伸縮接頭是指管路補(bǔ)償接頭，是泵、閥門(mén)，管道等設(shè)備與管道連接的新產(chǎn)品，通過(guò)螺栓把它們連接起來(lái)，使其成為整體，并有一定的位移量，分為AY型壓蓋式伸縮接頭，AF型法蘭式松套伸縮接頭，BF型單法蘭限位伸縮接頭，B2F型雙法蘭限位伸縮接頭，BY型壓蓋松套限位伸縮接頭，CF單法蘭傳力接頭，C2F雙法蘭傳力接頭等。

定義

伸縮接頭主要應(yīng)用在安裝維修時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝尺寸進(jìn)行調(diào)整，在工作時(shí)，可以把軸向推力傳還至整個(gè)管道系統(tǒng)。這樣不僅提高工作效率，而且對(duì)泵、閥門(mén)等管道設(shè)備起到一定保護(hù)作用。

產(chǎn)品分類(lèi)

AY型壓蓋式伸縮接頭，AF型法蘭式松套伸縮接頭，BF型單法蘭限位伸縮接頭，B2F型雙法蘭限位伸縮接頭，BY型壓蓋松套限位伸縮接頭，CF單法蘭傳力接頭，C2F雙法蘭傳力接頭等。

AY型壓蓋松套伸縮接頭是由本體、密封圈、壓緊構(gòu)件組成的松套連接管道的裝置。主要用于吸收位移，而不能承受壓力推力的補(bǔ)償接頭。

BF型單法蘭限位伸縮接頭是由松套伸縮接頭和限位短管等構(gòu)件組成。它能防止管道因超量位移導(dǎo)致補(bǔ)償接頭的泄漏或損壞，主要用于在允許位移范圍內(nèi)吸收軸向位移和承受壓力推力的管道松套連接,適用于一邊與法蘭連接，一邊與管道焊接，安裝時(shí)調(diào)整產(chǎn)品兩端與管道或法蘭的安裝長(zhǎng)度，對(duì)角依次均勻擰緊壓蓋螺栓，再調(diào)整好限位螺母，這樣就能讓管道在伸縮量范圍內(nèi)可以自由伸縮，鎖定伸縮量，確保管道的運(yùn)行。

B2F型雙法蘭式限位伸縮接頭適用于兩邊均與法蘭連接。

AF型法蘭松套伸縮接頭是由本體、密封圈、壓緊構(gòu)件組成的松套連接管道的裝置。主要用于吸收位移，而不能承受壓力推力的補(bǔ)償接頭。工作原理:松套伸縮節(jié)安裝在管道上后，擰緊螺母彈性密封圈，在螺母壓蓋的作用下依靠相互斜度，緊壓在管子外圈密封和連接作用。當(dāng)溫度變化時(shí)管子能在接頭中間自由的伸縮，當(dāng)?shù)鼗鲁?，管子能偏斜，并確保密封無(wú)滲漏，從而起到自動(dòng)補(bǔ)償之目的。

CF型單法蘭式傳力接頭是由本體，密封圈，壓蓋，短管法蘭構(gòu)件組成。適用于一邊與法蘭連接，一邊與管道焊接。安裝是調(diào)節(jié)產(chǎn)品兩端與管道或法蘭的安裝長(zhǎng)度，安裝和焊接完畢后，對(duì)角一次均勻擰緊壓蓋螺栓，合其成為一個(gè)，并有一定的位移量，方便安裝維修時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)尺寸進(jìn)行調(diào)整。在工作時(shí)可以把軸向推力傳遞至整個(gè)管道。

主要材質(zhì)

QT-400(球墨鑄鐵)，Q235A(碳鋼)，HT20(灰鐵)，304L，316L(不銹鋼)。

安裝說(shuō)明

法蘭式

松套伸縮節(jié)安裝在管道上后，擰緊螺母彈性密封圈，在螺母壓蓋的作用下相互斜度，緊壓在管子外圈起密封和連接作用。當(dāng)溫度變化時(shí)管子能在接頭中間自由的伸縮，當(dāng)?shù)鼗鲁?，管子能偏斜，并確保密封無(wú)滲漏，從而起到自動(dòng)補(bǔ)償目的。

單法蘭限位

適用于一邊與法蘭連接，一邊與管道焊接，安裝時(shí)調(diào)整產(chǎn)品兩端與管道或法蘭的安裝長(zhǎng)度，對(duì)角均勻擰緊壓蓋螺栓，再調(diào)整好螺母，這樣就能讓管道在伸縮量范圍內(nèi)可以自由伸縮，鎖定伸縮量，管道的運(yùn)行。

雙法蘭限位

適用于兩邊均與法蘭連接，安裝時(shí)調(diào)整產(chǎn)品兩端連接長(zhǎng)度，對(duì)角依次均勻擰緊壓蓋螺栓，再調(diào)整好限位螺母，這樣就能讓管道自由伸縮，鎖定伸縮量，確保管道的運(yùn)行。

壓蓋式

適用于兩邊與管子插接，勿需焊接，結(jié)構(gòu)合理，密封，安裝快速方便。

注意事項(xiàng)

VSSJA-2型雙法蘭式松套限位伸縮接頭適用于兩邊均與法蘭連接的管路，安裝時(shí)調(diào)整產(chǎn)品兩端與法蘭的連接長(zhǎng)度，對(duì)角依次均勻擰緊壓蓋螺栓，再調(diào)整好限位螺母，這樣就能讓管道在伸縮量范圍內(nèi)自由伸縮，鎖定伸縮量，就可以確保管道的運(yùn)行。

標(biāo)準(zhǔn)

船用標(biāo)準(zhǔn)CBM1129-82，適用于溫度不高于80°C的船舶艙底、壓載、海水、消防、甲板沖洗和油類(lèi)駁運(yùn)等管路，以補(bǔ)償管路存在的漲縮現(xiàn)象。

標(biāo)記示例

PN1.6、DN125的伸縮接頭標(biāo)記為:伸縮接頭16125 CBM1129-82。

技術(shù)要求

1.伸縮接頭的套管和法蘭盤(pán)的材料為20;螺栓材料為35;制動(dòng)螺釘材料為2CR13。

橡膠圈材料:介質(zhì)為油類(lèi)的丁晴橡膠I-2，介質(zhì)為水用氯丁橡膠III-2。

2.除介質(zhì)為油類(lèi)外，其他適用管路的伸縮接頭的鋼制零件就熱度鋅處理。

3.一般狀態(tài)下安裝尺寸為L(zhǎng)1，根據(jù)接頭使用的目的，可行當(dāng)調(diào)整L1的數(shù)值，但直不得超過(guò)1.5L1。

折疊水壓實(shí)驗(yàn)

1.DN65-150，以Pm=2.4 Mpa進(jìn)行密封性實(shí)驗(yàn);

2.DN200-400，以Pm=1.5 Mpa進(jìn)行密封性實(shí)驗(yàn);

伸縮接頭屬于管道補(bǔ)償器中接頭，一般管道系統(tǒng)采用的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T12465-2007，替換GB/T12465-2002及GB/T14414-1993。

作用

管道安裝中伸縮接頭的重要性，伸縮接頭由于連接伸縮管或波紋管的溫度變化較大，伸縮接頭的使用是一種保護(hù)措施，伸縮接頭是泵、閥門(mén)，管道等設(shè)備與管道連接的新產(chǎn)品，通過(guò)全螺栓把它們連接起來(lái)，使其成為整體，并有一定的位移量，方便安裝。可承受管線(xiàn)的軸向壓力。這樣就可以在安裝維修時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝尺寸進(jìn)行調(diào)整，在工作時(shí)，不僅提高工作效率，而且對(duì)泵、閥們等管道設(shè)備起到一定保護(hù)作用。

工作原理

管道伸縮膨脹量大、承受溫度高、受壓面積力度強(qiáng)。建筑給排水工程中基礎(chǔ)混凝土澆注或者預(yù)埋管道，在這些工程管道受建筑物基礎(chǔ)沉降，設(shè)備共振，地質(zhì)變化，管道介質(zhì)變化的過(guò)程中，管道分布的位置開(kāi)始受力，變形，扭曲破壞管道，預(yù)埋管道甚至破裂給施工單位帶來(lái)極大的不便，為了克服這些困難，確保管道的運(yùn)行，使用伸縮器、伸縮接頭:它能在一定的范圍內(nèi)軸向伸縮，克服管道各種角度移位、不同心、伸縮、膨脹。管道在伸縮器中可以自由伸縮。一旦超過(guò)的伸縮量自身起到限位作用。從而管道運(yùn)行!

支墩的選擇

管道安裝伸縮接頭支墩的位置:支墩可承受管道的重量和伸縮接頭的重量，相當(dāng)于橋梁的橋墩、管道可連續(xù)支撐在支墩上可以使管道與伸縮接頭連接的位置自由移動(dòng)。支墩的位置選擇:間距6~12 m，D特別大時(shí)，L取3 m。支墩間距小→M、Q(彎矩和剪力)小→支墩造價(jià)高。支墩類(lèi)型分為支承環(huán)式、鞍式、滑動(dòng)式。支墩可有效大型明裝敷設(shè)管道和伸縮接頭受自然溫度變化下熱脹冷縮可自由移位不受破壞。

應(yīng)用分析

伸縮接頭能夠有效保護(hù)油氣井管柱，提高其系數(shù)，應(yīng)用范圍十分廣泛。但有關(guān)伸縮接頭應(yīng)用方面的文獻(xiàn)比較少見(jiàn)，本文結(jié)合理論知識(shí)與現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，將伸縮接頭的工作原理做一分析討論。選取三個(gè)不同區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊各選取一口典型氣井，對(duì)每口氣井設(shè)置坐封、酸化兩種工況。然后運(yùn)用TDAS軟件分析計(jì)算，首先求解帶有伸縮接頭的油管柱在每種工況下的系數(shù)及其位置，然后求解不帶伸縮接頭的油管柱在每種工況下的系數(shù)及其位置，將三口氣井的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從膨脹效應(yīng)、軸向力、三維應(yīng)力三個(gè)方面分析討論伸縮接頭的作用。

結(jié)果分析

(1)坐封

a井在井口溫度為20℃，井口油壓為20 MPa，用比重為1.25的泥漿液進(jìn)行坐封，用TDAS軟件計(jì)算得到以下結(jié)果。

膨脹效應(yīng)發(fā)生在橫向上，而伸縮接頭只能在縱向上影響管柱的受力，有無(wú)伸縮接頭的氣井在各種工況下其油管柱的膨脹效應(yīng)是一樣的，所以在后面的分析中主要討論軸向力和三維應(yīng)力對(duì)油管柱的作用方式。坐封時(shí)要先對(duì)油管柱憋壓，憋壓過(guò)程中井口處的油管柱受到油管自重和因油壓而產(chǎn)生的向下的拉力，這個(gè)過(guò)程中有無(wú)伸縮接頭對(duì)井口處油管柱受力影響不大，但是當(dāng)封隔器坐封后，伸縮接頭可以補(bǔ)償形變，減少井口處油管的壓力。

(2)酸化

以A區(qū)塊a井為例，在油壓為30 MPa時(shí)用TDAS軟件計(jì)算得到以下結(jié)果。

在酸壓工況中，油管柱整體受到自身重力、活塞力、彎曲效應(yīng)、膨脹效應(yīng)和溫度效應(yīng)共同產(chǎn)生的合力。在酸化壓力較小時(shí)，油管柱自身的重力為破壞力，其方向垂直向下。而在油管柱低端的封隔器處還有一個(gè)以活塞力為主的豎直向上的力，此力便能在一定程度上將重力中和。對(duì)于沒(méi)有伸縮接頭的油管柱，豎直向上的力會(huì)一直沿著管柱向上傳遞，最終就會(huì)使井口處的油管柱受到的伸張力有所減少;對(duì)于有伸縮接頭的油管柱，豎直向上的力在傳遞過(guò)程中就會(huì)因伸縮接頭的作用而中斷，此時(shí)的中和點(diǎn)位置要深于前者的中和點(diǎn)位置，同時(shí)井口處的伸張力減少程度要小于前者。正如表2所示，兩者的系數(shù)都是在井口處，大小分別是1.66和1.68。類(lèi)似這

樣的情況其實(shí)并不多見(jiàn)，因?yàn)樵谒釅哼^(guò)程中，由于高壓產(chǎn)生的一系列復(fù)雜的力才是主要的破壞因素，這個(gè)例子說(shuō)明伸縮接頭對(duì)活塞力向上傳遞能夠起到很好的緩沖作用。

再選取B區(qū)塊b井為研究對(duì)象，用TDAS軟件計(jì)算油壓70 MPa;油壓70 MPa、套壓20 MPa;油壓90 MPa、套壓20 MPa時(shí)有無(wú)伸縮接頭的油管柱系數(shù)及位置。

在高壓酸化時(shí)，壓力與溫差變化是對(duì)油管柱的主要破壞因素。油管柱會(huì)因注入溫度相對(duì)較低的壓裂液而收縮，同時(shí)也會(huì)受到活塞力和彎曲效應(yīng)的影響發(fā)生收縮形變。此時(shí)的油管柱兩端分別被井口和封隔器固定，任何形式的形變都會(huì)使得油管柱承受很大的壓力或者拉力，而伸縮接頭能夠有效地幫助油管柱補(bǔ)充形變，使油管柱承受的力減小。B區(qū)塊b井幾種不同方式的壓裂工況，均能說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)說(shuō)明，對(duì)油套環(huán)空適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充平衡壓力，也能很好的提高油管柱的系數(shù)。

如果封隔器下還有較長(zhǎng)的油管柱，建議使用非限向型封隔器加伸縮接頭的管柱組合。以C區(qū)塊c井在油壓70 Mpa時(shí)酸化為例。

C區(qū)塊c井在封隔器以下仍有600 m長(zhǎng)的2/8"油管，當(dāng)高壓酸化時(shí)，油管柱低端能夠產(chǎn)生巨大的活塞力，如果所選用的封隔器是限向型的，則巨大的活塞力會(huì)使600m長(zhǎng)的2/8"油管發(fā)生很大的彎曲甚至損壞。如果封隔器為非限向型，則活塞力會(huì)傳遞到封隔器以上的整個(gè)油管柱，整體的油管柱共同來(lái)分擔(dān)底部巨大的活塞力，同時(shí)封隔器上部的伸縮接頭也能有效管柱受力情況。另外補(bǔ)充第二種情況:如果C區(qū)塊c井選用的是限向型封隔器，且將伸縮接頭安裝在封隔器以下，伸縮接頭不會(huì)改變封隔器以下管柱的受力情況。

研究結(jié)論

按照作用力方式不同，將油管柱所受到的力分為"靜載荷"與"動(dòng)載荷"。靜載荷為隨油管柱形變發(fā)生變化的載荷;動(dòng)載荷為不隨油管柱形變而改變的載荷。例如:多層開(kāi)采時(shí)兩封隔器之間或者封隔器與井口之間管柱的拉力為靜載荷;酸壓時(shí)壓力為動(dòng)載荷。當(dāng)靜載荷對(duì)油管柱施加作用力時(shí)，有無(wú)伸縮接頭則有差異，例如酸壓時(shí)的B區(qū)塊b井;當(dāng)動(dòng)載荷對(duì)油管柱施加作用力時(shí)，有無(wú)伸縮接頭效果一樣，例如酸壓時(shí)C區(qū)塊c井的第二種情況。

每個(gè)伸縮接頭的構(gòu)造都不相同，但原理大同小異。一般伸縮接頭都是由銷(xiāo)釘來(lái)釋放剪切力，銷(xiāo)釘?shù)膫€(gè)數(shù)決定了伸縮接頭剪切力的大小，如果伸縮接頭收到的外力小于銷(xiāo)釘?shù)募羟辛Γ敲瓷炜s接頭也不發(fā)揮作用。使用限向式封隔器能夠有效地減少油管柱底端活塞力的向上傳遞，減少封隔器上部油管柱的受力，減少其螺旋彎曲程度。使用限向型封隔器加伸縮接頭的管柱組合，比單純使用限向型封隔器和非限向型封隔器在大多數(shù)工況中都能更好的提高系數(shù)。