[发明专利]一种远距离螺柱对接方法

说明书

所属技术领域

本发明属于深海石油开发开采及运输技术领域，涉及一种远距离螺柱对接方法。 

背景技术

海底管道是海洋石油工程中重要的油气输运方式，它的安全运营是确保海上油气生产顺利进行的关键。深水海底管道由于其铺设海域水深较大，将承受巨大的静水压力。深水管道的几何缺陷、管道内外温差造成的轴向变形以及铺管过程中不合理的操作引起垂弯段弯矩过大和环境对管道可能构成的局部腐蚀等因素都可能引发深水管道的局部屈曲压溃，从而有可能引发管道泄漏等事故，造成巨大的经济损失和环境破坏。为了研究不同因素下管道破坏模式及其机理，只进行理论上的研究是不够的，必须要立足于实际试验进行研究。 

天津大学深海压力试验舱建造用于模拟最大海深为4300m水压环境下，对石油输送管件侧壁应力应变进行测试及在轴向力作用下管壁屈曲后在静水压下的应力应变测试。 

如图1所示为天津大学深海压力舱和管道试件局部图。其中管道试件两端分别焊接在法兰上，前端法兰(如图1中的2)与活塞杆法兰(如图1中的1)通过螺栓(如图1中的4)栓接，后端法兰(如图1中的6)与顶底法兰(如图1中的5)栓接后，顶底法兰(如图1中的5)另一侧的固定螺柱(如图1中的7)通过后端盖孔径(如图2中的9)伸出后端盖，然后通过固定螺母(如图1中的8)与固定螺柱(如图1中的7)的连接锁紧，密封的同时保证了管道试件在试验过程中的固定。 

在试验过程中，为了减小管道端部效应对试验结果造成的影响，一般要求管道达到一定长度。但在实际操作过程中，随着管道长度的增加，压力舱的不均匀沉降和设备尺寸误差的累积会导致尾端固定螺柱在与尾端盖孔径的对接出现偏差(详见图2)，固定螺柱(如图2中的7)不能顺利进入压力舱后端盖孔径(如图2中的9)中。如果强行施加作用力不仅十分耗力，而且强力对正会造成尾部螺栓或者尾端盖的破坏，造成极大的不必要的损失，甚至导致舱体的报废。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术上的不足，提供一种远距离螺柱对接方法。该方法对接准确无偏差，简单方便而且可靠性高。本发明的技术方案如下： 

一种远距离螺柱对接方法，包括下列的步骤： 

(1)将需要深入远端的固定螺栓(7)的伸入端进行圆角处理； 

(2)制作一个导入器，导入器包括导入端(12)和内置直筒(13)两部分，其中导入器内置直筒(13)外侧螺纹与远端的孔径(9)内侧螺纹相扣；导入端(12)的形状为喇叭形； 

(3)将固定螺栓(7)通过导入端(12)滑进导入器的内置直筒(13)中； 

(4)将固定螺母(8)与固定螺柱(如图1中的7)连接。 

本发明通过将固定螺柱前端进行圆角处理，同时在远端孔径处安装导入器，就可以解决因偏差而无法实现对接的情况，可以避免尾端固定螺柱和尾端盖孔径在对接过程中的破坏。该方法实用简单，造价低廉。 

附图说明

图1为深海压力舱简图； 

图2为固定螺柱无法与尾端盖孔径正常对接示意图； 

图3为固定螺柱经处理后通过导入器滑入尾端盖孔径的局部连接示意图； 

图4为尾端盖导入器结构示意图,(a)为侧视图，(b)为正视图，(c)为俯视图。 

图5为固定螺栓圆角示意图。 

图中标号说明： 

1、活塞杆法兰；2、前端法兰；3、管道试件；4、连接螺栓；5、顶底法兰；6、后端法兰；7、固定螺柱；8、固定螺母；9、后端盖孔径；10、固定螺柱端部圆角；11、后端盖导入器；12、外伸导入端；13、内置直筒；14、连接焊缝 

具体实施方式

下面以以前述的天津大学深海压力舱的固定螺柱与尾端盖孔径对接方法的改进为例对本发明进行说明。 

本实施例中，将固定螺柱(如图2中的7)伸入端进行圆角处理(如图3中的10)，同时在尾端盖孔径(如图2中的9)中添置导入器(如图3中的11)。导入器包括外伸导入端(如图4中的12)和内置直筒(如图4中的13)组成。其中导入器内置直筒(如图4中的13)外侧螺纹与压力舱后盖孔径(如图2中的9)内侧螺纹相扣，这样就使得在一定的对接偏差范围内，固定螺柱(如图3中的7)仍然能够在较小外力作用下通过导入器外伸导入端(如图3中的11)滑进导入器内置直筒(如图1中的13)中，固定螺柱的圆角(如图3中的10)处理减少了在螺柱在对接过程中的磨损和摩擦。 

整个导入器(如图3中的11)材质为30CrMo，外伸导入端(如图4中的12)和内置直筒(如图4中的13)采用一级脚焊缝(如图4中的14)焊接。