺杆61均与限位块62螺纹连接。具体地，连接管3外壁设有若干与调节螺杆61配合的螺纹孔，将第一法兰1、第二法兰2与若干连接管3安装连接，将调节螺杆61与限位块62螺纹连接，利用紧固螺栓51依次穿过第一通孔121、限位块62和第二通孔221，使限位块62与紧固螺栓51相对转动，限位块62可沿着紧固螺栓51上下移动以对调节螺杆61的高度进行限定，将调节螺杆61的一端通过螺纹孔连接于连接管3，转动调节螺杆61，由于限位块62与紧固螺栓51连接，此时限位块62与紧固螺栓51相对固定，调节螺杆61压紧连接管3，第一密封环41与第一密封槽42的壁面接触并压紧，第二密封环43与第二密封槽44的壁面接触并压紧，产生强制性密封作用，从调节螺杆61的另一端拧入限位螺母63，并将限位螺母63上紧，使限位螺母63紧贴限位块62，对连接管3进行限位，再从紧固螺栓51的一端拧入紧固螺母52并拧紧紧固螺母52，将第一法兰1、第二法兰2与若干连接管3的连接固定。

实施例二

一种管道错位连接方法，应用于上述的管道错位连接装置，包括以下步骤：S1：测量上游管道与下游管道的偏差错位量；

S2：根据偏差错位量，选择管道错位连接装置的规格并计算所需连接管3的数量及整个管道错位连接装置的长度；

S3：根据整个管道错位连接装置的长度，对下游管道进行切短或补长，使上游管道与下游管道的距离与整个管道错位连接装置的长度相同；

S4：在第一法兰1、第二法兰2之间安装若干连接管3，并利用紧固组件5将第一法兰1和第二法兰2固定连接；

S5：分别将第一法兰1、第二法兰2与上游管道、下游管道焊接。

上述的管道错位连接方法，通过测量上游管道与下游管道的偏差错位量，选择管道错位连接装置的规格，使管道错位连接装置能满足同时连接上游管道和下游管道，并计算所需连接管3的数量及整个管道错位连接装置的长度，然后对下游管道进行切短或补长，使上游管道与下游管道的距离与整个管道错位连接装置的长度相同，再安装第一法兰1、第二法兰2和若干连接管3，通过紧固组件5将第一法兰1与第二法兰2连接，最后分别将第一法兰1、第二法兰2与上游管道、下游管道焊接，即可实现错位的上游管道与下游管道的连接。本实施例可根据实际上游管道与下游管道的错位偏差量，选择连接管3的数量，对相互错位的管道进行连接。

步骤S4中，第一法兰1、第二法兰2与若干连接管3之间的连接关系为：先用点焊的焊接方式，将第一法兰1与上游管道、第二法兰2与下游管道安装连接，第一法兰1、第二法兰2分别设有第一密封环41和第二密封槽44，连接管3的一端设有与第一密封环41对应的第一密封槽42，连接管3的另一端设有与第二密封槽44对应的第二密封环43，第一密封环41与第二密封环43的结构一致，第一密封槽42与第二密封槽44的结构一致，位于相邻连接管3的第一密封槽42与第二密封环43对应连接。当连接管3的数量为一个时，连接管3一端的第一密封槽42与第一密封环41配合，连接管3另一端的第二密封环43与第二密封槽44配合；当连接管3的数量为一个以上时，位于上方的连接管3的第一密封槽42与第一法兰1的第一密封环41配合，位于上方的连接管3的第二密封环43与位于下方的连接管3的第一密封槽42配合，位于下方的连接管3的第二密封环43与第二法兰2的第二密封槽44配合。

利用紧固组件5将第一法兰1和第二法兰2固定连接前，需要利用调节组件6对连接管3进行限位，紧固组件5包括紧固螺栓51和紧固螺母52，调节组件6包括调节螺杆61、限位块62和限位螺母63，具体地，连接管3外壁设有若干与调节螺杆61配合的螺纹孔，将第一法兰1、第二法兰2与若干连接管3安装连接，将调节螺杆61与限位块62螺纹连接，利用紧固螺栓51连接第一法兰1和第二法兰2，使限位块62与紧固螺栓51相对转动，限位块62可沿着紧固螺栓51上下移动以对调节螺杆61的高度进行限定，将调节螺杆61的一端通过螺纹孔连接于连接管3，转动调节螺杆61，由于限位块62与紧固螺栓51连接，此时限位块62与紧固螺栓51相对固定，调节螺杆61压紧连接管3，使连接管3分别与第一法兰1、第二法兰2压紧密封，从调节螺杆61的另一端拧入限位螺母63，并将限位螺母63上紧，使限位螺母63紧贴限位块62，对连接管3进行限位，再从紧固螺栓51的一端拧入紧固螺母52并拧紧紧固螺母52，将第一法兰1、第二法兰2与若干连接管3的连接固定。

步骤S5中，需要对第一法兰1与上游管道、第二法兰2与下游管道之间的焊接进行无损检测，确保焊接安装质量。

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种管道错位连接装置，用于连接错位的上游管道和下游管道，包括与上游管道连接的第一法兰(1)、与下游管道连接的第二法兰(2)、连接于所述第一法兰(1)与第二法兰(2)之间的若干连接管(3)以及紧固连接所述第一法兰(1)与所述第二法兰(2)的若干紧固组件(5)，其特征在于，所述连接管(3)为倾斜设置的圆管状结构，且连接管(3)的中心轴线与上游管道的中心轴线或下游管道的中心轴线具有夹角；

所述第一法兰(1)包括第一承接部(11)、第一法兰盘(12)和第一连接部(13)，所述第一承接部(11)和第一连接部(13)分别连接设置于所述第一法兰盘(12)的两侧，所述第二法兰(2)包括第二承接部(21)、第二法兰盘(22)和第二连接部(23)，所述第二承接部(21)和第二连接部(23)分别连接设置于所述第二法兰盘(22)的两侧，所述第一承接部(11)与上游管道连接，所述第二承接部(21)与下游管道连接，所述第一连接部(13)和第二连接部(23)分别与连接管(3)连接，且所述第一承接部(11)、第一法兰盘(12)、第一连接部(13)、若干连接管(3)、第二连接部(23)、第二法兰盘(22)和第二承接部(21)依次连通；

所述连接管(3)与所述第一法兰(1)、第二法兰(2)通过密封组件(4)密封连接；

所述密封组件(4)包括设于所述第一连接部(13)的第一密封环(41)、设于所述第二连接部(23)的第二密封槽(44)、设于所述连接管(3)的一端与所述第一密封环(41)配合的第一密封槽(42)及设于所述连接管(3)的另一端与所述第二密封槽(44)配合的第二密封环(43)，所述第一密封环(41)与第二密封环(43)的结构一致，所述第一密封槽(42)与第二密封槽(44)的结构一致，分别位于相邻连接管(3)的第一密封槽(42)与第二密封环(43)配合连接；所述紧固组件(5)包括紧固螺栓(51)和紧固螺母(52)，所述第一法兰盘(12)开设有若干第一通孔(121)，所述第二法兰盘(22)开设有若干与所述第一通孔(121)一一对应的第二通孔(221)，所述紧固螺栓(51)穿过所述第一通孔(121)、第二通孔(221)与所述紧固螺母(52)连接；

还包括调节组件(6)，所述调节组件(6)包括调节螺杆(61)、限位块(62)和限位螺母(63)，所述紧固螺栓(51)穿设于所述限位块(62)，所述调节螺杆(61)沿所述连接管(3)的周向设置，所述调节螺杆(61)的一端与连接管(3)连接，所述调节螺杆(61)的另一端穿过所述限位块(62)与限位螺母(63)螺纹连接，且所述限位螺母(63)紧贴所述限位块(62)，所述紧固螺栓(51)、调节螺杆(61)均与所述限位块(62)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的管道错位连接装置，其特征在于，所述第一通孔(121)和第二通孔(221)均为长条孔。

3.一种管道错位连接方法，应用于权利要求1或2所述的管道错位连接装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：测量上游管道与下游管道的偏差错位量；

S2：根据偏差错位量，选择管道错位连接装置的规格并计算所需连接管(3)的数量及整个管道错位连接装置的长度；

S3：根据整个管道错位连接装置的长度，对下游管道进行切短或补长，使上游管道与下游管道的距离与整个管道错位连接装置的长度相同；

S4：在第一法兰(1)、第二法兰(2)之间安装若干连接管(3)，并利用紧固组件将第一法兰(1)和第二法兰(2)固定连接；其中利用紧固组件(5)将第一法兰(1)和第二法兰(2)固定连接前，需要利用调节组件(6)对连接管(3)进行限位；

S5：分别将第一法兰(1)、第二法兰(2)与上游管道、下游管道焊接。

4.根据权利要求3所述的管道错位连接方法，其特征在于，步骤S5中，需要对第一法兰(1)与上游管道、第二法兰(2)与下游管道之间的焊接进行无损检测，确保焊接安装质量。

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