CN103498642A - 一种旋转型分体式隔水管张紧环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转型分体式隔水管张紧环，隔水管张紧环设为对称的两半结构，两段直立板分别位于外周立板的圆周两端弦切面，沿外周立板的圆周设有多个提环Ⅲ；外周立板与内周立板之间连有多组翼板；在内周立板内圆中套装有轴承底座，轴承底座与轴承压环之间安装有推力轴承；轴承压环的上表面压接有承压环和压紧环，承压环和轴承压环的内圆通孔中一起套装有外筒，外筒中套装有内筒，承压环与外筒之间设置有档环，档环与外筒之间螺纹套接，承压环外端面与法兰连接。本发明的装置采用旋转型分体式结构，与隔水管张紧器和伸缩装置连接配套使用，能够实现隔水管系统张紧，并承载隔水管系统重量。

Description

一种旋转型分体式隔水管张紧环

技术领域

本发明属于石油天然气设备技术领域，涉及一种旋转型分体式隔水管张紧环。

背景技术

在进行海洋石油天然气钻探时，需要一套液体输送管道，即海洋钻井隔水管系统，从浮式钻井平台延伸到水下的BOP，主要用来循环钻井液。在隔水管工作时，隔水管系统底部必须保持一定的拉力，用来确保隔水管的刚度，以避免由于隔水管系统底部受压，从而损坏底部隔水管总成及隔水管下部挠性接头，为此，就需要采用隔水管张紧器给隔水管系统提供顶部张紧力，而隔水管张紧环是将隔水管张紧器和隔水管伸缩装置连接起来的关键承载设备，其技术特性、结构形式及连接方式对隔水管系统的整体性能及安全可靠性均有重要影响。

现有隔水管系统的张紧环形式各不相同，主要分为整体式、分体式、纯机械连接式、液压驱动式等，均与各自的隔水管伸缩装置结构以及辅助管线排出终端结构的形式有关。

机械分体式又分为两种：一种是无轴承的机械滑动结构，该形式的缺点是摩擦力矩大，磨损快；另一种是有轴承的结构，其结构和伸缩装置设计为一体，连接关系复杂，安装繁琐。另外，现有类似功能的承载设备中，也有套管、油管、钻杆吊卡形式的结构，单就结构适应性、承载能力、安全可靠性、用途等方面与隔水管张紧环截然不同，不能方便快捷的进行连接和拆卸操作，操作人员的操作风险较大，工作效率和安全性不够理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转型分体式隔水管张紧环，解决了现有技术中的结构复杂，连接和拆卸操作繁琐，工作效率和安全性不够的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种旋转型分体式隔水管张紧环，隔水管张紧环设置为对称的两半结构，

每半结构包括在承压底板的上表面固定安装有外周立板、内周立板、两段直立板和多组翼板，其中的外周立板和两段直立板固定在承压底板外周沿，两段直立板分别位于外周立板的圆周两端弦切面，沿外周立板的圆周设置有多个提环Ⅲ；外周立板与内周立板之间连接有多组翼板；

在内周立板内圆中套装有轴承底座，轴承底座内套装有轴承压环，轴承底座与轴承压环之间安装有推力轴承；轴承压环的上表面压接有承压环和压紧环，压紧环的外沿凸台与轴承底座连接固定；承压环和轴承压环的内圆通孔中一起套装有外筒，外筒内圆中套装有内筒，并且承压环与外筒之间另外设置有档环，档环内圆与外筒外圆之间通过螺纹套接，承压环外端面与法兰连接固定。

本发明的旋转型分体式隔水管张紧环，其特点还在于：

在每段直立板的对接位置外侧均固定连接有一组耳板，每侧的两组耳板均通过一个连接轴固定连接；每组耳板上安装有一组提环Ⅱ，或根据需要在部分耳板上安装提环Ⅱ。

在承压底板上固定安装有支座板，支座板与活动锁紧板转轴端铰接，承压底板设置有锁紧孔，活动锁紧板的凸起上铰接有提环Ⅰ。

轴承压环内部设置有与推力轴承连通的注油通道，轴承压环与轴承底座的两个接触面分别设置有旋转密封Ⅰ和旋转密封Ⅱ。

翼板成对设置，或根据需要采用单板方式设置。

本发明的有益效果是，采用旋转型分体式结构，与隔水管张紧器和伸缩装置连接配套使用，能够实现隔水管系统张紧，并承载隔水管系统重量，具有以下特点：

1)张紧环为分体式结构，采用分体式结构实现与隔水管的安装和拆卸，拆卸后不需要从隔水管张紧器拆离，其分体式结构可以分别悬挂于隔水管张紧器上，最大的特点是安装比较方便。

2)张紧环与隔水管张紧器连接的承载翼板统一设置在承压底板上，与整体式的结构相比，优化了结构，结构更加紧凑、简单。

3)张紧环的分体式两半结构，在安装连接好后，设置有活动锁紧板，能够将张紧环的两半分体式结构二次锁紧，提高了安全可靠性。

4)张紧环为可旋转式结构，由于工作时允许旋转，且磨擦阻力小，因此承载能力强，适用范围广。通过旋转密封Ⅰ、旋转密封Ⅱ、轴承底座、推力轴承和轴承压环的组合设计，很好的解决了由于风、浪、海流引起的张紧环和隔水管之间相互转动所产生的磨损问题，极大的提高了使用寿命。

5)张紧环中的提环Ⅰ、提环Ⅱ、提环Ⅲ、耳板、连接轴，方便了分体式两半结构与隔水管伸缩装置的正确连接，连接快速，操作灵活方便，提高了张紧环的安装连接性能。

附图说明

图1是本发明旋转型分体式隔水管张紧环的结构示意图（主视图）；

图2是本发明旋转型分体式隔水管张紧环的俯视图；

图3是图1中的A-A剖面结构示意图；

图4是图1中的B向视图。

图5是图1中的C-C剖面结构示意图

图中，1.外周立板，2.承压底板，3.翼板，4.内周立板，5.轴承底座，6.压紧螺钉，7.压紧环，8.承压环，9.档环，10.注油通道，11.轴承压环，12.旋转密封Ⅰ，13.旋转密封Ⅱ，14.推力轴承，15.螺钉，16.支座板，17.提环Ⅰ，18.销轴，19.活动锁紧板，20.直立板，21.连接轴，22.耳板，23.提环Ⅱ，24.提环Ⅲ，25.双头螺柱，26.法兰，27.内筒，28.外筒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明旋转型分体式隔水管张紧环的结构是，隔水管张紧环设置为对称的两半结构，

参照图1和图2，每半结构包括在承压底板2的上表面固定安装（焊接）有外周立板1、内周立板4、两段直立板20和多组翼板3，其中的外周立板1和两段直立板20固定（焊接）在承压底板2外周沿，两段直立板20分别位于外周立板1的圆周两端弦切面，沿外周立板1的圆周设置有多个提环Ⅲ24；外周立板1与内周立板4之间连接（焊接）有多组翼板3，每组为并排的两块，图1实施例的翼板3设为三组，两半共计六组，一起沿圆周均匀排列，实现均衡受力；

参照图3，在内周立板4内圆中套装有（或焊接）轴承底座5，轴承底座5内套装有轴承压环11，轴承底座5与轴承压环11之间安装有推力轴承14，轴承压环11内部设置有与推力轴承14连通的注油通道10，轴承压环11与轴承底座5的两个接触面分别设置有旋转密封Ⅰ12和旋转密封Ⅱ13；轴承压环11的上表面压接有承压环8和压紧环7，并且压紧环7的上下端面分别与承压环8和轴承压环11接触，压紧环7的外沿凸台通过压紧螺钉6与轴承底座5连接固定；承压环8和轴承压环11的内圆通孔中一起套装有（伸缩装置的）外筒28，外筒28内圆中套装有内筒27，并且承压环8与外筒28之间另外设置有档环9，档环9内圆与外筒28外圆之间通过螺纹套接，承压环8外端面通过双头螺柱25与（伸缩装置的）法兰26连接固定；

参照图4，在每段直立板20的对接位置外侧均固定连接有一组耳板22，每侧的两组耳板22均通过一个连接轴21固定连接，实现张紧环两半结构的一次锁紧；每组耳板22上安装有一组提环Ⅱ23，或根据需要在部分耳板22上安装提环Ⅱ23；

参照图5，在承压底板2上固定安装（焊接）有支座板16，支座板16通过螺钉15与活动锁紧板19转轴端（上端）铰接，承压底板2设置有锁紧孔，活动锁紧板19的锁头端（下端）在锁紧位置时伸进该锁紧孔中，活动锁紧板19（中部外侧位置）的凸起上通过销轴18铰接有提环Ⅰ17。

向上提拉提环Ⅰ17带动活动锁紧板19，活动锁紧板19绕螺钉15旋转，使得活动锁紧板19的锁头端向外脱离承压底板2中的锁紧孔，即可实现张紧环两半结构二次锁紧的解锁；反之下放活动锁紧板19，活动锁紧板19的锁头端插入承压底板2中的锁紧孔，则可实现张紧环两半结构的二次锁紧。

张紧环的两半结构，可以由外周立板1，翼板3，内周立板4、直立板20、耳板22、支座板16与承压底板2依次焊接而成，也可以一体制作或以其他形式加工成两半式张紧环。

提环Ⅰ17、提环Ⅱ23、提环Ⅲ24可以按图示数量、方式分别焊接在支座板16、耳板22、外周立板1上，或根据需要的数量、方式加工。

翼板3成对设置，或根据需要采用单板方式设置，用于与张紧器相连。

轴承底座5通过压紧螺钉6与压紧环7固定连接，或用其他方式连接。

轴承压环11与轴承底座5之间设置两道密封槽，或设置四道密封槽；各个密封槽中安装旋转密封，或安装其他形式密封。

本发明的旋转型分体式隔水管张紧环，从功能上分为两部分，即主承载环体部分，推力轴承及其加油、旋转和密封部分。

主承载环体部分进行装配时，首先分别将外周立板1、翼板3、内周立板4、直立板20、耳板22与承压底板2焊接而成两半张紧环，然后将提环Ⅰ17铰接在活动锁紧板19上，提环Ⅱ23焊接在耳板22上，提环Ⅲ24焊接在外周立板1上。在张紧环进入工作位置后，首先通过连接轴21将两半张紧环对接连接在一起，然后通过螺钉15、支座板16、销轴18、活动锁紧板19构成的铰接锁紧机构将两半张紧环铰接锁紧，锁紧是通过活动锁紧板19的锁头端插入承压底板2中的锁紧孔来实现的，连接和铰接时，分别上提提环Ⅰ17、提环Ⅱ23及提环Ⅲ24，再对两半张紧环连接安装。其次下放隔水管管串，在轴承底座5与承压底板2接触后，隔水管管串的重量就通过与隔水管伸缩装置的外筒28以螺纹连接的档环9传递给承压环8，再通过承压环8分别传递给轴承压环11、推力轴承14，最终经轴承底座5、承压底板2、翼板3传递给隔水管张紧系统。然后隔水管张紧环及张紧系统就开始进入工作状态，在承受隔水管管串的重量的同时，可以绕隔水管管串摆动，极大的减小了张紧环对隔水管管串的摩擦扭矩。

张紧环在非工作状态时，拆掉连接轴21，张紧环分离为两半，分别悬挂于张紧器下方，不需要从张紧器上拆离，有利于下次安装。

推力轴承及其相关的加油、旋转和密封部分的作用是允许张紧环低摩擦旋转，主要包括轴承底座5、压紧螺钉6、压紧环7、承压环8、档环9、注油通道10、轴承压环11、旋转密封Ⅰ12、旋转密封Ⅱ13、推力轴承14组成。如图1所示，工作时，翼板3在和张紧器钩挂相连后，受力承重，就可提拉承压底板2，推动轴承底座5紧压推力轴承14，然后带动压紧环7绕轴承压环11相互转动，此时轴承压环11与承压环8、档环9及隔水管外筒28相对固定，并将隔水管管串重量经此路径传递给推力轴承14，最终经翼板3传递给与其相连的张紧器。推力轴承14工作时经注油通道10，向轴承底座5、轴承压环11之间注入润滑脂进行润滑，并通过旋转密封Ⅰ12、旋转密封Ⅱ13实现密封。

通过上述两个部分的相互配合工作，机械分体式隔水管张紧环就能够实现承载整个隔水管系统的重量，工作时绕隔水管旋转的两个作用。

Claims (5)

1.一种旋转型分体式隔水管张紧环，其特点在于：隔水管张紧环设置为对称的两半结构，

每半结构包括在承压底板（2）的上表面固定安装有外周立板（1）、内周立板（4）、两段直立板（20）和多组翼板（3），其中的外周立板（1）和两段直立板（20）固定在承压底板（2）外周沿，两段直立板（20）分别位于外周立板（1）的圆周两端弦切面，沿外周立板（1）的圆周设置有多个提环Ⅲ（24）；外周立板（1）与内周立板（4）之间连接有多组翼板（3）；

在内周立板（4）内圆中套装有轴承底座（5），轴承底座（5）内套装有轴承压环（11），轴承底座（5）与轴承压环（11）之间安装有推力轴承（14）；轴承压环（11）的上表面压接有承压环（8）和压紧环（7），压紧环（7）的外沿凸台与轴承底座（5）连接固定；承压环（8）和轴承压环（11）的内圆通孔中一起套装有外筒（28），外筒（28）内圆中套装有内筒（27），并且承压环（8）与外筒（28）之间另外设置有档环（9），档环（9）内圆与外筒（28）外圆之间通过螺纹套接，承压环（8）外端面与法兰（26）连接固定。

2.根据权利要求1所述的旋转型分体式隔水管张紧环，其特点在于：所述的在每段直立板（20）的对接位置外侧均固定连接有一组耳板（22），每侧的两组耳板（22）均通过一个连接轴（21）固定连接；每组耳板（22）上安装有一组提环Ⅱ（23），或根据需要在部分耳板（22）上安装提环Ⅱ（23）。

3.根据权利要求1所述的旋转型分体式隔水管张紧环，其特点在于：所述的在承压底板（2）上固定安装有支座板（16），支座板（16）与活动锁紧板（19）转轴端铰接，承压底板（2）设置有锁紧孔，活动锁紧板（19）的凸起上铰接有提环Ⅰ（17）。

4.根据权利要求1所述的旋转型分体式隔水管张紧环，其特点在于：所述的轴承压环（11）内部设置有与推力轴承（14）连通的注油通道（10），轴承压环（11）与轴承底座（5）的两个接触面分别设置有旋转密封Ⅰ（12）和旋转密封Ⅱ（13）。

5.根据权利要求1所述的旋转型分体式隔水管张紧环，其特点在于：所述的翼板（3）成对设置，或根据需要采用单板方式设置。

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