CN103302469B - 水下垂直连接器密封件更换工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下垂直连接器密封件更换工具。包括一环状壳体；所述环状壳体的上开口端上设有一个弹性环，弹性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个垂向插钉；所述垂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垂向插钉数量相等的横向插钉，横向插钉上设有凹槽，横向插钉靠近所述环状壳体的中心端的端部上设有提钩；横向插钉上设有横向弹簧；随着所述垂向插钉下移，当所述横向插钉上的凹槽与所述垂向插钉的短直径部分配合时，所述横向弹簧反弹产生回复力，所述横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。本发明结构紧凑精巧，纯机械配合，无液压结构，总体体积小，便于操作。

Description

水下垂直连接器密封件更换工具

技术领域

本发明涉及一种新型水下垂直连接器密封件更换工具，特别是关于一种用于海洋石油工程领域的水下垂直连接器密封件更换工具。

背景技术

目前，国内针对深水连接器密封件更换工具的研究基本处在刚刚起步的阶段，工程上应用的产品主要依赖于进口。对于国外，更换工具已经在实际工程中发展得很成熟。按更换所需使用更换工具的次数分可分为一次更换工具（即只需使用一次更换工具即可完成以新密封件更换旧密封件）和二次更换工具（需使用二次更换工具即可完成以新密封件更换旧密封件）。深水连接器是水下生产系统的重要组成部分。当连接器中的密封件失效时，为防止管道内部油气外泄，必须及时更换密封件。对于深水1500m的海底环境，如何在ROV的辅助操作下，快速的完成密封件的更换至关重要。因此，对于这种恶劣的深水环境，对连接器密封件更换工具的设计提出了轻巧化，快捷化，安全化，实用化，经济化的客观要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种水下垂直连接器密封件更换工具，所述更换工具能够满足深水恶劣环境下，实现一次更换深水连接器密封件，并同时满足轻巧，快捷，安全，实用，经济的客观要求。

本发明所提供的一种水下垂直连接器密封件更换工具，它包括一环状壳体；

所述环状壳体的上开口端上设有一个弹性环，所述弹性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个垂向插钉，且所述垂向插钉可上下移动；所述垂向插钉包括长直径部分和端直径部分；

所述环状壳体内的环壁内设有与所述垂向插钉数量相等的横向插钉，所述横向插钉上设有一凹槽，所述横向插钉的靠近所述环状壳体的中心端的端部上设有提钩；；所述横向插钉上设有横向弹簧，当所述横向插钉上的凹槽与所述垂向插钉的长直径部分配合时，所述横向弹簧被压缩；随着所述垂向插钉下移，当所述横向插钉上的凹槽与所述垂向插钉的端直径部分配合时，所述横向弹簧反弹产生回复力，所述横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，所述套环上设有手柄。

上述的更换工具中，所述环状壳体内设有4个所述垂向插钉和4个所述横向插钉；

所述垂向插钉与所述横向插钉之间均为均匀布置。

上述的更换工具中，所述提钩为楔形提钩。

上述的更换工具中，所述提钩通过固定螺母固定于所述横向插钉上。

本发明提供的更换工具采用纯机械结构，实现一次更换即可完成新密封件取代旧密封件，无需液压结构，功能可靠，经济安全，效率高。

本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：

1、本发明结构紧凑精巧，纯机械配合，无液压结构，总体体积小，便于操作。

2、可操作性强，无液压结构，一次性完成“以新代旧”，操作快捷。

3、无液压结构，只需机械臂辅助，定位简单，可操作性强。

4、更换工具零件简单，无复杂结构，工艺性要求较低，易加工，工艺性好。

5、加工工艺简单，结构轻巧，无液压结构，从而成本相对很低，经济性好。

6、由上述可知，结构轻巧，功能可靠，成本低，具有很高的性价比。

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工作时的立体图。

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上毂座、2斜插弹簧、3斜插钉、4弹性环、5环状壳体、6固定螺母、7套环、8下毂座、9新密封件、10楔形提钩、11手柄、12横向弹簧、13横向插钉、14垂向弹簧、15垂向插钉、16挡环、17C型环、18旧密封件。

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，本发明提供的水下垂直连接器密封件更换工具包括1个环状壳体5；该环状壳体5的上开口端上设有一个弹性环4，该弹性环4延伸至环状壳体5之外，所设置的弹性环4用于将旧密封件取下。该环状壳体5设于一个套环7上，且在套环7上设有一个手柄11，以便于使用该更换工具。在环状壳体5的环壁内4个垂向插钉15，且这些垂向插钉15均可上下移动，并沿环状壳体5的周向均匀设置；垂向插钉15包括长直径部分（图中未标）和短直径部分（图中未标）；在垂向插钉15上套设有垂向弹簧14。在环状壳体5内的环壁内设有4个横向插钉13，在横向插钉13上设有凹槽（图中未标），4个横向插钉13沿环状壳体5的周向均匀设置。在横向插钉13靠近环状壳体5的中心端的端部上通过固定螺母6固定楔形提钩10，用于固定新密封件9，如图1所示。在横向插钉13上设有横向弹簧12，如图3所示，当横向插钉13上的凹槽与垂向插钉15的长直径部分配合时，横向弹簧12被压缩；随着垂向插钉15下移，当横向插钉13上的凹槽与垂向插钉15的短直径部分配合时，则横向弹簧12反弹产生回复力，该横向插钉13在回复力的作用下向远离环状壳体5的中心的方向移动，则固定在楔形提钩10上的新密封件9会脱离更换工具。

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上移，此时斜插钉3将卡紧旧密封件18随连接器主体一起上移至一定高度，之后停止上移，由于挡环16和C型环17的作用，斜插钉3被固定在上毂座1而不会掉落。之后用机械手抓住手柄11将下端带有新密封件9的更换工具移至下毂座8上方，随后更换工具缓慢下放，至与下毂座上台阶面对位配合后，移开机械手。

安装工具带动连接器主体及旧密封件18整体下放。在下放过程中，斜插钉3（如图2）的下斜面将首先被弹性环4的上斜面支开，旧密封件18将落入弹性环4中，随后，旧密封件18继续被连接器主体下压，弹性圈4被迫向外张开一定角度，旧密封件18落入弹性环4，并被内突起卡住，从而实现旧密封件18的脱落。

在更换工具下放的同时，连接器的下止口面将下压垂向插钉15，垂向插钉15下移，致使与横向插钉13的配合由长直径部分变换短直径部分，如图3所示，于是横向插钉13在外侧受压的弹簧力的回复力的外移；外移的同时将带动内侧的楔形提钩10外移，使得楔形提钩10与新密封件9脱离，致使新密封件9落入下毂座8的内密封面，达到新密封件9更换的目的。此时安装工具带动连接器主体整体上移，由于旧密封件18已卡入弹性环4，与连接器主体脱离，将留在更换工具上。

机械手抓住手柄11，先上提更换工具至一定高度，由于新密封件9已落入下毂座8内密封面，将与更换工具脱离，留在下毂座上。之后，机械手带着更换工具撤离。安装工具进行连接器主体的安装，之后撤离，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)

1.一种水下垂直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；

所述环状壳体的上开口端上设有一个弹性环，所述弹性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个垂向插钉，且所述垂向插钉可上下移动；所述垂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垂向插钉数量相等的横向插钉，所述横向插钉上设有一凹槽，所述横向插钉靠近所述环状壳体的中心端的端部上设有提钩；所述横向插钉上设有横向弹簧，当所述横向插钉上的凹槽与所述垂向插钉的长直径部分配合时，所述横向弹簧被压缩；随着所述垂向插钉下移，当所述横向插钉上的凹槽与所述垂向插钉的短直径部分配合时，所述横向弹簧反弹产生回复力，所述横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，所述套环上设有手柄。

2.根据权利要求1所述的更换工具，其特征在于：所述环状壳体内设有4个所述垂向插钉和4个所述横向插钉；

所述垂向插钉与所述横向插钉之间均为均匀布置。

3.根据权利要求1或2所述的更换工具，其特征在于：所述提钩为楔形提钩。

4.根据权利要求1或2所述的更换工具，其特征在于：所述提钩通过固定螺母固定于所述横向插钉上。