[发明专利]一种水下管道连装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气海底管道抢修装备技术领域，特别涉及一种水下管道连装置。

背景技术

随着陆地油气资源的短缺，世界沿海国家陆续对海洋油气资源进行了勘探与开采，且对海洋油气资源的勘探与开采已逐步成为国内外油气工业发展的主要趋势。此外，随着我国经济持续高速增长，油气资源供应不足将成为阻碍经济发展的主要矛盾，为提高油气资源的占有量，海洋油气的勘探和开采已经成为我国实现能源可持续发展的战略重点。

海底管道承担着水下油气井出液、海底原油、天然气和伴生气介质输运等重要任务，因而海底管道的安全稳定的运营对海洋油气资源的开发利用具有重要意义。由于海底运行工况和周围海水的特殊环境，海底管道存在疲劳破坏、地质灾害破坏、腐蚀破坏、船舶抛锚破坏和海洋勘探开发第三方破坏等风险，而海底管道一旦发生泄露，不仅会对下游及终端用户的正常生产和生活造成不利影响，而且还会造成海洋环境污染、油气资源浪费和油田生产中断。

海底管道在运行时若遇到损伤或破坏，需对其进行修复或补强。目前海底管道修复或补强的技术有：管卡堵漏、复合材料补强和水下管段更换三种主要的海底管道修复技术。其中，复合材料补强技术，如注环氧树脂等材料，该修复技术易对海底管道的管体产生冲击破坏，而且注入机设备复杂和庞大，现场材料自作和水下操作工艺复杂，这些都不利于海底管道的快速修复。管卡堵漏修复技术是采用机械式封堵，其优点在于实施简单、作业周期短，可用于渤海海域由于腐蚀、母材缺陷、裂纹等原因引起的管道泄漏，但一旦海底管道出现严重破坏或有较大变形以及海底管道处于较深或深水海域时，该技术就难以实现有效的封堵修复。海底管段更换修复技术其特点是应用范围广，可完成腐蚀或断裂等各种形式的海底管道破坏修复；海底管段更换分为：海底管道焊接更换技术和海底管道连接器连接技术。而海底管道焊接更换技术存在工序多、对环境要求高、结构复杂，不能实现快速更换，因此管段更换效率不高，连接的可靠度不理想；海底管道连接器技术能解决上述问题，但缺点是修复用机械连接器这一关键备件的生产及其修复作业装置和作业流程一直掌握在国外专业公司手中，国内相应的装备和技术较少。此外，目前国内外的海底管段更换的装备主要以连接器为主，如专利号CN201620156196.8公布了一种新型海底管道连接器，专利号CN201510054118.7公布了一种海底管道卡箍修复连接器，专利号CN201621328659.0公布了一种海底管道堵漏装置及分体式海底管道堵漏夹具，专利号CN201610319504.9一种可调偏式海底管道快速修复连接装置，而上述装置结构复杂，加工制造成本较为昂贵。

发明内容

为了克服现有海底管段更换装备的上述缺点，本发明的目的在于提供一种水下管道连装置，该装置可实现海底管的快速连接与修复，进而短海底管道修复周期、减轻劳动强度，并降低海洋油气输送的综合成本。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种水下管道5连装置，由壳体系统1，抱紧系统2和密封系统3构成，其特征为：壳体由左壳体系统1和右壳体系统4构成，且左壳体系统1和右壳体系统4结构对称；左壳体系统1和右壳体系统4之间安装有密封系统3，抱紧系统2分别安装于左壳体系统1和右壳体系统4的内表面；

所述左壳体系统1包括移动法兰11和安装筒12；移动法兰11呈阶梯轴状，移动法兰11的左端设计有法兰盘15，法兰盘15端面设计有均布的通孔，双头螺栓13穿过通孔使移动法兰11与右壳体系统4形成螺栓紧固连接；法兰盘15内表面设计有密封沟槽，密封沟槽内安装有密封圈，密封圈内安装有管道5；法兰盘15的右端设计有空心阶梯轴，空心阶梯轴内表面设计有1~5级锥形孔，每级锥形孔之间有圆角过渡，锥形孔内表面与抱紧环21外表面紧密接触，抱紧环21内表面与管道5外表面紧密接触；法兰盘15的右端面与安装筒12接触；安装筒12的左端面设计有环向密封沟槽，环向密封沟槽内安装有密封圈，密封圈与法兰盘15右端面接触；安装筒12的右端面与密封系统3接触；安装筒12的右侧内表面设计有内伸台阶14，内伸台阶14的左端面与抱紧环21的右端面接触，内伸台阶14的右端面内侧设计有半H形环向沟槽，半H形环形沟槽内安装有金属密封圈34；

所述抱紧系统2包括抱紧环21；抱紧环21内表面设计有环向的三角形卡牙24，三角形卡牙24与管道5接触；抱紧环21的外表面设计有有1~5级空心圆锥轴，每级锥形轴之间有圆角过渡，空心圆锥轴的右侧外表面设计有贯穿圆孔22，贯穿圆孔22左侧连接有矩形缺口23；空心圆锥轴的外表面与移动法兰11的锥形孔接触；