高压配件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于将低碳钢管(3’)与聚烯烃衬件(3’)附接在一起的配件(1’)。可以将压缩环(6’)插入管中，使得现役管道的孔保持恒定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高压配件
本专利技术涉及一种适于在加压管道(例如那些在石油和天然气勘探、天然气输送和水网络中使用的管道)中使用的配件。背景用于在高压例如超过2mA[20bar]的压力下输送流体的管道通常由钢或其他金属制成，以提供高的机械强度和流体密封。在某些应用中，例如当要输送的流体具有腐蚀性时，使用耐腐蚀的材料、装有主动防腐蚀系统或在金属和输送的流体之间装有阻隔衬件或涂层是有必要的。耐腐蚀的金属往往具有高的资本成本，而主动防腐蚀系统的使用导致管道寿命期内较高的年度运营成本。为了减少总支出，涉及使用涂层或衬件将金属与腐蚀性流体分隔开的解决方案被越来越多地采用。为了提供更低成本的解决方案，已知地，指定具有由不锈钢和镍合金制成的耐腐蚀合金(CRA)嵌体或衬件的普通碳钢管来提供耐腐蚀性。这种衬件虽然有效但熟知地在安装期间操作上存在损坏合金本身的风险的问题。已经对此为某些应用开发了替代方案，由此已知地使用塑料衬件替代，塑料的选择取决于传输的流体和操作温度，已知的衬件材料包括但不限于聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚醚醚酮(PEEK)。衬有塑料的普通碳钢往往提供最具经济吸引力的解决方案，且其应用范围正在扩大。将塑料衬件安装到管中的传统方法是首先减小衬件的直径，且同时使衬件保持在处于减小的直径下，将其插入到钢制管柱中。插入后，允许衬件恢复到其原始尺寸，以形成与钢制主管的紧密配合。已知地，在一次操作中在超过1000米的长度上安装这种衬件。这些方法是众所周知的并包括诸如EP0834034中所描述的RolldownTM和EP0514142中所描述的SublineTM等过程。一旦一段钢管设置有塑料衬件，就有必要将插入的塑料衬件的端部附接到钢管道本身的端部。在使用中附接必须满足两个主要功能，即塑料衬件不得因工作条件诸如流体压力或温度而从端部连接部移离或脱离，且连接部应形成密封以防止传输的流体渗入衬件和金属管之间的区域。GB2298256中描述了配件的示例，该配件将塑料衬件终结于一段钢管。轮毂件焊接至钢管的端部，该钢管包括CRA嵌体和一系列周向凹槽或齿。衬件被安装和修整成使得衬件覆盖周向凹槽，在此之后将CRA插入物插入到塑料衬件中以将其压靠在凹槽上。该系统已被广泛用于例如在石油勘探行业注水管道的构建中，且其局限性是可以理解的。第一个问题是，优选实施方案具有突入到金属管道的孔中的周向齿而不是使用切入金属主体中的凹槽。这意味着管孔在用于衬件插入的进入点处进一步减小，这意味着需要更大的直径减小。更大的减小会阻碍塑料的后续恢复，这可能无法实现紧密配合。在使用中，插入物的放置导加衬件管的直径的局部减小，这对此解决方案可用于哪些应用有一定的限制。例如，该解决方案可以用于注水管道但不能用于碳氢化合物生产管道。后者要求通过管道检查“清管器(pigs)”进行检查，清管器不能穿过局部减小的直径，而且碳氢化合物流体往往会在管道结构的扰动下沉积蜡状物质，这可能导致堵塞或增加泵在使用中的能量需求。本专利技术的目的是解决上述问题中的至少一些问题。公开内容的简要概述根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于连接至衬有聚烯烃的管的管连接设备，该管连接设备包括:管配件，其包括具有孔的中空主体，该孔在第一端处具有第一内径，在第二端附近具有大于所述第一内径的第二内径，并且在第一端和第二端之间具有锥形部；压缩环，其具有内径和位于一端处的外锥形部；以及附接特征，其位于配件的内表面上；由此，大致上圆柱形的聚烯烃衬件在抵靠管的内表面扩张的地方处具有大体上等于压缩环的内径的内径，并且通过将所述衬件插入到孔中并随后将压缩环插入到所述衬件中从而使衬件的一部分压缩成与附接特征接合，衬件能够被附接至所述管配件。以这种方式，一旦安装后，衬件和压缩环具有大体上相同的内径，这意味着不会存在可能会阻碍清管器、清洗器或可能需要穿过加衬管的其他元件的通过的孔的直径的局部减小。在衬件被压缩环压缩成与附接特征接合时，衬件的厚度可能局部减小10％-30％。优选地，衬件的厚度局部减小20％。优选地，所述附接特征具有能够使所述聚烯烃衬件在其中冷流成形的形状，以提供迷宫式密封和机械式锚定。压缩环对衬件的压缩可能导致衬件的一部分塑性变形到凹槽中，从而将衬件牢固地固定在配件中。管配件上的锥形部的角度可以大体上等于压缩环上的锥形部的角度。这可以有助于在压缩环上的锥形部和管配件上的锥形部之间提供相对均匀的衬件压缩，避免对衬件的局部壁损伤而导致厚度减小。这种特征对于避免在衬件的紧靠配件之处弱化衬件来说是期望的，在管道首次投入使用时在衬件的紧靠配件处可能经受轴向载荷。在一实施方案中，附接特征包括凹入配件的内表面中的一个或更多个周向凹槽。可替代地，附接特征包括两个或更多个相邻的环形雉堞部，环形雉堞部从配件的内表面径向向内突出，并且在环形雉堞部之间限定有凹槽。在这任一情况下，附接特征可以包括三至五个凹槽。在一实施方案中，附接特征设置在配件的内表面上，在所述配件的第二端和所述配件的锥形部之间。优选地，管配件的所述第一内径等于设备要连接到的管的内径。在一实施方案中，管配件的孔在所述第二端处具有第三内径，其中第二内径位于所述第一内径和所述第三内径之间，第三内径小于所述第二内径并且大于或等于压缩环的外径。优选的，所述第三内径限定了管配件的端面，该端面适于邻接密封到另一管或管配件。在一实施方案中，管配件在其外表面上具有能够保持装配工具的结构。根据本专利技术的第二方面，提供了一种零件套件，包括任一项前述段落所述的管连接设备中的至少一个和至少一个中空圆柱形聚烯烃衬件，其中在衬件抵靠所述管的内表面扩张的地方处，衬件的内径大体上等于压缩环的内径。该套件还可以包括装配工具，该装配工具包括压头，该压头具有：等于或小于压缩环的内径的外径；锥形前缘；和和大体上水平的接合区(land)，所述压缩环可以临时安装在该接合区上。根据本专利技术的第三方面，提供了一种为管加衬的方法，该方法包括以下步骤：a.提供如上所述的零件套件；b.将配件的第一端附接到管；c.将衬件插入到管和配件中，并将衬件抵靠管的内表面扩张；和d.将压缩环插入到衬件和配件中，使得衬件被压缩到附接特征中。根据本专利技术的第四方面，提供一种为管加衬的方法，该方法包括以下步骤：a.提供如上所述的套件；b.将配件的第一端附接到管；c.将衬件插入到管和配件中，并将衬件抵靠管的内表面扩张；d.将装配工具附接到管配件的外表面上的所述结构；e.将其上安装有压缩环的所述压头附接到装配工具；f.使用装配工具将压头和压缩环插入到衬件和配件中，使得衬件被压缩到附接特征中，其中在装配工具将压头的前缘抵着衬件的端部挤压，使得衬件的端部径向扩张并进而迫使压缩环进入衬件中的过程期间，所述结构使装配工具保持不动；以及g.移除装配工具和压头，将压缩环留在衬件和配件中。在如上所述的方法中，配件可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管连接设备，用于连接到衬有聚烯烃的管，包括:/n管配件，其包括具有孔的中空主体，所述孔在第一端处具有第一内径，在第二端附近具有大于所述第一内径的第二内径，并且在所述第一端和所述第二端之间具有锥形部；/n压缩环，其具有内径和位于一端处的外锥形部；以及/n附接特征，其位于所述配件的内表面上；/n由此，大致圆柱形的聚烯烃衬件在所述衬件的抵靠所述管的内表面扩张的地方处具有大体上等于所述压缩环的内径的内径，通过将所述衬件插入到所述孔中并随后将所述压缩环插入到所述衬件中从而将所述衬件的一部分压缩成与所述附接特征接合，所述衬件能够被附接至所述管配件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170322 GB 1704521.21.一种管连接设备，用于连接到衬有聚烯烃的管，包括:
管配件，其包括具有孔的中空主体，所述孔在第一端处具有第一内径，在第二端附近具有大于所述第一内径的第二内径，并且在所述第一端和所述第二端之间具有锥形部；
压缩环，其具有内径和位于一端处的外锥形部；以及
附接特征，其位于所述配件的内表面上；
由此，大致圆柱形的聚烯烃衬件在所述衬件的抵靠所述管的内表面扩张的地方处具有大体上等于所述压缩环的内径的内径，通过将所述衬件插入到所述孔中并随后将所述压缩环插入到所述衬件中从而将所述衬件的一部分压缩成与所述附接特征接合，所述衬件能够被附接至所述管配件。


2.根据权利要求1所述的管连接设备，其中，所述衬件具有厚度，当所述衬件被压缩环压缩成与所述附接特征接合时，该厚度局部减小10％-30％。


3.根据权利要求2所述的管连接设备，其中，所述衬件的厚度局部减小20％。


4.根据前述权利要求中任一项所述的管连接设备，其中，所述附接特征具有这样的形状，该形状使得能够在所述附接特征中冷流成形所述聚烯烃衬件，以提供迷宫式密封和机械式锚定。


5.根据前述权利要求中任一项所述的管连接设备，其中，所述管配件上的所述锥形部的角度大体上等于所述压缩环上的所述锥形部的角度。


6.根据前述权利要求中任一项所述的管连接设备，其中，所述附接特征包括凹入所述配件的内表面中的一个或多个周向凹槽。


7.根据权利要求1-5中任一项所述的管连接设备，其中，所述附接特征包括两个或更多个相邻的环形雉堞部，所述环形雉堞部从所述配件的内表面径向向内突出，并且在所述环形雉堞部之间限定有凹槽。


8.根据权利要求6或7所述的管连接设备，其中，所述附接特征包括三个至五个所述凹槽。


9.根据前述权利要求中任一项所述的管连接设备，其中，所述附接特征设置在平行区上，在所述配件的所述内表面上，位于所述配件的所述第二端和所述配件的所述锥形部之间。


10.根据前述权利要求中任一项所述的管连接设备，其中，所述管配件的所述第一内径等于所述设备要连接到的所述管的所述内径。


11.根据前述权利要求中任一项所述的管连接设备，其中，所述管配件的所述孔在所述第二端处具有第三内径，其中所述第二内径位...

【专利技术属性】
技术研发人员：德里克·穆克莱，
申请(专利权)人：半径系统有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB