用于水下油氣鉆采設(shè)備的二次鎖緊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋石油天然氣鉆采裝備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于水下油氣鉆采設(shè)備的二次鎖緊裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋水下油氣鉆采設(shè)備主要包含水下采油樹(shù)、水下井口、油管/套管懸掛器、集輸管匯、隔水管、防噴器及各類液壓連接器等，是海洋油氣勘探、開(kāi)發(fā)的重要工具。由于深海環(huán)境工況惡劣，設(shè)備需要承受多重腐蝕和作用力，且設(shè)備操作需要間接通過(guò)水下機(jī)器人(ROV)完成，因而開(kāi)發(fā)成本高、設(shè)備失效風(fēng)險(xiǎn)大，要求鉆采設(shè)備具有高可靠性和穩(wěn)定性。特別是用于鎖定連接的帶有驅(qū)動(dòng)活塞或機(jī)械驅(qū)動(dòng)套的設(shè)備，如液壓連接器、油管懸掛器等，要求在其鎖緊工作狀態(tài)設(shè)置合適的二次鎖緊裝置，以防因液壓失效或外力作用發(fā)生設(shè)備意外解鎖脫離，造成生產(chǎn)安全事故。
[0003]水下油氣鉆采設(shè)備中常用的二次鎖緊裝置結(jié)構(gòu)包括彈簧+剪切銷結(jié)構(gòu)、機(jī)械自鎖型面結(jié)構(gòu)等，但這些結(jié)構(gòu)都存在一些局限或缺點(diǎn)，如彈簧+剪切銷結(jié)構(gòu)需要每次鎖緊/解鎖操作后都更換剪切銷，不適用于水下集中作業(yè)的多井油氣田；機(jī)械自鎖型面結(jié)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但受表面加工精度、裝配精度等因素影響大，易造成鎖緊失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于水下油氣鉆采設(shè)備的二次鎖緊裝置，解決了現(xiàn)有二次鎖緊裝置重復(fù)使用不便、效率低下，以及對(duì)加工裝配精度要求高的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種用于水下油氣鉆采設(shè)備的二次鎖緊裝置，包括設(shè)備主體，設(shè)備主體上表面與鎖緊帽的法蘭固定連接，在鎖緊帽的軸心設(shè)置有空腔Π，空腔Π通過(guò)鎖緊帽中的泄壓孔與外界連通，在空腔Π中設(shè)置有鎖緊塊；
[0006]鎖緊帽向上與液壓缸的缸體螺紋連接，液壓缸的缸體底蓋沿軸向設(shè)置有一個(gè)液壓孔I，液壓缸的缸體內(nèi)腔中設(shè)置有鎖緊活塞，鎖緊活塞與缸體底蓋之間的空間稱為鎖緊液壓腔，鎖緊活塞與鎖緊帽之間的空間稱為空腔I;鎖緊活塞的上部凸臺(tái)伸出液壓缸的缸體底蓋軸心孔；
[0007]設(shè)備主體朝向鎖緊帽設(shè)置有臺(tái)階孔，該臺(tái)階孔中設(shè)置有彈簧，彈簧上端通過(guò)墊片與鎖緊塊頂接；
[0008]設(shè)備主體下表面與外接設(shè)備的端蓋固定連接，設(shè)備主體朝向端蓋設(shè)置有主孔，該主孔中設(shè)置有主活塞，主活塞下部的空間稱為主液壓腔I，主活塞上部的空間稱為主液壓腔π，主液壓腔π通過(guò)設(shè)備主體中的液壓孔m對(duì)外連通，液壓腔I通過(guò)端蓋中的液壓孔π對(duì)外連通；
[0009]沿鎖緊活塞、鎖緊塊、墊片、彈簧及設(shè)備主體的中心通徑共同穿有頂桿，頂桿的下端與主活塞螺紋連接。
[0010]本發(fā)明的用于水下油氣鉆采設(shè)備的二次鎖緊裝置，其特征或在于:
[0011]空腔Π為圓錐形結(jié)構(gòu)，上窄下寬。
[0012]鎖緊塊呈分瓣式沿圓周分布于頂桿的周圍，每個(gè)鎖緊塊的內(nèi)圓表面設(shè)置有多組棘齒O
[0013]鎖緊活塞與液壓缸的缸體內(nèi)壁之間設(shè)置有密封I，頂桿與設(shè)備主體的接觸面設(shè)置有密封π，主活塞與液壓腔I內(nèi)壁之間設(shè)置有密封m，設(shè)備主體下表面與端蓋上表面之間設(shè)置有密封IV，鎖緊活塞的上部凸臺(tái)與液壓缸的缸體底蓋之間設(shè)置有密封V。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，包括以下幾個(gè)方面:
[0015]I)該二次鎖緊裝置主要用于水下油氣鉆采設(shè)備中帶有驅(qū)動(dòng)活塞或機(jī)械驅(qū)動(dòng)套的鎖定連接設(shè)備，如液壓連接器、油管懸掛器等。通過(guò)設(shè)置該裝置，可為水下設(shè)備安全提供雙重保障，有效防止水下設(shè)備因液壓失效或外力作用發(fā)生意外解鎖脫離，造成生產(chǎn)安全事故，滿足水下油氣鉆采設(shè)備的高可靠性和穩(wěn)定性要求。
[0016]2)該二次鎖緊裝置可隨著主活塞受力增大而自增強(qiáng)，且當(dāng)鎖緊活塞的控制液壓失效后，仍能保證鎖緊作用，是一種失效安全型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
[0017]3)該二次鎖緊裝置結(jié)構(gòu)緊湊、液壓操作、可反復(fù)使用，采用失效安全型設(shè)計(jì)和自增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，可有效保證水下油氣鉆采設(shè)備驅(qū)動(dòng)組件的位置鎖定，滿足設(shè)備性能的高可靠性要求。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明二次鎖緊裝置在解鎖狀態(tài)的剖視圖；
[0019]圖2為本發(fā)明二次鎖緊裝置在鎖緊狀態(tài)的剖視圖；
[0020]圖3為圖1中的A-A截面示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明二次鎖緊裝置在鎖緊狀態(tài)下的鎖緊塊棘齒放大圖。
[0022]圖中，1.頂桿;2.液壓孔I； 3.液壓缸;4.密封I; 5.鎖緊帽；6.螺栓;7.設(shè)備主體;8.密封Π ; 9.密封m ; 10.密封IV; 11.端蓋；12.液壓孔Π ; 13.主液壓腔I ； 14.主活塞；15.液壓孔m ; 16.彈簧;17.泄壓孔;18.墊片；19.鎖緊塊;20.鎖緊活塞;21.鎖緊液壓腔;22.密封V ;
23.主液壓腔Π ;24.空腔I;25.空腔Π ;26.棘齒。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]參照?qǐng)D1、圖2，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是，包括設(shè)備主體7，設(shè)備主體7上表面與鎖緊帽5的法蘭通過(guò)多個(gè)螺栓6固定連接，在鎖緊帽5的軸心設(shè)置有空腔Π 25，空腔Π25為圓錐形結(jié)構(gòu)，上窄下寬，空腔Π25通過(guò)鎖緊帽5中的泄壓孔17與外界連通，在空腔Π25中設(shè)置有鎖緊塊19;
[0025]鎖緊帽5向上與液壓缸3的缸體螺紋連接，液壓缸3的缸體底蓋沿軸向設(shè)置有一個(gè)液壓孔12，液壓缸3的缸體內(nèi)腔中設(shè)置有鎖緊活塞20，鎖緊活塞20與缸體底蓋之間的空間稱為鎖緊液壓腔21，鎖緊活塞20與鎖緊帽5之間的空間稱為空腔124;鎖緊活塞20的上部凸臺(tái)伸出液壓缸3的缸體底蓋軸心孔，鎖緊活塞20與液壓缸3的缸體內(nèi)壁之間設(shè)置有密封14，鎖緊活塞20的上部凸臺(tái)與液壓缸3的缸體底蓋之間設(shè)置有密封V 22;
[0026]設(shè)備主體7朝向鎖緊帽5設(shè)置有臺(tái)階孔，該臺(tái)階孔中設(shè)置有彈簧16，彈簧16上端通過(guò)墊片18與鎖緊塊19頂接，彈簧16起到對(duì)鎖緊塊19的支撐作用；
[0027]設(shè)備主體7下表面與外接設(shè)備的端蓋11固定連接，設(shè)備主體7朝向端蓋11設(shè)置有主孔，該主孔中設(shè)置有主活塞14，主活塞14下部的空間稱為主液壓腔113，主活塞14上部的空間稱為主液壓腔Π 23，主液壓腔Π 23通過(guò)設(shè)備主體7中的液壓孔ΙΠ15對(duì)外連通，液壓腔113通過(guò)端蓋11中的液壓孔Π 12對(duì)外連通，主活塞14與液壓腔113內(nèi)壁之間設(shè)置有密封ΙΠ9，設(shè)備主體7下表面與端蓋11上表面之間設(shè)置有密封IV10;
[0028]沿鎖緊活塞20、鎖緊塊19、墊片18、彈簧16及設(shè)備主體7的中心通徑共同穿有頂桿I，頂桿I的下端與主活塞14螺紋連接，頂桿I與設(shè)備主體7的接觸面設(shè)置有密封Π8;
[0029]參照?qǐng)D3、圖4，鎖緊塊19呈分瓣式沿圓周分布于頂桿I的周圍，每個(gè)鎖緊塊19的內(nèi)圓表面設(shè)置有多組棘齒26。
[0030]上述的液壓孔包括液壓孔12、液壓孔Π 12、液壓孔ΙΠ15和泄壓孔17;腔體包括主液壓腔113、鎖緊液壓腔21、主液壓腔Π 23、空腔124、空腔Π 25;密封件包括密封14、密封Π 8、密封ΙΠ9、密封IV10、密封V22。
[0031 ] 密封V22和密封14將鎖緊液壓腔21封閉，液壓油通過(guò)液壓孔12注入，以推動(dòng)鎖緊