[發明專利]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

有效

• 申請號: 201410161376.0
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103967454A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 張浩楠;張鵬舉;施佳;李博;涂再君
• 申請（專利權）人: 美鉆能源科技（上海）有限公司
• 主分類號: E21B43/013
• 分類號: E21B43/013
• 代理公司: 北京匯智英財專利代理事務所(普通合伙) 11301
• 代理人: 張俊閣

技術領域

本發明涉及石油鉆采行業中，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

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，現有技術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，不易準確下放到正確的對接位置，使對接精度不高，易發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。

同時，現有技術中通常采用的對接方式為法蘭與法蘭對接，且一般對接任務由水下機械手潛入水底操作完成，在對接操作過程中，現有技術是使法蘭對接后，再用機械手擰緊螺栓的方式實現對接后的鎖緊操作，由于受海水作業深度的影響，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，但其工作過程復雜，而且大大增加了鎖緊的作業時間和成本。

鑒于上述原因，有必要對現有技術做出改進。

發明內容

鑒于此，本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，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，能夠準確快速地下放到準確位置，減少對接管接頭發生傾斜、移位，碰撞等狀況的發生，避免因受到外界環境因素、船體晃動等的不利因素影響，縮短對接時間。

本發明所要解決的另一個技術問題是，在管接頭下放到準確位置之后，而與連接本體對接過程中，本發明采用非機械式的管道推進方式，避免受人為或外界環境因素影響，造成管接頭與連接本體之間因對位和鎖緊過程而發生碰撞，減少密封鋼圈出現磕碰現象，保證管道對接的密封性能、提升管道對接的有效性。

本發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、一個推進機構和一個支架機構；該推進機構用于將一個管接頭向該鎖緊機構推進；其中：

該鎖緊機構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，該鎖緊裝置設于該連接本體外側，該鎖緊裝置受液壓控制，能夠將與該連接本體形成對接的管接頭鎖緊或松開；

該推進機構包括：一個管接頭和一個管接頭外筒體，該管接頭外筒體套設于該管接頭外部，在該管接頭外壁與該外筒體內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；當向其中一個密封腔內加液壓時，能推動該管接頭相對該管接頭外筒體向該鎖緊機構一側移動，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一側移動，使該管接頭的對接端遠離該連接本體；

該支架機構包括：一個支架和一個卡托座，該支架與該鎖緊機構相對位置固定，該卡托座設于該支架上，當該推進機構被下放降落時，該推進機構能夠對位并結合于該卡托座上，使該推進機構連同其上的管接頭被下放至準確的對接位置。

本發明的一個實施例中，該卡托座設有呈圓錐形的容腔，且容腔頂面具有開口，該容腔的直徑自上而下為漸小；該推進機構還包括一個導向圓錐體，該導向圓錐體的頂部與該管接頭外筒體固定結合，該導向圓錐體能與該卡托座的容腔相匹配結合。

本發明的一個實施例中，該導向圓錐體包括一個結合部和一個導向部，該結合部位于該導向部上方，用于結合該管接頭外筒體，該導向部是由該結合部向下延伸出的圓錐體，該圓錐體結合于該卡托座。

本發明的一個實施例中，該結合部的底面周緣設有與該卡托座的開口周緣相結合的卡合槽，使該導向圓錐體與卡托座能精確對位并結合。

本發明的一個實施例中，該管接頭外壁凸設形成環形肋，該管接頭外筒體的兩端分別與該管接頭的外壁形成密封，借助該外凸的環形肋，使該管接頭外筒體的兩端及該外凸的環形肋之間形成所述密封腔。

本發明的一個實施例中，該管接頭外筒體朝向該鎖緊機構的一端為首端，該首端通過一個環體與該管接頭外壁密封，該環體與該管接頭外筒體為一體結構；該管接頭外筒體遠離該鎖緊機構的一端為尾端，該尾端內側裝配一個螺紋密封環，借助該螺紋密封環與該管接頭外壁密封。

本發明的一個實施例中，該管接頭外凸的環形肋與該管接頭外筒體內壁之間裝有O型密封圈，且該管接頭朝向該鎖緊機構的端部凹設有供該鎖緊機構的鎖緊裝置卡緊結合的環槽。