具体实施方式
参考图1，示出了一种漂浮于水面11上的总体标为10的离岸钻井和生产船只。该浮式船只具体来说是张力腿平台(TLP)，该张力腿平台(TLP)通过系泊缆13、14和基板15、16固定在海床12上。在TLP平台10的四个角上分别有一组系泊缆(在图1中不可见)垂悬至四个基座15、16中的相应一个上。另外，TLP平台10的四个下部角分别通过相应的横向锚绳17、18来固定，其中锚绳用于横向移动平台和抵挡横向风暴载荷。
为将钻井流体和钻柱从TLP传至海床12中的井身19以及在钻井完成时从井中取出碳氢化合物，总体标为20的生产立管从井身19向上延伸至TLP10。立管20包括多个通过柔性管接头22连接的刚性管节21。例如，在于1992年7月28日授于Whightsil，Sr等人的第5,133,578号美国专利中描述了合适的柔性管接头。
在图1中还示出了总体标为24的输出立管，其以悬链线构造从TLP10的支腿上悬吊并着陆于海床12上。输出立管24例如是从TLP10到岸上设施(未示出)的管线，或者是从TLP10到浮标系统的管线，用于装载浮式生产储油和卸载油船(FPSO)。输出立管24与生产立管20的相似之处是它由通过弹性材料柔性管接头26连接的多个刚性管节25构成。位于立管24顶部的柔性管接头27被装在与TLP10的支腿附连的侧入式开槽座34中。
图2示出了侧入式开槽座34。座34为焊接件，其由经锻造和机械加工的负载环41和多个板42、43构成。用作腹板和凸缘的板42、43起到稳定负载环41以及桥接TLP的支腿与输出立管之间的负载的作用。
在安装过程中，座34的后部焊接或以其它方式固定在TLP的支腿上，输出立管的上部柔性管接头插入负载环41。该座包括前部槽(其总体标为44)以便安装过程中输出立管容易侧面进入。
用于立管和用于将系泊缆装配在TLP上的柔性接头已采取各种尺寸被制造和储存，用于应付各种标准尺寸的立管或系泊缆。然而，可能出现下列情形，即：希望在给定壳体尺寸或覆盖区(footprint)下提高柔性接头的承载能力或使用寿命。对于立管最上端的柔性管接头而言，更是如此，因为该柔性接头通常装在具有与特定壳体覆盖区相配的安装座的浮式船只上。
例如，首先针对预期的使用条件选择安装座并设定其尺寸，然后将安装座焊在浮式船只上。如果使用条件发生变化，则难以更换安装座，并且安装新的安装座费用昂贵。负载条件可能因为在现有位置上钻出新的或更深的井使得要在现有位置上提取更高温度的生产流体而需要提高，或者负载条件可能因为现有位置上的生产已中止并且已将浮式船只移至海床更深处的新位置使得柔性管接头必须应付更高张力而需要提高。在任一种情况下都希望在现有安装座上安装新的能力更高的柔性管接头。
根据本发明的一个方面，对于给定壳体尺寸或覆盖区，柔性接头的承载能力或使用寿命通过在柔性接头中以同轴方式叠置两个或更多环形弹性材料挠性元件并且机械地连接弹性材料挠性元件来将柔性接头的延伸部装配在壳体上，从而使挠性元件在延伸部相对于壳体的角位移和轴向位移并行地起作用，特别是，使得相对于壳体在延伸部上的张力负载将备挠性元件压缩以将张力负载分解于挠性元件中并在挠性元件中共同承受张力负载来得到提高。因此，在给定壳体尺寸或覆盖区下，柔性接头的总负载能力得到提高，并且在给定负载能力下，柔性接头的使用寿命得到提高。与已有的单个元件的设计或具有两个独立作用或连接成串联起作用的挠性元件的设计相比，具有并行地起作用的挠性元件的柔性管接头可在更严酷的环境和更苛刻的条件下工作。
在优选构造中，并行地起作用的叠置的挠性元件围绕共同旋转中心设置。对于两个并行地起作用的叠置挠性元件而言，这可以通过将挠性元件置于旋转中心的相对两侧以使旋转中心位于挠性元件之间、或者通过将挠性元件置于旋转中心同侧以使旋转中心不位于挠性元件之间来完成。在两个挠性元件位于旋转中心两侧的情况下，两个挠性元件可以借助内壳体或者通过延伸延伸部而机械地连接于延伸部，使得其被两个挠性元件中的每一个包围。因此，对于并行地起作用的两个叠置挠性元件而言，存在三种普通的柔性接头构造。
图3和4示出了具有其中并行地起作用的两叠置挠性元件61、62位于共同旋转中心63两侧的普通构造的柔性管接头27。在该特定实施例中，柔性管接头27具有下支撑环51、圆柱形主体52、下挠性元件61、延伸管54、内壳体65、上挠性元件62、内管64、和附连凸缘53。延伸管54的上凸缘66焊接在内壳体65上，内管64焊接在附连凸缘53上。而且，附连凸缘53焊接在圆柱形主体52上。例如，这些被焊接部件由抗腐蚀性钢合金制成。
在使用时，使柔性管接头27座落在能牢固支撑柔性管接头27的重量及负载的捕获座(图2中的34)中。附连凸缘53螺栓连接在管节(图3中的28)的凸缘(图3中的56)上，以便将流体送过位于管节28和延伸管54之间的柔性管接头。下支撑环51和圆柱形主体52的组合提供了柔性管接头27的外壳体。当支撑相对于此外壳体作用于延伸管54上的张力负载时，柔性管接头27允许延伸管54相对于外壳体发生一定范围的角位移(θ)。例如，如图3所示，当延伸管围绕旋转中心63从实线所示竖直方位旋转至虚线所示倾斜方位55时，延伸管54发生角位移(θ)。
如图4所示，下部环形弹性材料挠性元件61和上部环形弹性材料挠性元件62沿纵向中心轴67共轴叠置，并且容纳于由下支撑环51和圆柱形主体52构成的外壳体内。叠置的挠性元件61和62在轴67上具有共同旋转中心63。
在图4的实施例中，上部挠性元件62的尺寸、形状或组成不必与下部挠性元件61相同。通常，当张力作用于延伸管54上导致延伸管相对于圆柱形主体52沿轴线67移动时，上部挠性元件62和下部挠性元件61分别经历相同的轴向位移，因而受到与挠性元件的相对轴向刚度成正比的压缩力。因此，柔性接头27上的张力负载与上部和下部挠性元件62、61的相对轴向刚度成正比地分解并共同承受在这些挠性元件中。因此，通过将上部挠性元件62结合在柔性管接头27中并使上部挠性元件机械地连接于下部挠性元件61和延伸管54，该柔性管接头可以应付比任何单个挠性元件多的负载。例如，通过将基本相同的上部、下部挠性元件62、61结合在柔性管接头27中并且通过该实施例的方式将其机械地连接，柔性管接头的负载能力会是单个下部挠性元件的两倍。
按照类似方式，延伸管54通过绕共同旋转中心63旋转发生的角位移使上部挠性元件62和下部挠性元件61受到相同的剪切应变，因此柔性管接头27提供在延伸管54上的反作用力，该反作用力为上部和下部挠性元件62和61提供的作用力之和；如果两个挠性元件61、62基本相同，该反作用力会是由任一挠性元件提供的作用力的两倍。
通常，由于延伸管54和内壳体65连在一起，上部挠性元件62和下部挠性元件61被迫并行地起作用，因而具有相同的移动和旋转量。上部挠性元件62和下部挠性元件61共用同一旋转中63，以允许延伸管54在使用过程中发生一定范围的不受约束的角位移。因此，(由立管张力和旋转、流体压力和热膨胀引起的)总负载与上部和下部挠性元件62、61的相对刚度成正比地分配于这两挠性元件之间。下部挠性元件61将其负载直接传入下支撑环51，同时上部挠性元件62将其负载传入内管64。内管64然后通过焊接连接将负载传入附连凸缘53。附连凸缘53通过另一焊接连接将负载向下传至下支撑环51。
在使用中，当将生产流体从浮式船只传至输出立管(图1中的24)时，生产流体向下通过附连凸缘53上的孔68流入内管64，并且填充内腔68。然后，生产流体从内管64向下流过延伸管54。
还可以将图4所示柔性管接头用在生产立管(图1中的20)中。在这种情况下，来自井身的生产流体将向上流过延伸管54，然后向上通过内管64，并且向上通过附连凸缘53。
柔性管接头27的构造要求单独模制两个组件。在一个模制过程中，利用两件式开口环(未示出)将下部挠性元件61的弹性材料粘接在下支撑环51和延伸管54上。当此模制过程完成时，使开口环的两个部件彼此分开以从模制组件上取下开口环。相对于具有这种开口环的模具的更多细节在于1987年11月24日授于McGregor的第4,708,758号美国专利的图5及第5栏第47行-第6栏第2行中给出。
按照类似方式，在模制上部挠性元件62时，上部挠性元件的弹性材料被粘接在内管64和内壳体65上。然而，此时无需开口环，因为内管64和内壳体65的形状允许在模制过程中使用实心的锥形环。
通过将上部挠性元件62的组件置于下部挠性元件61的组件上并且将内壳体65焊接在延伸管54的上凸缘66上，用下部挠性元件61的组件和上部挠性元件62的组件制造出图4所示的柔性管接头。此时不存在圆柱体主体52，因此这种焊接不受圆柱形主体52阻碍。接着，将圆柱形主体52放在下支撑环51上，并将其焊接在下支撑环上。然后，将附连凸缘53装在内管64上，内管焊接在附连凸缘上，附连凸缘焊接在圆柱体主体52上。
图5示出了用于方便拆卸的柔性管接头100的替换构造。在该实例中，可能需要进行拆卸以更换内波纹管110。波纹管110在被送过柔性管接头100的生产流体与上部挠性元件107的弹性材料之间提供非扩散性障碍。
在构造柔性管接头100的过程中，当下部挠性元件103被模制时，它被粘接在下支撑环101和延伸管104上。当上部挠性元件107被模制时，它被粘接在内壳体106和内管109上。然后将波纹管110附连在内壳体106和内管109上。然后，在位于波纹管110和上部挠性元件107之间的空腔111中装入不可压缩的流体，诸如丙二醇或聚烷撑二醇。
然后将上部挠性元件107的组件放在下部挠性元件103的组件上，延伸管104的上凸缘105通过一系列螺栓112固定在内壳体106上。端环金属垫圈113密封延伸管104的上凸缘105和内壳体106之间的连接。然后将圆柱形主体102放在下支撑环101上，并且通过一系列螺栓114将其固定在下支撑环101上。然后将附连凸缘108装在内管109上，内管109焊接在附连凸缘108上。然后通过一系列螺栓115将附连凸缘108固定在圆柱形主体102上。
为进行拆卸，拆卸螺栓115，使得附连凸缘108不再被固定在圆柱形主体102上。然后将内管109和附连凸缘108之间的焊接磨掉，使得能够将附连凸缘从内管上取下。然后将螺栓114拆除，以便能够将圆柱形主体102从下支撑环101上取下。然后将螺栓112拆除，以便能够将上部挠性元件107的组件从下部挠性元件103的组件上取下。
图6示出了柔性管接头120的替换构造。在该实例中，柔性管接头120包括下支撑环121、圆柱形主体122、下部挠性元件123、延伸管124、内壳体126、上部挠性元件127、内管129、和附连凸缘128。延伸管124的上凸缘125焊接在内壳体126上，内管129焊接在附连凸缘128上。圆柱形主体122螺栓连接在下支撑环121上，附连凸缘128螺栓连接在圆柱形主体上。
通过从圆柱形主体122上松开附连凸缘128、磨掉附连凸缘和内管129之间的焊接、取下附连凸缘128、以及从下支撑环121上松开和取下圆柱形主体122，柔性管接头120的构造使部分拆卸变得容易。这种部分拆卸可能被期望用于检查上部挠性元件127和下部挠性元件123，以及接触嵌在挠性元件中的传感器。例如，在于1999年5月18日授于Moses等人的第5,905,212号美国专利中描述了嵌在挠性元件中的传感器。
图7示出了柔性管接头130，柔性管接头130还包括上部内衬141、下部内衬142和中心定位圈143。上部的次级环形弹性材料挠性元件144被置于中心定位圈143和上部内衬141之间，下部的次级环形弹性材料挠性元件145被置于中心定位圈和下部内衬142之间。上部内衬141、下部内衬142、中心定位圈143、上部的次级环形弹性材料挠性元件144、和下部的次级环形弹性材料挠性元件145的组件一起被模制成单个单元。
在柔性管接头130的组装过程中，下部的主要挠性元件133被模制，并且粘接在下支撑环131和延伸管134上。上部的主要挠性元件137被模制，并且粘接在内壳体136和内管139上。然后，将衬垫组件的下部内衬142插入延伸管134，将上部的主要挠性元件137的组件降至合适位置，以将内管139安放在衬垫组件的上部衬垫141上，以便将上部衬垫141插入内管139，直至内壳体136座落在延伸管134的上凸缘135上。然后将内壳体136焊接在延伸管134的上凸缘135上。然后将下部内衬142的下端焊接在延伸管134的下端上，将上部内衬141的上端焊接在内管139的上端上。然后，圆柱形主体132被置于和焊接在下支撑环131上。然后，附连凸缘138被安装在内管139上，并且被置于圆柱形主体132上，内管的上端被焊接在附连凸缘上。然后将附连凸缘138焊接在圆柱形主体132上。
柔性管接头130的所有挠性元件133、137、144、145共用同一旋转中146，以允许延伸管134在操作过程中发生一定范围的不受约束的角位移。次级挠性元件144、145、中心定位圈143、上部衬垫141、和下部衬垫142将内腔147与生产流体隔离。这继而消除了最终的压头，否则如果允许生产流体的压力进入内腔147和作用于主要挠性元件137和133上，则这种压头会被引入。因此，衬垫141、142和中心定位圈143以及次级挠性元件144、145的组件充当压力隔离单元，其在生产流体和柔性管接头130的外部环境条件之间的密封上形成冗余。
图8示出了柔性管接头150，柔性管接头150的构造与图7所示类似，但被构造成方便部分拆卸。柔性管接头150包括下支撑环151、圆柱形主体152、下部的主要挠性元件153、延伸管154、内壳体156、上部的主要挠性元件157、附连凸缘158、内管159、上部内衬161、下部内衬162、中心定位圈163、粘接于上部衬底161和中心定位圈163之间的上部的次级挠性元件164、以及粘接于下部衬底162和中心定位圈163之间的下部的次级挠性元件165。
为方便部分拆卸，圆柱形主体152借助一系列螺栓168紧固于下支撑环151上，附连凸缘158借助一系列螺栓169紧固于圆柱形主体上。
图9示出了具有根据本发明的第二构造的柔性管接头170。在该实例中，下部主体171和上部主体172提供了柔性管接头170的外壳体。中间主体支撑件173设在下部主体171和上部主体172之间。延伸管174从下部主体171延伸，附连凸缘175被装配在上部主体172上。这些部件例如由抗腐蚀的钢合金制成。
图10示出了柔性管接头170的横向剖面图。在该实例中，中间主体支撑件173被焊接在下部主体171上，上部主体172被焊接在中间主体支撑件173上，附连凸缘175被焊接在上部主体172上。下部环形弹性材料挠性元件176被粘接在下部主体171上，并且粘接在延伸管174上以将延伸管174装配在下部主体171上。上部环形弹性材料挠性元件177被粘接在中间主体支撑件173上，并且被粘接在上部挠性元件盖178上。例如，上部挠性元件盖178由抗腐蚀的钢合金制成。上部挠性元件盖178被焊接在延伸管174的上凸缘179上。下部挠性元件176和上部挠性元件177共用共同旋转中181，以允许延伸管174围绕该共同旋转中心进行不受约束的角位移。
在该第二构造中，下部挠性元件176和上部挠性元件177位于共同旋转中181的各相对侧上，下部挠性元件和上部挠性元件均包围延伸管174。由于延伸管174和上部挠性元件盖178连在一起，下部挠性元件176和上部挠性元件177被迫具有相同的位移和旋转量。因此，(由立管张力和旋转、流体压力和热膨胀引起的)柔性管接头170上的总负载与上部和下部挠性元件176、177的相对刚度成正比地被分配于这两挠性元件之间。下部挠性元件176将其负载直接传入下部主体171，同时上部挠性元件177通过中间主体支撑件173将其负载传入下部主体171。
在使用中，当通过柔性管接头170将生产流体从浮式船只传至包括延伸管174的输出立管时，生产流体向下流过附连凸缘175，并且填充上部内腔182。生产流体流入上部挠性元件盖178，然后向下流过延伸管174。
还可以将柔性管接头170用在包括延伸管174的生产立管中。在这种情况下，来自井身的生产流体将向上流过延伸管174，然后向上流过上部挠性元件延伸盖178，并且向上通过附连凸缘175。
在柔性管接头170的制造过程中，当下部挠性元件176被模制时，下部挠性元件的弹性材料被粘接在下部主体171和延伸管174上。夹在延伸管174和下部主体171之间的普通两件式模具提供环形空腔，用于在模制下部挠性元件176的过程中容纳弹性材料和加强件。当上部挠性元件177被模制时，上部挠性元件的弹性材料被粘接在中间主体支撑件173和上部挠性元件盖178上。在这种情况下，夹在上部挠性元件盖178和中间主体支撑件173之间的牺牲式(sacrificial)或可折叠式的两件式模具提供环形空腔，用于在模制上部挠性元件177的过程中容纳弹性材料和加强件。然后，(与中间主体支撑件173和上部挠性元件盖178粘接的)上部挠性元件177的组件被安装到(与下部主体171和延伸管174粘接的)下部挠性元件176的组件上。然后，上部挠性元件盖178被焊接在延伸管174的上凸缘179上，中间主体支撑件173被焊接在下部主体171上。然后，上部主体172被焊接在中间主体支撑件173上，附连凸缘175被焊接在上部主体172上。
图11示出了具有如图10中介绍的第二构造、但被构造成方便拆卸的柔性管接头190。柔性管接头190具有下部主体191、上部主体192、中间主体支撑件193、延伸管194、和附连凸缘195。下部环形弹性材料挠性元件196被粘接在下部主体191和延伸管194上，上部环形弹性材料挠性元件197被粘接在中间主体支撑件193和上部挠性元件盖198上。
柔性管接头190的拆卸可被用于更换内波纹管201。波纹管201在被送过柔性管接头190的生产流体与上部挠性元件197的弹性材料之间提供非扩散性障碍。
为方便拆卸，作为将金属部件焊接到一起的替换，一系列螺栓203将上部挠性元件盖198紧固在延伸管194的上凸缘199上，一系列螺栓204将附连凸缘195、上部主体192和中间主体支撑件193紧固在下部主体191上。端环金属垫圈205密封上部挠性元件盖198和延伸管194的上凸缘199之间的连接。端环金属垫圈206密封附连凸缘195和上部主体192之间的连接。端环金属垫圈207密封上部主体192和中间主体支撑件193之间的连接。端环金属垫圈208密封中间主体支撑件193和下部主体191之间的连接。
在柔性管接头190的制造过程中，下部挠性元件196被模制，并且被粘接在下部主体191和延伸管194上。上部挠性元件197被模制，并且被粘接在中间主体支撑件193和上部挠性元件支撑盖198上。然后将波纹管201附连在中间主体支撑件193和上部挠性元件盖198上。然后向波纹管201和上部挠性元件197之间的空腔202装填不可压缩的流体，诸如丙二醇或聚烷撑二醇。然后将端环金属垫圈205放在延伸管194的上凸缘199上，将端环金属垫圈208放在下部主体191上，并且将上部挠性元件197的组件安装在延伸管194的上凸缘199上，并且通过螺栓203将其固定在合适位置上。然后将端环金属垫圈207放在中间主体支撑件193上，并且将上部主体192放在中间主体支撑件上。然后将端环金属垫圈206放在上部主体192上，将附连凸缘195放在上部主体192上，并且通过螺栓204将其固定在合适位置上。
图12示出了柔性管接头210，其具有根据本发明的第三构造。柔性管接头210具有外壳体211、延伸管212和附连凸缘213。为将柔性管接头210连接到输入管214上，输入管的凸缘215被栓紧在附连凸缘213上。为将柔性管接头210连接在立管216上，延伸管212被焊接在立管上。例如，这些部件由抗腐蚀的钢合金制成。
图13示出了柔性管接头210的横向剖面图。在该实例中，附连凸缘213被焊接在外壳体211上。下部环形弹性材料挠性元件221被粘接在外壳体211和延伸部护套222上。上部环形弹性材料挠性元件223被粘接在内壳体224上和延伸管212的上凸缘225上。例如，内壳体224和延伸部护套222由抗腐蚀的钢合金制成。内壳体224被焊接在附连凸缘213上，延伸部护套222被焊接在延伸管212上。下部挠性元件221和上部挠性元件223共用共同旋转中心226，以允许延伸管212通过围绕挠性元件的共同旋转中心旋转发生一定范围的不受约束的角位移。
在该第三构造中，下部挠性元件221和上部挠性元件223位于共同旋转中心226的同侧，下部挠性元件和上部挠性元件包围延伸管212。为在这种情况下使用类似的挠性元件，更靠近共同旋转中心226的上部挠性元件223被嵌套在下部挠性元件221内，使得上部挠性元件223的一部分位于共同旋转中心226和下部挠性元件221的一部分之间。由于延伸管212和延伸部护套222连在一起，下部挠性元件221和上部挠性元件223被迫具有相同的位移和旋转量。因此，(由立管张力和旋转、流体压力和热膨胀引起的)柔性管接头210上的总负载与上部和下部挠性元件221、223的相对刚度成正比地分配于这两挠性元件之间。下部挠性元件221将其负载直接传入外壳体211，同时上部挠性元件223通过内壳体224将其负载传入附连凸缘213，并从附连凸缘向下传至外壳体。
在使用中，当通过柔性管接头210将生产流体从浮式船只传至输出立管时，生产流体从输入管214向下流过附连凸缘213，向下流过延伸管212，到达立管216。
还可以将柔性管接头210用在生产立管中。在这种情况下，来自井身的生产流体将向上流过立管216，向上流过延伸管212，然后向上通过附连凸缘213。
在柔性管接头210的制造过程中，当下部挠性元件221被模制时，下部挠性元件的弹性材料被粘接在外壳体211和延伸部护套222上。夹在外壳体211和延伸部护套222之间的普通两件式模具提供环形空腔，用于在模制下部挠性元件221的过程中容纳弹性材料和加强件。当上部挠性元件223被模制时，上部挠性元件的弹性材料被粘接在内壳体224和延伸管212的上凸缘225上。夹在内壳体224和上凸缘225之间的普通两件式模具提供环形空腔，用于在模制上部挠性元件223的过程中容纳弹性材料和加强件。然后将附连凸缘213安装和焊接在内壳体224上。然后将附连凸缘213、内壳体224、上部挠性元件223和延伸管212的组件安装在延伸部护套222、下部挠性元件221和外壳体211的组件上。然后将延伸部护套222的下端焊接在延伸管212上，将附连凸缘213焊接在外壳体211上。
图14示出了具有如图13中介绍的第二构造、但被构造成方便拆卸的柔性管接头230。柔性管接头230具有外壳体231、延伸管232和附连凸缘233。下部环形弹性材料挠性元件241被粘接在外壳体231和延伸部护套242上。上部环形弹性材料挠性元件243被粘接在内壳体244和延伸管232的上凸缘235上。
柔性管接头230的拆卸可被用于更换内波纹管251。波纹管251在被送过柔性管接头230的生产流体与上部挠性元件243的弹性材料之间提供非扩散性障碍。
为方便拆卸，作为将金属部件中的多个焊在一起的替换方式，一系列螺栓252将附连凸缘233紧固在内壳体244上，一系列螺栓253将附连凸缘233紧固在外壳体231上。端环金属垫圈254密封附连凸缘233和内壳体244之间的连接。端环金属垫圈255密封附连凸缘233和外壳体231之间的连接。另外，通过将延伸管232的下凸缘237栓紧在立管236的上凸缘238上，柔性接头230被附连在立管236上。
在柔性管接头230的制造过程中，下部挠性元件241被模制，下部挠性元件的弹性材料被粘接在外壳体231和延伸部护套242上。上部挠性元件243被模制，上部挠性元件的弹性材料被粘接在内壳体244和延伸管232的上凸缘235上。然后将波纹管251附连在内壳体244和延伸管232的上凸缘235上。然后向位于波纹管251和上部挠性元件243之间的空腔256装填不可压缩的流体，诸如丙二醇或聚烷撑二醇。然后将上部挠性元件243和延伸管232的组件安装在延伸部护套242、下部挠性元件241和外壳体231的组件上。然后将延伸部护套242的下端焊接在延伸管232上。然后将附连凸缘233放在内壳体244和外壳体231上，并且通过螺栓252和253将其固定在合适位置上。
图15示出了另一种柔性管接头260。柔性管接头260具有外壳体261、延伸管262和附连凸缘263。为将柔性管接头260连接到输入管264上，输入管的凸缘265被栓紧在附连凸缘263上。为将柔性管接头260连接在立管266上，延伸管262被焊接在立管上。下部环形弹性材料挠性元件271被粘接在外壳体261和延伸部护套272上。上部环形弹性材料挠性元件273被粘接在内壳体274和延伸管262的上凸缘275上。内壳体274被焊接在附连凸缘263上，延伸部护套272的下端被焊接在延伸管262上。
除了附连凸缘263是螺栓连接而非焊接在外壳体261上之外，图15中的柔性管接头260的构造与图13中的柔性管接头210相似。尽管在操作过程中并不需要，端环金属垫圈276密封附连凸缘263和外壳体261之间的连接，并且一系列的螺栓277将附连凸缘固定在外壳体上。
虽然本发明的各种实施例在上文中已被描述成用作立管的柔性管接头，但应理解：这些实施例也可以被用作系泊缆的柔性接头。在这种情况下，系泊缆要被焊接或以其它方式固定在延伸管上。典型地，不需要通过柔性接头向或从系泊缆传送流体，因此附连凸缘上的孔可以用板盖住，或者不带孔的盖板或盖可以替代附连凸缘被装配在柔性接头的外壳体上。
考虑到上述内容，已经描述了一种具有延伸部的柔性接头，所述延伸部被装配在壳体上以便延伸部相对于壳体角位移。两个或多个环形弹性材料挠性元件以同轴方式叠置，并且被机械地连接以将延伸部装配在壳体上，使得挠性元件在延伸部相对于壳体的角位移和轴向位移并行地起作用，以便具体地，在延伸部上的张力负载使各挠性元件处于压缩状态从而与挠性元件的相对轴向刚度成正比地将张力负载分解并共同承受这些挠性元件中。因此，对于给定的壳体尺寸或覆盖区，总负载能力得到提高，对于给定的负载能力，柔性接头的使用寿命得到提高。挠性元件可以具有不同的尺寸或组分，并且可以具有共同旋转中心；并且挠性元件可以被设在旋转中心的同侧或两侧。