CN210218976U - 一种海底管道对接连接密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海底管道对接连接密封装置，由对接母体、对接公体、螺柱、母体锥面Ⅰ、公体圆柱面Ⅰ、固环Ⅰ、卡环Ⅰ、挡环、密封环Ⅰ、公体锥面Ⅰ、公体圆柱面Ⅱ、母体锥面Ⅱ、固环Ⅱ、母体锥面Ⅲ、密封圈、卡环Ⅱ、密封环Ⅱ、母体锥面Ⅳ、公体锥面Ⅱ、公体锥面Ⅲ、母体圆柱面、公体圆柱面Ⅲ组成。该装置采用双重金属密封环结构与密封圈合理配合保障密封可靠性；对接母体与对接公体特殊的对接结构形式既能抵抗管道恶劣环境下的强交变应力变化，还能保障在强交变应力变化下可靠的密封，同时便于水下对位施工，特别适用于处于恶劣环境条件下承受大的交变载荷、水下施工的高、中压海底管道的对接或维修。

Description

一种海底管道对接连接密封装置

技术领域

本实用新型涉及密封装置，尤其是一种海底管道对接连接密封装置，应用于海底管道管段间的密封连接。

背景技术

海底油气输送管线在使用一段时间后，由于腐蚀、外力等因素的影响，可能会在一端较长管段出现缺陷或损伤，需更换有缺陷或损伤的管段，受施工条件限制，需在水下完成管段之间的对接。由于海底管道所处环境恶劣，且海洋环境对污染非常敏感，需承受较大的应力变化，同时，需非常可靠的密封，以满足海底管道在高应力下密封高可靠性要求，且易于水下施工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有海底管道更换维修的需求，提供一种海底管道对接连接密封装置，用于实现海底管道维修时的管段间的水下强力连接和可靠密封。

本实用新型所述的一种海底管道对接连接密封装置包括：对接母体通过螺柱与对接公体对合连接，对接母体和对接公体内部均设有与被连接管道相同的通孔，其中：

所述对接母体对应于对接公体的端面的内部设有阶梯内锥孔，由内向外依次为母体锥面Ⅰ锥孔、母体锥面Ⅱ锥孔、母体锥面Ⅲ锥孔、母体锥面Ⅳ锥孔、母体圆柱面圆柱孔，且内径由内向外呈扩大变化；对接公体与对接母体相对应的端面外部设有阶梯状外凸头，外凸头的外周面依次为公体圆柱面Ⅰ、公体锥面Ⅰ、公体圆柱面Ⅱ、公体锥面Ⅱ、公体锥面Ⅲ、公体圆柱面Ⅲ，且外径呈扩大变化；在公体圆柱面Ⅱ上布置1个密封环Ⅱ、3 个卡环Ⅱ和1个固环Ⅱ，对应于3个卡环Ⅱ设有环状凹槽，3个卡环Ⅱ的形状、尺寸完全相同，布置在公体圆柱面Ⅱ上凹槽内组成圆环，固环Ⅱ固定在卡环Ⅱ上；在公体圆柱面Ⅰ上布置有1个密封环Ⅰ、1个挡环、3个卡环Ⅰ、1个固环Ⅰ，对应于3个卡环Ⅰ设有环状凹槽，卡环Ⅰ横截面为三分之一圆，3个卡环Ⅰ的形状、尺寸完全相同，布置在公体圆柱面Ⅰ上凹槽内组成圆环，固环Ⅰ固定在卡环Ⅰ上；公体锥面Ⅰ、挡环、卡环Ⅰ、固环Ⅰ的外表面均与母体锥面Ⅰ间隙配合；公体锥面Ⅱ、卡环Ⅱ和固环Ⅱ的外表面均与母体锥面Ⅲ间隙配合；公体锥面Ⅲ和母体锥面Ⅳ间隙配合；母体圆柱面和公体圆柱面Ⅲ密实配合。

公体圆柱面Ⅰ与公体锥面Ⅰ、公体圆柱面Ⅱ、公体锥面Ⅱ、公体锥面Ⅲ、公体圆柱面Ⅲ轴向方向长度之和小于母体锥面Ⅰ锥孔与母体锥面Ⅱ锥孔、母体锥面Ⅲ锥孔、母体锥面Ⅳ锥孔、母体圆柱面圆柱孔轴向方向长度之和。

在对接公体与对接母体对合面上设有密封圈和密封槽。

所述对接母体和对接公体对合端呈正方形或正多边形，螺柱和螺柱孔沿管道轴线方向布置在每一角上。

密封环Ⅰ和密封环Ⅱ为金属材料，密封圈为非金属材料。

实用新型的效果：本实用新型的海底管道对接连接密封装置，在限定的位置可以依靠自身导向径向定位，对密封预紧力有较小要求，密封采用双重金属密封环结构与密封圈合理配合保障密封可靠性；对接母体与对接公体特殊的对接结构形式既能抵抗管道恶劣环境下的强交变应力变化，还能保障在强交变应力变化下可靠的密封，同时便于水下对位施工，特别适用于处于恶劣环境条件下承受大的交变载荷、水下施工的高、中压海底管道的对接或维修。

附图说明

图1为一种海底管道对接连接密封装置示意图；

图2为图1中B处局部放大视图。

图3为图1沿A-A截面剖视图。

1、对接母体，2、对接公体，3、螺柱，4、母体锥面Ⅰ，5、公体圆柱面Ⅰ，6、固环Ⅰ，7、卡环Ⅰ，8、挡环，9、密封环Ⅰ，10、公体锥面Ⅰ，11、公体圆柱面Ⅱ，12、母体锥面Ⅱ，13、固环Ⅱ，14、母体锥面Ⅲ， 15、密封圈，16、卡环Ⅱ，17、密封环Ⅱ，18、母体锥面Ⅳ，19、公体锥面Ⅱ，20、公体锥面Ⅲ，21、母体圆柱面，22、公体圆柱面Ⅲ。

具体实施方式

现结合说明书附图1、2、3对本实用新型作进一步描述：

一种海底管道对接连接密封装置由对接母体1、对接公体2、螺柱3、母体锥面Ⅰ4、公体圆柱面Ⅰ5、固环Ⅰ6、卡环Ⅰ7、挡环8、密封环Ⅰ9、公体锥面Ⅰ10、公体圆柱面Ⅱ11、母体锥面Ⅱ12、固环Ⅱ13、母体锥面Ⅲ 14、密封圈15、卡环Ⅱ16、密封环Ⅱ17、母体锥面Ⅳ18、公体锥面Ⅱ19、公体锥面Ⅲ20、母体圆柱面21、公体圆柱面Ⅲ22组成。

其中对接母体1通过螺柱3与对接公体2对合连接，对接母体1和对接公体2内部均设有与被连接管道相同的通孔。

所述对接母体1对应于对接公体2的一端的内部设有阶梯状孔，依次为母体锥面Ⅰ4锥孔、母体锥面Ⅱ12锥孔、母体锥面Ⅲ14锥孔、母体锥面Ⅳ18锥孔、母体圆柱面21圆柱孔；对接公体2与对接母体1相对应的一端的外表面呈凸头状，依次为公体圆柱面Ⅰ5、公体锥面Ⅰ10、公体圆柱面Ⅱ11、公体锥面Ⅱ19、公体锥面Ⅲ20、公体圆柱面Ⅲ22；在公体圆柱面Ⅱ 11上布置1个密封环Ⅱ17、3个卡环Ⅱ16和1个固环Ⅱ13，对应于3个卡环Ⅱ16设有环状凹槽，3个卡环Ⅱ16的形状、尺寸完全相同，布置在公体圆柱面Ⅱ11上凹槽内组成圆环，固环Ⅱ13固定在卡环Ⅱ16上；在公体圆柱面Ⅰ5上布置有1个密封环Ⅰ9、1个挡环8、3个卡环Ⅰ7、1个固环Ⅰ6，对应于3个卡环Ⅰ7设有环状凹槽，卡环Ⅰ7横截面为三分之一圆，3个卡环Ⅰ7的形状、尺寸完全相同，布置在公体圆柱面Ⅰ5上凹槽内组成圆环，固环Ⅰ6固定在卡环Ⅰ7上；公体锥面Ⅰ10、挡环8、卡环Ⅰ7、固环Ⅰ6的外表面均与母体锥面Ⅰ4间隙配合；公体锥面Ⅱ19、卡环Ⅱ16和固环Ⅱ13 的外表面均与母体锥面Ⅲ14间隙配合；公体锥面Ⅲ20和母体锥面Ⅳ18间隙配合；母体圆柱面21和公体圆柱面Ⅲ22密实配合；

进一步：公体圆柱面Ⅰ5的外圆直径小于母体锥面Ⅰ4锥孔的最小直径。

进一步：公体圆柱面Ⅰ5与公体锥面Ⅰ10、公体圆柱面Ⅱ11、公体锥面Ⅱ19、公体锥面Ⅲ20、公体圆柱面Ⅲ22轴向方向长度之和小于母体锥面Ⅰ4锥孔与母体锥面Ⅱ12锥孔、母体锥面Ⅲ14锥孔、母体锥面Ⅳ18锥孔、母体圆柱面21圆柱孔轴向方向长度之和。

进一步：还包括密封圈15，在对接公体2与对接母体1对接面上设有对应于密封圈15的密封槽。

进一步：所述对接母体1一端为圆柱管状，另一端外形为正方形或正多边形，对应正方形或正多边形每一角上沿管道轴线方向布置丝孔。

进一步：所述对接公体2一端为圆柱管状，对接公体2另一端在公体圆柱面Ⅲ22后的外形形状对应于对接母体1，为正方形或正多边形，并设有与对接母体1上丝孔相对应的穿螺栓的通孔。

进一步：所述密封环Ⅰ9和密封环Ⅱ17为金属材料，密封圈15为非金属材料。

本实用新型的海底管道对接连接密封装置的作用就是通过螺柱3使对接母体1和对接公体2牢固连接并可靠的密封，实现海底管道间的对接。具体作业过程为：对接母体1和对接公体2分别与被连接管段焊接好后，将密封环Ⅱ17安装到公体圆柱面Ⅱ11上，3个卡环Ⅱ16安装到公体圆柱面Ⅱ11环状凹槽内，固环Ⅱ13固定到3个卡环Ⅱ16上，密封环Ⅰ9和挡环8 依次安装到公体圆柱面Ⅰ5上，3个卡环Ⅰ7安装到公体圆柱面Ⅰ5环状凹槽内，固环Ⅰ6固定到3个卡环Ⅰ7上，密封圈15固定到对接公体上的密封槽上；对接母体1及其被连接管段连接到原管道上，对接公体2及其被连接管段通过起重机吊到对接母体1安装位置处，在沿管道轴向方向力的作用下，对接公体2将在对接母体1的锥孔导向下实现轴向和径向初步对位，对接母体1和对接公体2的正方形或正多边形间边或角对位实现圆周方向定位，再将螺柱3穿到对接公体2的螺孔中，将螺柱3拧紧，即可安装完成；在拧紧过程中，密封环Ⅰ9和密封环Ⅱ17将会产生塑性变形实现密封，密封圈15发生弹性变形实现密封，母体圆柱面21、公体圆柱面Ⅲ 22进行径向限位，螺柱3轴向锁紧，固环Ⅰ6将3个卡环Ⅰ7固定，固环Ⅱ13将3个卡环Ⅱ16固定。

Claims (5)

1.一种海底管道对接连接密封装置，对接母体(1)通过螺柱(3)与对接公体(2)对合连接，对接母体(1)和对接公体(2)内部均设有与被连接管道相同的通孔，其特征是：

所述对接母体(1)对应于对接公体(2)的端面的内部设有阶梯内锥孔，由内向外依次为母体锥面Ⅰ(4)锥孔、母体锥面Ⅱ(12)锥孔、母体锥面Ⅲ(14)锥孔、母体锥面Ⅳ(18)锥孔、母体圆柱面(21)圆柱孔，且内径由内向外呈扩大变化；对接公体(2)与对接母体(1)相对应的端面外部设有阶梯状外凸头，外凸头的外周面依次为公体圆柱面Ⅰ(5)、公体锥面Ⅰ(10)、公体圆柱面Ⅱ(11)、公体锥面Ⅱ(19)、公体锥面Ⅲ(20)、公体圆柱面Ⅲ(22)，且外径呈扩大变化；在公体圆柱面Ⅰ(5)上布置有1个密封环Ⅰ(9)、1个挡环(8)、3个卡环Ⅰ(7)、1个固环Ⅰ(6)，卡环Ⅰ(7)横截面为三分之一圆，3个卡环Ⅰ(7)的形状、尺寸完全相同，布置在公体圆柱面Ⅰ(5)上凹槽内组成圆环，固环Ⅰ(6)固定在卡环Ⅰ(7)上；在公体圆柱面Ⅱ(11)上布置1个密封环Ⅱ(17)、3个卡环Ⅱ(16)和1个固环Ⅱ(13)，3个卡环Ⅱ(16)的形状、尺寸完全相同，布置在公体圆柱面Ⅱ(11)上凹槽内组成圆环，固环Ⅱ(13)固定在卡环Ⅱ(16)上；公体锥面Ⅰ(10)、挡环(8)、卡环Ⅰ(7)、固环Ⅰ(6)的外表面均与母体锥面Ⅰ(4)间隙配合；公体锥面Ⅱ(19)、卡环Ⅱ(16)和固环Ⅱ(13)的外表面均与母体锥面Ⅲ(14)间隙配合；公体锥面Ⅲ(20)和母体锥面Ⅳ(18)间隙配合；母体圆柱面(21)和公体圆柱面Ⅲ(22)密实配合。

2.根据权利要求1所述的一种海底管道对接连接密封装置，其特征是：公体圆柱面Ⅰ(5)与公体锥面Ⅰ(10)、公体圆柱面Ⅱ(11)、公体锥面Ⅱ(19)、公体锥面Ⅲ(20)、公体圆柱面Ⅲ(22)轴向方向长度之和小于母体锥面Ⅰ(4)锥孔与母体锥面Ⅱ(12)锥孔、母体锥面Ⅲ(14)锥孔、母体锥面Ⅳ(18)锥孔、母体圆柱面(21)圆柱孔轴向方向长度之和。

3.根据权利要求1或2所述的一种海底管道对接连接密封装置，其特征是：在对接公体(2)与对接母体(1)对合面上设有密封圈(15)和密封槽。

4.根据权利要求1或2所述的一种海底管道对接连接密封装置，其特征是：所述对接母体(1)和对接公体(2)对合端呈正方形或正多边形，螺柱(3)和螺柱孔沿管道轴线方向布置在每一角上。

5.根据权利要求1或2所述的一种海底管道对接连接密封装置，其特征是：所述密封环Ⅰ(9)和密封环Ⅱ(17)为金属材料，密封圈(15)为非金属材料。

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