[go: up one dir, main page]

RU2538196C1 - Pipeline connection - Google Patents

Pipeline connection Download PDF

Info

Publication number
RU2538196C1
RU2538196C1 RU2013151940/06A RU2013151940A RU2538196C1 RU 2538196 C1 RU2538196 C1 RU 2538196C1 RU 2013151940/06 A RU2013151940/06 A RU 2013151940/06A RU 2013151940 A RU2013151940 A RU 2013151940A RU 2538196 C1 RU2538196 C1 RU 2538196C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tip
housing
annular
nut
pipeline
Prior art date
Application number
RU2013151940/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Беленко
Игорь Александрович Величко
Павел Александрович Кубышко
Дмитрий Андреевич Майборода
Виктор Алексеевич Машков
Роман Игоревич Сахаров
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Абинский ЭлектроМеталлургический завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Абинский ЭлектроМеталлургический завод" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Абинский ЭлектроМеталлургический завод"
Priority to RU2013151940/06A priority Critical patent/RU2538196C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2538196C1 publication Critical patent/RU2538196C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Joints Allowing Movement (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: connection includes a housing with an internal annular projection, in an axial channel of which a tip with an annular piston installed inside an annular chamber is installed. The annular chamber is formed with an internal annular projection of the housing and a connection element with a flange on the end with its separation into balancing and load-carrying chambers that are connected with radial holes in the housing body to atmosphere and in the tip body with its axial channel. The tip is equipped with a bearing arranged in the housing bore so that it is supported from its annular projection pressed to it with a nut connected to the housing internal thread. The tip is equipped with a connection element with a flange on the end, on which there is a thread and a lock nut is installed with a possibility of face contact to the nut. Annular gaps are covered with sealing rings. At installation of the device as a part of a pipeline, the lock nut is screwed as much as possible onto the connection element, and the tip is introduced as much as possible into the axial channel of the housing with reduction of a distance between the flanges.
EFFECT: unrestricted introduction of a device between the mating flanges of a pipeline; improving the device operating reliability.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для обеспечения подвижного соединения участков трубопровода между собой, в том числе в арматуре нефтяных и газовых скважин.The invention relates to mechanical engineering and can be used to provide a movable connection of sections of the pipeline to each other, including in the armature of oil and gas wells.

Известно поворотное соединение трубопровода [Пат. РФ №2216675], состоящее из охватываемой обоймы со ступенчатой сопрягаемой поверхностью и выступом, который расположен на уровне соединения торцов охватываемой обоймы и соединительного элемента. Уплотнительный элемент состоит из прокладки и манжеты, выполненных заодно.Known swivel pipe connection [US Pat. RF No. 2216675], consisting of a male clip with a stepped mating surface and a protrusion, which is located at the level of connection of the ends of the male clip and the connecting element. The sealing element consists of a gasket and cuff, made at the same time.

Прокладка имеет форму гильзы и своей внутренней поверхностью установлена на выступе с его охватом.The gasket is in the form of a sleeve and with its inner surface mounted on a ledge with its coverage.

В качестве соединительного элемента используют фланцы. Обойма и обхватываемая обойма снабжены кольцевыми канавками, в которых размещены поворотные элементы в виде тел качения.As a connecting element, flanges are used. The clip and the clasped clip are provided with annular grooves in which rotary elements in the form of rolling bodies are placed.

К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:

1. Избыточный перепад давления, воспринимаемый площадью сечения охватываемой обоймы и уплотнительным элементом, сообщается на тела качения, что при достаточно больших диаметральных размерах трубопроводов может достигать высоких значений.1. The excess pressure drop, perceived by the cross-sectional area of the covered cage and the sealing element, is communicated to the rolling elements, which with sufficiently large diametrical dimensions of the pipelines can reach high values.

2. Монтаж поворотного соединения в участок уже существующего трубопровода затруднен из-за того, что участки сопрягаемого трубопровода необходимо развести друг от друга в осевом направлении, чтобы установить предлагаемое соединение; к тому же развести их необходимо на достаточно большое расстояние, чтобы обеспечить демонтаж и повторный монтаж уплотнительного элемента. Сделать эту операцию достаточно сложно, она требует затрат рабочего времени и применения специального монтажного инструмента. Известно шарнирное трубопроводное соединение [Пат. РФ №2011102], состоящее из штуцера с канавкой, установленного в корпусе, в котором выполнена радиальная расточка, образующая совместно с канавкой полость для размещения шариков. Расточка корпуса перекрыта шайбой, поджатой футоркой и снабжена уплотнением и двумя L-образными манжетами. На лепестки манжеты установлено распорное кольцо. В торце другой манжеты выполнена прорезь.2. The installation of a swivel joint in a section of an existing pipeline is difficult due to the fact that the sections of the mating pipeline must be separated from each other in the axial direction to establish the proposed connection; in addition, it is necessary to separate them at a sufficiently large distance to ensure the dismantling and re-installation of the sealing element. It is quite difficult to make this operation; it requires the expenditure of working time and the use of a special installation tool. Known swivel pipe connection [US Pat. RF No. 2011102], consisting of a fitting with a groove installed in the housing, in which a radial bore is made, which together with the groove forms a cavity for accommodating the balls. The body boring is covered by a washer, pressed in by a foot and provided with a seal and two L-shaped cuffs. A spacer ring is mounted on the cuff petals. A slot is made at the end of the other cuff.

Манжеты изготовлены из материала с низким коэффициентом трения, что при вращении штуцера относительно футорки требует приложения малого усилия. При подводе давления возникает осевая нагрузка, действующая на штуцер и корпус, которая воспринимается шариками и удерживает штуцер внутри корпуса.The cuffs are made of a material with a low coefficient of friction, which, when the nozzle rotates relative to the foot, requires little effort. When applying pressure, an axial load arises, acting on the fitting and the housing, which is perceived by the balls and holds the fitting inside the housing.

К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:

1. Сложность монтажа и демонтажа устройства непосредственно на месте применения.1. The complexity of mounting and dismounting the device directly at the place of use.

2. Конструкция обладает высоким гидравлическим сопротивлением.2. The design has a high hydraulic resistance.

3. Демонтаж шариков и замена изношенных манжет требует снятия с места установки корпуса и его перемещения в осевом направлении в сторону штуцера на достаточно большое расстояние, что увеличивает габариты конструкции и условия монтажа.3. Dismantling the balls and replacing worn cuffs requires removal from the installation site of the housing and its axial movement towards the nozzle over a sufficiently large distance, which increases the dimensions of the structure and installation conditions.

Известно соединение трубопроводов [А.с. СССР №585363], состоящее из наружного и внутреннего трубопроводов, на одном из которых выполнены фланцы, с образованием между ними канавки, в которой размещена манжета с пружинящими кольцами внешнего и внутреннего давления. Между фланцами размещено также пружинящее кольцо с поджимом к внутренней поверхности наружного трубопровода.The connection of pipelines is known [A.S. USSR No. 585363], consisting of external and internal pipelines, on one of which flanges are made, with the formation of a groove between them, in which a cuff with spring rings of external and internal pressure is placed. Between the flanges there is also a spring ring with a clamp to the inner surface of the outer pipe.

Соединение допускает сборку со значительным перекосом между трубопроводами.The connection allows assembly with significant skew between the pipelines.

После сборки соединения концы трубопроводов скрепляются друг с другом различным крепежом.After assembling the connection, the ends of the pipelines are fastened to each other by various fasteners.

К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:

1. При существующем трубопроводе, в который включено данное соединение, существуют условия, когда необходимо осуществить замену вышедшей из строя манжеты. В этом случае необходимо развести в осевом направлении наружный и внутренний трубопроводы, что без специального инструмента или наличия в составе одного из трубопроводов осевого компенсатора осуществить невозможно.1. With the existing pipeline, in which this connection is included, there are conditions when it is necessary to replace a failed cuff. In this case, it is necessary to separate the outer and inner pipelines in the axial direction, which is impossible without an axial compensator as part of one of the pipelines.

2. Проблематично также осуществить соединение двух трубопроводов между собой, например, с помощью болтов или штуцера с гайкой, поскольку сложно обеспечить их сопряжение. На участки трубопроводов действует также избыточное давление, воспринимаемое уплотнением. При большом избыточном давлении, когда уплотнение имеет большие диаметральные размеры, из-за его конструктивных особенностей оно может быстро выйти из строя.2. It is also problematic to connect the two pipelines to each other, for example, using bolts or a fitting with a nut, since it is difficult to ensure their interface. Excessive pressure perceived by the seal also acts on sections of pipelines. With a large overpressure, when the seal has large diametric dimensions, due to its design features, it can quickly fail.

Известно поворотное соединение трубопроводов высокого давления [А.с. СССР №149284], принятое авторами за прототип, состоящее из корпуса, в расточке которого размещен подшипниковый узел, охватывающий наконечник с выступом (упорным буртом), снабженным уплотнением. Подшипники поджимаются гайкой, установленной на внешней стороне корпуса, застопоренной другой гайкой.Known rotary connection of high pressure pipelines [A.S. USSR No. 149284], adopted by the authors for a prototype consisting of a housing, in the bore of which a bearing assembly is placed, covering the tip with a protrusion (thrust shoulder) provided with a seal. The bearings are tightened by a nut mounted on the outside of the housing, locked with another nut.

Корпус снабжен резьбой для установки соединительного узла, например угольника. Наконечник снабжен также соединительным узлом - угольником.The housing is threaded for mounting a connecting unit, for example a square. The tip is also equipped with a connecting node - a square.

Работа соединенияConnection work

Благодаря подшипниковому узлу соединительный узел на корпусе и соединительный узел на наконечнике могут свободно вращаться друг относительно друга. Перепад давления от рабочей жидкости воспринимается уплотнением на выступе наконечника и осевое усиление сообщается на подшипниковый узел, что при высоких давлениях рабочей жидкости может достигать больших значений.Thanks to the bearing assembly, the coupling assembly on the housing and the coupling assembly on the tip can rotate freely relative to each other. The pressure drop from the working fluid is perceived by the seal on the protrusion of the tip and axial reinforcement is communicated to the bearing assembly, which can reach high values at high pressures of the working fluid.

К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:

1. Наличие большого осевого усиления на подшипниках;1. The presence of large axial reinforcement on bearings;

2. Невозможность изменения расстояния между соединительными узлами для облегчения монтажа в ограниченном пространстве.2. The inability to change the distance between the connecting nodes to facilitate installation in a limited space.

Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения:The technical result that can be obtained by implementing the invention:

1. Возможность установки устройства в состав трубопровода между его участками без применения специальных технических средств;1. The ability to install the device in the pipeline between its sections without the use of special technical means;

2. Возможность изменения положения фланцев на концах устройства для совмещения отверстий с ответными фланцами на концах сопрягаемых участков трубопровода;2. The ability to change the position of the flanges at the ends of the device for combining holes with mating flanges at the ends of the mating sections of the pipeline;

3. Исключение передачи осевой нагрузки от перепада давления со стороны рабочей жидкости на подшипниковый узел;3. The exception of the transmission of axial load from the pressure drop from the working fluid to the bearing unit;

4. Возможность жесткой фиксации положения деталей устройства после установки между участками трубопровода.4. The ability to rigidly fix the position of the parts of the device after installation between sections of the pipeline.

Технический результат достигается тем, что соединение трубопровода состоит из корпуса с кольцевым выступом, наконечника в его осевом канале, с подшипниками, соединительными элементами, связанными соответственно с корпусом и наконечником, гайки и стопорной гайки, уплотнительными элементами.The technical result is achieved in that the connection of the pipeline consists of a housing with an annular protrusion, a tip in its axial channel, with bearings, connecting elements associated with the housing and the tip, nuts and lock nuts, and sealing elements.

Наконечник снабжен кольцевым поршнем, образующим подвижное соединение с корпусом, в котором образована кольцевая камера, разделенная кольцевым поршнем на уравнительную и силовую, которые соответственно связаны с атмосферой и осевым каналом наконечника радиальными отверстиями. Подшипник установлен с опорой на кольцевой выступ корпуса и поджат гайкой, установленной на внутренней резьбе корпуса. Причем стопорная гайка установлена на резьбе, выполненной на наружной поверхности соединительного элемента, с возможностью осевого перемещения и торцового контакта с гайкой.The tip is equipped with an annular piston, forming a movable connection with the housing, in which an annular chamber is formed, divided by an annular piston into equalizing and power, which are respectively connected with the atmosphere and the axial channel of the tip by radial holes. The bearing is mounted with support on the annular protrusion of the housing and is preloaded by a nut mounted on the internal thread of the housing. Moreover, the lock nut is mounted on a thread made on the outer surface of the connecting element, with the possibility of axial movement and mechanical contact with the nut.

Площадь поперечного сечения наконечника принята равной площади кольцевого поршня.The cross-sectional area of the tip is taken equal to the area of the annular piston.

Конструкция соединения трубопроводов поясняется чертежами, где:The design of the piping connection is illustrated by drawings, where:

1) на фиг.1 конструкция устройства в разрезе в положении готовности к установке в состав трубопровода;1) in Fig.1, the design of the device in the context in the ready position for installation in the pipeline;

2) на фиг.2 конструкция устройства в разрезе в положении монтажа (установки) в состав трубопровода, с фиксацией этого положения на период работы.2) in Fig.2, the design of the device in the context in the installation position (installation) in the composition of the pipeline, with the fixation of this position for the period of operation.

Устройство состоит из корпуса 1 с внутренним кольцевым выступом 2, в осевом канале которого размещен наконечник 3 с кольцевым поршнем 4, установленным в кольцевой камере 5, образованной кольцевым выступом 2 и торцом соединительного элемента 6, снабженного фланцем 7. В корпусе 1 установлен подшипник 8 с опорой на его внутренний кольцевой выступ 2, поджатый гайкой 9.The device consists of a housing 1 with an internal annular protrusion 2, in the axial channel of which there is a tip 3 with an annular piston 4 mounted in an annular chamber 5 formed by an annular protrusion 2 and the end face of a connecting element 6 provided with a flange 7. In the housing 1, a bearing 8 with resting on its inner annular protrusion 2, tightened by the nut 9.

На конце наконечника 3 выполнена резьба и установлен соединительный элемент 10, снабженный фланцем 11. На наружной поверхности соединительного элемента 10 выполнена резьба 12 и установлена стопорная гайка 13. Кольцевой поршень 4 разделяет кольцевую камеру 5 на уравнительную 14 и силовую 15, которые соответственно соединяются радиальным отверстием 16 в теле корпуса 1 с атмосферой, и радиальным отверстием 17 в теле наконечника 3 с его осевым каналом 18. Диаметральные размеры кольцевого поршня 4 приняты из условия равенства его площади поперечного сечения площади поперечного сечения наконечника 3.A thread is made at the end of the tip 3 and a connecting element 10 provided with a flange 11 is installed. A thread 12 is made on the outer surface of the connecting element 10 and a lock nut 13 is installed. 16 in the body of the housing 1 with the atmosphere, and a radial hole 17 in the body of the tip 3 with its axial channel 18. The diametrical dimensions of the annular piston 4 are taken from the condition of equality of its cross-sectional area the cross-sectional area of the tip 3.

Кольцевой зазор между наконечником 3 и соединительным элементом 6 перекрыт уплотнением 19. Кольцевой зазор между кольцевым поршнем 4 и корпусом 1 перекрыт уплотнением 20. Кольцевой зазор между внутренним кольцевым выступом 2 и наконечником 3 перекрыт уплотнением 21.The annular gap between the tip 3 and the connecting element 6 is closed by the seal 19. The annular gap between the annular piston 4 and the housing 1 is closed by the seal 20. The annular gap between the inner annular protrusion 2 and the tip 3 is closed by the seal 21.

Монтаж и работа соединения трубопроводаInstallation and operation of the pipeline connection

Устройство в сборе поставляется на место применения, где стопорная гайка 13 полностью накручивается на наружную резьбу 12 на соединительном элементе 10, что позволяет перемещать наконечник 3 в осевом направлении, изменяя тем самым расстояние между фланцами 7 и 11. Это позволяет свободно разместить соединение между ответными фланцами на концах трубопровода. Поскольку наконечник 3 может свободно вращаться вместе с соединительным элементом 10 и фланцем 11 относительно корпуса 1, то это позволяет обеспечить и упростить совмещение отверстий на сопрягаемых фланцах. Осуществляют совмещение фланцев 7 и 11 с соответствующими фланцами на концах трубопровода с их стяжкой шпильками (не показано).The complete assembly is delivered to the place of application, where the lock nut 13 is completely screwed onto the external thread 12 on the connecting element 10, which allows the tip 3 to be moved in the axial direction, thereby changing the distance between the flanges 7 and 11. This allows you to freely place the connection between the mating flanges at the ends of the pipeline. Since the tip 3 can freely rotate with the connecting element 10 and the flange 11 relative to the housing 1, this allows you to provide and simplify the alignment of the holes on the mating flanges. Combine the flanges 7 and 11 with the corresponding flanges at the ends of the pipeline with their screed with studs (not shown).

Кольцевой поршень 4 при этом занимает промежуточное положение внутри кольцевой камеры 5.The annular piston 4 thus occupies an intermediate position inside the annular chamber 5.

Вращением стопорной гайки 13 на соединительном элементе 10 фиксируют это положение путем замыкания на торец гайки 9, связанной с корпусом 1.By rotation of the lock nut 13 on the connecting element 10, this position is fixed by locking the nut 9 connected to the housing 1 to the end face.

В таком положении осуществляют подачу под давлением рабочую жидкость в осевой канал 18 наконечника 3. Поскольку площадь сечения кольцевого поршня 4 равна площади поперечного сечения наконечника 3, то отсутствует осевое нагружение фланца 11 и подшипника 8.In this position, the working fluid is supplied under pressure into the axial channel 18 of the tip 3. Since the cross-sectional area of the annular piston 4 is equal to the cross-sectional area of the tip 3, there is no axial loading of the flange 11 and the bearing 8.

При необходимости демонтажа соединения осуществляют разъединение фланцев 7 и 11 от соответствующих фланцев на концах трубопровода.If it is necessary to dismantle the connections, the flanges 7 and 11 are disconnected from the corresponding flanges at the ends of the pipeline.

После этого вращают стопорную гайку 13 на резьбе 12 соединительного элемента 10, что позволяет сместить в осевом направлении наконечник 3 с уменьшением расстояния между фланцами 7 и 11, что способствует свободному выводу устройства из трубопровода.After that, the locking nut 13 is rotated on the thread 12 of the connecting element 10, which allows the tip 3 to be shifted in the axial direction with a decrease in the distance between the flanges 7 and 11, which contributes to the free withdrawal of the device from the pipeline.

Claims (1)

Соединение трубопроводов, включающее корпус, наконечник, подшипник, гайку, стопорную гайку, соединительные элементы, уплотнения, отличающееся тем, что наконечник снабжен кольцевым поршнем, образующим подвижное соединение с корпусом, снабженным внутренним кольцевым выступом, образующим с наконечником кольцевую камеру, разделенную кольцевым поршнем на уравнительную и силовую камеры, которые соответственно связанны с атмосферой и внутренней полостью наконечника радиальными отверстиями в корпусе и наконечнике; подшипник установлен с опорой на кольцевой выступ и поджат гайкой, установленной на внутренней резьбе корпуса, причем стопорная гайка, установлена на резьбе наружной поверхности соединительного элемента с возможностью осевого перемещения и торцового контакта с гайкой, а площадь поперечного сечения наконечника принята равной площади кольцевого поршня. Pipeline connection, including a housing, a tip, a bearing, a nut, a lock nut, connecting elements, seals, characterized in that the tip is equipped with an annular piston forming a movable connection with the housing, equipped with an inner annular protrusion, forming with the tip an annular chamber divided by an annular piston into equalization and power chambers, which are respectively associated with the atmosphere and the internal cavity of the tip by radial holes in the body and tip; the bearing is supported by an annular protrusion and preloaded by a nut mounted on the internal thread of the housing, the lock nut being mounted on the thread of the outer surface of the connecting element with the possibility of axial movement and mechanical contact with the nut, and the cross-sectional area of the tip is taken equal to the area of the annular piston.
RU2013151940/06A 2013-11-21 2013-11-21 Pipeline connection RU2538196C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151940/06A RU2538196C1 (en) 2013-11-21 2013-11-21 Pipeline connection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151940/06A RU2538196C1 (en) 2013-11-21 2013-11-21 Pipeline connection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2538196C1 true RU2538196C1 (en) 2015-01-10

Family

ID=53288006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151940/06A RU2538196C1 (en) 2013-11-21 2013-11-21 Pipeline connection

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2538196C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU149284A1 (en) * 1960-06-17 1961-11-30 Е.С. Важнов High Pressure Swivel Joint
SU585363A1 (en) * 1973-06-01 1977-12-25 Balandin Yurij V Pipeline joint
RU2011102C1 (en) * 1990-10-11 1994-04-15 Волжское объединение по производству легковых автомобилей Hinged pipe line joint
US5772254A (en) * 1995-12-20 1998-06-30 Eg&G Pressure Science, Inc. Modular joint, with a replaceable sealing sleeve
RU2216675C1 (en) * 2002-07-29 2003-11-20 Закрытое акционерное общество "Экспо" Swivel joint for pipe line

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU149284A1 (en) * 1960-06-17 1961-11-30 Е.С. Важнов High Pressure Swivel Joint
SU585363A1 (en) * 1973-06-01 1977-12-25 Balandin Yurij V Pipeline joint
RU2011102C1 (en) * 1990-10-11 1994-04-15 Волжское объединение по производству легковых автомобилей Hinged pipe line joint
US5772254A (en) * 1995-12-20 1998-06-30 Eg&G Pressure Science, Inc. Modular joint, with a replaceable sealing sleeve
RU2216675C1 (en) * 2002-07-29 2003-11-20 Закрытое акционерное общество "Экспо" Swivel joint for pipe line

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2400658A (en) Swing joint
US11105175B2 (en) Adjustable frac flow line
CA2975156C (en) Multi-way valve
US4194767A (en) Rotary joint
US7823885B2 (en) Dual seal assembly
AU2016361320B2 (en) Valve and valve coupling with reverse tapered shafts
RU2672994C1 (en) Device for unloading screw submersible pump and its bearing assembly, end seal assembly, safety valve and cam clutch
US10041599B2 (en) Multi-way valve and multi-way valve skid thereof
US3336057A (en) Bearing assembly
US2319543A (en) Continuous service expansion joint
CN106090238B (en) A kind of staggered device for sealing magnetic fluid of split-type
WO2011111488A1 (en) Fluid pressure cylinder
CN104769211A (en) Seal assembly for a casing hanger
CN104019303B (en) Self adaption double-sealing steel ball clamping submarine pipeline connector
WO2018086510A1 (en) Internal pressure type automatic compensation piston
RU2538196C1 (en) Pipeline connection
CN104033685A (en) Novel sleeve type expansion joint
US20130049357A1 (en) Swivel device
US2777714A (en) Clamp-lock swivel elbow
US10041593B2 (en) Piston ring assembly
RU2311525C2 (en) Tubing-casing annulus sealing device
CN110748723B (en) Flange connection
US2129433A (en) Blow-out preventer
CN203052054U (en) Nonmetal pipe fast connecting device
RU2488030C1 (en) Pipeline hinged joint

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161122