CN103291231B - 水下水平连接器密封件更换工具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下水平连接器密封件更换工具。包括一环状壳体；所述环状壳体的一开口端上设有弹性圆环；环状壳体的环壁内至少3个横向插钉，且横向插钉可左右移动；横向插钉包括长直径部分和短直径部分；环状壳体内的环壁内设有与所述横向插钉数量相等的径向插钉，径向插钉上设有一凹槽，径向插钉靠近环状壳体的中心端的端部上设有固定栓；径向插钉上设有径向弹簧；随着横向插钉左移，当径向插钉上的凹槽与横向插钉的短直径部分配合时，径向弹簧反弹产生回复力，所述径向插钉在回复力的作用下向远离环状壳体的中心的方向移动。本发明具有独特的密封件更换方案设计：先将更换工具下放和粗定位，再由连接器安装工具驱动进行水平方向移动完成精确定位和密封件的更换。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封件更换工具，具体涉及一种水下水平连接器密封件更换工具。属于海洋石油工程领域。
背景技术
目前深水气田的开发是投资高、风险大并且高新技术密集的能源工业新领域。套筒式连接器是一种应用广泛的水下管汇连接器，对其中的密封件进行更换是在ROV的辅助操作下完成的，克服了深水高压和无潜更换的技术难点。是套筒式连接器的重要附属装备之一。现有的垂直套筒式连接器更换工具难以实现与水平连接器的对中及在水平方向的移动，所以水平套筒式连接器更换工具具有新型的结构和操作形式。
发明内容
本发明的目的是提供一种水下水平连接器密封件更换工具，所述更换工具操作简单，能够迅速将连接器中损坏的密封件换下并换上新密封件。
本发明所提供的一种水下水平连接器密封件更换工具，它包括一环状壳体；
所述环状壳体的一开口端上设有一个弹性圆环，所述弹性圆环延伸至所述环状壳体之外；
所述环状壳体的环壁内至少3个横向插钉，且所述横向插钉可左右移动；所述横向插钉包括长直径部分和短直径部分；
所述环状壳体内的环壁内设有与所述横向插钉数量相等的径向插钉，所述径向插钉上设有一凹槽，所述径向插钉靠近所述环状壳体的中心端的端部上设有固定栓；所述径向插钉上设有径向弹簧，当所述径向插钉上的凹槽与所述横向插钉的长直径部分配合时，所述径向弹簧被压缩；随着所述横向插钉左移，当所述径向插钉上的凹槽与所述横向插钉的短直径部分配合时，所述径向弹簧反弹产生回复力，所述径向插钉在所述回复力的作用下向远离所述环状壳体的中心的方向移动；
所述环状壳体设于一套环上。
上述的更换工具中，所述更换工具还包括下放机构；
所述下放机构包括相互连接的垂直架和水平架；所述水平架的两端均设有滑块，所述滑块可沿横杆滑动，所述横杆上套设有横杆弹簧；所述垂直架与所述套环相连接；
所述滑块上沿其长度方向上固定有顶杆，所述顶杆上套设有顶杆弹簧。
上述的更换工具中，所述垂直架与所述水平架之间通过连接块进行连接。
上述的更换工具中，所述环状壳体内设有4个所述横向插钉和4个所述径向插钉；
所述横向插钉与所述径向插钉之间均为均匀布置。
上述的更换工具中，所述固定栓通过固定螺母固定于所述径向插钉上。
本发明提供的更换工具在下放和更换过程要在ROV和连接器安装工具的辅助操作下完成，没有液压结构，更换时只使用一次更换工具就能完成新旧密封件的更换，完成密封件的更换后，再回收更换工具。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明具有独特的密封件更换方案设计：先将更换工具下放和粗定位，再由连接器安装工具驱动进行水平方向移动完成精确定位和密封件的更换，这样分步骤实施有助于降低操作失误所带来的损失。
2、本发明可以一次性完成新、旧密封件的更换。通过相互垂直配合的插钉控制对新密封件的夹紧和松开，此结构可以通过简单的机械传动松开固定栓，弹性圆环结构卡紧旧密封件，并留在弹性圆环中。
3、本发明可以跟连接器公、母毂座顺序配合和自动分离。下放机具上的弹簧设计，可以使更换工具先和连接器公毂座配合，再和连接器母毂座配合，密封件更换完毕后，能够自动与毂座分离。
附图说明
图1是本发明提供的更换工具连接后沿中心线的剖面图。
图2是本发明提供的更换工具的立体图。
图3是本发明提供的更换工具的内部结构图（除去环状壳体）。
图中各标记如下：
1垂直架、2滑块、3顶杆弹簧、4顶杆、5环状壳体、6斜插钉弹簧、7母毂座、8旧密封件、9斜插钉、10导向块、11弹性圆环、12横向插钉、13横向弹簧、14径向弹簧、15径向插钉、16套环、17公毂座、18固定螺母、19新密封件、20固定栓、21横杆弹簧、22横杆、23横杆固定螺母、24连接块、25水平架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1-图3所示，本发明提供的水下水平连接器密封件更换工具包括一个环状壳体5；该环状壳体5的一个开口端上设有一个弹性圆环11，该弹性圆环11延伸至环状壳体5之外，所设置的弹性圆环11用于将旧密封件取下。该环状壳体5设于一套环16上。在环状壳体5的环壁内4个横向插钉12，4个横向插钉12沿环状壳体5的周向均匀设置，且可左右移动，该横向插钉12包括长直径部分（图中未标）和短直径部分（图中未标），在横向插钉12上套设有横向弹簧13。在环状壳体5内的环壁内设有4个径向插钉15，该径向插钉15上设有一凹槽（图中未标），其中径向插钉15靠近环状壳体5的中心端的端部上通过固定螺母18固定有固定栓20，用于固定新密封件19；在径向插钉15上设有径向弹簧14，当径向插钉15上的凹槽与横向插钉12的长直径部分配合时，该径向弹簧14被压缩；随着横向插钉左移12，当径向插钉15上的凹槽与横向插钉12的短直径部分配合时，该径向弹簧14会反弹产生回复力，则径向插钉15在该回复力的作用下向远离环状壳体5的中心的方向移动，则用固定栓20固定的新密封件19脱离该更换工具。
如图1和图2所示，本发明提供的更换工具还包括下放机构；该下放机构包括相互连接的垂直架1和水平架25，且；两者通过连接块24进行连接。其中在水平架25的两端均设有滑块2，该滑块2可沿横杆22滑动，且在该横杆22上套设有横杆弹簧21；其中垂直架1与套环16相连接。在该滑块2上沿其长度方向上固定有顶杆4，在该顶杆4上套设有顶杆弹簧3。
本发明提供的更换工具进行密封件的更换时，应保证各部分的配合无干涉。此时各部分结构的状态如图1所示。
为了使更换过程清晰易懂，下面的介绍步骤省略卡爪，驱动锁环和安装工具的动作步骤，只针对连接器和毂座加以详细说明。具体的更换过程如下：
当服役的连接器需要更换密封件时，首先由安装工具解锁，之后将连接器主体整体右移，此时斜插钉9将卡紧旧密封件8随连接器主体一起右移至一定距离，之后停止右移，在此过程中，斜插钉9以及它配套的导向块10保证斜插钉9一直在母鼓座7上不掉下来，并且限制斜插钉9只在轴线方向移动。之后用机械手抓住垂直架1顶部手柄将携带有新密封件19的更换工具总成移至公毂座17和母毂座7之间，并保持一定距离。移开机械手。
随后连接器安装工具驱动母毂座缓慢左移，之后安装工具驱动板与顶杆4接触，并驱动更换工具总成左移，至更换工具与公毂座17右台阶面对位配合。此时，顶杆弹簧3发生略微变形，横杆弹簧21发生明显变形。安装工具带动连接器主体和旧密封件8继续左移，至母毂座7左台阶面与更换工具配合。此时，顶杆弹簧3发生明显变形，横杆弹簧21由于更换工具总成不在移动而不再发生变形。在左移过程中，斜插钉9的左斜面将首先被弹性圆环11的右斜面支开，旧密封件8将落入弹性圆环11中，随后，旧密封件8继续被连接器主体挤压，弹性圆环11被迫向外张开一定角度，旧密封件8落入弹性圆环11，并被内突起卡住，从而实现旧密封件8的脱落。
在更换工具总成左移的同时，连接器主体的左止口面将按压横向插钉12，使之与径向插钉15的配合由粗直径变为细直径，径向插钉15在外侧受压的弹簧力的作用下外移，如图3。插钉15外移的同时将带动内侧的固定栓20外移，使得固定栓20与新密封件19脱离，致使新密封件19落入公毂座17内，并被公毂座17上圆周阵列的4个挡块所固定，使新密封件不会下落。此时安装工具带动连接器主体整体右移，下放系统上，顶杆弹簧3的变形开始明显恢复，横杆弹簧21的变形只略微恢复，使更换工具总成先与母毂座分离。连接器主体中斜插钉弹簧6的变形开始恢复，斜插钉9复位。连接器主体继续右移，横杆弹簧21的变形也明显恢复，使更换工具总成与公毂座也分离。由于旧密封件8已卡入弹性圆环11，与连接器主体脱离，将留在更换工具上，新密封件19与更换工具脱离，将留在公毂座中。
机械手抓住垂直架1顶部手柄，带着更换工具总成撤离。安装工具进行连接器主体的安装，公、母毂座结合，新密封件19将被连接器主体中的斜插钉9卡住。之后安装工具撤离，更换完毕。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (4)
1.一种水下水平连接器密封件更换工具，其特征在于：
所述更换工具包括一环状壳体；
所述环状壳体的一开口端上设有一个弹性圆环，所述弹性圆环延伸至所述环状壳体之外；
所述环状壳体的环壁内至少3个横向插钉，且所述横向插钉可左右移动；所述横向插钉包括长直径部分和短直径部分；
所述环状壳体内的环壁内设有与所述横向插钉数量相等的径向插钉，所述径向插钉上设有一凹槽，所述径向插钉靠近所述环状壳体的中心端的端部上设有固定栓；所述径向插钉上设有径向弹簧，当所述径向插钉上的凹槽与所述横向插钉的长直径部分配合时，所述径向弹簧被压缩；随着所述横向插钉左移，当所述径向插钉上的凹槽与所述横向插钉的短直径部分配合时，所述径向弹簧反弹产生回复力，所述径向插钉在所述回复力的作用下向远离所述环状壳体的中心的方向移动；
所述环状壳体设于一套环上；
所述固定栓通过固定螺母固定于所述径向插钉上。
2.根据权利要求1所述的更换工具，其特征在于：所述更换工具还包括下放机构；
所述下放机构包括相互连接的垂直架和水平架；所述水平架的两端均设有滑块，所述滑块可沿横杆滑动，所述横杆上套设有横杆弹簧；所述垂直架与所述套环相连接；
所述滑块上沿其长度方向上固定有顶杆，所述顶杆上套设有顶杆弹簧。
3.根据权利要求2所述的更换工具，其特征在于：所述垂直架与所述水平架之间通过连接块进行连接。
4.根据权利要求2所述的更换工具，其特征在于：所述环状壳体内设有4个所述横向插钉和4个所述径向插钉；
所述横向插钉与所述径向插钉之间均为均匀布置。
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