[發(fā)明專利]一種液壓驅(qū)動卡爪式水下連接器

在審

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• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106837235A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 管鋒;萬鋒;劉少胡;陽婷;吳霽薇
• 申請（專利權(quán)）人: 長江大學(xué)
• 主分類號: E21B33/038
• 分類號: E21B33/038
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務(wù)所(普通合伙)42216
• 代理人: 李杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液壓驅(qū)動卡爪式水下連接器，具體涉及一種水下連接器。

背景技術(shù)

水下連接器是水下生產(chǎn)設(shè)施之間重要的連接設(shè)備，主要用于跨接管與水下管匯、水下采油樹，水下采油樹與水下井口之間，以及海洋隔水管與水下防噴器之間的連接等。在高投資、高風(fēng)險的深水油氣開發(fā)中，水下連接器對保證深水油氣安全生產(chǎn)具有重要意義。

目前，應(yīng)用較為廣泛的水下連接器有卡爪式連接器和液壓鎖塊式連接器。

卡爪式連接器是將需要連接的跨接管端部（上轂座）和采油樹或管匯的接口（下轂座）的凸緣用10至20個相同的卡爪扣在一起，采用液壓動力驅(qū)動驅(qū)動套筒（驅(qū)動環(huán)）沿卡爪外側(cè)下滑，將圍成一個圓周的所有卡爪箍緊，實現(xiàn)鎖緊。該連接器優(yōu)點是無螺紋連接，可靠性高。不足之處在于，需要較為復(fù)雜的安裝工具。

液壓鎖塊式連接器多為Vetco Gray公司的H4連接器和Dril-Quip公司的DX型液壓連接器。

H4鎖塊式連接器采用多組液壓缸組合驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)解鎖或鎖緊，下部設(shè)計有導(dǎo)向機構(gòu)能夠保證與下部連接設(shè)備自動對中。在實施設(shè)備之間連接時，活塞帶動驅(qū)動環(huán)通過液壓油向下移動，驅(qū)動環(huán)擠壓鎖緊擋塊使其與被連接件的齒槽嚙合，來實現(xiàn)設(shè)備接口之間的連接功能。相反，當(dāng)需要實施正常脫開或緊急脫開時，液壓油通過遠程控制驅(qū)動液壓缸內(nèi)的活塞向上運動，使驅(qū)動環(huán)脫離鎖塊嚙合面，完成解鎖并保證與連接件脫開。

DX 型液壓連接器工作中包括鎖緊過程、解鎖過程及二次解鎖過程。該連接器鎖塊上設(shè)計有斜槽，當(dāng)液壓驅(qū)使驅(qū)動環(huán)運動時，驅(qū)動環(huán)通過可以在斜槽上滑動的連接裝置帶動鎖塊嚙合或者脫離。二次解鎖功能是冗余設(shè)計，確保在緊急情況下或者一次解鎖失敗的情況下二次輔助應(yīng)急解鎖活塞推動解鎖活塞向上運動，迫使鎖塊從下部連接件處脫開，完成上下連接設(shè)備之間的分離。

H4和DX連接器共同特征均是通過液壓油驅(qū)動活塞上、下運動，使鎖塊與被連接設(shè)備嚙合或分離來實現(xiàn)設(shè)備的鎖緊或解鎖，而且這2種連接器均具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載力強、性能可靠等。不足之處在于，H4連接器由于采取多缸驅(qū)動，存在多液缸協(xié)調(diào)工作同步性差的問題；DX連接器整體液缸比較笨重，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

長期以來，由于水下連接器的研發(fā)和制造技術(shù)為國外石油裝備公司所壟斷，我國海洋油氣開發(fā)建設(shè)只能依靠設(shè)備進口，國內(nèi)對水下連接器技術(shù)的研究尚不成熟。因此，自主研發(fā)深水水下連接器以加快我國深水油氣開發(fā)提供技術(shù)與裝備支持是我們亟待解決的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種結(jié)構(gòu)簡單，實用性好，可實現(xiàn)水下井口和水下采油樹以及海洋隔水管與水下防噴器等設(shè)備之間連接的液壓驅(qū)動卡爪式水下連接器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種液壓驅(qū)動卡爪式水下連接器，包括上連接體、卡爪、驅(qū)動環(huán)和殼體，其特征在于：上連接體上套裝有殼體，殼體內(nèi)活動安裝有驅(qū)動環(huán)，驅(qū)動環(huán)與上連接體之間間隔狀設(shè)置有多個卡爪，與卡爪對應(yīng)的上連接體上設(shè)置有凸緣，卡爪的一側(cè)與凸緣活動卡接；卡爪的另一側(cè)與驅(qū)動環(huán)滑動連接。

所述的殼體呈圓筒狀，殼體的下端口上通過螺栓固裝有環(huán)狀的下端蓋；殼體的上端口上通過螺栓固裝有環(huán)狀的上端蓋，上端蓋與上連接體之間螺紋連接。

所述的驅(qū)動環(huán)的圓周上設(shè)置有環(huán)形槽，與環(huán)形槽對應(yīng)的殼體內(nèi)壁上設(shè)置有凸臺，凸臺的端面與環(huán)形槽密封貼合連接，由此將環(huán)形槽分割成上密封環(huán)槽和下密封環(huán)槽。

所述的殼體上設(shè)置有注油孔A和注油孔B，注油孔A與上密封環(huán)槽連通，注油孔B與下密封環(huán)槽連通。

所述的卡爪呈Z字形，卡爪的下端設(shè)置有卡齒，卡齒上方設(shè)置有與凸緣對應(yīng)的卡臺，卡臺一側(cè)的卡爪體為斜面。

所述的卡爪頂部呈斜形，驅(qū)動環(huán)的內(nèi)圈頂部為與卡爪頂部斜形對應(yīng)的坡面。

所述的上連接體通孔下端設(shè)置有密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)置有密封墊。

本發(fā)明的有益效果在于：

該液壓驅(qū)動卡爪式水下連接器結(jié)構(gòu)簡單緊湊，實用性好，工作時連接過程方便，通過ROV注入液壓油，驅(qū)動環(huán)上、下運動，可驅(qū)使卡爪閉合或張開，實現(xiàn)對水下井口和水下采油樹的鎖緊和解鎖。與機械套筒式水下連接器相比，不需要另外專門的安裝工具。液壓驅(qū)動卡爪式水下連接器采用卡爪鎖緊，能提供軸向和徑向作用力，使連接器抗彎能力得到提升，且鎖緊后，卡爪能夠形成自鎖，保證了鎖緊的可靠性。特別適用于水下井口與水下采油樹之間的連接，亦可用于海洋立管與水下防噴器之間的快速有效連接。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的解鎖狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的鎖緊狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；