一种水下管汇垂直卡箍式连接器的制作方法

本发明涉及水下管汇垂直卡箍式连接器，属于连机器领域。

背景技术：

目前深水油气田的开发是投资高、风险大并且高新技术密集的能源工业新领域。深水水下连接器主要用于水下生产设施管道之间的连接，如水下采油树与水下管汇、水下管线与水下采油树、PLET与PLEM等，是深水油气安全生产的重要保证。目前应用在国内外深水油气田开发工程中的水下连接器形式主要有套筒式连接器和卡箍式连接器两种。水下连接器设计、制造技术长年为外国石油装备公司所垄断，现在急需形成具有我国自主知识产权的深水水下连接器设计技术，为我国深水油气开发提供技术与设备支持。

目前，水下管汇连接器结构主要有两种：

(1)一种用于水平连接的卡箍式连接器。卡箍是连接带沟槽的管件、阀门以及管路配件的一种连接装置，用在对快接头之间起紧箍作用。利用卡箍上的螺栓螺母紧固卡箍与管道等。但当管道内流道介质时，由于介质的冲击、热应力的作用或外界其他载荷的作用，卡箍与管道之间相互移动，这样就降低密封效果，出现泄漏甚至阻碍整个管汇系统生产。

(2)一种用于垂直连接的套筒式连接器。套筒连接器是通过卡爪抓住带沟槽的管件、阀门以及管路配件的一种连接装置，用在对快接头之间起抓紧作用。该连接器虽然结构紧凑，密封效果良好，但是其驱动力来源于作业工具的液压驱动，其结构庞大且复杂，特别是当维修时耗时太长，提高了职工劳动强度，增加了停产时间，降低了油井产量。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种水下管汇垂直卡箍式连接器，使用了一个球形管接头部件，在水下管汇连接过程中避免了由于管汇的受力弯曲旋转而导致整个连接器崩溃，大大提高了ROV机器人的可操作性。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的水下管汇垂直卡箍式连接器，包括下管和球形管，所述下管的顶部设有连接凸台，连接凸台的下表面为倒圆锥台状，下管通过密封圈与连接环连接，连接环与球形管连接，在球形管外套有起吊环，起吊环外套有支架，支架下端包裹住连接凸台，起吊环和支架通过卡箍固定；所述下管的中上部设有圆环凸台，在圆环凸台下方设有支撑圆环凸台的圆形的支撑块，圆环凸台的圆柱面通过弹簧垫圈与固定套连接，固定套包括圆柱形的简体，简体的顶端设有圆孔，圆孔与弹簧垫圈连接，简体的下端延伸有圆环安装板，在圆环安装板上安装有若干个固定块，固定块同时与简体连接，固定块设有斜面，导向套位于固定块的斜面上，导向套内设有定位环。

作为优选，所述连接环的底端向上延伸有上凸台和向下延伸有下凸台，上凸台与连接环形成凹槽，起吊环和球形管一端插入到凹槽内。

作为优选，所述支架包含左支架单元和右支架单元，所述左支架单元和右支架单元均包含截面为半圆的半圆柱本体，半圆柱本体内壁的上端和下端均分别延伸有上限位凸台和下限位凸台，上限位凸台压在上凸台上，下限位凸台包裹住连接凸台，在半圆柱本体的两侧均延伸有锁紧板，锁紧板上安装有螺栓，通过螺栓和锁紧板将左支架单元和右支架单元锁紧。

作为优选，所述下凸台上安装有紧固螺钉，紧固螺钉与定位顶杆连接，定位顶杆一端插入到密封圈内，通过旋动紧固螺钉，带动定位顶杆插入到密封圈内，锁紧密封圈。

有益效果：本发明的水下管汇垂直卡箍式连接器，具有以下优点：

(1)该卡箍连接器垂直放置，避免了由于介质的冲击、热应力的作用或外界其他载荷的作用，卡箍与管道之间相互移动而导致降低密封效果。

(2)球形管组成部分通过一系列零部件互相连接使得该部件装配时即方便又安全可靠，且结构简单。特别是当维修时，大大降低了耗时，减少了职工劳动强度，降低了停产时间，提高了油井产量。

(3)球形管组成部分使用了一个球形管接头部件，在水下管汇连接过程中避免了由于管汇的受力弯曲旋转而导致整个连接器崩溃，大大提高了ROV机器人的可操作性。

附图说明

图1为本发明的管汇固定组成结构图。

图2为本发明的球形管连接组成结构图。

图3为本发明装配图。

图4为固定套三维图。

图5为管汇连接器三维图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1至图5所示，本发明的水下管汇垂直卡箍式连接器，包括下管7和球形管12，下管7为HUB管，所述下管7的顶部设有连接凸台，连接凸台的下表面22为倒圆锥台状，倒圆锥台状即为上端的直径大于下端的直径，形成的圆锥台下表面22便于抓紧下管7，下管7通过密封圈与连接环9连接，密封圈为VX型密封圈18，连接环9与球形管12连接，连接环9与球形管12之间设有Y型密封圈13，两个Y型密封圈13密封着球形管12内外环境，球形管12包含圆管121和位于圆管121下方的半球状的管子122，在球形管12外套有起吊环10，起吊环10的内壁为与球形管12配合的球形状，起吊环10外套有支架8，支架8下端包裹住连接凸台，起吊环10和支架8通过卡箍11固定，起吊环10起吊，起吊环10带动连接环9和支架8移动，从而带动下管7移动；所述下管7的中上部设有圆环凸台，在圆环凸台下方设有支撑圆环凸台的圆形的支撑块4，圆环凸台的圆柱面通过弹簧垫圈19与固定套2连接，固定套2包括圆柱形的简体232，简体232的顶端设有圆孔，圆孔与弹簧垫圈19连接，简体232的下端延伸有圆环安装板231，圆环安装板231通过螺钉20安装在支架台1上，在圆环安装板231上安装有若干个固定块2，固定块2同时与简体232连接，固定块2设有斜面，导向套3位于固定块2的斜面上，导向套3内设有定位环6。

在本发明中，所述连接环9的底端向上延伸有上凸台21和向下延伸有下凸台，上凸台21与连接环9形成凹槽，起吊环10和球形管12一端插入到凹槽内，移动起吊环10，起吊环10带动上凸台21移动，从而带动支架8移动。所述下凸台上安装有紧固螺钉16，紧固螺钉16与定位顶杆17连接，定位顶杆17一端插入到密封圈内，通过旋动紧固螺钉16，带动定位顶杆17插入到密封圈内，锁紧密封圈，以防在抓取过程中脱落，其中在上下两个密封面上还嵌有两个O型密封圈15。

在本发明中，所述支架8包含左支架单元和右支架单元，所述左支架单元和右支架单元均包含截面为半圆的半圆柱本体，半圆柱本体内壁的上端和下端均分别延伸有上限位凸台和下限位凸台，上限位凸台压在上凸台21上，下限位凸台包裹住连接凸台，在半圆柱本体的两侧均延伸有锁紧板，锁紧板上安装有螺栓14，通过螺栓14和锁紧板将左支架单元和右支架单元锁紧，同时利用左支架单元和右支架单元夹紧下管7和连接环9。

如图3所示，可以看出整个连接器的装配关系。先将管汇固定组成部分固定在支架台1上，然后ROV抓着球形管连接组成部分通过部件自带的斜角来实现自动对心，将其与管汇固定组成部分相装配，将导向套3安装在固定套2上，再安装上定位环6，将支架8安装在定位环6与连接环9上。为了防止海底浮游生物等沉积在导向套3内，在导向套3上加了一块挡板5。ROV抓住两个卡箍11由支架8上的螺栓轴导入相合，最后再拧上螺钉，这样实现了整个装置的安装。

本发明的工作原理如下：

安装前，先用两块半圆柱支撑块4支撑着HUB管7，用弹簧垫圈19传递着固定套2的压力从而将HUB管7固定在支架台1上。然后再通过螺钉20将整个管汇固定组成部分固定在支架台1上。

安装时，通过ROV抓着球形管12将整个球形管连接组成部分通过部件自带的斜角来实现自动对心，将其与管汇固定组成部分相装配。其中，旋转紧固螺钉16推动着定位顶杆17向前伸出，支撑着VX型密封圈18在连接环9内，以防在抓取过程中脱落，其中在上下两个密封面上还嵌有两个O型密封圈15。在起吊环10的底角设计有一个凸台已连接着连接环9。球形管12放置在起吊环10与连接环9之间。两个Y型密封圈13密封着球形管12内外环境。然后将导向套3安装在固定套2上，再安装上定位环6，将支架8安装在定位环6与连接环9上。为了防止海底浮游生物等沉积在导向套3内，在导向套3上加了一块挡板5。ROV抓住两个卡箍11由支架8上的螺栓轴导入相合，最后再拧上螺钉，这样实现了整个装置的安装。整个连接器安装后不管与什么类型的管汇相连接都不会由于管汇的受力弯曲旋转而导致整个连接器崩溃。且垂直放置不会发生松动的现象。整个连接器由3部分组成，安装方便，ROV机器人的可操作性强。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。