CN207975356U - 轴向压入式管接头组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向压入式管接头组件，所述轴向压入式管接头组件包括：管箍，所述管箍外套于所述管道外，且所述管箍与所述管道之间具有预定间隙；套管，所述套管适于套设在所述管箍的外侧，且所述套管的内壁面被构造成至少一部分具有锥度的形状，所述套管与所述管箍装配为一体时所述管箍与所述套管过盈配合以消除所述管箍与所述管道之间的间隙，实现对所述管道的密封连接。根据本实用新型的轴向压入式管接头组件，通过套管与管箍的配合可以实现管道的密封连接，通过轴向压入的连接方式解决海洋石油平台快速维修的功能，易于操作。

Description

轴向压入式管接头组件

技术领域

本实用新型涉及管道连接技术领域，特别是涉及一种轴向压入式管接头组件。

背景技术

相关技术中，管接头存在一定的不足：其一，不能用于高压管道的连接；其二，结构比较复杂，对于密封圈体内套设的弹性件要求较高，此连接方式接触压力会随着使用时间的增加而减小，同时引起弹性件应力的松弛，当接触压力均值小于临界接触压力时，密封失效；其三，无法解决管接头长时间使用后的腐蚀问题；其四，无法实现海洋平台管道维修快速、环保、经济的要求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种轴向压入式管接头组件，所述轴向压入式管接头组件的结构简单且维修方便。

根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件，所述轴向压入式管接头组件适于套设在管道的外侧，包括：管箍，所述管箍外套于所述管道外，且所述管箍与所述管道之间具有预定间隙；套管，所述套管适于套设在所述管箍的外侧，且所述套管的内壁面被构造成至少一部分具有锥度的形状，所述套管与所述管箍装配为一体时所述管箍与所述套管过盈配合以消除所述管箍与所述管道之间的间隙。

根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件，通过套管与管箍的配合可以实现管道的密封连接，通过轴向压入的连接方式解决海洋石油平台快速维修的功能，易于操作。

另外，根据本实用新型上述实施例的轴向压入式管接头组件还具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述管箍的外表面设有与所述套管的内壁面相适配的弧形凸起，以控制所述管箍与所述套管装配的过盈量。

进一步地，所述管箍的内壁面设有朝向所述管箍内侧凸出的第一密封环，所述管箍通过所述第一密封环与所述管道密封连接。

进一步地，所述弧形凸起的圆弧面的半径为4mm-5mm，在沿所述管箍的轴向方向上，所述第一密封环与所述圆弧面间隔开1mm-2mm。

具体地，所述管箍的内壁面还设有第二密封环，所述第二密封环和所述第一密封环沿所述管箍的轴向间隔开，所述第二密封环邻近所述管箍的端部设置。

进一步地，所述第一密封环和所述第二密封环的截面被构造成梯形的形状，所述第一密封环和所述第二密封环的上底长度均为0.8mm-1.3mm，所述第一密封环和所述第二密封环的下底长度均为2mm-3mm；在沿所述管箍的轴向方向上，所述第一密封环和所述第二密封环间隔开的距离为10mm-14mm。

具体地，所述管箍的内壁面还设有朝向所述管箍内侧凸出的定位环以定位被连接管道，所述定位环设在所述管箍的中部并邻近所述第一密封环设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述管箍和所述套管均为金属件，所述管箍的外表面设有朝向管箍外侧凸出的配合凸起，所述套管的内壁面设有与所述配合凸起相匹配的配合槽，所述配合凸起配合在所述配合槽内以使所述管箍与所述套管相连。

根据本实用新型的一些实施例，所述套管的内壁面具有锥度A和B，且满足：锥度A为78°-85°，锥度B为65°-75°，所述管箍与所述套管过盈配合的过盈量为0.9mm-1.1mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述套管包括两个，两个所述套管对称布置在所述管箍的两端，所述套管与所述管箍装配时，两个所述套管相向运动以保证所述轴向压入式管接头组件与所述管道的同轴度。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件的剖面图；

图2是根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件中管箍的剖面图；

图3是根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件中套管的剖面图。

附图标记：

轴向压入式管接头组件100，

管箍1，弧形凸起11，第一密封环12，第二密封环13，定位环14，配合凸起15，

套管2，配合槽21。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

相关技术中，在役多年的石油平台管道长时间受腐蚀介质和环境的影响容易发生泄漏，传统的焊接技术需要动火作业，在已投产的石油平台管道维修方面受油气易燃易爆等各种因素的制约，不适应海洋平台管道维修、环保、经济等的要求。

本实用新型涉及一种海洋石油平台用的新型非焊接管道连接技术，即轴向压入式管接头组件100，通过轴向压入式管接头组件100有利于实现海洋石油平台管道泄漏后的快速维修。

下面结合附图描述根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件100。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件100，轴向压入式管接头组件100适于套设在管道的外侧，包括：管箍1以及套管2。

具体而言，被连接管道可以设在管箍1的内侧，即管箍1外套于管道外；并且管箍1与管道之间具有预定间隙，所述预定间隙可以根据实际需要具体设置。

套管2适于套设在管箍1的外侧，并且套管2的内壁面被构造成至少一部分具有锥度的形状，套管2与管箍1装配为一体时，套管2与管箍1过盈配合，并且通过管箍1与套管2的过盈配合可以消除管箍1与管道之间的间隙，从而实现对管道的密封连接。由此，通过套管2与管箍1的过盈配合，有利于实现对管道的密封连接，操作方便。

其中，轴向压入式管接头组件100可以通过专用加载装置对套管2施加轴向载荷，在一定的过盈量大小下使其(套管2)以一定的压接速度与管箍1接触使管接头组件产生塑性变形，并逐渐消除管箍1与被连接管道之间的间隙，产生过盈配合，实现管道的密封连接。

根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件100，通过套管2与管箍1的过盈配合可以实现管道的密封连接，通过轴向压入的连接方式解决海洋石油平台快速维修的功能，易于操作。

参照图1和图2，根据本实用新型的一些实施例，管箍1的外表面设有与套管2的内壁面适配的弧形凸起11，以控制管箍1与套管2装配的过盈量。例如，管箍1的外表面可以设有弧形凸起11，弧形凸起11与套管2的内壁面相适配，弧形凸起11可以包括多个，多个弧形凸起11沿管箍1的轴向间隔布置。如此，通过使弧形凸起11与套管2的内壁面的不同位置配合，有利于控制管箍1与套管2装配的过盈量，更好地实现对管道的密封。

当然，在一些实施例中，管箍1的外表面也可以设有楔形凸起等。

进一步地，参照图1和图2，管箍1的内壁面设有第一密封环12(即主密封环)，第一密封环12(即主密封环)可以朝向管箍1内侧凸出，管箍1通过第一密封环12实现与所述管道之间的密封连接。

在一些实施例中，第一密封环12与弧形凸起11可以在管箍1的径向方向上至少部分相对。例如，在管箍1的径向方向上，第一密封环12与弧形凸起11可以至少部分相对。由此，通过第一密封环12与套管2的配合能够更好地保证管道的密封性能。

当然，在一些实施例中，第一密封环12与弧形凸起11也可以在管箍1的径向方向上错开。

具体地，参照图1，弧形凸起11的圆弧面的半径为4mm-5mm，在沿管箍1的轴向方向上，第一密封环12与所述圆弧面间隔开1mm-2mm。

这里，可以理解的是，理论上第一密封环12与所述圆弧面间隔开的间距可以为0，但如果为0，套管2的连接力较大(即连接时给套管2的轴向连接载荷)，不利于安装。

在本实用新型中，通过使第一密封环12与所述圆弧面间隔开1mm-2mm，使得在套管2与管箍1装配时，密封环(例如第一密封环12)的一条线先与被连接管道接触，如此，易于形成应力集中，有利于在管道上形成凹槽，增大管接头的接触摩擦系数，有助于增强管接头的密封性能。

例如，当第一密封环12的截面为等腰梯形时，第一密封环12与所述圆弧面的间距为等腰梯形的对称面到所述圆弧面的圆心(或所述圆弧面的最高点)的距离。

更进一步地，结合图2，管箍1的内壁面还可以设有第二密封环13，第二密封环13和第一密封环12沿管箍1的轴向(例如，图2中所示的左右方向)间隔开，第二密封环13可以邻近管箍1的端部设置。由此，通过第二密封环13不仅可以提高管道的密封性能，而且还能防止介质对第一密封环12(主密封环)的腐蚀问题，提高管接头组件100的密封性能，延长使用寿命。

这里，需要说明的是，本实用新型对第二密封环13和第一密封环12朝向管箍1内侧凸起的高度不作具体限定，可以相同或不同，具体可以根据实际需要适应性设置。

根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件100，通过采用特殊的双密封环结构，相对于现有管道机械过盈配合连接及技术而言，具有连接工作效率高，连接成本低，防腐性能好，密封性能好等优点，在管道运输业中具有广阔的应用前景。

进一步地，参照图2，第一密封环12和第二密封环13的截面被构造成梯形(优选为等腰梯形)的形状，第一密封环12和第二密封环13的上底长度均为0.8mm-1.3mm，第一密封环12和第二密封环13的下底长度均为2mm-3mm。这里的上底和下底指的是梯形的上底和下底。

可选地，如图1和图2所示，第一密封环12和第二密封环13沿管箍1的轴向间隔开的距离可以为10mm-14mm。由此，通过采用特殊的双梯形密封环结构，可以大大提高高压管道承压的密封性能。

这里，需要说明的是，上述的间距10mm-14mm为不影响第一密封环12的密封性能的最小间距；而间距太大，第二密封环13起不到辅助密封的效果。间距的具体设置以保证第一密封环12的密封性能以及第二密封环13的辅助密封效果为宜。

其中，上述第一密封环12和第二密封环13的截面指的是纵向截面，例如，所述纵向截面为经过第一密封环12或第二密封环13的轴线方向的截面。通过将第一密封环12和第二密封环13的截面构造成梯形，有利于提高对管道的密封性能。

具体地，在套管2未与管箍1装配时，管箍1套设在所述管道外，并且管箍1与管道之间具有一定的间隙，当套管2与管箍1过盈配合时，通过管箍1和套管2的变形，使管箍1与所述管道之间的间隙消除，实现密封。

进一步地，由于套管2未与管箍1装配时，管箍1与管道之间具有一定的间隙；当套管2与管箍1过盈配合时，二者之间有变形量，原本为梯形(例如等腰梯形等)的第一密封环12和/或第二密封环13也会发生变形，使管箍1与所述管道之间的接触由线接触变为面接触，有利于改善密封效果。

本实用新型通过特殊的双梯形密封环结构，可以实现最佳密封效果和应用于高压管路；其次，第二密封环13主要防止外介质对第一密封环12的腐蚀，防腐性能好，机械化程度高，劳动强度低，环境适应性强，能够实现海洋石油平台工艺管道快速维修。

具体地，如图1和图2所示，管箍1的内壁面还设有定位环14，定位环14可以朝向管箍1内侧凸出，定位环14可以被构造成圆弧形，通过定位环14可以定位被连接管道，定位环14可设在管箍1的中部并邻近第一密封环12设置。如此，通过定位环14可以对被连接管道进行限位，易于控制管道的连接过程。

结合图1和图2，根据本实用新型的一些实施例，管箍1和套管2均为金属件，管箍1的外表面设有配合凸起15，配合凸起15可以朝向管箍1外侧凸出，套管2的内壁面设有配合槽21，配合槽21与配合凸起15相匹配(例如过盈配合等)，由此，通过使配合凸起15配合在配合槽21内，便于实现管箍1与套管2之间的可靠连接。

参照图1和图3，根据本实用新型的一些实施例，套管2的内壁面具有锥度A和B，且满足：锥度A为78°-85°，锥度B为65°-75°，管箍1与套管2过盈配合的过盈量为0.9mm-1.1mm。由此，通过套管2与管箍1的配合有利于实现管道的密封连接，且易于操作。

如图1所示，根据本实用新型的一些实施例，套管2包括两个，两个套管2对称布置在管箍1的两端(例如，图1中管箍1的左端和右端)，套管2与管箍1装配时，两个套管2相向运动以保证轴向压入式管接头组件100与管道的同轴度。

具体地，套管2内壁带有一定内锥度，便于连接。当套管2受轴向外力挤压而向中间相向运动时，随着套管2的压入，管箍1和管道之间的间隙逐步消除，密封环(包括第一密封环12和第二密封环13)咬合管道表面，最终产生过盈配合，使管箍1和管道共同发生弹塑性变形，径向产生足够大的压应力，同时在轴向也获得一定的抗拉能力，达到密封连接的效果。这种管道连接方法是通过金属之间过盈配合实现密封连接的，完全基于金属材料的力学性能，不易产生缺陷。

在本实用新型的一些实施例中，对于2英寸的管接头组件100，管道厚度为8mm，管道外径为60.3mm。管箍1的内径为60.8mm。密封环的上底长度为1mm，下底长度为2.4mm，第一密封环12与第二密封环13的间距为12.8mm，圆弧面的半径为4.5mm，第一密封环12与圆弧面的径向距离为1.7mm。两套管2受轴向外力F作用而相向运动，随着套管2的压入，管箍1和管道之间的间隙逐步消除，最终产生过盈配合，使管箍1和管道共同发生弹塑性变形，产生足够大的径向压应力，同时也获得一定的轴向抗拉能力，实现密封连接的效果。

根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件100，具有不用重新进行防腐处理，无需进行无损检测，劳动强度低、机械化程度高等优势。

下面结合图1至图3详细描述根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件100的工作过程。

具体而言，轴向压入式管接头组件100的密封属于静密封中的接触型密封，它是通过金属与金属之间的过盈配合而实现密封连接的，不需要其它密封剂、密封垫或密封圈。

轴向压入式管接头的管件主要是由套管2和管箍1组成，利用套管2与管箍1过盈配合实现对管道的密封连接。管箍1的结构较为复杂，内表面两侧有凸起的筋条，形成密封环，研究表明，密封环截面设计为梯形(例如等腰梯形)最佳，第一密封环12主要起密封作用，简称主密封环，第二密封环13主要防止外介质对主密封环的腐蚀；内表面中间还有一条半圆形凸起的筋条，是用来定位被连接的管道，称为定位环14。管箍1的外表面设有弧形凸起11，控制过盈量。

管箍1两端套有两个套管2，套管2有一定内锥度。两套管2受轴向外力F作用而相向运动，随着套管2的压入，管箍1的密封环与管道之间的间隙逐步消除，最终产生过盈配合，使管箍1和管道共同发生弹塑性变形，产生足够大的径向压应力，同时也获得一定的轴向抗拉能力，实现密封连接的效果。套管2不仅可以提供轴向力，还可以保证管接头组件100与管道的同轴度，防止在安装过程中发生加载偏心，从而发生连接失效。至此完成根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件100的工作过程。

根据本实用新型实施例的轴向压入式管接头组件100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种轴向压入式管接头组件，所述轴向压入式管接头组件适于套设在管道的外侧，其特征在于，包括：

管箍，所述管箍外套于所述管道外，且所述管箍与所述管道之间具有预定间隙；

套管，所述套管适于套设在所述管箍的外侧，且所述套管的内壁面被构造成至少一部分具有锥度的形状，所述套管与所述管箍装配为一体时所述管箍与所述套管过盈配合以消除所述管箍与所述管道之间的间隙。

2.根据权利要求1所述的轴向压入式管接头组件，其特征在于，所述管箍的外表面设有与所述套管的内壁面相适配的弧形凸起，以控制所述管箍与所述套管装配的过盈量。

3.根据权利要求2所述的轴向压入式管接头组件，其特征在于，所述管箍的内壁面设有朝向所述管箍内侧凸出的第一密封环，所述管箍通过所述第一密封环与所述管道密封连接。

4.根据权利要求3所述的轴向压入式管接头组件，其特征在于，所述弧形凸起的圆弧面的半径为4mm-5mm，在沿所述管箍的轴向方向上，所述第一密封环与所述圆弧面间隔开1mm-2mm。

5.根据权利要求3所述的轴向压入式管接头组件，其特征在于，所述管箍的内壁面还设有第二密封环，所述第二密封环和所述第一密封环沿所述管箍的轴向间隔开，所述第二密封环邻近所述管箍的端部设置。

6.根据权利要求5所述的轴向压入式管接头组件，其特征在于，

所述第一密封环和所述第二密封环的截面被构造成梯形的形状，所述第一密封环和所述第二密封环的上底长度均为0.8mm-1.3mm，所述第一密封环和所述第二密封环的下底长度均为2mm-3mm；

在沿所述管箍的轴向方向上，所述第一密封环和所述第二密封环间隔开的距离为10mm-14mm。

7.根据权利要求3所述的轴向压入式管接头组件，其特征在于，所述管箍的内壁面还设有朝向所述管箍内侧凸出的定位环以定位被连接管道，所述定位环设在所述管箍的中部并邻近所述第一密封环设置。

8.根据权利要求1所述的轴向压入式管接头组件，其特征在于，所述管箍和所述套管均为金属件，所述管箍的外表面设有朝向所述管箍外侧凸出的配合凸起，所述套管的内壁面设有与所述配合凸起相匹配的配合槽，所述配合凸起配合在所述配合槽内以使所述管箍与所述套管相连。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的轴向压入式管接头组件，其特征在于，所述套管的内壁面具有锥度A和B，且满足：锥度A为78°-85°，锥度B为65°-75°，所述管箍与所述套管过盈配合的过盈量为0.9mm-1.1mm。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的轴向压入式管接头组件，其特征在于，所述套管包括两个，两个所述套管对称布置在所述管箍的两端，所述套管与所述管箍装配时，两个所述套管相向运动以保证所述轴向压入式管接头组件与所述管道的同轴度。