一种高温高压管道柔性接头制造技术

本发明专利技术公开了一种高温高压管道柔性接头和管道连接系统，柔性接头包括法兰、圆柱体、管道延伸件。法兰与上一节管道连接，管道延伸件与下一节管道连接，法兰与圆柱体通过防松螺栓进行连接，管道延伸件与圆柱体之间安装有弹性轴承，粘结连接，波纹管分别与法兰和管道延伸件连接，法兰延伸管与管道延伸件相接触，形成管道通路。本发明专利技术可以实现高温高压介质的输送；柔性接头中的弹性轴承能够减小管道弯曲挠度，延长管道在海洋动态环境中的使用寿命；也可以降低浮式平台与立管连接处的弯曲刚度，保证浮式平台运行的稳定性。

A flexible joint of high temperature and high pressure pipeline

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压管道柔性接头
本专利技术涉及管道柔性接头
，具体涉及一种高温高压管道柔性接头和管道连接系统。
技术介绍
我国南海油气资源丰富，石油储量约有230-300亿吨，天然气储量338万亿立方米，并且70％在深海区域。向深海进军是我国海洋油气勘探与开发的发展趋势。在深海油气田开发中，通常使用海洋立管与海底管道将油气从井口输送至浮式生产平台上。例如钢悬链线立管，其集海洋立管与海底管道于一身，一端与浮式生产平台连接，一端与水下生产设施连接。为解决管道与平台连接处刚性连接时产生较大的应力，也为减少管道内部弯曲变形，采用柔性接头连接管道与平台以及各段管道，增加管道柔性。同时可通过调整浮式生产平台的位置来改变管道姿态，避免在海风、波浪、海流等海洋环境作用下发生重大事故，并延长管道使用寿命。传统柔性接头(专利ZL200820211641.1)包括与上、下管道连接的内体与外体，内体与外体安装弹性轴承。未能考虑到爆炸性减压对弹性轴承中橡胶材料的破坏。并且由于未对弹性轴承进行隔热保护，在输送高温介质(80℃以上)时橡胶加速老化，导致柔性接头服役时间明显下降。
技术实现思路
因此，本专利技术实施例的目的在于提供一种用于海洋立管与海底管道连接的高温高压柔性接头，解决了现有技术中存在爆炸性减压对弹性轴承的损伤以及输送高温介质时弹性轴承橡胶加速老化的技术问题。为此，本专利技术实施例的一种高温高压管道柔性接头，包括：法兰，包括通孔和法兰延伸管，通孔沿法兰的轴线开设，法兰延伸管沿轴线设于法兰的下部；圆柱体，套接在法兰延伸管外，圆柱体柱壁的上部与法兰连接；以及管道延伸件，与法兰共轴线设置，管道延伸件的上部内壁与法兰延伸管接触，管道延伸件的上部外壁通过弹性轴承与圆柱体柱壁的下部连接，可以旋转一定角度；通孔、法兰延伸管和管道延伸件形成生产介质流动通道。优选地，所述圆柱体柱壁的上部与法兰通过防松螺栓连接，二者的连接端面采用金属密封圈进行密封。优选地，所述圆柱体包括：波纹管，包围连接在法兰延伸管外，波纹管的上端通过第一金属环连接组件连接至法兰上，下端通过第二金属环连接组件连接至管道延伸件上。第一金属环连接组件和第二金属环连接组件均包括金属环、防松螺栓和橡胶密封圈。波纹管的上端用金属环通过防松螺栓连接至法兰上，下端用金属环通过防松螺栓连接至管道延伸件上，连接处采用橡胶密封圈密封。所述波纹管、金属环、防松螺栓均采用低热导率金属材料制成，所述橡胶密封圈采用耐热性好的氢化丁晴橡胶材料制作。优选地，所述法兰延伸管的管壁上开设有压力孔，压力孔连通通孔和波纹管内部。压力孔用来保持通孔与波纹管内部压力一致。优选地，所述波纹管与圆柱体柱壁的内壁之间的空腔内填充不可压缩液体，以保持所述波纹管内外压力平衡。优选地，所述波纹管采用低热导率金属制作而成。优选地，所述圆柱体还包括：内部底座，由圆柱体柱壁下部的内弯弧形内壁构成，弹性轴承连接位于内部底座上。优选地，所述管道延伸件包括：半圆球体，设于管道延伸件的上部，呈漏斗形；防热罩，与半圆球体内壁形状匹配，连接在半圆球体内壁上，法兰延伸管与防热罩接触；锁环，嵌入半圆球体内；以及销，锁环通过销与防热罩连接，半圆球体分别与防热罩和锁环间采用环氧树脂粘结。优选地，所述防热罩、锁环和销采用加入短切玻璃纤维的高分子材料聚醚醚酮制成。所述弹性轴承主要由一层橡胶一层钢交替连接构成，内侧橡胶层的厚度大于其他橡胶层或模量高于其他橡胶层，通过增加内侧橡胶层的厚度或采用模量高的橡胶材料来实现弹性轴承内部橡胶层剪切变形一致。橡胶层采用耐热性好的氢化丁晴橡胶材料制作。所述弹性轴承内侧粘结在管道延伸件的半圆球体上，弹性轴承外侧粘结在圆柱体内的内部底座上。柔性接头安装时，法兰延伸管通过压在管道延伸件，使得弹性轴承处于压缩状态。使得柔性接头在使用时，管道延伸件旋转时具有一定刚度。本专利技术实施例的一种管道连接系统，包括上一节管道、下一节管道和上述的高温高压管道柔性接头；上一节管道通过双头螺柱与高温高压管道柔性接头的法兰上端连接，高温高压管道柔性接头的管道延伸件与下一节管道焊接连接。本专利技术实施例的技术方案，具有如下优点：本专利技术实施例提供的一种高温高压管道柔性接头和管道连接系统，实现海洋立管与海底管道连接，可用于立管与浮式平台连接以及管道之间连接。可以实现高温高压介质的输送；柔性接头中的弹性轴承能够减小管道弯曲挠度，延长管道在海洋动态环境中的使用寿命；也可以降低浮式平台与立管连接处的弯曲刚度，保证浮式平台运行的稳定性。解决了现有技术中的存在爆炸性减压对弹性轴承的损伤以及输送高温介质时弹性轴承橡胶加速老化的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中柔性接头整体外观图；图2为本专利技术实施例1中柔性接头剖视图；图3是图2中波纹管上部密封区域局部放大图；图4是图2中波纹管下部密封区域局部放大图；图5是本专利技术实施例1中管道延伸件爆炸图；图6是本专利技术实施例1中弹性轴承截面图。附图标记：1-法兰，11-通孔，12-金属密封圈，13-法兰延伸管，14-压力孔，2-圆柱体，21-弹性轴承，211、213、215、217-橡胶层，212、214、216、218-钢筋层，22-内部底座，23-不可压缩液体，24-波纹管，241-金属环，242-防松螺栓，243-橡胶密封圈，244-金属环，246-防松螺栓，247-橡胶密封圈，3-管道延伸件，31-防热罩，32-半圆球体，33-锁环，34-销，35-环氧树脂，4-防松螺栓，5-轴线，6-波纹管上部密封区域，7-波纹管下部密封区域。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本专利技术。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”等意图也包括复数形式。使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温高压管道柔性接头，其特征在于，包括：/n法兰(1)，包括通孔(11)和法兰延伸管(13)，通孔(11)沿法兰(1)的轴线(5)开设，法兰延伸管(13)沿轴线(5)设于法兰(1)的下部；/n圆柱体(2)，套接在法兰延伸管(13)外，圆柱体(2)柱壁的上部与法兰(1)连接；以及/n管道延伸件(3)，与法兰(1)共轴线设置，管道延伸件(3)的上部内壁与法兰延伸管(13)接触，管道延伸件(3)的上部外壁通过弹性轴承(21)与圆柱体(2)柱壁的下部连接，可以旋转一定角度；通孔(11)、法兰延伸管(13)和管道延伸件(3)形成生产介质流动通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温高压管道柔性接头，其特征在于，包括：
法兰(1)，包括通孔(11)和法兰延伸管(13)，通孔(11)沿法兰(1)的轴线(5)开设，法兰延伸管(13)沿轴线(5)设于法兰(1)的下部；
圆柱体(2)，套接在法兰延伸管(13)外，圆柱体(2)柱壁的上部与法兰(1)连接；以及
管道延伸件(3)，与法兰(1)共轴线设置，管道延伸件(3)的上部内壁与法兰延伸管(13)接触，管道延伸件(3)的上部外壁通过弹性轴承(21)与圆柱体(2)柱壁的下部连接，可以旋转一定角度；通孔(11)、法兰延伸管(13)和管道延伸件(3)形成生产介质流动通道。


2.根据权利要求1所述的高温高压管道柔性接头，其特征在于，所述圆柱体(2)柱壁的上部与法兰(1)通过防松螺栓连接，二者的连接端面采用金属密封圈进行密封。


3.根据权利要求1或2所述的高温高压管道柔性接头，其特征在于，所述圆柱体(2)包括：
波纹管(24)，包围连接在法兰延伸管(13)外，波纹管(24)的上端通过第一金属环连接组件连接至法兰(1)上，下端通过第二金属环连接组件连接至管道延伸件(3)上。


4.根据权利要求3所述的高温高压管道柔性接头，其特征在于，所述法兰延伸管(13)的管壁上开设有压力孔(14)，压力孔(14)连通通孔(11)和波纹管(24)内部。


5.根据权利要求3或4所述的高温高压管道柔性接头，其特征在于，所述波纹管(24)与圆柱体(2)柱壁的内壁之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈景皓，王凯，姚子璇，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京;11