[發(fā)明專(zhuān)利]一種耐高溫的海洋立管柔性接頭

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111361645.4
• 申請(qǐng)日: 2021-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113914830A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鵬;尤軍峰;趙鑒超;唐春昱;王攀;趙媛媛;裴少帥;趙康
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安航天動(dòng)力技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/01
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/01;E21B17/01;E21B17/02
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 11120
• 代理人: 許姣

本發(fā)明公開(kāi)一種耐高溫的海洋立管柔性接頭，能夠滿足擺角、高溫液體輸送等使用要求，且可靠性高。該柔性接頭采用了兩組接頭組件上下對(duì)稱布置的結(jié)構(gòu)形式，在接頭受軸向拉、壓載荷時(shí)，均能夠保證彈性元件處于受壓狀態(tài)，提高了接頭的軸向承載能力，并提高了接頭的使用壽命；在不增加接頭外徑的前提下，有效提高了接頭允許的最大擺角，使接頭可以在更為惡劣的海上工況下使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柔性接頭，具體涉及一種耐高溫的海洋立管柔性接頭。

背景技術(shù)

在海洋水下資源勘探與開(kāi)采系統(tǒng)中，立管系統(tǒng)作為水上平臺(tái)和水下設(shè)備的連接通道，是水下生產(chǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，深水立管柔性接頭是連接立管系統(tǒng)與浮式平臺(tái)的關(guān)鍵部件。

CN104483117B公開(kāi)的《一種水下?lián)闲匝b置的疲勞試驗(yàn)方法及裝置》與CN207557006U公開(kāi)的《一種水下?lián)闲越宇^彎、載組合試驗(yàn)裝置》均為寶雞石油機(jī)械有限公司申請(qǐng)的海洋立管柔性接頭試驗(yàn)裝置專(zhuān)利，其基于現(xiàn)有最常見(jiàn)的海洋立管柔性接頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)，能夠滿足接頭的樣機(jī)試驗(yàn)、出廠檢測(cè)等性能測(cè)試要求。

英國(guó)Dunlop公司的GB2190970A“Flexible joint”專(zhuān)利介紹了一種流體管道使用的柔性接頭，其主要結(jié)構(gòu)部件包括疊層橡膠接頭，球面接頭及波紋管結(jié)構(gòu)。疊層橡膠接頭主要提供回位力矩及阻尼，使連接管可以在一定范圍內(nèi)相對(duì)擺動(dòng)，并在載荷消失后回位；球面接頭防止疊層橡膠接頭承受額外拉力，避免橡膠接頭損壞，提高使用壽命及可靠性，并提供一定的密封功能；波紋管將內(nèi)、外工作介質(zhì)隔開(kāi)，避免外界環(huán)境腐蝕接頭造成工作失效。之后的海洋立管柔性接頭結(jié)構(gòu)多采用類(lèi)似設(shè)計(jì)。

美國(guó)oil state公司的US7341283B2“High Temperature Flexible Pipe Joint”專(zhuān)利介紹了一種耐高溫的海洋立管柔性接頭，采用低熱導(dǎo)率材料將高溫液體與疊層橡膠接頭隔開(kāi)，同時(shí)采用高溫性能更好的橡膠材料，并在接頭周?chē)捎貌y管及液體進(jìn)行充分的散熱。但該設(shè)計(jì)擺動(dòng)角度較小，散熱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難，不利于長(zhǎng)時(shí)間使用。

在現(xiàn)有海洋立管柔性接頭的結(jié)構(gòu)中，普遍存在擺動(dòng)角度小、散熱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工工藝復(fù)雜、成本高等一系列問(wèn)題。為了拓寬海洋立管柔性接頭的使用范圍，滿足大擺角、高溫液體輸送等使用要求，需要進(jìn)行新型的海洋立管柔性接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種耐高溫的海洋立管柔性接頭，能夠滿足擺角、高溫液體輸送等使用要求，且可靠性高。

所述的耐高溫的海洋立管柔性接頭，包括殼體和在所述殼體內(nèi)部上下對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)接頭組件；

所述接頭組件包括：活動(dòng)體、彈性元件、支撐球頭和波紋管；所述活動(dòng)體外側(cè)通過(guò)所述彈性元件與所述殼體相連，內(nèi)側(cè)與所述支撐球頭配合形成球關(guān)節(jié)；所述活動(dòng)體與所述彈性元件的擺心一致；

兩個(gè)所述接頭組件的支撐球頭之間形成移動(dòng)副，能沿軸向相對(duì)移動(dòng)設(shè)定距離；

位于兩個(gè)所述活動(dòng)體之間的支撐球頭的外部通過(guò)所述波紋管密封；

所述接頭組件與所述殼體之間形成移動(dòng)副，防止二者發(fā)生相對(duì)翻轉(zhuǎn)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，兩個(gè)所述接頭組件支撐球頭之間移動(dòng)副方向上安裝彈簧，所述彈簧處于預(yù)壓狀態(tài)，使所述支撐球頭與所述活動(dòng)體之間頂緊。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述殼體上分布有散熱孔，使其形成開(kāi)放式散熱結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述彈性元件為采用增強(qiáng)件與橡膠層沿徑向依次進(jìn)行層疊而成，其最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)均為橡膠層；所述彈性元件的兩端面設(shè)置耐腐蝕包覆層。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述殼體包括：上連接法蘭、下連接法蘭和中板；所述上連接法蘭和所述下連接法蘭同軸相對(duì)，分別與所述中板固接。