本發(fā)明涉及深海采油裝置緊急回收工具領(lǐng)域，具體是一種油管懸掛器緊急回收工具。

背景技術(shù)：

深水油管懸掛器是深海油氣開采的關(guān)鍵設(shè)備之一，海洋環(huán)境復(fù)雜多變且有很強(qiáng)的不可預(yù)知性，因此油管懸掛器在深水工作時面臨著各式各樣的故障和危險，一旦發(fā)生故障，除了可能會造成鉆井作業(yè)的失敗，成本損失還會帶來環(huán)境的污染。因此一定的應(yīng)急保障工作是很有必要的。此外，深水油管懸掛器以及深水采油樹等深海油氣開發(fā)的設(shè)備，無論從生產(chǎn)、測試及安裝等各方面技術(shù)都被國外幾家公司壟斷，而國內(nèi)受到深水勘探開發(fā)技術(shù)起步晚、技術(shù)不全面等限制，同時應(yīng)急回收方面也剛剛起步。為了推動我國深水油管懸掛器安裝工藝及海洋石油應(yīng)急處理裝備的國產(chǎn)化進(jìn)程，我們深入研究深水油管懸掛器的結(jié)構(gòu)、功能、安裝工藝以及應(yīng)急處理方案，而設(shè)計出專門用于深水油管懸掛器的應(yīng)急回收工具。

現(xiàn)有技術(shù)中第一種實施例，在臥式采油樹的油管懸掛器主要由主體、鎖緊機(jī)構(gòu)、扶正機(jī)構(gòu)、定向機(jī)構(gòu)四部分組成。工作時，使用鉆桿下放油管懸掛器緊急回收工具，旋轉(zhuǎn)鉆桿帶動工具使工具下端的定向銷(含彈簧)插入油管懸掛器的相應(yīng)槽內(nèi)，工具下端的承力環(huán)連同驅(qū)動環(huán)都不隨鉆桿旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。此時開始進(jìn)行驅(qū)動鎖緊，旋轉(zhuǎn)鉆桿，同時緩慢提升，驅(qū)動環(huán)不動而承力環(huán)隨鉆柱向上運(yùn)動，使C型環(huán)擴(kuò)張到油管懸掛器上對應(yīng)的鎖環(huán)槽中，實現(xiàn)油管懸掛器緊急回收工具與油管懸掛器的鎖緊，此時提升鉆柱，實現(xiàn)油管懸掛器的緊急回收任務(wù)?，F(xiàn)有技術(shù)中采用螺旋傳動作為驅(qū)動方式，對驅(qū)動結(jié)構(gòu)的螺紋配合面的加工精度要求較高，而且工作時螺紋面磨損大、壽命短，同時對于在緊急情況下需要快速鎖緊的THERT來講，螺旋傳動驅(qū)動鎖緊所需的時間相對較長。

現(xiàn)有技術(shù)中第二種實施例，該工具采用壓縮彈簧限制C型環(huán)的軸向位移，主體上的軸徑變化使C型環(huán)沿主體上斜面擴(kuò)張，實現(xiàn)驅(qū)動鎖緊，液壓驅(qū)動彈簧壓縮，主體上軸徑變化使C型環(huán)沿主體上斜面回縮，實現(xiàn)解鎖的方式。其中液壓驅(qū)動時，需要考慮液壓回路的密封性能，而且打壓所需時間較長，不適于油管懸掛器的緊急回收任務(wù)。該工具采用彈簧和主體軸徑變化配合驅(qū)動鎖緊，液壓驅(qū)動解鎖。由于解鎖時采用液壓驅(qū)動的方式，就不得不考慮整個液壓回路的密封性能，另外液壓通道還可能造成一定程度的應(yīng)力集中，而且往液壓通道打壓所需時間較長，不利于油管懸掛器的快速回收。

目前所知的油管懸掛器緊急回收工具，多是由液壓驅(qū)動或是機(jī)械螺紋旋進(jìn)驅(qū)動鎖緊及解鎖。在緊急情況下，鎖緊及解鎖所需的時間較長，不利于快速解決危險狀況，挽回經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種油管懸掛器緊急回收工具，以達(dá)到快速解鎖的目的。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種油管懸掛器緊急回收工具，包括：驅(qū)動筒，設(shè)有下端開口的內(nèi)腔，內(nèi)腔設(shè)有向上貫穿驅(qū)動筒上端面的過孔，驅(qū)動筒的上端沿周向間隔設(shè)置有多個端面突齒，每個端面突齒均為棘齒狀，驅(qū)動筒的外周設(shè)置有由上至下依次連接且直徑依次增大的第一軸段、第二軸段和第三軸段，第一軸段和第二軸段之間采用錐形段過渡連接，第二軸段和第三軸段之間具有卡接臺肩；C形環(huán)，套設(shè)在驅(qū)動筒的第一軸段外，C形環(huán)能夠移動至第二軸段處與卡接臺肩卡接；轉(zhuǎn)軸，下端穿過過孔并位于內(nèi)腔內(nèi)，轉(zhuǎn)軸能夠相對于驅(qū)動筒轉(zhuǎn)動；承接環(huán)，固定在轉(zhuǎn)軸的下端并位于內(nèi)腔內(nèi)，內(nèi)腔中設(shè)有上小下大的階梯部，承接環(huán)的上端能夠與階梯部軸向抵靠；彈性元件，設(shè)置在內(nèi)腔中，彈性元件的上端與內(nèi)腔的頂壁連接，彈性元件的下端與承接環(huán)連接；止動筒，固定在轉(zhuǎn)軸上，止動筒的下端設(shè)置有多個第一凹槽和多個第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽均能與端面突齒軸向嚙合，第一凹槽的槽深大于第二凹槽的槽深，第一凹槽與第二凹槽連續(xù)交替設(shè)置；定位筒，固定在止動筒外，定位筒的下端與C形環(huán)抵接。

進(jìn)一步地，端面突齒的投影形狀為直角三角形狀，該直角三角形的一條直角邊沿水平方向設(shè)置并與驅(qū)動筒的上端面貼合，該直角三角形的另一條直角邊沿豎直方向向上設(shè)置。

進(jìn)一步地，端面突齒的投影形狀具有兩條垂直連接的直邊和一條弧形邊，其中一條直邊沿水平方向設(shè)置并與驅(qū)動筒的上端面貼合，另一條直邊沿豎直方向向上設(shè)置，弧形邊的兩端分別連接兩條相互垂直的直邊，且弧形邊朝向上方。

進(jìn)一步地，止動筒的下端間隔均布有多個卡接組，每個該卡接組均由相鄰的一個第一凹槽和一個第二凹槽構(gòu)成；第一凹槽與第二凹槽的形狀相似，第一凹槽對應(yīng)的弧長大于第二凹槽對應(yīng)的弧長。

進(jìn)一步地，該卡接組的數(shù)量與端面突齒的數(shù)量相同，端面突齒的形狀與第一凹槽的形狀相同；相鄰兩個端面突齒之間的弧長與第二凹槽的弧長相等。

進(jìn)一步地，承接環(huán)內(nèi)側(cè)與轉(zhuǎn)軸螺紋連接，承接環(huán)能夠隨轉(zhuǎn)軸一起相對于驅(qū)動筒轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步地，驅(qū)動筒的內(nèi)腔頂部設(shè)置有上固定槽，承接環(huán)的上表面設(shè)置有下固定槽，彈性元件為壓簧，壓簧套設(shè)在轉(zhuǎn)軸外，壓簧的上端固定在上固定槽，壓簧的下端固定在下固定槽。

進(jìn)一步地，止動筒的內(nèi)側(cè)與轉(zhuǎn)軸的外表面螺紋固定，止動筒的外側(cè)與定位筒的內(nèi)側(cè)螺紋固定。

進(jìn)一步地，止動筒的下端設(shè)置有用于與錐形段配合的錐形配合段。

進(jìn)一步地，驅(qū)動筒的下端外表面設(shè)置有用于定位的定位銷。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明具有快速鎖緊待回收物體并將其穩(wěn)定提升的作用，可以在緊急情況下將待回收物體提升至海洋平臺上進(jìn)行檢查和維修，盡可能減小損失。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明油管懸掛器緊急回收工具實施例的主視圖；

圖2為本發(fā)明油管懸掛器緊急回收工具實施例的剖視圖；

圖3為本發(fā)明油管懸掛器緊急回收工具實施例未安裝定位筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明油管懸掛器緊急回收工具實施例中止動環(huán)主體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為與本發(fā)明油管懸掛器緊急回收工具實施例相適配的油管懸掛器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記：10、驅(qū)動筒；11、端面突齒；12、錐形段；13、卡接臺肩；14、第一軸段；15、第二軸段；16、第三軸段；19、上固定槽；20、C形環(huán)；30、轉(zhuǎn)軸；41、第一凹槽；42、第二凹槽；43、止動筒；44、定位筒；50、承接環(huán)；51、下固定槽；52、壓簧；60、定位銷；70、油管懸掛器；71、卡接凹槽；72、軸向限位槽。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明實施例提供了一種油管懸掛器緊急回收工具，包括驅(qū)動筒10、C形環(huán)20、轉(zhuǎn)軸30、承接環(huán)50、彈性元件、止動筒43和定位筒44。驅(qū)動筒10設(shè)有下端開口的內(nèi)腔，內(nèi)腔設(shè)有向上貫穿驅(qū)動筒10上端面的過孔，驅(qū)動筒10的上端沿周向間隔設(shè)置有多個端面突齒11，每個端面突齒11均為棘齒狀，驅(qū)動筒10的外周設(shè)置有由上至下依次連接且直徑依次增大的第一軸段14、第二軸段15和第三軸段16，第一軸段14和第二軸段15之間采用錐形段12過渡連接，第二軸段15和第三軸段16之間具有卡接臺肩13。C形環(huán)20套設(shè)在驅(qū)動筒10的第一軸段14外，C形環(huán)20能夠移動至第二軸段15處與卡接臺肩13卡接。轉(zhuǎn)軸30下端穿過過孔并位于內(nèi)腔內(nèi)，轉(zhuǎn)軸30能夠相對于驅(qū)動筒10轉(zhuǎn)動。承接環(huán)50固定在轉(zhuǎn)軸30的下端并位于內(nèi)腔內(nèi)，內(nèi)腔中設(shè)有上小下大的階梯部，承接環(huán)50的上端能夠與階梯部軸向抵靠。彈性元件設(shè)置在內(nèi)腔中，彈性元件的上端與內(nèi)腔的頂壁連接，彈性元件的下端與承接環(huán)50連接。止動筒43固定在轉(zhuǎn)軸30上，止動筒43的下端設(shè)置有多個第一凹槽41和多個第二凹槽42，第一凹槽41和第二凹槽42均能與端面突齒11軸向嚙合，第一凹槽41的槽深大于第二凹槽42的槽深，第一凹槽41與第二凹槽42連續(xù)交替設(shè)置。定位筒44固定在止動筒43外，定位筒44的內(nèi)壁與第一軸段14的外壁滑動接觸，定位筒44的下端與C形環(huán)20抵接。

設(shè)置槽深不同的第一凹槽41和第二凹槽42分別與端面突齒11配合卡接，能夠使驅(qū)動筒10沿軸向上下移動，由于止動筒43的作用，當(dāng)驅(qū)動筒10沿軸向上移動時，C形環(huán)20由第一軸段14沿錐形段12移動到第二軸段15，從而使C形環(huán)20的直徑變大，達(dá)到與待回收物體(深水油管懸掛器70)卡接的目的。此時，通過上提轉(zhuǎn)軸30回收待回收物體。當(dāng)移動至海面上時，通過同向旋擰轉(zhuǎn)軸30，使驅(qū)動筒10向下運(yùn)動，從而使C形環(huán)20收縮，達(dá)到解鎖的目的。其中，上述C形環(huán)20為現(xiàn)有技術(shù)中帶有缺口的彈性圓環(huán)。

本發(fā)明實施例具有快速鎖緊待回收物體并將其穩(wěn)定提升的作用，可以在緊急情況下將待回收物體提升至海洋平臺上進(jìn)行檢查和維修，盡可能減小損失。

需要說明的是，在初始位置(解鎖位置時)C形環(huán)20位于第一軸段14，此時C形環(huán)20的外徑處于最小值，驅(qū)動筒10的外徑為整個裝置的最大外徑，即驅(qū)動筒10能夠正常下放至深水油管懸掛器70內(nèi)。在C形環(huán)20位于第二軸段15并與卡接臺肩13抵靠時，C形環(huán)20的外徑處于最大值并大于驅(qū)動筒10的外徑，此時C形環(huán)20能夠與油管懸掛器70上的卡接凹槽71卡接。

如圖3所示，端面突齒11的投影形狀具有兩條垂直連接的直邊和一條弧形邊，其中一條直邊沿水平方向設(shè)置并與驅(qū)動筒10的上端面貼合，另一條直邊沿豎直方向向上設(shè)置，弧形邊的兩端分別連接兩條相互垂直的直邊，且弧形邊朝向上方。上述第一凹槽41和第二凹槽42均能夠與端面突齒11嚙合，此處不再對第一凹槽41和第二凹槽42的形狀進(jìn)行說明。

本發(fā)明實施例中，上述第一凹槽41和第二凹槽42均沿止動筒43的下端周向均布，上述端面突齒11沿驅(qū)動筒10的上端周向間隔均布。如圖4所示，止動筒43的下端間隔均布有多個卡接組，每個卡接組均由相鄰的一個第一凹槽41和一個第二凹槽42構(gòu)成。第一凹槽41與第二凹槽42的形狀相似，第一凹槽41對應(yīng)的弧長大于第二凹槽42對應(yīng)的弧長。該卡接組的數(shù)量與端面突齒11的數(shù)量相同，端面突齒11的形狀與第一凹槽41的形狀相同；相鄰兩個端面突齒11之間的弧長與第二凹槽42的弧長相等。

本發(fā)明實施例并不限于上述結(jié)構(gòu)，例如在一種未圖示的實施例中，端面突齒11的投影形狀為直角三角形狀，該直角三角形的一條直角邊沿水平方向設(shè)置并與驅(qū)動筒10的上端面貼合，該直角三角形的另一條直角邊沿豎直方向向上設(shè)置。在該實施例中，除上述結(jié)構(gòu)外，其他結(jié)構(gòu)均與在先實施例相同。

如圖1和圖2所示，承接環(huán)50內(nèi)側(cè)與轉(zhuǎn)軸30螺紋連接，承接環(huán)50能夠隨轉(zhuǎn)軸30一起相對于驅(qū)動筒10轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，為了簡化安裝，承接環(huán)50與轉(zhuǎn)軸30可以采用一體結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實施例中，承接環(huán)50的外徑小于內(nèi)腔下端大口內(nèi)徑，承接環(huán)50的外徑大于內(nèi)腔上端小口的內(nèi)徑，即承接環(huán)50能夠卡接在內(nèi)腔中，使驅(qū)動筒10能夠隨轉(zhuǎn)軸30一起軸向移動。設(shè)置承接環(huán)50，可以將油管懸掛器70的重量均勻的分布到承接環(huán)50上，達(dá)到平穩(wěn)提升的目的。

驅(qū)動筒10的內(nèi)腔頂部設(shè)置有上固定槽19，承接環(huán)50的上表面設(shè)置有下固定槽51，彈性元件為壓簧52，壓簧52套設(shè)在轉(zhuǎn)軸30外，壓簧52的上端固定在上固定槽19，壓簧52的下端固定在下固定槽51。

如圖1和圖2所示，止動筒43的內(nèi)側(cè)與轉(zhuǎn)軸30的外表面螺紋固定，止動筒43的外側(cè)與定位筒44的內(nèi)側(cè)螺紋固定。定位筒44的下端設(shè)置有用于與錐形段12配合的錐形配合段。

本發(fā)明實施例中，定位筒44的內(nèi)徑略大于第一軸段14的外徑，并且定位筒44的內(nèi)徑小于第二軸段15的外徑。上述錐形配合段與錐形段12形狀和尺寸相適配，并能夠限制C形環(huán)20的軸向位移，使C形環(huán)20能夠沿錐形段12移動。上述錐形配合段的下端設(shè)置有內(nèi)徑大于第二軸段15外徑的環(huán)形凸起，該環(huán)形凸起與C形環(huán)20抵靠。

如圖1和圖5所示，驅(qū)動筒10的下端外表面設(shè)置有用于定位的定位銷60。上述油管懸掛器70的內(nèi)表面設(shè)置有與定位銷60配合的軸向限位槽72。該定位銷60能夠沿軸向限位槽72軸向移動，即圖1中豎直方向。并且通過軸向限位槽72和定位銷60能夠限制驅(qū)動筒10繞軸線轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明實施例的工作原理：將本發(fā)明實施例中的轉(zhuǎn)軸30上端與鉆桿連接，并通過鉆桿下放至水下，通過水下機(jī)器人ROV控制方向。使定位銷60的位置與油管懸掛器70上的軸向限位槽72對應(yīng)，繼續(xù)下放鉆桿，使本發(fā)明實施例中的C形環(huán)20與油管懸掛器70上的卡接凹槽71位置對應(yīng)。

如圖2所示，在未鎖定狀態(tài)時，C形環(huán)20位于第一軸段14處，端面突齒11與第二凹槽42卡接配合。旋擰鉆桿，使轉(zhuǎn)軸30隨鉆桿轉(zhuǎn)動，從而帶動止動筒43轉(zhuǎn)動。在旋擰轉(zhuǎn)軸30時端面突齒11會由第二凹槽42轉(zhuǎn)動至第一凹槽41，從而使端面突齒11與第一凹槽41卡接。由于第一凹槽41的槽深大于第二凹槽42的槽深，在壓簧52的作用下，上述驅(qū)動筒10沿豎直方向向上移動。C形環(huán)20的上部由于抵靠有定位筒44，在驅(qū)動筒10向上移動時，C形環(huán)20的位置不變。但由于錐形段12的過渡作用，C形環(huán)20直徑增大，并能夠與卡接凹槽71卡接。此時，上提轉(zhuǎn)軸30使承接環(huán)50與內(nèi)腔的階梯段的階梯端面卡接，由于C形環(huán)20卡接在卡接臺肩13處，并不會沿軸向方向向下滑落。因此轉(zhuǎn)軸30沿豎直方向向上移動時，油管懸掛器70能夠隨著一起向上運(yùn)動，從而完成緊急回收操作。

當(dāng)油管懸掛器70移動至海面操作平臺時，通過固定裝置對油管懸掛器70進(jìn)行固定，防止其轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸30(與鎖緊操作時轉(zhuǎn)動方向相同)，使止動筒43轉(zhuǎn)動并使端面突齒11由第一凹槽41轉(zhuǎn)動至第二凹槽42處。旋轉(zhuǎn)過程中由于棘齒狀槽的壓迫，驅(qū)動筒10向下運(yùn)動，壓簧52也逐漸壓縮。驅(qū)動筒10向下運(yùn)動的同時，由于油管懸掛器70上的卡接凹槽71下端的限制，C形環(huán)20會逐漸回縮并位于第一軸段14處，此時完成的解鎖作業(yè)，可以提升油管懸掛器緊急回收工具使之與油管懸掛器70分離。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：本發(fā)明實施例具有快速鎖緊待回收物體并將其穩(wěn)定提升的作用，可以在緊急情況下將待回收物體提升至海洋平臺上進(jìn)行檢查和維修，盡可能減小損失。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施例，不能以其限定發(fā)明實施的范圍，所以其等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修飾，都應(yīng)仍屬于本專利涵蓋的范疇。另外，本發(fā)明中的技術(shù)特征與技術(shù)特征之間、技術(shù)特征與技術(shù)方案之間、技術(shù)方案與技術(shù)方案之間均可以自由組合使用。