CN104832122B - 一种水下泥层可回收多级伸缩固定腿 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其包括：设有多个竖直方向的导向立柱的导向架，多个伸缩腿，每个伸缩腿对应地固定安装于导向架的导向立柱的侧部，伸缩腿斜向下延伸，伸缩腿包括外筒、中筒和内筒，中筒和内筒可相对外筒作轴向移动，中筒上设有多条导向槽，内筒底部安置收缩绳，提拉收缩绳，将内筒和中筒依次收回至外筒内叠放；内筒底部设有固定销；多个支撑组件，支撑组件包括两个支撑筒和一端固定在两个支撑筒之间的连接支撑筒，支撑筒固定在导向立柱和外筒之间，连接支撑筒的另一端固定在外筒上；挡销，挡销位于外筒的底部的一对销孔内，挡销卡住固定销，阻挡叠放在伸缩腿的中筒和内筒的自动伸长。
Description
技术领域
本发明涉及水下石油开采设备，具体地说，涉及一种水下泥层可回收多级伸缩固定腿。
背景技术
目前，水下采油树导向支架是水下采油树的重要设备之一，其结构主要由四根竖直的导向立柱和连接四个导向立柱的导向架连接构成，其作用是支撑采油树结构，和为采油树的水下安装提供导向。
水下采油树的质量和体积庞大，易受到海底的洋流作用力、石油开采的频率振动、水下渔网拖挂，甚至海底地震的作用。目前，传统水下采油树导向支架结构在运用到水下采油树的油气生产过程中，水下采油树结构的稳定性较差，采油树结构承受海底暗流或抵抗海水阻力能力较弱，水下抗震动性能较差，并易导致水下采油树连接部分的密封性能失效，甚至漏油，并影响水下采油树的使用寿命。
因此，需要一种新型的水下导向定位装置，在满足水下采油树安装导向的基础上，能够克服上述缺点，保证水下采油树结构的稳定性和使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水下泥层可回收多级伸缩固定腿，可实现多级伸缩，可以增强水下采油树的稳定性，提高抗干扰能力，安装拆卸和更换方便，操作步骤简单。
为实现上述目的，本发明提供一种水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其包括：设有多个竖直方向的导向立柱的导向架，多个伸缩腿，每个所述伸缩腿对应地固定安装于所述导向架的导向立柱的侧部，所述伸缩腿斜向下延伸，所述伸缩腿包括外筒、中筒和内筒，所述中筒和内筒可相对所述外筒作轴向移动，所述中筒上设有多条导向槽，所述内筒底部安置收缩绳，提拉所述收缩绳，将所述内筒和中筒依次收回至所述外筒内叠放；所述内筒底部设有固定销；多个支撑组件，所述支撑组件包括两个支撑筒和一端固定在两个所述支撑筒之间的连接支撑筒，所述支撑筒固定在所述导向立柱和所述外筒之间，所述连接支撑筒的另一端固定在所述外筒上；挡销，所述挡销位于所述外筒的底部的一对销孔内，所述挡销卡住所述固定销，阻挡叠放在所述伸缩腿的所述中筒和内筒的自动伸长。
优选地，水下泥层可回收多级伸缩固定腿还包括限定连接件，所述限位连接件可旋转固定在所述外筒上，所述限定连接件用于可拆卸地连接所述伸缩腿的所述外筒和中筒。
优选地，所述限位连接件包括操作杆、S型构件和两个限位螺栓，所述操作杆固定在所述S型构件上，两个所述限位螺栓对称设置在S型构件内，所述限位螺栓在所述中筒的一条导向槽内产生相对位移。
优选地，所述内筒上设有限位螺栓，所述限位螺栓在所述中筒的另一条导向槽产生相对位移，所述限位螺栓限定所述中筒与所述内筒的相对位置。
优选地，所述伸缩腿与所述导向立柱之间的夹角的范围是50°～60°。
优选地，所述挡销和所述限定连接件的开启和关闭由水下机器人操作。
另外，优选地，所述外筒和内筒之间可以设有多级中筒。
从上述的描述和实践可知，本发明提供的水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其一，设有伸缩腿，伸缩腿相对于导向架向斜下方延伸，降低拖网等因素的影响，增加抵抗横向载荷的抗拖拽能力，增强采油树的稳定性能和抗振能力；其二，伸缩腿设有外筒、一个或多个中筒和内筒，中筒和内筒可以收缩后叠放在外筒内，可以实现多级伸缩，使采油树伸缩腿与水下地底基层的接触能够适应水下不同的泥层深度；其三，伸缩腿的外筒和中筒、中筒和内筒之间的导向槽、限位螺栓，使伸缩腿在重力下自动安装，且在回收时提拉内筒的收缩绳，伸缩腿即可回缩，使采油树伸缩腿的安装和回收方便；而且，外筒上的限位连接件可以可拆卸地连接外筒和中筒，方便更换内筒和中筒。
附图说明
通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。在附图中，
图1是本发明一个实施例所述的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的俯视图；
图2是图1所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的侧视图；
图3是图1所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的局部示意图；
图4是图3所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的A-A剖视图；
图5是图4所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的B-B剖视图；
图6是图4所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的C-C剖视图；
图7是图6所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的局部放大图；
图8是图1所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的伸张状态示意图；
图9是图1所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的收缩状态示意图。
附图标记：
水下泥层可回收多级伸缩固定腿100；
1：导向架；11：导向立柱；2：伸缩腿；21：外筒；22：中筒；
221：导向槽；23：内筒；24：固定销；3：支撑组件；31：支撑筒；
32：连接支撑筒；4：挡销；41：螺钉；42：销孔；43：操作手柄；
44：紧固螺钉；5：限定连接件；51：操作杆；52：六角头螺钉；
53：限位螺栓；54：S型构件；531：双头螺栓；532：六角螺母；
533：六角螺母；534：碟簧；535：垫圈。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明一个实施例所述的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的俯视图。图2是图1所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的侧视图。图3是图1所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的局部示意图。图4是图3所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的A-A剖视图。图5是图4所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的B-B剖视图。图6是图4所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的C-C剖视图。图7是图6所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的局部放大图。如图1至图7所示，水下泥层可回收多级伸缩固定腿100包括：导向架1、伸缩腿2、支撑组件3、挡销4和限定连接件5。
水下泥层可回收多级伸缩固定腿100包括一个导向架1，导向架1的下方设有多个对称设置的垂直向下的导向立柱11，通常设置4只导向立柱11。
水下泥层可回收多级伸缩固定腿100包括多个伸缩腿2，伸缩腿2的个数与导向立柱11的个数相同，且伸缩腿2固定安装在对应的各导向立柱11旁侧，一般每个导向架1下方设置4个伸缩腿2，伸缩腿2对称地设置在导向架1的下方，伸缩腿2相对于导向架1向斜下方延伸，且向采油树四周扩张，每个伸缩腿2与其临近的导向立柱11之间设有夹角，即相对导向立柱11倾斜一定角度，优选地，伸缩腿2与导向立柱11之间的夹角的范围是50°～60°，一般夹角角度值选择57°，该倾斜角度使得采油树承受水平横向载荷的能力加强，从而增加了采油的结构稳定性。伸缩腿2不但能够承受纵向负荷还能够承受横向负荷，从而增加了自身的稳定性。
伸缩腿2包括外筒21、中筒22和内筒23，外筒21的顶端即伸缩腿2的顶端固定在导向架1上，中筒22与外筒21可滑动连接，内筒23与中筒22可滑动连接，内筒23可以收回到中筒22内，并与中筒22收回到外筒21内。
中筒22上设有多条导向槽221，导向槽221是沿着中筒21侧壁的直线凹槽，其中一条导向槽221可以限定外筒21与中筒22的相对位置，另一条导向槽221可以限定中筒22与内筒23的相对位置。
内筒23上设有收缩绳，提拉收缩绳，可以将处于伸张状态内筒23和中筒22依次收回至外筒21内，内筒23、中筒22和外筒21依次叠放；内筒23底部设有固定销24，当伸缩腿2处于收缩状态，用固定销24卡紧锁死。
在采油树回收过程中，内筒23和中筒22可以依次全部收缩至外筒21内；优选地，外筒21和内筒23之间可以设有多级中筒22。中筒22的级数以及伸缩腿2可伸长的长度可以根据实际海况的泥层深度具体而定，直至内筒23可以插入海底泥层，直达泥层基部。
每个伸缩腿2和导向立柱11之间设有一组支撑组件3，在本实施例中，设有四组支撑组件3，支撑组件3包括两个支撑筒31和连接支撑筒32，支撑筒31一端固定导向立柱11上，另一端固定在外筒21上，连接支撑筒32一端固定在两个支撑筒31之间，另一端固定在外筒21上，支撑组件3可以为使用状态的伸缩腿2提供支撑力。
外筒23的底部设有一对耳板，耳板上设有销孔42，挡销4位于销孔42内，挡销4一端设有操作手柄43，推拉操作手柄43可以带动挡销4在耳板的销孔42内来回移动；当挡销4位于销孔42内，通过螺钉41固定挡销4的相对位置，可以卡住固定销24，以防止伸缩腿2的中筒22和内筒23因重力作用自由下落，滑出外筒21，即可以阻挡叠放在伸缩腿2的中筒22和内筒23的自动伸长。当挡销4从销孔42内移出，则固定销24不再受到挡销4的限制，则伸缩腿2的中筒22和内筒23的自动伸长。
水下泥层可回收多级伸缩固定腿100还包括限定连接件5，限位连接件5可旋转固定在外筒21上，限位连接件5可以顺时针或逆时针旋转90°，从与导向槽221垂直的方向旋转至与导向槽221平行的方向，限定连接件5用于可拆卸地连接伸缩腿2的外筒21和中筒22。
限位连接件5包括操作杆51、销钉52、限位螺栓53和S型构件54，操作杆51通过销钉52固定在S型构件54上，操作杆51可以带动S型构件54旋转，在中筒22的导向槽221的上方的外筒21上设有两个通孔，两个限位螺栓53位于通孔内，且对称设置在S型构件54内，S型构件54与导向槽221垂直的方向时，外筒21与中筒22不能通过限位螺栓53固定，则二者可以拆卸；旋转90°后，外筒21与中筒22通过限位螺栓53固定，限位螺栓53在中筒22的一条导向槽221内产生相对位移，外筒21和中筒22的相对位移长度近似等于导向槽221的长度，限位螺钉53可以限定外筒21与中筒22的相对位移范围，防止外筒21和中筒22的脱离。如图7所示，限位螺钉53包括双头螺栓531、六角螺母532、六角螺母533、碟簧534以及垫圈535。
内筒23上设有限位螺栓，中筒22和内筒23通过限位螺栓固定，限位螺栓在中筒22的另一条导向槽产生相对位移，内筒23和中筒22的相对位移长度近似等于导向槽的长度，限位螺钉可以限定内筒23与中筒22的相对位移范围，防止内筒23和中筒22的脱离。
另外，优选地，挡销4和限定连接件5的开启和关闭由水下机器人操作。
下面介绍水下泥层可回收多级伸缩固定腿100的伸张和收缩过程。图8是图1所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的伸张状态示意图。图9是图1所示的水下泥层可回收多级伸缩固定腿的收缩状态示意图。
在水下采油树的伸缩腿安装过程中，采油树安装到水下进口的安装完成后，水下采油树的伸缩腿处于收缩状态，
如图8所示，利用水下ROV拆除挡销4上的螺钉41和垫圈及紧定螺钉44，然后，通过挡销4上的操作手柄43，通过水下ROV抽出固定销24，伸缩腿2的内筒23上的固定销24由于撤除了挡销4的限定，中筒22和内筒23在重力作用下自动下落并沉入泥层，最终内筒23底部抵达泥层基部，以增强采油树整体的稳定性和抗震性能；也就是说，挡销4脱离销孔42，则固定销24不再受到挡销4的阻挡时，伸缩腿1受到重力作用，中筒22和内筒23依次下落，从外筒21内伸出，实现伸缩腿2的自动伸张，支撑筒31和连接支撑筒32为伸缩腿2提供支撑力，此时，水下泥层可回收多级伸缩固定腿100呈伸张状态。
如图9所示，在采油树的回收过程中，提拉内筒23底部的收缩绳，可以将处于伸张状态内筒23和中筒22依次收回至外筒21内，内筒23、中筒22和外筒21依次叠放；将挡销4插入销孔42，则固定销24受到挡销4的阻挡，此时，水下泥层可回收多级伸缩固定腿100呈收缩状态，最后将收缩的水下泥层可回收多级伸缩固定腿100随采油树一并吊起回收。
通过上述本发明提供的实施例提供的水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其一，设有伸缩腿，伸缩腿相对于导向架向斜下方延伸，降低拖网等因素的影响，增加抵抗横向载荷的抗拖拽能力，增强采油树的稳定性能和抗振能力；其二，伸缩腿设有外筒、一个或多个中筒和内筒，中筒和内筒可以收缩后叠放在外筒内，可以实现多级伸缩，使采油树伸缩腿与水下地底基层的接触能够适应水下不同的泥层深度；其三，伸缩腿的外筒和中筒、中筒和内筒之间的导向槽、限位螺栓，使伸缩腿在重力下自动安装，且在回收时提拉内筒的收缩绳，伸缩腿即可回缩，使采油树伸缩腿的安装和回收方便；而且，外筒上的限位连接件可以可拆卸地连接外筒和中筒，方便更换内筒和中筒。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其包括：设有多个竖直方向的导向立柱的导向架，其特征在于，还包括：
多个伸缩腿，每个所述伸缩腿对应地固定安装于所述导向架的导向立柱的侧部，所述伸缩腿斜向下延伸，所述伸缩腿包括外筒、中筒和内筒，所述中筒和内筒可相对所述外筒作轴向移动，所述中筒上设有多条导向槽，所述内筒底部安置收缩绳，提拉所述收缩绳，将所述内筒和中筒依次收回至所述外筒内叠放；所述内筒底部设有固定销；
多个支撑组件，所述支撑组件包括两个支撑筒和一端固定在两个所述支撑筒之间的连接支撑筒，所述支撑筒固定在所述导向立柱和所述外筒之间，所述连接支撑筒的另一端固定在所述外筒上；
挡销，所述挡销位于所述外筒的底部的一对销孔内，所述挡销卡住所述固定销，阻挡叠放在所述伸缩腿的所述中筒和内筒的自动伸长。
2.如权利要求1所述的水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其特征在于，
还包括限定连接件，所述限定连接件可旋转固定在所述外筒上，所述限定连接件用于可拆卸地连接所述伸缩腿的所述外筒和中筒。
3.如权利要求2所述的水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其特征在于，
所述限定连接件包括操作杆、S型构件和两个限位螺栓，所述操作杆固定在所述S型构件上，两个所述限位螺栓对称设置在S型构件内，所述限位螺栓在所述中筒的一条导向槽内产生相对位移。
4.如权利要求1所述的水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其特征在于，
所述内筒上设有限位螺栓，所述限位螺栓在所述中筒的另一条导向槽产生相对位移，所述限位螺栓限定所述中筒与所述内筒的相对位置。
5.如权利要求1所述的水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其特征在于，
所述伸缩腿与所述导向立柱之间的夹角的范围是50°~60°。
6.如权利要求2所述的水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其特征在于，
所述挡销和所述限定连接件的开启和关闭由水下机器人操作。
7.如权利要求1所述的水下泥层可回收多级伸缩固定腿，其特征在于，
所述外筒和内筒之间可以设有多级中筒。
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