一種水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置。本實(shí)用新型冷卻裝置通過(guò)在焊接區(qū)域閥體內(nèi)部放置環(huán)形迷宮流道，形成冷卻液封閉循環(huán)通路。利用冷卻液循環(huán)攜帶焊接區(qū)熱量，減緩焊接熱向閥門內(nèi)部傳導(dǎo)，降低焊接過(guò)程中高溫對(duì)閥門零部件造成的損壞。該裝置可以通過(guò)外部控制設(shè)備調(diào)節(jié)冷卻液流量和流速，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻效果的控制。將自來(lái)水或冷卻液通過(guò)所述循環(huán)泵和進(jìn)水管注入流體流道中，再通過(guò)所述冷卻裝置中的迷宮式流道(依次連通的環(huán)形腔室Ⅰ、環(huán)形腔室Ⅱ和環(huán)形腔室Ⅲ)將自來(lái)水或冷卻液排入冷卻循環(huán)箱中，從而實(shí)現(xiàn)熱量的循環(huán)交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬閥體冷卻的目的，保證熱量傳導(dǎo)不會(huì)對(duì)閥門內(nèi)部的密封件產(chǎn)生損傷和破壞。
【專利說(shuō)明】一種水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置，屬于深?？刂崎y領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)海洋油氣勘探和開發(fā)起步較晚，缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的海洋石油水下裝備關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，基本依賴進(jìn)口。隨著我國(guó)石油勘探開發(fā)向海洋的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，對(duì)海洋石油裝備的需求進(jìn)一步加大，對(duì)國(guó)外的技術(shù)和裝備依賴性更大，所以無(wú)論是從國(guó)家能源安全方面還是從裝備制造業(yè)未來(lái)發(fā)展方面考慮，研制適合我國(guó)油氣勘探和開發(fā)的鉆采裝備都迫在眉睫。
[0003]水下閥門裝置技術(shù)及設(shè)備長(zhǎng)期被國(guó)外公司壟斷，國(guó)內(nèi)缺少此方面的投入和研究，近年來(lái)，我國(guó)的部分企業(yè)已經(jīng)就海洋石油水下裝備專項(xiàng)技術(shù)及產(chǎn)品展開了研究，取得了很大的進(jìn)步；但是國(guó)內(nèi)少有企業(yè)或機(jī)構(gòu)對(duì)水下閥門裝置展開系統(tǒng)、全面的研究。
[0004]目前陸地閥門連接端與工藝管道端的焊接冷卻方法，通常采用風(fēng)冷或淋水等簡(jiǎn)單的設(shè)備或工藝方法進(jìn)行，甚至焊接過(guò)程中不采用冷卻。由于風(fēng)冷、淋水冷卻效果不明顯或現(xiàn)場(chǎng)操作受限，無(wú)冷卻措施，此焊接過(guò)程對(duì)閥門都會(huì)產(chǎn)生熱損傷，影響到閥門產(chǎn)品的使用性倉(cāng)泛。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置，本實(shí)用新型冷卻裝置可有效減少焊接過(guò)程產(chǎn)生的熱量對(duì)閥門內(nèi)件的損傷，保護(hù)閥座密封性能，保證閥門產(chǎn)品的長(zhǎng)設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的使用性能。
[0006]本實(shí)用新型所提供的一種水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置，包括冷卻循環(huán)箱、循環(huán)泵、進(jìn)水管、排水管、密封結(jié)構(gòu)件I和密封結(jié)構(gòu)件II ；
[0007]所述密封結(jié)構(gòu)件I能密封連接于所述過(guò)渡管的腔體內(nèi)，且與所述水下閥門的閥體之間形成一流道腔室，與所述過(guò)渡管之間形成一環(huán)形腔室；
[0008]所述密封結(jié)構(gòu)件I上設(shè)有至少2個(gè)通孔，所述通孔連通所述流道腔室與所述環(huán)形腔室；
[0009]所述密封結(jié)構(gòu)件II設(shè)于所述密封結(jié)構(gòu)件I上且與所述過(guò)渡管和所述水下閥門的閥體密封連接，沿所述水下閥門至所述過(guò)渡管的方向，所述密封結(jié)構(gòu)件II將所述環(huán)形腔室分隔成環(huán)形腔室1、環(huán)形腔室II和環(huán)形腔室III ；
[0010]所述密封結(jié)構(gòu)件II上于所述過(guò)渡管與所述水下閥門的閥體焊縫處的兩側(cè)均設(shè)有一通孔，分別連通所述環(huán)形腔室I與所述環(huán)形腔室II以及所述環(huán)形腔室II與所述環(huán)形腔室III；
[0011]所述冷卻循環(huán)箱依次與循環(huán)泵和進(jìn)水管相連通，所述進(jìn)水管的另一端延伸至所述流道腔室中；所述排水管與所述冷卻循環(huán)箱相連通，所述排水管的另一端與所述環(huán)形腔室III相連通。
[0012]上述的冷卻裝置中，所述密封結(jié)構(gòu)件I上至少對(duì)稱設(shè)置2個(gè)所述通孔，以將冷卻液均勻?qū)肜鋮s循環(huán)腔室，充分循環(huán)交換焊接熱量，提高循環(huán)冷卻效率。
[0013]上述的冷卻裝置中，設(shè)于所述密封結(jié)構(gòu)件I上的通孔為螺紋孔，以將冷卻液均勻?qū)肜鋮s循環(huán)腔室，充分循環(huán)交換焊接熱量，提高循環(huán)冷卻效率；也可利用該螺紋孔作為安裝工藝孔，將所述結(jié)構(gòu)密封件I和所述密封結(jié)構(gòu)件II安裝組合在一起。
[0014]上述的冷卻裝置中，所述密封結(jié)構(gòu)件II上至少2處設(shè)有所述通孔，可以將冷卻液均勻?qū)肜鋮s循環(huán)腔室，充分循環(huán)交換焊接熱量，提高循環(huán)冷卻效率。
[0015]上述的冷卻裝置中，所述密封結(jié)構(gòu)件II上設(shè)置至少2個(gè)對(duì)稱的螺紋盲孔，可利用該螺紋孔作為安裝工藝孔，將結(jié)構(gòu)密封件II和密封結(jié)構(gòu)件I安裝組合在一起。
[0016]本實(shí)用新型冷卻裝置的工作原理為:將自來(lái)水或冷卻液通過(guò)所述循環(huán)泵和進(jìn)水管注入所述流體流道中，再通過(guò)所述冷卻裝置中的迷宮式流道(依次連通的環(huán)形腔室1、環(huán)形腔室II和環(huán)形腔室III)將自來(lái)水或冷卻液排入冷卻循環(huán)箱中，從而實(shí)現(xiàn)熱量的循環(huán)交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬閥體冷卻的目的，保證熱量傳導(dǎo)不會(huì)對(duì)閥門內(nèi)部的密封件產(chǎn)生損傷和破壞。通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)泵的排量或轉(zhuǎn)速，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接冷卻效果的調(diào)節(jié)和控制。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置的剖面圖。
[0018]圖中各標(biāo)記如下:
[0019]I閥體、2密封結(jié)構(gòu)件1、3密封結(jié)構(gòu)件I1、4過(guò)渡管、5排水管、6進(jìn)水管、7，8，9密封件、10冷卻循環(huán)箱、11低壓循環(huán)泵、Ml, M2螺紋孔、M3螺紋、Dl通孔、Vl流道腔室、V2環(huán)形腔室1、V3環(huán)形腔室I1、V4環(huán)形腔室III。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0021]在海洋水下油氣、石油(石油天然氣)開采及生產(chǎn)裝置中，都會(huì)使用到水下閥門及水下執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝置，水下閥門與各水下生產(chǎn)裝置的連接可以采用法蘭連接(水深小于300米)或焊接連接(水深大于300米)。對(duì)采用焊接連接的閥門裝置，都需在陸地完成各項(xiàng)裝置的連接、組裝和調(diào)試后方可下水使用。在陸地焊接過(guò)程中，水下閥門裝置需在出廠前提前將過(guò)渡管與閥門焊接端焊接完工后，方可出廠再與其他裝置進(jìn)行焊接組裝。
[0022]在水下閥門制造廠內(nèi)，為保證焊接對(duì)閥門內(nèi)件的熱損傷降至最低，保證水下閥門裝置長(zhǎng)期免維護(hù)，獲得高可靠性的使用性能，就需對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行控制，為此，本實(shí)用新型提供了圖1所示的水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置。
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置，包括冷卻循環(huán)箱10、低壓循環(huán)泵11、進(jìn)水管6、排水管5、密封結(jié)構(gòu)件I 2和密封結(jié)構(gòu)件II 3 ;密封結(jié)構(gòu)件I 2能通過(guò)密封件7密封連接于水下閥門的閥體I的流道孔內(nèi)(即過(guò)渡管4腔體內(nèi))，且與水下閥門的閥體I內(nèi)的關(guān)閉件之間形成一個(gè)流道腔室VI，與水下閥門的閥體I流道孔(過(guò)渡管4)之間形成一個(gè)環(huán)形腔室I V2。在密封結(jié)構(gòu)件I 2上設(shè)有2個(gè)對(duì)稱的螺紋孔M1，該螺紋孔Ml連通流道腔室Vl與環(huán)形腔室I V2。
[0024]密封結(jié)構(gòu)件II 3通過(guò)密封件7、8、9和連接螺紋M3設(shè)于密封結(jié)構(gòu)件I上，且與過(guò)渡管4和水下閥門的閥體I流道孔密封連接，沿水下閥門流道孔至過(guò)渡管4的方向，密封結(jié)構(gòu)件I 2和密封結(jié)構(gòu)件II 3將流道孔(環(huán)形腔室)分隔成環(huán)形腔室I V2、環(huán)形腔室II V3和環(huán)形腔室III V4。且在密封結(jié)構(gòu)件I 2和II 3上，靠近于過(guò)渡管4與水下閥門的閥體I焊縫處的兩側(cè)設(shè)有均設(shè)有一個(gè)通孔Dl，分別連通環(huán)形腔室I V2與環(huán)形腔室II V3以及環(huán)形腔室II V3與環(huán)形腔室III V4，形成迷宮式流道。
[0025]冷卻循環(huán)箱10依次與低壓循環(huán)泵11和進(jìn)水管6相連通，進(jìn)水管6的另一端延伸至流道腔室Vl中；排水管5與冷卻循環(huán)箱10相連通，排水管5的另一端與環(huán)形腔室III V3相連通。
[0026]本實(shí)用新型冷卻裝置的使用過(guò)程如下:
[0027]I)確保閥門內(nèi)部的閥座密封配合件與關(guān)閉件處于流道切斷配合狀態(tài)，流道內(nèi)部清潔、無(wú)異物；
[0028]2)將密封結(jié)構(gòu)件I 2、密封結(jié)構(gòu)件II 3、密封件9，通過(guò)螺紋孔Ml、M2及螺紋M3組合安裝成冷卻密封結(jié)構(gòu)裝置，并將密封件7和8裝入密封槽內(nèi)；
[0029]3)將2)步驟中完成的冷卻密封結(jié)構(gòu)裝置裝配到過(guò)渡管4的流道孔中，并通過(guò)調(diào)整尺寸H，保證密封件8中心與過(guò)渡管4焊接端面接近重合；
[0030]4)將完成3)步驟的裝配部件中的外露部分配合裝入閥體I準(zhǔn)備焊接端的流道孔內(nèi)，使過(guò)渡管4和閥體I兩零件的焊接端面接觸或有不大于Imm的間隙，同時(shí)應(yīng)保證密封件8不偏離焊接端面中心帶；此時(shí)可在焊縫圓周方向均勻點(diǎn)焊若干點(diǎn)；
[0031]5)將外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)的出水口接入密封結(jié)構(gòu)件I 2中的進(jìn)水管6 ;將外部冷卻循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)水口接入密封結(jié)構(gòu)件II 3中的排水管5 ；
[0032]6)完成上述各項(xiàng)連接后，啟動(dòng)件低壓循環(huán)泵11，向閥門內(nèi)部流道腔室Vl(閥門關(guān)閉后的閥體流道腔)注入自來(lái)水，待流道腔室Vl腔接近注滿后，自來(lái)水先后按照流道腔室Vl —螺紋孔Ml —環(huán)形腔室I V2 —通孔Dl —環(huán)形腔室II V3 —通孔Dl —環(huán)形腔室III V4 —排水管5 —冷卻循環(huán)箱10的順序，完成一個(gè)環(huán)形迷宮式循環(huán)冷卻過(guò)程，提高冷卻效果，保護(hù)閥座密封配合不受損傷和破壞；低壓循環(huán)泵較小功率即可完成自來(lái)水循環(huán)使用，所需功耗低，且無(wú)外排，對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染；
[0033]7)為了對(duì)冷卻效果實(shí)現(xiàn)可控、可調(diào)，可通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0034]A、對(duì)低壓循環(huán)泵11的轉(zhuǎn)速或有效輸出排量進(jìn)行調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)；
[0035]B、將自來(lái)水更換成冷卻效果更好的冷卻液；
[0036]C、對(duì)螺紋孔和通孔的數(shù)量或直徑進(jìn)行組合調(diào)整；
[0037]D、對(duì)進(jìn)、排水管直徑進(jìn)行調(diào)整；
[0038]上述調(diào)控操作簡(jiǎn)便。
[0039]8)操作過(guò)程可重復(fù)進(jìn)行，在完成一端的焊接后，將冷卻密封結(jié)構(gòu)從焊接流道孔中取出后，可重復(fù)安裝在另一端，節(jié)省時(shí)間，提聞效率；
[0040]該裝置應(yīng)用于子課題項(xiàng)目中水下閥門過(guò)渡管的焊接模擬驗(yàn)證，閥體焊接端接近閥座密封配合處的閥體外表面溫度明顯降低，低于閥內(nèi)非金屬密封件的允許最高設(shè)計(jì)工作溫度121°C，不會(huì)對(duì)密封件及配合產(chǎn)生任何損傷和破壞。
【權(quán)利要求】
1.一種水下閥門與過(guò)渡管之間焊接的冷卻裝置，其特征在于:所述冷卻裝置包括冷卻循環(huán)箱、循環(huán)泵、進(jìn)水管、排水管、密封結(jié)構(gòu)件I和密封結(jié)構(gòu)件II ； 所述密封結(jié)構(gòu)件I能密封連接于所述過(guò)渡管的腔體內(nèi)，且與所述水下閥門的閥體之間形成一流道腔室，與所述過(guò)渡管之間形成一環(huán)形腔室； 所述密封結(jié)構(gòu)件I上設(shè)有至少2個(gè)通孔，所述通孔連通所述流道腔室與所述環(huán)形腔室； 所述密封結(jié)構(gòu)件II設(shè)于所述密封結(jié)構(gòu)件I上且與所述過(guò)渡管和所述水下閥門的閥體密封連接，沿所述水下閥門至所述過(guò)渡管的方向，所述密封結(jié)構(gòu)件II將所述環(huán)形腔室分隔成環(huán)形腔室1、環(huán)形腔室II和環(huán)形腔室III ； 所述密封結(jié)構(gòu)件II上于所述過(guò)渡管與所述水下閥門的閥體焊縫處的兩側(cè)設(shè)有均設(shè)有一通孔，分別連通所述環(huán)形腔室I與所述環(huán)形腔室II以及所述環(huán)形腔室II與所述環(huán)形腔室III； 所述冷卻循環(huán)箱依次與循環(huán)泵和進(jìn)水管相連通，所述進(jìn)水管的另一端延伸至所述流道腔室中；所述排水管與所述冷卻循環(huán)箱相連通，所述排水管的另一端與所述環(huán)形腔室III相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻裝置，其特征在于:設(shè)于所述密封結(jié)構(gòu)件I上的2個(gè)所述通孔為對(duì)稱設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻裝置，其特征在于:設(shè)于所述密封結(jié)構(gòu)件I上的通孔為螺紋孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻裝置，其特征在于:所述密封結(jié)構(gòu)件II上至少2處設(shè)有所述通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷卻裝置，其特征在于:所述密封結(jié)構(gòu)件II上對(duì)稱設(shè)置螺紋盲孑U
【文檔編號(hào)】B23K37/00GK203956364SQ201420367065
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】閆嘉鈺, 劉少波, 洪毅, 郭宏, 孫欽, 馬玉山, 高強(qiáng), 常占東 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院, 吳忠儀表有限責(zé)任公司