管道连接结构的制作方法

1.本实用新型涉及管道连接技术领域，尤其涉及一种管道连接结构。


背景技术：

2.在油气开采施工过程中，需要通过高压管线连接设备和井口管路，以实现高压流体介质的注入和排出。针对不同的作业类型，需要将井口管路与不同的管线连接，进而需要管线与井口管路可拆卸相连。
3.随着施工压力和排量的不断增加，管线受流体的高压和变向容易产生震动，进而导致管线与井口管路连接处容易疲劳损坏、流体输送失败和/或泄露。


技术实现要素：

4.本实用新型公开一种管道连接结构，以解决相关技术中管道连接处容易损坏的问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型采用下述技术方案：
6.本实用新型所述的管道连接结构包括第一管道、第二管道和连接组件，
7.第一管道的端部具有第一锥面，第二管道的端部具有第二锥面；
8.第一管道和第二管道通过连接组件相连，且第一管道至少部分插入第二管道，第一锥面止抵于第二锥面。
9.本实用新型采用的技术方案能够达到以下有益效果：
10.本实用新型实施例公开的管道连接结构中，第一管道的端部插入第二管道并第一管道与第二管道通过第一锥面和第二锥面配合，能够增加第一管道和第二管道接触面积，可有效提升第一管道和第二管道连接处承受弯矩载荷的刚度，防止第一管道和第二管道连接处应力集中。因此，该方案可提升第一管道和第二管道连接处承受弯矩载荷的能力，进而有益于避免第一管道和第二管道连接处疲劳损坏，延长第一管道和第二管道连接处的疲劳寿命。
附图说明
11.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
12.图1为本实用新型一些实施例公开的管道连接结构的示意图；
13.图2为本实用新型一些实施例公开的管道连接结构的剖面图；
14.图3为本实用新型一些实施例公开的第一管道的剖面图；
15.图4为本实用新型一些实施例公开的第二管道的剖面图；
16.图5为本实用新型一些实施例公开的挡圈在第一视角的剖面图；
17.图6为本实用新型一些实施例公开的挡圈在第二视角的示意图；
18.图7为本实用新型一些实施例公开的连接套的剖面图。
19.附图标记说明：100-第一管道；110-第一锥面；120-第一台肩部；121-第三锥面；130-第一密封面；140-第一过渡段；150-第四台肩；200-第二管道；210-第二锥面；220-密封槽；230-第二圆角凹槽；240-第二过渡段；300-连接组件；310-挡圈；311-第四锥面；312-第一主体部；3121-安装槽；313-第二台肩部；3131-第五锥面；314-弧形挡块；320-连接套；321-第二主体部；322-第三台肩部；3221-第六锥面；323-第一圆角凹槽；330-限位件；400-密封圈。
具体实施方式
20.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.以下结合图1至图7，详细说明本实用新型各个实施例公开的技术方案。
22.参照图1和图2，本发明一些可选的实施例所述的管道连接结构包括第一管道100、第二管道200和连接组件300。第一管道100的端部具有第一锥面110，第二管道200的端部具有第二锥面210。第一管道100和第二管道200通过连接组件300相连，且第一管道100至少部分插入第二管道200，第一锥面110止抵于第二锥面210。
23.上述实施例中，第一管道100和第二管道200在连接组件300的作用下，第一锥面110和第二锥面210止抵相连。第一管道100和第二管道200通过第一锥面110和第二锥面210止抵相连，可以有效增加第一管道100和第二管道200的接触面积，进而有益于分散第一管道100和第二管道200接触部位的应力，延长第一管道100和第二管道200连接处的疲劳寿命。其中，疲劳寿命是指：材料在疲劳破坏前所经历的应力循环数称为疲劳寿命。对于实际构件，还可以体现为构件的工作时间。
24.需要说明的是，在实际生产过程中，管道受到管道内流体压力以及流体变向的影响，容易发生振动。上述实施例中，第一管道100和第二管道200通过第一锥面110和第二锥面210止抵相连，可以有效避免管道振动过程中，第一管道100和第二管道200之间的相互作用产生的应力集中，进而可减小第一管道100和第二管道200接触连接部位的局部应力，增加第一管道100和第二管道200连接处的疲劳寿命，延长第一管道100与第二管道200连接结构的使用寿命。
25.参照图2至图4，在一些可选的实施例中，第一锥面110为设置于第一管道100的端部的锥形凸面。第二锥面210为设置于第二管道200的端部的锥形凹面。连接组件300的一端与第一管道100相连，连接组件300的第二端与第二管道200相连。该实施例中，连接组件300可以分别作用第一管道100和第二管道200，以保持第一锥面110和第二锥面210贴合。并且，在第一管道100和第二管道200装配的过程中，还可以利用第一锥面110和第二锥面210定位第一管道100和第二管道200之间的相对位置，以提高第一管道100和第二管道200的安装精度。
26.在一些可选的实施例中，第一锥面110和第二锥面210均为圆锥面。示例性地，第一
锥面110对应的几何中心线与第一管道100的轴线共线，第二锥面210对应的几何中心线与第二管道200的轴线共线。该实施例可以确保第一管道100内的流体流经的通道与第二管道200内的流体流经的通道相对，有益于保证第一管道100和第二管道200连接处的通畅性。
27.在一些可选的实施例中，第一管道100和第二管道200中至少一者与连接组件300可拆卸连接，以便于第一管道100和第二管道200从连接处拆断。示例性地，第一管道100与连接组件300转动相连，第二管道200与连接组件300螺纹配合，以通过转动连接组件300实现第二管道200和连接组件300连接或拆断。
28.上述实施例所述的管道连接结构可以通过转动连接组件300实现第一锥面110与第二锥面210预紧，即通过转动连接组件300调节第一锥面110和第二锥面210相互低压的作用力。
29.当然，连接组件300与第二管道200可拆卸连接的方式有很多，例如卡扣连接，为此，本实施例不限定连接组件300与第二管道200可拆卸相连的具体方式。
30.在一些可选的实施例中，连接组件300包括挡圈310和连接套320。其中，挡圈310与第一管道100相连，连接套320与挡圈310转动相连，且连接套320与第二管道200螺纹配合。示例性地，连接套320上设置有内螺纹；第二管道200上设置有外螺纹，以使连接套320的至少部分可套设于第二管道200并与第二管道200螺纹配合。
31.在一些可选的实施例中，第一管道100设置有第一台肩部120。第一台肩部120远离第二管道200的一侧具有第三锥面121。挡圈310套设于第一管道100，且挡圈310位于第一台肩部120远离第二管道200的一侧。进一步地，挡圈310靠近第一台肩部120的一侧具有第四锥面311，且第四锥面311止抵于第三锥面121。
32.上述实施例中，第一台肩部120和挡圈310通过第四锥面311和第三锥面121抵触装配，有益于避免第一管道100的端部结构突变，进而降低了第一管道100的端部在工作工程中的应力集中程度，提高第一管道100的端部的疲劳寿命，有益于避免第一管道100的端部疲劳损坏。另外，第一台肩部120和挡圈310通过第四锥面311和第三锥面121抵触装配，有益于提高挡圈310与第一管道100的对中精度，增加挡圈310与第一管道100接触面积。并且，在连接组件300的作用下，挡圈310与第一台肩部120形成沿第一管道100的轴向的预紧力，进而可以平衡第一管道100承受沿径向向外的压力。因此，该方案有益于提高管道连接结构的抗振压和抗振能力，延长管道连接结构的寿命。
33.在一些可选的实施例中，第三锥面121与第一管道100的端面的夹角为17
°
～30
°
。第三锥面121与第一管道100的端面的夹角影响挡圈310提供的使第一管道100的端部克服管道内流体压力的压紧力以及挡圈310相对第一管道100移动的阻力。在第三锥面121与第一管道100的端面的夹角为17
°
～30
°
的情况下，挡圈310与第一管道100之间的摩擦力可以阻挡挡圈310相对第一管道100移动，进而使得挡圈310有益于挡圈310固定于第一管道100，提高挡圈310与第一管道100维持装配精确的性能。另外，还可以利用挡圈310与第一台肩部120相互作用产生克服第一管道100内流体压力的作用力，以避免第一管道100的直径因为管内流体压力的作用而变大。
34.需要说明的是，在第三锥面121与第一管道100的端面的夹角小于17
°
的情况下，第一台肩部120凸出于第一管道100的外侧壁无明显优势，使得挡圈310在连接组件300的作用下，作用于第一台肩部120的克服管道内流体压力的分力较小，使得第一管道100的抗压性
能优化幅度较小，降低突变的效果。在第三锥面121与第一管道100的端面的夹角大于30
°
的情况下，第一台肩部120突起变化缓慢，连接套320在提供所需的轴向连接力时，对应的产生较大的径向分力，进而使得连接套320的直径容易因为挡圈310的支撑而变大。
35.因此，上述实施例中，第三锥面121与第一管道100的端面的夹角为17
°
～30
°
有益于兼顾提升第一管道100的抗压能力和避免连接套320的直径因为挡圈310的作用被撑大。
36.在一些可选的实施例中，挡圈310包括第一主体部312和第二台肩部313。第二台肩部313设置于第一主体部312的第一端。第二台肩部313凸出于第一主体部312的外侧壁，且第二台肩部313远离第一主体部312的第一端的一侧具有第五锥面3131。连接套320包括第二主体部321和第三台肩部322，第三台肩部322设置于第二主体部321的第一端。第三台肩部322凸出于第二主体部321的内侧壁，且第三台肩部322远离第二主体部321的第一端的一侧具有第六锥面3221。连接套320套设于挡圈310，且第五锥面3131止抵于第六锥面3221。
37.上述实施例中，第五锥面3131止抵于第六锥面3221，不仅可以产生连接沿第一管道100和第二管道200的轴向的作用力，以用于连接第一管道100和第二管道200，还可以将连接第一管道100和第二管道200的作用力转化为克服第一管道100内流体压力的作用力，进而提高管道连接处的抗压性能。
38.在一些可选的实施例中，第五锥面3131与第一管道100的端面的夹角为17
°
～30
°
，进而有益于减小挡圈310的内应力。
39.在一些可选的实施例中，连接套320还设置有第一圆角凹槽323，第一圆角凹槽323设置于第三台肩部322远离第二主体部321的一侧与第二主体部321连接处。该实施例中，第三台肩部322远离第二主体部321的一侧与第二主体部321连接处设置第一圆角凹槽323，有益于防止第三台肩部322远离第二主体部321的一侧与第二主体部321连接处应力集中，防止第三台肩部322远离第二主体部321的一侧与第二主体部321连接处破裂，延长连接套320的抗疲劳寿命。
40.参照图5和图6，在一些实施例中，挡圈310包括多个弧形挡块314，多个弧形挡块314围绕第一管道100设置并依次拼接形成挡圈310。该实施例可以有效降低挡圈310与第一管道100的装配难度。
41.进一步可选地，第一台肩部120的外径小于第三台肩部322的内径，以使连接套320可从第一管道100的端部套于第一管道100上。示例性地，在管道连接结构装配的过程中，可以先将连接套320套设于第一管道100上，然后通过调整连接套320与第一台肩部120的相对位置，以使连接套320与第一台肩部120之间具有足够的避让空间，以便于围绕第一管道100拼接多个弧形挡块314。在多个弧形挡块314围绕第一管道100拼接形成挡圈310后，通过调整连接套320与挡圈310的相对位置，以使连接套320套设于挡圈310上。因此，上述实施例有益于降低管道连接结构的装配难度。
42.在一些可选的实施例中，管道连接结构还包括限位件330，第一主体部312设置有安装槽3121，限位件330设置于安装槽3121，且限位件330凸出于第一主体部312的外侧壁。限位件330位于连接套320远离第二管道200的一侧，且限位件330可止抵于连接套320远离第二管道200的一侧。
43.上述实施例中，限位件330可有效防止连接套320与挡圈310脱落。具体的，在需要拆断第一管道100和第二管道200之间的连接关系的情况下，无需将挡圈310和连接套320与
第一管道100拆离，不仅有益于防止连接套320和挡圈310丢失，还可以降低第一管道100和第二管道200拆离后再次连接的难度，提高作业效率。
44.参照图5，在一些可选的实施例中，安装槽3121为沿挡圈310外周方向的环形凹槽，限位件330可以为弹簧挡圈，以通过弹簧挡圈卡接于安装槽3121内，实现连接套320和挡圈310限位，提高连接套320与挡圈310装配的稳定性。
45.参照图1，在一些可选的实施例中，第一管道100还设置有第四台肩150，且第四台肩150位于挡圈310远离第二管道200的一侧。示例性地，第四台肩150的外径大于挡圈310的内径，以通过第四台肩150阻挡挡圈310，以避免挡圈310和连接套320沿第一管道100滑动的位移过大。
46.在一些可选的实施例中，管道连接结构还包括密封圈400，第二管道200的端部开设有密封槽220，密封圈400设置于密封槽220内，第一管道100的端部具有第一密封面130，第一密封面130与密封圈400相对，且第一密封面130止抵于密封圈400。
47.上述实施例中，密封圈400设置于第一管道100和第二管道200对接的端面，可有效避免密封圈400的密封面受到管内流体压力的影响，有益于提高第一管道100和第二管道200连接处的密封性能。
48.参照图2和图7，在一些可选的实施例中，第二管道200还设置有第二圆角凹槽230，第二圆角凹槽230设置于密封槽220的槽底与密封槽220的侧壁的连接处。该实施例有益于防止密封槽220的槽底与密封槽220的侧壁的连接处应力集中，进而可以提高第二管道200的疲劳寿命。
49.参照图2至图4，一些可选的实施例中，第一管道100靠近第二管道200的一端设置有第一过渡段140，第一管道100的内径由第一过渡段140远离第二管道200的一端向靠近第二管道200的一端逐渐增加。
50.上述实施例中，第一过渡段140可使第一管道100与第二管道200连接处的通流面积增加，使得第一管道100和第二管道200连接处的流体压力降低，进而有益于延长管道连接结构的抗疲劳寿命，提升第一管道100和第二管道200连接的稳定性。
51.在另一些可选的实施例中，第二管道200靠近第一管道100的一端设置有第二过渡段240，第二管道200的内径由第二过渡段240远离第一管道100的一端向靠近第一管道100的一端逐渐增加，以减小第二管道200和第一管道100连接处的流体压力。
52.当然，在一些实施例中，管道连接结构的第一管道100和第二管道200均可以设置有过渡段，第一管道100设置有第一过渡段140，第二管道200设置有第二过渡段240，以提升管道连接结构的抗振性能。
53.本实用新型上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
54.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。