一种深水机械连接器系统技术方案

本技术涉及一种深水机械连接器系统，其包括深水机械连接器(S)、HUB(H)、带球法兰的管道(G)和安装框架(K)；所述深水机械连接器设置在安装框架上，所述带球法兰的管道的一端与安装框架上的深水机械连接器相连接，另一端通过所述液压张紧螺栓与HUB连接。其具有使用方便、操作灵活的特点，可由ROV进行操作，可实现平管与平管的快速连接，解决有安装不便问题，大大节省了人力物力，减少了安装时间，且密封效果好，既快速又安全可靠。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及深水管道安装，尤其涉及一种深水机械连接器系统，其主要应用于深水管网中平管与平管的快速连接。

技术介绍

1、在我国海洋系统中蕴藏着大量的石油天然气资源，随着不断的发展，这些资源的开采也由浅水领域发展到了深水领域。现有的技术都需要人工来进行操作，但是随着水深的增加，水压也逐渐增大超过了人类承压的极限，潜水员已经无法在下潜进行施工，只能利用水下机器人(rov)进行水下操作。以前产品只能进行人工上紧螺栓，或者通过液压拉伸器与人工配合的方式预紧、费时费力。原来的连接器对于不在一条直线上的管道不能进行连接，还有的连接器不在一条直线上的管道可进行连接，但是需要焊接，需在水上进行，局限性很大，而且不能进行自密封测试，需要整个管道运行后才能知道有没有密封住，如果没密封住就会浪费很多资源污染环境。本技术正是克服这些难题并基于以上研究背景而提出，旨在提供一种深水机械连接器系统，其能够利用rov就可以完成深水平管与平管之间安装的使用需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中深水管道安装存在的瓶颈之处，本技术的目的在于：提供一种深水机械连接器系统，其具有使用方便、操作灵活的特点，可由rov进行操作，可实现平管与平管的快速连接，解决有安装不便问题，大大节省了人力物力，减少了安装时间，且密封效果好，既快速又安全可靠。

2、为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案实现：

3、一种深水机械连接器系统，该深水机械连接器系统包括深水机械连接器、hub、带球法兰的管道和安装框架；所述深水机械连接器设置在安装框架上，所述带球法兰的管道的一端与安装框架上的深水机械连接器相连接，另一端通过所述液压张紧螺栓与hub连接。

4、作为上述方案的进一步优化，深水机械连接器包括：深水连接器主体(1)、卡瓦锁紧装置(2)、挡圈(3)、密封圈(4)、试压垫圈(5)、顶紧法兰(6)、液压张紧螺栓(7)、导向块(8)、rov操作控制面板(9)、吊环(10)；所述深水连接器主体(1)与顶紧法兰(6)同心布置，顶紧法兰(6)靠近深水连接器主体的一侧固定设置有挡圈(3)，挡圈(3)靠近深水连接器主体的一侧固定设置有密封圈(4)，密封圈(4)靠近深水连接器主体的一侧固定设置有试压垫圈(5)，所述试压垫圈靠近深水连接器主体的一侧还固定设置有密封圈，该密封圈靠近深水连接器主体的一侧还固定设置有挡圈；卡瓦锁紧装置(2)同心布设在深水连接器主体的内部；深水连接器主体(1)的内部具有与卡瓦锁紧装置形状相适配用于将卡瓦锁紧装置顶紧的阶梯槽；液压张紧螺栓(7)将顶紧法兰(6)与深水连接器主体(1)连接在一起；通过导向块(8)将安装框架与深水机械连接器连接；rov操作控制面板(9)与液压张紧螺栓控制连接用于控制液压张紧螺栓(7)的伸缩及在管道完成安装后对深水机械连接器进行自密封压力测试；吊环(10)通过螺纹连接固定设置在顶紧法兰上。

5、作为上述方案的进一步优化，hub包括旋转内体(11)、旋转环(12)、自试压控制面板(13)、导向装置(14)、第一吊环(15)、第一挡圈(16)；所述旋转内体(11)与旋转环(12)同轴布置且旋转内体布设在旋转环内，所述旋转环横截面上远离旋转内体的一侧上设置有连接法兰，该连接法兰上设置有若干个用于连接深海用管道的螺栓孔；所述自试压控制面板(13)固定设置在旋转环(12)外径上，在hub与带球法兰的管道连接处的密封槽中设置有hx垫圈；所述hx垫圈上设置有环形槽，所述环形槽上设置有自密封试压孔，该自密封试压孔上设置有自试压接口；自试压控制面板上还设置有hot-stab插口(36)，所述hot-stab插口通过液压油路(37)与液压张紧螺栓的接口、自试压接口驱动连接用于为液压张紧螺栓、自试压接口提供试压所需的压力；所述旋转环(12)外径上还固定设置有导向装置(14)和第一吊环(15)，所述旋转内体外还设有用于防止旋转内体从旋转环脱离的第一挡圈(16)。

6、作为上述方案的进一步优化，带球法兰的管道包括球法兰(17)、深海用管道(18)、hub法兰(19)、导向矛(20)；所述球法兰(17)固定设置在深海用管道(18)的一端上，hub法兰(19)固定设置在深海用管道的另一端，hub法兰上带有t型螺栓孔，所述t型螺栓孔与旋转环的环向法兰的螺栓孔位置和形状相适配；所述导向矛(20)分别水平固定设置在hub法兰(19)与球法兰(17)外径上，所述导向矛与导向装置(14)相适配；所述球法兰上设置有与所述连接法兰上螺栓孔相对应的安装孔，当螺栓孔与安装孔位置对齐后，通过将液压张紧螺栓插进螺栓孔内，并利用zip螺母将两者固定连接。

7、作为上述方案的进一步优化，液压张紧螺栓包括：缸筒(21)、螺杆(22)、活塞(23)、液压螺栓螺母(24)、活塞挡环(25)；所述缸筒内设置密封槽(35)、进油孔与出油孔，进油孔(33)与出油孔(34)上面设置有通过螺纹连接的快速接头，所述快速接头上设置有用于对液压油流向进行单向控制的单向阀；活塞(23)同轴设置在缸筒内且活塞上也设置有密封槽；所述缸筒的一端封闭，另一端固定设置有活塞挡环；螺杆(22)的一端依次穿过活塞挡环中心圆孔、活塞(23)的中轴孔、缸筒的中心孔后伸出缸筒，另一端与液压螺栓螺母(24)螺纹连接；活塞挡环(25)外径具有螺纹，与缸筒(21)内腔的螺纹相对应。

8、作为上述方案的进一步优化，安装框架包括安装框架主体(26)、安装框架连接板(27)、安装框架液压缸(28)、安装框架液压马达(29)、安装框架锁母上紧器(30)、安装框架活动手臂(31)；所述安装框架连接板(27)通过螺栓与安装框架主体连接；液压缸(28)一端固定在其中一块安装框架连接板(27)上，另一端固定在活动手臂(31)上，所述安装框架液压缸、安装框架液压马达均固定设置在安装框架主体上，所述安装框架液压缸与活动手臂驱动连接用于控制活动手臂(31)摆动运动，所述安装框架液压马达上驱动连接有锁母上紧器用于驱动深水机械连接器与安装框架上的上述螺栓旋转。

9、采用本技术所述的深水机械连接器具有如下有以效果：

10、本技术具有液压张紧螺栓与zip螺母，可以代替人工与拉伸器预紧，省时省力，拧紧螺母由安装框架拧紧，代替人工，而且hub接头的特殊形式，可以使两个法兰面夹角为3°以内时可以通过螺栓紧固，法兰轴线慢慢自动同心，从而使密封面同心，进行密封，对深水安装提供很大方便。此外，带有球法兰后，可以具有球法兰的特性，两根轴线夹角为±10°的管道进行连接。

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【技术保护点】

1.一种深水机械连接器系统，其特征在于：该深水机械连接器系统包括深水机械连接器(S)、HUB(H)、带球法兰的管道(G)和安装框架(K)；所述深水机械连接器设置在安装框架上，所述带球法兰的管道的一端与安装框架上的深水机械连接器相连接，另一端通过液压张紧螺栓与HUB连接。

2.根据权利要求1所述的一种深水机械连接器系统，其特征在于：深水机械连接器包括：深水连接器主体(1)、卡瓦锁紧装置(2)、挡圈(3)、密封圈(4)、试压垫圈(5)、顶紧法兰(6)、液压张紧螺栓(7)、导向块(8)、ROV操作控制面板(9)、吊环(10)；所述深水连接器主体(1)与顶紧法兰(6)同心布置，顶紧法兰(6)靠近深水连接器主体的一侧固定设置有挡圈(3)，挡圈(3)靠近深水连接器主体的一侧固定设置有密封圈(4)，密封圈(4)靠近深水连接器主体的一侧固定设置有试压垫圈(5)，所述试压垫圈靠近深水连接器主体的一侧还固定设置有密封圈，该密封圈靠近深水连接器主体的一侧还固定设置有挡圈；卡瓦锁紧装置(2)同心布设在深水连接器主体的内部；深水连接器主体(1)的内部具有与卡瓦锁紧装置形状相适配用于将卡瓦锁紧装置顶紧的阶梯槽；液压张紧螺栓(7)将顶紧法兰(6)与深水连接器主体(1)连接在一起；通过导向块(8)将安装框架与深水机械连接器连接；ROV操作控制面板(9)与液压张紧螺栓控制连接用于控制液压张紧螺栓(7)的伸缩及在管道完成安装后对深水机械连接器进行自密封压力测试；吊环(10)通过螺纹连接固定设置在顶紧法兰(6)上。

3.根据权利要求2所述的一种深水机械连接器系统，其特征在于：HUB包括旋转内体(11)、旋转环(12)、自试压控制面板(13)、导向装置(14)、第一吊环(15)、第一挡圈(16)；所述旋转内体(11)与旋转环(12)同轴布置且旋转内体布设在旋转环内，所述旋转环横截面上远离旋转内体的一侧上设置有连接法兰，该连接法兰上设置有若干个用于连接深海用管道的螺栓孔，所述自试压控制面板(13)固定设置在旋转环(12)外径上，在HUB与带球法兰的管道连接处的密封槽中设置有HX垫圈；所述HX垫圈上设置有环形槽，所述环形槽上设置有自密封试压孔，该自密封试压孔上设置有自试压接口；自试压控制面板上还设置有hot-stab插口(36)，所述hot-stab插口通过液压油路(37)与液压张紧螺栓的接口、自试压接口驱动连接用于为液压张紧螺栓、自试压接口提供试压所需的压力；所述旋转环(12)外径上还固定设置有导向装置(14)和第一吊环(15)，所述旋转内体外还设有用于防止旋转内体从旋转环脱离的第一挡圈(16)。

4.根据权利要求3所述的一种深水机械连接器系统，其特征在于：带球法兰的管道包括球法兰(17)、深海用管道(18)、HUB法兰(19)、导向矛(20)；所述球法兰(17)固定设置在深海用管道(18)的一端上，HUB法兰(19)固定设置在深海用管道的另一端，HUB法兰上带有T型螺栓孔，所述T型螺栓孔与旋转环的环向法兰的螺栓孔位置和形状相适配；所述导向矛(20)分别水平固定设置在HUB法兰(19)与球法兰(17)外径上，所述导向矛与导向装置(14)相适配；所述球法兰上设置有与所述连接法兰上螺栓孔相对应的安装孔，当螺栓孔与安装孔位置对齐后，通过将液压张紧螺栓插进螺栓孔内，并利用ZIP螺母将两者固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种深水机械连接器系统，其特征在于：液压张紧螺栓包括：缸筒(21)、螺杆(22)、活塞(23)、液压螺栓螺母(24)、活塞挡环(25)；所述缸筒内设置密封槽(35)、进油孔与出油孔，进油孔(33)与出油孔(34)上面设置有通过螺纹连接的快速接头，所述快速接头上设置有用于对液压油流向进行单向控制的单向阀；活塞(23)同轴设置在缸筒内且活塞上也设置有密封槽；所述缸筒的一端封闭，另一端固定设置有活塞挡环；螺杆(22)的一端依次穿过活塞挡环中心圆孔、活塞(23)的中轴孔、缸筒的中心孔后伸出缸筒，另一端与液压螺栓螺母(24)螺纹连接；活塞挡环(25)外径具有螺纹，与缸筒(21)内腔的螺纹相对应。

6.根据权利要求5所述的一种深水机械连接器系统，其特征在于：安装框架包括安装框架主体(26)、安装框架连接板(27)、安装框架液压缸(28)、安装框架液压马达(29)、安装框架锁母上紧器(30)、安装框架活动手臂(31)；所述安装框架连接板(27)通过螺栓与安装框架主体连接；液压缸(28)一端固定在其中一块安装框架连接板(27)上，另一端固定在活动手臂(31)上，所述安装框架液压缸、安装框架液压马达均固定设置在安装框架主体上，所述安装框架液压缸与活动手臂驱动连接用于控制活动手臂(31)摆动运动，所述安装框架液压...

【技术特征摘要】

1.一种深水机械连接器系统，其特征在于：该深水机械连接器系统包括深水机械连接器(s)、hub(h)、带球法兰的管道(g)和安装框架(k)；所述深水机械连接器设置在安装框架上，所述带球法兰的管道的一端与安装框架上的深水机械连接器相连接，另一端通过液压张紧螺栓与hub连接。

2.根据权利要求1所述的一种深水机械连接器系统，其特征在于：深水机械连接器包括：深水连接器主体(1)、卡瓦锁紧装置(2)、挡圈(3)、密封圈(4)、试压垫圈(5)、顶紧法兰(6)、液压张紧螺栓(7)、导向块(8)、rov操作控制面板(9)、吊环(10)；所述深水连接器主体(1)与顶紧法兰(6)同心布置，顶紧法兰(6)靠近深水连接器主体的一侧固定设置有挡圈(3)，挡圈(3)靠近深水连接器主体的一侧固定设置有密封圈(4)，密封圈(4)靠近深水连接器主体的一侧固定设置有试压垫圈(5)，所述试压垫圈靠近深水连接器主体的一侧还固定设置有密封圈，该密封圈靠近深水连接器主体的一侧还固定设置有挡圈；卡瓦锁紧装置(2)同心布设在深水连接器主体的内部；深水连接器主体(1)的内部具有与卡瓦锁紧装置形状相适配用于将卡瓦锁紧装置顶紧的阶梯槽；液压张紧螺栓(7)将顶紧法兰(6)与深水连接器主体(1)连接在一起；通过导向块(8)将安装框架与深水机械连接器连接；rov操作控制面板(9)与液压张紧螺栓控制连接用于控制液压张紧螺栓(7)的伸缩及在管道完成安装后对深水机械连接器进行自密封压力测试；吊环(10)通过螺纹连接固定设置在顶紧法兰(6)上。

3.根据权利要求2所述的一种深水机械连接器系统，其特征在于：hub包括旋转内体(11)、旋转环(12)、自试压控制面板(13)、导向装置(14)、第一吊环(15)、第一挡圈(16)；所述旋转内体(11)与旋转环(12)同轴布置且旋转内体布设在旋转环内，所述旋转环横截面上远离旋转内体的一侧上设置有连接法兰，该连接法兰上设置有若干个用于连接深海用管道的螺栓孔，所述自试压控制面板(13)固定设置在旋转环(12)外径上，在hub与带球法兰的管道连接处的密封槽中设置有hx垫圈；所述hx垫圈上设置有环形槽，所述环形槽上设置有自密封试压孔，该自密封试压孔上设置有自试压接口；自试压控制面板上还设置有hot-stab插口(36)，所述hot-stab插口通过液压油路(37)与液压张紧螺栓的接口、自试压接口驱动连接用于为液...

【专利技术属性】
技术研发人员：周庆兵，刘小山，周庆涛，周琳，赵丽娟，庞涛，冯旺辉，闫鹏宇，周军民，周席熙，周念，
申请(专利权)人：周庆兵，
类型：新型
国别省市：