(见图3)。
[0034] 如图5所示，外紧固套3包括第二紧固法兰15和具有锥度的外套管16,外套管16包 括大端、与大端相对的小端W及位于大端与小端之间的内锥面17和外锥面18,外锥面18上 位于外锥面18轴向截面重屯、位置设有一组周向均布的锐平台21，锐平台21上设有起吊螺纹 盲孔19,外套管的外锥面18、内锥面17经过渗碳、渗氮等方式强化处理，强化处理可W增强 内锥面17、外锥面18的表面强度，保证外套管内锥面17与锥度锁紧套2的锥形面13接触时其 表面不会因材料损伤而导致结构损坏，对外套管外锥面18的强化则会增强套管外部的抗冲 击、碰撞能力，增强对整个接头管体装置的保护。外套管外锥面18的锥度与内锥面17的锥度 不同，根据结构强度要求，外套管外锥面18的锥度大于内锥面17的锥度，使得整个外套管结 构强度自小端至第二紧固法兰15处逐渐增强。一般来说，外套管外锥面18的锥度约为内锥 面17锥度的2倍。外套管16的大端连接第二紧固法兰15,第二紧固法兰15与内部忍轴1的第 一紧固法兰7通过第二螺栓23连接，W传递轴向载荷并起到装配夹紧的作用，第二紧固法兰 15的外端面制有一组周向均布的第=螺栓孔20,与第=螺栓孔20配合设有第二螺栓23(见 图6)。
[0035] 锥度锁紧套2由多个沿RTP管的管体4周向均布的夹紧轴片组成，多个夹紧轴片间 隔布置组成一个圆环，该圆环内径与RTP管外径相同，夹紧轴片为沿轴向方向厚度连续减小 的模形块，模形块的内表面为凹圆弧面12,外表面为锥形面13,凹圆弧面12与RTP管的管体4 外壁接触连接，起到夹紧作用，凹圆弧面12上制有网状花纹，能增加凹圆弧面12与管道外壁 的摩擦力，最终实现了对RTP管道的零损伤夹紧;夹紧轴片的锥形面13与外套管16的内锥面 17接触配合，能将来自外紧固套3的夹紧力传递到管体4管壁，锥形面13上制有若干个用于 放置绑扎带的定位槽14(见图4)。夹紧轴片的锥形面13及凹圆弧面12采用渗碳、渗氮等方式 进行强化处理，强化处理同样增加了面与面之间的接触强度。夹紧轴片的锥形面13与内锥 面17的锥度相同，接头装配时，内锥面17与夹紧轴片的锥形面13相配合，便于外紧固套3轴 向压紧锥度锁紧套2过程中向夹紧轴片的锥形面13传递压力。
[0036] 第一螺栓孔10、第二螺栓孔11的数目及尺寸，由RTP管的尺寸及使用工况，根据力 学分析综合决定。第二紧固法兰15的厚度及开孔数目、尺寸与第一紧固法兰7相同。设定A为 外紧固套3，B为锥度锁紧套2，A与B的接触面为一斜面，假设斜面的斜度为1:16,即如图9所 示Une ，X为外紧固套3的运动方向，在紧固套套紧忍轴螺纹时，A向X正方向运动，A与 1化 B之间的接触斜面假设为硬接触无摩擦力，则A在运动时会通过斜面对B产生正压力Fn,通过 力的分解Fn可沿正交分解为力Fx和Fy，由正交分解公式可得：
[0037] 机2 二 Fx2+Fy2
[0038] 则根据S角函数转换：
[0039] Fx = FNSin 白
[0040] Fy=Fnco S 0
[0041 ] Fy则为外紧固套3对锥度锁紧套2的垂直作用力，即为锥度锁紧套2对管体4的夹紧 力。锥度锁紧套2对RTP管体4的摩擦力即为
[0042] Ff = f ? Fn
[0043] 即接头对管道的轴向拉力最大值为Ff。
[0044] 同理，根据螺纹的导程Lx，可W求出锥度锁紧套2对管体4的径向压进距离Ly，则有
[0045] Ly=Lx'cot 白。
[0046] 管道材料的线弹性模量E，则有
[0047] Fy=E ? Ly。
[0048] 根据上式即可从所需的拉力反算出需要的螺纹导程L。
[0049] 螺栓紧固式海洋用高压RTP接头的装配方法，如图8、图10和图11所示，包括W下步 骤:装配前所有部件须作润滑处理，
[0050] 第一步、制作一体式中空套管状结构的内部忍轴1:将密封法兰5、连接轴颈6、第一 紧固法兰7和内管套8依次配合连接为一体，并在内套管8的尾部外圆面上制作若干圈环形 凹槽9，在凹槽9中放置橡胶密封圈，使密封圈与凹槽9内壁紧密贴合。
[0051] 第二步、装配管体4:将内部忍轴1的内套管8插入RTP管的管体4中，并使管体4的端 面与第一紧固法兰7平齐。
[0052] 第=步、装配锥度锁紧套2:将多个夹紧轴片沿管体4的周向均布在管体4外壁上， 且夹紧轴片的大头与管体4端面及第一紧固法兰7的端面平齐，形成锥度锁紧套2,通过其上 的定位槽14将锥度锁紧套2固定在管体4外壁上。在锥度锁紧套2的定位槽14中放置海工用 防腐蚀绑扎带，通过绑扎带将锥度锁紧套2固定在管体4外壁上。其中，绑扎带的宽度与定位 槽14的宽度相同，在对锥度锁紧套2进行固定后，需预紧绑扎带。
[0053] 第四步、装配外紧固套3:外紧固套3带第二紧固法兰15的一端沿锥度锁紧套2从小 头至大头方向套入，使外套管16的内锥面17与夹紧轴片的锥形面13紧密贴合，并保证第二 紧固法兰15与第一紧固法兰7平行，使得第二紧固法兰15上的第=螺栓孔20与第一紧固法 兰7上的第二螺栓孔11对准。
[0054] 第五步、在第二螺栓孔11、第=螺栓孔20中装配第二螺栓23并采用螺母梓紧后，将 该接头的密封法兰5与管道系统中另一 RTP管接头的密封法兰对准，在两个密封法兰上的第 一螺栓孔10中装配第一螺栓22并采用螺母梓紧，W实现管与管的连接密封。具体而言是在 密封法兰5的凹槽中设置高压密封圈，将RTP管A接头上的密封法兰与RTP管B接头上的密封 法兰对准，然后在两个密封法兰的第一螺栓孔中装配第一螺栓、螺母及垫圈，旋紧第一螺 栓、螺母，实现RTP管A与RTP管B的密封连接。
[0055] 其中在第二螺栓孔11、第=螺栓孔20中装配第二螺栓23、螺母及垫圈，并旋动第二 螺栓23,保持第一紧固法兰7与第二紧固法兰15端面平齐，然后依次对称旋紧位于第一紧固 法兰7、第二紧固法兰15之间的一组第二螺栓23,依靠第二螺栓23拉近第一紧固法兰7、第二 紧固法兰15移至指定距离，而第二螺栓23的张紧力通过外套管16的内锥面17与夹紧轴片的 锥形面13之间的相互作用传递到锥度锁紧套2,再通过凹圆弧面12与管体4外壁相互作用， 实现管道夹紧。
【主权项】
1. 一种螺栓紧固式海洋用高压RTP接头，其特征是，主要由内部芯轴、外紧固套以及设 置在内部芯轴和外紧固套之间的锥度锁紧套组成，所述内部芯轴包括密封法兰、连接轴颈、 第一紧固法兰和内管套，所述密封法兰、连接轴颈、第一紧固法兰和内管套依次配合连接形 成一体式中空套管状结构;所述外紧固套包括第二紧固法兰和具有锥度的外套管，所述外 套管包括大端、与大端相对的小端以及位于大端与小端之间的内锥面和外锥面，所述大端 连接第二紧固法兰，所述第二紧固法兰与内部芯轴的第一紧固法兰通过螺栓连接;所述锥 度锁紧套由多个沿管体周向均布的夹紧轴片组成，多个所述夹紧轴片间隔布置组成一个圆 环，所述夹紧轴片为沿轴向方向厚度连续减小的楔形块，所述楔形块的内表面为凹圆弧面， 外表面为锥形面，所述夹紧轴片的锥形面与外套管的内锥面接触配合，所述锥形面上制有 若干个用于放置绑扎带的定位槽。2. 根据权利要求1所述的螺栓紧固式海洋用高压RTP接头，其特征是，所述内套管的尾 部外圆面上制有若干圈环形凹槽，所述凹槽内配合设置密封圈；所述内管套的外径略小于 RTP管的管体内径，所述内套管与管体过盈配合。3. 根据权利要求2所述的螺栓紧固式海洋用高压RTP接头，其特征是，所述连接轴颈连 接密封法兰与第一紧固法兰，所述第一紧固法兰的半径为密封法兰半径的1.2~1.8倍。4. 根据权利要求3所述的螺栓紧固式海洋用高压RTP接头，其特征是，所述外锥面上位 于外锥面轴向截面重心位置设有一组周向均布的铣平台，所述铣平台上设有起吊螺纹盲 孔。5. 根据权利要求4所述的螺栓紧固式海洋用高压RTP接头，其特征是，所述外锥面的锥 度为内锥面的2倍，所述内锥面的锥度与夹紧轴片锥形面的锥度相同。6. 根据权利要求5所述的螺栓紧固式海洋用高压RTP接头，其特征是，所述密封法兰的 外端面制有一组周向均布的第一螺栓孔，与所述第一螺栓孔配合设有第一螺栓，该接头的 密封法兰第一螺栓穿过位于相对连接的另一接头的密封法兰第一螺栓孔将两个接头固定 在一起;所述第一紧固法兰的外端面制有一组周向均布的第二螺栓孔，与所述第二螺栓孔 配合设有第二螺栓;所述第二紧固法兰的外端面制有一组周向均布的第三螺栓孔，与所述 第三螺栓孔配合设有第二螺栓。7. 根据权利要求6所述的螺栓紧固式海洋用高压RTP接头，其特征是，第二紧固法兰的 厚度及开孔数目、尺寸与第一紧固法兰相同。8. 根据权利要求7所述的螺栓紧固式海洋用高压RTP接头，其特征是，所述凹圆弧面与 RTP管的管体外壁接触连接，所述凹圆弧面上制有花纹。
【专利摘要】本实用新型涉及一种螺栓紧固式海洋用高压RTP接头，主要由内部芯轴、外紧固套以及设置在内部芯轴和外紧固套之间的锥度锁紧套组成，内部芯轴包括密封法兰、连接轴颈、第一紧固法兰和内管套，外紧固套包括第二紧固法兰和具有锥度的外套管，锥度锁紧套由多个沿管体周向均布的夹紧轴片组成，多个夹紧轴片间隔布置组成一个圆环，夹紧轴片为沿轴向方向厚度连续减小的楔形块，楔形块的内表面为凹圆弧面，外表面为锥形面，夹紧轴片的锥形面与外套管的内锥面接触配合，锥形面上制有若干个定位槽。本实用新型拆装方便，对设备及工况要求低，可重复使用，节省成本。
【IPC分类】F16L47/14
【公开号】CN205244715
【申请号】CN201520948634
【发明人】吴海波, 尹镇喜, 王霖铁
【申请人】南京晨光复合管工程有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月25日