[发明专利]适用于深海采矿作业中的大角度补偿重载悬挂球型接头

说明书

本发明公开了一种适用于深海采矿作业中的大角度补偿重载悬挂球型接头，包括同轴套设在一起的上壳体和球型下接头，所述上壳体悬挂连接于采矿作业平台上，所述球型下接头连接水下硬管，将水下系统与采矿作业平台连接为一个整体。本发明所述大角度补偿重载悬挂球型接头作为一个挠性连接装置，可补偿采矿作业或避险时水下设备在洋流产生的角度偏移，缓解采矿作业平台与水下设备的弯矩，避免水下硬管受弯损坏，保障采矿作业的设备安全。

技术领域

本发明涉及深海采矿技术领域，具体涉及一种适用于深海采矿作业中的大角度补偿重载悬挂球型接头。

背景技术

深海采矿工程是一个较为复杂的系统工程，它主要分为水面系统和水下系统。水面系统主要有采矿作业平台和布放回收系统；水下系统主要为水下硬管、水下中继站、多级提升泵、软管以及采矿车等。在实际的采矿作业过程中，水下系统悬挂于水面系统之上，在海浪、洋流等因素的影响下可能会发生偏移以致硬管失效破坏，从而给整个采矿工程带来不利影响。

因此，水面系统与水下系统之间的连接悬挂设备是采矿系统中十分重要的一环，连接悬挂设备是否能安全可靠的工作，关系到整个采矿工程是否能够顺利进行。然而，目前国内针对此方面的研究内容较少，对于上述采矿作业中存在的问题不能有效解决，因此，有必要设计一种用于水面系统和水下系统的连接装置，使其能够适应深海采矿系统重载作业要求，满足深海采矿水面系统与水下系统在复杂海况下的大角度偏移补偿，以保证采矿系统能够安全可靠的工作，提高整个深海采矿工程作业的可靠性和安全性。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种适用于深海采矿作业中的大角度补偿重载悬挂球型接头，该球型接头可适应深海采矿系统重载悬挂作业要求，能够满足深海采矿水面与水下系统在复杂海况下的大角度偏移补偿。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于深海采矿作业中的大角度补偿重载悬挂球型接头，包括同轴套设在一起的上壳体和球型下接头，所述上壳体的内部设有补芯，所述上壳体的底部螺纹连接有固定板，所述固定板上固定安装有球型座，所述球型座的球型面与所述球型下接头的外球面相配合，所述球型下接头的内球面与所述补芯的外球面相配合，使得所述球型下接头在外力作用下能够在所述上壳体中进行摆动或转动。

上述技术方案中，所述补芯由一体结构的垂直段和球型段组成，所述垂直段的外圆周上套设有弹簧，所述球型段的外球面与所述球型下接头的内球面相配合，且所述球型段的外球面与所述球型下接头的内球面之间设有球面密封件。

上述技术方案中，所述上壳体由第一上端部、第一连接部和第一下端部组成，所述第一上端部为法兰结构，用于将所述接头悬挂于水面系统的采矿作业平台上，所述第一连接部的下部内侧壁上设有凹槽，所述补芯垂直段的上端插入所述凹槽中，且所述补芯垂直段上位于凹槽中的部分设有轴向密封件，所述第一下端部为筒状结构，所述补芯、球型下接头的球型端以及球型座设置在所述第一下端部的筒状结构内。

进一步地，所述球型下接头由第二上端部、第二连接部和第二下端部组成，所述第二上端部为球型端，所述第二下端部的端面与水下输送硬管法兰相连接。

所述第二上端部的外球面与所述球型座的球型面之间设有球型滑板，所述球型滑板的材料为聚四氟乙烯夹层滑板，具有自润滑效果好，承载能力高的特点。

另外，所述固定板的内圈侧面上设有缓冲橡胶层，可限制球型接头的最大摆动角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：