[发明专利]新型柔性管道接头

说明书

所属技术领域

本发明涉及新型柔性管道接头，尤其应用于高压作业的潜器。

背景技术

我国石油资源开釆急需大量管道，非粘结柔性管道以其柔性好的优势得到广泛应用。接头是非粘结柔性管道终端的重要连接装置，起到连接、密封和排气的作用。接头由上部连接法兰、接头颈部、接头主体组成，而接头主体由连接系统、密封系统和排气系统组成。接头是柔性管道系统中最为薄弱的环节，在功能与环境荷载的作用下最容易发生失效，而接头的关键设计分析技术长期为国外垄断，自主研发接头关键技术具有重大意义。

海洋工程装备是海上油气资源的开发过程中所用到的装备以及相应的技术支持，是海洋油气资源开采的手段与基础。海洋管道作为海洋油气资源钻采和储运过程中的关键装备得到了广泛应用。通常海洋管道可分为钢管和柔性管，而柔性管又分为粘结型柔性管和非粘结型柔性管，非粘结型柔性管凭借其柔顺性较好、易铺设与回收的优势被广泛应用于浮式生产系统和水下生产系统中。接头是非粘结柔性管道终端的重要连接装置，同时也是柔性管道系统中较容易发生失效的一个环节，其结构和工况荷载都比较复杂，而其关键技术长期为外国垄断，自主研发接头产品是必然要求。

发明内容

为了克服现有的柔性管道接头密封性能较差，且工作时可靠性较差的问题，本发明提供一种新型柔性管道接头，该型新型柔性管道接头具有良好的密封性能，减小了连接处的泄露情况；在确保工作能力的基础上，简化了连接结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：接头的结构从总体上分为三部分，最顶端的法兰、中间的颈部、以及下部的接头主体，下端的接头主体由连接系统、密封系统、排气系统组成，连接系统是指错装钢丝和环氧树脂的粘接结构，密封系统是指密封环与内护套和外护套组成的内、外密封结构，排气系统由排气管和排气阀组成。

密封环的结构为楔形结构，有两个密封面：外密封面为锥面，与接头内套形成线面配合，采用这种密封方式减小接触面积，在较小的安装力的作用下就能实现较高的接触压力；内密封面为圆弧面，与材质较软的内护套配合，在密封环的弧面压紧作用下形成面面配合，来保证密封方式密封路径较长，该密封系统共有两个泄露路径，一个是密封环的锥面和接头内套相接触的路径一个是密封环和内护套相接触的路径，由于泄露路径是金属与金属的线面配合，接触压力比较高，相对于泄露路径较容易实现密封；密封环在法兰荷载的作用下与接头内套和管道内护套接触产生变形来填满泄露路径上的微观不平，从而堵住泄露路径，达到密封的效果。

本发明的有益效果是：该新新型柔性管道接头提升了在危险工况下服役的安全性，通过改变了内部结构来减小接头处的泄露情况，提高了连接处密封的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是接头内密封系统结构图。

图1中，1.接头内套，2.路径1，3.法兰，4.内护套，5.楔形密封环，6.路径2。

具体实施方式

优选的，接头内部的金属构件有接头内套、接头外套、密封环、支撑套、法兰和螺栓等, 接头内套和接头外套为铸造件，支撑套受力不大，采用低碳钢再调制处理。

优选的，接头的结构从总体上分为三部分：最顶端的法兰、中间的颈部、以及下部的接头主体，下端的接头主体由连接系统、密封系统、排气系统组成，连接系统是指错装钢丝和环氧树脂的粘接结构，密封系统是指密封环与内护套和外护套组成的内、外密封结构，排气系统由排气管和排气阀组成。

优选的，接头对抗拉错装层的连接主要是通过在接头中添加一环形腔，将管道抗拉错装钢丝预埋在环形腔中，然后注入环氧树脂，利用环氧树脂固化后对金属和非金属材料表面粘接强度高的性质对抗拉销装层进行连接。

优选的，接头内部的每一根销装钢丝周围都布满了环氧树脂，以提升整个街头的抗拉性能。

优选的，接头的内密封系统，主要由内护套、密封环、接头内套、法兰等构件组成，内护套为高分子材料，用以起到密封管道介质的作用，是接头密封的对象。

优选的，为适应管道内的压力和温度波动的工况，密封环一般为金属材料，在法兰的作用下与内护套和接头内套接触形成密封作用，在工作过程中各构件无相对运动，为静密封结构。