CN104358949A - 一种内转塔式单点系泊液体旋转接头 - Google Patents

Abstract

一种内转塔式单点系泊液体旋转接头，其属于海洋工程技术领域。该液体旋转接头上部采用轴向径向承载能力均较强的高精度三列滚柱轴承作为主定位件，保证内外环有较高的回转精度。下部再采用深沟球轴承，减小因结构自身重量或受到惯性力的作用产生的偏移导致的间隙量的分布不均，减小密封圈挤压不均或咬唇的情况。该液体旋转接头采用主动密封方式，通过在密封圈与原油接触的另一侧加入压力大于原油压力的液压油，保证原油的无泄漏输送。该液体旋转接头不但具有结构简单、承载力大、密封圈性高、容易安装维护、安全可靠等特点，而且还具有适应复杂的自然气候及恶劣海况的能力。

Description

一种内转塔式单点系泊液体旋转接头

技术领域

本发明涉及一种内转塔式单点系泊液体旋转接头，其属于海洋工程技术领域。 

背景技术

由于我国在深海石油开采领域起步晚，投资少，人才缺乏和技术落后，导致液体旋转接头仍然全部被欧美发达国家所垄断。目前中海油在中国四个海域使用的液体旋转接头，从设计到加工制造全部依赖进口，不仅价格昂贵，而且供货周期长，给油田顺利投产和维护替换带来经济压力和进度压力。 

发明内容

为了解决在我国南海深水油气开发中使用的关键装备设计问题，本发明提供一种内转塔式单点系泊液体旋转接头。 

本发明采用的技术方案是：一种内转塔式单点系泊液体旋转接头，它包括底座、内环和外环，所述底座中***由底座键固定的支撑环，支撑环中***由键固定的内环；所述内环设有三列滚柱轴承，三列滚柱轴承的内圈通过内圈螺栓固定在内环上，三列滚柱轴承外圈通过外圈螺栓与上密封环、外环上部连接；所述外环的下部通过外环螺栓与下密封环、挡板连接；外环上还设有外接法兰和驱动臂，深沟球轴承通过压环固定在内环的下部；所述内环和外环之间设有一个环形腔，环形腔的下部设有阻隔圈；所述上密封环和下密封环上设有唇形密封圈。 

所述内环上设有通过连接管的输入口，外环上设有输出口。 

所述唇形密封圈设有液压油的注入口。 

本发明的有益效果是：本液体旋转接头上部采用轴向径向承载能力均较强的高精度三列滚柱轴承作为主定位件，保证内外环有较高的回转精度。下部再采用深沟球轴承，减小因结构自身重量或受到惯性力的作用产生的偏移导致的间隙量的分布不均，减小密封圈挤压不均或咬唇的情况。本液体旋转接头采用主动密封方式，通过在密封圈与原油接触的另一侧加入压力大于原油压力的液压油，保证原油的无泄漏输送。该装置将从海里采出的油气输送到FPSO中。FPSO通过单点系泊***，在风、浪、流的作用下有一定的升沉和漂移运动，始终处于外界作用力合力最小的方向，可环绕单点系泊***进行360°的自由旋转。液体旋转接头的内环与水下管系相连，外环与FPSO相连，内、外环之间相对运动面由特制的密封环进行密封并且设有泄漏检测装置。该旋转接头不但具有结构简单、承载力大、密封圈性高、容易安装维护、安全可靠等特点，而且还具有适应复杂的自然气候及恶劣海况的能力。本液体旋转接头模块化设计，可根据输油量的大小叠加组合使用，适用于近海和深海各类油气田的开发，为我国近海和深海油气田的开发奠定了基础。 

附图说明

图1是一种内转塔式单点系泊液体旋转接头的结构图。 

图中：1、三列滚柱轴承，1a、三列滚柱轴承外圈，1b、三列滚柱轴承内圈，2、唇形密封圈，3、内环，4、驱动臂，5、深沟球轴承，6、支撑环，7、底座键，7a、键，8、上密封环，8a、外圈螺栓，8b、内圈螺栓，9、外环，9a、外环螺栓，10、外接法兰，11、阻隔圈，12、下密封环，13、挡板，14、压环，15、环形腔，16、底座，A、液压油，B、原油，C、输入口，D、输出口。 

具体实施方式

图1示出了一种内转塔式单点系泊液体旋转接头，它采用底座16中***由底座键7固定的支撑环6，支撑环6中***由键7a固定的内环3；内环3设有三列滚柱轴承1，三列滚柱轴承内圈1b通过内圈螺栓8b固定在内环3上，三列滚柱轴承外圈1a通过外圈螺栓8a与上密封环8、外环9上部连接。外环9的下部通过外环螺栓9a与下密封环12、挡板13连接；外环9上还设有外接法兰10和驱动臂4。深沟球轴承5通过压环14固定在内环3的下部；内环3和外环9之间设有一个环形腔15，它的下部设有阻隔圈11；上密封环8和下密封环12上设有专用唇形密封圈2。 

采用上述技术方案工作时，外环9上设有外接法兰10，与外部管线连接。深沟球轴承5通过压环14固定在内环3的下部。压环14通过螺栓连接到内环3上。驱动臂4通过螺栓连接到外环9上，并连接到外部结构架上。固定的支撑环6将整个液体旋转接头支撑起，使得当外部结构架转动时，带动驱动臂4以及与驱动臂4相连接的外环9、上密封环8、外接法兰10、下密封环12、挡板13通过三列滚柱轴承1绕内环3旋转。 

内环3上设有通过连接管的输入口C，外环9上设有输出口D，内环3与外环9之间有一环形腔15，带有固定压力的原油B通过这个通道输送到外部管线中。环形腔15下部设有阻隔圈11。在上密封环8和下密封环12上设有唇形密封圈2，此密封圈可同时承受两侧受压的情况。唇形密封圈2一侧与原油B接触，另一侧与外部注入的高压液压油A接触。液压油A的压力大于原油B的压力，那么低压的原油B将不会通过高压的液压油A，进入内环3与上密封环8、下密封环12之间的间隙而泄漏出去。原油B中含有一定量的泥沙，泥沙的密度大于原油的密度，泥沙将会向下沉积。环形腔15下部设置的阻隔圈11将大部分沉积的泥沙遮挡在外，防止过多的泥沙与下密封环12中的专用唇形密封圈2接触，为唇形密封圈2提供更好的工况，提高其使用寿命。液体旋转接头的外部旋转部件直径较大且重量较大，内环3下部设置深沟球轴承5，减小了下密封环12与内环3之间的间隙，减小下密封环12因结构自身重量或受到惯性力的作用产生的偏移导致的间隙量的不均分布，保证专用唇形密封圈2与内环3同心，各部无偏转挤压。 

Claims (3)

1.一种内转塔式单点系泊液体旋转接头，它包括底座（16）、内环（3）和外环（9），其特征在于：所述底座（16）中***由底座键（7）固定的支撑环（6），支撑环（6）中***由键（7a）固定的内环（3）；所述内环（3）设有三列滚柱轴承（1），三列滚柱轴承的内圈（1b）通过内圈螺栓（8b）固定在内环（3）上，三列滚柱轴承外圈（1a）通过外圈螺栓（8a）与上密封环（8）、外环（9）上部连接；所述外环（9）的下部通过外环螺栓（9a）与下密封环（12）、挡板（13）连接；外环（9）上还设有外接法兰（10）和驱动臂（4），深沟球轴承（5）通过压环（14）固定在内环（3）的下部；所述内环（3）和外环（9）之间设有一个环形腔（15），环形腔（15）的下部设有阻隔圈（11）；所述上密封环（8）和下密封环（12）上设有唇形密封圈（2）。

2.根据权利要求1所述的一种内转塔式单点系泊液体旋转接头，其特征在于：所述内环（3）上设有通过连接管的输入口（C），外环（9）上设有输出口（D）。

3.根据权利要求1所述的一种内转塔式单点系泊液体旋转接头，其特征在于：所述唇形密封圈（2）设有液压油（A）的注入口。