[发明专利]卡爪式海底管道联接器

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种管道联接装置，具体地说是一种远程驱动海底管道联接器。

(二)背景技术

卡爪式管道联接器常用于提供管道或其它管件之间的远程驱动联接。

美国专利申请号5971076的专利文件中公开的技术方案，动力通过压力响应法提供，驱动环和联接器壳体，另外加上上、下两环板形成两个密封室，上室通入高压油，驱动环上移，使卡爪张开；下室通入高压油，驱动环下移，使卡爪闭合。提供了三种形状卡爪，但卡爪转动时存在冲击、不灵活问题；管道联接体与海底管道之间为双锥面密封，结构定位不准确，水域更深可以改进密封结构。

另一份申请号为4693497的美国专利文件中公开的技术方案与上述专利文件中的技术方案相比，卡爪形状对管道外径不同时局部结构又有所变化，但适配件与卡爪本体圆柱面配合，存在应力集中。且并未解决上述专利文件中存在的问题。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种可以解决深水海底管道自动联接，卡爪定位准确、转动灵活，能与多种管件端部形状匹配，密封可靠的卡爪式海底管道联接器。

本发明的目的是这样实现的：

它包括管道联接体、安装在管道联接体上的联接环板、安装在联接环板上的联接器壳体，管道联接体上开有定位柱孔，卡爪上带有与管道联接体上的定位柱孔相配合的定位轴，定位轴深入到定位柱孔中，卡爪通过弹簧安装在管道联接体上，上压力室环形顶板设置于联接器壳体与管道联接体之间，驱动环安装在上压力室环形顶板上，下压力室环形底板安装在驱动环上，驱动环锥孔与卡爪背部锥面接触，联接器壳体上带有将由联接器壳体、上压力室环形顶板、驱动环、下压力室环形底板围成的腔体分割成上下两个腔的隔板，隔板两侧的联接器壳体上设置有下压力室进油口、上压力室进油口，卡爪带有与海底原有管道夹紧面相配合的抓紧机构。

本发明还可以包括这样一些结构特征：

1、在上压力室环形顶板上设置有指示标，指示标穿过联接环板。

2、在所有需要密封的联接部位设置有O形圈。

3、管道联接体的下表面设有密封结构，所述的密封结构的组成包括在周围带有定位爪子的金属O形环，固定在开有扇形槽的管道联接体的限位环板、形成扇形空间，定位爪子的扇形段置于扇形空间中且可以有一定的径向和轴向位移。

4、所述的卡爪上的与海底原有管道夹紧面相配合的抓紧机构是与海底原有管道夹紧锥面相配合的卡爪锥形孔。

5、所述的卡爪上的与海底原有管道夹紧面相配合的抓紧机构包括与海底原有管道夹紧面相配合的卡爪适配件，卡爪适配件固定在卡爪本体上，卡爪适配件上带有与海底原有管道夹紧面相配合的适配件配合面。

本发明的联接器，上部与待联接管道螺栓联接，下部与海底管道通过卡爪联接。管道联接体周向均布开有数个定位柱孔，容纳卡爪的定位轴。驱动环包围在卡爪背部周围，连同联接器壳体及向内伸出的隔板与上压力室环形顶板和下压力室环形底板分别形成两个密闭室，向其中一个室通入高压油，使驱动环上移或下移，使卡爪绕定位轴线转动，通过使卡爪打开或闭合实现联接部位的松开或夹紧。

本发明中的卡爪结构，解决了原有卡爪定位不准确、转动不灵活的问题。并设计了与多种管件端部形状匹配的适配件，使联接的用途更广。

驱动环由压力响应法驱动，利用了联接器壳体和驱动环，提高了经济性。

联接器与海底管道端面密封采用金属O形环密封结构，设计了定位结构，使密封件预先定位在管道联接体，增强了深水密封的可靠性。

联接器与海底管道的对准是靠管道联接体上的定位锥孔与海底原有管道端定位锥面引导并配合上实现的。

本发明可以解决深水海底管道自动联接；解决解决卡爪定位准确、转动灵活的问题，以降低原有卡爪运动中的冲击；通过改进卡爪联接器实现与多种管件端部形状匹配，并且适配件与卡爪本体通过圆环轴配合，改善应力状况。密封件采用了金属O形环密封形式，提供更为可靠的密封。本发明可实现深海管道的自动垂直联接、水平联接和跨接，在深海油气田开发中具有广阔的应用前景。

(四)附图说明

图1是管道端面相同时的联接器锁紧后的联接剖视图；

图2是管道端面相同时、海底原有管道拆下后，联接器处于打开状态的剖视图；

图3是金属O形环密封部位局部放大图；

图4是管道端面不同时夹紧配合部分的局部剖视图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：