RU2538196C1 - Pipeline connection - Google Patents
Pipeline connection Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Joints Allowing Movement (AREA)
Abstract
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
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
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
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
Кольцевой поршень 4 при этом занимает промежуточное положение внутри кольцевой камеры 5.The
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
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
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
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
Claims (1)
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)
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 |
-
2013
- 2013-11-21 RU RU2013151940/06A patent/RU2538196C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
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 |