一种海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构的制作方法

本实用新型涉及深海管线安装制造技术领域，特别是指一种海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构。

背景技术：

海底管线的连接法兰出现破损且无法修复时，需要更换法兰，并在现场进行水下焊接作业，而水下焊接工艺复杂、危险性高、质量难以保证；如不用水下焊接，需要将法兰与管道在水上焊接好后，对管线进行整段更换，施工难度大、工期长、费用高。因此，如果能够不用焊接即可进行法兰的现场更换，将能够又快又好地解决这个问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构，无需焊接，可快速连接，结构简单，降低安装难度。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构，所述海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构包括连接法兰和压紧套，所述输油管插入连接法兰的连接孔，所述压紧套套装在连接法兰外壁与所述连接法兰压紧连接；

所述连接法兰外壁设置有连接定位凸台，所述连接法兰外壁的连接定位凸台上方设置压紧凸起，所述连接法兰的连接孔内壁底部为限位槽，所述连接孔内壁对应压紧凸起的位置设置有第一咬合密封刃，所述压紧套内壁设置有与所述压紧凸起对应的第一压紧面；

当输油管插入连接法兰的连接孔时，输油管底部端面与连接孔的限位槽限位连接，所述压紧套压紧套装在连接法兰外壁，所述压紧套底部端面与所述连接定位凸台限位连接，所述压紧套的第一压紧面挤压连接法兰外壁的压紧凸起，所述连接定位凸台上方的连接法兰向连接孔内侧发生形变，所述第一咬合密封刃切入输油管外壁与输油管外壁咬合密封连接。

优选的，所述连接孔内壁顶部设置有第二咬合密封刃，所述压紧套压紧套装在连接法兰外壁时，所述第一咬合密封刃和第二咬合密封刃切入输油管外壁与输油管外壁咬合密封连接。

优选的，所述第一咬合密封刃和第二咬合密封刃均为环状咬合密封刃。

优选的，所述压紧套内壁设置有第二压紧面，所述第二压紧面设置在所述第一压紧面上方，所述第一压紧面下方设置有第一压紧锥面，所述第一压紧面和第二压紧面之间设置有第二压紧锥面。

优选的，当所述压紧套压紧套装在连接法兰外壁时，所述第二压紧锥面位置与所述压紧凸起位置对应。

优选的，所述第一压紧面和第二压紧面均为环状压紧面，所述第二压紧面的直径小于第一压紧面的直径。

优选的，所述压紧套底部内壁设置有与所述连接定位凸台配合的定位凹槽，当所述压紧套压紧套装在连接法兰外壁时，所述连接定位凸台插入所述定位凹槽。

优选的，所述连接定位凸台包括一阶凸台和二阶凸台，当所述压紧套压紧套装在连接法兰外壁时，一阶凸台上端面与压紧套下端面限位连接，二阶凸台上端面与定位凹槽上端面限位连接。

优选的，所述二阶凸台侧壁设置有第一防脱斜面，所述定位凹槽侧壁对应设置有第二防脱斜面，当所述压紧套压紧套装在连接法兰外壁时，所述第一防脱斜面和第二防脱斜面卡合。

优选的，所述连接定位凸台上方的连接法兰壁厚度小于连接定位凸台下方的连接法兰壁厚度，连接定位凸台上方的连接法兰内壁与输油管外壁之间设置有形变间隙。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过设置连接法兰和压紧套能够快速套装密封连接输油管，压紧凸起、第一压紧面和第一咬合密封刃配合，第一压紧面挤压连接法兰外壁的压紧凸起，所述连接定位凸台上方的连接法兰向连接孔内侧发生形变，所述第一咬合密封刃切入输油管外壁与输油管外壁咬合密封连接，从而快速、自动、稳定的连接输油管，无需焊接，降低了深海作业的操作难度，提高了深海环境的适应能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例的海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构结构剖面图；

图2为本实用新型实施例的海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构连接结构剖面图；

图3为本实用新型实施例的海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构安装结构剖面图。

[主要元件符号说明]

连接法兰1；

压紧套2；

输油管3；

连接定位凸台4；

压紧凸起5；

限位槽6；

第一咬合密封刃7；

第一压紧面8；

第二咬合密封刃9；

第二压紧面10；

第一压紧锥面11；

第二压紧锥面12；

定位凹槽13；

一阶凸台14；

二阶凸台15；

形变间隙16。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1至3所示，本实用新型实施例的一种海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构，所述海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构包括连接法兰1和压紧套2，所述输油管3插入连接法兰1的连接孔，所述压紧套2套装在连接法兰 1外壁与所述连接法兰1压紧连接；

所述连接法兰1外壁设置有连接定位凸台4，所述连接法兰1外壁的连接定位凸台4上方设置压紧凸起5，所述连接法兰1的连接孔内壁底部为限位槽 6，所述连接孔内壁对应压紧凸起4的位置设置有第一咬合密封刃7，所述压紧套2内壁设置有与所述压紧凸起5对应的第一压紧面8；

当输油管3插入连接法兰1的连接孔时，输油管3底部端面与连接孔的限位槽6限位连接，所述压紧套2压紧套装在连接法兰1外壁，所述压紧套2 底部端面与所述连接定位凸台4限位连接，所述压紧套2的第一压紧面8挤压连接法兰1外壁的压紧凸起5，所述连接定位凸台4上方的连接法兰1向连接孔内侧发生形变，所述第一咬合密封刃7切入输油管3外壁与输油管3外壁咬合密封连接。

其中，所述连接孔内壁顶部设置有第二咬合密封刃9，所述压紧套2压紧套装在连接法兰1外壁时，所述第一咬合密封刃7和第二咬合密封刃9切入输油管3外壁与输油管3外壁咬合密封连接。

本实施例中，通过设置第二咬合密封刃，实现了一次操作的双重咬合连接，能够进一步保证连接的稳定性和密封性，从而更好的适应海底的恶劣环境。

所述压紧套2内壁设置有第二压紧面10，所述第二压紧面10设置在所述第一压紧面8上方，所述第一压紧面8下方设置有第一压紧锥面11，所述第一压紧面8和第二压紧面10之间设置有第二压紧锥面12。当所述压紧套2压紧套装在连接法兰1外壁时，所述第二压紧锥面12位置与所述压紧凸起5位置对应。

本实施例中设置第一压紧面和第二压紧面，能够有效保证压紧套的压力，从而适应海底压力变化。

优选的，所述第一咬合密封刃7和第二咬合密封刃9均为环状咬合密封刃。所述第一压紧面8和第二压紧面10均为环状压紧面，所述第二压紧面10的直径小于第一压紧面8的直径。

本实施例中，设置环状咬合密封刃和环状压紧面能够保证连接的均匀性和密封性。

本实用新型实施例的海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构，通过设置连接法兰和压紧套能够快速套装密封连接输油管，压紧凸起、第一压紧面和第一咬合密封刃配合，第一压紧面挤压连接法兰外壁的压紧凸起，所述连接定位凸台上方的连接法兰向连接孔内侧发生形变，所述第一咬合密封刃切入输油管外壁与输油管外壁咬合密封连接，从而快速、自动、稳定的连接输油管，无需焊接，降低了深海作业的操作难度，提高了深海环境的适应能力。

具体的，所述压紧套2底部内壁设置有与所述连接定位凸台4配合的定位凹槽13，当所述压紧套2压紧套装在连接法兰1外壁时，所述连接定位凸台4 插入所述定位凹槽13。所述连接定位凸台4包括一阶凸台14和二阶凸台15，当所述压紧套2压紧套装在连接法兰1外壁时，一阶凸台14上端面与压紧套 2下端面限位连接，二阶凸台15上端面与定位凹槽13上端面限位连接。

本实施例中，通过设置一阶凸台和二阶凸台，能够在保证定位连接的情况下，提升压紧套的密封性。

所述连接定位凸台4上方的连接法兰壁厚度小于连接定位凸台4下方的连接法兰壁厚度，连接定位凸台4上方的连接法兰1内壁与输油管3外壁之间设置有形变间隙16。

本实施例中，通过设置形变间隙能够保证连接定位凸台上方的连接法兰的形变量，从而提高咬合密封连接效果。

优选的，所述二阶凸台侧壁设置有第一防脱斜面，所述定位凹槽侧壁对应设置有第二防脱斜面，当所述压紧套压紧套装在连接法兰外壁时，所述第一防脱斜面和第二防脱斜面卡合。

本实施例中，通过将第一防脱斜面和第二防脱斜面卡合能够提高连接的稳定性，避免压紧套脱落或松动，从而更好的适应海底环境。

优选的，当输油管3插入连接法兰1的连接孔时，输油管3底部端面与连接孔的限位槽6过盈限位连接。

本实施例中，输油管底部端面与连接孔的限位槽过盈限位连接，能够提高连接效率，避免过多连接缝隙的产生。

本实用新型实施例的海底输油管线外卡式自紧法兰连接机构，可以进行免焊接操作，快速将法兰与管道进行连接，也不必拆除及吊运整段管道。在使用时，将两部分分别套在管子上，管左端由法兰体上的限位槽定位，之后将安装工装分别压紧在连接定位凸台的底部和压紧套的顶部，从两侧向中心逐渐加力压紧。当压紧套上的第一压紧锥面与压紧凸起接触时，通过第一压紧锥面和压紧凸起相交产生的侧向分力，将压紧凸起向下压，因连接法兰连接定位凸台上方的连接法兰壁厚度小连接定位凸台下方的连接法兰壁厚度，产生较大变形，第一咬合密封刃，与管道紧密接触产生环状密封。当工装在外力作用下推动压紧套继续移动，至第二压紧锥面与第二咬合密封刃外侧接触时，通过侧向分力压动，第二咬合密封刃切入管道本体，与管道紧密接触产生环状密封。与此同时，压紧套移动到位，一阶凸台上端面与压紧套下端面限位连接，二阶凸台上端面与定位凹槽上端面限位连接，形成紧密配合，起到防松作用，以保证安装后的自紧式法兰能可靠使用。

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