專利名稱：機(jī)械鎖緊式水下管道連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及海底石油、天然氣管道傳輸?shù)墓艿篱g的連接器，具體地說是一種三臂抱緊機(jī)械鎖緊式水下管道連接器。
背景技術(shù)：
海洋石油、天然氣的開采涉及到大量的管道鋪設(shè)連接。傳統(tǒng)管道連接是通過潛水員直接操作實施連接，人工校正對接法蘭的對中線，再上緊若干螺栓后完成管道連接，但由于潛水員下潛深度有限，只能在0-100米左右水深工作，難以實現(xiàn)深海管道連接。深海采油則使用水下管道連接器，由海上作業(yè)平臺或船只投放至海底。水下管道連接器大致分為三 種卡爪式連接、夾具式連接和法蘭式連接?？ㄗκ竭B接器和夾具式連接器均較難由水下機(jī)器人(ROV)實現(xiàn)管道連接，且對中導(dǎo)向不便。法蘭式連接是最常用的機(jī)械連接方式，安裝過程中需要水下機(jī)器人(ROV)在水下擰緊若干螺栓，通過擰緊螺栓實現(xiàn)鋼圈密封、法蘭對接。但是深?？梢姸扔邢蓿僮魉聶C(jī)器人上緊若干螺栓靈活性不夠，校正對接法蘭對中線的操作不便，給對接法蘭的連接帶來很大困難，如果海況不好，根本無法實現(xiàn)海底安裝，經(jīng)常導(dǎo)致工程長時間延誤。本實用新型機(jī)械鎖緊式水下管道連接器解決了對中導(dǎo)向問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種機(jī)械鎖緊式水下管道連接器，增加了對中導(dǎo)向裝置，使安裝操作方便，有利于一次安裝成功。本實用新型的技術(shù)方案是一種機(jī)械鎖緊式水下管道連接器，包括與管匯端對接法蘭焊接的主面板組件和與跨接管端對接法蘭焊接的副面板組件，主面板組件安裝有包括鎖緊螺栓在內(nèi)的三臂式抱緊機(jī)構(gòu)，其特征在于在主面板組件上增設(shè)與管匯端對接法蘭中線一致的導(dǎo)向槽，在副面板組件下底邊增設(shè)與跨接管端對接法蘭中線一致的導(dǎo)向鍵與該導(dǎo)向槽配合。作為進(jìn)一步改進(jìn)，副面板組件上的對接法蘭內(nèi)壁增設(shè)導(dǎo)向環(huán)伸向主面板組件上的對接法蘭。本實用新型在連接器的主面板組件上增加導(dǎo)向槽，在副面板組件下底邊增加導(dǎo)向鍵，因此在副面板組件下入過程中，可以操縱副面板組件引領(lǐng)導(dǎo)向鍵插入先下入的主面板組件導(dǎo)向槽內(nèi)，使主、副面板組件的對接法蘭能夠迅速準(zhǔn)確地置于同一對中線上。在副面板組件上的對接法蘭內(nèi)壁增加導(dǎo)向環(huán)，有助于兩個對接法蘭快速沿對中線靠攏而實現(xiàn)對中貼合，不會發(fā)生偏移。兩法蘭貼合后，用水下機(jī)器人帶扭力工具上緊連接器的一根鎖緊螺栓，收緊左右臂及下臂，使安裝在各臂上的六塊卡牙同時收縮抱緊，完成管道對接。與原有同類產(chǎn)品相比，因增設(shè)對中導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，三臂式抱緊機(jī)構(gòu)只需用一根鎖緊螺栓，安裝操作簡便易行。本實用新型于2012年3月在南海崖城海域中使用，水深360米，實際操作簡便,對中準(zhǔn)確，大大縮短了安裝時間，現(xiàn)場海底管道連接將螺栓式水下管道連接器和機(jī)械鎖緊式水下管道連接器同時安裝，螺栓式水下管道連接器完成作業(yè)需16小時，而本實用新型僅需I. 5小時，實用性很強(qiáng)。

圖I是機(jī)械 鎖緊式管道連接器主面板組件示意圖。圖2是副面板導(dǎo)向鍵下入到主面板導(dǎo)向槽內(nèi)示意圖。圖3是液壓缸收緊連接器主、副面板組件過程示意圖。圖4是扭力工具旋緊鎖緊螺栓示意圖。圖5是安裝后的連接器狀態(tài)示意圖。萬向軸I、鎖緊螺栓2、卡牙3、左臂4、右臂5、連接軸6、下臂7、扭力工具插座8、主面板9、對接法蘭10、對接法蘭11、導(dǎo)向環(huán)12、副面板13、導(dǎo)向槽14、方鋼141、導(dǎo)向鍵15。
具體實施方式
見各附圖所示的機(jī)械鎖緊式水下管道連接器，包括與管匯(圖中未示出)端對接法蘭10焊接的主面板9組件和與跨接管(圖中未示出)端對接法蘭11焊接的副面板13組件。如圖I所示，在主面板9的組件主要有下臂7、左臂4、右臂5，下臂7、左臂4、右臂5各有兩個卡牙3 ;下臂7固定在主面板9上，左臂4和右臂5的一端各有連接軸6分別連接在下臂7的兩端，左臂4和右臂5的另一端各有一個萬向軸I連接一根鎖緊螺栓2，構(gòu)成三臂式抱緊機(jī)構(gòu)；鎖緊螺栓2的另一端伸于扭力工具插座8中，水下機(jī)器人操縱扭力工具伸入扭力工具插座8可以旋轉(zhuǎn)鎖緊螺栓2使左臂4和右臂5合攏，帶動卡牙3抱緊對接法蘭10、11而完成水下管道連接。本實用新型在主面板9組件上增設(shè)與管匯端對接法蘭10中線一致的導(dǎo)向槽14，在副面板13組件下底邊增設(shè)與跨接管端對接法蘭11中線一致的導(dǎo)向鍵15與該導(dǎo)向槽14配合。在水下通過水下機(jī)器人上攝像觀察，將導(dǎo)向鍵15放置于導(dǎo)向槽14內(nèi)，主、副面板9、13組件的對接法蘭10、11能夠迅速準(zhǔn)確地置于同一對中線上，即使在液壓缸驅(qū)動副面板13向主面板9合攏的過程中也能保證副面板13沿著對中線移動。導(dǎo)向鍵15與導(dǎo)向槽14配合的較簡單的方案是所述主面板9組件上增設(shè)的導(dǎo)向槽14由方鋼141圍成的矩形框構(gòu)成，矩形框的一條邊即為主面板9，其中兩條平行方鋼141的端部與主面板I的底邊焊接；所述副面板13組件下底邊增設(shè)的導(dǎo)向鍵15是由副面板13下底邊切除兩邊角而形成的燕尾狀。配合組裝時，如圖2所示，把燕尾狀的導(dǎo)向鍵15橫跨于兩條平行方鋼141之間的導(dǎo)向槽14內(nèi)即可。副面板13上的對接法蘭11內(nèi)壁增設(shè)導(dǎo)向環(huán)12伸向主面板9上的對接法蘭10，導(dǎo)向環(huán)12的引導(dǎo)作用有助于提高兩個法蘭10、11的對接準(zhǔn)確度。使用本實用新型實施深水下的管道連接可按下面的步驟進(jìn)行。在水面上將主面板組件上焊接法蘭與管匯端管線焊接，注意焊接法蘭與管匯端管線同心度，副面板組件上焊接法蘭與跨接管端管線焊接，注意焊接法蘭與跨接管端管線同;L、度。主副面板9、13組件分別組裝完畢，主面板9組件與管匯端先下入，副面板13組件與跨接管端隨后下入，通過水下機(jī)器人上攝像觀察，將導(dǎo)向鍵15放置在導(dǎo)向槽14內(nèi)，兩法蘭10、11開口方向相對，主面板9組件卡牙3處于打開狀態(tài)，如圖2所示。水下機(jī)器人帶液壓缸下入，通過攝像機(jī)觀察，將液壓缸兩端開槽分別銜置于主副面板9、13上，如圖3所示，用陸地的液壓動力單元打壓至1500 31，主副面板9、13組件趨近，導(dǎo)向環(huán)12伸向?qū)臃ㄌm10內(nèi)，直至兩法蘭10、11貼合。在液壓缸保持收緊的狀態(tài)下，水下機(jī)器人抓CLASS4扭力工具插入扭力工具插座8，如圖4所示，將鎖緊螺栓2旋緊，卡牙3在左右臂4、5作用下，同時收緊，六塊卡牙3均勻受力，將兩對接法蘭10、11抱緊。兩對接法蘭10、11密封面貼緊密封鋼圈16實現(xiàn)密封，如圖5所示?！ぷ詈?，水下機(jī)器人升至水面，帶試壓插頭及防轉(zhuǎn)插塊下入，將試壓插頭插入主副面板13的試壓插口 17處測試背壓，500PSI保壓時間5分鐘，如正常，安裝防轉(zhuǎn)插塊，作業(yè)完成。與同類產(chǎn)品相比增加了對中導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，三臂式抱緊機(jī)構(gòu)只需用一根鎖緊螺栓2收緊左右臂4、5及下臂7，使三臂上的六塊卡牙同時收縮抱緊，受力均勻，安裝操作簡便易行，有利于一次安裝成功。
權(quán)利要求1.一種機(jī)械鎖緊式水下管道連接器，包括與管匯端對接法蘭焊接的主面板組件和與跨接管端對接法蘭焊接的副面板組件，主面板組件安裝有包括下臂、左臂、右臂和鎖緊螺栓在內(nèi)的三臂式抱緊機(jī)構(gòu)，其特征在于在主面板組件上增設(shè)與管匯端對接法蘭中線一致的導(dǎo)向槽，在副面板組件下底邊增設(shè)與跨接管端對接法蘭中線一致的導(dǎo)向鍵與該導(dǎo)向槽配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)械鎖緊式水下管道連接器，其特征在于所述主面板組件上增設(shè)的導(dǎo)向槽由方鋼圍成的矩形框構(gòu)成，矩形框的一條邊即為主面板，其中兩條平行方鋼的端部與主面板的底邊焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)械鎖緊式水下管道連接器，其特征在于所述副面板組件下底邊增設(shè)的導(dǎo)向鍵是由副面板下底邊切除兩邊角而形成的燕尾狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的機(jī)械鎖緊式水下管道連接器，其特征在于副面板組件上的對接法蘭內(nèi)壁增設(shè)導(dǎo)向環(huán)伸向主面板組件上的對接法蘭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機(jī)械鎖緊式水下管道連接器，其特征在于三臂式抱緊機(jī)構(gòu)的下臂固定在主面板上，左臂和右臂的一端各有連接軸分別連接在下臂的兩端，左臂和右臂的另一端各有一個萬向軸連接一根鎖緊螺栓。
專利摘要一種機(jī)械鎖緊式水下管道連接器，包括與管匯端對接法蘭焊接的主面板組件和與跨接管端對接法蘭焊接的副面板組件，在主面板組件上增設(shè)與管匯端對接法蘭中線一致的導(dǎo)向槽，在副面板組件下底邊增設(shè)與跨接管端對接法蘭中線一致的導(dǎo)向鍵與該導(dǎo)向槽配合。副面板組件上的對接法蘭內(nèi)壁增設(shè)導(dǎo)向環(huán)伸向主面板組件上的對接法蘭。在副面板組件下入過程中，可以操縱副面板組件引領(lǐng)導(dǎo)向鍵插入先下入的主面板組件導(dǎo)向槽內(nèi)，主、副面板組件的對接法蘭能夠迅速準(zhǔn)確地置于同一對中線上。副面板組件上的對接法蘭內(nèi)壁增加導(dǎo)向環(huán)有助于兩個對接法蘭快速沿對中線靠攏而實現(xiàn)對中貼合，不會發(fā)生偏移。與原有連接器相比，因增設(shè)對中導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，安裝操作簡便易行。
文檔編號F16L23/00GK202791032SQ20122033434
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者謝玉洪, 黃河, 柯呂雄, 陳開發(fā), 周聲結(jié), 張舉鵬, 李大全, 李軍, 祁嘉朋, 任國慶 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油(中國)有限公司湛江分公司, 美鉆能源科技(上海)有限公司