CN106287066A - 一种软管总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软管总成。包括软管(3)，夹持软管(3)的套管(2)和内管(1)，套管(2)的内壁有内牙扣(4)，内管(1)的外表面有外牙扣(5)，特别是外牙扣(5)的数量大于内牙扣(4)的数量，内牙扣(4)的最小直径与软管(3)的外径差为1.6～3.0mm。本发明具有极好的抗压能力、抗拔脱能力、密封性，提高了油田或钻探平台的生产安全性，减少了生产的成本。
Description
技术领域：
本发明涉及一种工业用的软管，具体而言是指一种可用于石油行业的软管总成。
背景技术：
工业软管是一种输送液体的必须产品，石油行业使用的尤为普遍，且普遍还须输送具有一定压力的液体，软管总成一般是由软管和连接头构成，由于需输送具有一定压力和流量的流(液)体，因此在使用中会存在压力、振动等现象，故软管总成必须具备的性能要求是抗压、抗泄露、防止断裂和连接头脱落等。一般的软管总成由套管和内管夹持软管后，经扣压机向心压制套管，套管向心变形后将套管、内管和软管紧密连接为一体结构，内管的外露端可与一种供液装置连接而实现对流体的输送。软管总成的性能主要取决于软管的强度和软管与连接头之间的连接关系或连接强度，事实上这种连接强度是一个影响因素较多的复杂的问题，例如套管、内管和软管的材质、结构设计、扣压工艺和结构尺寸等均会影响软管总成的性能。在上述的材质和基本结构设计一定的情况，软管总成的连接头扣压处漏液甚至拔脱或断裂的主要原因是扣压尺寸或/和结构尺寸过大或过小，或扣压件之间尺寸的配合不当。目前扣压尺寸或/和结构尺寸的确定是行业内的技术难点，因其涉及到部件间的变形量、摩擦力的大小和部件的伤害程度等，相关的力学模型影响因素复杂，国内外还没有成熟的计算分析方法，现阶段主要是通过大量的实验和简单估算的方法确定。因此，对软管总成的结构尺寸的确认对软管总成的制备具有重要的经济价值。
发明内容：
本发明的发明目的是公开一种制备具有抗压、抗拔脱和防泄露的软管总成的结构设计。
实现本发明的技术解决方案是：包括软管，夹持软管的套管和内管，套管的内壁有内牙扣，内管的外表面有外牙扣，特别是外牙扣的数量大于内牙扣的数量，内牙扣的最小直径与软管的外径差为1.6～3.0mm。
所述的于套管的壁厚为前述的内牙扣的最小直径与软管的外径差的1.5～3.5倍。
所述的套管的内牙扣的深度为1.5～2.5mm。
所述的内管的外牙扣的深度为1.5～2.5mm。
所述的套管的内牙扣的深度为1.8～2.2mm，内管的外牙扣的深度为1.8～2.2mm。
所述的内管的外牙扣的深度大于套管的内牙扣的深度0.1～0.3mm。
所述的套管的内牙扣和内管的外牙扣由平行设置的牙扣和螺旋牙扣构成。
所述的套管的内牙扣和内管的外牙扣对位设置或错位设置。
本发明公开的技术方案在现有技术的套管和内管夹持软管的结构基础上，经大量的反复试验和测试而得出的，本发明的软管总成由于具有特定的结构和结构参数，使套管在扣压机的压力下收缩并使软管的内外表面变形以适应套管和内管上的内牙扣和外牙扣，最终具有合理的变形量而不会对材质造成损坏而具有极好的强度，在套管、内管与软管的界面形成最佳的阻力面，具有最佳的摩擦阻力和极好的凹凸密封。本发明具有极好的抗压能力、抗拔脱能力、密封性，提高了油田或钻探平台的生产安全性，减少了生产的成本。
说明书附图：
图1为本发明的内管1的结构示意图。
图2为本发明的套管2的结构示意图。
图3为内管1和套管2夹持软管3的扣压前的组装剖视结构示意图。
具体实施方式：
结合附图详细给出本发明的具体的实施方式，需要说明的是本发明的实施方式是为便于对本发明的技术方案的理解，不应视为是对本发明的权利要求保护范围的限制。
请参见图1～图3，本发明的具体实施例如下：包括软管3，夹持软管3的套管2和内管1，套管2的内壁有内牙扣4，内管1的外表面有外牙扣5，图3所示的是未扣压前的组装结构示意，附图中所示的A为内管1的内径，B为内管1的外径，C为内管1的外牙扣5的最大外径，D为内管1的外牙扣5的间距，E为套管2的内牙扣4的最小内径，F为套管2的内径，G为套管2的外径，H为套管2的内牙扣4的间距，X为软管3的外径；上述给出了内管1、套管2和软管3的扣压前的组装结构和相关的重要部位的英文字母的标注，通过扣压机对套管2的外部施加一个向心的压力，套管2变形后挤压软管3后，套管2、软管3和内管1形成一个整体结构，实质上由于内牙扣4和外牙扣5的存在，软管3的内外表面与套管2和内管1的表面之间形成二个适配于内牙扣4和外牙扣5的的凹凸表面，上述的凹凸表面既是防止液体泄露的密封面又是软管3受力时的产生的位移的摩擦阻力面，因此上述的凹凸表面对软管总成的性能或/和质量具有重要意义，同时套管2在扣压力的作用下产生变形，该变形对套管2的质量亦有重要意义；内牙扣4和外牙扣5对形成凹凸表面有直接的作用，因此本发明的关键是外牙扣5的数量大于内牙扣4的数量，内牙扣4的最小直径与软管3的外径差M为1.6～3.0mm，由于外牙扣5和内牙扣4存在数量差，改变或调节了前述的凹凸表面的形状和两个凹凸表面的摩擦力，既提高了防止泄露液体的性能又平衡了两个凹凸表面的摩擦力，提高了防止脱落和抗压性能；上述的内牙扣4的最小直径与软管3的外径差M的限定，实质上一方面限定了套管2的变形量，另一方面限定了内牙扣4对软管3的外表面的挤压量，经过大量的试验与检测，M值的过大或过小对软管总成的性能均有影响，如M值过大，则套管2的变形量过大，会造成套管2的管壁内存在大量的微小裂纹或损伤，导致套管2的抗压或/和抗压能力的降低，特别是在有压力的液体流动过程中，软管总成经常处于振动状态，上述的微小裂纹会加速金属疲劳而降低软管总成的使用寿命，严重时会出现接头断裂而导致软管3伤人的事故；如果上述的M值过小，则会造成组装困难，并可能使内牙扣4对软管3过度压缩，对软管3的橡胶造成局部剪切和撕裂的伤害，影响密封性而导致软管总成的技术性能。
影响软管总成技术性能除上述的技术特征外，套管2的壁厚也是一个影响因素，在一实施例中，套管2的壁厚为前述的内牙扣4的最小直径与软管3的外径差M的1.5～3.5倍；套管2的壁厚过大一方面需要极大的扣压压力，另一方面是扣压过程中在壁厚的方向上存在过大的压力梯度，对套管2的内部晶相结构不利，且壁内部的变形更为复杂而使材质的均一性不佳，还会产生过大的内应力而对强度有影响，因此壁厚是一个重要的参数选择，当然套管2的壁厚过小则强度不够，并且扣压时的剪切变形率过大，三维变形不充分；上述的套管2的壁厚优选为内牙扣4的最小直径与软管3的外径差M的1.8～2.5倍为更佳，既保证了套管2的强度又考虑了套管2的壁体的合理的变形率，还考虑了壁体内部的三维变形情况和内应力等诸多因素，申请人做了大量的试验和套管2的解剖检测分析，得到上述的技术参数。
所述的套管2的内牙扣4的深度为1.5～2.5mm，当套管2被扣压变形后，套管2的内牙扣4压迫软管3，迫使软管3表面形成适应内牙扣4的形状的凹凸表面，当有外力或/和重力作用构成的拉伸力时，内牙扣4与软管3形成多个凹凸的阻力面和密封面，内牙扣4的深度不宜过大或过小，内牙扣4的深度过大虽然可以增加上述的凹凸的阻力面，但在扣压过程中会对橡胶表面产生过大的剪切作用(垂直于壁面)，使软管3的橡胶表面及一定深度内产生大量的微裂纹，导致密封性能和抗阻力性能的降低，甚至可能会迫使软管3内部的橡胶层和/或金属丝加强层产生过大的变形而破坏橡胶层与金属丝加强层之间的结合力，影响软管3的自身强度和与套管2之间的摩擦力，当然如果内牙扣4的深度过小，内牙扣4与软管3表面的橡胶变形和/或堆积形成的阻挡面过小，则摩擦力过小，使软管3易于脱落，因此选择合适的内牙扣4的深度值对提高软管总成的性能非常重要，特别是结合前述的套管2的壁厚值和M值，选择内牙扣4的深度值既是一个困难的工作又是一个十分重要的技术指标；在本发明中，优选的套管2的深度值为1.8～2.2mm，当然基于套管2和软管3的材质性能还可作微小的调整，同理前述的内管1的外牙扣5的深度为1.5～3.5mm，并且优选的外牙扣5的深度为1.8～2.2mm；由于金属制备的套管2的内径远大于内管1的外径，软管3的内外表面的凹凸表面的面积有相当的差距，因此软管3内外表面的摩擦力是不相同的，一般是软管3的外表面的摩擦力大于内表面的摩擦力，这对软管总成的性能是不利的，故经大量试验得出内管1的外牙扣5的数量应大于套管2的内牙扣4的数量为1～2个牙扣，并且外牙扣5的深度大于套管2的内牙扣4的深度0.1～0.3mm，以增加软管3与内管1之间的摩擦力，使软管3受到拉伸力时，其内外表面的摩擦力尽量趋于平衡。
为进一步提高密封性和抗拉伸性能，套管2的内牙扣4和内管1的外牙扣5由平行设置的牙扣和螺旋牙扣构成，上述的平行设置的牙扣是指相邻的牙扣的圆切断面即是平行面又与牙扣的圆心连线垂直，这样设置的内牙扣4和外牙扣5兼顾了软管总成的抗拉能力和密封性适当平衡；为再为进一步提高软管总成的综合性能，套管2的内牙扣4和内管1的外牙扣5对位设置或错位设置，所谓对位设置是指内牙扣4和外牙扣5在软管总成的轴线上位于同一位置或是位于轴线同一位置的圆面上，这样软管3的内外表面受到对称的挤压力，利用对软管3的摩擦力作出相当准确的评估和提高摩擦力，或者内牙扣4和外牙扣5错位设置(图3所示)，这样可以适当增加牙扣的深度值，特别是当软管3自身的厚度不大时，错位设置的牙扣结构可进一步提高密封性并保证抗拉伸性能。
虽然软管总成的构成不是十分复杂，但其由三个部件扣压为一体的过程涉及部件的三维变形，因此该变形非常复杂，并且软管总成在使用状态涉及到复杂的压力流体的流动，其受力情况亦非常复杂，故软管总成的性能的影响因素较多，对部件参数的确定就是一个目前无法从理论或模型计算能解决的问题。因此，申请人经过大量的对比性扣压、解剖对比、试验参数的分析等工作，取得了本发明的技术方案，也就是说本发明的技术方案是大量的试验、理论分析的结果和反映，对提高和保证软管总成的综合性能是至关重要的，具有重要意义。
Claims (8)
1.一种软管总成，包括软管(3)，夹持软管(3)的套管(2)和内管(1)，套管(2)的内壁有内牙扣(4)，内管(1)的外表面有外牙扣(5)，其特征在于外牙扣(5)的数量大于内牙扣(4)的数量，内牙扣(4)的最小直径与软管(3)的外径差为1.6～3.0mm。
2.按权利要求1所述的软管总成，其特征在于套管(2)的壁厚为前述的内牙扣(4)的最小直径与软管(3)的外径差的1.5～3.5倍。
3.按权利要求1或2所述的软管总成，其特征在于所述的套管(2)的内牙扣(4)的深度为1.5～2.5mm。
4.按权利要求3所述的软管总成，其特征在于所述的内管(1)的外牙扣(5)的深度为1.5～2.5mm。
5.按权利要求4所述的软管总成，其特征在于所述的套管(2)的内牙扣(4)的深度为1.8～2.2mm，内管(1)的外牙扣(5)的深度为1.8～2.2mm。
6.按权利要求5所述的软管总成，其特征在于所述的内管(1)的外牙扣(5)的深度大于套管(2)的内牙扣(4)的深度0.1～0.3mm。
7.按权利要求6所述的软管总成，其特征在于所述的套管(2)的内牙扣(4)和内管(1)的外牙扣(5)由平行设置的牙扣和螺旋牙扣构成。
8.按权利要求7所述的软管总成，其特征在于所述的套管(2)的内牙扣(4)和内管(1)的外牙扣(5)对位设置或错位设置。
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Denomination of invention: A hose assembly Effective date of registration: 20230315 Granted publication date: 20190104 Pledgee: Bank of China Limited Laizhou Sub-branch Pledgor: Yantai Taiyue Fluid Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980035039 |
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Granted publication date: 20190104 Pledgee: Bank of China Limited Laizhou Sub-branch Pledgor: Yantai Taiyue Fluid Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980035039 |
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