CN108678701B - 水下全电采油树电动井口连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水下全电采油树电动井口连接器，包括：连接器机械结构、锁紧环和电动执行器系统；所述连接器机械结构包括：连接器内圈、连接器外壳、连接器底壳、连接器底座；所述连接器内圈分别与采油树底座和所述连接器外壳连接，用于固定采油树；所述连接器底座下端设计锥面开孔，用于井口定位；所述连接器外壳与所述连接器底座之间安装楔紧块，用于径向楔紧所述锁紧环；所述锁紧环用于锁紧采油树和井口；4套相同的所述电动执行器系统周向均布的安装在所述连接器外壳上，通过驱动传动轴推动所述楔紧块楔紧所述锁紧环，所述传动轴与所述楔紧块实现螺纹传动，并反向自锁。本发明结构简单，冗余设计可靠性强，可用于水下采油树与井口进行连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋石油装备，具体涉及一种水下全电采油树电动井口连接器。
背景技术
本发明的电动井口连接器，可实现水下全电采油树和井口的连接。陆地石油资源日益枯竭，海洋石油开采技术得到广泛发展，采油树与井口连接器为海洋石油生产系统的关键设备之一，在海洋石油装备中有着不可替代的作用。
目前水下采油树井口连接器为液压驱动，不可避免的存在液压泄漏和远距离液压传输困难的问题，难以保证连接的可靠性和响应的迅速性，同时，随着井口深度的增加，液压管路费用急剧增加。本发明的井口连接器为电驱动，响应迅速，结构简单，拆装方便，大大降低成本。3台冗余设计的伺服电机提高系统可靠性。紧急情况下，ROV可通过ROV接口控制连接器的锁紧与解锁操作。
发明内容
本发明解决的技术问题是，为全电采油树和井口提供一种电动井口连接器。
为了解决上述问题，本发明提供一种水下全电采油树电动井口连接器，其特征在于：包括连接器机械结构、锁紧环和电动执行器系统；所述连接器机械结构包括：连接器内圈、连接器外壳、连接器底壳、连接器底座；所述连接器内圈通过内螺纹与采油树底座连接，并通过外螺纹与所述连接器外壳连接，用于固定采油树；所述连接器底壳与所述连接器底座通过螺纹连接，所述连接器底座下端设计锥面开孔，用于井口定位。
优选地，所述连接器外壳与所述连接器底壳通过螺栓连接，中间安装楔紧块，所述楔紧块可以轴向移动，用于径向楔紧所述锁紧环；所述锁紧环安装在所述连接器内圈和所述连接器底座之间，用于锁紧所述采油树底座和所述井口。
优选地，密封钢圈安装在所述采油树底座和所述井口之间，锁紧时，所述采油树底座和所述井口挤压所述密封钢圈实现密封。
优选地，所述电动执行器系统包括：电动执行器外壳、电动执行器上端面、上端面压板、传动轴、上端面密封填充料、挡圈组、上端面密封圈、内齿轮盘、齿轮盘挡圈组、3个冗余设计伺服电机、下端面密封圈、电动执行器底座、下端面密封填充料、下端面压板、轴承组、电机齿轮。
优选地，所述电动执行器外壳分别通过螺栓与所述电动执行器上端面和所述电动执行器底座连接，分别的，挤压所述上端面密封圈和所述下端面密封圈实现密封；所述传动轴通过所述轴承组安装在所述电动执行器系统内部；所述轴承组通过挡圈组定位；所述轴承组包括轴承1、轴承2；所述挡圈组包括轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈；所述内齿轮盘通过花键安装在所述传动轴上，所述内齿轮盘通过所述齿轮盘挡圈组实现轴向定位；所述齿轮盘挡圈组包括：齿轮挡圈1、齿轮挡圈2；3个冗余设计的所述伺服电机圆周均布固定在所述电动执行器外壳上；所述电机齿轮固定在所述伺服电机上。
优选地，所述上端面压板通过螺栓固定在所述电动执行器外壳上，并挤压所述上端面密封填充料实现密封；所述下端面压板通过螺栓固定在所述电动执行器底座上，并挤压下端面密封填充料实现密封。
优选地，所述传动轴与所述楔紧块实现螺纹传动，所述伺服电机驱动所述电机齿轮转动，所述电机齿轮与内齿轮盘内齿啮合，进而驱动所述内齿轮盘转动，进一步的，驱动所述传动轴转动，进一步的，推动所述楔紧块轴向移动；所述楔紧块沿轴向下移，楔紧所述锁紧环，实现锁紧；所述楔紧块沿轴向上移，松开所述锁紧环，实现解锁。
优选地，压力传感器安装在所述连接器底座上，所述楔紧块沿轴向下移到一定距离时不断挤压所述压力传感器，当所述压力传感器检测到压力达到预设压力值时，说明锁紧完成，所述伺服电机停止工作，所述楔紧块与所述传动轴通过螺纹传动实现反向自锁。
优选地，所述传动轴上端与ROV接口连接，紧急情况下可通过ROV实现所述水下全电采油树电动井口连接器的锁紧与解锁。
相对于现有技术，本发明有如下技术效果：
本发明的井口连接器为电驱动，相应迅速，结构简单，拆装方便，大大降低成本。3台冗余设计的伺服电机提高系统可靠性。紧急情况下，ROV可通过ROV接口控制连接器的锁紧与解锁操作。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的整体结构俯视图。
图3为本发明的整体结构A处放大示意图。
图4为本发明的锁紧环示意图。
图中，1、采油树底座，2、密封钢圈，3、连接器内圈，4、连接器外壳，5、连接器底壳，6、锁紧环，7、压力传感器，8、连接器底座，9、井口，10、电动执行器外壳，11、电动执行器上端面，12、上端面压板，13、传动轴，14、上端面密封填充料，15、挡圈组，151、轴用弹性挡圈，152、孔用弹性挡圈，16、上端面密封圈，17、内齿轮盘，171、内齿轮盘内齿，18、齿轮盘挡圈组，181、齿轮挡圈1，182、齿轮挡圈2，19、伺服电机，20、下端面密封圈，21、电动执行器底座，22、下端面密封填充料，23、下端面压板，24、轴承组，241、轴承1，242、轴承2，25、楔紧块，26、电机齿轮
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一：
本发明提供如附图1-4所示的水下全电采油树电动井口连接器，其特征在于：包括连接器机械结构、锁紧环6和电动执行器系统；所述连接器机械结构包括：连接器内圈3、连接器外壳4、连接器底壳5、连接器底座8；所述连接器内圈3通过内螺纹与采油树底座1连接，并通过外螺纹与所述连接器外壳4连接，用于固定采油树；所述连接器底壳5与所述连接器底座8通过螺纹连接，所述连接器底座8下端设计锥面开孔，用于井口9定位。
优选地，所述连接器外壳4与所述连接器底壳5通过螺栓连接，中间安装楔紧块25，所述楔紧块25可以轴向移动，用于径向楔紧所述锁紧环6；所述锁紧环6安装在所述连接器内圈3和所述连接器底座8之间，用于锁紧所述采油树底座1和所述井口9。
优选地，密封钢圈2安装在所述采油树底座1和所述井口9之间，锁紧时，所述采油树底座1和所述井口9挤压所述密封钢圈2实现密封。
优选地，所述电动执行器系统包括：电动执行器外壳10、电动执行器上端面11、上端面压板12、传动轴13、上端面密封填充料14、挡圈组15、上端面密封圈16、内齿轮盘17、齿轮盘挡圈组18、3个冗余设计伺服电机19、下端面密封圈20、电动执行器底座21、下端面密封填充料22、下端面压板23、轴承组24、电机齿轮25。
优选地，所述电动执行器外壳10分别通过螺栓与所述电动执行器上端面11和所述电动执行器底座21连接，分别的，挤压所述上端面密封圈16和所述下端面密封圈20实现密封；所述传动轴13通过所述轴承组24安装在所述电动执行器系统内部，所述轴承组24通过挡圈组15定位；所述轴承组24包括轴承1 241、轴承2 242；所述挡圈组15包括轴用弹性挡圈151、孔用弹性挡圈152；所述内齿轮盘17通过花键131安装在所述传动轴13上，所述内齿轮盘17通过所述齿轮盘挡圈组18组实现轴向定位；所述齿轮盘挡圈组18包括：齿轮挡圈1181、齿轮挡圈2 182；3个冗余设计的所述伺服电机19圆周均布固定在所述电动执行器外壳10上；所述电机齿轮26固定在所述伺服电机19上。
优选地，所述上端面压板12通过螺栓固定在所述电动执行器外壳10上，并挤压所述上端面密封填充料14实现密封；所述下端面压板23通过螺栓固定在所述电动执行器底座21上，并挤压下端面密封填充料22实现密封。
优选地，所述传动轴13与所述楔紧块25实现螺纹传动，所述伺服电机19驱动所述电机齿轮26转动，所述电机齿轮26与内齿轮盘内齿171啮合，进而驱动所述内齿轮盘17转动，进一步的，驱动所述传动轴13转动，进一步的，推动所述楔紧块25轴向移动；所述楔紧25块沿轴向下移，楔紧所述锁紧环6，实现锁紧；所述楔紧块25沿轴向上移，松开所述锁紧环6，实现解锁。
优选地，压力传感器7安装在所述连接器底座8上，所述楔紧块25沿轴向下移到一定距离时不断挤压所述压力传感器7，当所述压力传感器7检测到压力达到预设压力值时，说明锁紧完成，所述伺服电机19停止工作，所述楔紧块25与所述传动轴13通过螺纹传动实现反向自锁。
优选地，所述传动轴13上端与ROV接口连接，紧急情况下可通过ROV实现所述水下全电采油树电动井口连接器的锁紧与解锁。
相对于现有技术，本发明有如下技术效果：
本发明的井口连接器为电驱动，相应迅速，结构简单，拆装方便，大大降低成本。3台冗余设计的伺服电机提高系统可靠性。紧急情况下，ROV可通过ROV接口控制连接器的锁紧与解锁操作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.水下全电采油树电动井口连接器，其特征在于：包括连接器机械结构、锁紧环和电动执行器系统；所述连接器机械结构包括：连接器内圈、连接器外壳、连接器底壳、连接器底座；所述连接器内圈通过内螺纹与采油树底座连接，并通过外螺纹与所述连接器外壳连接，用于固定采油树；所述连接器底壳与所述连接器底座通过螺纹连接，所述连接器底座下端设计锥面开孔，用于井口定位；所述电动执行器系统包括：电动执行器外壳、电动执行器上端面、上端面压板、传动轴、上端面密封填充料、挡圈组、上端面密封圈、内齿轮盘、齿轮盘挡圈组、3个冗余设计伺服电机、下端面密封圈、电动执行器底座、下端面密封填充料、下端面压板、轴承组、电机齿轮；所述电动执行器外壳分别通过螺栓与所述电动执行器上端面和所述电动执行器底座连接，分别的，挤压所述上端面密封圈和所述下端面密封圈实现密封；所述传动轴通过所述轴承组安装在所述电动执行器系统内部；所述轴承组通过挡圈组定位；所述轴承组包括轴承1、轴承2；挡圈组包括轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈；所述内齿轮盘通过花键安装在所述传动轴上，所述内齿轮盘通过所述齿轮盘挡圈组实现轴向定位；所述齿轮盘挡圈组包括：齿轮挡圈1、齿轮挡圈2；3个冗余设计的所述伺服电机圆周均布固定在所述电动执行器外壳上；所述电机齿轮固定在所述伺服电机上。
2.如权利要求1所述的水下全电采油树电动井口连接器，其特征在于：
所述连接器外壳与所述连接器底壳通过螺栓连接，中间安装楔紧块，所述楔紧块可以轴向移动，用于径向楔紧所述锁紧环；所述锁紧环安装在所述连接器内圈和所述连接器底座之间，用于锁紧所述采油树底座和所述井口。
3.如权利要求2所述的水下全电采油树电动井口连接器，其特征在于：
密封钢圈安装在所述采油树底座和所述井口之间，锁紧时，所述采油树底座和所述井口挤压所述密封钢圈实现密封。
4.如权利要求1所述的水下全电采油树电动井口连接器，其特征在于：
所述上端面压板通过螺栓固定在所述电动执行器外壳上，并挤压所述上端面密封填充料实现密封；所述下端面压板通过螺栓固定在所述电动执行器底座上，并挤压下端面密封填充料实现密封。
5.如权利要求1所述的水下全电采油树电动井口连接器，其特征在于：
所述传动轴与楔紧块实现螺纹传动，所述伺服电机驱动所述电机齿轮转动，所述电机齿轮与内齿轮盘内齿啮合，进而驱动所述内齿轮盘转动，进一步的，驱动所述传动轴转动，进一步的，推动楔紧块轴向移动；楔紧块沿轴向下移，楔紧所述锁紧环，实现锁紧；楔紧块沿轴向上移，松开所述锁紧环，实现解锁。
6.如权利要求5所 述的水下全电采油树电动井口连接器，其特征在于：
压力传感器安装在所述连接器底座上，所述楔紧块沿轴向下移到一定距离时不断挤压所述压力传感器，当所述压力传感器检测到压力达到预设压力值时，说明锁紧完成，所述伺服电机停止工作，所述楔紧块与所述传动轴通过螺纹传动实现反向自锁。
7.如权利要求5所述的水下全电采油树电动井口连接器，其特征在于：
所述传动轴上端与ROV接口连接，紧急情况下可通过ROV实现所述水下全电采油树电动井口连接器的锁紧与解锁。
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