阅读说明：本技术 海管连接器 (Connector for sea pipe ) 是由 齐兵兵 曲有杰 林守强 叶永彪 朱国侨 段亚辉 张忠扬 赵拥军 雷兴康 柳宇 于 2019-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种海管连接器,包括连接器本体、设置在连接器本体第一端上的第一法兰、设置在第一法兰的一侧的第二法兰、设置在连接器本体第一端内的夹持瓦、设置在连接器本体第一端内并配合在夹持瓦和连接器本体内壁之间的挤压环、设置在连接器本体第一端内并与挤压环抵接的支撑环、设置在连接器本体第一端端部并与第二法兰相抵接的隔离环、至少一个设置在支撑环和隔离环之间的密封环；第二法兰轴向移动靠近第一法兰时,依次挤压隔离环、密封环、支撑环和挤压环,挤压环受挤压后轴向运动,通过斜楔结构驱使夹持瓦径向运动锁紧在海管上。本发明的海管连接器,可由ROV操作,实现无人水下操作维修更换,自动化程度高,操作简单,安全可靠,效率高。(the invention discloses a sea pipe connector, which comprises a connector body, a first flange arranged at the first end of the connector body, a second flange arranged at one side of the first flange, a clamping tile arranged in the first end of the connector body, an extrusion ring arranged in the first end of the connector body and matched between the clamping tile and the inner wall of the connector body, a support ring arranged in the first end of the connector body and abutted against the extrusion ring, an isolation ring arranged at the first end of the connector body and abutted against the second flange, and at least one sealing ring arranged between the support ring and the isolation ring; when the second flange moves axially and is close to the first flange, the isolating ring, the sealing ring, the supporting ring and the extrusion ring are sequentially extruded, the extrusion ring moves axially after being extruded, and the clamping tile moves radially and is locked on the marine pipe through the wedge structure. The sea pipe connector can be operated by an ROV (remote operated vehicle), realizes unmanned underwater operation, maintenance and replacement, and has the advantages of high automation degree, simplicity in operation, safety, reliability and high efficiency.)

海管连接器

技术领域

本发明涉及海管安装技术领域，尤其涉及一种海管连接器。

背景技术

近年来，深水海管数量不断增加，由于海管设计、建造年限已久，海洋环境、管道腐蚀、介质的多变等原因导致深水海管泄露的事故突发情况越来越频繁，这种突发的深水海管泄露对油气田生产、海洋环境带来巨大威胁。一旦海管发生损坏，将对深水油气田运营造成极大的损失。

为减少海洋环境污染及原油停产等巨额的经济损失，安全、快速、可靠的维修受损管道尤为重要。然而，由于深水海管维修难度大，且费用高出浅水海管维修数倍，因此，针对深水海管的泄露问题，研究相应的应急维修方案，并研制配套维修工具对保障油气田的安全生产具有重要意义。

目前国内已有用于300米以内的海管机械连接器，采用螺栓紧固方式，由潜水员进行水下安装，实现海管在水下的机械连接；但是尚未有专门用于300米以上，由ROV操作的深水管道更换维修的机械连接器。在300米以上的深水海管大面积受损，需要水下切割更换维修时，没有有效的手段实现水下更换维修。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用于浅水和深水中海管连接的海管连接器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种海管连接器，包括管状的连接器本体、设置在所述连接器本体第一端上的第一法兰、设置在所述第一法兰背向所述连接器本体的一侧并可轴向移动靠近或远离所述第一法兰的第二法兰、设置在所述连接器本体第一端内的用于夹持到海管外周面上的夹持瓦、设置在所述连接器本体第一端内并配合在所述夹持瓦和连接器本体内壁之间的挤压环、设置在所述连接器本体第一端内并与所述挤压环相抵接的支撑环、设置在所述连接器本体第一端端部并与所述第二法兰相抵接的隔离环、至少一个设置在所述支撑环和隔离环之间的密封环；

所述挤压环的内周面和所述夹持瓦的外周面设有相互配合的斜楔结构；所述第二法兰轴向移动靠近所述第一法兰时，依次挤压所述隔离环、密封环、支撑环和挤压环，所述挤压环受挤压后沿所述连接器本体轴向运动，通过所述斜楔结构驱使所述夹持瓦径向运动锁紧在海管上。

优选地，所述海管连接器还包括至少一根穿接在所述第一法兰和第二法兰上的螺栓；

所述螺栓旋转驱使所述第二法兰沿着所述螺栓的轴向向靠近所述第一法兰的方向移动。

优选地，所述海管连接器还包括安装在所述连接器本体上的控制面板；所述控制面板上设有连接液压驱动机构的液压接口，为液压驱动机构提供液压动力，驱使所述螺栓旋转。

优选地，所述海管连接器还包括可拆卸连接在所述第一法兰和第二法兰之间的定位板，限制所述第二法兰轴向移动。

优选地，所述密封环设有两个；所述海管连接器还包括设置在两个所述密封环之间的连通环；

所述连接器本体的第一端设有贯穿其外表面和内壁面的第一通孔，所述连通环上设有可与所述第一通孔连通的第二通孔。

优选地，所述夹持瓦包括多个周向间隔分布的瓦片。

优选地，多个所述瓦片沿着所述挤压环的周向间隔排布并通过紧固件固定在所述挤压环的内侧。

优选地，所述斜楔结构包括设置在所述挤压环的内周面上的第一斜齿、设置在所述夹持瓦的外周面上并与所述第一斜齿相配合的第二斜齿。

优选地，所述连接器本体的第一端内设有用于海管一端配合其中的安装槽部；所述安装槽部的内壁设有凹槽，所述夹持瓦、挤压环、支撑环、密封环和隔离环依序排布并配合在所述凹槽内。

优选地，所述连接器本体的第二端上设有第三法兰。

本发明的有益效果：用于海管的连接，提高了深水海管更换维修的效率和成功率，连接过程既可由潜水员操作，也可由ROV操作，实现无人水下操作维修更换，自动化程度高，操作简单，安全可靠，效率高；可以用于300米以内浅水域海管连接，还可用于300米以上水深的深水海管连接，有效解决深水海管进行更换维修时的管道连接问题，对深水海管维修技术和装备的发展具有重要意义。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的海管连接器的立体结构示意图；

图2是本发明一实施例的海管连接器的剖面结构示意图；

图3是本发明一实施例的海管连接器中夹持瓦和挤压环之间斜楔结构的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明一实施例的海管连接器，包括连接器本体10、第一法兰20、第二法兰30、夹持瓦40、挤压环50、支撑环60、至少一个密封环70以及隔离环80。

连接器本体10包括相对的第一端11和第二端12。连接器本体10呈管状，因此具有内部通道120贯通整个连接器本体10的第一端11和第二端12。第一法兰20设置在连接器本体10的第一端上，两者相对固定。第二法兰30设置在第一法兰20背向连接器本体10的一侧，可沿连接器本体10轴向移动靠近或远离第一法兰20。

夹持瓦40设置在连接器本体10的第一端11内，用于夹持到海管1的外周面上。挤压环50设置在连接器本体10的第一端11内，配合在夹持瓦40和连接器本体10的内壁之间。支撑环60设置在连接器本体10的11第一端内并与挤压环50相抵，用于隔离挤压环50和密封环70。隔离环80设置在连接器本体10的第一端11端部并与第二法兰30相抵接，用于隔离第二法兰30和密封环70且用于后续挤压支撑环60、挤压环50等件。密封环70在连接器本体10的第一端11内设置在支撑环60和隔离环80之间，实现海管将连接器密封在海管1上。

挤压环50的内周面和夹持瓦40的外周面设有相互配合的斜楔结构，从而挤压环50轴向运动时通过斜楔结构驱使挤压环50径向运动。

第二法兰30轴向移动靠近第一法兰20时，依次挤压隔离环80、密封环70、支撑环60和挤压环50；密封环70受挤压后变形胀紧海管1实现海管连接器与海管1之间的密封；挤压环50受挤压后沿连接器本体10轴向运动，通过斜楔结构驱使夹持瓦40径向运动锁紧在海管1上。

在海管连接器处于初始状态(未锁紧在海管上)时，隔离环80的一部分位于连接器本体10的第一端11内，另一部分凸出该第一端11的端部外以与第二法兰30抵接。第二法兰30与第一法兰20之间设有间隔，在第二法兰30移动靠近第一法兰20，挤压隔离环80、密封环70、支撑环60和挤压环50使其沿着连接器本体10向其第一端11内部轴向移动。第二法兰30的最大轴向移动行程可移动至与第一端11的端面相抵接。

具体地，连接器本体10的第一端11内设有用于海管1一端配合其中的安装槽部101。该安装槽部101为在内部通道120内壁面上设置内凹槽位形成。在海管1一端穿插进入后，海管1的端面可与安装槽部101的端面抵接实现限位。为保持安装槽部101内周面配合到海管1外周面上，安装槽部101的内壁设有凹槽102，夹持瓦40、挤压环50、支撑环60、密封环70和隔离环80依序排布并配合在凹槽102内。

连接器本体10的第二端12上还设有第三法兰13，可用于与另一海管端部的法兰连接，从而将两个海管的端部连接在一起。

夹持瓦40可包括多个周向间隔分布的瓦片，方便安装在挤压环50内侧，且在径向运动后整体半径可变小锁紧在海管1外周面上。多个瓦片可沿着挤压环50的周向间隔排布并通过紧固件(如螺钉)固定在挤压环50的内侧，防止瓦片脱落。

夹持瓦40和挤压环50上的斜楔结构主要用于将挤压环50的轴向运动转化为夹持瓦40的径向运动。如图3所示，该斜楔结构可包括设置在挤压环50的内周面上的第一斜齿51、设置在夹持瓦40的外周面上并与第一斜齿51相配合的第二斜齿41。通过斜楔结构的设置，第一斜齿51和第二斜齿41相对可移动配合面为斜面，挤压环50可在轴向运动过程中挤压夹持瓦40，使得夹持瓦40径向运动锁紧在海管上。

在连接器本体10的第一端11内，密封环70处于支撑环60和隔离环80之间。如图2中所示，本实施例中，密封环70设有两个。海管连接器还包括设置在两个密封环70之间的连通环90。

进一步地，连接器本体10的第一端11设有贯穿其外表面和内壁面的第一通孔103，连通环90上设有可与第一通孔103连通的第二通孔91。在海管连接器处于初始状态(未锁紧在海管上)时，第一通孔103和第二通孔91相错开，两者不连通。在连通环90受挤压轴向运动后，其上的第二通孔91与第一通孔103相对连通，用于灌注液压油。液压油通过第一通孔103和第二通孔91灌注到连通环90中，用于检测密封环70的密封性能。若液压油一直处于两个密封环70之间且没有外泄，证明密封性能良好。

为驱动第二法兰30的轴向运动，本发明的海管连接器还包括至少一根穿接在第一法兰20和第二法兰30上的螺栓100。螺栓100旋转驱使第二法兰30向靠近第一法兰20的方向移动，进而挤压隔离环80等设置在连接器本体10第一端11内的结构件。螺栓100的旋转可通过将液压驱动机构配合其上进行驱动。

海管连接器还包括可拆卸连接在第一法兰20和第二法兰30之间的定位板104，限制第二法兰30轴向移动。定位板104的两端可通过螺钉等紧固件分别锁紧在第一法兰20和第二法兰30上，可在海管连接器储存时承受载荷，保护螺栓100，同时用以固定第一法兰20和第二法兰30之间的相对位置和距离，提高安装准确性。

进一步地，本发明的海管连接器还包括安装在连接器本体10上的控制面板110。控制面板110上设有连接液压驱动机构的液压接口111，为液压驱动机构提供液压动力，驱使螺栓100旋转。控制面板110上还设有压力表112，用于显示液压油的压力。控制面板110上还设有控制液压接口111的液压通路通断的液压控制阀组，该液压控制阀组包括第一控制阀113和第二控制阀114。液压接口111具有连接连接器本体10上第一通孔103的第一通路和连接液压驱动机构的第二通路，第一控制阀113控制第一通路的通断，第二控制阀114控制第二通路的通断。

控制面板110可通过操作人员或ROV进行操作。

结合图1-2，本发明的海管连接器用于连接海管1时，首先将海管1的一端部按如图2中箭头所示方向***连接器本体10的第一端11内，海管1端面与第一端11内的安装槽部端面紧密贴合在一起。通过ROV将快速接头(hot stab)***控制面板110的液压接口111内，提供液压动力至液压驱动机构，液压驱动机构驱动螺栓100旋转，使得第二法兰30轴向运动靠近第一法兰20，第二法兰30轴向运动过程中依次挤压隔离环800、密封环70、连通环90、密封环70、支撑环60、挤压环50和夹持瓦40，挤压过程中密封环70受压变形胀紧海管实现连接器与海管之间的密封。挤压环50和夹持瓦40之间斜楔结构的设置，在挤压环50挤压夹持瓦40过程中，轴向力转换为径向力使夹持瓦40径向运动咬合海管外壁，实现海管连接器锁紧在海管端部上。

连通环90在轴向移动结束后，其上的第二通孔91与连接器本体10上的第一通孔103对齐连通，此时ROV打开控制面板110上的第一控制阀(RV01)113，液压油通过第一通孔103、第二通孔91进入连通环90内，观察压力表112，当压力表112数值达到某一固定数值且保持不变，表示液压油一直处于两个密封环70之间且没有外泄，证明密封性能良好，海管连接器安装成功；关闭第一控制阀(RV01)113和第二控制阀(RV02)114。连接器本体10第二端12的第三法兰13，用于后续与新更换海管对接。

本发明在连接海管时，可无需潜水员进行安装操作，锁紧及密封全程可通过ROV操作控制面板110来完成，实现自动化安装，突破深水海管水下连接的技术难题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。