机械锁紧式水下管道连接器制造技术

一种机械锁紧式水下管道连接器，包括与管汇端对接法兰焊接的主面板组件和与跨接管端对接法兰焊接的副面板组件，在主面板组件上增设与管汇端对接法兰中线一致的导向槽，在副面板组件下底边增设与跨接管端对接法兰中线一致的导向键与该导向槽配合。副面板组件上的对接法兰内壁增设导向环伸向主面板组件上的对接法兰。在副面板组件下入过程中，可以操纵副面板组件引领导向键插入先下入的主面板组件导向槽内，主、副面板组件的对接法兰能够迅速准确地置于同一对中线上。副面板组件上的对接法兰内壁增加导向环有助于两个对接法兰快速沿对中线靠拢而实现对中贴合，不会发生偏移。与原有连接器相比，因增设对中导向结构，安装操作简便易行。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及海底石油、天然气管道传输的管道间的连接器，具体地说是一种三臂抱紧机械锁紧式水下管道连接器。
技术介绍
海洋石油、天然气的开采涉及到大量的管道铺设连接。传统管道连接是通过潜水员直接操作实施连接，人工校正对接法兰的对中线，再上紧若干螺栓后完成管道连接，但由于潜水员下潜深度有限，只能在0-100米左右水深工作，难以实现深海管道连接。深海采油则使用水下管道连接器，由海上作业平台或船只投放至海底。水下管道连接器大致分为三 种卡爪式连接、夹具式连接和法兰式连接。卡爪式连接器和夹具式连接器均较难由水下机器人(ROV)实现管道连接，且对中导向不便。法兰式连接是最常用的机械连接方式，安装过程中需要水下机器人(ROV)在水下拧紧若干螺栓，通过拧紧螺栓实现钢圈密封、法兰对接。但是深海可见度有限，操作水下机器人上紧若干螺栓灵活性不够，校正对接法兰对中线的操作不便，给对接法兰的连接带来很大困难，如果海况不好，根本无法实现海底安装，经常导致工程长时间延误。本技术机械锁紧式水下管道连接器解决了对中导向问题。
技术实现思路
本技术提供一种机械锁紧式水下管道连接器，增加了对中导向装置，使安装操作方便，有利于一次安装成功。本技术的技术方案是一种机械锁紧式水下管道连接器，包括与管汇端对接法兰焊接的主面板组件和与跨接管端对接法兰焊接的副面板组件，主面板组件安装有包括锁紧螺栓在内的三臂式抱紧机构，其特征在于在主面板组件上增设与管汇端对接法兰中线一致的导向槽，在副面板组件下底边增设与跨接管端对接法兰中线一致的导向键与该导向槽配合。作为进一步改进，副面板组件上的对接法兰内壁增设导向环伸向主面板组件上的对接法兰。本技术在连接器的主面板组件上增加导向槽，在副面板组件下底边增加导向键，因此在副面板组件下入过程中，可以操纵副面板组件引领导向键插入先下入的主面板组件导向槽内，使主、副面板组件的对接法兰能够迅速准确地置于同一对中线上。在副面板组件上的对接法兰内壁增加导向环，有助于两个对接法兰快速沿对中线靠拢而实现对中贴合，不会发生偏移。两法兰贴合后，用水下机器人带扭力工具上紧连接器的一根锁紧螺栓，收紧左右臂及下臂，使安装在各臂上的六块卡牙同时收缩抱紧，完成管道对接。与原有同类产品相比，因增设对中导向结构，三臂式抱紧机构只需用一根锁紧螺栓，安装操作简便易行。本技术于2012年3月在南海崖城海域中使用，水深360米，实际操作简便,对中准确，大大缩短了安装时间，现场海底管道连接将螺栓式水下管道连接器和机械锁紧式水下管道连接器同时安装，螺栓式水下管道连接器完成作业需16小时，而本技术仅需I. 5小时，实用性很强。附图说明图I是机械 锁紧式管道连接器主面板组件示意图。图2是副面板导向键下入到主面板导向槽内示意图。图3是液压缸收紧连接器主、副面板组件过程示意图。图4是扭力工具旋紧锁紧螺栓示意图。图5是安装后的连接器状态示意图。万向轴I、锁紧螺栓2、卡牙3、左臂4、右臂5、连接轴6、下臂7、扭力工具插座8、主面板9、对接法兰10、对接法兰11、导向环12、副面板13、导向槽14、方钢141、导向键15。具体实施方式见各附图所示的机械锁紧式水下管道连接器，包括与管汇(图中未示出)端对接法兰10焊接的主面板9组件和与跨接管(图中未示出)端对接法兰11焊接的副面板13组件。如图I所示，在主面板9的组件主要有下臂7、左臂4、右臂5，下臂7、左臂4、右臂5各有两个卡牙3 ;下臂7固定在主面板9上，左臂4和右臂5的一端各有连接轴6分别连接在下臂7的两端，左臂4和右臂5的另一端各有一个万向轴I连接一根锁紧螺栓2，构成三臂式抱紧机构；锁紧螺栓2的另一端伸于扭力工具插座8中，水下机器人操纵扭力工具伸入扭力工具插座8可以旋转锁紧螺栓2使左臂4和右臂5合拢，带动卡牙3抱紧对接法兰10、11而完成水下管道连接。本技术在主面板9组件上增设与管汇端对接法兰10中线一致的导向槽14，在副面板13组件下底边增设与跨接管端对接法兰11中线一致的导向键15与该导向槽14配合。在水下通过水下机器人上摄像观察，将导向键15放置于导向槽14内，主、副面板9、13组件的对接法兰10、11能够迅速准确地置于同一对中线上，即使在液压缸驱动副面板13向主面板9合拢的过程中也能保证副面板13沿着对中线移动。导向键15与导向槽14配合的较简单的方案是所述主面板9组件上增设的导向槽14由方钢141围成的矩形框构成，矩形框的一条边即为主面板9，其中两条平行方钢141的端部与主面板I的底边焊接；所述副面板13组件下底边增设的导向键15是由副面板13下底边切除两边角而形成的燕尾状。配合组装时，如图2所示，把燕尾状的导向键15横跨于两条平行方钢141之间的导向槽14内即可。副面板13上的对接法兰11内壁增设导向环12伸向主面板9上的对接法兰10，导向环12的引导作用有助于提高两个法兰10、11的对接准确度。使用本技术实施深水下的管道连接可按下面的步骤进行。在水面上将主面板组件上焊接法兰与管汇端管线焊接，注意焊接法兰与管汇端管线同心度，副面板组件上焊接法兰与跨接管端管线焊接，注意焊接法兰与跨接管端管线同;L、度。主副面板9、13组件分别组装完毕，主面板9组件与管汇端先下入，副面板13组件与跨接管端随后下入，通过水下机器人上摄像观察，将导向键15放置在导向槽14内，两法兰10、11开口方向相对，主面板9组件卡牙3处于打开状态，如图2所示。水下机器人带液压缸下入，通过摄像机观察，将液压缸两端开槽分别衔置于主副面板9、13上，如图3所示，用陆地的液压动力单元打压至1500 31，主副面板9、13组件趋近，导向环12伸向对接法兰10内，直至两法兰10、11贴合。在液压缸保持收紧的状态下，水下机器人抓CLASS4扭力工具插入扭力工具插座8，如图4所示，将锁紧螺栓2旋紧，卡牙3在左右臂4、5作用下，同时收紧，六块卡牙3均匀受力，将两对接法兰10、11抱紧。两对接法兰10、11密封面贴紧密封钢圈16实现密封，如图5所示。·最后，水下机器人升至水面，带试压插头及防转插块下入，将试压插头插入主副面板13的试压插口 17处测试背压，500PSI保压时间5分钟，如正常，安装防转插块，作业完成。与同类产品相比增加了对中导向机构，三臂式抱紧机构只需用一根锁紧螺栓2收紧左右臂4、5及下臂7，使三臂上的六块卡牙同时收缩抱紧，受力均匀，安装操作简便易行，有利于一次安装成功。权利要求1.一种机械锁紧式水下管道连接器，包括与管汇端对接法兰焊接的主面板组件和与跨接管端对接法兰焊接的副面板组件，主面板组件安装有包括下臂、左臂、右臂和锁紧螺栓在内的三臂式抱紧机构，其特征在于在主面板组件上增设与管汇端对接法兰中线一致的导向槽，在副面板组件下底边增设与跨接管端对接法兰中线一致的导向键与该导向槽配合。2.根据权利要求I所述的机械锁紧式水下管道连接器，其特征在于所述主面板组件上增设的导向槽由方钢围成的矩形框构成，矩形框的一条边即为主面板，其中两条平行方钢的端部与主面板的底边焊接。3.根据权利要求I所述的机械锁紧式水下管道连接器，其特征在于所述副面板组件下底边增设的导向键是由副面板下底边切除两边角而形成的燕尾状。4.根据权利要求1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械锁紧式水下管道连接器，包括与管汇端对接法兰焊接的主面板组件和与跨接管端对接法兰焊接的副面板组件，主面板组件安装有包括下臂、左臂、右臂和锁紧螺栓在内的三臂式抱紧机构，其特征在于在主面板组件上增设与管汇端对接法兰中线一致的导向槽，在副面板组件下底边增设与跨接管端对接法兰中线一致的导向键与该导向槽配合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢玉洪，黄河，柯吕雄，陈开发，周声结，张举鹏，李大全，李军，祁嘉朋，任国庆，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油中国有限公司湛江分公司，美钻能源科技上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：