專利名稱：遙操縱海底管道聯(lián)接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種管道聯(lián)接裝置，具體地說(shuō)是一種遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)海底管道聯(lián)接
器c
(二)
背景技術(shù)：
卡爪式管道聯(lián)接器常用于提供管道或其它管件之間的遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)聯(lián)接。
美國(guó)專利4153278中動(dòng)力由液壓缸提供，液壓缸活塞帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)環(huán)上下運(yùn)動(dòng)， 從而使卡爪轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)合，閉合時(shí)， 一種型式是卡爪內(nèi)側(cè)上部和下部為部分球面 孔與相配合管道端法蘭的球面相配合，實(shí)現(xiàn)聯(lián)接，另一種型式是卡爪內(nèi)側(cè)上部錐 孔與相配合管道端法蘭的錐面配合，下部為部分球面孔與相配合管道端法蘭的球 面相配合，實(shí)現(xiàn)聯(lián)接轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)均存在沖擊、不靈活問(wèn)題；管道聯(lián)接體與海底管道之 間為雙錐面密封，結(jié)構(gòu)定位不準(zhǔn)確，密封結(jié)構(gòu)有待改進(jìn)。
美國(guó)專利4708376與上述專利相比，卡爪形狀有所改變，對(duì)管道外徑不同時(shí) 局部結(jié)構(gòu)又有所變化，但適配件與卡爪本體圓柱面配合，存在應(yīng)力集中。
美國(guó)專利4335904中動(dòng)力由液壓缸提供，采用軸向驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)連桿和卡爪實(shí)現(xiàn) 徑向運(yùn)動(dòng)，夾緊局部配合面，適合雙齒槽或多齒槽的情況，不適合海底管道端單 個(gè)錐面的情況，使用中受到限制。管道聯(lián)接體與海底管道之間仍為雙錐面密封。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以解決深水海底管道自動(dòng)聯(lián)接，定位準(zhǔn)確、使 用范圍寬，可與多種管件端部形狀匹配，密封可靠的遙操縱海底管道聯(lián)接器。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
它包括管道聯(lián)接體，安裝在管道聯(lián)接體上的支座，安裝在支座上的底板，筒 體件卡裝在管道聯(lián)接體與底板之間，滑動(dòng)卡爪的滑動(dòng)柄部分安裝在支座上的移動(dòng) 孔中，滑動(dòng)卡爪的滑動(dòng)柄通過(guò)銷軸與連桿相連，連桿的另一端通過(guò)銷軸與支承軸 頸相連，支承軸頸與聯(lián)接塊相連，聯(lián)接塊外套裝定位環(huán)，定位環(huán)固定在滑動(dòng)環(huán)板 上，滑動(dòng)環(huán)板與液壓缸的雙作用活塞相連，液壓缸通過(guò)壓蓋安裝在管道聯(lián)接體上。
本發(fā)明還可以包括1、 管道聯(lián)接體的下表面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)，密封結(jié)構(gòu)的本體是透鏡墊，其上設(shè) 有O形圈，透鏡墊向外延伸的環(huán)板部分固定在管道聯(lián)接體上。
2、 底板上設(shè)置有引導(dǎo)錐形筒。
3、 引導(dǎo)錐形筒與底板之間有加強(qiáng)肋。
4、 滑動(dòng)卡爪上安裝適配件，配合件上有與海底管道配合面相配合的適配件 配合面。
5、 滑動(dòng)卡爪本體上有圓環(huán)軸，適配件上有與圓環(huán)軸相配合的圓環(huán)孔。 本發(fā)明的聯(lián)接器，上部與待聯(lián)接管道螺栓聯(lián)接，下部與海底管道通過(guò)滑動(dòng)卡
爪聯(lián)接。當(dāng)液壓缸雙作用活塞伸出時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)環(huán)板下移，固定在滑動(dòng)環(huán)板上的 支承軸頸下移，銷軸和連桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑動(dòng)卡爪沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng) 卡爪的松開(kāi)；同理，當(dāng)雙作用活塞縮回時(shí)，使滑動(dòng)卡爪沿徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，使滑動(dòng) 卡爪的卡爪上部配合錐孔與管道聯(lián)接體的配合錐面配合，滑動(dòng)卡爪的卡爪下部配 合錐孔與海底管道的配合錐面配合夾緊，實(shí)現(xiàn)載荷的傳遞并實(shí)現(xiàn)管道的聯(lián)接。設(shè) 計(jì)兩對(duì)配合錐面的半錐頂角小于等于5.7。，可以實(shí)現(xiàn)自鎖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)明確，不存 在原有發(fā)明中卡爪定位不準(zhǔn)確、轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的問(wèn)題。動(dòng)力由液壓缸驅(qū)動(dòng)，液壓缸 易于拆卸和更換。
本發(fā)明的滑動(dòng)卡爪，設(shè)計(jì)有與多種管件端部形狀匹配的適配件，使聯(lián)接的用 途更廣。并且適配件與滑動(dòng)卡爪本體通過(guò)圓環(huán)孔與軸配合，以改善應(yīng)力狀況。
本發(fā)明聯(lián)接器的管道聯(lián)接體與海底管道端面密封采用透鏡墊本體和O形圈 組合密封的形式，并預(yù)先螺釘聯(lián)接在管道聯(lián)接體上，保證深水及超深水海況下可 靠地密封。
管道對(duì)準(zhǔn)是靠與焊在底板上的引導(dǎo)錐形筒實(shí)現(xiàn)的，使深水對(duì)中易于實(shí)現(xiàn)。 本發(fā)明可以解決深水海底管道自動(dòng)聯(lián)接。本發(fā)明提出軸向驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)連桿和滑 動(dòng)卡爪，使滑動(dòng)卡爪沿徑向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)上下兩部分配合面實(shí)現(xiàn)管道夾緊，具有定 位準(zhǔn)確、使用范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明滑動(dòng)卡爪本體上帶有適配件，可與多種管件 端部形狀匹配，并且適配件與滑動(dòng)卡爪本體通過(guò)圓環(huán)孔與軸配合，以改善應(yīng)力狀 況。本發(fā)明提出了透鏡墊與O形圈組合密封的形式，實(shí)現(xiàn)深水下的可靠密封。

圖1是管道端面相同時(shí)的聯(lián)接器鎖緊后的聯(lián)接剖視圖；圖2是管道端面相同時(shí)聯(lián)接器處于松開(kāi)狀態(tài)的剖視圖； 圖3是沿圖1中A-A水平剖切面剖切后的局部俯視圖； 圖4是管道端面不同時(shí)夾緊配合部位及密封部位的局部剖視圖。 具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述-
結(jié)合圖1至圖4，主要零部件組成包括待聯(lián)接管道l 、螺栓2、金屬八角 墊或橢圓墊3、管道聯(lián)接體4、支座5、 0形圈6、滑動(dòng)卡爪7、管道聯(lián)接體配合 錐面8、卡爪上部配合錐孔9、透鏡墊本體IO、 O形圈ll、螺釘12、海底管道 配合錐面13、卡爪下部配合錐孔14、 O形圈15、海底管道16、 O形圈17、螺 栓18、引導(dǎo)錐形筒19、加強(qiáng)肋20、連桿21、螺栓22、螺釘23、銷軸24、支承 軸頸25、 0形圈26、底板27、螺栓28、滑動(dòng)環(huán)板29、螺釘30、聯(lián)接塊31、 筒體件32、定位環(huán)33、 0形圈34、雙作用活塞35、液壓缸36、 0形圈37、壓 蓋38、螺釘39、 0形圈40 、螺栓41、圓環(huán)軸42、圓環(huán)孔43、適配件44、螺 釘45、管道聯(lián)接體104、支座105、滑動(dòng)卡爪本體107、管道聯(lián)接體配合錐面108、 卡爪上部配合錐孔109、海底管道配合面113、適配件配合面114、海底管道116。 其中聯(lián)接器不包括待聯(lián)接管道、金屬八角墊或橢圓墊及海底原有管道，包 括管道聯(lián)接體4，其上表面經(jīng)螺栓2聯(lián)接到待聯(lián)接管道1上，待聯(lián)接管道l和 管道聯(lián)接體4之間采用金屬八角墊或金屬橢圓墊3進(jìn)行密封。
管道聯(lián)接體4的下表面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖4，本體是透鏡墊ll，其上設(shè)有 O形圈10，靠螺釘12使透鏡墊11向外延伸的環(huán)板部分固定在管道聯(lián)接體4上。 靠透鏡墊的球面分別與與管道聯(lián)接體4和海底管道16的內(nèi)部錐面配合形成密封， O形圈10又增加了一道密封防線，能實(shí)現(xiàn)可靠的深水密封。
引導(dǎo)錐形筒20焊接到底板27上，使聯(lián)接器與海底管道對(duì)準(zhǔn)，加強(qiáng)肋19起 到增加引導(dǎo)錐形筒20剛性的作用。
底板27經(jīng)螺栓18與支座5下部聯(lián)接，支座5上部經(jīng)螺栓41與管道聯(lián)接體 4聯(lián)接，在起支撐滑動(dòng)卡爪7完成運(yùn)動(dòng)功能的同時(shí)，完成聯(lián)接器與海底管道16 對(duì)準(zhǔn)之后的接合。
壓蓋38經(jīng)螺釘39聯(lián)接到管道聯(lián)接體4上，使液壓缸36固定到管道聯(lián)接體 4上。筒體件32靠管道聯(lián)接體4上止口實(shí)現(xiàn)徑向定位，當(dāng)螺栓18將底板27聯(lián)接 到支座5，從而與管道聯(lián)接體4的聯(lián)接后，實(shí)現(xiàn)筒體件32的軸向定位。
動(dòng)力由液壓缸36提供。管道聯(lián)接體4、筒體件32、支座5、底板27之間形 成液壓缸36的雙作用活塞35、連桿21和滑動(dòng)卡爪7的運(yùn)動(dòng)空間。
滑動(dòng)環(huán)板29與雙作用活塞35采用螺釘23聯(lián)接，聯(lián)接塊31與支承軸頸25 之間采用螺釘30聯(lián)接，支承軸頸25的固定是通過(guò)螺栓28將定位環(huán)33固定在滑 動(dòng)環(huán)板29上實(shí)現(xiàn)的。連桿組件21通過(guò)2個(gè)螺栓22聯(lián)接為一體，連桿21與支承 軸頸25和滑動(dòng)卡爪7之間均經(jīng)銷軸24聯(lián)接?；瑒?dòng)卡爪7由管道聯(lián)接體4和支座 5限定只能沿徑向運(yùn)動(dòng)。
當(dāng)雙作用活塞35伸出時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)環(huán)板29下移，固定在滑動(dòng)環(huán)板29上的 支承軸頸25下移，銷軸24和連桿21 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑動(dòng)卡爪7沿徑向向外運(yùn) 動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)卡爪7的張開(kāi)；當(dāng)雙作用活塞35縮回時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)環(huán)板29上移， 固定在滑動(dòng)環(huán)板29上的支承軸頸25上移，銷軸24和連桿21 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，使滑動(dòng) 卡爪7沿徑向向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，使滑動(dòng)卡爪7的卡爪上部配合錐孔9與管道聯(lián)接體4的 管道聯(lián)接體配合錐面8配合，滑動(dòng)卡爪7的卡爪下部配合錐孔14與海底管道16 的海底管道配合錐面13配合，實(shí)現(xiàn)載荷的傳遞并實(shí)現(xiàn)管道的聯(lián)接。設(shè)計(jì)兩對(duì)配 合錐面的半錐角小于等于5.7。，可以實(shí)現(xiàn)自鎖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)明確，使滑動(dòng)卡爪7定 位準(zhǔn)確。
所有的O形圈均起密封作用。
當(dāng)管道端面不同時(shí)，例如海底管道116外徑較小，見(jiàn)圖4，可將滑動(dòng)卡爪設(shè) 計(jì)為滑動(dòng)卡爪本體107上帶有可拆適配件44的形式，滑動(dòng)卡爪本體107上帶有 圓環(huán)軸42、適配件44上有圓環(huán)孔43， 二者配合后經(jīng)螺釘45聯(lián)接。實(shí)現(xiàn)卡爪松 開(kāi)和鎖緊的過(guò)程同上，是通過(guò)管道聯(lián)接體104的管道聯(lián)接體配合錐面108與滑動(dòng) 卡爪本體107的卡爪上部配合錐孔109配合，海底管道116的海底管道配合面 113與適配件配合面114配合實(shí)現(xiàn)鎖緊的。支座105的內(nèi)徑與海底管道116外徑 相同，以實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)。所以既適合海底管道多齒槽配合面的情況，又適合單個(gè) 錐面的情況，使用范圍寬。
權(quán)利要求
1. 一種遙操縱海底管道聯(lián)接器，它包括管道聯(lián)接體，安裝在管道聯(lián)接體上的支座，安裝在支座上的底板，筒體件卡裝在管道聯(lián)接體與底板之間，其特征是滑動(dòng)卡爪的滑動(dòng)柄部分安裝在支座上的移動(dòng)孔中，滑動(dòng)卡爪的滑動(dòng)柄通過(guò)銷軸與連桿相連，連桿的另一端通過(guò)銷軸與支承軸頸相連，支承軸頸與聯(lián)接塊相連，聯(lián)接塊外套裝定位環(huán)，定位環(huán)固定在滑動(dòng)環(huán)板上，滑動(dòng)環(huán)板與液壓缸的雙作用活塞相連，液壓缸通過(guò)壓蓋安裝在管道聯(lián)接體上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙操縱海底管道聯(lián)接器，其特征是管道聯(lián)接體 的下表面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)，密封結(jié)構(gòu)的本體是透鏡墊，其上設(shè)有O形圈，透鏡墊 向外延伸的環(huán)板部分固定在管道聯(lián)接體上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的遙操縱海底管道聯(lián)接器，其特征是底板上設(shè)置 有引導(dǎo)錐形筒。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的遙操縱海底管道聯(lián)接器，其特征是引導(dǎo)錐形筒 與底板之間有加強(qiáng)肋。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的遙操縱海底管道聯(lián)接器，其特征是滑動(dòng)卡爪上 安裝適配件，配合件上有與海底管道配合面相配合的適配件配合面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的遙操縱海底管道聯(lián)接器，其特征是滑動(dòng)卡爪本 體上有圓環(huán)軸，適配件上有與圓環(huán)軸相配合的圓環(huán)孔。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種遙操縱海底管道聯(lián)接器。它包括管道聯(lián)接體，安裝在管道聯(lián)接體上的支座，安裝在支座上的底板，筒體件卡裝在管道聯(lián)接體與底板之間，滑動(dòng)卡爪的滑動(dòng)柄部分安裝在支座上的移動(dòng)孔中，滑動(dòng)卡爪的滑動(dòng)柄通過(guò)銷軸與連桿相連，連桿的另一端通過(guò)銷軸與支承軸頸相連，支承軸頸與聯(lián)接塊相連，聯(lián)接塊外套裝定位環(huán)，定位環(huán)固定在滑動(dòng)環(huán)板上，滑動(dòng)環(huán)板與液壓缸的雙作用活塞相連，液壓缸通過(guò)壓蓋安裝在管道聯(lián)接體上。本發(fā)明可以解決深水海底管道自動(dòng)聯(lián)接。具有定位準(zhǔn)確、使用范圍寬的優(yōu)點(diǎn)。可與多種管件端部形狀匹配，并且適配件與滑動(dòng)卡爪本體通過(guò)圓環(huán)孔與軸配合，以改善應(yīng)力狀況。提出了透鏡墊與O形圈組合密封的形式，實(shí)現(xiàn)深水下的可靠密封。
文檔編號(hào)F16L1/26GK101285541SQ20081006456
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者關(guān)俊鋒, 嵐 張, 時(shí)黎霞, 王立權(quán), 邢曉冬 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)