海管对接锁紧装置及海管对接结构的制作方法

本发明涉及海管技术领域，尤其涉及一种海管对接锁紧装置及海管对接结构。

背景技术：

近年来，深水海管数量不断增加，由于海管设计建造年限已久、管道腐蚀、拖网渔船拖拽等原因导致海管损坏的事故越来越频繁。一旦海管发生损坏，将对海洋环境、油气田生产带来巨大威胁，这种突发的海管损坏伴随的海管维修方式一般为更换受损段的海管。为减少海洋环境污染及原油停产等巨额的经济损失，安全、快速、可靠的更换受损管道尤为重要。然而，深水海管维修更换难度大，且费用高出浅水海管维修数倍。因此，针对深水海管的损坏问题，研究相应的应急维修方案，并研制配套维修更换装备对保障油气田的安全生产具有重要意义。

目前国内已具备的海管管端连接旋转法兰在安装时均要求管端完全对齐，从而保证两个旋转法兰的螺栓孔对齐，然后锁紧。然而，在水下实际操作中，由于海管重量大加上海水流动等因素，法兰完全对齐相当困难，工作效率极低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种提高海管之间连接锁紧效率的海管对接锁紧装置以及具有该装置的海管对接结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种海管对接锁紧装置，设置在待对接的两根海管上，所述海管对接锁紧装置包括套设在每一海管的管端接头上的旋转法兰和法兰固定环；

所述旋转法兰相对所述管端接头可旋转和晃动，所述旋转法兰上设有多个沿其周向间隔分布的连接孔；

所述法兰固定环位于所述旋转法兰远离相对另一海管的一侧，与所述旋转法兰相间隔，限制所述旋转法兰在所述管端接头上的轴向移动并为所述旋转法兰的晃动留出空间。

优选地，所述海管的管端接头的末端上设有凸起的环部，所述旋转法兰的内周对应设有环槽，所述环槽贯穿所述旋转法兰背向所述法兰固定环的表面；所述环部嵌设在所述环槽内，将所述旋转法兰限制在所述环部和法兰固定环之间。

优选地，所述海管的管端接头上设有凸起的卡紧环；所述法兰固定环的内周设有卡合在所述卡紧环上的卡槽。

优选地，所述法兰固定环包括在周向上相接的至少两个环段；每一所述环段的相对两端分别设有在径向上凸出的第一凸缘，一所述环段的第一凸缘与另一所述环段的第一凸缘对接。

优选地，所述第一凸缘内设有贯穿其相对两侧面的用于连接件穿设的通孔；两个对接的所述第一凸缘的通孔相对连通。

优选地，所述法兰固定环还包括将所述环段连接的连接件；所述连接件穿设在两个对接的所述第一凸缘的通孔中。

优选地，所述环段的外侧面上设有在径向上凸出的第二凸缘，所述第二凸缘与所述第一凸缘相间隔。

优选地，所述法兰固定环包括两个半圆的所述环段。

优选地，所述海管对接锁紧装置还包括分别与多个所述连接孔配合设置的多组螺栓组件；

所述螺栓组件穿设在两个所述旋转法兰的连接孔中，将相对的两个所述旋转法兰对接。

本发明还提供一种海管对接结构，包括相对设置的两根海管、以上任一项所述的海管对接锁紧装置；所述海管对接锁紧装置设置在两根所述海管的管端接头上，将两根所述海管对接锁紧。

本发明的有益效果：通过旋转法兰在海管上的可旋转及晃动设置，使得海管的管端接头相对连接时无需完全对齐即可实现连接锁紧，简化安装方式，解决当前遇到的海管管端连接难题，提高水下施工效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的海管对接结构一实施例的剖面结构示意图；

图2是本发明中一海管及其上海管对接锁紧装置的结构示意图；

图3是图2中旋转法兰的结构示意图；

图4是图2中法兰固定环的一环段的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明一实施例的海管对接结构，包括相对设置的两根海管10、设置在海管10上将两根海管10对接锁紧在一起的海管对接锁紧装置。

两根海管10以轴向相平行设置，两根海管10相对的一端分别设有管端接头110，两根海管10以管端接头110对接形成一体。管端接头110内径大于海管10的主体内径。

海管对接锁紧装置包括套设在每一海管10的管端接头110上的旋转法兰20和法兰固定环30。对应于待对接的两根海管10，海管对接锁紧装置包括两个旋转法兰20和两个法兰固定环30，每一根海管10上均套设一个旋转法兰20和一个法兰固定环30。

其中，旋转法兰20的内径大于(稍大于)管端接头110的外径，旋转法兰20相对海管10的管端接头110可旋转和晃动。旋转法兰20的旋转为相对海管10可周向转动，旋转法兰20的晃动为相对海管10的轴向在相对两个方向之间来回倾斜，晃动的角度α如图1所示。

旋转法兰20上设有多个沿其周向间隔分布的连接孔21，用于螺栓组件40的穿设以将两个海管10上的旋转法兰20锁紧在一起。

法兰固定环30相对固定在海管10的管端接头110，不会沿海管10的轴向移动。在一海管10上，法兰固定环30位于旋转法兰20远离相对另一海管10的一侧，与旋转法兰20相间隔，限制旋转法兰20在管端接头110上的轴向移动并为旋转法兰20的晃动留出空间。

具体地，如图1、3所示，海管10的管端接头110的末端上设有凸起的环部11，旋转法兰20的内周对应设有环槽22，环槽22贯穿旋转法兰20背向法兰固定环30的表面。环部11嵌设在环槽22内，将旋转法兰20限制在环部11和法兰固定环30之间，使得旋转法兰20不会滑出管端接头110。

在海管10的管端接头110上，旋转法兰20通过环槽22和环部11的配合卡设在环部11和法兰固定环30之间，旋转法兰20的环槽22外的其他内周侧面与管端接头110的外周面相配合。旋转法兰20晃动的角度α大小可取决于旋转法兰20内径与管端接头1102外径的差值以及环部11与环槽22之间的配合间隙大小。

法兰固定环30具体卡设在海管10的管端接头110上，不能相对海管10轴向移动，但可以相对海管10旋转，不影响其对旋转法兰20的限位。

如图1、2所示，为了将法兰固定环30卡设在海管10上，海管10的管端接头110上设有凸起的卡紧环12，法兰固定环30的内周设有与卡紧环12相适配的卡槽31。法兰固定环30在海管10的管端接头110上，通过卡槽31卡合在卡紧环12上将法兰固定环30定位在管端接头110上。

卡紧环12和卡槽31形状对应设置，横截面形状可以如图1所示的矩形，还可以是弧形等各种形状。

为方便法兰固定环30在海管10上的拆装，法兰固定环30可由多件分体连接形成。例如，如图2、4所示，法兰固定环30包括在周向上相接的至少两个环段32。每一环段32的相对两端分别设有在径向上凸出的第一凸缘33，一环段32的第一凸缘33与另一环段32的第一凸缘33对接。

每一环段32的内侧面设有沿其长度延伸的长槽。两个或以上的环段32连接后，各环段32的长槽相连接且相连通，形成整体的卡槽31。

第一凸缘33内设有贯穿其相对两侧面的通孔330，用于连接件35穿设。两个对接的第一凸缘33的通孔330相对连通，通过连接件35配合在相对的两个通孔330中，将两个第一凸缘33对接在一起，进而将两个环段32连接。

根据需要，法兰固定环30还包括将环段32连接的连接件35。连接件35穿设在两个对接的第一凸缘33的通孔330中。连接件35可以是螺钉、螺栓等件，通孔330对应为螺孔。

每一环段32上径向凸出的第一凸缘33的设置，不仅方便两个环段32之间的对接，还可以增加法兰固定环30在径向上的面积，加大法兰固定环30与旋转法兰20之间的受力面积。

为进一步加大法兰固定环30与旋转法兰20之间的受力面积，每一环段32的外侧面上还可设有在径向上凸出的第二凸缘34，第二凸缘34在形状、尺寸上可相同于第一凸缘33，位于两端部的两个第一凸缘33之间并与第一凸缘33相间隔。第二凸缘34可以是一个或多个。

如图2、4所示，本实施例中，法兰固定环30包括两个半圆的环段32，两个环段32对接后形成整体圆环形的法兰固定环30。每一个环段32上设有一个第二凸缘34，位于两个第一凸缘33之间的中间位置上。

进一步地，海管对接锁紧装置还包括分别与多个连接孔21配合设置的多组螺栓组件40。

螺栓组件40穿设在两个旋转法兰20的连接孔21中，将相对的两个旋转法兰20对接。螺栓组件40通常包括螺栓以及至少一个与其相适配的螺母。

本发明的海管对接结构中海管10的对接在水下进行时，可由潜水员操作完成，实现两根海管10的连接。海管对接锁紧装置安装时，首先将旋转法兰20卡套在海管10的管端接头110上，再将法兰固定环30锁紧在管端接头110上。管端接头110可先旋转法兰20、法兰固定环30组配在一起后再焊接在海管10末端上。海管10对接锁紧时，首先将两根海管10的旋转法兰20大致对齐(无需完全对齐)，潜水员将螺栓插入一旋转法兰20的连接孔21，然后转动或晃动旋转法兰20使螺栓插入另一旋转法兰20的连接孔21，重复操作直至将所有螺栓安装好，然后锁紧螺栓，完成海管10的对接锁紧。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。