一种新型海底管道连接器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种管道连接器，尤其涉及一种新型海底管道连接器，属于海底管道连接器领域。
【背景技术】
[0002]海底管道连接器作为海底管道维修系统中的一个重要组成，能修复并连接破损的管道，降低经济损失的同时，保护了海洋环境。目前管道的连接方法主要有:焊接、螺栓法兰连接、卡箍连接、卡爪连接等，这几种方法的连接机具结构复杂，操作过程繁琐，费用高，而且失效的可能性高，不能达到在紧急情况下实现快速可靠连接的要求。
[0003]虽然国内对管道连接器的研究还处于起步阶段，但是哈尔滨工程大学的海洋智能机械研究所已经研究出了若干种海底管道连接器，做出了样机，但都没有投入实际生产和应用。其设计的各种连接器的主要不足是连接可靠性不高，不能抵抗很大的轴向载荷，而且2个密封环的连接器的加工过于复杂。本申请只拥有一个密封环和凸起，但密封效果与单个密封环的密封效果相当。该连接器与哈尔滨工程大学海洋智能机械研究所的机械自适应管道连接器有相似之处，但是在关键部位的尺寸参数变化以及结构形式变化，是具有突破性进展的。本申请把两个密封环减少到一个，但密封性能不降低，同时增加到两个螺纹段，间距为30mm，增大了抵抗轴向外力的能力，同时减小压力环楔形面的角度到2度，连接过程的行程增大，加载更稳定，与机械自适应连接器相比，它的轴向安装加载力大大降低。而且，该连接器的密封凸起圆与下端的密封环结构有一个微小的偏心距，这就弥补了加载过程中连接器的凸起的轴向微小塑性变形，使得密封接触面的接触更加均匀可靠，并且一种新型海底管道连接器的安装过程也与机械自适应管道连接器的不同。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了能快速可靠的实现破损管道连接、操作简单而提供一种结构简单的适用于4英寸的海底管道的新型海底管道连接器。该连接器的应用可大大提高维修效率、降低维修成本，增加连接器的可靠连接时间，特别适用于4英寸的管道修复或连接。
[0005]本发明的目的是这样实现的:包括用于连接两个管路的基本体和对称设置在基本体外表面两侧的两个挤压环，所述基本体是以中间过渡段为基准的管状对称式结构，中间过渡段的两侧的基本体上分别设置有承载环，所述基本体上还对称设置有两个球形凸起，且所述球形凸起位于对应承载环的旁侧，所述基本体的内表面的两端对称设置有螺纹，每个所述挤压环的端部设置有与承载环配合的套杯，挤压环的内表面依次设置第一内锥面、第一内柱面、第二内锥面和第二内柱面，第一内锥面与套杯的连接处形成与承载环端面配合的止推面，所述第一内柱面与球形凸起配合，第二内柱面与基本体的具有螺纹段的外表面配合，所述基本体的内表面还设置有密封环，且密封环位于球形凸起的下方。
[0006]本发明还包括这样一些结构特征:
[0007]1.所述中间过渡段是环形槽结构。
[0008]2.所述螺纹段在工作过程中嵌入至对应管道的外表面。
[0009]3.每个螺纹段的周向均匀设置有八个小槽。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明加工连接可靠，操作方便，适用于4英寸管道的快速可靠连接。本发明的整体结构简单，仅由3个部分组成，而且连接器的密封功能只由基体的密封环实现，连接器所受的外载荷由螺纹段承受。这种单密封环多螺纹段的结构与多密封环单螺纹段相比，密封性能相当(多密封环中的主密封环失效时，其他密封环也会相继失效)，但连接更可靠，加工制造成本更低。本发明只拥有一个密封环和凸起，但密封效果与单个密封环的密封效果相当。本发明把两个密封环减少到一个，但密封性能不降低，同时增加到两个螺纹段，间距为30mm，增大了抵抗轴向外力的能力，同时减小压力环楔形面的角度到2度，连接过程的行程增大，加载更稳定，与机械自适应连接器相比，它的轴向安装加载力大大降低。而且，本发明的密封凸起圆与下端的密封环结构有一个微小的偏心距，这就弥补了加载过程中连接器的凸起的轴向微小塑性变形，使得密封接触面的接触更加均匀可靠。
【附图说明】
[0011 ]图1是本发明的整体结构示意图；
[0012]图2是本发明的挤压环未安装之前的结构示意图；
[0013]图3是本发明的挤压环安装之后的结构示意图；
[0014]图4是本发明的挤压环的结构示意图；
[0015]图5是本发明的基本体的结构示意图；
[0016]图6是本发明的三维结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0018]结合图1至图6，本发明的一种新型海底管道连接器，在连接器安装时，首先通过水下机器人确定破损段管道的位置及大小，根据破损大小确定切除管道的长度并预制具有相同管径、材料和壁厚的新管道，新管道的长度比切除部份略短，便于连接时管道的安装与对接。然后从作业船下放4台提管架，调整到指定位置。提管架抬起管道使其离开海底一段距离，用管道切割机具在预定位置对管道进行切割，将切割下来的管道通过缆绳回收到操作船。从作业船下放预制管道，由提管架提起到指定位置，通过提管架调节先连接的两个管口的位置，使其对正。根据连接器的尺寸，在被连接管道的两端，标记挤压环2、4初始位置。之后对齐、安装管道连接器，先将连接器安装在待连接管道I的一端，移动连接器使挤压环4到达标记位置，管道端部卡在基本体3的管道止推面24上，实现轴向定位，再移动预制管道25，使挤压环2到达标记位置，预备管道25端面卡在管道止推面28上。之后加载连接机具，连接机具的装夹板嵌入连接器基本体3中部环形槽中，由外置液压源装置驱动连接机具的液压活塞产生收缩运动，带动挤压环4向连接器中心移动至止推面16接触承载环10右端面停止移动。在挤压环4移动过程中，其上的内锥面19依此挤压螺纹段5、7，使其嵌入到管道I外表面，保证连接器与管道I的相对位置固定，使连接过程中连接器能承受复杂外力。螺纹段5、7周向均匀分布的八个小槽21，有利于连接过程中螺纹段5、7的径向收缩，可防止其周向失稳，小槽21宽度由安装结束后螺纹段5、7的径向收缩量决定。挤压环4上的内锥面17向左挤压球形突起8，使其产生向左的塑性变形，抵消其相对密封环11向右的偏心距，使球形突起8的圆心与密封环11的中心线相互重合，球形突起8同时向下挤压密封环11，密封环11紧紧咬合在管道I外表面，依靠与管道I之间的金属塑性变形实现密封。挤压环4的内柱面18、20紧紧压在球形突起8和螺纹段5、7的外表面，防止连接器松动。之后由外置液压源装置驱动连接机具的液压活塞产生收缩运动，带动挤压环2向连接器中心移动至止推面16接触承载环10左端面停止移动。至此，完成了预备管道25—端与待连接管道I 一端的连接。移动连接工具至第二连接处，连接过程与第一连接处一致，最后回收连接工具。
[0019]下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
[0020]结合图1、4、5、6，本发明由挤压环2、挤压环4、基本体3组成，挤压环2、挤压环4为轴对称结构，且对称布置于基本体3的外端，基本体3为轴对称结构，套在管道上。
[0021]结合图2、3、5，本发明的基本体3主要由密封环11，球形突起8，螺纹段5、螺纹段7，过渡段3、6、9、12，过度圆弧22、23，管道止推面24、28组成。螺纹段5、7上沿周向均匀分布的8个小槽21组成，螺纹段5、7通过过渡段6相连，螺纹段7通过过渡段12与球形突起8相连，球形突起8通过过渡段9与承载环10相连，承载环10之间通过过渡段13连接，球形突起8与过渡段9通过过度圆弧23连接，球形突起8与过渡段12通过过度圆弧22连接。
[0022]结合图3、4，挤压环2由套环14、止推面16，连接机具定位圆柱面15，内锥面17、19，内柱面18、20组成，安装前套环14套在承载环10上，内柱面20、18的内径分别小于螺纹段5、7以及球形突起8的外径。
[0023]结合图1、3，安装时，首先将基本体3与连接机具轴向卡紧，实现基本体3在连接过程中的轴向定位，然后在外部连接机具的轴向载荷作用下，挤压环4沿接头轴线向中部运动，迫使连接器基本体上的球形突起8产生径向收缩，密封环11径向收缩，紧紧咬合住管道I表面，同时连接器基本体3外端的螺纹段5、7被压进管道I表面，管道I 一端与连接器一端连接完毕，接着用同样的方法推动挤压环2对预备管道25—端与连接器另一端进行连接，移动连接机具，对管道I另一端进行连接。
[0024]本发明的安装过程如下:
[0025](I)在管道表面标记管道需要插入连接器内部深度；
[0026](2)将待维修管道I一端插入