專利名稱：一種海洋水下液壓連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域。具體的說是一種能夠適應(yīng)海 洋深水環(huán)境使用的，可實(shí)現(xiàn)水下直接快速連接并能在緊急情況時快速 脫開的主要設(shè)備。
背景技術(shù)：
液壓連接器裝置是海洋鉆井裝備中重要設(shè)備之一，主要安裝在水
下防噴器組或者采油樹下部，用來實(shí)現(xiàn)防噴器組(BOP)或者采油樹與 水下井口裝置的快速連接；也可以安裝在海洋鉆井隔水管系統(tǒng)中下部 隔水管總成(LMRP)的下部，用來實(shí)現(xiàn)LMRP與水下BOP組的快速連接。 我國目前在這方面的設(shè)計、制造技術(shù)方面還一直處于空白狀態(tài)。
液壓連接器主要功能是實(shí)現(xiàn)水下自動快速連接和在緊急情況時 快速脫開的一種重要設(shè)備，在海洋鉆井方面應(yīng)用非常廣泛，可以應(yīng)用 在水下防噴器組上實(shí)現(xiàn)與水下井口的直接快速連接，也可用在水下采 油樹上實(shí)現(xiàn)與井口的快速連接，以及適用在下部隔水管總成(LMRP) 上實(shí)現(xiàn)與水下防噴器組的直接快速連接，或適用在其它類似的設(shè)備上 實(shí)現(xiàn)快速直接連接。并且要能保證在海上鉆井作業(yè)過程中， 一旦遇到 緊急情況比如臺風(fēng)需要撤離的時候，能夠具有迅速脫開與其下部連接 設(shè)備的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種海洋水下液壓連接器，針對海洋深水技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)設(shè)
計提供一種可靠性高，采用液壓控制的并且能實(shí)現(xiàn)快速連接和快速脫 離的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)緊湊，簡單，操作簡便并具有輔助應(yīng)急裝置。
具體地說， 一種海洋水下液壓連接器，其具有與井口頭或心軸(相 連接實(shí)現(xiàn)水下井口裝置的快速連接的鎖緊擋塊，鎖緊塊擋一側(cè)設(shè)有與 其表面接觸并推動鎖緊塊擋徑向移動與井口頭或心軸上牙槽嚙合的 環(huán)形活塞。
環(huán)形活塞為液壓活塞且環(huán)形活塞位于外筒體、底座、鎖緊擋塊、 法蘭圍成的液壓腔內(nèi)，環(huán)形活塞與鎖緊擋塊接觸面采用具有自鎖性的 圓錐面。
法蘭外側(cè)底部與外筒體相連接，外筒體底部與底座相連接，底座 為圓臺狀結(jié)構(gòu)且鎖緊擋塊位于圓臺頂端，井口頭或心軸穿套在底座 (中心，法蘭內(nèi)側(cè)的凸臺頂靠鎖緊擋塊上端面，同時法蘭內(nèi)側(cè)面通過 金屬密封環(huán)與井口頭或心軸上端面連接。
在環(huán)形活塞下面還裝有輔助活塞，輔助活塞為"L"形結(jié)構(gòu)。 環(huán)形活塞采用環(huán)形整體式或多個獨(dú)立的油缸。 在環(huán)形活塞裝有為連接器的鎖緊或者脫開提供了可視化的效果 的標(biāo)桿。
鎖緊擋塊由多個環(huán)形分布的小塊組成，塊與塊之間靠彈簧連接。 鎖緊擋塊與井口頭或心軸采用齒槽嚙合結(jié)構(gòu)，為矩形或三角形或其它 方式。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是提供的一種能夠適應(yīng)海洋深水鉆完井作業(yè)要求的 海洋水下液壓連接器，用于在水下防噴器組上實(shí)現(xiàn)與水下井口的直接 快速連接，也可用在水下采油樹上實(shí)現(xiàn)與井口的快速連接，以及適用 在下部隔水管總成(LMRP)上實(shí)現(xiàn)與水下防噴器組的直接快速連接，或 適用在其它類似的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)快速直接連接。
本發(fā)明具有以下幾個特點(diǎn)
1. 環(huán)形活塞(5)采用環(huán)形整體式，并且與凸輪環(huán)做成一體，大 大簡化了結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)更加緊湊，可有效避免螺紋的失效問題，提高-了安裝工作效率；
2. 采用了輔助活塞應(yīng)急裝置，使結(jié)構(gòu)更加安全可靠；
3. 鎖緊擋塊(14)和環(huán)形活塞(5)接觸面采用具有自鎖性的錐 面，保證了操作的可靠性；
4. 主密封采用金屬對金屬密封，提高了密封性能；
5. 標(biāo)桿(2)的采用為連接器的鎖緊或者脫開提供了可視化的效 果，進(jìn)一步保證了操作的安全性；
6. 鎖緊擋塊(14)與井口頭或心軸(15)采用了齒槽嚙合方式，使
該結(jié)構(gòu)具有了較好的抗拉、抗彎曲承載能力；


圖i為本發(fā)明主要部件的的主剖視圖。 附圖序號說明
法蘭一l、標(biāo)桿一2、外筒體一3、環(huán)形活塞一5、輔助活塞一9、 底座一ll、金屬密封環(huán)一12、鎖緊±央一14、井口頭或心軸一15、密封 4、 6、 7、 8、 10、 ；13。
具體實(shí)施例方式
如附圖所示， 一種適應(yīng)海洋深水作業(yè)液壓驅(qū)動的連接器，它主要 由法蘭l 、標(biāo)桿2 、外筒體3 、環(huán)形活塞5、輔助活塞9 、底座11 、
金屬密封環(huán)12 、鎖緊擋塊14以及密封(4、 6、 7、 8、 10、 13)等零 部件構(gòu)成。環(huán)形活塞5為液壓活塞且環(huán)形活塞5位于外筒體3、*底座 11、鎖緊擋塊14、法蘭1圍成的液壓腔內(nèi)，環(huán)形活塞5與鎖緊擋塊 14接觸面采用具有自鎖性的圓錐面。法蘭1外側(cè)底部與外筒體3相 連接，外筒體3底部與底座11相連接，底座11為圓臺狀結(jié)構(gòu)且鎖緊 擋塊14位于圓臺頂端，井口頭或心軸15穿套在底座11中心，法蘭 1內(nèi)側(cè)的凸臺頂靠鎖緊擋塊14上端面，同時法蘭1內(nèi)側(cè)面堪過金屬 密封環(huán)12與井口頭或心軸15丄端面連接。在環(huán)形活塞5下面還裝有 輔助活塞9，輔助活塞9為"L"形結(jié)構(gòu)。環(huán)形活塞5采用環(huán)形整體 式或多個獨(dú)立的油缸。在環(huán)形活塞5裝有為連接器的鎖緊或者脫開提 供了可視化的效果的標(biāo)桿2。鎖緊擋塊14由多個環(huán)形分布的小塊組 成，塊與塊之間靠彈簧連接。鎖緊擋塊14與井口頭或心軸15采用齒 槽嚙合結(jié)構(gòu)，為矩形或三角形或其它方式。
該液壓連接器采用液壓驅(qū)動，上部為法蘭l連接，井口頭或心軸 15外圓周面上有四個牙槽是用來與連接器鎖緊塊的相應(yīng)部分進(jìn)行嚙 合的，外筒3與法蘭1和底座11之間都采用螺栓連接，形成了連接 器的外部結(jié)構(gòu)，在它們內(nèi)部裝有環(huán)形活塞5，輔助活塞9和鎖緊擋塊 14，本連接器有三個液壓回路，分別為鎖緊液路，脫開液路和輔助液 路。(注鎖緊回路封閉油腔由外筒體3、環(huán)形活塞5和密封環(huán)4、 7 組成，脫開回路封閉袖腔由外筒體3、環(huán)形活塞5、輔助活塞9和密 封環(huán)8、 7組成，輔助回路封閉油腔由外筒體3、輔助活塞9、底座 11和密封環(huán)8、 10組成)。在工作狀態(tài)時，鎖緊液路就被注入液壓 油，然后驅(qū)動環(huán)形活塞7向下運(yùn)動，靠斜面的擠壓來推動鎖緊擋塊
14沿徑向向內(nèi)運(yùn)動，與齒槽面嚙合，則井口頭或心軸與連接器就鎖 緊在一起，保證了正常的工作狀態(tài)；如果在海上作業(yè)過程中一旦遇到 緊急情況，比如在施工中遇到臺風(fēng)需要撤離的時候，就需要連接器能 夠及時脫開井口頭或心軸，進(jìn)行回收，脫開液路主要就是實(shí)現(xiàn)這個功 能的， 一旦脫開液路有液壓油注入，環(huán)形活塞5就在液壓油的推動下 向上運(yùn)動，停止了對鎖緊擋塊14的擠壓作用，而鎖緊擋塊14不是一 個整體，它由許多環(huán)形分布的小塊組成，塊與塊之間靠彈簧連接，當(dāng) 環(huán)形活塞5停止了對鎖緊擋塊14的擠壓作用，依靠彈簧的回復(fù)力， 鎖緊擋塊14便脫開井口頭或心軸15的齒槽；但是如果密封環(huán)7、 8 失效或者環(huán)形活塞5受到的液壓力太小而沒有上移到合適的位置，這 時就要求立即向輔助液路供油，并且要求輔助液路的液壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大 于脫開液路的液壓力，液壓力通過輔助活塞9來再來推動環(huán)形活塞5 向上運(yùn)動，所以輔助液路平時并不工作，只是用在緊急情況中的。
權(quán)利要求
1、一種海洋水下液壓連接器，其特征是具有與井口頭或心軸(15)相連接實(shí)現(xiàn)水下井口裝置的快速連接的鎖緊擋塊(14)，鎖緊塊擋(14)一側(cè)設(shè)有與其表面接觸并推動鎖緊塊擋(14)徑向移動與井口頭或心軸(15)上牙槽嚙合的環(huán)形活塞(5)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求I所述的海洋水下液壓連接器，其特征是環(huán)形 活塞(5)為液壓活塞且環(huán)形活塞(5)位于外筒體(3)、底座(11)、 鎖緊擋塊(14)、法蘭(1)圍成的液壓腔內(nèi)，環(huán)形活塞(5)與鎖緊擋 塊(14)接觸面采用具有自鎖性的圓錐面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海洋水下液壓連接器，其特征是 在環(huán)形活塞(5)下面還裝有輔助活塞(9)，輔助活塞(9)為"L" 形結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的海洋水下液壓連接器，其特征是環(huán) 形活塞(5)采用環(huán)形整體式或多個獨(dú)立的油缸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的海洋水下液壓連接器，其特征是在 環(huán)形活塞(5)裝有為連接器的鎖緊或者脫開提供了可視化的效果的 標(biāo)桿(2)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的海洋水下液壓連接器，其特征是鎖 緊擋塊(14)由多個環(huán)形分布的小塊組成，塊與塊之間靠彈簧連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋水下液壓連接器，其特征是鎖 緊擋塊(14)與井口頭或心軸(15)采用齒槽嚙合結(jié)構(gòu)，為矩形或三 角形或其它方式。
8、根據(jù)權(quán)利要求2所述的海洋水下液壓連接器，其特征是法蘭 (1)外側(cè)底部與外筒體(3)相連接，外筒體(3)底部與底座(11) 相連接，底座(11)為圓臺狀結(jié)構(gòu)且鎖緊擋塊(14)位于圓臺頂端， 井口頭或心軸(15)穿套在底座(11)中心，法蘭(1)內(nèi)側(cè)的凸臺 頂靠鎖緊擋塊(14)上端面，同時法蘭(1)內(nèi)側(cè)面通過金屬密封環(huán) (12)與井口頭或心軸(15)上端面連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種海洋水下液壓連接器。該液壓連接器主要功能是實(shí)現(xiàn)水下自動快速連接和在緊急情況時快速脫開的一種重要設(shè)備，在海洋鉆井方面應(yīng)用非常廣泛。它具有與井口頭或心軸相連接實(shí)現(xiàn)水下井口裝置的快速連接的鎖緊擋塊，鎖緊擋塊一側(cè)設(shè)有與其表面接觸并推動鎖緊擋塊徑向移動與井口頭或心軸上牙槽嚙合的環(huán)形活塞。通過液壓油驅(qū)動活塞上下運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)液壓連接器與井口頭或心軸的連接和脫開，本發(fā)明采用液壓控制，其結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、操作簡便、可靠性高并具有輔助應(yīng)急裝置，完全適應(yīng)海洋深水作業(yè)的工作需求。
文檔編號E21B17/02GK101377120SQ20081023184
公開日2009年3月4日 申請日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月8日
發(fā)明者李愛利, 楊紅剛, 王定亞, 王進(jìn)全, 平 鄧 申請人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司