专利名称：水下生产系统脐带缆实验用接头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脐带缆接头，特别涉及水下生产系统脐带缆实验用接头。
背景技术：
水下生产系统脐带缆作为深海油气开采中的重要装备之一，得到越来越广泛的应用。因此进行水下生产系统脐带缆关键技术研究，建立具有自主知识产权的技术体系，对于推动水下生产系统关键设备国产化，降低深水油气田开发成本具有重要意义。但目前的理论或数值方法等研究手段对该类复杂结构不能很好的进行力学分析，所以实验成为脐带缆研究的主要手段。如果脐带缆实验接头的连接功能达不到要求，会直接影响到实验结果的精确性甚至使缆试件发生破坏，因此对脐带缆实验接头的研究具有非常重要的意义。为得到正确的实验结果，对含有双层铠装钢丝结构的脐带缆，实验时保持两·层钢丝的同步受力和变形尤为重要。现有的脐带缆实验用接头存在一系列问题内层钢丝的固定是靠法兰之间的压紧力，在对脐带缆进行拉伸时，拉力会作用在提供压紧力的主螺栓上，当主螺栓发生伸长变形进而失去对法兰的压紧力时，内层钢丝就得不到应有的固定。
发明内容发明目的针对上述问题，提供一种水下生产系统脐带缆实验用接头，它能使脐带缆在承受10吨以上拉力的同时保证端部内、外两层钢丝仍处于有效的被夹持状态。采用的技术方案提供了水下生产系统脐带缆实验用接头，包括外部固定法兰连接组、内部夹紧装置；外部法兰连接组进一步包括下锥法兰1，中间锥法兰4，大法兰6 ;上述三者之间用螺栓12进行固定，且大法兰6与中间锥法兰4的表面贴合处、中间锥法兰4与下锥法兰I的表面贴合处均留出一定间隙Λ，保证安装后能对铠装钢丝形成一定的初始压紧力；大法兰6的顶端沿圆周方向设有与实验装置连接的通孔11 ;内部夹紧装置进一步包括圆锥形楔套、挡环3，圆锥形楔套的上、下表面呈圆弧形且外表面压花，分为上楔套5和下楔套2，上楔套5外圈与中间锥法兰4相配合，下楔套2外圈与下锥法兰I相配合，在实验过程中施加拉力越大，楔套与锥法兰接触越紧压力越大，以实现外、内两层铠装钢丝的摩擦自锁；且上楔套5与下楔套2分别套在铠装钢丝外表面，中间的脐带缆外护套10全部剥除；在楔套的外圈压花以增加内层铠装钢丝7、外层铠装钢丝8的摩擦力；中间挡环3布置在上楔套5与下楔套2之间，用于实现在安装时将楔套与锥法兰的初步压紧。有益效果本实用新型采用两个楔套分别与两个锥法兰配合实现内、外两层钢丝的摩擦自锁，能保证在10吨以上的实验拉力作用下接头内外两层钢丝仍能完全被夹紧而不产生滑动。同时，本实用新型对于海缆现场应用接头具有借鉴意义，由于现场应用接头受浪、流的交变荷载作用，导致螺栓松动，相比于靠螺栓对两个部件压紧来提供铠装钢丝固定的方法，本实用新型采用楔套摩擦自锁原理的方法则能更好适应现场的交变和极值荷载作用。
图I为本实用新型的立体图。图2为本实用新型与脐带缆连接后沿轴线方向的剖视图。附图标识1_下锥法兰，2-下楔套，3-挡环，4-中间锥法兰，5-上楔套，6-大法兰，7-内层铠装钢丝，8-外层铠装钢丝，9-脐带缆内核，10-脐带缆外护套，11-通孔，12-螺栓。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。本实用新型水下生产系统脐带缆实验用接头，包括外部固定法兰连接组、内部夹紧装置；外部法兰连接组进一步包括下锥法兰1，中间锥法兰4，大法兰6 ;下锥法兰I和中间锥法兰4用于固定脐带缆铠装钢丝，上述三个法兰之间用螺栓12进行固定，大法兰6的 顶端沿圆周方向设有与实验装置连接的通孔11 ;内部夹紧装置进一步包括圆锥形楔套、挡环3，圆锥形楔套的上、下表面呈圆弧形且外表面压花，分为上楔套5和下楔套2，在下锥法兰I内部设有下楔套2，中间锥法兰4内部设有楔套5，圆锥形楔套的锥角应该满足铠装钢丝摩擦自锁的条件，需要根据计算得出，在圆锥形楔套的外圈锥面压花以保证与铠装钢丝之间有更大的摩擦系数。为了实现初始安装时对内层铠装钢丝7、外层铠装钢丝8的初始压紧力，设计接头各个零部件尺寸时应该保证在安装之前，上楔套5与内层铠装钢丝7配合上之后能高出中间锥法兰4的上表面一段间隙Λ、挡环3压在下楔套2和外层铠装钢丝8上面之后能高出下锥法兰I顶端端面一段间隙Δ。参照图2，与本实用新型做实验时配合用的脐带缆包括脐带缆内核9，内层铠装钢丝7，外层铠装钢丝8，脐带缆外护套10。本实用新型的脐带缆实验用接头装配技术包括以下几个步骤步骤I、剥开脐带缆端部一段脐带缆外护套10，露出铠装钢丝；步骤2、依次将下锥法兰I、下楔套2套在外层铠装钢丝8外表面，并把外层铠装钢丝8向外弯折一定角度。步骤3、依次把挡环3、中间锥法兰4、上楔套5套在内层铠装钢丝7的内表面。步骤4、将上楔套5固定在距离脐带缆端头一定距离处，把内层铠装钢丝7向外反弯紧贴上楔套5的外表面，将中间锥法兰4向大法兰6处推，以实现内层铠装钢丝7的夹紧，用螺栓12连接大法兰6和中间锥法兰4。 步骤5、将下楔套2向端部推，直到下楔套2顶端的圆面与挡环3和外层铠装钢丝8贴紧，将外层铠装钢丝8向外反弯紧贴下楔套2的外表面，将下锥法兰I推向中间锥法兰4，并用螺栓12连接下锥法兰I与中间锥法兰4。以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。
权利要求1.水下生产系统脐带缆实验用接头，其特征在于，所述水下生产系统脐带缆实验用接头包括外部固定法兰连接组、内部夹紧装置；外部法兰连接组进一步包括下锥法兰(1)，中间锥法兰(4 )，大法兰(6 );上述三者之间用螺栓(12 )进行固定，且大法兰(6 )与中间锥法兰(4)的表面贴合处、中间锥法兰(4)与下锥法兰(I)的表面贴合处均留出一定间隙Λ，大法兰(6)的顶端沿圆周方向设有与实验装置连接的通孔(11);内部夹紧装置进一步包括圆锥形楔套、挡环(3)，圆锥形楔套的上、下表面呈圆弧形且外表面压花，分为上楔套(5)和下楔套(2)，上楔套(5)外圈与中间锥法兰(4)相配合，下楔套(2)外圈与下锥法兰(I)相配合，且上楔套(5)与下楔套(2)分别套在铠装钢丝外表面，中间挡环(3)布置在上楔套(5)与下楔套(2)之间。
专利摘要本实用新型公开了一种水下生产系统脐带缆实验用接头包括外部固定法兰连接组、内部夹紧装置；外部法兰连接组进一步包括下锥法兰，中间锥法兰，大法兰；上述三者之间用螺栓进行固定；内部夹紧装置进一步包括圆锥形楔套、挡环，圆锥形楔套的上、下表面呈圆弧形，分为上楔套和下楔套，上楔套外圈与中间锥法兰相配合，下楔套外圈与下锥法兰相配合，中间挡环布置在上楔套与下楔套之间。本实用新型利用两个整体楔套与脐带缆铠装钢丝之间的摩擦自锁作用，可以保证脐带缆两层铠装钢丝同时受力，实现更大测试加载拉力要求，能够广泛应用于水下生产系统双层铠装钢丝增强型脐带缆实验过程。
文档编号G01N3/02GK202710394SQ201220403949
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者李翔云, 席勇辉, 毕祥军, 汤明刚, 卢青针, 阎军, 岳前进 申请人:大连理工大学