專利名稱：在管道上密封地接合帶法蘭的聯(lián)接器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠以快速、經(jīng)濟、良好而高效的方式將一個帶法蘭的聯(lián)接器和一個管道密封地連接在一起的方法，該方法即使當管道置于海洋深處時也能夠快速地修補破損的管道。
已知修補破損管道的必需操作周期包括切割去破損部分，然后將一個帶法蘭的外部聯(lián)接器密封地接合在每個管道完好部分的自由端部上，通過一個在所述帶法蘭的聯(lián)接器之間密封地夾住的管件能夠?qū)⑺龉艿赖耐旰貌糠纸雍显谝黄稹?br> 在該技術(shù)中已知各種將帶法蘭的聯(lián)接器密封地接合在管道上而不必采用花錢多和費時長的焊接過程的方法。
所述已知方法之一是通過爆炸進行接合，也就是通過適當安置在管內(nèi)的炸藥來塑性地膨脹管子和聯(lián)接器。
但是這樣一種方法除了高度危險外，還由于極難將炸藥最有效地安置在管內(nèi)而不可靠。此外，該法對600米或更大的海洋深度的應(yīng)用是非常復(fù)雜的因而也是昂貴的，其中該法尤其需要倒空管道中包含的水，然而對這樣的深度本發(fā)明的方法卻已經(jīng)有效地操作而且對其已明確地想到了。
另一種已知方法使用一種用負膨脹系數(shù)的材料即隨溫度升高而收縮的材料制成的帶法蘭的聯(lián)接器。采用該第二種方法，所述聯(lián)接器被降低到液氮的溫度即約-196°，然后被安裝到管子上，其后使溫度恢復(fù)到環(huán)境溫度，通過這一點聯(lián)接器收縮，從而壓住所述管子并因此粘合成完全密封。通過該法得到的接合從壓力和軸向應(yīng)力兩方面來說都是高效率的，在壓力方面該密封過程沿聯(lián)接器的整個長度延伸，而在軸向應(yīng)力方面該聯(lián)接器和管子之間的強烈粘合防止任何軸向滑動，但是立即就會明白，這樣一種方法肯定不是一種實用的快速的或經(jīng)濟的接合方式，特別是當必須在所述海洋深度做到這一點的時候。此外，聯(lián)接器能夠從外部施加到管子上的壓力由于管子橫截面本身的不恒定而受到限制，因此聯(lián)接器和管子之間的粘合力也受到限制。
另外，該法還有經(jīng)常產(chǎn)生一或大或小程度的管子收縮或縮緊的缺點，這對于油氣管道是有害的，因為這可能妨礙熟知的小鐵車即軌道自動車在其間的必要通行，這種軌道自動車是裝備來用于在內(nèi)部清潔管道或用于檢查管道機械特性的。
根據(jù)該技術(shù)中已知的另一種方法，使用一種在其內(nèi)部已經(jīng)設(shè)置了密封件和防滑部件的特制聯(lián)接器，這些防滑部件是通過液壓技術(shù)壓在管子上的。雖然后一方法可以快速而相當良好地應(yīng)用于甚至很大深度處，但它有各種缺點。除了聯(lián)接器成本高因而不便宜以外，它的密封作用隨時間而變得不夠牢靠，因為密封作用是由會老化的彈性體密封部件提供的。此外，在這種情況下防滑部件能夠從外部施加在管子上的壓力又一次受管子橫截面的不恒定的限制，結(jié)果使預(yù)防該特制聯(lián)接器和管子之間滑動的力受到限制。
本發(fā)明的申請人提供一個特定方法預(yù)先克服了所有上述缺點，通過該方法即使在很大深度處也可以在帶法蘭的聯(lián)接器和管子之間有效、快速、經(jīng)濟而容易地進行密封的接合，管道不產(chǎn)生收縮或縮緊。
1980年5月6日申請的No.21811A/80和1984年3月14日申請的No.200 46A/84兩個意大利專利中描述了該方法。
眾所周知，根據(jù)所述專利申請的方法，通過連續(xù)的步驟將一個其內(nèi)表面形狀具有一系列凹口和凸齒的圓筒形聯(lián)接器密封地固定在一根鋼管道上，這些步驟包括使聯(lián)接器的內(nèi)表面成形一系列凹口和凸齒，在聯(lián)接器的每個凹口中填充兩個用正常壓力下實際上不變形或?qū)嶋H上幾乎不變形的材料制成的半環(huán)(但在300kg/cm2大小的高壓下崩塌，其體積劇烈減小70％以上)，然后向形成的裝配件中插入一個環(huán)狀截面的特制硬橡膠插頭式膨脹器，該膨脹器松懈地安裝在特制鋼軸上并被封閉在兩個同樣松懈地安裝在所述鋼軸上的尼龍抗擠壓環(huán)之間，在兩個尼龍抗擠壓環(huán)的每一對對置前表面之間的沿周面的V形槽內(nèi)分別插入所述插頭的沿周面的錐形側(cè)端部，之后通過在所述兩個尼龍環(huán)上的作用沿軸向加壓所述硬橡膠插頭，從而使所述管道-聯(lián)接器裝配件沿徑向膨脹至聯(lián)接器材料的彈性形變極限，該極限大于管道的彈性形變極限，然后對所述插頭卸壓并將其從管道內(nèi)退出。
顯然，利用沿軸向壓縮的橡膠插頭來使管道-聯(lián)接器裝配件沿徑向膨脹，該管道-聯(lián)接器裝配件上的壓力分布是不均勻的。因此管道和聯(lián)接器在聯(lián)接器的中央部分變形到較大程度而在聯(lián)接器的兩端附近變形到較小程度。所以管道較少地穿透到聯(lián)接器的側(cè)向凹口中，從而減弱了接合部的壓力密封性能并使其減弱可靠性。
本發(fā)明的目的是提供一種方法來精確地消除所述缺點，該方法能夠通過在管道-聯(lián)接器裝配件上獲得均勻的壓力分布來以更加有效的方式(甚至在海洋深處)將具有齒形內(nèi)表面的聯(lián)接器密封地接合在管道上。
這個目的基本上是這樣達到的，就是，使管道-聯(lián)接器裝配件沿徑向膨脹直到聯(lián)接器的彈性形變極限而管道卻塑性變形所需的壓力是通過泵入密封腔內(nèi)到極高壓力的水或另一種液體來提供的，該密封腔合適地設(shè)置在與待接合的聯(lián)接器相應(yīng)的管道內(nèi)。
因此該將一個聯(lián)接器密封地接合在一個安置于很大深度處的水下管道上用的方法包括下列連續(xù)步驟在所述管道的自由端部上安裝該聯(lián)接器并使所述管道-聯(lián)接器裝配件沿徑向膨脹到聯(lián)接器材料的彈性形變極限，該極限大于管道的彈性形變極限；根據(jù)本發(fā)明，該方法的特征在于，該管道-聯(lián)接器裝配件的所述沿徑向膨脹是通過在管道內(nèi)產(chǎn)生一個與待接合的聯(lián)接器相應(yīng)的密封腔并將水或另一種液體泵入所述密封腔到極高壓力而獲得的。
使用根據(jù)本發(fā)明的所述方法意味著，管道-聯(lián)接器裝配件上的壓力分布變得均勻了。因此管道均勻地穿透到聯(lián)接器的凹口中，從而提高了接合部的壓力密封性能并使其更加可靠。
顯然，由于應(yīng)用大為簡化，本發(fā)明的產(chǎn)生所需徑向膨脹壓力的方法可以有效而經(jīng)濟地用于安置在海洋深處的油氣管道上。
下面參照附圖詳細描述本發(fā)明，這些附圖作為不起限制作用的例子說明本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，其中可以對其進行技術(shù)的、工藝的和結(jié)構(gòu)的改型而不偏離本發(fā)明的范圍。
在所述附圖中

圖1是通過一個管道端部的縱向截面圖，根據(jù)本發(fā)明，管道上存在一定空隙地安裝了準備密封地接合于其上面的帶法蘭的聯(lián)接器，而管道中插入一個可以在管道內(nèi)產(chǎn)生密封腔用的裝置；圖2是類似于圖1的縱向截面圖，是根據(jù)本發(fā)明在管道-聯(lián)接器裝配件沿徑向膨脹期間截取的，這種膨脹是通過在所述密封腔內(nèi)以極高壓力壓縮水或另一種液體而產(chǎn)生的。；圖3是在管道-聯(lián)接器裝配件從其最大徑向膨脹位置彈性復(fù)原后通過管道-聯(lián)接器裝配件形成的最終構(gòu)型的縱向截面圖。
圖中標號1表示一個聯(lián)接器，該聯(lián)接器被密封地接合在一個安置于很大深度處的水下管道2上。為此目的，在聯(lián)接器的內(nèi)表面3上形成一系列凹口4和凸齒5，然后每個凹口填有兩個半圈6，其中構(gòu)成聯(lián)接器的材料具有比構(gòu)成管道2的材料更大的彈性形變極限。
然后將以這種方式準備的聯(lián)接器下降到深海海床上并安裝在所述水下管道2的端部上。然后利用配置的適當裝置使管道-聯(lián)接器裝配件沿徑向膨脹，以便在管道內(nèi)產(chǎn)生一個密封腔7。
該管道-聯(lián)接器裝配件被膨脹到聯(lián)接器1的材料的彈性形變極限，使得管道2塑性地形變到聯(lián)接器1的凹口4中。
最后消去所述裝置的激活作用并將其退出，使得聯(lián)接器的彈性復(fù)原在下方安置的管道2中產(chǎn)生所要的密封性能。
權(quán)利要求
1.一種將一個聯(lián)接器密封地接合在一個安置于很大深度處的水下管道上用的方法，包括的步驟有在所述管道的自由端部上安裝一個聯(lián)接器，在該管道內(nèi)產(chǎn)生一個與待接合的聯(lián)接器相應(yīng)的密封腔，將水或另一種液體泵入所述密封腔內(nèi)到極高壓力以產(chǎn)生徑向的膨脹壓力，繼續(xù)所述加壓以便沿徑向膨脹管道-聯(lián)接器裝配件，直到該聯(lián)接器達到其彈性形變極限而管道塑性地變形，最后降低該密封腔內(nèi)的壓力。
全文摘要
一種在管道上密封地接合帶法蘭的聯(lián)接器用的方法，包括下列連續(xù)的步驟在管道內(nèi)產(chǎn)生與待接合的聯(lián)接器相應(yīng)的密封腔，將水或另一種液體泵入所述密封腔到極高壓力，繼續(xù)所述加壓直到該聯(lián)接器達到其彈性形變極限而管道塑性地變形，最后降低該密封腔內(nèi)的壓力。
文檔編號B21D39/04GK1167882SQ9711037
公開日1997年12月17日 申請日期1997年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月18日
發(fā)明者阿達爾貝托·科隆博, 阿里戈·維恩納 申請人:斯納姆公司