改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，包括固定端和移動端；該固定端由公接頭安裝板、彈性夾頭心軸、中心導(dǎo)向套筒、公接頭、外部導(dǎo)向套筒以及固定安裝板組成；該移動端由ROV旋轉(zhuǎn)接口、傳動軸、限位軸承、傳動螺母、母接頭安裝板、墊圈、防護(hù)套筒、彈性夾頭、外部導(dǎo)向柱、母接頭、剪切銷以及中心導(dǎo)向柱組成；其改進(jìn)之處是，所述移動端的防護(hù)套筒側(cè)壁上設(shè)有防沉積物護(hù)罩，有效防止各種沉積物直接進(jìn)入移動端內(nèi)部，減少設(shè)備故障率，利于移動端移動；在移動端的傳動螺母和彈性夾頭之間設(shè)有過載套筒，當(dāng)遇到突然卡死的情況時(shí)，可以通過專用的扭矩工具拉動過載套筒切斷剪切銷來實(shí)現(xiàn)移動端與固定端的緊急脫離。
【專利說明】改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，海底石油和天然氣生產(chǎn)過程中，一般都需要在井口安裝一個(gè)采油樹設(shè)備，為了方便的輸送油氣和控制油氣的開采，采油樹上安裝有大量的液壓控制閥，這些閥的控制管路通過接頭安裝在一個(gè)固定的安裝板上，控制油液和電信號通過一個(gè)臍帶纜(用熱塑性材料將多條管束纏繞在一起)傳送到采油樹上，臍帶纜的另一端安裝在一個(gè)水下的生產(chǎn)控制設(shè)備上或直接安裝在海面上的生產(chǎn)設(shè)備上。臍帶纜水下接頭的連接需要潛水員或ROV進(jìn)行操作，考慮到安全因素，潛水員只能在淺海進(jìn)行作業(yè)，在深水區(qū)，就必須運(yùn)用ROV進(jìn)行連接和脫離的操作。為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)接頭的可靠密封和連接，以防止海水滲入管道內(nèi)，除了需要對多個(gè)接頭的正確連接提供導(dǎo)向外，還必須施加一個(gè)可靠的鎖緊力來使接頭之間形成可靠的密封?，F(xiàn)有的水下快速接頭裝置包括固定端和移動端；其中，該固定端主要包括公接頭安裝板、彈性夾頭心軸、中心導(dǎo)向套筒、公接頭、外部導(dǎo)向套筒以及固定安裝板；該移動端主要包括ROV旋轉(zhuǎn)接口、傳動軸、限位軸承、傳動螺母、母接頭安裝板、墊圈、防護(hù)套筒、彈性夾頭、外部導(dǎo)向柱、母接頭、剪切銷以及中心導(dǎo)向柱。
[0003]現(xiàn)有水下快速接頭裝置采用的是螺紋鎖緊方式，且螺紋部面直接暴露在海水中，沒有任何防護(hù)裝置，因此極易受海底沉積物和各種浮游生物的影響，可能導(dǎo)致螺紋聯(lián)接部分卡死，影響裝置的使用壽命。另外，由于傳動螺母和螺栓都是直接固定在固定端和移動端，當(dāng)遇到突然卡死的情況時(shí)，沒有相應(yīng)的應(yīng)急方案，因此有待進(jìn)行改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，其在移動端防護(hù)套筒側(cè)壁上安裝防沉積物護(hù)罩，有效防止各種沉積物直接進(jìn)入移動端內(nèi)部，減少設(shè)備故障率，利于移動端移動；在移動端的傳動螺母和彈性夾頭之間設(shè)有過載套筒，當(dāng)遇到突然卡死的情況時(shí)，可以通過專用的扭矩工具拉動過載套筒切斷剪切銷來實(shí)現(xiàn)移動端與固定端的緊急脫離。
[0005]本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006]本發(fā)明改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，包括固定端和移動端；該固定端主要包括公接頭安裝板、彈性夾頭心軸、中心導(dǎo)向套筒、公接頭、外部導(dǎo)向套筒以及固定安裝板；該移動端主要包括ROV旋轉(zhuǎn)接口、傳動軸、限位軸承、傳動螺母、母接頭安裝板、墊圈、防護(hù)套筒、彈性夾頭、外部導(dǎo)向柱、母接頭、剪切銷以及中心導(dǎo)向柱；其特征在于，所述移動端的防護(hù)套筒側(cè)壁上設(shè)有防沉積物護(hù)罩，且移動端的傳動螺母和彈性夾頭間設(shè)有過載套筒。
[0007]前述的改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，其中，所述防沉積物護(hù)罩包括上防沉積物護(hù)罩和下防沉積物護(hù)罩；該上防沉積物護(hù)罩和下防沉積物護(hù)罩為相同且對稱的具有開口槽的兩個(gè)長方形體，上防沉積物護(hù)罩和下防沉積物護(hù)罩的四個(gè)角端分別設(shè)有螺孔，供螺釘將上防沉積物護(hù)罩和下防沉積物護(hù)罩分別對稱固定在防護(hù)套筒的上下側(cè)壁面上；所述下防沉積物護(hù)罩底部設(shè)有貫通開口槽的連通孔。設(shè)置防沉積物護(hù)罩后，可以有效防止各種沉積物直接進(jìn)入移動端內(nèi)部，避免旋轉(zhuǎn)部位的卡死，從而有效減少設(shè)備故障率；下防沉積物護(hù)罩上設(shè)有連通孔供移動端內(nèi)部與海水連通，可以防止內(nèi)部空間的封閉而導(dǎo)致阻礙移動端移動。
[0008]前述的改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，其中，所述過載套筒為外壁面為階梯形的中空筒體，該過載套筒的大直徑端面為法蘭端面，該法蘭端面等距設(shè)六個(gè)螺釘孔供螺釘穿過與傳動螺母螺接，過載套筒小直徑端的側(cè)壁徑向等距設(shè)有六個(gè)通孔，等距選擇其中三個(gè)通孔通過剪切銷與彈性夾頭連接。
[0009]本發(fā)明改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置的有益效果，其在移動端防護(hù)套筒側(cè)壁上安裝防沉積物護(hù)罩，可以有效防止各種沉積物直接進(jìn)入移動端內(nèi)部，避免螺旋機(jī)構(gòu)處卷入雜物而導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)部分卡死，從而有效減少故障率；該防沉積物護(hù)罩設(shè)有數(shù)個(gè)通孔，使移動端內(nèi)部與海水連通，防止出現(xiàn)因內(nèi)部空間封閉而導(dǎo)致阻礙移動端移動的缺陷；當(dāng)遇到突然卡死的情況時(shí)，移動端與固定端不能正常脫離，可通過專用扭矩工具拉動設(shè)置在移動端的傳動螺母和彈性夾頭之間的過載套筒切斷剪切銷來實(shí)現(xiàn)移動端與固定端的緊急脫離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明移動端結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明移動端裝配結(jié)構(gòu)剖示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明固定端結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明防沉積物護(hù)罩的上罩體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5為本發(fā)明防沉積物護(hù)罩的下罩體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖6為本發(fā)明過載套筒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖7為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中主要標(biāo)號說明:I為ROV旋轉(zhuǎn)接口，2傳動軸，3限位軸承，4傳動螺母，5防旋轉(zhuǎn)凸臺，6導(dǎo)向鍵，7母接頭安裝板，8公接頭安裝板，9彈性夾頭心軸，10中心導(dǎo)向套筒，11墊圈，12防護(hù)套筒，13彈性夾頭，14外部導(dǎo)向柱，15母接頭，16公接頭，17中心導(dǎo)向柱，18前端標(biāo)識線，19后端標(biāo)識線，20外部導(dǎo)向套筒，21固定安裝板，22防沉積物護(hù)罩，23過載套筒，24剪切銷，25通孔，26上防沉積物護(hù)罩，27下防沉積物護(hù)罩，28開口槽，29螺孔，30連通孔，31螺釘孔，32鎖緊到位標(biāo)識線，33插入到位標(biāo)識線。

【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1至圖7所示，本發(fā)明改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，包括固定端和移動端；該固定端主要包括公接頭安裝板8、彈性夾頭心軸9、中心導(dǎo)向套筒10、公接頭16、夕卜部導(dǎo)向套筒20以及固定安裝板21 ;該移動端主要包括ROV旋轉(zhuǎn)接口 1、傳動軸2、限位軸承
3、傳動螺母4、母接頭安裝板7、墊圈11、防護(hù)套筒12、彈性夾頭13、外部導(dǎo)向柱14、母接頭
15、剪切銷24以及中心導(dǎo)向柱17 ;其改進(jìn)之處在于，所述移動端的防護(hù)套筒12側(cè)壁上設(shè)有防沉積物護(hù)罩22，且移動端傳動螺母4和彈性夾頭13之間設(shè)有過載套筒23。
[0019]如圖1至圖7所示，本發(fā)明改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，其中，所述防沉積物護(hù)罩22包括上防沉積物護(hù)罩26和下防沉積物護(hù)罩27 ;該上防沉積物護(hù)罩26和下防沉積物護(hù)罩27為相同且對稱的具有開口槽28的兩個(gè)長方形體，上防沉積物護(hù)罩26和下防沉積物護(hù)罩27的四個(gè)角端分別設(shè)有螺孔29，供螺釘將上防沉積物護(hù)罩26和下防沉積物護(hù)罩27分別對稱固定在防護(hù)套筒12的上下側(cè)壁面上；所述下防沉積物護(hù)罩27底部設(shè)有貫通開口槽的連通孔30。設(shè)置防沉積物護(hù)罩后，可以有效防止各種沉積物直接進(jìn)入移動端內(nèi)部，避免旋轉(zhuǎn)部位的卡死，從而有效減少設(shè)備故障率；下防沉積物護(hù)罩上設(shè)有連通孔供移動端內(nèi)部與海水連通，防止內(nèi)部空間的封閉而導(dǎo)致阻礙移動端移動。所述過載套筒23為外壁面為階梯形的中空筒體，該過載套筒23的大直徑端面為法蘭端面，該法蘭端面等距設(shè)六個(gè)螺釘孔31供螺釘穿過與傳動螺母4螺接，過載套筒23小直徑端的側(cè)壁徑向等距設(shè)有六個(gè)通孔25，等距選擇其中三個(gè)通孔通過剪切銷24與彈性夾頭13連接。
[0020]下面結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]本發(fā)明提供了一種用于水下且能夠同時(shí)連接多個(gè)接頭的裝置，多個(gè)接頭可以是液壓接頭、電接頭、光纖信號接頭或輸送化學(xué)液體的接頭，并且能夠由ROV機(jī)械手進(jìn)行移動、連接和脫離的操作，該裝置能夠?yàn)槎鄠€(gè)接頭的正確連接提供軸向及圓周方向上的導(dǎo)向，并且能夠?yàn)槎鄠€(gè)接頭之間的可靠密封提供足夠大的鎖緊力，其鎖緊機(jī)構(gòu)采用彈簧夾頭式的鎖緊方式，安全可靠，易于操作，在發(fā)生意外情況，當(dāng)移動端與固定端不能正常的脫離時(shí)，還可以通過專用的扭矩工具拉動過載套筒23切斷剪切銷24來實(shí)現(xiàn)移動端與固定端的緊急脫離。
[0022]本發(fā)明改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置由移動端和固定端組成。使用時(shí)，該裝置具有連接和拔出等操作過程，其中連接過程分為兩個(gè)階段:插入過程和鎖緊過程。
[0023]水下多功能快速接頭插入過程:在實(shí)際使用的過程中，固定端通過固定安裝板21借助螺栓連接到海底基座上。ROV機(jī)械手抓住移動端的旋轉(zhuǎn)接口 1，沿軸向進(jìn)入固定端，在此之前，必須逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)傳動軸2，使彈性夾頭13沿軸向向背離固定端的方向移動，彈性夾頭13手指從中心導(dǎo)向柱17內(nèi)部凸臺上滑下，沿徑向張開，此時(shí)防旋轉(zhuǎn)凸臺5位于防護(hù)套筒12軸向槽遠(yuǎn)離母接頭安裝板側(cè)。移動端的外部導(dǎo)向柱14前端首先進(jìn)入固定端的外部導(dǎo)向套筒20中,進(jìn)彳丁粗略的軸向定位，隨后中心導(dǎo)向柱17和外部導(dǎo)向柱14的后端分別進(jìn)入中心導(dǎo)向套筒10和外部導(dǎo)向套筒20中，實(shí)現(xiàn)精確的軸向定位，與此同時(shí)，導(dǎo)向鍵6進(jìn)入外部導(dǎo)向套筒20的鍵槽中，起到圓周方向上定位的作用。在軸向及圓周方向上導(dǎo)向的作用下，十三個(gè)公接頭和母接頭分別對齊，當(dāng)彈性夾頭心軸9的前端帽剛好接觸到彈性夾頭13手指時(shí)，ROV機(jī)械手提供推力，該推力控制在機(jī)械手的推力范圍內(nèi)，使彈性夾頭13手指越過彈性夾頭心軸9端帽，這樣手指拉住端帽在軸向提供預(yù)緊力。此時(shí)，導(dǎo)向鍵上的前端標(biāo)識線與插入到位標(biāo)識線對齊，這樣ROV通過觀察插入到位標(biāo)識線和前端標(biāo)識線對齊后，即判斷移動端在軸向方向已經(jīng)插入到位。插入到位時(shí)，公接頭16還沒有插入到母接頭15中，但此時(shí)兩者已經(jīng)對齊。
[0024]水下多功能快速接頭鎖緊過程:當(dāng)移動端插入到位后，ROV機(jī)械手抓住扭矩工具，使扭矩工具準(zhǔn)確插入到傳動軸2的方形螺帽上，然后開始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)傳動軸2，由于傳動軸2軸向運(yùn)動被限制，故其只能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；傳動螺母4與防旋轉(zhuǎn)凸臺5連接一起，而防旋轉(zhuǎn)凸臺5只能在防護(hù)套筒12的限位槽中軸向移動，故傳動螺母4將帶動防旋轉(zhuǎn)凸臺5及彈性夾頭13沿著軸向向固定端側(cè)移動，這個(gè)過程中，彈性夾頭13手指不斷拉緊彈性夾頭心軸9,使移動端向固定端靠近,母接頭15向公接頭16靠攏,最終使公接頭16完全插入到母接頭15中，并提供一個(gè)足夠大的鎖緊力使接頭之間形成可靠的密封，接頭完全導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)信號的傳遞。與此同時(shí)，彈性夾頭13的手指向固定端側(cè)運(yùn)動，最終運(yùn)動到中心導(dǎo)向柱17的內(nèi)部，手指被徑向壓縮，彈性夾頭13手指與彈性夾頭心軸9之間的拉力達(dá)到最大，在此可靠的鎖緊力下，能夠保證十三個(gè)接頭之間的可靠密封和導(dǎo)通。與此同時(shí)，防旋轉(zhuǎn)凸臺5向固定端側(cè)運(yùn)動，最后運(yùn)動到防護(hù)套筒12軸向槽后端。與此同時(shí)，導(dǎo)向鍵6繼續(xù)插入外部導(dǎo)向套筒20的鍵槽中，最后其前端標(biāo)識線18與鎖緊到位標(biāo)識線32對齊，后端標(biāo)識線19與插入到位標(biāo)識線33對齊，當(dāng)ROV觀察到鎖緊到位標(biāo)識線32與前端標(biāo)識線對齊，插入到位標(biāo)識線33與后端標(biāo)識線對齊后，可判斷此時(shí)鎖緊到位，連接作業(yè)結(jié)束。
[0025]水下多功能快速接頭撥出過程:R0V機(jī)械手提供拉力將彈性心軸9從彈性夾頭13手指中拔出，同樣，此力應(yīng)在機(jī)械手提供拉力范圍內(nèi)，拔出后，在沿著軸向?qū)⑼獠繉?dǎo)向柱14慢慢從外部導(dǎo)向套筒20中移出，等中心導(dǎo)向柱17完全從固定端中移出后，由機(jī)械手將移動端放置在暫置位或移動到其它地方。
[0026]上述操作過程為現(xiàn)有技術(shù)。
[0027]本發(fā)明在移動端防護(hù)套筒12側(cè)壁上設(shè)有防沉積物護(hù)罩22后，傳動軸上不容易混入海水中澡類等雜物，當(dāng)混入雜物可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)動傳動軸時(shí)卡死，同時(shí)下防沉積物護(hù)罩27底部設(shè)有多個(gè)連通孔30，以用來使移動端內(nèi)部與海水連通，防止因內(nèi)部空間封閉而形成液壓鎖阻礙移動端的移動。
[0028]本發(fā)明在移動端傳動螺母4和彈性夾頭13之間設(shè)有過載套筒，當(dāng)水下多功能快速接頭出現(xiàn)鎖緊機(jī)構(gòu)卡死等意外情況，通過ROV機(jī)械手操作扭矩工具不能使傳動軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，這時(shí)候可利用液壓驅(qū)動高扭矩輸出工具施加更大的扭矩旋轉(zhuǎn)傳動軸，從而強(qiáng)迫過載套筒23向固定端側(cè)運(yùn)動，這樣在過載套筒23和彈性夾頭13之間形成很大拉力，當(dāng)此拉力足以拉斷剪切銷24時(shí)，三個(gè)剪切銷24被拉斷，再通過機(jī)械手拉動移動端，此時(shí)彈性夾頭13向遠(yuǎn)離固定端方向運(yùn)動，彈性夾頭手指張開，使彈性夾頭13與彈性夾頭心軸9之間的鎖緊力消失，由于彈性夾頭法蘭的作用，彈性夾頭13不會從移動端中脫落，從而可以跟隨移動端一起被回收到海上進(jìn)行維修，在重新安裝上剪切銷24后，移動端又可再次重新使用。過載套筒23小直徑端的側(cè)壁徑向等距設(shè)有六個(gè)通孔25，但只等距選擇三個(gè)通孔安裝三個(gè)剪切銷24，另外三個(gè)通孔是用來做通道使用，在中心導(dǎo)向柱17插入中心導(dǎo)向套筒10的過程中，此區(qū)域中被擠壓出來的海水通過該通道，以及下防沉積物護(hù)罩27上的多個(gè)連通孔30與外界海水連通，可有效防止形成液壓鎖。
[0029]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，包括固定端和移動端；該固定端主要包括公接頭安裝板、彈性夾頭心軸、中心導(dǎo)向套筒、公接頭、外部導(dǎo)向套筒以及固定安裝板；該移動端主要包括ROV旋轉(zhuǎn)接口、傳動軸、限位軸承、傳動螺母、母接頭安裝板、墊圈、防護(hù)套筒、彈性夾頭、外部導(dǎo)向柱、母接頭、剪切銷以及中心導(dǎo)向柱；其特征在于，所述移動端的防護(hù)套筒側(cè)壁上設(shè)有防沉積物護(hù)罩，且移動端傳動螺母和彈性夾頭之間設(shè)有過載套筒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，其特征在于，所述防沉積物護(hù)罩包括上防沉積物護(hù)罩和下防沉積物護(hù)罩；該上防沉積物護(hù)罩和下防沉積物護(hù)罩為相同且對稱的具有開口槽的兩個(gè)長方形體，上防沉積物護(hù)罩和下防沉積物護(hù)罩的四個(gè)角端分別設(shè)有螺孔，供螺釘將上防沉積物護(hù)罩和下防沉積物護(hù)罩分別對稱固定在防護(hù)套筒的上下側(cè)壁面上；所述下防沉積物護(hù)罩底部設(shè)有貫通開口槽的連通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的水下快速連接數(shù)個(gè)接頭的裝置，其特征在于，所述過載套筒為外壁面為階梯形的中空筒體，該過載套筒的大直徑端面為法蘭端面，該法蘭端面等距設(shè)六個(gè)螺釘孔供螺釘穿過與傳動螺母螺接，過載套筒小直徑端的側(cè)壁徑向等距設(shè)有六個(gè)通孔，等距選擇其中三個(gè)通孔通過剪切銷與彈性夾頭連接。
【文檔編號】F16L37/08GK104315282SQ201410421455
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】李志剛, 蘇鋒, 胡小東, 劉立新, 侯莉, 張磊, 顧臨怡, 王鳳云, 劉華建, 彭朋 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 浙江大學(xué)