[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于深海設(shè)備安裝的導(dǎo)向柱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010793522.7
• 申請(qǐng)日: 2020-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111922660B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 運(yùn)飛宏;孫海亭;王立權(quán);劉偉豐;王剛;王武超;李晉哲;龐楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): B23P19/00
• 分類號(hào): B23P19/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供一種應(yīng)用于深海設(shè)備安裝的導(dǎo)向柱，包括鎖緊機(jī)構(gòu)、固定機(jī)構(gòu)和連接機(jī)構(gòu)，鎖緊機(jī)構(gòu)和固定機(jī)構(gòu)通過(guò)連接機(jī)構(gòu)連接；通過(guò)旋動(dòng)解鎖套可將導(dǎo)向柱固定或解鎖；頂錐頭和外筒底座的外壁面各安裝二個(gè)對(duì)稱的吊環(huán)螺母用于吊裝；頂錐頭軸向凹槽內(nèi)裝有二個(gè)彈簧插銷，可以減少頂錐頭與解鎖套的摩擦力；連接機(jī)構(gòu)的內(nèi)軸上套有內(nèi)軸支撐塊，可以減輕連接機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中內(nèi)軸過(guò)長(zhǎng)產(chǎn)生的變形，保證了工程的質(zhì)量，提高了工程的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)向柱，尤其涉及一種應(yīng)用于深海設(shè)備安裝的導(dǎo)向柱。

背景技術(shù)

石油作為一種不可再生資源，隨著不斷地消耗，陸地上有限的石油資源已不能滿足人類日益增長(zhǎng)的需求。因此海洋油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為世界各工業(yè)國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)和焦點(diǎn)。我國(guó)海洋油氣開(kāi)發(fā)能力經(jīng)過(guò)幾十年的努力雖然有了質(zhì)的飛躍，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，海洋油氣的勘查與開(kāi)采能力相對(duì)不足。目前，我國(guó)近海原油探明率不足20％，天然氣探明率不足10％，且70％的油氣儲(chǔ)量位于深水海域。渤海、東海、南海北部三大石油勘探區(qū)，石油資源勘探正式進(jìn)入起步期，海洋油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)主要采用水下生產(chǎn)系統(tǒng)，水下生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括：海底油井、采油樹(shù)、連接器、跨接管、管匯和立管等部分。但是由于海底工作環(huán)境的特殊性，例如洋流、海底的可見(jiàn)度等等，給生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備的安裝帶來(lái)了很多問(wèn)題。于是人類針對(duì)海底設(shè)備的安裝方面做出了很多的思考，例如在生產(chǎn)設(shè)備上設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、水下機(jī)器人輔助安裝等等，但單一的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不足以將生產(chǎn)設(shè)備正確安裝，必須設(shè)置多個(gè)導(dǎo)向，且設(shè)計(jì)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)會(huì)影響后續(xù)工作的進(jìn)行，等等原因給生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝帶來(lái)了極大的難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種適用于深海設(shè)備安裝的導(dǎo)向柱，該導(dǎo)向柱在水下可由遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人安裝和拆卸，操作簡(jiǎn)單，不影響后續(xù)工作的進(jìn)行，有效的提高了工作的效率；該導(dǎo)向柱能實(shí)現(xiàn)自鎖，減輕了水下安裝的負(fù)擔(dān)，提高了工程的可靠性。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括鎖緊機(jī)構(gòu)、固定機(jī)構(gòu)、用于連接鎖緊機(jī)構(gòu)和固定機(jī)構(gòu)的連接機(jī)構(gòu)，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括頂錐頭、設(shè)置在頂錐頭外的解鎖套、設(shè)置在頂錐頭與解鎖套之間的球?qū)颍驅(qū)蛏系乳g距設(shè)置有通孔，每個(gè)通孔中設(shè)置有鋼球，鋼球與頂錐頭外表面接觸配合；所述連接機(jī)構(gòu)包括與頂錐頭端部連接的連接軸、與連接軸連接的內(nèi)軸、與球?qū)蜻B接的外筒、與內(nèi)軸端部連接的解鎖頭、套在解鎖頭上的解鎖頭限位板；所述固定機(jī)構(gòu)包括與外筒連接的外筒底座、設(shè)置在外筒底座下端內(nèi)的固定底座、與外筒底座上端連接的鎖槽，鎖槽壁面對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)矩形孔，矩形孔中安放鎖塊并通過(guò)銷連接鎖塊構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)銷釘，矩形孔的側(cè)壁孔中插入有鋼筋并與鎖槽連接，解鎖頭橫截面頭部呈楔形，當(dāng)連接機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)解鎖頭對(duì)鎖塊頭部作用使其回轉(zhuǎn)，解除固定機(jī)構(gòu)的自鎖；連接機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)逐漸解除對(duì)鎖塊頭部作用力，使鎖塊尾部卡入安裝底座。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.解鎖套的軸向截面內(nèi)圈設(shè)置有呈60°分布的6個(gè)圓弧60°環(huán)狀槽，通孔和鋼球有6個(gè)，頂錐頭外壁面有一圈環(huán)槽，鋼球置于頂錐頭環(huán)槽、球?qū)蛲缀?0度環(huán)狀槽構(gòu)成的空間中，導(dǎo)向柱鎖定時(shí)鋼球位于頂錐頭的環(huán)槽與球?qū)虻耐變?nèi)，解鎖時(shí)鋼球位于解鎖套的圓弧與球?qū)虻耐變?nèi)。

2.球?qū)虻妮S向有二個(gè)對(duì)稱的60°環(huán)狀槽，環(huán)狀槽內(nèi)插入二個(gè)銷實(shí)現(xiàn)球?qū)蚺c解鎖套的連接；解鎖套的壁面一個(gè)限位孔，孔內(nèi)插入和頂錐頭連接的定位銷。

3.在頂錐頭與解鎖套的接觸面設(shè)置有兩個(gè)小孔，小孔中安裝有彈簧插銷。

4.內(nèi)軸上設(shè)置有內(nèi)軸支撐塊。

5.頂錐頭和外筒底座的外側(cè)分別設(shè)置有吊環(huán)螺母。

6.導(dǎo)向柱固定時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)解鎖套，將鋼球從解鎖套的60°環(huán)狀槽中頂入頂錐頭的環(huán)槽中，此時(shí)，連接機(jī)構(gòu)不能軸向竄動(dòng)；導(dǎo)向柱解鎖時(shí)，ROV首先將解鎖套旋轉(zhuǎn)至解鎖標(biāo)記位置，然后拔出解鎖套固定銷，利用機(jī)械手作用于頂錐頭帶動(dòng)連接銷、內(nèi)軸等部件軸向竄動(dòng)，頂錐頭將鋼球頂回解鎖套的60°環(huán)狀槽中，內(nèi)軸帶動(dòng)解鎖頭作用鎖塊頭部使其回轉(zhuǎn)，從而解除固定機(jī)構(gòu)的自鎖。