Устройство для соединения труб

) 27.01. Государственонй ойтет СССРпо делай зобретеннй а отрытна(72) Авторы изобретения Иностранцыорж М.Шато (Франция Прафюль Дззэ (США) Иностранная фирма,) УСТРОИСТВ СОЕДИНЕНИЯ Т Изобретение относ ву для соединения тр применено в нефтедоб ленности для соедине дов установок с подв ми. устройстожет быть й промыш- убопрово- скважинас вающия тдными мен сис ния тел зами бок Известно устройство для соединения труб, содержащее соединительный элемент, в который вводят соединяемые концы труб их осевым перемещением 13Однако при некоторых подводных условиях трудно перемещать в осевом направлении систему, установленную на морском дне, из-за веса системы, возможной осадки последней на морское дно или же иэ-эа сопротивления трения системы на этом дне. В подводных станциях трудно устанавливать соответствующие концы систем для их соединения с точным осевым выравниванием; условия плохого осевого выравнивания могут мешать правильному соединению и установлению гер.метичного стыка в зоне соединения.Известно устройство для соединения труб, включающее соединительный элемент с гидравлической поршневой системой блокировки и уплотнения ,двух соединяемых труб 23.Недостаток известного устройства, состоит в том, что соединение двух труб осуществляется за счет предварительного снабжения конца одной иэ соединяемых труб воронкой, а различные виды герметизации осуществляются с помощью классических приспособлений в виде шайб, наклонных плоскостей и блокировочных элементов, которые устанавливают на месте.Цель изобретения - обеспечение более быстрого и герметичного соединения труб.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для соединения труб, включающем соединительный элет с гидравлической поршневойтемой для блокировки и уплотнедвух соединяемых труб, соединиьный элемент выполнен с двумя папервый из которых расположен наовой его поверхности, а другой - на торцовой, одна из соединяемых труб снабжена головкой, размеры которой соответствуют боковому пазу соединительного элемента с уплотнительной поверхностью на торцовой частии кольцевой проточкой, размеры которой соответствуют торцовому пазу соединительного элемента, а другая соединяемая труба выполнена с гнездом на торце и размещенной в нем прокладкой. 5Кроме того, устройство может быть снабжено установленной с возможностью поступательного перемещения в соединительном элементе блокирующей муфтой, жестко укрепленной на трубе 10 с гнездам на торце, кольцевой оправкой, установленной в торцовой части муфты, кольцевым поршнем, установленным между трубой, муфтой и кольцевой оправкой, пружиной, размещенной в гнездах, выполненных в смежных торцах оправки и поршня, и фиксатором, расположенным с возможностью поступательного перемещения в соединительном .элементе на торце блокирующей муфты, а в соединительном элементе выполнен кольцевой паз под фиксатор.На фиг. 1 представлено устройство для соединения труб с соединительным элементом, закрепленным на подводной станции, и частью конца соединительного элемента, помещенного на конце системы трубопроводов И отделенного от соответствующего элемента подводной станции, общий, час тичный вид, на фиг. 2 - устройство . для соединения, соединительный элемент которого и элемент, закреплен" ный на подводной станции, находятся в положении блокировки и непроницае мости, разрез в увеличенном масштабе), на фиг. 3 - блокировочное устройство, частичный разрез (показано приведение в движение по направлению к положению размыкания); на 40 Фиг, 4 - блокирующее устройство в разоикнутол положении, частичный разрез, на Фиг. 5 - блокирующее устройство одновременно в гидравлическом и механически разомкнутых положени ях, частичный разрез, на Фиг, б разрез А-А на фиг. 2 (механическое блокировочное устройство в положении блокировки , причем труба системы трубопроводов перекачки жидкости под давлением упразднена для большей, 50ясности фигуры). устройство 1 для соединения труб содержит соединяемую трубу 2 и соединительный элемент 3, установленный на подводной станции. Соединяемая труба 2 закреплена на конце системы трубопроводов, которая может быть помещена на морском дне и тянется от подводной скважины до подводной 60 станции 4, имеющей элемент 3. Только часть станции 4 изображена на.фигуре, а.именно, две вертикальные направляющие балки 5, которые закреплены, например, на остове подводной станции. 65 Соединительный элемент 3 можетопираться и поддерживаться в горизонтальном положении боковыми патрубками б, которые несут на своих концахсоединительные цилиндрические муфты 7для установки направляющих балок 5,Соединяемая труба 2 имеет цилиндрическую часть 8, снабженную сужением 9, определяющим головку 10, которая образует кольцевую проточку 11.Головка 10 имеет на торцовой частиуплотнительную поверхность 12.Соединительный элемент 3 имееткорпус 13 цилиндрической формы, вторцовой части 14 которого выполненпаз 15, а на боковой поверхностипаз 16. Соединяемую трубу 2 можноперемещать сбоку по отношению к егооси и по отношению к оси корпуса 13так, чтобы кольцевая проточка 11 исуженная часть 9 входили в паз 15и чтобы головка 10 входила в паз 16.Внутри корпуса 13 имеется удлиненная камера 17, в которую входит аксиально труба 18 и средство 19 блокировки, приводящееся в действие жидкостью. Труба 18 имеет то же сечениепроходного канала 20, что и канал21 соединяемой трубы 2.Труба 18 размещена пг этно к стенке 22 в конце корпуса 13, смежногос пазом 16, и по отношению к внутренней стенке 23 в торцовой части24 корпуса 13. Труба 18 выходит запределы тоцовой части 24 и можетбыть снабжена кольцевым желобком 25,определяющим головную часть блокировки 26, предназначенную для присоединения соответствующим образом с трубой системы трубопроводов жидкости,помещенной в подводной установке,Средство 19 блокировки включаетмуФту 27, поршень 28 блокировки иФиксаторы 29, находящиеся на муфте27, Иуфта 27 несет на одном конце,кольцевую оправку 30, которая поддерживается в конце муфты 27 соответствующим упорным кольцом 31.Оправка 30 образует на одном концегнездо 32, предназначенное для приема винтовой пружины 33, противоположный конец которой упирается в гнездо34, выполненное в выступе 35, поршня 28 блокировки.Движение трубы 18 между положением размыкания (фиг.5) и положениемблокировки и уплотнения (Фиг,2),обеспечивает ввод рабочей жидкостипод давлением через трубу 36 и канал 37 в торцовой части 24.Вывод жидкости осуществляется через канал 38 и трубу 39.Соединение труб производитсяследуюим образом,Жидкость под давлением, введеннаячерез канал 37, перемещает муфту 27блокировки к противоположному концукорпуса 13 до тех пор, пока наклонный выступ 40 не упрется на соответствующий выступ 41, предусмотренныйна внутренней поверхности корпуса 13.Спуск жидкости под давлением по каналу 38 облегчает движение поршняблокировки 28 к противоположнбму 5концу корпуса под влиянием разностигидравлического давления, действующего на конец поршня 28, и механического действия, оказываемого сжатойвинтовой пружиной 33. Поршень 2810блокировки перемещается в осевом направлении до тех пор, пока наклонныйвыступ 42 не упрется в соответствующий наклонный выступ 43, предусмотренный на внутренней поверхностиблокировочной муфты 27.В положении блокировки концеваясуженная часть 44 поршня 28, к которой прижимаются фиксаторы 29 в положении размыкания, перемещает одно"временно с передним концом блокировочной муфты фиксаторы 29 .аксиальнодо тех пор, пока они не останосятсянапротив паза 45 в корпусе 13. Вовремя этого движения фиксаторы 29перемещаются радиально.к внешнейстороне через торец 46 поршня 28.Фиксаторы 29 смонтированы в отверстиях 47, предусмотренных в муфте 27. В положении блокировки блокировочного устройства 19 концеваясуженная часть блокированного поршня перемещается между концевыми частями 48 муфты так, что муфта 27 ипоршень 28 устанавливают и поддерживают фиксаторы в условии блокировки 35. в пазах 45.Поршень блокировки снабжен соответствующими уплотняющими соединениями 49 и 50, .которые скользят вплотном контакте с внутренней поверхностью муфты 27 и с внешней поверхностью трубы 18,Движение трубы 18 в течение операции блокировки обеспечено кольцевой оправкой 51 с прорезью, которая 45помещена в желобке 52, выполненномв трубе 18, который прикреплен соот-ветствующим кольцом 53, поддерживаемым в положении на кольце с прорезьюсоответствующими винтами 54. В положении блокировки диск тарельчатойпружины поддерживается в сжатии меж-,ду кольцевой оправкой 51 и концевойстороной блокировочной муфты 27.Следовательно, когда Фиксаторы 29располагаются в пазах 45 (фиг.2)диск 55 тарельчатой пружины толкаеттрубу 18 к соединяемой трубе 2. Конец 56 трубы 18 снабжен уплотнительной поверхностью 57, расширяющейсяк внешней стороне и предназначенной 60для вхождения в непроницаемый коитайтс прокладкой 58, образованной из со.ответствующего сжимаемого материалаи расположенной в конце 56, приэтом она поддерживается кольцевой 65 оправкой 59, вставленной в канавку, предусмотренную в уплотнительной поверхности 57, расширяющейся кверху. Следовательно, когда труба 18 аксиально перемещается для уплотнительного контакта к поверхности 12 соединяемой трубы 2, прокладка 58 сжимается между этими уплотнительными поверхностями 57 и 12 и образует герметичное соединение.После того, как жидкость под давлением приводит в движение соединительный элемент для приведения егов положение блокировки (Фиг.2) диск 55 тарельчатой пружины, создает силу тяги на трубу для поддерживанияуплотнительного контакта независимоот давления жидкости, Другими слова 4 ми, как только соединительный элемент находится в положении блокиров ки при воздействии жидкости под давлением, больше нет необходимости прИ- бегать к помощи этой жидкости для сохранения положения блокировки и фиксаторы поддерживаются в соответствующих пазах под давлением пружины.Предусмотрены также средства длямеханического блокирования трубы 18в условии герметичности к жидкостипо отношению к соединяемой трубе 2,добавочно к гидравлическому давлению,действующему на блокировочную муфту27 и поршень 28.Когда блокировочное устройствонаходится в условии блокировки и герметизации стыка труб, средства 60 механической блокировки помещаются в положение стопорения трубы водолазом, если глубина воды позволяет этд,или же подводным транспортным средством, или подводным роботом. Эти средства 60 механической блокировкивключают кольцевой желобок 61, выполненный в трубе 18 в зоне торца 24,в котором установлено блокировочное разрезное кольцо 62. Болты 63 регулировки кольца блокировки расположены в торце 24 диаметрально противоположно. Концы 64 болтов 63 опираются на вогнутые части блокировочного кольца 62. Когда болты 63 завинчены, их концы вызывают изгиб блокировочного кольца 62 с тем, чтобы ввести его в желобок 61 трубы, и устанавли вают механическую блокировку с трубой, которая предотвращает осевое движение последней по отношению к корпусу 13Следовательно, средства 60 механической блокировки поддержи вают соотношение уплотнения к жидкости поверхностей соединений 57 и 12 по отношению к прокладке 58.Для воэможности отделения поверхностей соединений трубы 18 и соединяемой трубы 2 (Фиг.3 и 4) средство 60 механической блокировки изображено в условии размыкания, причемболты 63 блокировки отвинчены, чтобыобеспечить расширение разрезного кольца 62 блокировки, которое выходит тогда из желобка 61. Блокировочное устройства 19 приводится в действие в положение размыкания путем выпуска жидкости под давлением из 5 трубы 36 и вводом жидкости под давлением посредством трубы 39, Жидкость под давлением, проникающая в камеру 17, действует сначала посредством диска 55 тарельчатой пружины 10 на поршень 28 блокировки для перемещения его назад и для сжатия пружины 33. Это движение блокировочногО поршня 28 отодвигает поверхность торца 46 от фиксатора 29 и перемещает крайнюю суженную часть 44 внизу этого фиксатора. При этом жидкость под давлением продолжает действовать на поршень 28 блокировки и на стопорную муфту 27, эти две части перемещаются назад до тех пор, пока они не упрутся в торец 24, В этом положении Фиксаторы 29 отодвигаются вглубь и придерживаются между концевой суженной частью 44 и противоположной внутренней поверхностью корпуса 13В условии размыкания (фиг.4) видно, что диск 55 тарельчатой пружи- ны расширился и что один из его концов прижался к выступу, предусмотренному на трубе 18. Эту трубу в таком случае продвигают аксиально или сдвигают вглубь жидкостным напором, действующим на кольцевые оправки 51, 53 до тех пор, пока он 35 не дойдет до положения Фиг5, где уплотнительная прокладка 58 отделяется от головки 10 соединяемой трубы 2, которую можно тогда опускать вниз ввиду ее разъединения со ско бой 14.Формула изобретения1. Устройство для соединения труб, включающее соединительный элемент с гидравлической поршневой системой для блокировки и уплотнения двух соединяемых труб, о т л и ч а ющ е ес я тем, что, с целью обеспечения более быстрого и герметичного соединения труб, соединительный элемент выполнен с двумя пазами, один из которых расположен на боковой его поверхности, а другой - на торцовой, и одна из соединяемых труб снабжена головкой, размеры которой соответствуют боковому пазу соединительного элемента, с уплотнительной поверхностью на торцовой части и кольцевой проточкой, размеры которой соответствуют торцовому пазу соединительного элемента, а другая соединяемая труба выполнена с гнездом на торце и размещенной в нем уплотнительной прокладкой.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно. снабжено установленной с возможностью поступательного перемещения в соединительном элементе блокирующей муфтой, жестко укрепленной на трубе с гнездом на торце, кольцевой оправкой, установленной в торцовой части муфты, кольцевым. поршнем, установленным между трубой, муфтой и кольцевой оправкой, пружиной, .размещенной в гнездах, выполненных в смежных торцах оправки и поршня, и фиксатором, расположенным с возможностью поступательного перемещения в соединительном элементе на торце блокируюцей муфты, а в соединительном элементе выполнен кольцевой паз под фиксатор,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3502354,кл. 285"24, 1970.2. Патент США Ф 3645563,кл. 285-24, 1972.948298 Составитель Н,Кекишедактор И.Ховальчук Техред Л. Пекарь 1:орректор У.Пономаренко Подпис лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 аз 5682/80 ВНИИПИ по д 113035, МосТи Государст лам иэобр ва, Ж,ж 990нного комитета ССений и открытийадская наб д.