压力容器的穿透器隔离装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体上涉及海面下压力容器，并且更具体地涉及用于这种压力容器的穿透 器隔离装置的设计。
【背景技术】
[0002] 穿透器通常是连接器，用于透过海面下压力容器的外壁传递信号，并且穿透器被 设计成以保持连接器和压力容器之间的压力密封的方式进行安装。具有铝连接器主体的连 接器通常用在该海面下压力容器的壁上以减轻电化学腐蚀。然而，这样的连接器具有有限 的寿命和有限的鲁棒性。在一个备选解决方案中，在压力容器上或者在连接器主体上使用 涂层，以便使压力容器材料与连接器主体材料隔离。然而，这种涂层具有有限的寿命并且因 此具有的效力时间有限。另外，涂层可与压力容器和连接器之间的密封件产生额外的问题， 例如密封件可能会干扰压力容器和连接器之间安装的O形环或其他类型的密封垫。在另一 个备选的解决方案中，压力容器可以是由非错电化惰性材料（non-aluminum galvanically noble materials)制备。然而，这样的电化惰性耐腐蚀金属材料，例如，不锈钢、络镍铁合 金、钛，与铝相比更重而且更昂贵。高效的海面下无人水下运载工具（一个类型的海面下压 力容器）的设计需要将总重量尽可能地最小化。
[0003] 常规的连接器具有预定尺寸，该预定尺寸或者限制压力容器壁的厚度或者需要压 力容器内部上的埋头孔。容纳商业现货连接器的壁厚不能满足设计用于深海应用的压力容 器。此外，埋头孔的使用会导致应力局部集中埋头孔所在的压力容器壁中，可能导致金属疲 劳并且随之缩短这样的压力容器的寿命。
[0004] 因此，本领域需要用于减少穿过海面下压力容器的壁的穿通器（例如，连接器）处 的电化腐蚀的影响的改进的系统和方法。
【发明内容】
[0005] 根据一个或多个实施方式，隔离装置是为在高压环境中与安装在压力容器中的穿 透器一起使用而设置的。隔离装置是由具有低蠕变性的高性能热塑性塑料形成的并且包括 中央筒形部和内部的下凸缘部。中央筒形部具有适于容纳穿透器的上部的内径。内部的下 部的内凸缘部耦接至中央筒形部的下部并且形成用于容纳穿透器的下部的孔，穿透器的下 部具有比其上部的直径更小的直径。隔离装置可以进一步包括耦接至中央筒形部的上部上 的上部的外凸缘部。更进一步地，上部的外凸缘部可包括用于容纳与压力容器的外表面上 的凹口（recess)配合的销的至少一个时钟孔（clocking aperture)以防止当穿透器被固 定到压力容器时隔离装置旋转。
[0006] 隔离装置可包括安装在中央筒形部的外表面上的狭槽（Slot)中的压力密封 件和/或安装在下部的内凸缘部的下表面上的狭槽中的压力密封件。压力密封件均可 包括〇形环。具有低蠕变特的高性能热塑性塑料可以是约30%玻璃填充的聚醚醚酮或 TORLON ?。
[0007] 根据本公开的另一实施方式，系统被设置用于穿透器与压力容器之间的电介质隔 离。系统包括隔离装置和自定义螺母。隔离装置是由具有低蠕变性的高性能热塑性塑料形 成并且包括中央筒形部和下部的内凸缘部。中央筒形部具有适于容纳穿透器的上部的内 径。下部的内凸缘部耦接至中央筒形部的下部并且形成用于容纳穿透器的下部的孔，穿透 器的下部具有比其上部的直径更小的直径。自定义螺母具有内螺纹通孔和适合于安装在压 力容器的外壁的内表面上的锥形凹部内的锥形肩部。自定义螺母和穿透器被配置为通过将 穿透器的下部上的螺纹与自定义螺母的内部上的螺纹相咬合并且旋转自定义螺母而偏向 彼此。优选地，隔离装置还包括耦接至中央筒形部的上部的上部的外凸缘部。更进一步地， 上部的外凸缘部可包括用于容纳与压力容器的外表面上的凹口相匹配的销的至少一个时 钟孔以防止当穿透器被固定到压力容器时隔离装置旋转。
[0008] 在这个实施方式中，隔离装置同样可包括安装在中央筒形部的外表面上的狭槽中 的压力密封件和/或安装在下部的内凸缘部的下表面上的狭槽中的压力密封件。压力密封 件均可包括O形圈。具有低蠕变性的高性能热塑性塑料可以是约30%玻璃填充的聚醚醚酮 或 TORLON?。
[0009] 根据本公开的另一实施方式，提供一种方法用于在穿透器与压力容器之间安装隔 离装置。隔离装置安装到穿透压力容器的外壁的孔中，隔离装置由具有低蠕变性的高性能 热塑性塑料形成并且包括中央筒形部和下部的内凸缘部，中央筒形部具有适合于容纳穿透 器的上部的内径，下部的内凸缘部耦接至中央筒形部的下部并且形成用于容纳穿透器的下 部的孔。随后，穿透器被安装到由隔离装置的中央筒形部形成的孔中，穿透器的下部具有比 其上部的直径更小的直径，穿透器的下部在其下部的远端部分上具有螺纹。随后，将安装构 件从外壁的内侧安装到穿透器的螺纹。最终，安装构件被拧紧以将隔离装置和穿透器固定 在孔中。在另一实施方式中，隔离装置可进一步包括耦接至中央筒形部的上部上并且包括 至少一个时钟孔的外凸缘部。该另一实施方式包括：在拧紧安装构件的步骤之前将至少一 个时钟销安装通过至少一个时钟孔并且进入到压力容器中的凹口的步骤。
[0010] 此外，本发明包括根据下列各条款的实施方式：
[0011] 条款1. 一种用于在高压环境中与穿透器一起使用的隔离装置，该隔离装置包括： 中央筒形部，由具有低蠕变性的高性能热塑性塑料形成并且具有适于容纳穿透器的上部的 内径；以及下部的内凸缘部，由具有低蠕变性的高性能热塑性塑料形成并且耦接至中央筒 形部的下部，下部的内凸缘部形成用于容纳穿透器的下部的孔，穿透器的下部具有比其上 部更小的直径。
[0012] 条款2.根据条款1所述的隔离装置，还包括：上部的外凸缘部，由具有低蠕变性的 高性能热塑性塑料形成并且耦接至中央筒形部的上部。
[0013] 条款3.根据条款2所述的隔离装置，其中上部的外凸缘部包括用于容纳与压力容 器的外表面上的凹口配合的销的至少一个时钟孔以防止当穿透器被固定到压力容器时隔 离装置旋转。
[0014] 条款4.根据条款1所述的隔离装置，还包括：安装在中央筒形部的外表面上的狭 槽中的压力密封件。
[0015] 条款5.根据条款4所述的隔离装置，其中压力密封件包括O形环。
[0016] 条款6.根据条款1所述的隔离装置，还包括：安装在下部的内凸缘部的下表面上 的狭槽中的压力密封件。
[0017] 条款7.根据条款6所述的隔离装置，其中压力密封件包括O形环。
[0018] 条款8.根据条款1所述的隔离装置，其中具有低蠕变性的高性能热塑性塑料是约 30%玻璃填充的聚醚醚酮。
[0019] 条款9.根据条款1所述的隔离装置，其中具有低蠕变性的高性能热塑性塑料是 TORLON?。
[0020] 条款10. -种用于高压环境中穿透器与压力容器之间电介质隔离的系统，该系统 包括：隔离装置包括：中央筒形部，由具有低蠕变性的高性能热塑性塑料形成并且具有适 合于容纳穿透器的上部的内径；以及下部的内凸缘部，由具有低蠕变性的高性能热塑性塑 料形成并且耦接至中央筒形部的下部，下部的内凸缘部形成用于容纳穿透器的下部的孔， 穿透器的下部具有比其上部更小的直径，穿透器的下部在其下部的远端部分上具有螺纹； 以及自定义螺母，具有内螺纹通孔和适合于安装在压力容器的外壁的内表面上的锥形凹部 内的锥