【水下連接器研究的國內外文獻綜述2800字】

水下連接器研究的國內外文獻綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u23746水下連接器研究的國內外文獻綜述 1207551.1水下連接器在海洋油氣工程中的作用 1118301.2國外較成熟水下連接器種類及其代表公司 1125351.2.1螺栓法蘭連接器 1166131.2.2卡箍連接器 2216221.2.3Morgrip機械連接器 2276241.2.4夾具連接器 368051.2.5卡爪連接器 3115711.3國內發(fā)展現狀 3246661.4國內外發(fā)展概括小結 4289451.4.1密封技術 4160871.4.2控制技術 567751.4.3結構設計 510926參考文獻 51.1水下連接器在海洋油氣工程中的作用隨著世界經濟的發(fā)展，對石油的需求量也不斷增加，由于石油資源屬于不可再生能源，陸地上的油氣資源終將枯竭，由此可以預見未來海洋油氣資源勘探開發(fā)將占據重要地位，海洋也將成為油氣開發(fā)的重要區(qū)域。隨著海洋油氣田開發(fā)模式的探索研究，水下生產系統(tǒng)也處于較成熟階段，水下連接器是連接水下管道、水下器械的重要機構，起著至關重要的作用。1.2國外較成熟水下連接器種類及其代表公司國外已經發(fā)展出不同結構的水下連接器，并且不同公司對不同類型的水下連接器有著其獨特的技術。1.2.1螺栓法蘭連接器螺栓法蘭連接器由兩部分組成，其一是旋轉環(huán)法蘭，其二是對焊頸法蘭。螺栓法蘭連接器主要有三個特點：其一，帶有螺栓孔的旋轉環(huán)可以轉動；其二，法蘭配合面間設有凹槽，通過擠壓金屬密封件從而實現密封；其三，經濟成本較其他水下連接器較低。美國StoltOffshore公司在2011年成功研制出MATIS系統(tǒng)，此系統(tǒng)已成功將螺栓法蘭連接器應用于海底管道的鋪設項目中。螺栓法蘭連接器如圖1.1所示。11-螺栓2-螺母3-旋轉環(huán)4-旋轉環(huán)法蘭5-管道6-密封環(huán)7-對焊頸法蘭8-管子與法蘭焊接圖1.1螺栓法蘭連接器剖視圖1.2.2卡箍連接器卡箍連接器由兩部分組成，其一是管接頭法蘭，其二是卡箍?？ü窟B接器連接時，需要較少的螺栓螺母，一般只需要2~4個螺栓。連接器的連接軸線在管道的末端，末端上有兩個相配合的半圓形夾子，當旋緊螺栓時，夾子內部的凹槽可將螺栓的預緊力轉化為管道的軸向力，從而實現管道的連接。美國FMC公司目前能將卡箍式水下連接器成功的運用到水下管道鋪設項目中。卡箍連接器如圖1.2所示。1.2.3Morgrip機械連接器Morgrip機械機械連接器由無焊縫的整體性機械法蘭組成，見圖所示。在待回接的管道之間分別布置有軸承式法蘭，并且有一整套帶彈簧的球軸承安裝在管接頭內側，密封圈就鑲嵌在球軸承之中。壓緊時通過預緊螺栓，從而推動球軸承抵住法蘭外壁，用產生的夾緊力壓縮槽內的密封圈使其與法蘭外壁接觸，從而實現密封。美國HydratightSweeneyLtd公司所研制的Morgrip機械連接器雖然比螺栓法蘭連接器的造價更高，但是他集合了安裝方便、節(jié)省安裝時間等優(yōu)點。1-螺栓1-螺栓2-卡箍3-螺母4-管接頭法蘭圖1.2卡箍連接器剖視圖11-張緊螺栓2-密封件3-球軸承4-彈簧圖1.3快速接頭示意圖1.2.4夾具連接器夾具連接器的工作原理是將兩個分段鉗固定在一起，并且可以形成一個類圓結構，從而起到定心的作用，通過夾柱即可產生夾緊力，起到密封、固定的作用。夾具連接器適合大口徑、低壓橫向連接，并且美國FMC公司已經將夾具連接器實現了標準化。1.2.5卡爪連接器卡爪式法蘭連接器的工作原理是用置于被連接管道一端的卡爪組來連接管道，通過卡爪的鉗制，將被連接管道的另一端鎖死，并且筒夾可以沿軸向移動，作用在法蘭上的筒夾力還可以提供金屬密封環(huán)擠壓力，從而實現密封。美國OilStates公司研制的無人化液壓卡爪式法蘭連接器現已應用于海底生產系統(tǒng)的最終連接，并且可以應用于管道維修1-輪毅2-卡爪3-套筒圖1.1-輪毅2-卡爪3-套筒圖1.5卡爪連接器示意圖1-鉗夾2-鎖緊件3-桿軸承4-夾柱圖1.4夾具連接器示意圖1.3國內發(fā)展現狀國內水下連接器研究較晚，目前只有少數的科研院所有相應的研究，其中哈爾濱工程大學與水下連接器相關的課題組已經完成了大量關于水下連接器的研究工作，其中第一代樣機如圖1.6所示，第二代樣機如圖1.7所示。圖1.7圖1.7水下連接器第二代樣機圖1.6水下連接器第一代樣機目前各項研究工作也有了相應的進展，其中最新研制的卡爪式水下連接器可適用于水深2000m，內壓可達50MPa，可承受拉力750KN，彎矩52200N·m，壓力700KN；卡箍式自動連接器適用于6英寸管徑，可實現密封壓力34.5MPa，適用于水深1500m。以上水下連接器已通過陸上性能測試和海試試驗，并且都具有ROV友好性，可以在ROV的操作下實現無淺連接，具有較高的通用性，能實現自鎖保護，密封性能也較好，并且安裝的工具可以回收利用。1.4國內外發(fā)展概括小結經過綜合分析，國外較成熟產品雖然形式不同，但是其工作原理都比較接近，最大的不同就是在在某些關鍵功能上，各個公司都有其獨特的技術去保證能夠實現某些關鍵功能。國外公司成熟產品已經經過了長時間的研究并且具有實際應用的大量經驗，在設計、制造以及檢驗方法等方面積累了大量寶貴的經驗。產品通過不斷的改進優(yōu)化，結構設計更加合理、安全性有更大的保障。但是價格成本也相對較高。經過對比，國外的水下連接器在以下方面具有一定優(yōu)勢：1.4.1密封技術水下連接器工作環(huán)境是深水高溫高壓，對應的密封技術也要求能滿足在惡劣環(huán)境工作時的要求。國外公司目前大多數采用自緊式金屬密封，并且在透鏡型金屬密封圈的設計以及應用方面有相應的專利。同時國外公司也具有將金屬密封以及非金屬密封相結合的應用方式，并且已經有了較成熟的應用經驗。其主要原理是將金屬密封作為主要密封形式，用于阻擋管道內部的工作壓力；非金屬密封作為第二重密封，用于阻擋海水的密封外壓。并且不同產品甚至有不同的實現方式。1.4.2控制技術在水下連接器安裝方面，國外公司也具有水平較高的技術。以卡爪式水下連接器為例，其在密封圈的安放、液壓控制閥門的開合、初始安裝位置的精細調準等眾多方面都需要依靠機械手的輔助操作。由此可見，在水下連接器的安裝過程中所應用到的控制技術已經有了較高的水平。1.4.3結構設計國外公司在水下連接器的設計研究開始較早，具有幾十年的研究及應用經驗，目前已經有了成熟產品，并且產品的很多關鍵零件都經過大量的試驗和實際工程的使用，結構上經歷了嚴苛工況的檢驗，在可靠性、密封性已經其他各方面都有其不可忽視的優(yōu)勢。參考文獻[1]龐楠，賈鵬，王立權，運飛宏，張寧，劉璞.水下連接器結構可靠性分析[J].哈爾濱工程大學學報，2021(01):1-7[2]張森.海底管道卡壓式連接器密封性能分析及試驗研究[D].哈爾濱工程大學，2018.[3]宋春娜.水下卡爪連接器及其無潛安裝技術研究[D].哈爾濱工程大學，2017.[4]王仁華.深海水平式卡箍連接器密封結構優(yōu)化分析與性能研究[D].哈爾濱工程大學，2017.[5]李忠慶.水下卡箍式連接器熱力學分析與試驗研究[D].哈爾濱工程大學，2016.[6]王立權，深水管道連接技術研究及裝備研制.黑龍江省，哈爾濱工程大學，2015-11-30.[7]趙勇.深水卡爪連接器密封結構特性及其性能試驗研究[D].哈爾濱工程大學，2015.[8]張媛.水下卡箍式連接器樣機設計及密封性能研究[D].哈爾濱工程大學，2014.[9]夏仁杰.水下連接器溫度壓力測試方法研究及測試系統(tǒng)設計[D].哈爾濱工程大學，2014.[10]曹宏建.水下連接器測試裝置的研制[D].哈爾濱工程大學，2013.[11]譚磊.水下管道卡壓式連接器與連接機具關鍵技術研究[D].哈爾濱工程大學，2012.[12]王學文.可回收式水平海底管道連接器關鍵技術研究[D].哈爾濱工程大學，2011.[13]徐慶江.水下可回收垂直卡爪連接器關鍵技術研究[D].哈爾濱工程大學，2011.[14]楊雷.垂直式水下卡爪連接器結構設計及運動穩(wěn)定性分析[D].哈爾濱工程大學，2010.[15]張攀攀，彭開持.海底管道智能修復技術研究進展[J].中國水運(下半月)，2015，15(11):296-298.[16]吳家鳴.世界及我國海洋油氣產業(yè)發(fā)展及現狀[J].廣東造船，2013，32(01):29-32.[17]JunLiu,YuchenWang,BaoshuangShi,DaomingWang,LiquanWang,XiangjuanXu.Studyonunderwaterconnectortemperatureandp