一种法兰连接装置的制作方法

本发明涉及油气田相关施工作业领域，具体地说，是涉及一种法兰连接装置。

背景技术：

本专利中涉及的一种法兰连接装置，与压裂车、直管线、旋塞阀等配合使用，主要用于输送压裂液等高压流体，配合三通改变管路排布方向，完成油气田增产施工作业。现有的这种装置均采用螺纹连接，易从螺纹连接处崩脱，存在很大的安全隐患，并且受限于螺纹结构的尺寸，管汇整体的通径尺寸无法设计的太大，单条管路输送流体的效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种法兰连接装置，使相连接的接头转动灵活方便，避免内腔压力过高、局部受力过大和转动卡滞等原因导致的滑脱、崩裂及管体崩裂的风险。

本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种法兰连接装置，包括第一接头和第二接头，所述第一接头与第二接头连接，所述第一接头与第二接头之间设有滚动装置，所述第一接头与第二接头可以绕中心轴线做360度自由旋转。

一种优选的技术方案，所述第二接头套接在第一接头内，所述第一接头的内腔与第二接头的内腔相互连接，所述滚动装置与第一接头、第二接头均连接。

随着我国油气田开采量的增高，“工厂式”压裂和“拉链式”压裂等高效压裂施工方式越来越多，并且，为了提高后期的产量，压裂施工的压力越来越高，施工排量也是越来越大，这些增产施工工艺对压裂用高压管汇的性能要求也是越来越高。为了应对高压力、大排量的施工要求，现场施工需要使用更高压力级别和更多数量的铰接装置，来满足施工工艺要求，使施工成本增高，同时使现场的管汇排布更加困难。同时，由于压裂施工过程中，在输送高压、高速流体的工况下，铰接装置及螺纹连接位置会承受很大的压力及振动，极易出现滑脱、崩裂及管体崩裂的风险。

本发明中涉及的是一种法兰连接装置，这种法兰连接装置的内腔直径更大，在不增加管路数量的前提下，可以满足压裂施工中更大排量的工艺要求。本发明中的法兰连接装置经过严格的设计计算及仿真分析，设计合理的壁厚和连接形式，保证整体的承压能力和安全性能。

一种优选的技术方案，所述滚动装置包括第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽设置在第一接头内，所述第二沟槽设置在第二接头外，所述第一沟槽和第二沟槽在第一接头和第二接头连接时形状相互配合形成滚道，所述滚道在第一接头与第二接头连接处周向设置，所述滚道内设有与滚道形状相配合的滚动体，所述第一接头上设有滚动体安装孔，所述滚动体安装孔内设有塞子和挡圈，所述挡圈位于塞子外部。

滚道中安装有一定数量的滚动体，转动灵活方便，避免内腔压力过高、局部受力过大和转动卡滞等原因导致的滑脱、崩裂及管体崩裂的风险，将滚动体装入滚道内之后，需要用塞子堵住相应的滚动体安装孔，同时将挡圈装入相应的沟槽内，防止滚动体及塞子脱落。

一种优选的技术方案，所述第一沟槽的数目为多个，所述与第一沟槽相配合的第二沟槽的数目为多个。

第一沟槽与第二沟槽配合形成滚道，滚动体在滚道内用于减少转动阻力，多个滚道数量相比一条滚道来说能够减少的阻力更多，能够更大程度上避免内腔压力过高、局部受力过大和转动卡滞等原因导致的滑脱、崩裂及管体崩裂的风险。

一种优选的技术方案，所述第一接头上设有降低第一接头与第二接头之间转动阻力的润滑装置。

设有润滑装置，润滑装置能够将润滑脂投入到滚道中，起到润滑和防锈的作用。

一种优选的技术方案，所诉润滑装置包括润滑管道，所述润滑管道穿过第一接头到达第一接头和第二接头连接的位置，所述润滑管道朝外的一端连接有丝堵。

丝堵用来封闭润滑管道，润滑脂从丝堵处注入后，经润滑管道到达第一接头与第二接头连接的位置，也能够到达滚道内，起润滑和防锈的作用，塞子及挡圈可以防止滚道内的润滑油流失以防锈蚀及转动不畅。

一种优选的技术方案，所述第一接头与第二接头之间连接有密封装置，所述密封装置包括第一密封装置和第二密封装置，所述第一密封装置位于第一接头、第二接头与内腔连接的位置，所述第二密封装置位于滚道的两侧。

第一密封装置起主要密封作用，防止内腔中的高压流体发生泄漏；第二密封装置起到保护滚道和滚动体的作用。

一种优选的技术方案，所述第一密封装置包括盘根，所述盘根位于密封沟槽中，所述密封沟槽位于第一接头内。

盘根起主要密封作用，防止内腔中的高压流体发生泄漏。

一种优选的技术方案，所述第二密封装置包括o形圈，所述o形圈的数目为多个，所述o形圈分布在滚道的两侧。

o形圈可以保护滚道，结合塞子和挡圈，可以使铰接机构处于一个相对封闭的状态，防止外部杂质侵入，污染滚道，导致卡滞。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点是：

涉及的产品内腔直径为比现有同类产品更大，可以显著提升输送流体的效率。

产品采用的连接方式，连接更加的稳定可靠，可同时实现灵活转动和连接可靠的功能。

产品采用法兰连接，可以和油气行业上使用的同类产品快速、无缝连接。

将石油行业中已经非常成熟稳定的法兰连接形式引入到高压流体产品中，使标准的应用范围更加广泛。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1是本发明一种法兰连接装置剖视图的结构示意图。

附图2是本发明一种法兰连接装置中滚动体安装孔相对位置的结构示意图。

其中，1-第一接头，2-盘根，3-o形圈，4-丝堵，5-滚动体，6-密封沟槽，7-第二接头，8-滚动体安装孔，9-挡圈，10-塞子，11-第一沟槽，12-第二沟槽，13-润滑管道。

具体实施方式

实施例：如附图1-2所示，一种法兰连接装置，包括第一接头1和第二接头7，所述第一接头1与第二接头7连接，所述第一接头1与第二接头7之间设有滚动装置，所述第一接头1与第二接头7可以绕中心轴线做360度自由旋转。所述第一接头1和第二接头7可以选用多种形式，直接头或者弯接头均可，所述第一接头1和第二接头7可均设有连接法兰，连接法兰通过相应的螺栓和其他的装置相互连接。

所述第二接头7套接在第一接头1内，所述第一接头1的内腔与第二接头7的内腔相互连接，所述滚动装置与第一接头1、第二接头7均连接。

所述滚动装置包括第一沟槽11和第二沟槽12，所述第一沟槽11设置在第一接头1内，所述第二沟槽12设置在第二接头7外，所述第一沟槽11和第二沟槽12在第一接头1和第二接头7连接时形状相互配合形成滚道，所述滚道在第一接头1与第二接头7连接处周向设置，所述滚道内设有与滚道形状相配合的滚动体5，所述第一接头1上设有滚动体5安装孔8，所述滚动体5安装孔8内设有塞子10和挡圈9，所述挡圈9位于塞子10外部。

本实施例中所述第一沟槽11的数目为四个，所述与第一沟槽11相配合的第二沟槽12的数目为四个，两者配合形成的滚道为四条。

所述第一接头1上设有降低第一接头1与第二接头7之间转动阻力的润滑装置。所诉润滑装置包括润滑管道13，所述润滑管道13穿过第一接头1到达第一接头1和第二接头7连接的位置，所述润滑管道13朝外的一端连接有丝堵4。所述第一接头1与第二接头7之间连接有密封装置。所述密封装置包括第一密封装置和第二密封装置，所述第一密封装置位于第一接头1、第二接头7与内腔连接的位置，所述第二密封装置位于滚道的两侧。所述第一密封装置包括盘根2，所述盘根2位于密封沟槽6中，所述密封沟槽6位于第一接头1内。所述第二密封装置包括o形圈3，本实施例中所述o形圈3的数目为两个，所述两个o形圈3分别分布在滚道的两侧。

将滚动体5装入沟槽内之后，需要用塞子10堵住相应的滚动体5安装孔8，同时将挡圈9装入相应的沟槽内，防止滚动体5及塞子10脱落，确保铰接机构连接可靠。o形圈3和o形圈3可以保护滚道，结合塞子10和挡圈9，可以使铰接机构处于一个相对封闭的状态，防止外部杂质侵入、污染滚道，导致卡滞；同时，两道o形圈3和塞子10及挡圈9可以防止滚道内的润滑油流失，导致锈蚀及转动不畅。使用过程中可通过丝堵4向铰接机构中补充润滑油，降低转动阻力，同时可以防止滚道及滚动体5生锈。

该装置的安装过程如下：首先固定第一接头1，将盘根2装入相应沟槽内，将o形圈3和o形圈3装入第二接头7的对应的沟槽内，然后将第二接头7装入第一接头1内，使四道沟槽依次对应，然后依次从滚动体5安装孔8中安装一定数量的滚动体5，完成一道沟槽的滚动体5装配后，装入塞子10和挡圈9，防止滚动体5脱落，四道沟槽中的滚动体5均装配好之后，从丝堵4处注入一定量的润滑脂，起润滑和防锈的作用。

本发明将法兰应用于高压管汇产品，实现了法兰和铰接机构相互结合的设计，本专利中涉及的这种铰接装置采用法兰连接，作为对本发明的一种改进，可以将连接形式更改为卡箍连接、螺纹连接等形式，这些修改同样属于本发明所限定的范围内。

本领域的专业技术人员可以将本发明的连接形式，应用于其他同类产品，如旋塞阀、单流阀等高压接头及阀类中，这些应用也同样属于本发明所限定的范围内。