[发明专利]水下油气输送管道液缸外推式连接装置

说明书

本发明提供了一种水下油气输送管道液缸外推式连接装置，应用于水下管道两管段间的连接。该液缸外推式连接装置采用梯形密封圈和锥形密封圈组成的金属密封技术，并结合花键槽式导移器、花键滑轨式轴推连接器、盘叠式外推基座以及液缸外推系统提供的外推动力，实施水下液缸外推连接管道作业；对接捕捉器完成连接装置与水下管道的快速捕捉，导移器依据导移筒与轴推滑轨间的移动副而带动对接捕捉器沿轴向进行滑移，封堵器依据封堵盘和封堵轴套轴向挤压锥形密封圈而形成金属密封，轴推连接器实现水下管道两管段间的跨接并提供轴向外推时的花键滑轨，外推基座作为轴向外推时的支撑点并实现液缸外推系统的径向支撑。

技术领域

本发明涉及一种水下油气输送领域管道连接装置，特别是涉及一种水下油气输送管道两管段之间连接时用的液缸外推式连接装置。

背景技术

水下油气开采装备中，水下油气输送管道是非常重要的输送设备，一方面海上油气田不断调整改造水下油气输送管道，以满足水下油气产出液的外输需求，同时海上周边油气田依托现有水下设施开发时，也需要扩大水下油气输送管道的铺设规模，水下管道连接技术及其连接装备广泛应用于深水油气田开发和水下管道损伤修复等工程实践。

水下油气输送管道连接器通常有法兰式水下管道连接器、卡箍式水下管道连接器和卡爪式水下管道连接器。其中，法兰式水下管道连接器通常用于陆上油气井产出液输送管道的连接，应用于水下油气输送管道时，需要连接机具的安装工具与水下管道法兰接头间具有较好的对中性，同时水下油气输送管道连接作业的施工过程中需要配套专门的作业机具，而且该水下管道连接器需要高同步性的液压系统提供驱动力，安装工时较长而无法实现真正意义上的水下快速连接。卡箍式水下管道连接器的特点是管道连接装备结构简单且总体尺寸小，水下连接施工中拆装方便，然而其缺点是难以实现水下油气输送管道的自动对中和连接，同时其安装精度也相对较低。卡爪式水下管道连接器由于其结构上不采用法兰接头而被称之为“非标准法兰”，其自身具有一定的对准功能，卡爪式水下管道连接技术以Cameron、FMC Corporation、Oil States等国外公司的产品比较具有代表性，卡爪式水下管道连接器的特点是水下油气输送管道连接作业极大缩短了连接工时，然而其缺点是生产技术一直掌握在国外专业公司手中，且目前卡爪式管道连接技术发展仍不完善。此外，国内的深水油气输送管道连接技术尚处于研发阶段，还不具备独自完成深海作业的能力。

发明内容

为了有效解决水下油气输送管道的连接问题并克服现有水下管道连接技术及其连接器存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种适合水下油气输送管道两管段连接用的液缸外推式连接装置。该液缸外推式连接装置采用梯形密封圈和锥形密封圈组成的金属密封技术，并结合花键槽式导移器、花键滑轨式轴推连接器、盘叠式外推基座以及液缸外推系统提供的外推动力，实施水下液缸外推连接管道作业，实现水下油气输送管道两管段间的连接。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是开发一种水下油气输送管道液缸外推式连接装置，主要由对接捕捉器、导移器、封堵器、轴推连接器、外推基座和和液缸外推系统几部分组成。该液缸外推式连接装置整体设计为轴向全对称式构造，其对接捕捉器、导移器、封堵器、轴推连接器和外推基座的主体部件材质均选用超级双向不锈钢，对接捕捉器、导移器、封堵器和液缸外推系统采用分体式结构，而轴推连接器和外推基座则采用单体式结构，对接捕捉器、导移器和封堵器三者的数量均为两套且对称布置于轴推连接器的两侧，同时对接捕捉器、导移器和封堵器沿轴向依次同轴心放置，轴推连接器和外推基座沿径向依次同轴心布置，同时两套独立的液缸外推系统沿周向均布于外推基座的外环面，水下管道的预制管端沿轴向由管端至内依次设置预制锥切面和预制环切面。