CN108548043A - 一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置，包括控油罩主体、快速转换接头、罩体‑隔水管的密封装置、可调节式密封装置的支撑体、防沉板、入泥板，可调节式密封装置的支撑体中的F形连接件上端与控油罩主体中的支撑体连接钢板矩形导轨式连接，成为带有拱形孔的支撑钢板的导轨，满足其运动要求，四块带有拱形孔的支撑钢板相互铰接，可以适当调整其夹角，使其满足弯曲隔水管的角度误差，罩体‑隔水管的密封装置中半圆孔孔径与隔水管管径相同的带有半圆孔的矩形密封钢板环抱住隔水管，带有半圆孔的矩形密封钢板前端的密封橡胶圈端部啮合压紧，实现对不同管径密封的功能。

Description

一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置
技术领域
本发明涉及一种海底应急控油装置，尤其涉及一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置。
背景技术
随着对海洋石油开采进程的加快老化，接近使用期限，海洋石油开发中的溢油、泄油、漏油事故也随之增加。海洋油气泄漏事故会对海洋生态环境产生严重和长期的的污染破坏，世界各国对海洋油气泄漏的救援越来越重视。为此必须建立海洋油气泄漏应急救援体系，合理配置油气漏油应急设备和调度各方力量，快速、高效地开展海上漏油事故救援工作，将油气泄漏事故导致的损失及对海洋的污染降到最低。
当前，海洋石油开采发生井口和防喷器漏油事故时，通过控油转接装置实现对泄漏事故的控制。但发生在弯曲隔水管处油气泄漏事故时，尚存在不能对弯曲隔水管处油气泄漏进行控油的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置，克服了现有的油气泄漏控制装置的不足，使其能实现弯管处油气泄漏进行收集转接，本发明提供一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置，该海洋油气弯曲隔水管处泄漏的控油装置不仅能够起到控制油气不大量扩散的作用，而且适用多种管径、多角度以及有角度误差的隔水管。
本发明的目的是这样实现的：包括快速转换接头、控油罩主体、可调节式密封装置的支撑体、罩体-隔水管的密封装置、入泥板、防沉板，快速转换接头安装在控油罩主体的上部，可调节式密封装置的支撑体安装在控油罩主体的下部，罩体-隔水管的密封装置安装在可调节式密封装置的支撑体上，入泥板安装在控油罩主体的下部，防沉板安装在入泥板外侧的中上部。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.所述控油罩主体包括支撑体连接钢板、设置在支撑体连接钢板上端的具有导向功能的配重钢混结构，所述具有导向功能的配重钢混结构至少有两组且布置方式为上下布置。
2.所述可调节式密封装置的支撑体包括四个带有拱形孔的支撑钢板，所述四个带有拱形孔的支撑钢板间通过销轴分别铰接相连成方形结构，在每个带有拱形孔的支撑钢板的内侧表面上设置有一对连接板，每个连接板上通过螺栓连接有一F形连接板，每个F形连接板与支撑体连接钢板形成矩形导轨式连接，四块带拱形孔的支撑钢板的上部还安装有整体式仿形密封橡胶架，且整体式仿形密封橡胶架的四个腿部橡胶体填充于相邻的带拱形孔的支撑钢板间的旋转间隙的外部，分别用四块压板将整体式仿形密封橡胶架固定在可调节式密封装置的支撑体上，每个带拱形孔的支撑钢板的拱形凸缘上设置有半拱形胀紧橡胶条。
3.所述罩体-隔水管的密封装置共有八个且两两相对设置在带有拱形孔的支撑钢板外侧面上，每个罩体-隔水管的密封装置包括带有大径半圆孔的矩形密封钢板、带有中径半圆孔的矩形密封钢板、带有小径半圆孔的矩形密封钢板、矩形密封钢板、液压缸，带有大径半圆孔的矩形密封钢板通过下端面设置的梯形键与带拱形孔的支撑钢板上设置的梯形槽配合实现连接，带有大径半圆孔的矩形密封钢板上端面设置的梯形槽与带有中径半圆孔的矩形密封钢板下端面设置的梯形键配合实现连接，带有中径半圆孔的矩形密封钢板上端面设置的梯形槽与带有小径半圆孔的矩形密封钢板下端面设置的梯形键配合实现连接，带有小径半圆孔的矩形密封钢板上端面的梯形槽与矩形密封钢板下端面设置的梯形键配合实现连接，带有大径半圆孔的矩形密封钢板的半圆形凸缘上安装有大径胀紧橡胶条，带有中径半圆孔的矩形密封钢板的半圆形凸缘上安装有中径胀紧橡胶条，带有小径半圆孔的矩形密封钢板的半圆形凸缘上安装有小径胀紧橡胶条；带有大径半圆孔的矩形密封钢板、带有中径半圆孔的矩形密封钢板、带有小径半圆孔的矩形密封钢板的T型槽的尾端分贝安装有T型槽尾端弹簧座；T型槽尾端弹簧座上分别设置有大径钢板弹簧、中径钢板弹簧、小径钢板弹簧，大径钢板弹簧、中径钢板弹簧、小径钢板弹簧分别安装在对应的梯形槽中，带有大径半圆孔的矩形密封钢板前端通过螺钉安装大径半圆形密封橡胶圈，带有中径半圆孔的矩形密封钢板前端通过螺钉安装中径半圆形密封橡胶圈，带有小径半圆孔的矩形密封钢板前端通过螺钉安装小径半圆形密封橡胶圈，矩形密封钢板前端通过螺钉安装直线形密封橡胶圈，带有大径半圆孔的矩形密封钢板的末端与液压缸的活塞杆螺栓连接，液压缸的缸筒前端安装前端座上，液压缸的缸筒后端安装后端座上，前端座和后端座用螺栓连接安装在可调节式密封装置的支撑体上。
4.大径半圆形密封橡胶圈、中径半圆形密封橡胶圈、小径半圆形密封橡胶圈、直线形密封橡胶圈的端部均为齿轮轮齿形状，且内部均嵌入梯形金属支撑件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的F形连接件下端通过螺栓连接可调节式密封装置的连接板，F形连接件上端与控油罩主体中的支撑体连接钢板矩形导轨式连接，既使控油罩主体与可调节式密封装置的支撑体连接，又成为带有拱形孔的支撑钢板的导轨，满足带有拱形孔的支撑钢板的运动要求；可调节式密封装置的支撑体中的四块带有拱形孔的支撑钢板通过销轴相互铰接构成四边形，弯曲隔水管进入四块带有拱形孔的支撑钢板构成的四边形拱形孔中，调整四边形内部夹角，使其满足弯曲隔水管的角度误差，钢板间连接处采用整体式仿形密封橡胶架实现该结构的密封；在液压缸推力作用下，罩体-隔水管的密封装置中的3对带有不同半圆孔径的矩形密封钢板环抱不同管径的隔水管，实现对多种管径的隔水管密封；在液压缸推力与弹簧预紧作用下，安装在罩体-隔水管的密封装置中带有不同半圆孔径的矩形密封钢板与矩形密封钢板前端的梯形密封橡胶与安装在凸缘之间的胀紧橡胶条挤压变形，满足隔水管各方向密封，且梯形密封橡胶端部的梯形橡胶内部嵌入梯形金属件，提高其支撑密封作用。控油罩主体上具有导向功能的配重钢混结构模块化设计，各个模块之间设置有快速导向机构，并可通过螺栓实现快速连接，根据实际工况对配重的不同要求，确定具有导向功能的配重钢混结构个数。
附图说明
图1是本发明的整体三维结构示意图；
图2是本发明密封系统的等轴侧视图；
图3是本发明可调节式密封装置的支撑体的主视方向示意图；
图4是本发明罩体-隔水管的密封装置的后视方向示意图；
图5是本发明罩体-隔水管的密封装置的爆炸图；
图6是本发明整体式仿形密封橡胶架的结构图。
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。
结合图1至图6，本发明包括：快速转换接头1、控油罩主体2、可调节式密封装置的支撑体3、罩体-隔水管的密封装置4、入泥板5、防沉板6组成，其中，快速转换接头1安装在控油罩主体2的上部，可调节式密封装置的支撑体3安装在控油罩主体2的下部，罩体-隔水管的密封装置4安装在可调节式密封装置的支撑体3上，入泥板5安装在控油罩主体2的下部，防沉板6安装在入泥板5外侧的中上部。
上述控油罩主体2由多个具有导向功能的配重钢混结构201、支撑体连接钢板202组成，支撑体连接钢板202与具有导向功能的配重钢混结构201焊接相连，具有导向功能的配重钢混结构模块化设计，各个模块之间设置有快速导向机构，并可通过螺栓实现快速连接，根据实际工况对配重的不同要求，确定具有导向功能的配重钢混结构个数。
上述可调节式密封装置的支撑体3包括4片带有拱形孔的支撑钢板301、4个销轴302、8个连接板303、8个F形连接件304，整体式仿形密封橡胶架305、4块压板306、8个半拱形胀紧橡胶条307，4个带有拱形孔的支撑钢板间通过销轴302分别铰接相连，8个连接板303焊接在带有拱形孔的支撑钢板301内侧，连接板303螺栓连接F形连接板304，F形连接板304与控油罩主体2中支撑体连接钢板202矩形导轨式连接，整体式仿形密封橡胶架305安装于4块带拱形孔的支撑钢板301的上部，并将其4个腿部橡胶体填充于带拱形孔的支撑钢板301之间的旋转间隙的外部，分别用4块压板306将整体式仿形密封橡胶架305固定在可调节式密封装置的支撑体3上，半拱形胀紧橡胶条307用螺钉固定在带拱形孔的支撑钢板的拱形凸缘上。
上述罩体-隔水管的密封装置4包括带有大径半圆孔的矩形密封钢板401，带有中径半圆孔的矩形密封钢板402，带有小径半圆孔的矩形密封钢板403，矩形密封钢板404，大径钢板弹簧405、中径钢板弹簧406、小径钢板弹簧407、大径半圆形密封橡胶圈408、中径半圆形密封橡胶圈409、小径半圆形密封橡胶圈410、直线形密封橡胶圈411、液压缸412、大径胀紧橡胶条413、中径胀紧橡胶条414、小径胀紧橡胶条415、T型槽尾端弹簧座416、前端座417、后端座418，带有大径半圆孔的矩形密封钢板401的梯形键与可调节式密封装置的支撑体3中带拱形孔的支撑钢板301的梯形槽配合连接，带有大径半圆孔的矩形密封钢板401的梯形槽与带有中径半圆孔的矩形密封钢板402通过梯形键配合连接，带有中径半圆孔的矩形密封钢板402的梯形槽与带有小径半圆孔的矩形密封钢板403的梯形键配合连接，带有小径半圆孔的矩形密封钢板403的梯形槽与矩形密封钢板404的梯形键配合连接；大径胀紧橡胶条413用螺钉固定在带有大径半圆孔的矩形密封钢板401的半圆形凸缘上，中径胀紧橡胶条414用螺钉固定在带有中径半圆孔的矩形密封钢板402的半圆形凸缘上，小径胀紧橡胶条415用螺钉固定在带有小径半圆孔的矩形密封钢板403的半圆形凸缘上；将大径钢板弹簧405、中径钢板弹簧406、小径钢板弹簧407分别安装于T型槽尾端弹簧座416上，并同时与T型槽尾端弹簧座416用螺钉固定于带有大径半圆孔的矩形密封钢板、带有中径半圆孔的矩形密封钢板、带有小径半圆孔的矩形密封钢板的T型槽的尾端；带有大径半圆孔的矩形密封钢板401前端通过螺钉安装大径半圆形密封橡胶圈408，带有中径半圆孔的矩形密封钢板402前端通过螺钉安装中径半圆形密封橡胶圈409，带有小径半圆孔的矩形密封钢板403前端通过螺钉安装小径半圆形密封橡胶圈410，矩形密封钢板404前端通过螺钉安装直线形密封橡胶圈411，大径半圆形密封橡胶圈408、中径半圆形密封橡胶圈409、小径半圆形密封橡胶圈410、直线形密封橡胶圈411其端部为齿轮轮齿形状，内部嵌入梯形金属支撑件，以提高其支撑密封作用，带有大径半圆孔的矩形密封钢板401末端与液压缸412活塞杆螺栓连接，液压缸412的缸筒前端安装前端座417，液压缸412的缸筒后端安装后端座418，前端座417和后端座418用螺栓连接安装在可调节式密封装置的支撑体3上。
控油罩可密封不同管径的直隔水管、弯曲的隔水管、三通隔水管、四通隔水管。使用时将本发明下放至隔水管处，当控油罩密封不同管径的直隔水管、三通隔水管、四通隔水管时，可调节式密封装置的支撑体3中带有拱形孔的支撑钢板301扣住隔水管，液压缸413推动与其连接的带有大径半圆孔的矩形密封钢板401，在液压缸413推力作用下，半圆孔大于等于隔水管管径的带有半圆孔的矩形密封钢板中成对环抱隔水管，罩体-隔水管的密封装置在液压缸413推力与弹簧预紧作用下，半圆形密封橡胶圈向隔水管中心方向运动，与隔水管相互作用，同时密封橡胶圈端部啮合压紧，实现水管与控油罩之间(即径向)的密封；同时安装在带有拱形孔的支撑钢板凸缘上的胀紧橡胶条被上层小孔径的支撑钢板凸缘挤压变形，实现密封橡胶圈与矩形密封钢板之间(即轴向)的密封，半圆孔小于隔水管管径的带有半圆孔的矩形密封钢板压缩其梯形槽内弹簧，做回退运动；隔水管未进入的3片带有半圆孔的矩形密封钢板和1片矩形密封钢板，在液压缸推力作用下，直线形密封橡胶圈端部啮合压紧，实现水管与控油罩之间(即径向)的密封，同时矩形密封钢板之间通过凸缘对胀紧密封条挤压变形，实现密封橡胶圈与矩形密封钢板之间(即轴向)的密封；当控油罩密封弯曲的隔水管时，弯曲隔水管进入四块带有拱形孔的支撑钢板301构成的四边形拱形孔中，调整四边形内部夹角，使其满足弯曲隔水管的角度误差，液压缸推动与其连接的带有大径半圆孔的矩形密封钢板401，在液压缸413推力作用下，带有大径半圆孔的矩形密封钢板401、带有中径半圆孔的矩形密封钢板402、带有小径半圆孔的矩形密封钢板403，半圆孔大于等于隔水管管径的带有半圆孔的矩形密封钢板中成对环抱隔水管，液压缸的推力和弹簧的预紧力，半圆形密封橡胶圈向隔水管中心方向运动，与隔水管相互作用，同时密封橡胶圈端部啮合压紧，实现水管与控油罩之间(即径向)的密封；同时安装在带有拱形孔的支撑钢板凸缘上的胀紧橡胶条被上层小孔径的支撑钢板凸缘挤压变形，实现密封橡胶圈与矩形密封钢板之间(即轴向)的密封，半圆孔小于隔水管管径的带有半圆孔的矩形密封钢板压缩其梯形槽内弹簧，做回退运动；隔水管未进入的3片带有半圆孔的矩形密封钢板和1片矩形密封钢板，在液压缸推力作用下，直线形密封橡胶圈端部啮合压紧，实现水管与控油罩之间(即径向)的密封，同时矩形密封钢板之间通过凸缘对胀紧密封条挤压变形，实现密封橡胶圈与矩形密封钢板之间(即轴向)的密封。
也即本发明由控油罩主体、快速转换接头、罩体-隔水管的密封装置、可调节式密封装置的支撑体、防沉板、入泥板组成，其特征是：F形连接件下端通过螺栓与可调节式密封装置的支撑体中连接板连接，F形连接件上端与控油罩主体中的支撑体连接钢板采用矩形导轨式连接，使控油罩主体与可调节式密封装置的支撑体连接，同时又作为带有拱形孔的支撑钢板的导轨，满足带有拱形孔的支撑钢板的运动要求。可调节式密封装置的支撑体上的四块带有拱形孔的支撑钢板相互铰接，可以适当调整其夹角，使其满足弯曲隔水管的角度误差；钢板间连接处采用整体式仿形密封橡胶架实现该结构的密封。罩体-隔水管的密封装置中包括3对带有不同半圆孔径的矩形密封钢板、密封橡胶圈、矩形密封钢板以及液压缸；在液压缸推力作用下，3对带有不同半圆孔径的矩形密封钢板和密封橡胶圈通过环抱不同管径的隔水管，满足弯管多尺寸隔水管的密封要求，而矩形密封钢板上密封橡胶圈可以直接相互作用实现密封，满足直隔水管的密封要求。在罩体-隔水管的密封装置中设有半圆形密封橡胶圈，其端部为齿轮轮齿形状，内部嵌入梯形金属支撑件，以提高其支撑密封作用。罩体-隔水管的密封装置在液压缸推力与弹簧预紧作用下，半圆形密封橡胶圈向隔水管中心方向运动，与隔水管相互作用，同时密封橡胶圈端部啮合压紧，实现水管与控油罩之间(即径向)的密封；同时安装在带有拱形孔的支撑钢板凸缘上的胀紧橡胶条被上层小孔径的支撑钢板凸缘挤压变形，实现密封橡胶圈与矩形密封钢板之间(即轴向)的密封。控油罩主体上配重钢混结构模块化设计，各个模块之间设置有快速导向机构，并可通过螺栓实现快速连接，根据实际工况对配重的不同要求，确定配重钢混结构个数。
综上，本发明是一种能实现对多种管径、多角度以及有角度误差的隔水管密封的海洋油气隔水管处泄漏的控油装置。由控油罩主体、快速转换接头、罩体-隔水管的密封装置、可调节式密封装置的支撑体、防沉板、入泥板组成，可调节式密封装置的支撑体中的F形连接件上端与控油罩主体中的支撑体连接钢板矩形导轨式连接，成为带有拱形孔的支撑钢板的导轨，满足其运动要求，四块带有拱形孔的支撑钢板相互铰接，可以适当调整其夹角，使其满足弯曲隔水管的角度误差，罩体-隔水管的密封装置中半圆孔孔径与隔水管管径相同的带有半圆孔的矩形密封钢板环抱住隔水管，带有半圆孔的矩形密封钢板前端的密封橡胶圈端部啮合压紧，实现对不同管径密封的功能。

Claims (5)

1.一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置，其特征在于：包括快速转换接头、控油罩主体、可调节式密封装置的支撑体、罩体-隔水管的密封装置、入泥板、防沉板，快速转换接头安装在控油罩主体的上部，可调节式密封装置的支撑体安装在控油罩主体的下部，罩体-隔水管的密封装置安装在可调节式密封装置的支撑体上，入泥板安装在控油罩主体的下部，防沉板安装在入泥板外侧的中上部。
2.根据权利要求1所述的一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置，其特征在于：所述控油罩主体包括支撑体连接钢板、设置在支撑体连接钢板上端的具有导向功能的配重钢混结构，所述具有导向功能的配重钢混结构至少有两组且布置方式为上下布置。
3.根据权利要求2所述的一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置，其特征在于：所述可调节式密封装置的支撑体包括四个带有拱形孔的支撑钢板，所述四个带有拱形孔的支撑钢板间通过销轴分别铰接相连成方形结构，在每个带有拱形孔的支撑钢板的内侧表面上设置有一对连接板，每个连接板上通过螺栓连接有一F形连接板，每个F形连接板与支撑体连接钢板形成矩形导轨式连接，四块带拱形孔的支撑钢板的上部还安装有整体式仿形密封橡胶架，且整体式仿形密封橡胶架的四个腿部橡胶体填充于相邻的带拱形孔的支撑钢板间的旋转间隙的外部，分别用四块压板将整体式仿形密封橡胶架固定在可调节式密封装置的支撑体上，每个带拱形孔的支撑钢板的拱形凸缘上设置有半拱形胀紧橡胶条。
4.根据权利要求3所述的一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置，其特征在于：所述罩体-隔水管的密封装置共有八个且两两相对设置在带有拱形孔的支撑钢板外侧面上，每个罩体-隔水管的密封装置包括带有大径半圆孔的矩形密封钢板、带有中径半圆孔的矩形密封钢板、带有小径半圆孔的矩形密封钢板、矩形密封钢板、液压缸，带有大径半圆孔的矩形密封钢板通过下端面设置的梯形键与带拱形孔的支撑钢板上设置的梯形槽配合实现连接，带有大径半圆孔的矩形密封钢板上端面设置的梯形槽与带有中径半圆孔的矩形密封钢板下端面设置的梯形键配合实现连接，带有中径半圆孔的矩形密封钢板上端面设置的梯形槽与带有小径半圆孔的矩形密封钢板下端面设置的梯形键配合实现连接，带有小径半圆孔的矩形密封钢板上端面的梯形槽与矩形密封钢板下端面设置的梯形键配合实现连接，带有大径半圆孔的矩形密封钢板的半圆形凸缘上安装有大径胀紧橡胶条，带有中径半圆孔的矩形密封钢板的半圆形凸缘上安装有中径胀紧橡胶条，带有小径半圆孔的矩形密封钢板的半圆形凸缘上安装有小径胀紧橡胶条；带有大径半圆孔的矩形密封钢板、带有中径半圆孔的矩形密封钢板、带有小径半圆孔的矩形密封钢板的T型槽的尾端分贝安装有T型槽尾端弹簧座；T型槽尾端弹簧座上分别设置有大径钢板弹簧、中径钢板弹簧、小径钢板弹簧，大径钢板弹簧、中径钢板弹簧、小径钢板弹簧分别安装在对应的梯形槽中，带有大径半圆孔的矩形密封钢板前端通过螺钉安装大径半圆形密封橡胶圈，带有中径半圆孔的矩形密封钢板前端通过螺钉安装中径半圆形密封橡胶圈，带有小径半圆孔的矩形密封钢板前端通过螺钉安装小径半圆形密封橡胶圈，矩形密封钢板前端通过螺钉安装直线形密封橡胶圈，带有大径半圆孔的矩形密封钢板的末端与液压缸的活塞杆螺栓连接，液压缸的缸筒前端安装前端座上，液压缸的缸筒后端安装后端座上，前端座和后端座用螺栓连接安装在可调节式密封装置的支撑体上。
5.根据权利要求4所述的一种用于海洋油气隔水管处泄漏的应急控油装置，其特征在于：大径半圆形密封橡胶圈、中径半圆形密封橡胶圈、小径半圆形密封橡胶圈、直线形密封橡胶圈的端部均为齿轮轮齿形状，且内部均嵌入梯形金属支撑件。
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