The invention provides a submarine pipeline pneumatic pressure access device, which is applied to the submarine pipeline oil and gas continuous flow belt pressure access operation. Equipped with two sets of hydraulic pressure driving system of the access device to realize the dual power to drive, and combined with the self locking mechanism and metal sealing ring body complete access in submarine pipeline on automatic locking and underwater docking; static sealing device on the basis of the ladder body and the metal ring and the tapered rotary polygonal metal ring to form a static seal double metal seal at the same time, the dynamic seal device according to packing and sealing ring and double disc type labyrinth seal sealing technology to realize control and multi hole equipment of the dynamic seal under water; water regulator according to the pneumatic control and regulation and control of the ball spherical seat and cover with automatic control to complete the drilling break. Access control system and remote automatic control and flow rate and output pressure of the transport medium of oil and gas transportation, which makes the device has simple operation, short access time, construction cost Low characteristics.
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種水下生產(chǎn)系統(tǒng)海底管道帶壓接入裝置,特別是涉及一種海底管道不停輸工況下的氣動帶壓接入裝置及其帶壓接入方法。
技術(shù)介紹
海洋工程領(lǐng)域新開發(fā)的海上油氣田為滿足油氣等物流輸送,往往需要新建上百公里甚至更遠(yuǎn)距離的海底管道,因其投資成本高昂,使得新開發(fā)油氣田的收益率急劇降低,此時需要采用特殊形式的海上油氣輸送開發(fā)方案,如通過帶壓接入技術(shù)新建短距離海底管道接入原有管道,實現(xiàn)并流輸送,可以大幅度降低油氣田開發(fā)投資成本,為深水油田和邊際油田的開發(fā)方案研究提供了一種新的思路。目前,國外一些管道技術(shù)公司,如FLOW SERVE公司等,都裝備有不停輸帶壓接入設(shè)備,且其接入設(shè)備多采用液壓驅(qū)動或爆破開孔,多年來成功地完成了大量管道的改造與搶修工程,然而,多數(shù)國外公司不出售此類設(shè)備,只提供技術(shù)上的服務(wù),且費用較貴。國內(nèi)帶壓接入技術(shù)在海上油田改造工程項目中的應(yīng)用主要是借鑒陸上油田帶壓開孔經(jīng)驗,其中常規(guī)接入技術(shù)是在原有海底管道主管上引出一路三通支管,通常做法是在主管上切掉一段管道,然后焊接引出支管的三通管件,最后接入新的海底管道,該技術(shù)中的停產(chǎn)、清管和水下焊接等作業(yè)都限制了其在海底管道不停輸接入方案中的應(yīng)用;帶壓開孔接入技術(shù)是在原有工藝管道上直接焊接三通法蘭短節(jié)并安裝閥門和法蘭,對三通、法蘭和閥門進(jìn)行密閉性試驗以保證焊縫無泄漏,然后將開孔機(jī)安裝在閥門上并進(jìn)行手動進(jìn)刀和開孔,最后關(guān)閉閥門并從閥門上拆卸開孔機(jī),可以看出這種帶壓開孔接入技術(shù)需要采用氮氣來完全置換出開孔機(jī)、閥門及三通所構(gòu)成密閉空間中的空氣并保證刀具處于無氧環(huán)境中實施切割,操作難度系數(shù)較大且不適用于海底管道水下特 ...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種海底管道氣動帶壓接入裝置,包括接入體、靜密封器、水下調(diào)控器、動密封器、液壓驅(qū)動系統(tǒng)和接入控制系統(tǒng),它采用靜密封和動密封雙密封技術(shù),并結(jié)合水下氣動自動調(diào)控系統(tǒng)、液壓雙動力驅(qū)動系統(tǒng)和剖分套筒式接入體實現(xiàn)海底管道的帶壓接入,其特征在于:一接入體;所述接入體采用臥式剖分套筒體,其前后接入本體采用沿軸向全對稱布置的厚壁筒體,前接入本體中部的筒體壁上設(shè)置三通管段,前后接入本體的環(huán)腔內(nèi)壁采用階梯回轉(zhuǎn)面,其內(nèi)錐面構(gòu)成的環(huán)腔中配置錐形金屬圈,而內(nèi)錐面內(nèi)側(cè)的等腰梯形凹槽所構(gòu)成的環(huán)腔中則配置梯形金屬圈,梯形金屬圈采用沿圓周方向均勻布置的分片構(gòu)造;前后接入本體的頂端均設(shè)有沿軸向等間距分組布置的下銷軸套,每個后接入本體的軸套環(huán)腔內(nèi)配置有襯套,前后接入本體剖分面的上部和下部均設(shè)置有分組排列的錐形凸臺;后接入本體下端正對其等腰梯形凹槽的位置設(shè)有U形溝槽,且U形溝槽兩側(cè)槽面靠近海底管道的端部均設(shè)置鍥形坡口,該鍥形坡口與鎖銷端部的鍥形坡口相配合,而前接入本體下端正對其等腰梯形凹槽的位置設(shè)有與后接入本體U形溝槽相配合的拱形鎖塊;自鎖塊包括左右對稱布置的兩個鎖銷和鎖蓋及一個彈簧,鎖銷采用階梯軸結(jié)構(gòu);推進(jìn)架分兩組對稱布置 ...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種海底管道氣動帶壓接入裝置,包括接入體、靜密封器、水下調(diào)控器、動密封器、液壓驅(qū)動系統(tǒng)和接入控制系統(tǒng),它采用靜密封和動密封雙密封技術(shù),并結(jié)合水下氣動自動調(diào)控系統(tǒng)、液壓雙動力驅(qū)動系統(tǒng)和剖分套筒式接入體實現(xiàn)海底管道的帶壓接入,其特征在于:一接入體;所述接入體采用臥式剖分套筒體,其前后接入本體采用沿軸向全對稱布置的厚壁筒體,前接入本體中部的筒體壁上設(shè)置三通管段,前后接入本體的環(huán)腔內(nèi)壁采用階梯回轉(zhuǎn)面,其內(nèi)錐面構(gòu)成的環(huán)腔中配置錐形金屬圈,而內(nèi)錐面內(nèi)側(cè)的等腰梯形凹槽所構(gòu)成的環(huán)腔中則配置梯形金屬圈,梯形金屬圈采用沿圓周方向均勻布置的分片構(gòu)造;前后接入本體的頂端均設(shè)有沿軸向等間距分組布置的下銷軸套,每個后接入本體的軸套環(huán)腔內(nèi)配置有襯套,前后接入本體剖分面的上部和下部均設(shè)置有分組排列的錐形凸臺;后接入本體下端正對其等腰梯形凹槽的位置設(shè)有U形溝槽,且U形溝槽兩側(cè)槽面靠近海底管道的端部均設(shè)置鍥形坡口,該鍥形坡口與鎖銷端部的鍥形坡口相配合,而前接入本體下端正對其等腰梯形凹槽的位置設(shè)有與后接入本體U形溝槽相配合的拱形鎖塊;自鎖塊包括左右對稱布置的兩個鎖銷和鎖蓋及一個彈簧,鎖銷采用階梯軸結(jié)構(gòu);推進(jìn)架分兩組對稱布置于前后接入本體的兩側(cè),每組推進(jìn)架整體呈現(xiàn)類V形的形狀,每個分推進(jìn)架的矩形鋼板沿軸向設(shè)置兩個矩形溝槽;一靜密封器;所述靜密封器采用左右分體式和前后剖分式的雙對稱構(gòu)造,錐形金屬圈呈剖分式鍥形軸瓦構(gòu)造,而多邊形金屬環(huán)則采用粗金屬環(huán)體,其截面呈長六邊形;滑移環(huán)法蘭盤端面上設(shè)置的環(huán)形凹槽與前后接入本體的環(huán)形凹槽對稱布置且所構(gòu)成的環(huán)腔中配置多邊形金屬環(huán),同時滑移環(huán)環(huán)體的外環(huán)面和內(nèi)壁上均加工有截面為矩形的環(huán)形凹槽;一液壓驅(qū)動系統(tǒng);所述液壓驅(qū)動系統(tǒng)提供周向推進(jìn)動力完成前后接入本體的自動張開和閉合,同時每組推進(jìn)架分別配置一套液壓驅(qū)動系統(tǒng)而實現(xiàn)雙動力驅(qū)動,每套液壓驅(qū)動系統(tǒng)采用兩個并行排列的獨立液壓缸,且通過推進(jìn)架完成前后接入本體間的動力傳遞;一水下調(diào)控器;所述水下調(diào)控器依據(jù)氣動調(diào)節(jié)以及調(diào)控球與調(diào)控座和調(diào)控蓋間的球面配合完成鉆孔作業(yè)的自動關(guān)斷,金屬墊片采用墊片式金屬環(huán)體,氣動閥組提供動力并通過氣壓傳動由調(diào)控軸帶動調(diào)控球旋轉(zhuǎn);密封壓套采用變徑環(huán)體,其下端的調(diào)控座上通管環(huán)腔內(nèi)配置有分層疊放的矩形密封圈;調(diào)控軸的軸身與密封壓套的內(nèi)壁精密配合而構(gòu)成轉(zhuǎn)動副,而其軸頸的外壁上加工有分層排列的環(huán)溝,同時軸頸與調(diào)控座上通管的內(nèi)壁精密配合而構(gòu)成轉(zhuǎn)動副;調(diào)控座和調(diào)控蓋的本體采用球形筒體,調(diào)控球沿垂直于調(diào)控座左通管和調(diào)控蓋側(cè)通管軸線的方向上切有兩個相互平行的切面,調(diào)控座和調(diào)控蓋本體的內(nèi)外球面同心且與調(diào)控球的球心始終保持重合而構(gòu)成球面配合,同時調(diào)控球與調(diào)控座以及調(diào)控球與調(diào)控蓋間的球面結(jié)合帶的軸向長度均大于調(diào)控球上兩切面間距的四分之一;一接入控制系統(tǒng);所述接入控制系統(tǒng)通過壓力變送器和氣動控制閥遠(yuǎn)程自動調(diào)控新接入油井產(chǎn)液的流量,通過壓差變送器和氣動控制閥自動調(diào)控油氣輸送介質(zhì)的流量和外輸壓力;一動密封器;所述動密封器依據(jù)填料和密封圈以及雙圓盤式迷宮密封的多重密封技術(shù)將其與接入體和水下調(diào)控器相聯(lián)通的內(nèi)腔分隔成獨立的密閉腔室,填料密封體采用法蘭盤式構(gòu)造,且迷宮密封體采用雙圓盤式迷宮密封,迷宮盤和迷宮環(huán)的各環(huán)形溝槽內(nèi)填充油液且其兩側(cè)端面分別保持平齊而形成迷宮密封,迷宮環(huán)的環(huán)腔內(nèi)壁布置分層排列的凹槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道氣動帶壓接入裝置,其特征在于:所述接入體的前后接入本體依據(jù)其剖分式構(gòu)造而分別套于海底管道接入管段的前部和后部,前后接入本體兩側(cè)端各螺紋孔的四周加工有環(huán)形凹槽,該環(huán)形凹槽的截面呈等腰梯形,梯形金屬圈的各分片由前后接入本體分別夾緊且其各分片的結(jié)合處采用間隙配合;所述前接入本體中的每組下銷軸套僅設(shè)置一個軸套,而后接入本體中的每組下銷軸套均含有兩個同軸心的軸套,并與前接入本體的軸套交錯排列,且后接入本體最兩側(cè)的軸套端面分別與前后接入本體的端面保持平齊;同時襯套的內(nèi)徑與前接入本體軸套的孔徑相等并同軸心布置,且各襯套和前接入本體的軸套分別與下銷軸配合;所述后接入本體中U形溝槽兩側(cè)槽面的中間部位鉆有圓形盲孔,且圓形盲孔的內(nèi)壁精細(xì)研磨,同時前接入本體中拱形鎖塊的環(huán)腔內(nèi)壁采用階梯回轉(zhuǎn)面,其變截面結(jié)合處嵌入鎖蓋。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海底管道氣動帶壓接入裝置,其特征在于:所述自鎖塊完成接入體的快速自動鎖緊,鎖銷中移動銷和定位銷的截面變化處設(shè)置鎖蓋而實現(xiàn)鎖銷的定位,且自鎖塊兩側(cè)定位銷的變截面結(jié)合處形成的臺肩實現(xiàn)彈簧在前接入本體拱形鎖塊環(huán)腔中的定位;移動銷分別與鎖蓋中間的孔眼和后接入本體U形溝槽的圓形盲孔精密配合而構(gòu)成移動副,同時定位銷與前接入本體拱形鎖塊的環(huán)腔精密配合而構(gòu)成移動副;所述推進(jìn)架與前后接入本體的下銷軸套交錯排列,每組推進(jìn)架均含有兩個對稱分布的分推進(jìn)架,每個分推進(jìn)架采用矩形鋼板和等腰梯形鋼板相結(jié)合的結(jié)構(gòu),其矩形鋼板沿其長度方向立式布置,而其等腰梯形鋼板的中心對稱面與水平面間呈45°,每組推進(jìn)架的矩形溝槽分別配置兩個獨立的液壓缸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道氣動帶壓接入裝置,其特征在于:所述靜密封器與接入體同軸心布置,靜密封器含有左右兩個結(jié)構(gòu)和規(guī)格尺寸完全相同的單體,且其單體對稱布置于接入體的兩側(cè)端;錐形金屬圈的內(nèi)徑大于海底管道的外徑,同時錐形金屬圈外錐面的錐度等于前后接入本體內(nèi)錐面的錐度,而其外錐面的錐高則大于前后接入本體內(nèi)錐面的錐高;所述滑移環(huán)側(cè)端的法蘭盤上鉆有與前后接入本體兩側(cè)端的螺紋孔相同位置和布置形式的孔眼,滑...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員:劉新福,楊勇,劉春花,李東年,王亞瑩,陳鳳官,
申請(專利權(quán))人:青島理工大學(xué),
類型:發(fā)明
國別省市:山東;37
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