[发明专利]水下油气输送管道卡翅式可调心连接装置

说明书

本发明提供了一种水下油气输送管道卡翅式可调心连接装置，应用于水下管道的快速连接。该连接装置采用轴对称构造和液缸传动机构，并依据卡翅式卡紧捕捉器、外推对接器、滑移调心器和外推基体，实施水下自对中轴向外推连接油气输送管道作业；卡紧捕捉器和外推对接器分别依据液压侧推器和液压轴推器完成连接装置与水下管道间的水下对中定位与连接，外推对接器与滑移调心器间构成球面副而实现连接装置与水下管道的可调心作用，并依据球面副和球形垫片自动调整两段水下管道间的偏心，同时滑移调心器依据其与外推基体间柱面移动副的轴向导引作用而实现轴向滑移，外推基体依据双层式基盘而将卡紧捕捉器、液压轴推器和液压侧推器连为一体。

技术领域

本发明涉及一种水下生产系统油气输送管道连接时用的装置，特别是涉及一种采用卡翅式对中定位和可调心技术的两段水下油气输送管道的连接装置。

背景技术

水下生产系统中，油气输送管道担负着海底油气井采出液以及分离处理后合格油气等介质的输送，水下油气输送管道连接技术涉及到铺设海管施工作业的重要环节，并广泛应用于深水油气田开发、边际油田开发和海底管道修复作业等工程实践中。

水下油气输送管道连接器依据其工作原理可概括为：螺栓法兰式海管连接器、卡箍式海管连接器和卡爪式海管连接器。其中，螺栓法兰式海管连接器采用旋转环法兰和焊颈法兰，通常应用于陆上油气输送管道的连接，该海管连接器需要安装工具与油气输送管道法兰接头之间具有较高精度的对中性，并且油气输送管道连接作业的施工过程中需要配套专门的作业机具，安装工时较长而无法达到快速连接的目的。卡箍式海管连接器是在水下油气输送管道的两侧各设置一个轴承式法兰，并在各轴承式法兰内分别设有一个连接环，采用该海管连接器结构简单、拆装方便且总体尺寸小，然而其缺点是难以实现水下油气输送管道的自动连接，并且其安装精度也较低。卡爪式海管连接器以Cameron、FMCCorporation、Oil States等国外公司的产品比较具有代表性，该海管连接器的特点是水下油气输送管道连接作业施工过程简单且连接可靠，极大缩短了连接工时，然而其缺点是水下管道连接器的生产技术一直掌握在国外专业公司手中，且目前卡爪式海管连接技术仍需进一步完善。此外，国内的水下油气输送管道技术及其连接装置尚处于研发阶段，还不具备独自完成深海作业的能力。

发明内容

为了有效解决水下油气输送管道的快速连接问题并克服现有水下管道连接技术及其连接器存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种采用卡翅式对中定位和可调心技术的两段水下油气输送管道的连接装置。该连接装置采用轴对称构造和液缸传动机构，并依据卡翅式卡紧捕捉器的对中定位、外推对接器和滑移调心器间球面副的可调心作用以及外推基体的轴向导引作用，实施水下自对中轴向外推连接油气输送管道作业流程，最终完成两段油气输送管道的水下连接。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种水下油气输送管道卡翅式可调心连接装置，该连接装置主要由卡紧捕捉器、外推对接器、滑移调心器、外推基体、液压轴推器和液压侧推器组成。该连接装置整体设计为轴对称构造，卡紧捕捉器、外推对接器、滑移调心器和外推基体的主体部件材质均选用超级双向不锈钢，且通体涂覆玻璃钢，外推对接器、滑移调心器和外推基体沿轴向由外至内依次同轴心布置，两套卡紧捕捉器与液压侧推器配合同时两套外推对接器与液压轴推器配合后沿周向均布于外推基体的外环面。

油气输送管道的管端沿轴向依次加工有预制柱面、预制环锥面和预制环梯面。