一种用于海洋采矿立管的球铰接头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于海洋采矿立管的球铰接头，包括主壳体，主壳体包括第一中空圆柱体、设于第一中空圆柱体外壁的凸台以及与凸台连接的直径大于第一中空圆柱体的第二中空圆柱体，第一中空圆柱体底部卡接有耐磨环，第二中空圆柱体底部连接有固紧法兰，固紧法兰上表面连接有支撑球座，支撑球座与耐磨环之间连接有心轴，心轴与耐磨环和支撑球座之间均为可转动的相适配的球面。本实用新型专利技术通过心轴沿球面自由转动，改善或抵消管柱上部的弯曲应力，确保硬管与平台的有效联接，保证矿浆输送顺利实现。

A kind of spherical joint used in marine mining riser

【技术实现步骤摘要】
一种用于海洋采矿立管的球铰接头
本技术海洋采矿装备
，涉及一种用于海洋采矿立管的球铰接头。
技术介绍
深海底部储藏着丰富的矿产资源，目前主要采用集矿车开采海底矿产并通过输送软管送到水下中继舱，再利用水下输送设备经采矿立管系统将其泵送到水面采矿平台。采矿立管作为矿浆输送的重要通道，在海洋环境中受波浪、洋流等作用或采矿平台漂移和摇摆的影响会发生偏移或折弯，使管柱上部产生较大的弯曲应力，严重时可能使立管折断。为了保护立管系统，保证采矿作业的安全有序，需要一种能够使采矿平台与立管系统柔性连接的设备，从而改善或抵消管柱上部的弯曲应力。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于海洋采矿立管的球铰接头，解决了现有技术中存在的采矿立管在海洋环境中受波浪、洋流等作用或采矿平台漂移和摇摆的影响会发生偏移或折弯，使管柱上部产生较大的弯曲应力，严重时可能使立管折断的问题。本技术所采用的技术方案是，一种用于海洋采矿立管的球铰接头，其特征在于，包括主壳体，主壳体包括第一中空圆柱体、设于第一中空圆柱体外壁的凸台以及与凸台连接的直径大于第一中空圆柱体的第二中空圆柱体，第一中空圆柱体底部卡接有耐磨环，第二中空圆柱体底部连接有固紧法兰，固紧法兰上表面连接有支撑球座，支撑球座与耐磨环之间连接有心轴，心轴与耐磨环和支撑球座之间均为可转动的相适配的球面。本技术的特点还在于：耐磨环与第一中空圆柱体连接端为L型结构，L型结构底部与第一中空圆柱体之间连接有支撑弹簧。耐磨环与第一中空圆柱体的卡接处及与心轴的接触面均设有密封圈。固紧法兰通过双头螺栓和螺母与第二中空圆柱体底部连接。固紧法兰与支撑球座之间通过防转销连接。固紧法兰靠近心轴一端设有防撞挡板。心轴远离主壳体一端固定连接有下法兰。主壳体顶部设有上法兰，第一中空圆柱体外壁还设有用于悬挂的台肩。本技术的有益效果是：本技术整体结构简单，可靠；耐磨环、心轴与支撑球座之间的配合连接能够实现心轴的自由转动，心轴一定偏转角度下能够实现无刚度偏转，此时硬管管柱上部几乎不承受弯曲应力，从而最大限度的保护硬管，防止因海洋环境中的波浪、洋流等作用或采矿平台漂移和摇摆的作用导致硬管折断。附图说明图1是本技术一种用于海洋采矿立管的球铰接头的主剖视图；图2是立管系统中球铰接头初始安装状态的示意图；图3是立管系统中球铰接头偏转状态的示意图。图中，1.主壳体，2.支撑弹簧，3.耐磨环，4.心轴，5.支撑球座，6.固紧法兰，7.下法兰，8.防转销，9.双头螺栓，10.螺母，11.防撞挡板，12.密封圈，13.台肩。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术一种用于海洋采矿立管的球铰接头，如图1所示，包括主壳体1，主壳体1包括第一中空圆柱体、设于第一中空圆柱体外壁的凸台以及与凸台连接的直径大于第一中空圆柱体的第二中空圆柱体，第一中空圆柱体底部设有卡槽，耐磨环3顶部为L型结构，L型结构竖向部分卡接进卡槽与第一中空圆柱体底部相连，L型结构底部与第一中空圆柱体底部之间还连接有支撑弹簧2，支撑弹簧2处于压缩状态，第二中空圆柱体底部连接有固紧法兰6，固紧法兰6通过双头螺栓9和螺母10与第二中空圆柱体底部可拆卸连接，固紧法兰6上表面通过防转销8连接有支撑球座5，防转销8用于防止支撑球座5轴向运动，支撑球座5与耐磨环3之间设有心轴4，心轴4与耐磨环3和支撑球座5之间均为相适配的球面，心轴4可沿球面自由转动，耐磨环3与第一中空圆柱体底部连接处设有密封圈12，耐磨环3与心轴4接触面也设有密封圈12，支撑弹簧2用于保证耐磨环3与心轴4球面之间的密封可靠性，固紧法兰6靠近心轴4一端设有防撞挡板11，防撞挡板11用于防止因心轴4摆角较大而造成其与固紧法兰6硬接触，起保护和缓冲作用，心轴4上部为与耐磨环3和支撑球座5相适配的球面结构，下部为中空圆柱结构，心轴4底部与下法兰7固定连接，下法兰7与立管系统的硬管连接，主壳体1顶部与上法兰固定连接，上法兰与采矿平台的软管连接，第一中空圆柱体外壁还设有台肩(13)，通过台肩13将本技术的球铰接头固定悬挂于采矿平台上。如附图2所示，立管系统中球铰接头初始安装状态，此时球铰接头通过台肩13固定悬挂在采矿平台上，上法兰与平台上的软管连接，下法兰7与立管系统的硬管连接。如附图3所示，立管系统中球铰接头偏转状态，当硬管因受波浪、洋流等海洋环境作用而偏转或采矿船漂移/摇摆引起的管道角度偏移时，管柱将带动心轴4沿球面自由转动，从而改善或抵消管柱上部因海洋环境作用而产生的弯曲应力，使硬管与采矿平台间的联接可靠，保证整个采矿系统的顺利工作，延长了管道的使用寿命。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海洋采矿立管的球铰接头，其特征在于，包括主壳体(1)，所述主壳体(1)包括第一中空圆柱体、设于第一中空圆柱体外壁的凸台以及与所述凸台连接的直径大于第一中空圆柱体的第二中空圆柱体，所述第一中空圆柱体底部卡接有耐磨环(3)，所述第二中空圆柱体底部连接有固紧法兰(6)，所述固紧法兰(6)上表面连接有支撑球座(5)，所述支撑球座(5)与所述耐磨环(3)之间连接有心轴(4)，所述心轴(4)与耐磨环(3)和支撑球座(5)之间均为可转动的相适配的球面。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋采矿立管的球铰接头，其特征在于，包括主壳体(1)，所述主壳体(1)包括第一中空圆柱体、设于第一中空圆柱体外壁的凸台以及与所述凸台连接的直径大于第一中空圆柱体的第二中空圆柱体，所述第一中空圆柱体底部卡接有耐磨环(3)，所述第二中空圆柱体底部连接有固紧法兰(6)，所述固紧法兰(6)上表面连接有支撑球座(5)，所述支撑球座(5)与所述耐磨环(3)之间连接有心轴(4)，所述心轴(4)与耐磨环(3)和支撑球座(5)之间均为可转动的相适配的球面。


2.根据权利要求1所述的一种用于海洋采矿立管的球铰接头，其特征在于，所述耐磨环(3)与所述第一中空圆柱体连接端为L型结构，所述L型结构底部与所述第一中空圆柱体之间连接有支撑弹簧(2)。


3.根据权利要求1所述的一种用于海洋采矿立管的球铰接头，其特征在于，所述耐磨环(3)与第一中空圆柱体的卡接处及与心轴(4)的接触面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，雷万征，郑万里，王耀锋，王洪川，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61