海洋石油161外输滚筒旋转接头软连接装置设计应用

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(中海油能源发展采油服务公司，天津 300452)

软管回收滚筒主要用于海洋石油FPSO及自升式采油平台的外输系统软管收放。外输滚筒转接头是连接外输滚筒与平台/船上原油输送管线的连接装置，目前与旋转接头相连接的外输滚筒输油管都为金属硬管。由于旋转接头法兰的对中精度、法兰偏心、管道应力及振动等会影响旋转接头正常使用，从而影响其使用寿命，需要对此处连接进行优化。

1 技术方案

该方案是对外输滚筒旋转接头增加一套软连接装置，该装置把常用的外输滚筒与旋转接头之间的金属硬管用橡胶接头替代，并增加旋转接头拨杆装置及旋转接头弹性支承。

旋转接头拨杆装置包括相匹配的拨叉和拨杆，拨叉末端焊接于外输滚筒的中心轴腹板，拨杆一端通过连接板固定在旋转接头上，拨杆另一端设置于所述拨叉前端的开口中。

旋转接头弹性支承装置包括底部的支腿，支腿上面焊接有连接架，连接架上面连接有套筒，套筒内底部设置有压缩弹簧，压缩弹簧上面安装有伸缩轴，伸缩轴顶部横向安装有两端通过螺母固定的支撑轴，支撑轴的中间安装有深沟球轴承，深沟球轴承与所述旋转接头相接触。

连接架包括分别设置有长孔的上连接板和下连接板，上连接板和下连接板通过安装在所述长孔上的螺栓相互连接。

2 结构分析

外输滚筒旋转接头软连接装置见图1。

图1 外输滚筒旋转接头软连接装置

橡胶接头3代替原外输滚筒上输油硬管6的刚性弯管接头与旋转接头2连接。橡胶接头3优选可曲挠橡胶接头，产品按照国际GWB有关技术标准生产，主要性能耐压高、弹性好、降噪声、质量轻、减振动、安装方便、使用灵活、便于拆装维修，同时具有耐酸、耐碱、耐油等特点，在使用过程中，耐天气自然变化，可自动延伸。橡胶接头3中间为橡胶软管，两端设置有法兰接头，一端法兰连接于外输滚筒的金属硬管6，另一端法兰连接于旋转接头2。

如图2所示，旋转接头拨杆装置4包括相互匹配的拨叉402和拨杆403，拨叉402的末端直接焊接于外输滚筒的中心轴腹板5上。拨杆403的一端与拨杆连接板401焊接成型后，通过紧固螺栓安装在橡胶接头3与旋转接头2连接侧的旋转接头2法兰处。组装后，拨杆403的另一端处于拨叉402前端的开口中。运行时，外输滚筒旋转带动拨叉402作用于1拨杆403，带动旋转接头2转动，从而避免橡胶接头3受力过大。

图2 旋转接头拨杆装置

如图3，弹性支承7设置在旋转接头2下方。弹性支承7下部设置有两个支腿714，上部设置有套筒704，套筒704和支腿714之间通过可调节高度的连接架连接。连接架由上连接板713(见图4)和下连接板708(见图5)构成，上连接板713和下连接板708的搭接处分别设置有长孔，并通过装在长孔上的第二六角头螺栓705、第一六角螺母706以及配套垫圈707相互连接，这样可调整连接架的长度，进而达到调节弹性支承7高度的作用。

图3 弹性支承主俯视图

图4 上连接板(713)

套筒704内孔的底部设置有压缩弹簧712，压缩弹簧701上面安装有伸缩轴701。伸缩轴701(见图6)的底部设置有能够套入压缩弹簧712的凸起，伸缩轴701上部露出套筒704之外，伸缩轴701的的顶部横向地设置有支承轴709，支承轴709的两端通过第二六角螺母710固定在伸缩轴701上，支撑轴709的中间安装有深沟球轴承711，深沟球轴承711与旋转接头2相接触。伸缩轴701的侧壁上设置限位槽，限位槽对应的套筒704顶部设置有限位块703，限位块703通过第一六角头螺栓702固定在套筒704上。因此，弹性支承7可以通过限位块703在限位槽内的行程，从而限制伸缩轴701的伸缩量。

图5 下连接板(708)

图6 伸缩轴(701)

安装时，先将弹性支承7下部的支腿714用螺栓与基础连接固定，调整高度使压缩弹簧712压入约5 mm左右，再将上连接板713和下连接板708两部分用第二六角头螺栓705连接在一起。旋转外输滚筒，观察旋转接头2旋转时，与弹性支承7的深沟球轴承711之间在整个圆周上没有间隙即可，能够减少旋转接头2旋转部分重力的作用。

综上所述，外输滚筒的输油硬管6与旋转接头2通过橡胶接头3连接，可以吸收由不对中引起的倾向、轴向跳动，从而减少对旋转接头2的磨损。外输滚筒旋转时通过拨杆703带动旋转接头2旋转，避免橡胶接头3受力过大。弹性支承7负责支承旋转接头2，并抵消旋转接头2的垂直方向跳动，本装置适用于接头与滚筒主轴非一体化的简易外输滚筒装置，有效地解决了原系统存在的问题，保证了系统的安全、稳定、连续的运行。

3 结束语

通过对外输滚筒旋转接头改造，增加软连接装置，可使外输滚筒的输油硬管通过橡胶接头连接在旋转接头上，可有效补偿外输滚筒转动时由于旋转接头与外输滚筒法兰不同心而产生的跳动，从而降低旋转接头的磨损。在外输滚筒与旋转接头之间加装旋转接头拨杆装置，以便有效承担橡胶接头处的扭力，避免橡胶接头损坏。在旋转接头底部增加可调节高度的弹性支承，以减少旋转接头旋转部分的重力作用。整体装置可有效补偿外输滚筒转动时由于旋转接头与外输滚筒法兰不同心而产生的跳动，从而降低旋转接头的磨损，延长设备使用寿命。