[發(fā)明專利]一種高性能的超深水非粘接管道接頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710851573.9
• 申請(qǐng)日: 2017-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107642648B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙炳昊;張大勇;吳尚華;盧青針;陳金龍;岳前進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F16L13/02
• 分類號(hào): F16L13/02;F16L13/10;F16L33/34
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

本發(fā)明公開(kāi)了一種高性能的超深水非粘接管道接頭，包括管狀接頭體，管狀接頭體的頭端設(shè)有接頭體法蘭，管狀接頭體的中段外壁設(shè)有第一環(huán)形連接部，管狀接頭體的后段外壁設(shè)有延伸至管狀接頭體尾端的第二環(huán)形連接部，管狀接頭體的后段內(nèi)腔壁沿管狀接頭體軸線依次設(shè)有第一圓柱環(huán)凹槽、第一錐形環(huán)凹槽和第二圓柱環(huán)凹槽，第一圓柱環(huán)凹槽的兩側(cè)分別與管狀接頭體的尾端和第一錐形環(huán)凹槽的大端連通，第一錐形環(huán)凹槽的小端與第二圓柱環(huán)凹槽連通，第二圓柱環(huán)凹槽的靠近管狀接頭體頭端的側(cè)壁下端設(shè)有環(huán)形連接條，環(huán)形連接條上設(shè)有CARCASS層固定環(huán)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的連接強(qiáng)度、密封性和穩(wěn)定性都有所提高，可以使本發(fā)明更適用于超深水的管道。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高性能的超深水非粘接管道接頭。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求越來(lái)越大，能源供需矛盾日益突出，為了緩解能源供需矛盾，加快海洋油氣資源開(kāi)發(fā)已成為國(guó)家戰(zhàn)略需求。國(guó)家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中明確指出要求開(kāi)發(fā)高端海洋工程裝備，海洋管道是海洋油氣資源最關(guān)鍵的運(yùn)輸裝備，是關(guān)系海洋資源開(kāi)發(fā)的“生命線”。隨著國(guó)家對(duì)深海資源的開(kāi)發(fā)，以往傳統(tǒng)的海洋工程裝備逐漸落后和淘汰，而對(duì)更高性能和適應(yīng)極限水深的裝備研制就更為迫切。深海資源開(kāi)采中，隨著水深的增加，對(duì)開(kāi)采管道的連接和密封性能要求越來(lái)越高，而管道接頭作為影響管道性能的核心部件，對(duì)管道的連接和密封性有重要的影響。因此設(shè)計(jì)研究出能使海洋管道有更高的連接性能和密封性能的接頭，是迫切需要的。一般從材料角度可以大致將海洋管道分成鋼管及復(fù)合式柔性管道兩大類，柔性管道以其良好的柔順性、易鋪設(shè)、可設(shè)計(jì)性、經(jīng)濟(jì)性、可回收、環(huán)保性的優(yōu)勢(shì)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，典型的海洋柔性管道結(jié)構(gòu)如圖1所示。

為保證管道終端與浮體的連接以及密封管道內(nèi)的介質(zhì)，需要在管道與浮體連接處設(shè)計(jì)接頭。接頭需要滿足的功能有：1)對(duì)管道進(jìn)行逐層連接，為管道提供連接力；2)密封管道層，即防止管道內(nèi)介質(zhì)泄漏，同時(shí)防止海水倒灌；3)排除積存在管道內(nèi)部的氣體。

接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是由管道的結(jié)構(gòu)決定的。由于柔性管的結(jié)構(gòu)隨著使用環(huán)境的不同對(duì)各個(gè)功能層或結(jié)構(gòu)層進(jìn)行增減，因此，非粘接管接頭要針對(duì)不同的柔性管結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)所有管道層進(jìn)行逐層連接，并不是一種管接頭能適用于所有的管道連接，圖2為典型接頭的結(jié)構(gòu)。

目前，國(guó)內(nèi)的柔性管道設(shè)計(jì)技術(shù)也在迅速發(fā)展，與國(guó)外的設(shè)計(jì)技術(shù)的差距逐步縮小。但對(duì)于粘結(jié)型海洋柔性管道，尤其是動(dòng)態(tài)應(yīng)用非粘結(jié)型管道設(shè)計(jì)技術(shù)上，還有很長(zhǎng)的路要走。而接頭作為關(guān)鍵的部件，更需要進(jìn)行研究和詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)。隨著國(guó)家深海資源的開(kāi)發(fā)，越來(lái)越多的輸油輸氣等管道被鋪設(shè)到超深水的海底，但是隨著鋪設(shè)水深的增加，管道的質(zhì)量增加，重力和慣性都增加，因此管道連接中端接頭部分承受的拉力越來(lái)越大，迫切需要設(shè)計(jì)高強(qiáng)度拉伸接頭，且管道在海水中不斷晃動(dòng)，很容易使接頭松動(dòng)，造成密封失效，發(fā)生泄漏，造成經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境破壞。所以發(fā)明一種高性能可以適應(yīng)超深水環(huán)境的管道接頭是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種高性能的超深水非粘接管道接頭。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種高性能的超深水非粘接管道接頭，包括管狀接頭體，所述管狀接頭體的頭端設(shè)有接頭體法蘭，所述管狀接頭體的中段外壁設(shè)有第一環(huán)形連接部，所述管狀接頭體的后段外壁設(shè)有延伸至所述管狀接頭體尾端的第二環(huán)形連接部，所述管狀接頭體的后段內(nèi)腔壁沿所述管狀接頭體軸線依次設(shè)有第一圓柱環(huán)凹槽、第一錐形環(huán)凹槽和第二圓柱環(huán)凹槽，所述第一圓柱環(huán)凹槽的兩側(cè)分別與所述管狀接頭體的尾端和所述第一錐形環(huán)凹槽的大端連通，所述第一錐形環(huán)凹槽的小端與所述第二圓柱環(huán)凹槽連通，所述第二圓柱環(huán)凹槽的靠近所述管狀接頭體頭端的側(cè)壁下端設(shè)有環(huán)形連接條，所述環(huán)形連接條上設(shè)有CARCASS層固定環(huán)；