CN106481918A - 一种用于石油钻井系统的高压软管总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于石油钻井系统的高压软管总成，包括胶管内芯表面由内至外依次连有粘合过渡层、内保护层和增强层组成管体；套筒内孔表面间隔套装在增强层的表面上构成环形固化腔；套装在接头外端面的固紧帽内孔，相对套筒外端的外圆可拆卸地活动连接锁紧，带动接头的内端面和该内端面上连有的密封圈，将胶管内芯外端的翻边胶层与套筒和管体的外端面挤压密封固紧；接头孔径与胶管内芯孔径大小对等连接；环形固化腔内连有的固化层，将套筒内孔表面和增强层表面固化连接密封。消除了管体连接密封部位因松动、拔脱出现的输送介质渗漏等故障，提高了使用寿命。接头拆卸更换方便快捷，不毁坏连接件，使用成本低。增大管体孔径，提高了输送流量。
Description
技术领域
本发明涉及高压胶管连接部件；具体涉及一种用于石油钻井系统的高压软管总成。
背景技术
随着人类对石油钻探技术向更深地层和海洋底层发展，对高压软管总成所承受的更高压力，以及增大管体孔径提高输送介质流量的需求也越来越迫切。目前，石油钻井系统的高压软管总成通常采用扣压式连接密封结构。如中国实用新型专利，公告号：CN203656416U所公开的高脉冲性能的扣压式液压胶管接头；以及中国实用新型专利，公告号：CN204328294U所公开的一种高压胶管接头，其结构均是在胶管内孔端部插入芯管，在胶管外圆环套连有套筒，通过对套筒外径进行机械冷挤压收缩，迫使套筒内孔表面对胶管外圆表面，以及胶管内孔表面相对芯管外圆表面进行径向挤压缩紧，使所述套筒与胶管和芯管固紧连成一体，用于胶管在工作时的连接密封和抗拔脱。存在不足：一是使用寿命低。因橡胶材质具有应力松驰的特点，扣压式接头连接的胶管层在长时间挤压固紧的状态下，管体橡胶层易发生固紧应力回弹，达不到初始状态时套筒与胶管和芯管径向挤压收缩固紧的扣压量，造成连接密封部位的胶管产生松动或拔脱，出现输送介质渗漏等故障，降低了使用寿命。
二是更换接头操作麻烦，使用成本高。扣压式接头在使用过程中，根据不同用户的工作要求和连接方式，需要更换不同规格型号的芯管。因扣压式接头的芯管，是通过套筒将胶管挤压与芯管固紧连成一体，固紧在胶管外圆上的套筒无法进行重复拆卸利用，只能将套筒和胶管的连接端部沿套筒的轴向切割分离毁坏，再从分开的套筒和胶管内孔中将芯管取出，切除胶管毁坏的连接端部更换插入所需规格型号的芯管，再套装上新换的套筒后，通过专用设备重新将套筒与胶管和芯管进行径向挤压固紧连成一体。更换芯管过程操作麻烦、时间长，毁坏的套筒和胶管的连接端部，明显提高了更换接头的使用成本。
三是输送介质流量小。由于扣压式接头的芯管外圆插套在胶管内孔中，使所述芯管的内孔径明显小于胶管的内孔径，通常芯管的内孔径比胶管的内孔径小6至10毫米，当输送介质流经芯管内孔时，受上述两者孔径大小不等连接的“瓶颈”阻隔，明显降低了输送介质通过胶管孔径的工作流量。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于石油钻井系统的高压软管总成，旨在提高使用寿命和更换接头成本低，以及提高输送介质的流量。
为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的，这种用于石油钻井系统的高压软管总成，是在胶管内芯的表面由内至外依次连有粘合过渡层、内保护层和增强层组成管体，在管体外端增强层的表面上间隔设有固化段，该固化段里端的增强层表面连有外胶层；套筒内孔表面间隔套装在所述固化段内的增强层表面上构成环形固化腔，并使套筒里端面与外胶层端面相接；套筒里端与环套在外胶层表面上的防弯折套固连；胶管内芯外端的翻边胶层与套筒和管体的外端面相接；通过套装在接头外端面上固紧帽的内孔，相对套筒外端的外圆可拆卸地活动连接锁紧，带动接头的内端面和该内端面上连有的密封圈，将胶管内芯外端的翻边胶层与套筒和管体的外端面挤压密封固紧；接头的孔径与胶管内芯的孔径大小对等连接；在所述环形固化腔内注入高分子固化剂形成的固化层，将套筒内孔表面和该内孔表面上间隔连有的若干个密封槽同增强层表面固化连接密封。
优选地，在所述套筒的内孔里端套装连有定位环，该定位环内孔与所述增强层的外圆环套相接。
优选地，在所述套筒的外圆上径向设有通气孔，该通气孔与所述固化腔连通。
优选地，在所述接头的孔径内端设有台阶通孔，该台阶通孔内连有定心薄套，该定心薄套的伸出端与胶管内芯孔径外端的台阶通孔插套相连，并使所述接头、定心薄套和胶管内芯的孔径大小对等相接。
优选地，所述接头外端连有的双台阶端面与固紧帽内孔连有的双台阶端面套装相接，通过所述固紧帽的内孔螺纹与套筒外端的外圆螺纹可拆卸地转动连接锁紧。
优选地，所述胶管内芯是由高分子聚乙烯、三元乙丙橡胶和氢化丁晴橡胶材料构成，层厚度为3～15毫米。
优选地，在所述胶管内芯的表面，通过涂覆连有橡塑粘合剂与包缠的橡胶过渡层胶接构成粘合过渡层。
优选地，在所述粘合过渡层的表面，采用浸胶聚脂帘线胶布，以55°～56°的缠绕角度往复交叉缠绕2～8层构成内保护层。
优选地，在所述内保护层的表面，采用直径为0.6～5毫米的钢丝或钢丝绳缠绕2～10层,并在每层钢丝或钢丝绳之间连有0.5～2毫米的橡胶层构成增强层。
优选地，在所述增强层的表面连有内嵌螺旋钢丝的外胶层。
本发明采取上述结构，同现有技术相比：一是使用寿命提高。将套筒内孔表面间隔套装在所述固化段内的增强层表面上构成环形固化腔，并在所述环形固化腔内注入高分子固化剂形成固化层，通过固化层将套筒内孔表面和该内孔表面上间隔连有的若干个密封槽同增强层表面固化密封连接，以及通过套装在接头外端面上固紧帽的内孔螺纹，相对套筒外端的外圆螺纹可拆卸地转动锁紧，带动接头内端面和该内端面上连有的密封圈，将胶管内芯外端的翻边胶层与套筒和管体的外端面挤压密封锁紧，明显增加了管体密封连接的抗拔脱力，消除了管体连接部位因拔脱松动出现的输送介质渗漏等故障，有效提高了使用寿命。
二是接头可拆卸更换，使用成本低。根据用户不同的工作要求和使用连接方式，需要更换不同规格型号的接头时，人们只需转动控制套装在接头外端面上固紧帽的内螺纹孔，相对套筒外端的外圆螺纹旋转拆卸松开，更换所需规格型号的接头后，再通过固紧帽带动接头内端面和该内端面上间隔连有的密封圈，将胶管内芯外端的翻边胶层与套筒和管体的外端面挤压密封固连，操作方便快捷，节省时间，不毁坏总成连接部件，有效降低了使用成本。
三是输送介质流量明显提高。通过将接头孔径与胶管内芯孔径大小对等连接，解决了管体孔径出现大小不等连接的“瓶颈”阻隔现象，明显提高了输送介质的工作流量。
附图说明
图1为本发明一种实施例连接结构示意图。
图2为本发明图1中管体前端局部放大剖视图。
图3为本发明图2中前端局部放大剖视图。
图4为本发明图2中后端局部放大剖视图。
图5为本发明另一种实施例连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的原理和特征进行详述。应当说明：所举实例只用于解释本发明，不构成对本发明范围的具体限定。
这种用于石油钻井系统的高压软管总成，图1—图4所示。是在胶管内芯5的表面由内至外依次连有粘合过渡层9、内保护层10和增强层8组成管体，在管体外端增强层8的表面上间隔设有固化段L（图2所示），该固化段L里端的增强层8表面连有外胶层13；套筒3内孔表面间隔套装在所述固化段内的增强层8表面上构成环形固化腔，并使套筒3里端面与外胶层13端面相接；套筒里端的外圆螺纹与环套在外胶层表面上的防弯折套4的内孔螺纹配合固连；胶管内芯5外端的翻边胶层5-1与套筒3和管体的外端面相接；通过套装在接头1外端面上固紧帽2的内孔螺纹，相对套筒3外端的外圆螺纹可拆卸地转动连接锁紧，带动接头1的内端面和该内端面上间隔连有的2个密封圈1-1，将胶管内芯5外端的翻边胶层5-1与套筒3和管体的外端面挤压密封固连；接头1的孔径与胶管内芯5的孔径大小对等连接；在所述环形固化腔内注入高分子固化剂形成的固化层7，将套筒3内孔表面和该内孔表面上间隔连有的若干个密封槽同增强层8表面固化连接密封（图2—图4所示）。
为便于使套筒3内孔表面间隔套装在增强层8表面上构成等距离的环形固化腔，通常在所述套筒3的内孔里端套装连有定位环16，该定位环内孔与所述增强层8的外圆环套相接（图2、图4所示）。
为便于注入高分子固化剂，通常在所述套筒3的外圆上径向间隔设有两个通气孔6，该通气孔与所述固化腔连通（图2所示）。使用时，将其中之一的通气孔封堵，将高分子固化剂的环氧树脂注入另一个通气孔中，待所述环氧树脂注满固化腔后，再将所述的另一个通气孔密封，使所述环氧树脂在固化腔内固化密封相连。
为消除接头1和胶管内芯5的孔径大小不等连接出现的“瓶颈”现象，通常在所述接头1的孔径内端设有台阶通孔，该台阶通孔内连有定心薄套12，该定心薄套的伸出端与胶管内芯5孔径外端的台阶通孔插套相连，并使所述接头1、定心薄套12和胶管内芯5的孔径大小对等相接（图2、图3所示）。
为连接固紧套筒3稳定可靠，通常选择所述接头1外端连有的双台阶端面与固紧帽2内孔连有的双台阶端面套装相接（图2所示）。
管体在制作过程时，所述胶管内芯5通常是采用耐磨损、耐油和耐酸化学腐蚀的高分子聚乙烯、三元乙丙橡胶和氢化丁晴橡胶材料构成。胶管内芯5的层厚度和外端翻边胶层5-1的层厚度均为8毫米。为确保翻边胶层5-1的翻边形状稳定和便于挤压密封连接，通常在所述翻边胶层内连有1毫米厚的铁垫片5-2（图2、图3所示）。在所述胶管内芯5的表面，通过涂覆连有橡塑粘合剂与包缠的橡胶过渡层胶接构成粘合过渡层9（图2—图4所示）。在所述粘合过渡层9的表面，通过采用浸胶聚脂帘线胶布，以55.4°的缠绕角度往复交叉缠绕5层构成内保护层10（图2所示）。在所述内保护层10的表面，采用直径为1.5毫米的镀青铜钢丝缠绕,并在每层镀青铜钢丝层之间缠绕一层1.2毫米的橡胶层, 共复合缠绕6层镀青铜钢丝和橡胶层构成增强层8。以实现在硫化过程中，所述每层的橡胶层与镀铜钢丝表面的铜发生较好的化学反应，能够相互紧密接合牢固相连（图2—图4所示）。当然也可采用4毫米的镀锌钢丝绳取代所述钢丝缠绕。在所述管体增强层8的表面连有内嵌螺旋钢丝的外胶层13。最后将整体的总成置于罐体内进行硫化处理，使各胶层与连接件间连接稳定、密封固紧可靠。
本发明根据不同用户的工作要求和使用连接方式，当需要更换接头焊接连有法兰盘14时，人们只需将套装在接头1外端面上固紧帽2的内螺纹孔，相对套筒3外端的外圆螺纹转动拆卸松开，取下旧接头，套装更换新接头1，再转动固紧帽2带动接头1内端面和该内端面上间隔连有的密封圈1-1，将胶管内芯5外端的翻边胶层5-1与套筒3和管体的外端面挤压密封固连即可（图5所示），更换接头方便快捷。
本发明在工作或存放运输过程中，为便于吊装起运，通常在所述管体两端的套筒外圆上环套连有吊耳15（图5所示）。
以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出：对于本领域的普通技术人员，以基本相同的手段，实现基本相同的功能，达到基本相同的效果，无需经过创造性劳动就显而易见联想到的其它技术特征，还可以替换做出若干种基本相同方式的变型和/或改进，这些变化应当视为等同特征，均属于本发明专利的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：在胶管内芯（5）的表面由内至外依次连有粘合过渡层（9）、内保护层（10）和增强层（8）组成管体，在管体外端增强层的表面上间隔设有固化段（L），该固化段里端的增强层（8）表面连有外胶层（13）；套筒（3）内孔表面间隔套装在所述固化段内的增强层（8）表面上构成环形固化腔，并使套筒（3）里端面与外胶层（13）端面相接；套筒里端与环套在外胶层表面上的防弯折套（4）固连；胶管内芯（5）外端的翻边胶层（5-1）与套筒和管体的外端面相接；通过套装在接头（1）外端面上固紧帽（2）的内孔，相对套筒（3）外端的外圆可拆卸地活动连接锁紧，带动接头（1）的内端面和该内端面上连有的密封圈（1-1），将胶管内芯外端的翻边胶层（5-1）与套筒（3）和管体的外端面挤压密封固紧；接头（1）的孔径与胶管内芯（5）的孔径大小对等连接；在所述环形固化腔内注入高分子固化剂形成的固化层（7），将套筒（3）内孔表面和该内孔表面上间隔连有的若干个密封槽同增强层（8）表面固化连接密封。
2.如权利要求1所述的一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：在所述套筒（3）的内孔里端套装连有定位环（16），该定位环内孔与所述增强层（8）的外圆环套相接。
3.如权利要求1所述的一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：在所述套筒（3）的外圆上径向设有通气孔（6），该通气孔与所述固化腔连通。
4.如权利要求1所述的一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：在所述接头（1）的孔径内端设有台阶通孔，该台阶通孔内连有定心薄套（12），该定心薄套的伸出端与胶管内芯（5）孔径外端的台阶通孔插套相连，并使所述接头（1）、定心薄套（12）和胶管内芯（5）的孔径大小对等相接。
5.如权利要求1所述的一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：所述接头（1）外端连有的双台阶端面与固紧帽（2）内孔连有的双台阶端面套装相接，通过所述固紧帽（2）的内孔螺纹与套筒（3）外端的外圆螺纹可拆卸地转动连接锁紧。
6.如权利要求1至5中任一项所述的一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：所述胶管内芯（5）是由高分子聚乙烯、三元乙丙橡胶和氢化丁晴橡胶材料构成，层厚度为3～15毫米。
7.如权利要求6所述的一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：在所述胶管内芯（5）的表面，通过涂覆连有橡塑粘合剂与包缠的橡胶过渡层胶接构成粘合过渡层（9）。
8.如权利要求7所述的一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：在所述粘合过渡层（9）的表面，采用浸胶聚脂帘线胶布，以55°～56°的缠绕角度往复交叉缠绕2～8层构成内保护层（10）。
9.如权利要求8所述的一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：在所述内保护层（10）的表面，采用直径为0.6～5毫米的钢丝或钢丝绳缠绕2～10层,并在每层钢丝或钢丝绳之间连有0.5～2毫米的橡胶层构成增强层（8）。
10.如权利要求9所述的一种用于石油钻井系统的高压软管总成，其特征在于：在所述增强层（8）的表面连有内嵌螺旋钢丝的外胶层（13）。
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