一種液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置及對接鎖緊方法
【專利摘要】一種液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置及對接鎖緊裝法，其包括：一個鎖緊機構(gòu)、一個推進(jìn)機構(gòu)和一個支架機構(gòu)；該鎖緊機構(gòu)包括一個連接本體和一個鎖緊裝置，該鎖緊裝置受液壓控制，能夠?qū)拥墓芙宇^鎖緊或松開；該推進(jìn)機構(gòu)包括一個管接頭和一個管接頭外筒體，在該管接頭外壁與該外筒體內(nèi)壁之間能夠形成至少兩個密封腔，通過向密封腔加液壓使管接頭移動與該連接本體對接；該支架機構(gòu)包括一個支架和一個卡托座，該卡托座設(shè)于該支架上，使該推進(jìn)機構(gòu)被下放降落到水中可結(jié)合于該卡托座上，以保證該推進(jìn)機構(gòu)的精確位置。通過本發(fā)明的裝置及方法，使管接頭安裝的全部工序都可精確完成，保證了管道對接的可靠性，減少外界環(huán)境因素的不利影響。
【專利說明】一種液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置及對接鎖緊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆采行業(yè)中，特別是一種液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置。【背景技術(shù)】
[0002]目前，水下采油樹管道與管道的水平對接，基本包括三個步驟，即水平管道吊裝下放步驟、向連接本體吊裝靠近步驟以及連接后與連接本體鎖緊步驟。對于這三個步驟，現(xiàn)有技術(shù)是將水平對接管道吊裝下放到深水中，并由吊裝機將水平管道向連接本體的方向移動，對接的操作是在管道被吊裝的過程中直接進(jìn)行完成的；在吊裝過程以及移動過程中，管道在水中容易受到船體、暗流、機器本身等因素的影響而晃動、傾斜，不易準(zhǔn)確下放到正確的對接位置，使對接精度不高，易發(fā)生磕碰毀損金屬密封圈等部件，影響對接密封性能及對接成功率。
[0003]同時，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的對接方式為法蘭與法蘭對接，且一般對接任務(wù)由水下機械手潛入水底操作完成，在對接操作過程中，現(xiàn)有技術(shù)是使法蘭對接后，再用機械手?jǐn)Q緊螺栓的方式實現(xiàn)對接后的鎖緊操作，由于受海水作業(yè)深度的影響，對機器手來說，也是一項難度很大的工作；不僅要找準(zhǔn)螺栓的位置，還要對擰緊程度加以控制，由水下機械手完成，但其工作過程復(fù)雜，而且大大增加了鎖緊的作業(yè)時間和成本。
[0004]鑒于上述原因，有必要對現(xiàn)有技術(shù)做出改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種液壓鎖緊式管道水平對接鎖緊裝置，保證對接管接頭在下放過程中，能夠準(zhǔn)確快速地下放到準(zhǔn)確位置，減少對接管接頭發(fā)生傾斜、移位，碰撞等狀況的發(fā)生，避免因受到外界環(huán)境因素、船體晃動等的不利因素影響，縮短對接時間。
[0006]本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是，在管接頭下放到準(zhǔn)確位置之后，而與連接本體對接過程中，本發(fā)明采用非機械式的管道推進(jìn)方式，避免受人為或外界環(huán)境因素影響，造成管接頭與連接本體之間因?qū)ξ缓玩i緊過程而發(fā)生碰撞，減少密封鋼圈出現(xiàn)磕碰現(xiàn)象，保證管道對接的密封性能、提升管道對接的有效性。
[0007]本發(fā)明的一種液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置，包括:
一個鎖緊機構(gòu)、一個推進(jìn)機構(gòu)和一個支架機構(gòu)；該推進(jìn)機構(gòu)用于將一個管接頭向該鎖緊機構(gòu)推進(jìn)；其中:
該鎖緊機構(gòu)包括一個連接本體和一個鎖緊裝置，該連接本體中央為石油管道，該鎖緊裝置設(shè)于該連接本體外側(cè)，該鎖緊裝置受液壓控制，能夠?qū)⑴c該連接本體形成對接的管接頭鎖緊或松開；
該推進(jìn)機構(gòu)包括:一個管接頭和一個管接頭外筒體，該管接頭外筒體套設(shè)于該管接頭外部，在該管接頭外壁與該外筒體內(nèi)壁之間能夠形成至少兩個密封腔，所述密封腔連接有液壓通道；當(dāng)向其中一個密封腔內(nèi)加液壓時，能推動該管接頭相對該管接頭外筒體向該鎖緊機構(gòu)一側(cè)移動，使該管接頭的對接端接近該連接本體；反之，向另一個密封腔加液壓時，能推動該管接頭相對該管接頭外筒體相反于該鎖緊機構(gòu)一側(cè)移動，使該管接頭的對接端遠(yuǎn)離該連接本體；
該支架機構(gòu)包括:一個支架和一個卡托座，該支架與該鎖緊機構(gòu)相對位置固定，該卡托座設(shè)于該支架上，當(dāng)該推進(jìn)機構(gòu)被下放降落時，該推進(jìn)機構(gòu)能夠?qū)ξ徊⒔Y(jié)合于該卡托座上，使該推進(jìn)機構(gòu)連同其上的管接頭被下放至準(zhǔn)確的對接位置。
[0008]本發(fā)明的一個實施例中，該卡托座設(shè)有呈圓錐形的容腔，且容腔頂面具有開口，該容腔的直徑自上而下為漸??；該推進(jìn)機構(gòu)還包括一個導(dǎo)向圓錐體，該導(dǎo)向圓錐體的頂部與該管接頭外筒體固定結(jié)合，該導(dǎo)向圓錐體能與該卡托座的容腔相匹配結(jié)合。
[0009]本發(fā)明的一個實施例中，該導(dǎo)向圓錐體包括一個結(jié)合部和一個導(dǎo)向部，該結(jié)合部位于該導(dǎo)向部上方，用于結(jié)合該管接頭外筒體，該導(dǎo)向部是由該結(jié)合部向下延伸出的圓錐體，該圓錐體結(jié)合于該卡托座。
[0010]本發(fā)明的一個實施例中，該結(jié)合部的底面周緣設(shè)有與該卡托座的開口周緣相結(jié)合的卡合槽，使該導(dǎo)向圓錐體與卡托座能精確對位并結(jié)合。
[0011]本發(fā)明的一個實施例中，該管接頭外壁凸設(shè)形成環(huán)形肋，該管接頭外筒體的兩端分別與該管接頭的外壁形成密封，借助該外凸的環(huán)形肋，使該管接頭外筒體的兩端及該外凸的環(huán)形肋之間形成所述密封腔。
[0012]本發(fā)明的一個實施例中，該管接頭外筒體朝向該鎖緊機構(gòu)的一端為首端，該首端通過一個環(huán)體與該管接頭外壁密封，該環(huán)體與該管接頭外筒體為一體結(jié)構(gòu)；該管接頭外筒體遠(yuǎn)離該鎖緊機構(gòu)的一端為尾端，該尾端內(nèi)側(cè)裝配一個螺紋密封環(huán)，借助該螺紋密封環(huán)與該管接頭外壁密封。
[0013]本發(fā)明的一個實施例中，該管接頭外凸的環(huán)形肋與該管接頭外筒體內(nèi)壁之間裝有O型密封圈，且該管接頭朝向該鎖緊機構(gòu)的端部凹設(shè)有供該鎖緊機構(gòu)的鎖緊裝置卡緊結(jié)合的環(huán)槽。
[0014]本發(fā)明的一個實施例中，該鎖緊機構(gòu)的連接本體，其中央的石油管道連通至采油樹連接本體的石油管道，該連接本體朝向該推進(jìn)機構(gòu)的一端凹設(shè)一內(nèi)腔，該內(nèi)腔中裝配有金屬密封鋼圈，該金屬密封鋼圈供與該管接頭密封對接；
該鎖緊裝置包括一個外筒體、一個活塞及一個卡牙裝置；其中該卡牙裝置裝配在該連接本體朝向該推進(jìn)機構(gòu)的一端；該外筒體套設(shè)于該連接本體的外側(cè)，在該外筒體內(nèi)壁、該肩部及該連接本體外壁之間形成一個滑動腔；該活塞設(shè)于該滑動腔內(nèi)部，且能夠緊貼于該連接本體的外壁來回滑動，當(dāng)該活塞移動至該卡牙裝置的外側(cè)時，可對卡牙裝置施加擠壓作用，使該卡牙裝置的各卡牙向中央收攏，實現(xiàn)對該管接頭的鎖緊；反之，當(dāng)活塞遠(yuǎn)離該卡牙裝置的外側(cè)時，卡牙呈自然的外擴狀態(tài)，實現(xiàn)對該管接頭的解鎖；其中該活塞與該滑動腔之間可形成至少兩個密封腔，其中一個密封腔連接一個鎖緊液壓通道，而另一個密封腔連接一個解鎖液壓通道。
[0015]本發(fā)明的一個實施例中，該鎖緊機構(gòu)的鎖緊裝置還包括一個支撐環(huán)，該支撐環(huán)套設(shè)于該外筒體內(nèi)部且與該外筒體固定結(jié)合，將該卡牙裝置夾持于該連接本體與該支撐環(huán)之間，該支撐環(huán)與該外筒體為旋轉(zhuǎn)結(jié)合，通過旋轉(zhuǎn)該支撐環(huán)可調(diào)整該卡牙裝置的預(yù)緊力。
[0016]本發(fā)明的一個實施例中，該支撐環(huán)的內(nèi)壁面與該卡牙裝置的內(nèi)側(cè)面共同形成一個供該管接頭精確對位的喇叭形導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
[0017]本發(fā)明基于上述發(fā)明構(gòu)思，還提供一種液壓控制水下管道水平對接鎖緊方法，其包括:
步驟(I):將一個含有管接頭的推進(jìn)機構(gòu)整體吊裝下放，與位于水下的一個支架機構(gòu)上設(shè)置的卡托座對位結(jié)合，該支架機構(gòu)與含有連接本體的鎖緊機構(gòu)相對定位；
步驟(2):向該推進(jìn)機構(gòu)提供液壓，使該推進(jìn)機構(gòu)推動該管接頭向該鎖緊機構(gòu)推進(jìn)，并與該鎖緊機構(gòu)的連接本體對接；
步驟(3):向該鎖緊機構(gòu)提供液壓，使該鎖緊機構(gòu)的一個鎖緊裝置開始工作，將該對接完成的管接頭鎖緊在預(yù)定位置。
[0018]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明具有一個支架機構(gòu)，該支架機構(gòu)為與該鎖緊機構(gòu)位置固定，可提供管道推進(jìn)機構(gòu)的垂直下放位置的精確導(dǎo)向定位和放置，還可為鎖緊機構(gòu)提供安裝支撐；其支架機構(gòu)上的卡托座具有圓錐形容腔，而推進(jìn)機構(gòu)下方的導(dǎo)向圓錐體與該容腔形狀匹配，具有導(dǎo)向作用，使在下放安置該推進(jìn)機構(gòu)的過程中，可借助卡托座的特征，達(dá)到將該推進(jìn)機構(gòu)準(zhǔn)確下放到正確的對接位置的功效，避免船體晃動、水中暗流等因素的影響而是管接頭傾斜，與連接本體碰撞至損壞的問題發(fā)生；
(2)、本發(fā)明的推進(jìn)機構(gòu)是將該管接頭與管接頭外筒體事先組裝為一個整體，進(jìn)行水下吊裝，待推進(jìn)機構(gòu)下放到準(zhǔn)確位置后，可對推進(jìn)機構(gòu)提供液壓，使該推進(jìn)機構(gòu)將管接頭水平定向朝該鎖緊機構(gòu)推進(jìn)，可替代機械式的推進(jìn)方式，避免管接頭與連接本體發(fā)生磕碰造成的金屬密封環(huán)毀損，可適用于較深的水深，節(jié)省對接時間、提高對接精度和對接密封性能；
(3)、本發(fā)明的鎖緊機構(gòu)也采用液壓式鎖緊和解鎖，非常簡便和易于自動化控制，避免采用機械手進(jìn)行機械式鎖緊所帶來的工序時間長、操作復(fù)雜和可控難度大的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的推進(jìn)機構(gòu)被吊裝下落的狀態(tài)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的推進(jìn)機構(gòu)下落至定位完成的狀態(tài)示意圖。
[0021]圖3本發(fā)明管接頭與鎖緊裝置完成對接鎖緊的狀態(tài)示意圖。
[0022]符號說明:
I連接本體 2外筒體3活塞4密封環(huán)5螺紋密封環(huán) 6密封鋼圈 7卡牙裝置8支撐環(huán)9液壓面板10解鎖油管插座 11 二次解鎖油管插座12鎖緊油管插座14管接頭15管接頭外筒體142環(huán)槽141外凸的環(huán)形肋151環(huán)體16液壓面板17管接頭收縮腔工作油管接口插座18管接頭推進(jìn)腔工作油管接口插座 20管接頭密封環(huán) 21卡托座22導(dǎo)向圓椎體221結(jié)合部 222導(dǎo)向部2210卡合槽24外筒體托座 25支架面板 26內(nèi)六角圓柱頭螺釘27防轉(zhuǎn)銷塊 28采油樹本體面板 29定位銷 310型密封圈 32環(huán)形肋。
【具體實施方式】
[0023]以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。實施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨的部件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實施方案的部分和特征。本發(fā)明的實施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。
[0024]如圖1及圖2所示，本發(fā)明包括三個主要組成部分:鎖緊機構(gòu)、推進(jìn)機構(gòu)和支架機構(gòu)。
[0025]以下分別結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明中三個組成部分的結(jié)構(gòu)，以及作用關(guān)系。
[0026]鎖緊機構(gòu)，位于采用樹本體面板28的外側(cè)，鎖緊機構(gòu)包括一個連接本體1，該連接本體I中央具有石油管道，管道一端通過該采油樹本體面板28與采油樹本體內(nèi)部主管道連通。該連接本體的另一端凹設(shè)一內(nèi)腔，該內(nèi)腔中裝配有金屬密封鋼圈6，該金屬密封鋼圈6供與該管接頭14密封對接。連接本體I內(nèi)部設(shè)有液壓通道，配合定位銷29控制金屬密封鋼圈6的卡緊和放松。
[0027]鎖緊機構(gòu)除了該連接本體I之外，還包括一個鎖緊裝置，該鎖緊裝置設(shè)于該連接本體I外側(cè)，該鎖緊裝置受液壓控制，能夠?qū)⑴c該連接本體形成對接的管接頭14鎖緊或松開；如圖1或圖2所示，鎖緊裝置主要對應(yīng)包括外筒體2、活塞3及卡牙裝置7。其中該卡牙裝7置裝配在該連接本體I朝向該推進(jìn)機構(gòu)的一端。該連接本體I環(huán)向凸設(shè)一肩部，在連接本體I的外側(cè)套設(shè)有該外筒體2，該外筒體2與該肩部固定連接，借助防轉(zhuǎn)銷塊27和內(nèi)六角圓柱頭螺釘鎖結(jié)26固定，使無法相對轉(zhuǎn)動。在該外筒體2內(nèi)壁、該連接本體肩部及該連接本體I外壁之間形成一個滑動腔，該外筒體2內(nèi)壁朝向該滑動腔凸延伸形成有環(huán)形肋32，環(huán)形肋32內(nèi)側(cè)與連接本體I外壁之間留有間距。該活塞3設(shè)于該間距內(nèi)，包括兩個推抵部，即第一推抵部33與第二推抵部,第一推抵部33系與該活塞一體成型,而第二推抵部是與由該活塞3另行螺接一個螺紋密封環(huán)5所構(gòu)成；該活塞3借助兩端的推抵部可與該環(huán)形肋32形成兩個密封腔，分別供液壓通道連通。較佳的，其中一個密封腔由該活塞3第一推抵部33與該環(huán)形肋32形成，另一個密封腔由密封環(huán)5與該環(huán)形肋32形成。通過向該第一推抵部33與該環(huán)形肋32之間的密封腔加液壓時，可推動活塞3緊貼于該連接本體I的外壁移動并遠(yuǎn)離該卡牙裝置7的外側(cè)；而通過向該密封環(huán)5與該環(huán)形肋32之間的密封腔加液壓時，可推動活塞3緊貼于該連接本體I的外壁移動并到達(dá)該卡牙裝置7的外側(cè)；當(dāng)該活塞3移動至該卡牙裝置7的外側(cè)時，可對卡牙裝置7施加擠壓作用，使該卡牙裝置7的各卡牙向中央收攏，實現(xiàn)對該管接頭14的鎖緊；反之，當(dāng)活塞3遠(yuǎn)離該卡牙裝置7的外側(cè)時，卡牙呈自然的外擴狀態(tài)，實現(xiàn)對該管接頭14的解鎖?；钊?的移動是通過外筒體2內(nèi)部所設(shè)的鎖緊液壓通道和解鎖液壓通道來實現(xiàn)，鎖緊液壓通道連接至鎖緊油管插座12，而解鎖液壓通道可連接至解鎖油管插座10。
[0028]該推進(jìn)機構(gòu)，主要包括管接頭14和位于管接頭外側(cè)的管接頭外筒體15。
[0029]管接頭14外部具有一個外凸的環(huán)形肋141 ;管接頭外筒體15套設(shè)于管接頭14外部，將該外凸的環(huán)形肋141也覆蓋在該管接頭外筒體15內(nèi)側(cè)。該管接頭外筒體15朝向該鎖緊機構(gòu)的一端為首端，該首端通過一個環(huán)體151與該管接頭14外壁密封，環(huán)體151較佳與管接頭外筒體15為一體式結(jié)構(gòu)，該管接頭外筒體15遠(yuǎn)離該鎖緊機構(gòu)的一端為尾端,尾端內(nèi)側(cè)裝配一個密封環(huán)20，借助密封環(huán)20與該管接頭14外壁密封。管接頭外筒體15首端為一體式結(jié)構(gòu)，尾端為可拆卸式結(jié)構(gòu)可便于管接頭14從尾端組裝至外筒體15內(nèi)部。該管接頭外筒體15的首尾兩端因分別與該管接頭14的外壁形成密封，且該外凸的環(huán)形肋141與外筒體15內(nèi)壁之間也構(gòu)成密封抵接，使管接頭外筒體15內(nèi)部至少形成兩個密封腔，可供分別連接液壓通道，當(dāng)向其中一個密封腔充液壓時，可推動該管接頭14相對該管接頭外筒體15向前推進(jìn)或向后回縮。如圖3所示，管接頭收縮腔工作油管接口插座17以液壓管連接至該外凸的環(huán)形肋141與該環(huán)體151之間的密封腔，當(dāng)開啟液壓時，可推動管接頭14回縮；管接頭推進(jìn)腔工作油管接口插座18以液壓管連接至該外凸的環(huán)形肋141與該密封環(huán)20之間的密封腔，當(dāng)開啟液壓時，可推動管接頭14向前移動，與該鎖緊裝置的連接本體I對接，具體是，可平穩(wěn)地推動該管接頭14到達(dá)連接本體I內(nèi)部的金屬密封鋼圈6，連接本體I內(nèi)部設(shè)有液壓通道，配合定位銷29控制金屬密封鋼圈6放松，與管接頭14管口密封配合。同時，可開啟鎖緊油管插座12向該鎖緊液壓通道加壓，使卡牙7收攏，將伸入至該連接本體I內(nèi)部與金屬密封鋼圈6連接的管接頭14鎖緊。
[0030]尤為需要說明的是，本發(fā)明的推進(jìn)機構(gòu)還包括一個導(dǎo)向圓錐體22，該導(dǎo)向圓錐體22的頂部與該管接頭外筒體15固定結(jié)合，包括一個結(jié)合部221和一個導(dǎo)向部222，該結(jié)合部221位于該導(dǎo)向部222上方，用于結(jié)合該管接頭外筒體15，該導(dǎo)向部222是由該結(jié)合部221向下延伸出的圓錐體。
[0031]支架機構(gòu)，包括支架35和設(shè)于其上相對定位的卡托座21，支架35與鎖緊機構(gòu)相對位置已經(jīng)確定，該卡托座21設(shè)有呈圓錐形的容腔，且容腔頂面具有開口，該容腔的直徑自上而下為漸??；卡托座21的容腔恰可供該導(dǎo)向圓錐體的圓錐形導(dǎo)向部222結(jié)合。
[0032]通過上述結(jié)構(gòu)，使待接的管接頭14連同其所在推進(jìn)機構(gòu)整體被吊裝機吊裝，逐漸下落至深水中，借助該導(dǎo)向圓錐體22與該卡托座21的相互導(dǎo)引和對位配合，使該推進(jìn)機構(gòu)能夠準(zhǔn)確結(jié)合于該卡托座上，使該推進(jìn)機構(gòu)可被下落至準(zhǔn)確的對接位置。
[0033]如圖1或圖2所示，更進(jìn)一步的，在結(jié)合部221的底面周緣設(shè)有與該卡托座21的開口周緣相結(jié)合的卡合槽2210，使該導(dǎo)向圓錐體22與卡托座21能精確對位并結(jié)合。
[0034]本發(fā)明借助前述鎖緊對接裝置，水下管接頭的對接鎖緊過程包括:
步驟(I):參見圖1-2，將含有管接頭14的推進(jìn)機構(gòu)整體吊裝下放，與位于水下的一個支架35上設(shè)置的卡托座21對位結(jié)合，該支架35與含有連接本體I的鎖緊機構(gòu)相對定位，該卡托座21具有圓錐形容腔，該推進(jìn)機構(gòu)具有導(dǎo)向圓錐體22，通過導(dǎo)向圓錐體22與卡托座21可達(dá)導(dǎo)向定位及配合；
該支架35與該鎖緊機構(gòu)的位置已經(jīng)相對固定，可提供管道推進(jìn)機構(gòu)的垂直下放位置的精確導(dǎo)向定位和放置；卡托座21具有圓錐形容腔，而推進(jìn)機構(gòu)下方的導(dǎo)向圓錐體22與該容腔形狀匹配，具有導(dǎo)向作用，使在下放安置該推進(jìn)機構(gòu)的整個過程中，可借助卡托座21的特征，達(dá)到將該推進(jìn)機構(gòu)和管接頭14準(zhǔn)確下放到正確的對接位置的功效，避免船體晃動、水中暗流等因素的影響而是管接頭傾斜，與連接本體碰撞至損壞的問題發(fā)生；
本發(fā)明的支架35與鎖緊機構(gòu)相對位置已確定，較佳的是，于該導(dǎo)向支架35上設(shè)有一個外筒體托座24，而該外筒體托座24設(shè)于支架面板25上，可供結(jié)合與支撐該鎖緊機構(gòu)的外筒體2，故將該鎖緊機構(gòu)也固定于支架35上。借助本發(fā)明的推進(jìn)機構(gòu)和支架的配合，使水平對接的管接頭能夠整體吊裝下放，管接頭一端部推進(jìn)機構(gòu)的導(dǎo)向圓錐體與支架機構(gòu)的卡托座配合，使推進(jìn)機構(gòu)的待連接的管接頭與鎖緊機構(gòu)的連接本體均能夠位于支架35上，并達(dá)定位對齊。
[0035]步驟(2):參見圖2-3，向該推進(jìn)機構(gòu)提供液壓，使該推進(jìn)機構(gòu)推動該管接頭14向該鎖緊機構(gòu)推進(jìn)，并與該鎖緊機構(gòu)的連接本體I對接；
推進(jìn)機構(gòu)是將該管接頭14與管接頭外筒體15事先組裝為一個整體，以進(jìn)行水下吊裝，待推進(jìn)機構(gòu)下放到準(zhǔn)確位置后，可對推進(jìn)機構(gòu)提供液壓，使該推進(jìn)機構(gòu)將管接頭14水平定向朝該鎖緊機構(gòu)推進(jìn)，可替代機械式的推進(jìn)方式，避免管接頭14與連接本體I發(fā)生磕碰造成的金屬密封環(huán)6毀損，可適用于較深的水深，節(jié)省對接時間、提高對接精度和對接密封性倉泛;
步驟(3):參見圖3，向該鎖緊機構(gòu)提供液壓，使該鎖緊機構(gòu)的一個鎖緊裝置開始工作，將該對接完成的管接頭鎖緊在預(yù)定位置，即完成整個對接鎖緊過程。
[0036]本發(fā)明的鎖緊機構(gòu)也采用液壓式鎖緊和解鎖，非常簡便和易于自動化控制，避免采用機械手進(jìn)行機械式鎖緊所帶來的工序時間長、操作復(fù)雜和可控難度大的問題。
[0037]如圖2所示，本發(fā)明的一個較佳實施例中，該管接頭14外凸的環(huán)形肋141與該管接頭外筒體內(nèi)壁15之間裝有O型密封圈，圖中所示為2個O型密封圈，且管接頭14的端部還凹設(shè)有供該卡牙鎖緊的環(huán)槽142。
[0038]如圖2所示，本發(fā)明的一個較佳實施例中，卡牙裝置7至少有兩個卡牙，各卡牙之間以定位銷和碟簧連接在一起，定位銷設(shè)于各碟簧兩端且位于卡牙內(nèi)部，使卡牙裝置7為一個環(huán)形結(jié)構(gòu)。當(dāng)卡牙裝置7外側(cè)受到抵壓使，卡牙向中央收攏呈鎖緊狀，而撤銷該外側(cè)的抵壓，回復(fù)自然狀態(tài)時，各卡牙外擴，使卡牙裝置7呈解鎖狀。
[0039]如圖2所示，本發(fā)明的一個較佳實施例中，可在外筒體2的環(huán)形肋32與該活塞3之間、活塞3第一端的推抵部33與外筒體2的內(nèi)壁面之間、以及活塞3第二端的密封環(huán)5與該外筒體2的內(nèi)壁面之間裝配均裝置有O型密封圈31。
[0040]如圖2所示，本發(fā)明的一個較佳實施例中，該鎖緊機構(gòu)的鎖緊裝置還包括一個支撐環(huán)8，該支撐環(huán)8套設(shè)于該外筒體2內(nèi)部且與該外筒體2固定結(jié)合，將該卡牙裝置7夾持于該連接本體I與該支撐環(huán)8之間，該支撐環(huán)8與該外筒體2為旋轉(zhuǎn)結(jié)合，通過旋轉(zhuǎn)該支撐環(huán)8可調(diào)整該卡牙裝置7的預(yù)緊力。該支撐環(huán)8抵接于該卡牙7遠(yuǎn)離連接本體I的一端，能限制活塞3移動的最遠(yuǎn)范圍。該支撐環(huán)8的內(nèi)壁面與該卡牙裝置7的內(nèi)側(cè)面共同形成一個供該管接頭14精確對位的喇叭形導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
[0041]如圖2所示，本發(fā)明的一個較佳實施例中，在活塞3第一端的推抵部33與該環(huán)形肋32形成的密封腔內(nèi)還裝配有一個第二密封環(huán)4，該第二密封環(huán)4兩側(cè)分別與該活塞3以及該外筒體2內(nèi)壁抵接，于該第二密封環(huán)4與環(huán)形肋32之間還連通一個二次解鎖液壓通道，該二次解鎖液壓通道連接解鎖油管插座11。該第二密封環(huán)4的作用是，當(dāng)該推抵部33與該外筒體側(cè)壁之間密封失效時，可通過開啟解鎖油管插座11，使第二密封環(huán)4與環(huán)形肋32之間充滿液壓，推動活塞3離開卡牙7外側(cè)，達(dá)到解鎖的目的。在該第二密封環(huán)4與該活塞3之間以及該第二密封環(huán)4及該外筒體2內(nèi)壁之間都裝配有O型密封圈31。
[0042]上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明創(chuàng)造所作的舉例，而并非對本發(fā)明創(chuàng)造【具體實施方式】的限定。為了清楚地說明各部件的組合關(guān)系，上面對各種說明性的部件及其連接關(guān)系圍繞其功能進(jìn)行了一般地描述，至于這種部件的組合是實現(xiàn)哪種功能，取決于特定的應(yīng)用和對整個裝置所施加的設(shè)計約束條件。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所引伸出的任何顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置，其包括:一個鎖緊機構(gòu)、一個推進(jìn)機構(gòu)和一個支架機構(gòu)；該推進(jìn)機構(gòu)用于將一個管接頭向該鎖緊機構(gòu)推進(jìn)；其中: 該鎖緊機構(gòu)包括一個連接本體和一個鎖緊裝置，該連接本體中央為石油管道，該鎖緊裝置設(shè)于該連接本體外側(cè)，該鎖緊裝置受液壓控制，能夠?qū)⑴c該連接本體形成對接的管接頭鎖緊或松開； 該推進(jìn)機構(gòu)包括:一個管接頭和一個管接頭外筒體，該管接頭外筒體套設(shè)于該管接頭外部，在該管接頭外壁與該外筒體內(nèi)壁之間能夠形成至少兩個密封腔，所述密封腔連接有液壓通道；當(dāng)向其中一個密封腔內(nèi)加液壓時，能推動該管接頭相對該管接頭外筒體向該鎖緊機構(gòu)一側(cè)移動，使該管接頭的對接端接近該連接本體；反之，向另一個密封腔加液壓時，能推動該管接頭相對該管接頭外筒體相反于該鎖緊機構(gòu)一側(cè)移動，使該管接頭的對接端遠(yuǎn)離該連接本體； 該支架機構(gòu)包括:一個支架和一個卡托座，該支架與該鎖緊機構(gòu)相對位置固定，該卡托座設(shè)于該支架上，當(dāng)該推進(jìn)機構(gòu)被下放降落時，該推進(jìn)機構(gòu)能夠?qū)ξ徊⒔Y(jié)合于該卡托座上，使該推進(jìn)機構(gòu)連同其上的管接頭被下放至準(zhǔn)確的對接位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置，其特征在于，該卡托座設(shè)有呈圓錐形的容腔，且容腔頂面具有開口，該容腔的直徑自上而下為漸??； 該推進(jìn)機構(gòu)還包括一個導(dǎo)向圓錐體，該導(dǎo)向圓錐體的頂部與該管接頭外筒體固定結(jié)合，該導(dǎo)向圓錐體能與該卡托座的容腔相匹配結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置，其特征在于，該導(dǎo)向圓錐體包括一個結(jié)合 部和一個導(dǎo)向部，該結(jié)合部位于該導(dǎo)向部上方，用于結(jié)合該管接頭外筒體，該導(dǎo)向部是由該結(jié)合部向下延伸出的圓錐體，該圓錐體結(jié)合于該卡托座。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置，其特征在于，該管接頭外壁凸設(shè)形成環(huán)形肋，該管接頭外筒體的兩端分別與該管接頭的外壁形成密封，借助該外凸的環(huán)形肋，使該管接頭外筒體的兩端及該外凸的環(huán)形肋之間形成所述密封腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置，其特征在于，該管接頭外筒體朝向該鎖緊機構(gòu)的一端為首端，該首端通過一個環(huán)體與該管接頭外壁密封，該環(huán)體與該管接頭外筒體為一體結(jié)構(gòu)；該管接頭外筒體遠(yuǎn)離該鎖緊機構(gòu)的一端為尾端，該尾端內(nèi)側(cè)裝配一個螺紋密封環(huán)，借助該螺紋密封環(huán)與該管接頭外壁密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置，其特征在于，該管接頭外凸的環(huán)形肋與該管接頭外筒體內(nèi)壁之間裝有O型密封圈，且該管接頭朝向該鎖緊機構(gòu)的端部凹設(shè)有供該鎖緊機構(gòu)的鎖緊裝置卡緊結(jié)合的環(huán)槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置，其特征在于，該鎖緊機構(gòu)的連接本體，其中央的石油管道連通至采油樹連接本體的石油管道，該連接本體朝向該推進(jìn)機構(gòu)的一端凹設(shè)一內(nèi)腔，該內(nèi)腔中裝配有金屬密封鋼圈，該金屬密封鋼圈供與該管接頭S封對接； 該鎖緊裝置包括一個外筒體、一個活塞及一個卡牙裝置；其中該卡牙裝置裝配在該連接本體朝向該推進(jìn)機構(gòu)的一端；該外筒體套設(shè)于該連接本體的外側(cè)，在該外筒體內(nèi)壁、該肩部及該連接本體外壁之間形成一個滑動腔；該活塞設(shè)于該滑動腔內(nèi)部，且能夠緊貼于該連接本體的外壁來回滑動，當(dāng)該活塞移動至該卡牙裝置的外側(cè)時，可對卡牙裝置施加擠壓作用，使該卡牙裝置的各卡牙向中央收攏，實現(xiàn)對該管接頭的鎖緊；反之，當(dāng)活塞遠(yuǎn)離該卡牙裝置的外側(cè)時，卡牙呈自然的外擴狀態(tài)，實現(xiàn)對該管接頭的解鎖；其中該活塞與該滑動腔之間可形成至少兩個密封腔，其中一個密封腔連接一個鎖緊液壓通道，而另一個密封腔連接一個解鎖液壓通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液壓控制水下管道水平對接鎖緊裝置，其特征在于，該鎖緊機構(gòu)的鎖緊裝置還包括一個支撐環(huán)，該支撐環(huán)套設(shè)于該外筒體內(nèi)部且與該外筒體固定結(jié)合，將該卡牙裝置夾持于該連接本體與該支撐環(huán)之間，該支撐環(huán)與該外筒體為旋轉(zhuǎn)結(jié)合，該支撐環(huán)的內(nèi)壁面與該卡牙裝置的內(nèi)側(cè)面共同形成一個供該管接頭精確對位的喇叭形導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
9.一種液壓控制水下管道水平對接鎖緊方法，其包括: 步驟(1):將一個含有管接頭的推進(jìn)機構(gòu)整體吊裝下放，直至與位于水下的一個支架機構(gòu)上設(shè)置的卡托座達(dá)成對位結(jié)合，該推進(jìn)機構(gòu)下方設(shè)有導(dǎo)向圓錐體，而該卡托座設(shè)有圓錐狀容腔，二者可形成準(zhǔn)確導(dǎo)向與結(jié)合定位，該支架機構(gòu)與一個包含有連接本體的鎖緊機構(gòu)之間的相對位置固定； 步驟(2):向該推進(jìn)機構(gòu)提供液壓，使該推進(jìn)機構(gòu)推動該管接頭沿該管接頭外筒體的內(nèi)壁定向地朝該鎖緊機構(gòu)推進(jìn)，并與該鎖緊機構(gòu)的連接本體對接； 步驟(3):向該鎖緊機構(gòu)提供液壓，使該鎖緊機構(gòu)的一鎖緊裝置開始工作，將該對接完成的管接頭鎖緊在預(yù)定 位置。
【文檔編號】E21B43/013GK103967454SQ201410161376
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】張浩楠, 張鵬舉, 施佳, 李博, 涂再君 申請人:美鉆能源科技(上海)有限公司