專利名稱：具有同軸堆疊的主副環(huán)形彈性體柔性元件的雙頭柔性管接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙頭柔性管接頭，該雙頭柔性管接頭具有從共同殼體的相對(duì)端 延伸出的第一延伸管和第二延伸管；至少第一環(huán)形彈性體柔性元件，該至少第一環(huán)形彈性 體柔性元件用于將第一延伸管安裝至殼體；以及第二環(huán)形彈性體柔性元件，該第二環(huán)形彈 性體柔性元件用于將第二延伸管安裝至殼體。
背景技術(shù)：
具有將一延長(zhǎng)部安裝至殼體的環(huán)形彈性體柔性元件的柔性接頭用于減小在浮式 海上設(shè)備與從浮式海上設(shè)備懸垂下來(lái)的立管和鏈條束之間由運(yùn)動(dòng)引起的應(yīng)力。典型地，柔 性元件包括由金屬或其它硬材料與多層彈性材料層交替構(gòu)成的球形墊片。這樣的柔性元件 能夠提供大約士 15度或更大的自由角位移，同時(shí)承受與柔性元件的尺寸成比例的軸向張 力。典型地，柔性元件的尺寸已被選擇以用于處理立管或鏈條束上的期望負(fù)載，并且柔性元 件已經(jīng)以各種尺寸制造并儲(chǔ)存，以用于處理各種標(biāo)準(zhǔn)尺寸的立管或鏈條束。立管用于將生產(chǎn)流體從海底向上傳輸?shù)礁∈胶Ｉ洗募装?，并且用于將生產(chǎn)流體 從船上傳輸至一條或多條輸出管線。由立管施加在柔性元件上的負(fù)載通常包括立管中的 張力；立管的角位移和旋轉(zhuǎn)；生產(chǎn)流體中的內(nèi)部壓力；以及來(lái)自生產(chǎn)流體的升高溫度。因 而，生產(chǎn)流體的內(nèi)部壓力和來(lái)自生產(chǎn)流體的升高溫度可能使對(duì)用于立管的柔性元件的選擇 比對(duì)用于鏈條束的柔性元件的選擇更難。對(duì)于不同的應(yīng)用，柔性管接頭在共同的殼體內(nèi)結(jié)合有多于一個(gè)柔性元件。例如，用 于立管的雙頭柔性管接頭具有在殼體中的第一柔性元件，該第一柔性元件用于將第一延 伸管安裝至殼體；以及在殼體中的第二柔性元件，該第二柔性元件用于將第二延伸管安裝 至殼體。兩根延伸管從共同的殼體沿相反的方向延伸。在這種方式中，雙頭柔性管接頭與 具有單個(gè)柔性元件的單頭柔性管接頭所能承受的角位移相比可承受雙倍角位移。該角位移 在雙頭柔性管接頭中的兩個(gè)柔性元件之間分擔(dān)，但是兩個(gè)柔性元件中的每一個(gè)承載立管的 相同的全部張力。這樣的雙頭柔性管接頭的實(shí)例可在下述文獻(xiàn)中找到在Herbert等人的 公布于1972年8月1日的美國(guó)專利3，680, 895 ；Herbert等人的公布于1978年1月17日 的美國(guó)專利4，068，864 (參見(jiàn)圖4)；以及Whightsil，Sr等人的公布于1992年7月28日的 美國(guó)專利5，133，578。柔性管接頭在共同的殼體中結(jié)合有多于一個(gè)柔性元件，以使得兩個(gè)柔性元件承受 相同的角位移，而這兩個(gè)柔性元件中的僅一個(gè)承載柔性管接頭上的拉伸負(fù)載。這樣的布置 可減小生產(chǎn)流體在每個(gè)柔性元件上的壓力，并且提供主要和后備的密封機(jī)構(gòu)，以用于抑制 (contain)管接頭內(nèi)的加壓生產(chǎn)流體。然而，這些構(gòu)思中的柔性元件為了適當(dāng)?shù)墓δ苄枰M(jìn) 行預(yù)壓縮；事實(shí)上減少了柔性元件的使用壽命。因而，這些設(shè)計(jì)使得兩個(gè)柔性元件既用于承 載管上的軸向負(fù)載又用于抑制壓力的使用低效率。這樣的柔性管接頭的實(shí)例可在下述文獻(xiàn) 中找到Schwemmer的公布于1980年1月15日的美國(guó)專利4，183，556 ；Ohrt的公布于1978年1月17日的美國(guó)專利4，068，868 ；Peppel等人的公布于1988年11月15日的美國(guó)專利 4，784，410 ；以及P印pel等人的公布于1991年1月15日的美國(guó)專利4，984，827。在共同的殼體中具有兩個(gè)柔性元件并且在兩個(gè)柔性元件上具有不同水平的軸向 預(yù)壓縮的管接頭在Lamy等人的公布于1983年11月23日的美國(guó)專利4，416，473中公開(kāi)。 兩個(gè)柔性元件布置在共同的旋轉(zhuǎn)中心的相對(duì)側(cè)上。管接頭具有形成球面支承件的套環(huán)和凸 緣，從而在軸向壓縮下允許角位移但是阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)(Larny，第5欄第2_8行)。一個(gè)具 有較大直徑的柔性元件承受軸向拉伸負(fù)載。另一個(gè)具有較小的直徑的柔性元件設(shè)計(jì)用于 確保僅僅密封管內(nèi)的流體(Larny，第5欄第16-34行)期望的軸向預(yù)應(yīng)力通過(guò)向上較緊地 拉伸螺栓以閉合圓柱形開(kāi)口的間隙而被施加至具有較小直徑的柔性元件。(Lamy，第6欄第 30-46 行)

發(fā)明內(nèi)容
為了處理柔性管接頭內(nèi)的高流體壓力，期望柔性管接頭包括至少一個(gè)用于處理 管接頭上的軸向負(fù)載的主彈性體柔性元件；以及至少一個(gè)特別設(shè)計(jì)用于抑制柔性管接頭內(nèi) 的流體壓力并消除主柔性元件上的流體壓力的副彈性體柔性元件。通過(guò)消除主柔性元件上 的流體壓力，可減小主柔性元件的尺寸，以及可延長(zhǎng)主柔性元件的壽命。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種雙頭柔性管接頭。雙頭柔性管接頭包括外部 殼體；從外部殼體的第一端延伸出的第一延伸管；從外部殼體的第二端延伸出的第二延伸 管；設(shè)置在外部殼體內(nèi)并將第一延伸管安裝至外部殼體內(nèi)的環(huán)形彈性體的第一主柔性元 件；以及設(shè)置在外部殼體中并將第二延伸管安裝至外部殼體的環(huán)形彈性體的第二主柔性元 件。雙頭柔性管接頭還包括布置在外部殼體內(nèi)的內(nèi)部殼體；布置在內(nèi)部殼體中并將第一 延伸管安裝至內(nèi)部殼體的環(huán)形彈性體的第一副柔性元件；以及設(shè)置在內(nèi)部殼體中并將第二 延伸管安裝至內(nèi)部殼體的環(huán)形彈性體的第二副柔性元件。第一延伸管和第二延伸管上的張 力將第一主柔性元件和第二主柔性元件中的每一個(gè)以及第一副柔性元件和第二副柔性元 件中的每一個(gè)置于壓縮中。此外，第一副柔性元件和第二副柔性元件安裝至內(nèi)部殼體，用于 抑制第一延伸管和第二延伸管內(nèi)的流體壓力，以使得第一主柔性元件和第二主柔性元件不 承受第一延伸管和第二延伸管內(nèi)的流體壓力。根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種雙頭柔性管接頭。雙頭柔性管接頭包括具有 第一端和第二端的外部殼體；從外部殼體的第一端延伸出的第一延伸管，該第一延伸管具 有位于外部殼體內(nèi)的內(nèi)部凸緣和位于外部殼體內(nèi)的外部凸緣；環(huán)形彈性體的第一主柔性元 件，該第一主柔性元件設(shè)置在外部殼體內(nèi)并且將第一延伸管的外部凸緣安裝至外部殼體; 從外部殼體的第二端延伸出的第二延伸管，該第二延伸管具有位于外部殼體內(nèi)的內(nèi)部凸緣 和位于外部殼體內(nèi)的外部凸緣；以及環(huán)形彈性體的第二主柔性元件，該第二主柔性元件布 置在外部殼體內(nèi)并將第二延伸管的外部凸緣安裝至外部殼體。雙頭柔性管接頭還包括設(shè)置 在外部殼體內(nèi)的內(nèi)部殼體。第一延伸管的內(nèi)部凸緣設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)，并且第二延伸管的 內(nèi)部凸緣設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)。雙頭柔性管接頭還包括環(huán)形彈性體的第一副柔性元件，該第 一副柔性元件布置在內(nèi)部殼體內(nèi)并將第一延伸部的內(nèi)部凸緣安裝至內(nèi)部殼體；以及環(huán)形彈 性體的第二副柔性元件，該第二副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)并將第二延伸管的內(nèi)部凸緣 安裝至內(nèi)部殼體。第一延伸管和第二延伸管上的張力將第一主柔性元件和第二主柔性元件中的每一個(gè)以及第一副柔性元件和第二副柔性元件中的每一個(gè)置于壓縮中。此外，第一副 柔性元件和第二副柔性元件安裝至內(nèi)部殼體，用于抑制第一延伸管和第二延伸管內(nèi)的流體 壓力，以使得第一主柔性元件和第二主柔性元件不承受第一延伸管和第二延伸管內(nèi)的流體 壓力。根據(jù)再一方面，本發(fā)明提供了一種雙頭柔性管接頭。雙頭柔性管接頭包括具有 第一端和第二端的外部殼體；從外部殼體的第一端延伸出的第一延伸管，該第一延伸管具 有位于外部殼體內(nèi)的內(nèi)部凸緣和位于外部殼體內(nèi)的外部凸緣；環(huán)形彈性體的第一主柔性元 件，該第一主柔性元件設(shè)置在外部殼體內(nèi)并且將第一延伸管的外部凸緣安裝至外部殼體; 從外部殼體的第二端延伸出的第二延伸管，該第二延伸管具有位于外部殼體內(nèi)的內(nèi)部凸緣 和位于外部殼體內(nèi)的外部凸緣；以及環(huán)形彈性體的第二主柔性元件，該第二主柔性元件布 置在外部殼體內(nèi)并將第二延伸管的外部凸緣安裝至外部殼體。該雙頭柔性管接頭還包括設(shè) 置在外部殼體內(nèi)的內(nèi)部殼體。第一延伸管的內(nèi)部凸緣設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)，并且第二延伸管 的內(nèi)部凸緣設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)。雙頭柔性管接頭還包括環(huán)形彈性體的第一副柔性元件，該 第一副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)并將第一延伸部的內(nèi)部凸緣安裝至內(nèi)部殼體；以及環(huán)形 彈性體的第二副柔性元件，該第二副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)并將第二延伸管的內(nèi)部凸 緣安裝至內(nèi)部殼體。第一延伸管和第二延伸管上的張力將第一主柔性元件和第二主柔性元 件中的每一個(gè)以及第一副柔性元件和第二副柔性元件中的每一個(gè)置于壓縮中。另外，第一 主柔性元件和第二主柔性元件以及第一副柔性元件和第二副柔性元件以同軸的方式堆疊 并且共享共同的旋轉(zhuǎn)中心。第一主柔性元件和第二主柔性元件從共同的旋轉(zhuǎn)中心以共同的 第一半徑設(shè)置，第一副柔性元件和第二副柔性元件從共同的旋轉(zhuǎn)中心以共同的第二半徑設(shè) 置，并且第二半徑小于第一半徑。


下面將參照附圖描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中圖1是張力腿平臺(tái)(TLP)的示意圖，該張力腿平臺(tái)包括呈懸鏈線構(gòu)型的采油立管 和輸出立管；圖2是用于圖1的立管中的雙頭柔性管接頭的主視圖；圖3是圖2所示的雙頭柔性管接頭的前半部分的等軸測(cè)視圖；圖4是雙頭柔性管接頭沿圖2中的線4-4的橫向剖視圖；圖5是圖2所示的雙頭柔性管接頭的后半部分的等軸測(cè)視圖；圖6示出了用于柔性管接頭的延伸管的軸線之間的角位移的情況的圖2的雙頭柔 性管接頭的球窩接頭；圖7示出了用于柔性管接頭的延伸管上的軸向張力的情況的圖2的雙頭柔性管接 頭的球窩接頭；圖8示出了用于柔性管接頭的延伸管的軸線之間的角位移與延伸管上的軸向張 力相結(jié)合的情況的圖2的雙頭柔性管接頭的球窩接頭；圖9是用作圖2的雙頭柔性管接頭的球窩接頭中的隔熱罩的替代結(jié)構(gòu)；圖10示出了將圖9所示的隔熱罩的部件組裝在一起的步驟；以及圖11示出了用于圖9的隔熱罩中的彈簧的俯視圖。
雖然發(fā)明可容許各種變形和替代形式，但是本發(fā)明的具體實(shí)施例已經(jīng)在附圖中示 出并將進(jìn)行詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解的是，這并不用于將本發(fā)明限制為所示的特定形式，相 反地，本發(fā)明將涵蓋落入所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的所有變形、等同物和替 代物。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，圖1示出了漂浮在水面11上的總體標(biāo)記為10的海上鉆井和生產(chǎn)船。浮 式船特別是一種張力腿平臺(tái)(TLP)，該張力腿平臺(tái)借助于鏈條束13、14和基礎(chǔ)板15、16固定 至海床12。盡管在圖1中不可見(jiàn)，有一組從TLP平臺(tái)10的四個(gè)角部中的每一個(gè)懸垂到四個(gè) 基礎(chǔ)板15、16中的相應(yīng)一個(gè)的鏈條束。此外，TLP平臺(tái)10的四個(gè)較低角部中的每一個(gè)通過(guò) 相應(yīng)的橫向錨纜17、18進(jìn)行固定，這些錨纜用于使平臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)并且抵抗橫向暴風(fēng)負(fù)載。為了將鉆井流體和鉆柱從TLP傳送到海床12中的井孔19，以及為了在已經(jīng)完成鉆 井時(shí)從井中移走碳?xì)浠衔?，采油立?總體標(biāo)記為20)從井孔19向上延伸到TLP10。該 立管20包括很多由雙頭柔性管接頭22連接的剛性管段21。也在圖1中示出的是，輸出立管(總體標(biāo)記為24)呈懸鏈線構(gòu)型從TLPlO的腿懸垂 下來(lái)并且觸及海床12。輸出立管24例如是一種從TLPlO到岸上設(shè)備(未示出)的管線，或 者是一種從TLPlO到用于裝載浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油和卸油船(FPSO)的浮標(biāo)系統(tǒng)的管線。輸出立管 24類似于采油立管20是因?yàn)樗ㄔS多由雙頭柔性管接頭26連接的剛性管段25。在立 管24的頂部處的單頭柔性管接頭27安裝在帶側(cè)入口槽的容器34中，該容器附接至TLPlO 的腿。用于立管的柔性接頭以各種尺寸制造和儲(chǔ)存，以用于處理各種標(biāo)準(zhǔn)尺寸的立管。 然而，發(fā)生下述情況期望增加用于給定殼體尺寸的雙頭柔性接頭的負(fù)載承受能力或者使 用壽命。例如，存在一種在水面11以下深度日益增加的海床中以及在海床12以下日益增 加的深度處鉆出海上井的趨勢(shì)。水面以下深度日益增加的海床中的海上井需要較長(zhǎng)的立 管，該較長(zhǎng)的立管使得柔性管接頭在暴風(fēng)期間承受源于深水涌流和浮式海上平臺(tái)的位移的 增大的軸向、角位移和扭轉(zhuǎn)負(fù)載。在海床以下日益增加的深度處的海上井以增加的溫度和 壓力生產(chǎn)出生產(chǎn)流體。在柔性管接頭傳送高溫生產(chǎn)流體時(shí)，過(guò)度的峰值負(fù)載尤其麻煩。例如，傳統(tǒng)的柔性 管接頭中的彈性體在承受超過(guò)大約180° F(82°C)的溫度時(shí)退化。在正常負(fù)載下，在高溫 下操作將以或多或少可預(yù)測(cè)的方式縮短柔性管接頭的使用壽命。在過(guò)度峰值負(fù)載情況下， 在高溫下操作可快速導(dǎo)致對(duì)更換柔性管接頭中的柔性元件的需要。對(duì)于高溫生產(chǎn)流體的連續(xù)處理，可保護(hù)傳統(tǒng)的彈性體柔性元件免受生產(chǎn)流體的 熱，以使得柔性元件不承受超過(guò)180° F(820C )的溫度。例如，在Moses等人的公布于2008 年3月11日的美國(guó)專利7，341，283中描述了一種包括適當(dāng)?shù)母魺嵴值母邷厝嵝怨芙宇^。 方便的是將用于單頭柔性管接頭23和27的這種高溫柔性管接頭安裝至圖1的TLP10。然 而，圖1中的雙頭柔性管接頭22和26在處理高溫生產(chǎn)流體時(shí)承擔(dān)另外的任務(wù)。一項(xiàng)任務(wù) 是期望雙頭柔性管接頭22和26尺寸和重量較小。另一項(xiàng)任務(wù)是向雙頭柔性管接頭上的峰 值軸向壓縮負(fù)載提供阻力。期望雙頭柔性管接頭重量較小是因?yàn)榱⒐苤械碾p頭柔性管接頭的重量增加了立管的頂部處的軸向張力負(fù)載。較小的尺寸和重量還趨于降低制造、運(yùn)輸以及安裝雙頭柔性 管接頭的成本。期望雙頭柔性管接頭抵抗峰值軸向壓縮負(fù)載。在立管20、24的頂部處的單頭柔性 管接頭23、34不太可能承受峰值軸向壓縮負(fù)載，因?yàn)樗鼈兺ǔ３惺軄?lái)自立管重量的軸向張 力。然而，立管底部附近的雙頭柔性管接頭承受大體上減小的軸向張力，這可能更容易被在 暴風(fēng)期間來(lái)自深水涌流和浮式海上平臺(tái)位移的壓縮力克服。為了處理雙頭柔性管接頭內(nèi)的高流體壓力，期望柔性管接頭包括副彈性體柔性元 件，該副彈性體柔性元件特別設(shè)計(jì)用于抑制柔性管接頭內(nèi)的生產(chǎn)流體壓力。通過(guò)抑制柔性 管接頭內(nèi)的生產(chǎn)流體壓力，副柔性元件可消除主柔性元件上的生產(chǎn)流體壓力，該主柔性元 件傳送柔性管接頭上的大部分軸向負(fù)載、角位移負(fù)載和扭轉(zhuǎn)負(fù)載。通過(guò)消除主柔性元件上 的生產(chǎn)流體壓力，可減小主柔性元件的尺寸，以及可延長(zhǎng)它們的壽命。然而，主柔性元件尺 寸的減小不應(yīng)要求明顯增大柔性接頭的總尺寸以容納副彈性體柔性元件。此外，期望設(shè)置 不承受來(lái)自柔性管接頭上的軸向壓縮負(fù)載的軸向壓縮的副柔性元件。圖2更詳細(xì)地示出了優(yōu)選的雙頭柔性管接頭26。柔性管接頭26具有圓柱形外 部殼體50 ；從外部殼體50的上端延伸出的上部延伸管51 ；以及從外部殼體50的下端延伸 出的下部延伸管52。外部殼體50包括通過(guò)螺栓55緊固在一起的上半部53和下半部54。如在圖3中 更清楚地示出的，螺栓55的頭部設(shè)置在六個(gè)上部窗口 56、57、58等中，所述上部窗口沿外 部殼體50的上半部53的外部周邊切割出并且圍繞外部殼體的圓周間隔開(kāi)。上部窗口 56、 57,58中的每一個(gè)接收四個(gè)螺栓55。外部殼體的下半部54的外部周邊也具有六個(gè)下部窗 口 65、66、67等，所述下部窗口沿外部殼體50的下半部54的外部周邊切割出并且圍繞外部 殼體的外部圓周間隔開(kāi)。上部窗口 56、57、58和下部窗口 65、66、67等允許海水循環(huán)，以用 于當(dāng)高溫生產(chǎn)流體通過(guò)柔性管接頭在延伸管51、52之間傳送時(shí)從柔性管接頭26去除熱。如圖4所示，上部主環(huán)形彈性體柔性元件71將上部延伸管51安裝至外部殼體的 上半部53。特別地，上部主柔性接頭71的彈性體結(jié)合至上部負(fù)載環(huán)72，并且上部主柔性接 頭71的彈性體結(jié)合至上部延伸管51的外部凸緣73。上部負(fù)載環(huán)72坐落于外部殼體50的 上半部53中。以類似的方式，下部主環(huán)形彈性體柔性接頭74將下部延伸管52安裝至外部 殼體50的下半部54。特別地，下部主柔性接頭74的彈性體結(jié)合至下部負(fù)載環(huán)75，并且下 部主柔性接頭74的彈性體結(jié)合至下部延伸管52的外部凸緣76。下部負(fù)載環(huán)75坐落于外 部殼體50的下半部54中。上部主柔性元件71和下部主柔性元件74以同軸的方式環(huán)繞柔性管接頭26的中 心縱軸線77堆疊。上部主柔性元件71和下部主柔性元件74還共享共同的旋轉(zhuǎn)中心78，并 且從旋轉(zhuǎn)中心以相同的半徑R1布置。上部主柔性元件71和下部主柔性元件74還具有類 似的形狀和組成，以使得由上部延伸管51和下部延伸管52作用在柔性管接頭26上的軸向 張力負(fù)載、角位移負(fù)載和扭轉(zhuǎn)負(fù)載在主柔性元件71、74之間分擔(dān)。從上部延伸管51和下部 延伸管52作用在柔性管接頭26上的負(fù)載導(dǎo)致上部主柔性元件71中的變形或應(yīng)變，并且導(dǎo) 致下部主柔性元件74中的變形或應(yīng)變，以使得在上部主柔性元件72中所導(dǎo)致的變形或應(yīng) 變基本上與在下部主柔性元件74中所導(dǎo)致的變形或應(yīng)變相同。為了增強(qiáng)用于給定外部殼體尺寸的雙頭柔性管接頭26的負(fù)載承受能力或使用壽命，許多副環(huán)形彈性體柔性元件81、82被包括在外部殼體50中。主柔性元件71、74處理柔 性管接頭上的軸向張力負(fù)載、角位移負(fù)載和扭轉(zhuǎn)負(fù)載，而副柔性元件81、82抑制柔性管接 頭內(nèi)的生產(chǎn)流體壓力。特別地，主柔性元件71、74確保管接頭上軸向張力負(fù)載和角位移負(fù) 載并不導(dǎo)致對(duì)于副柔性元件81、82來(lái)說(shuō)過(guò)度的軸向位移或角位移。副柔性元件消除了主柔 性元件上的生產(chǎn)流體壓力。圖4示出了一種包括上部副柔性元件81和下部副柔性元件82的優(yōu)選構(gòu)造。副柔 性元件81和82以同軸的方式繞管接頭沈的中心縱軸線77堆疊。副柔性元件81和82還 與主柔性元件71和74共享共同的旋轉(zhuǎn)中心78，并且從旋轉(zhuǎn)中心以共同的半徑&布置。副 柔性元件81和82的共同半徑&小于主柔性元件81和82的共同半徑禮。此外，副柔性元 件81和82安裝至內(nèi)部殼體80以及上部延伸管51和下部延伸管52，從而使副柔性元件抑 制延伸管內(nèi)的生產(chǎn)流體壓力，以使得主柔性元件71、74不承受生產(chǎn)流體壓力。如圖4所示，上部副柔性元件81將上部延伸管51安裝至內(nèi)部殼體80的上半部 83，并且下部副柔性元件82將下部延伸管52安裝至內(nèi)部殼體的下半部84。特別地，上部副 柔性元件81的彈性體結(jié)合至內(nèi)部殼體80的上半部83，而且上部副柔性元件81的彈性體結(jié) 合至上部延伸管51的內(nèi)部凸緣85。特別地，下部副柔性元件82的彈性體結(jié)合至內(nèi)部殼體 80的下半部84，而且下部副柔性元件82的彈性體結(jié)合下部延伸管52的內(nèi)部凸緣86。內(nèi)部殼體80設(shè)置在外部殼體50內(nèi)。環(huán)形排列的一系列螺栓88、89將內(nèi)部殼體80 的上半部83緊固至內(nèi)部殼體的下半部84。彈性0形環(huán)91被夾緊在內(nèi)部殼體80的上半部 83與內(nèi)部殼體的下半部84之間，以抑制內(nèi)部殼體內(nèi)的生產(chǎn)流體壓力。主柔性元件71、74和延伸管51、52的外部凸緣73、76被構(gòu)造成封閉在外部殼體50 內(nèi)，以使得施加給上部延伸管51和下部延伸管52上的張力將主柔性元件置于壓縮中。以 類似的方式，副柔性元件81、82和延伸管51、52的內(nèi)部凸緣85、86被構(gòu)造成封閉在內(nèi)部殼 體80內(nèi)，以使得施加給上部延伸管51和下部延伸管52的張力將副柔性元件81、82置于壓 縮中。這是期望的，因?yàn)樵谡Ｇ闆r下，當(dāng)雙頭柔性管接頭沈用于立管中時(shí)，張力施加給上 部延伸管51和下部延伸管52，并且主彈性體柔性元件71、74和副彈性體柔性元件81、82可 經(jīng)受比張力更大水平的壓縮。然而，期望的是，柔性管接頭50在非正常情況下經(jīng)得起施加 給上部延伸管51和下部延伸管52的高水平的軸向壓縮力。為了使柔性管接頭沈在非正常情況下經(jīng)得起高水平的軸向壓縮力，球窩接頭100 繞著共同的旋轉(zhuǎn)中心78設(shè)置，并且安裝在上部延伸管51的內(nèi)部凸緣85與下部延伸管52 的內(nèi)部凸緣86之間。球窩接頭100包括插入到上部延伸管51中的上部段101和插入到下 部延伸管52的下部段102。隔熱罩103繞著共同的旋轉(zhuǎn)中心78布置在球窩接頭100的上部段101與下部段 102之間。隔熱罩103呈現(xiàn)具有軸向圓柱形孔和軸向外部圓柱形表面的球體形式。隔熱罩 103的外部圓柱形表面配合在球窩接頭100的上部段101中的圓柱形凹槽內(nèi)。隔熱罩103 自身包括上部段104和下部段105。如下面參照?qǐng)D6、7、8進(jìn)一步描述的，球窩接頭100和隔熱罩103被構(gòu)造成允許上 部段101、104相對(duì)于下部段102、105有一些軸向位移以及允許上部段101、104相對(duì)于下部 段102、105有角位移和旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)阻擋來(lái)自延伸管51、52內(nèi)的熱生產(chǎn)流體的熱向副柔 性元件81、82的流動(dòng)。此外，為了輔助主柔性元件71、74和副柔性元件81、82的冷卻，上部延伸管51的外部凸緣73設(shè)置有環(huán)形排列的一系列軸向孔106、107，以允許海水通過(guò)外部殼 體中的上部窗口 56、57、58等以及通過(guò)上部主柔性元件71中的系列孔106、107進(jìn)行對(duì)流循 環(huán)。以類似的方式，下部延伸管52的外部凸緣76設(shè)置有環(huán)形排列的系列軸向孔108、109， 以允許通過(guò)下部主柔性元件74中的一系列孔108、109以及通過(guò)外部殼體50中的下部窗口 65、66、67等進(jìn)行對(duì)流循環(huán)。在使用中，當(dāng)通過(guò)立管或通過(guò)海底管線傳送生產(chǎn)流體時(shí)，生產(chǎn)流體沿著中心軸線 77在延伸管51、52之間流動(dòng)并且流動(dòng)通過(guò)球窩接頭100以及通過(guò)隔熱罩103。為了構(gòu)造柔性管接頭沈，兩個(gè)主柔性元件71、74中的每一個(gè)以及兩個(gè)副柔性元件 81,82中的每一個(gè)單獨(dú)模制。每個(gè)柔性元件71、74、81、84包括由金屬或者其它硬材料與彈 性體材料層交替構(gòu)成的球形墊片。加固和彈性體材料的交替層被夾在模具中并承受熱量和 壓力，以形成一體模制組件。例如，在McGregor的公布于1987年11月M日的美國(guó)專利 4，708，758的圖5中以及第5欄第47行至第6欄第2行中可找到模制過(guò)程的細(xì)節(jié)。因?yàn)橹魅嵝栽?1、74通過(guò)海水的循環(huán)而被冷卻，并且不承受生產(chǎn)流體壓力，它 們可由傳統(tǒng)的彈性體模制而成，該彈性體比如是包括40%到45%的炭黑和/或硅填料的硫 化丁腈橡膠(NBR)。另一方面，副柔性元件81、82可由更耐熱的彈性體復(fù)合材料模制而成， 該更耐熱的彈性體復(fù)合材料具有較低的彈性模量，這是因?yàn)楦比嵝栽ㄟ^(guò)海水的循環(huán)而 冷卻得不太好并且不需要向柔性管接頭上的軸向張力、角位移或者扭轉(zhuǎn)負(fù)載提供大的阻 力。例如，副柔性元件81、82可由包括5-10%的炭黑和/或硅填料的硫化丁腈橡膠(NBR) 模制而成，或者副柔性元件81、82可由更耐熱的彈性體模制而成，該更耐熱的彈性體比如 是過(guò)氧化固化(peroxide-cured)的氫化丁腈橡膠(HNBR)。上部主柔性元件71的模制生產(chǎn)出上部主柔性元件組件，該上部主柔性元件組件 包括上部主柔性元件71、上部負(fù)載環(huán)72和包括外部凸緣73的上部延伸管51。下部主柔性 元件74的模制生產(chǎn)出下部主柔性元件組件，該下部主柔性元件組件包括下部主柔性元件 74、下部負(fù)載環(huán)75以及包括外部凸緣76的下部延伸管52。相同的模具可用于模制上部主 柔性元件71和下部主柔性元件74。上部副柔性元件81的模制生產(chǎn)出上部副柔性元件組件，該上部副柔性元件組件 包括上部副柔性元件81、內(nèi)部殼體80的上半部83以及上部延伸管51的內(nèi)部凸緣85。在 上部副柔性元件81被模制時(shí)，內(nèi)部凸緣85尚未組裝到上部延伸管51上。下部副柔性元件 82的模制生產(chǎn)出下部副柔性元件組件，該下部副柔性元件組件包括下部副柔性元件82、內(nèi) 部殼體80的下半部84以及下部延伸管52的內(nèi)部凸緣86。在下部副柔性元件82被模制 時(shí)，內(nèi)部凸緣86尚未組裝到下部延伸管52上。相同的模具可用于模制上部副柔性元件81 和下部副柔性元件82。在柔性元件已被模制之后，通過(guò)將內(nèi)部凸緣85插到上部延伸管51 (該部件此時(shí)保 持上下倒置)上以及在內(nèi)部延伸管51內(nèi)形成用于將內(nèi)部凸緣85焊接至上部延伸管的環(huán)形 焊縫110來(lái)將上部主柔性元件組件聯(lián)接至上部副柔性元件組件。以類似的方式，通過(guò)將內(nèi) 部凸緣86插到下部延伸管52上以及在下部延伸管52內(nèi)形成用于將內(nèi)部凸緣86焊接至下 部延伸管的環(huán)形焊縫111來(lái)將下部主柔性元件組件聯(lián)接至下部副柔性元件組件。隔熱罩103的上部段104被插入球窩接頭100的上部段110(該部件此時(shí)保持上 下倒置)中，以及在內(nèi)部段101內(nèi)形成環(huán)形焊縫112以將隔熱罩103的上部段104焊接至球窩接頭100的上部段。然后，球窩接頭100的上部段101被插入上部延伸管51中(該部 件此時(shí)保持上下倒置)，以及在上部延伸管51內(nèi)形成環(huán)形焊縫113以將球窩接頭的上部段 101焊接至上部延伸管51。然后，隔熱罩103的下部段105被組裝到隔熱罩103的上部段 103中。以類似的方式，球窩接頭100的下部段102被插入下部延伸管52中，以及在下部延 伸管52內(nèi)形成環(huán)形焊縫114以將球窩接頭100的下部段102焊接至下部延伸管52。然后，0形環(huán)91被放置在內(nèi)部殼體80(該部件此時(shí)保持上下倒置)的上部段83 上，以及球窩接頭100的下部段102被組裝到球窩接頭100的上部段101上，以使得隔熱罩 103被封閉在該球窩接頭100的上部段101和下部段102之間，并且下部柔性接頭組件被組 裝在上部柔性接頭組件，以閉合內(nèi)部殼體83和閉合外部殼體50。然后，螺栓88、89等被插 入穿過(guò)外部殼體50中的下部窗口 65、66、67等，并且被擰緊以便將內(nèi)部殼體50的下半部84 固定至內(nèi)部殼體的上半部83。然后，螺栓61、62等被插入穿過(guò)外部殼體中的上部窗口 56、 57,58等，并且被擰緊以便將外部殼體50的上半部53固定至外部殼體的下半部M。圖6示出了球窩接頭100，該球窩接頭容許延伸管之間的最大角位移高達(dá)大約15 度。圖7示出了球窩接頭100，該球窩接頭在延伸管之間的零角位移的情況下容許最 大級(jí)別的軸向張力。這種情況下，存在球窩接頭100的上部段101相對(duì)于下部段102的軸 向位移，以使得上部段101遠(yuǎn)離下部段102移置。該相對(duì)軸向位移在上部段101和下部段 102的相應(yīng)配合球形表面115和116之間產(chǎn)生小間隙。然而，存在隔熱罩100的下部段105 相對(duì)于球窩接頭的上部段101的類似的相對(duì)軸向位移，以使得在隔熱罩的下部段105下端 處和隔熱罩的下部段105處的相應(yīng)配合球形表面117和118之間緊密接觸。特別地，隔熱 罩的下部段105具有外部圓柱形表面120，該外部圓柱形表面與球窩接頭的上部段101的配 合的內(nèi)部圓柱形表面119具有寬松的間隙配合。所以，在重力作用下，隔熱罩100的下部段 105相對(duì)于球窩接頭100的上部段101軸向運(yùn)動(dòng)，直到下部段105的下部圓柱形表面118倚 靠在球窩接頭的下部段102的配合的圓柱形表面118上。圖8示出了球窩接頭100，該球窩接頭容許延伸管之間的最大角位移以及軸向位 移。球窩接頭100的上部段101與隔熱罩的下部段105之間的寬松的間隙配合允許下部段 105繞著上部段101旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)相對(duì)于上部段101軸向運(yùn)動(dòng)以便與球窩接頭的下部段 102保持緊密接觸。從圖4和6中顯而易見(jiàn)的是，隔熱罩103的上部段104和下部段105可由金屬合 金構(gòu)造而成，以便增強(qiáng)球窩接頭100的上部段101和下部段102彼此接合的能力，從而抵抗 延伸管上的軸向壓縮力。例如，外部殼體50、延伸管51、52、延伸管凸緣73、76、85、86、內(nèi)部 殼體80、球窩接頭100和隔熱罩104全部可由比如ASTM A 707高強(qiáng)度低碳鋼的低碳鋼制 成。為了以額外成本額外地抵制熱，隔熱罩103、或者隔熱罩103和球窩接頭100、或者隔熱 罩103、球窩接頭100和內(nèi)部凸緣85、86，可由低導(dǎo)熱率的金屬合金制成，該金屬合金比如為 鎳鉻鐵合金。優(yōu)選的鎳鉻鐵合金是Inconel牌的合金，其包含最少72%的鎳和鈷、14-17% 的鉻和6-10%的鐵，比如76%鎳、17%鉻和7%鐵。通過(guò)稍微縮短隔熱罩103的上部段104和下部段105的軸向長(zhǎng)度，延伸管51、52 上的任何軸向壓縮負(fù)載將完全由球窩接頭100承受，并且延伸管51、52上的軸向壓縮負(fù)載 完全不由隔熱罩103承受。在這種情況下，可能制成由具有較低導(dǎo)熱率和較低強(qiáng)度的材料構(gòu)成的隔熱罩103。例如，隔熱罩103可由陶瓷或陶瓷復(fù)合材料、或者聚合體或聚合體 復(fù)合材料制成。例如，優(yōu)選的聚合體復(fù)合材料是具有由30%任意取向的切碎的玻璃纖維 (randomly-oriented chopped glass fiber)的聚醚醚酮(PEEK)。例如，該 PEEK 材料的等 級(jí)為 450GL30,其由 Hillhouselnternational, Thornton Cleveleys, Lancashier, FY5 4QD England 的 Victrex pic 生產(chǎn)。除了重力之外，球窩接頭100和隔熱罩103的組件可設(shè)置有用于在改變延伸管上 的軸向張力時(shí)保持隔熱罩103的下部段105與球窩接頭的下部段102接合的方式。因此， 在柔性管接頭用于水平海底管線時(shí)或者在柔性管接頭上下倒置安裝時(shí)可保持該接合。一種 提供這種方式的方法是使隔熱罩103的下部段105永久磁化，以使得其磁性地吸附到球窩 接頭100的下部段102。另一種提供這種方式的方法是在組件中包括適當(dāng)?shù)膹椈?。為了使隔熱?03的下部段105永久磁化以使得其磁性地吸附到球窩接頭100的 下部段102，隔熱罩的下部段102由能夠在生產(chǎn)流體的溫度下保持永久磁性的材料制成，而 且球窩接頭的下部段102由在生產(chǎn)流體的溫度下具有鐵磁性的材料制成。例如，隔熱罩104 的下部段102由永磁性鋼或者鋁鎳鈷(ALNICO)合金制成，并且球窩接頭100的下部段102 由ASTM A707高強(qiáng)度低碳鋼制成。例如，永磁性鋼是主要由鐵構(gòu)成并且具有0. 15-0. 3%的 碳的淬火碳鋼，或者是主要由鐵構(gòu)成并且具有30-40%的鈷、5-9%的鎢以及1.5-3%的鉻 的淬火鈷鋼。例如，鋁鎳鈷合金是鋁鎳鈷合金11，其具有7%的鋁，24%的鈷，3%銅，30%的 鐵，14%的鎳，1. 5%的硅以及0. 3%的鈦。例如在圖7中所示的組件中，隔熱罩104的下部 段102通過(guò)在圖7中在環(huán)面120中放置電磁線圈并且用電流脈沖調(diào)制電磁線圈而被磁化。圖9、10和11示出了用于由比如用玻璃纖維加固的聚醚醚酮(PEEK)的聚合體制 成的隔熱罩130中的彈簧133。彈簧133具有外部直徑和內(nèi)部直徑，該外部直徑稍微小于隔 熱罩的下部段132的外部直徑，該內(nèi)部直徑與下部段132頂部的內(nèi)部直徑相匹配。因此，彈 簧133裝配在下部段132的頂部上介于隔熱罩130的上部段131與下部段132之間。彈簧 133可具有各種可能的形狀中任一種，比如螺旋形或者具有多個(gè)突出片的圓柱形。如圖10和11所示，彈簧123具有環(huán)繞其圓周的多個(gè)向上突出的片。當(dāng)隔熱罩的 上部段131和下部段132被強(qiáng)力合在一起時(shí)，彈簧123呈現(xiàn)平板構(gòu)型。根據(jù)上述內(nèi)容，已經(jīng)描述了一種雙頭柔性接頭，該雙頭柔性接頭具有從外部殼體 的相對(duì)端延伸出的第一延伸管和第二延伸管，和將第一延伸管和第二延伸管安裝至外部殼 體的環(huán)形彈性體的第一主柔性元件和環(huán)形彈性體的第二主柔性元件。內(nèi)部殼體設(shè)置在外部 殼體中，并且環(huán)形彈性體的第一副柔性元件和第二副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體中，并將第 一延伸管和第二延伸管安裝至內(nèi)部殼體。第一延伸管和第二延伸管上的張力將第一主柔 性元件和第二主柔性元件中的每一個(gè)以及第一副柔性元件和第二副柔性元件中的每一個(gè) 置于壓縮中。第一副柔性元件和第二副柔性元件抑制第一延伸管和第二延伸管內(nèi)的流體壓 力，以使得第一主柔性元件和第二主柔性元件不經(jīng)受第一延伸管和第二延伸管內(nèi)的流體壓 力。所以，主柔性元件特別設(shè)計(jì)用于承載柔性管接頭上的角位移以及大部分軸向負(fù)載和扭 轉(zhuǎn)負(fù)載。而副柔性元件設(shè)計(jì)用于也承載角位移，但是特別用于承載流體壓力負(fù)載，這導(dǎo)致了 雙頭柔性管接頭更加緊湊且重量輕。
權(quán)利要求
1.一種雙頭柔性管接頭，所述雙頭柔性管接頭包括外部殼體；從殼體的第一端延伸出的第一延伸管；從殼體的第二端延伸出的第二延伸管；環(huán)形彈性體的第一主柔性元件，所述第一主柔性元件設(shè)置在殼體中并將第一延伸管安 裝至殼體；環(huán)形彈性體的第二主柔性元件，所述第二主柔性元件設(shè)置在殼體中并將第二延伸管安 裝至殼體；設(shè)置在外部殼體內(nèi)的內(nèi)部殼體；環(huán)形彈性體的第一副柔性元件，所述第一副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體中并將第一延伸 管安裝至內(nèi)部殼體；以及環(huán)形彈性體的第二副柔性元件，所述第二副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體中并將第二延伸 管安裝至內(nèi)部殼體；其中，第一延伸管和第二延伸管上的張力將第一主柔性元件和第二主柔性元件中的每 一個(gè)以及第一副柔性元件和第二副柔性元件中的每一個(gè)置于壓縮中；以及其中，第一副柔性元件和第二副柔性元件安裝至內(nèi)部殼體，用于抑制第一延伸管和第 二延伸管內(nèi)的流體壓力，以使得第一主柔性元件和第二主柔性元件不承受第一延伸管和第 二延伸管內(nèi)的流體壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的雙頭柔性管接頭，其中，第一主柔性元件和第二主柔性元件以 及第一副柔性元件和第二副柔性元件以同軸的方式堆疊，并共享共同的旋轉(zhuǎn)中心，第一主 柔性元件和第二主柔性元件從該共同的旋轉(zhuǎn)中心以共同的第一半徑設(shè)置，第一副柔性元件 和第二副柔性元件從共同的旋轉(zhuǎn)中心以共同的第二半徑設(shè)置，并且第二半徑小于第一半 徑。
3.如權(quán)利要求1所述的雙頭柔性管接頭，還包括球窩接頭，所述球窩接頭設(shè)置在外部 殼體內(nèi)并且設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)，將第一延伸管連接至第二延伸管，并且阻止第一延伸管和 第二延伸管上的軸向壓縮產(chǎn)生第一主柔性元件和第二主柔性元件上的張力以及產(chǎn)生第一 副柔性元件和第二副柔性元件上的張力。
4.如權(quán)利要求3所述的雙頭柔性管接頭，其中，球窩接頭包括安裝至第一延伸管的第 一段和安裝至第二延伸管的第二段，并且雙頭柔性管接頭包括設(shè)置在球窩接頭內(nèi)的隔熱 罩，所述隔熱罩具有與球窩接頭的第一段的內(nèi)部圓柱形表面相配合的外部圓柱形表面； 以及與球窩接頭的第二段相配合的外部球形表面。
5.如權(quán)利要求3所述的雙頭柔性管接頭，其中球窩接頭包括安裝至第一延伸管的第一 段以及安裝至第二延伸管的第二段，并且雙頭柔性管接頭還包括設(shè)置在球窩接頭內(nèi)的隔 熱罩；以及彈簧，所述彈簧安裝用于推壓隔熱罩的至少一部分遠(yuǎn)離球窩接頭的第一段并朝 著球窩接頭的第二段運(yùn)動(dòng)，以接合球窩接頭的第二段。
6.如權(quán)利要求3所述的雙頭柔性管接頭，其中，球窩接頭包括安裝至第一延伸管的第 一段以及安裝至第二延伸管的第二段，并且雙頭柔性管接頭還包括設(shè)置在球窩接頭內(nèi)的隔 熱罩，并且隔熱罩的至少一部分安裝至球窩接頭的第一段以便遠(yuǎn)離球窩接頭的第一段并朝 著球窩接頭的第二段運(yùn)動(dòng)，以及隔熱罩的所述部分被磁化，以吸引球窩接頭的第二段并與球窩接頭的第二段接合。
7.如權(quán)利要求1所述的雙頭柔性管接頭，其中，外部殼體具有外部圓周以及在外部圓 周中的一系列開(kāi)口，第一主柔性元件被安裝至第一延伸管的凸緣，并且第一延伸管的凸緣 具有繞第一延伸管的第一系列孔，第二主柔性元件被安裝至第二延伸管的凸緣，并且第二 延伸管的凸緣具有繞第二延伸管的第二系列孔，以使得水能夠通過(guò)外部殼體的外部圓周中 的開(kāi)口以及通過(guò)第一系列孔和通過(guò)第二系列孔循環(huán)，以用于第一主柔性元件和第二主柔性 元件的冷卻。
8.一種雙頭柔性管接頭，所述雙頭柔性管接頭包括 外部殼體，所述外部殼體具有第一端和第二端；第一延伸管，所述第一延伸管從外部殼體的第一端延伸出，所述第一延伸管具有位于 外部殼體內(nèi)的內(nèi)部凸緣和位于外部殼體內(nèi)的外部凸緣；環(huán)形彈性體的第一主柔性元件，所述第一主柔性元件設(shè)置在外部殼體內(nèi)并將第一延伸 管的外部凸緣安裝至外部殼體；第二延伸管，所述第二延伸管從外部殼體的第二端延伸出，所述第二延伸管具有位于 外部殼體內(nèi)的內(nèi)部凸緣和位于外部殼體內(nèi)的外部凸緣；環(huán)形彈性體的第二主柔性元件，所述第二主柔性元件設(shè)置在外部殼體內(nèi)并將第二延伸 管的外部凸緣安裝至外部殼體；內(nèi)部殼體，所述內(nèi)部殼體設(shè)置在外部殼體內(nèi)，第一延伸管的內(nèi)部凸緣設(shè)置在內(nèi)部殼體 內(nèi)，并且第二延伸管的內(nèi)部凸緣設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)；環(huán)形彈性體的第一副柔性元件，所述第一副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)并將第一延伸 管的內(nèi)部凸緣安裝至內(nèi)部殼體；以及環(huán)形彈性體的第二副柔性元件，所述第二副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)并將第二延伸 管的內(nèi)部凸緣安裝至內(nèi)部殼體；其中，第一延伸管和第二延伸管上的張力將第一主柔性元件和第二主柔性元件中的每 一個(gè)以及第一副柔性元件和第二副柔性元件中的每一個(gè)置于壓縮中；以及其中，第一副柔性元件和第二副柔性元件被安裝至內(nèi)部殼體，用于抑制第一延伸管和 第二延伸管內(nèi)的流體壓力，以使得第一主柔性元件和第二主柔性元件不經(jīng)受第一延伸管和 第二延伸管內(nèi)的流體壓力。
9.如權(quán)利要求8所述的雙頭柔性管接頭，其中，第一主柔性元件和第二主柔性元件以 及第一副柔性元件和第二副柔性元件以同軸的方式堆疊并且共享共同的旋轉(zhuǎn)中心，第一主 柔性元件和第二主柔性元件從共同的旋轉(zhuǎn)中心以共同的第一半徑設(shè)置，第一副柔性元件和 第二副柔性元件從共同的旋轉(zhuǎn)中心以共同的第二半徑設(shè)置，并且第二半徑小于第一半徑。
10.如權(quán)利要求8所述的雙頭柔性管接頭，還包括設(shè)置在外部殼體內(nèi)并且設(shè)置在內(nèi)部 殼體內(nèi)的球窩接頭，所述球窩接頭將第一延伸管聯(lián)接至第二延伸管，并且阻止第一延伸管 和第二延伸管上的軸向壓縮產(chǎn)生第一主柔性元件和第二主柔性元件上的張力以及產(chǎn)生第 一副柔性元件和第二副柔性元件上的張力。
11.如權(quán)利要求10所述的雙頭柔性管接頭，其中球窩接頭包括安裝至第一延伸管的第 一段和安裝至第二延伸管的第二段，并且所述雙頭柔性管接頭還包括設(shè)置在球窩接頭內(nèi)的 隔熱罩，所述隔熱罩具有與球窩連接的第一段的內(nèi)部圓柱形表面相配合的外部圓周表面；和與球窩接頭的第二段相配合的外部球形表面。
12.如權(quán)利要求10所述的雙頭柔性管接頭，其中，球窩接頭包括安裝至第一延伸管的 第一段和安裝至第二延伸管的第二段，并且所述雙頭柔性管接頭還包括設(shè)置在球窩接頭 內(nèi)的隔熱罩；以及彈簧，所述彈簧安裝用于推動(dòng)隔熱罩的至少一部分遠(yuǎn)離球窩接頭的第一 段并朝著球窩接頭的第二段運(yùn)動(dòng)，以接合球窩接頭的第二段。
13.如權(quán)利要求10所述的雙頭柔性管接頭，其中，球窩接頭包括安裝至第一延伸管的 第一段和安裝至第二延伸管的第二段，并且所述雙頭柔性管接頭還包括設(shè)置在球窩接頭內(nèi) 的隔熱罩，并且隔熱罩的至少一部分安裝至球窩接頭的第一段以便遠(yuǎn)離球窩接頭的第一段 并朝著球窩接頭的第二段運(yùn)動(dòng)，并且隔熱罩的所述部分被磁化，以吸引球窩接頭的第二段 并與球窩接頭的第二段接合。
14.如權(quán)利要求8所述的雙頭柔性管接頭，其中，外部殼體具有外部圓周以及在外部圓 周中的一系列開(kāi)口，第一延伸管的外部凸緣具有繞第一延伸管的第一系列孔，第二延伸管 的外部凸緣具有繞第二延伸管的第二系列孔，以使得水能夠通過(guò)外部殼體的外部圓周中的 開(kāi)口以及通過(guò)第一系列孔和通過(guò)第二系列孔循環(huán)，以用于第一主柔性元件和第二主柔性元 件的冷卻。
15.一種雙頭柔性管接頭，所述雙頭柔性管接頭包括 外部殼體，所述外部殼體具有第一端和第二端；第一延伸管，所述第一延伸管從外部殼體的第一端延伸出，所述第一延伸管具有位于 外部殼體內(nèi)的內(nèi)部凸緣和位于外部殼體內(nèi)的外部凸緣；環(huán)形彈性體的第一主柔性元件，所述第一主柔性元件設(shè)置在外部殼體內(nèi)并將第一延伸 管的外部凸緣安裝至外部殼體；第二延伸管，所述第二延伸管從外部殼體的第二端延伸出，所述第二延伸管具有位于 外部殼體內(nèi)的內(nèi)部凸緣和位于外部殼體內(nèi)的外部凸緣；環(huán)形彈性體的第二主柔性元件，所述第二主柔性元件設(shè)置在外部殼體內(nèi)并將第二延伸 管的外部凸緣安裝至外部殼體；內(nèi)部殼體，所述內(nèi)部殼體設(shè)置在外部殼體內(nèi)，第一延伸管的內(nèi)部凸緣設(shè)置在內(nèi)部殼體 內(nèi)，并且第二延伸管的內(nèi)部凸緣設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)；環(huán)形彈性體的第一副柔性元件，所述第一副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)并將第一延伸 管的內(nèi)部凸緣安裝至內(nèi)部殼體；以及環(huán)形彈性體的第二副柔性元件，所述第二副柔性元件設(shè)置在內(nèi)部殼體內(nèi)并將第二延伸 管的內(nèi)部凸緣安裝至內(nèi)部殼體；其中，第一延伸管和第二延伸管上的張力將第一主柔性元件和第二主柔性元件中的每 一個(gè)以及第一副柔性元件和第二副柔性元件中的每一個(gè)置于壓縮中；以及其中，第一主柔性元件和第二主柔性元件以及第一副柔性元件和第二副柔性元件以同 軸的方式堆疊并共享共同的旋轉(zhuǎn)中心，第一主柔性元件和第二主柔性元件從共同的旋轉(zhuǎn)中 心以共同的第一半徑設(shè)置，第一副柔性元件和第二副柔性元件以共同的旋轉(zhuǎn)中心以共同的 第二半徑設(shè)置，并且第二半徑小于第一半徑。
16.如權(quán)利要求15所述的雙頭柔性管接頭，還包括設(shè)置在外部殼體內(nèi)并且設(shè)置在內(nèi)部 殼體內(nèi)的球窩接頭，所述球窩接頭將第一延伸管聯(lián)接至第二延伸管，并且阻止第一延伸管和第二延伸管上的軸向壓縮產(chǎn)生第一主柔性元件和第二主柔性元件上的張力以及產(chǎn)生第 一副柔性元件和第二副柔性元件上的張力。
17.如權(quán)利要求16所述的雙頭柔性管接頭，其中，球窩接頭包括安裝至第一延伸管的 第一段和安裝至第二延伸管的第二段，并且所述雙頭柔性管接頭還包括設(shè)置在球窩接頭內(nèi) 的隔熱罩，所述隔熱罩具有與球窩的第一段的內(nèi)部圓柱形表面相配合的外部圓柱形表面； 以及與球窩接頭的第二段相配合的外部球形表面。
18.如權(quán)利要求16所述的雙頭柔性管接頭，其中，球窩接頭包括安裝至第一延伸管的 第一段和安裝至第二延伸管的第二段，并且所述雙頭柔性管接頭還包括設(shè)置在球窩接頭 內(nèi)的隔熱罩；以及彈簧，所述彈簧安裝用于推動(dòng)隔熱罩的至少一部分遠(yuǎn)離球窩接頭的第一 段并朝著球窩接頭的第二段運(yùn)動(dòng)，以接合球窩接頭的第二段。
19.如權(quán)利要求16所述的雙頭柔性管接頭，其中，球窩接頭包括安裝至第一延伸管的 第一段和安裝至第二延伸管的第二段，并且所述雙頭柔性管接頭還包括設(shè)置在球窩接頭內(nèi) 的隔熱罩，隔熱罩的至少一部分安裝至球窩接頭的第一段以便遠(yuǎn)離球窩接頭的第一段并朝 著球窩接頭的第二段運(yùn)動(dòng)，并且隔熱罩的所述部分被磁化，以吸引球窩接頭的第二段并與 球窩接頭的第二段接合。
20.如權(quán)利要求15所述的雙頭柔性管接頭，其中，外部殼體具有外部圓周以及外部圓 周中的一系列開(kāi)口，第一延伸管的外部凸緣具有繞第一延伸管的第一系列孔，第二延伸管 的外部凸緣具有繞第二延伸管的第二系列孔，以使得水能夠通過(guò)外部殼體的外部圓周中的 開(kāi)口以及通過(guò)第一系列孔和通過(guò)第二系列孔循環(huán)，以用于第一主柔性元件和第二主柔性元 件的冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙頭柔性管接頭(26)，該雙頭柔性管接頭具有從外部殼體(50)的相對(duì)端延伸出的第一延伸管(51)和第二延伸管(52)，以及用于將第一延伸管(51)和第二延伸管(52)安裝至外部殼體(50)的環(huán)形彈性體的第一和第二主柔性元件(71、74)。內(nèi)部殼體(80)設(shè)置在外部殼體(50)中，并且環(huán)形彈性體的第一和第二副柔性元件(81、82)設(shè)置在內(nèi)部殼體(80)中并將第一延伸管(51)和第二延伸管(52)安裝至內(nèi)部殼體(80)。第一延伸管(51)和第二延伸管(52)上的張力將第一主柔性元件(71)和第二主柔性元件(74)中的每一個(gè)以及第一副柔性元件(81)和第二副柔性元件(82)中的每一個(gè)置于壓縮中。第一副柔性元件(81)和第二副柔性元件(82)抑制第一延伸管(51)和第二延伸管(52)內(nèi)的流體壓力，以使得第一主柔性元件(71)和第二主柔性元件(72)不承受延伸管(51、52)內(nèi)的流體壓力。
文檔編號(hào)E21B17/08GK102084168SQ201080001848
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者C·C·斯派塞, D·古鐵雷斯勒米尼, G·P·克魯斯, G·W·佩珀?duì)? J·G·帕特里克, J·H·佩雷拉, T·M·波托夫 申請(qǐng)人:石油國(guó)家工業(yè)公司