CN106744541B - 一种水下节流阀的下放回收机具 - Google Patents
一种水下节流阀的下放回收机具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种水下节流阀的下放回收机具，用于深海中节流阀的更换与回收，该装置的机架最上方有一个吊孔，中间部分为节流阀升降机构，其中通过ROV接口带动升降平台上的蜗轮蜗杆螺母丝杠机构完成阀体的提升和下降，升降架设计有节流阀的锁紧机构和引导装置。最下方为漏斗形导向套筒，与安装基座上的导向孔和阀体上的导向杆能够精确的完成阀体的定位。本发明结构简单、可靠，不仅更加容易导向对中，而且更加方便水下机器人的安装及拆卸，能够有效的解决对于水下节流阀的安装和回收。
Description
技术领域
本发明涉及一种下放回收装置，尤其涉及一种水下节流阀的下放回收机具，属于海洋油气生产装备技术领域。
背景技术
水下节流阀是水下生产系统的重要设备，主要作为水下采油树、水下管汇等水下油气生产装备的执行器。水下节流阀在使用过程中，要求定期回收维护和重新下放安装，目前，国内对水下节流阀的研究开发尚处于起步阶段，当节流阀出现故障时，需将水下设备整体吊装至陆地进行节流阀的更换，其成本高，难度大，操作复杂，因此需要一种配套水下工具对节流阀进行单独的下放和回收。其中，由于节流阀易损坏且水下对中难度大，需要解决粗导向、精导向、软着陆、锁紧等诸多问题，因此至今尚未实现。
发明内容
本发明的目的是为了实现粗对中、精对中、装置间的相互锁紧，并且带有下放缓冲装置实现软着陆而提供一种水下节流阀的下放回收机具，其结构简单，操作方便，更加有效地保障节流阀的安全更换，满足其水下下放回收的作业要求，提高效率。
本发明的目的是这样实现的：包括上端设置有吊孔的机架、设置在机架下端的导向筒、设置在机架中间位置的升降平台、安装在升降平台上的蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构、与蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构的蜗杆连接的ROV接口、与蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构的丝杠的下端固连的升降架、设置在升降架上的导引装置、与导引装置配合的节流阀、与导向筒外形一致的安装基座，所述安装基座的中心设置有中心孔，中心孔的两侧设置有导向孔，所述节流阀的阀芯与中心孔配合，所述节流阀的下端设置两个与导向孔配合的导向杆，节流阀的外表面对称设置有一对阀体耳环，升降架的下端对称设置有一对与阀体耳环配合的升降架外耳，安装基座的外表面对称设置有一对安装基座耳环，机架的下端对称设置有一对与安装基座耳环配合的机架外耳，且安装基座耳环与机架外耳、升降架外耳与阀体耳环均通过锁紧装置实现连接和断开，所述锁紧装置包括设置在对应外耳上的锁紧法兰和设置在锁紧法兰内的安全把手，锁紧法兰上设置有双L型槽，安全把手设置有与双L型槽配合的销轴。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.还包括对称设置在机架与导向筒连接处的两个缓冲装置，每个缓冲装置包括与机架固连的弹簧架、弹簧，弹簧的上端与弹簧架固连，弹簧的下端是自由端。
2.所述蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构包括蜗杆、蜗杆啮合的蜗轮、与蜗轮固连的螺母和与螺母配合的丝杠。
3.所述安装基座和导向筒均是漏斗型结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过漏斗形套筒外表面与安装基座的漏斗形导向筒贴合，实现节流阀安装粗导向，并通过导向杆和导向孔的配合实现精导向，有效解决了节流阀安装的对中问题。2、本发明通过升降装置，能够将水下节流阀缓慢下放至正确安装位置，实现了阀体的软着陆，避免水下节流阀的损坏。3、在水下节流阀下放回收的过程中，本发明通过机架安全锁紧装置，将下放机具和安装基座相互锁紧；通过阀体安全锁紧装置，将水下节流阀与升降装置相互锁紧，使安装过程更加安全可靠。4、本发明通过缓冲装置，能够有效减小下放回收工具与安装基座接触时的冲击力。5、本发明在工作过程中全程由ROV机械手操作，具有结构简单，操作方便，安全可靠性高等优点，能够满足深水作业的要求。
附图说明
图1是水下节流阀安装前示意图；
图2是机架安全把手解脱状态示意图(图1中局部放大图A)；
图3是阀体安全把手锁紧状态示意图(图1中局部放大图B)；
图4是水下节流阀安装后示意图；
图5是下放工具结构示意图；
图中主要标号说明：1.安装基座，2.中心孔，3.安装基座耳环，4.导向筒，5.机架安全把手，6.机架安全锁紧法兰，7.机架外耳，8.缓冲装置，9.机架，10.升降平台，11.蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构，12.辅助杆，13.吊孔，14.ROV接口，15.升降架，16.导引装置，17.升降架外耳，18.阀体安全锁紧法兰，19.阀体安全把手，20.阀体耳环，21.节流阀，22.ROV接口，23.阀芯，24.导向杆，25.导向孔，26.弹簧架，27.弹簧。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明可将节流阀21安装在基座1上或从基座1上取出。
结合图1-3，机架9上方焊接有吊孔13，中间部分焊接有实现节流阀21下放或提升升降装置，该装置由蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构11、升降平台10、辅助杆12、升降架15、导向缓冲机构16、ROV接口14、阀体安全锁紧装置等部分组成。蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构11由螺栓组安装并穿过升降平台10中心，一端连接ROV接口14，另一端连接升降架15。辅助杆12一端焊接在升降架15上，另一端垂直穿过升降平台10。旋转ROV接口14通过蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构11把旋转运动变为直线运动，驱动丝杠，使升降架15垂直缓慢下降或上升，同时在辅助杆12的作用下，避免了升降架15的旋转。升降架15底部两侧各带有一个升降架外耳17，升降架安全锁紧法兰18与升降架外耳17通过螺栓连接，升降架15底部中心位置还设计有导引装置16，与节流阀21上部配合，能够保证节流阀21位于中心位置。
阀体安全锁紧装置阀体安全把手19、阀体耳环20、升降架外耳17、阀体安全锁紧法兰18组成。锁紧法兰18开有双L型槽，阀体安全把手19能够沿双L型槽移动，穿过阀体上的耳环20和升降架外耳17，从而完成节流阀21与升降架15锁紧与解脱操作。同时阀体安全锁紧法兰18的双L型槽能够防止阀体安全把手19随意窜动，有效的保证了下放回收过程的安全可靠。
缓冲装置8焊接在机架9与导向筒4连接处，弹簧27一端固定在弹簧架26上，一端自由活动。着陆时缓冲装置8自由端先与安装基座1接触，能够有效减小冲击力，实现了整个设备的软着陆。
机架安全锁紧装置由机架安全把手5、基座耳环3、机架外耳7、机架安全锁紧法兰6组成。机架安全锁紧法兰6与机架外耳7通过螺栓连接，机架锁紧法兰6开有双L型槽，机架安全把手5能够沿双L型槽移动，穿过基座耳环3和机架外耳7，从而完成机架外框架9与安装基座1锁紧与解脱操作。同时机架锁紧法兰6的双L型槽能够防止机架安全把手5随意窜动，增强了安装过程中整个机架的稳定性。当节流阀21下放到指定位置时，机架安全锁紧装置使机架体与安装基座保持固定，保证阀体安装或更换过程的安全可靠。
机架最下方有漏斗形导向筒4，其外表面与安装基座1的漏斗形导向筒贴合，实现节流阀21安装粗导向，安装基座1中间加工有中心孔2，节流阀21下端带有两个对称分布的导向杆24，基座1上有与之对应的导向孔25，导向杆24插入导向孔25内，实现节流阀21安装精导向，使阀芯23精确安装进入中心孔2。当节流阀21安装到正确位置后，通过ROV机械手操作ROV接口22，完成阀体21与安装基座1的锁紧。
本发明水下节流阀下放回收工具的工作过程分为两个方面，分别是水下节流阀的下放和回收。
一、进行水下节流阀回收作业时，将水下节流阀下放回收装置由吊缆通过吊环13提起，下放前要使该装置的安全锁紧装置处于打开状态，下放至海底。在下放过程中，当下放工具下放到与节流阀安装底座1接触时，通过减震缓冲装置8来吸收冲击载荷。接下来，采用ROV机械手操控导向筒两侧的机架安全把手5来对节流阀安装基座1和下放回收装置的机架9进行固定锁紧。节流阀安装基座1和下放回收装置的机架9锁紧后，再将ROV插入与蜗轮蜗杆丝杠螺母升降11连接的ROV接口14内旋转，从而将升降架15缓慢下放，通过导引装置16，保证升降架15下放到指定位置，下放到节流阀21处时，通过ROV机械手操控升降架两侧的阀体安全把手19将其与节流阀21锁紧，将ROV机械手插入ROV接口22，将节流阀21与安装基座1分离，操作升降装置将节流阀21进行提升。最后通过ROV机械手将本下放回收装置机架9和节流阀安装基座1解除固定，进而完成分离。通过吊缆将本下放回收装置和节流阀21整体提升至甲板，将节流阀21放置于专用运输笼上，并通过ROV机械手插入ROV接口22，将其于运输笼锁紧固定，最后通过ROV机械手操控升降架两侧的阀体安全把手19，解除阀体与升降架15的固定，提升下放工具，吊装新的节流阀。
二、进行水下节流阀下放作业时，需用下放工具从运输笼上吊装新的节流阀，下放工具到吊装位置时，将ROV插入与蜗轮蜗杆丝杠螺母升降11连接的ROV接口14内旋转，从而将升降架15缓慢下放，通过导引装置16，保证升降架15下放到指定位置，下放到节流阀21处时，通过ROV机械手操控升降架两侧的阀体安全把手19将其与节流阀21锁紧，然后将新的节流阀提起下放至海底，下放时，由导向筒4和安装基座1上的漏斗形导向筒进行粗导向，使下放工具下放至准确位置，当下放工具下放到与节流阀安装底座1接触时，通过减震缓冲装置8来吸收冲击载荷。接下来，采用ROV机械手操控导向筒两侧的机架安全把手5来对节流阀安装基座1和下放回收装置的机架9进行固定锁紧。节流阀安装基座1和下放回收装置的机架9锁紧后，再将ROV插入与蜗轮蜗杆丝杠螺母升降11连接的ROV接口14内旋转，从而将升降架15缓慢下放，由导向杆24和导向孔25配合进行精确导向，完成阀芯23和中心孔2的精确对中，将节流阀21能够下放到正确的位置。之后，将ROV机械手插入ROV接口22，把节流阀21与安装基座1锁紧。通过ROV机械手操控升降架两侧的阀体安全把手19将其与节流阀21解脱，将ROV插入ROV接口14内旋转，从而将升降架15缓慢提升，最后通过ROV机械手将本下放回收装置机架9和节流阀安装基座1解除固定，进而完成分离。再用吊缆将节流阀上保护盖盖上，至此，整个节流阀的更换步骤全部完成。
Claims (5)
1.一种水下节流阀的下放回收机具，其特征在于：包括上端设置有吊孔的机架、设置在机架下端的导向筒、设置在机架中间位置的升降平台、安装在升降平台上的蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构、与蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构的蜗杆连接的ROV接口、与蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构的丝杠的下端固连的升降架、设置在升降架上的导引装置、与导引装置配合的节流阀、与导向筒外形一致的安装基座，所述安装基座的中心设置有中心孔，中心孔的两侧设置有导向孔，所述节流阀的阀芯与中心孔配合，所述节流阀的下端设置两个与导向孔配合的导向杆，节流阀的外表面对称设置有一对阀体耳环，升降架的下端对称设置有一对与阀体耳环配合的升降架外耳，安装基座的外表面对称设置有一对安装基座耳环，机架的下端对称设置有一对与安装基座耳环配合的机架外耳，且安装基座耳环与机架外耳、升降架外耳与阀体耳环均通过锁紧装置实现连接和断开，所述锁紧装置包括设置在对应外耳上的锁紧法兰和设置在锁紧法兰内的安全把手，锁紧法兰上设置有双L型槽，安全把手设置有与双L型槽配合的销轴。
2.根据权利要求1所述的一种水下节流阀的下放回收机具，其特征在于：还包括对称设置在机架与导向筒连接处的两个缓冲装置，每个缓冲装置包括与机架固连的弹簧架、弹簧，弹簧的上端与弹簧架固连，弹簧的下端是自由端。
3.根据权利要求1或2所述的一种水下节流阀的下放回收机具，其特征在于：所述蜗轮蜗杆丝杠螺母升降机构包括蜗杆、与蜗杆啮合的蜗轮、与蜗轮固连的螺母和与螺母配合的丝杠。
4.根据权利要求1或2所述的一种水下节流阀的下放回收机具，其特征在于：所述安装基座和导向筒均是漏斗型结构。
5.根据权利要求3所述的一种水下节流阀的下放回收机具，其特征在于：所述升降架上还设置有辅助杆，辅助杆的上端穿过升降平台。
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