[发明专利]一种耐高温的海洋立管柔性接头

说明书

本发明公开一种耐高温的海洋立管柔性接头，能够满足摆角、高温液体输送等使用要求，且可靠性高。该柔性接头采用了两组接头组件上下对称布置的结构形式，在接头受轴向拉、压载荷时，均能够保证弹性元件处于受压状态，提高了接头的轴向承载能力，并提高了接头的使用寿命；在不增加接头外径的前提下，有效提高了接头允许的最大摆角，使接头可以在更为恶劣的海上工况下使用。

技术领域

本发明涉及一种柔性接头，具体涉及一种耐高温的海洋立管柔性接头。

背景技术

在海洋水下资源勘探与开采系统中，立管系统作为水上平台和水下设备的连接通道，是水下生产系统的关键组成部分，深水立管柔性接头是连接立管系统与浮式平台的关键部件。

CN104483117B公开的《一种水下挠性装置的疲劳试验方法及装置》与CN207557006U公开的《一种水下挠性接头弯、载组合试验装置》均为宝鸡石油机械有限公司申请的海洋立管柔性接头试验装置专利，其基于现有最常见的海洋立管柔性接头结构进行了试验设备与试验方法的设计，能够满足接头的样机试验、出厂检测等性能测试要求。

英国Dunlop公司的GB2190970A“Flexible joint”专利介绍了一种流体管道使用的柔性接头，其主要结构部件包括叠层橡胶接头，球面接头及波纹管结构。叠层橡胶接头主要提供回位力矩及阻尼，使连接管可以在一定范围内相对摆动，并在载荷消失后回位；球面接头防止叠层橡胶接头承受额外拉力，避免橡胶接头损坏，提高使用寿命及可靠性，并提供一定的密封功能；波纹管将内、外工作介质隔开，避免外界环境腐蚀接头造成工作失效。之后的海洋立管柔性接头结构多采用类似设计。

美国oil state公司的US7341283B2“High Temperature Flexible Pipe Joint”专利介绍了一种耐高温的海洋立管柔性接头，采用低热导率材料将高温液体与叠层橡胶接头隔开，同时采用高温性能更好的橡胶材料，并在接头周围采用波纹管及液体进行充分的散热。但该设计摆动角度较小，散热结构复杂，维护困难，不利于长时间使用。

在现有海洋立管柔性接头的结构中，普遍存在摆动角度小、散热结构复杂、加工工艺复杂、成本高等一系列问题。为了拓宽海洋立管柔性接头的使用范围，满足大摆角、高温液体输送等使用要求，需要进行新型的海洋立管柔性接头结构设计。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种耐高温的海洋立管柔性接头，能够满足摆角、高温液体输送等使用要求，且可靠性高。

所述的耐高温的海洋立管柔性接头，包括壳体和在所述壳体内部上下对称设置的两个接头组件；

所述接头组件包括：活动体、弹性元件、支撑球头和波纹管；所述活动体外侧通过所述弹性元件与所述壳体相连，内侧与所述支撑球头配合形成球关节；所述活动体与所述弹性元件的摆心一致；

两个所述接头组件的支撑球头之间形成移动副，能沿轴向相对移动设定距离；

位于两个所述活动体之间的支撑球头的外部通过所述波纹管密封；

所述接头组件与所述壳体之间形成移动副，防止二者发生相对翻转。

作为本发明的一种优选方式，两个所述接头组件支撑球头之间移动副方向上安装弹簧，所述弹簧处于预压状态，使所述支撑球头与所述活动体之间顶紧。

作为本发明的一种优选方式，所述壳体上分布有散热孔，使其形成开放式散热结构。

作为本发明的一种优选方式，所述弹性元件为采用增强件与橡胶层沿径向依次进行层叠而成，其最内侧和最外侧均为橡胶层；所述弹性元件的两端面设置耐腐蚀包覆层。

作为本发明的一种优选方式，所述壳体包括：上连接法兰、下连接法兰和中板；所述上连接法兰和所述下连接法兰同轴相对，分别与所述中板固接。