CN110553097A - 一种卡爪式深海管道自动连接机具 - Google Patents

一种卡爪式深海管道自动连接机具 Download PDF

Info

Publication number
CN110553097A
CN110553097A CN201910838894.4A CN201910838894A CN110553097A CN 110553097 A CN110553097 A CN 110553097A CN 201910838894 A CN201910838894 A CN 201910838894A CN 110553097 A CN110553097 A CN 110553097A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing ring
ring
jaw
locking
deep sea
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910838894.4A
Other languages
English (en)
Inventor
马海峰
罗涛
韩佳倩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN201910838894.4A priority Critical patent/CN110553097A/zh
Publication of CN110553097A publication Critical patent/CN110553097A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00—Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/26—Repairing or joining pipes on or under water

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种卡爪式深海管道自动连接机具，包括：吊装板、液压缸、导向定位装置、承载环、液压锁紧装置、顶盖、驱动环、卡爪机构、上法兰、下法兰、金属透镜密封圈；所述上法兰设有一个倾斜凸台，并沿凸台周向均匀开有沟槽，所述卡爪机构挂置于沟槽中，在所述驱动环的推动下可绕其与上法兰的接触点为转动轴转动，直至锁紧状态。所述液压锁紧装置沿圆周方向设置于上、下承载环里，所述上、下承载环上设有液压油孔，注入液压油使所述锁紧活塞杆从预留槽中退出，从而使得上、下承载环分别与所述顶盖和所述驱动环分离，从而实现机具回收。本发明是一种可高效的进行深海管道连接，并实现机具的回收再利用的深海管道自动连接机具。

Description

一种卡爪式深海管道自动连接机具
技术领域
本发明涉及深海管道回接技术领域，尤其是一种用于深海管道连接的自动连接机具。
背景技术
深水无人潜水作业条件下的管道回接方式中,机械连接是主要方式,也是未来发展的趋势。其中卡爪式连接方式以其快捷、经济和性能可靠等优点广泛应用于水下生产系统的管道回接。
深海环境下的水下管道连接是在高静压，强腐蚀等复杂海洋条件下的管口对接，设计难度较大。目前，已经有多家国外知名公司拥有了成熟的卡爪式深海管道连接技术，经过长期的实验与生产实践，已经达成了产品系列化；而国内在此领域内的研究起步较晚，尚未具备完全自主的深海作业能力，目前国内多采用特制螺栓连接技术来实现管道的连接，此种连接结构复杂且不容易精准定位，操作难度较大，且连接机具不能回收，资源浪费严重。
为克服传统螺栓式深海管道连接机具结构复杂、定位对准困难、操作难度大且连接机具不能回收等弊端，本发明提供一种卡爪式深海管道自动连接机具，该卡爪式深海管道连接机具不仅可以高效的进行深海管道连接，而且可实现机具的回收再利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种卡爪式深海管道自动连接机具，克服传统螺栓式深海管道连接机具结构复杂、定位对准困难、操作难度大且连接机具不能回收等弊端，改变传统的螺栓式深海管道连接的方式，使用卡爪的自锁来实现上下管道的连接，并可通过回收装置对机具进行回收。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种卡爪式深海管道自动连接机具，包括吊装板、液压缸、导向定位装置、承载环、液压锁紧装置、顶盖、驱动环、卡爪机构、上法兰、下法兰、金属透镜密封圈、ROV辅助系统。
所述导向装置包括：导向杆与导向套筒，所述导向杆分别沿圆周120°方向与吊装板、导向套筒螺栓连接，构成机具的外部框架。所述导向杆穿过所述上、下承载环，使所述上、下承载环能沿所述导向杆上下移动。所述导向套筒通过与下部管道底座配合实现上下管道口的精准对位。
所述的液压缸与所述吊装板螺栓连接，所述液压缸包括：上加载液压缸与下加载液压缸，所述上加载液压缸缸体与吊装板螺栓连接，活塞杆与所述下加载液压缸缸体螺栓连接，可沿轴向调整所述卡爪机构的位置，所述下加载液压缸的缸体与所述上承载环螺栓连接，活塞杆与所述下承载环螺栓连接，可通过所述下承载环推动所述驱动环下行。
所述顶盖通过螺钉与所述上法兰连接，所述上法兰设有一个倾斜凸台，并沿凸台周向均匀开有沟槽，所述卡爪机构挂置于沟槽中，可绕其与上法兰的接触点为转动轴转动，所述卡爪机构与所述驱动环的接触面为所述卡爪机构的自锁面，且该面与驱动环内壁相切的面斜率相同，从而避免了运动过程中的干涉，自锁面与所述上法兰的夹角按具体的摩擦状态选择，所述卡爪机构与所述上法兰的结合面与所述上法兰外壁相切，结合面宽度应与所述上法兰外壁上所开凹槽面宽度一致，使卡爪能通过与管道、驱动环的相互配合，确定初始位置以及旋转路径，且可以实现周向定位，所述卡爪机构的旋转角度可通过所述上法兰的高度与沟槽的长度来控制，从而保证了所述卡爪机构在互不干扰的情况下完成自锁。
所述上承载环与所述下承载环沿圆周方向均匀分布有三个液压锁紧装置，所述液压锁紧装置沿圆周方向设置于上、下承载环里，通过所述锁紧弹簧将所述锁紧活塞杆顶入所述顶盖和所述驱动环的预留槽中，使所述上承载环与所述顶盖相连，所述下承载环与所述驱动环相连；所述液压锁紧装置可通过开在所述上、下承载环上的油孔注入液压油，使所述活塞杆朝向压紧所述锁紧弹簧方向运动，所述锁紧活塞杆从预留槽中退出，从而使得上、下承载环分别与所述顶盖和所述驱动环分离，从而实现机具回收。
所述上法兰与所述下法兰分别与上、下待接管道螺纹连接，所述上法兰的管口处，与所述下法兰管口处设置有密封槽，可放置金属透镜密封圈，在所述卡爪机构的作用下，所述金属透镜密封圈被压缩，可实现连接口处的密封。
所述上、下承载环与所述导向套筒都设有开口，便于安装与回收时弯管部分可以顺利通过。
所述ROV辅助系统通过液压管道与机具连接，为所述机具提供液压动力与运动导向。
本发明的特点是：可以以简单的机具结构实现深海管道连接的的同时实现连接机具的回收，简化了连接方式，提高了资源的利用率。
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
附图说明
图1是本发明一种卡爪式深海管道自动连接机具的外形结构图；
图2是本发明一种卡爪式深海管道自动连接机具沿A-A截面的剖面图；
图3是本发明一种卡爪式深海管道自动连接机具的上部视图；
图4是本发明一种卡爪式深海管道自动连接机具沿B-B截面的剖面图；
图5是本发明一种卡爪式深海管道自动连接机具的液压锁紧装置的局部放大图。
下面是说明书附图中标记的说明：
(1)吊装板 (2)上加载液压缸 (3)下加载液压缸
(4)上承载环 (5)下承载环 (6)导向杆
(7)导向套筒 (8)顶盖 (9)上法兰
(10)下法兰 (11)驱动环 (12)卡爪机构
(13)液压锁紧装置 (14)金属透镜密封圈 (15)锁紧弹簧
(16)锁紧活塞杆
具体实施方式
以下结合附图对本发明一种卡爪式深海管道自动连接机具作出详细说明。
本发明“卡爪式深海管道自动连接机具”是用于深海管道自动连接的一种机具，它的功能是在高静压，强腐蚀的恶劣深海环境中进行管道回接，并可完成连接机具的回收利用。
在地面上先将卡爪接头与安装机体相连，装配ROV辅助系统，组成整个连接机具后运往工作海域，通过作业船只的缆绳与吊装板(1)连接将整个机具吊放至水中，在ROV辅助下到达水下预定接头上方，并完成轴向粗对准。继续下放连接机具，导向套筒(7)与下部管道配合，上法兰面与下法兰面对准。
如图1、图2所示，接通上加载液压缸(2)的液压管线，ROV辅助系统提供液压动力驱动卡爪式深海管道自动连接机具的上承载环(4)沿导向杆(6)向下运动，直到上法兰(9)与下法兰(10)面接触，接通下加载液压缸(3)的液压管线，ROV辅助系统提供液压动力，使下承载环(5)下行，下承载环(5)带动驱动环(11)下行，挂接在上法兰(9)沟槽上的卡爪机构(12)在驱动环(11)的驱动下，以其与上法兰(9)的接触线为转动轴转动，卡爪进入抓合状态，当卡爪机构(12)成完全锁紧状态时，金属透镜密封圈(14)被压缩，使管口连接处密封，此时在卡爪机构(12)与驱动环(11)的接触面上存在足以使卡爪机构(12)完成自锁的压力与摩擦力，卡爪机构(12)形成自锁状态，管道连接动作完成。
如图4、图5所示，当管道连接动作完成后，接通液压锁紧装置(13)的液压管线，驱动锁紧活塞杆(16)使锁紧弹簧(15)被压缩，这时上承载板(4)与顶盖(8)分离，下承载板(5)与驱动环(11)分离，通过吊装板(1)上提机具，可回收吊装板(1)、液压缸(2、3)、承载环(4、5)、导向装置(6、7)，从而实现资源的回收利用。

Claims (4)

1.本发明提供一种卡爪式深海管道自动连接机具，包括吊装板、液压缸、导向定位装置、承载环、液压锁紧装置、顶盖、驱动环、卡爪机构、上法兰、下法兰、金属透镜密封圈、ROV辅助系统；所述液压缸包括：上加载液压缸与下加载液压缸；所述承载环包括：上承载环、下承载环；所述导向装置包括：导向杆与导向套筒；所述导向杆分别沿圆周120°方向与吊装板、导向套筒螺栓连接，穿过所述承载环的通孔，构成机具的外部框架；所述液压锁紧装置包括：锁紧弹簧与锁紧活塞杆；所述ROV辅助系统通过液压管道与机具连接，为所述机具提供液压动力与运动导向。
2.权利要求1所述的卡爪式深海管道自动连接机具，其特征在于：所述的液压缸与所述吊装板螺栓连接，所述液压缸包括：上加载液压缸与下加载液压缸，所述上加载液压缸缸体与吊装板螺栓连接，活塞杆与所述下加载液压缸缸体螺栓连接，可沿轴向调整所述卡爪机构的位置，所述下加载液压缸的缸体与所述上承载环螺栓连接，活塞杆与所述下承载环螺栓连接，可通过所述下承载环推动所述驱动环下行。
3.根据权利要求1所述的卡爪式深海管道自动连接机具，其特征在于：所述液压锁紧装置沿圆周方向设置于上、下承载环里，通过所述锁紧弹簧将所述锁紧活塞杆顶入所述顶盖和所述驱动环的预留槽中，使所述上承载环与所述顶盖相连，所述下承载环与所述驱动环相连；所述液压锁紧装置可通过开在所述上、下承载环上的油孔注入液压油，使所述活塞杆朝向压紧所述锁紧弹簧方向运动，所述锁紧活塞杆从预留槽中退出，从而使得上、下承载环分别与所述顶盖和所述驱动环分离，从而实现机具回收。
4.根据权利要求1所述的卡爪式深海管道自动连接机具，其特征在于：所述上法兰设有一个倾斜凸台，并沿凸台周向均匀开有沟槽，所述卡爪机构挂置于沟槽中，在所述驱动环的推动下可绕其与上法兰的接触线为旋转轴转动，所述卡爪机构与所述驱动环的接触面为所述卡爪机构的自锁面，且该面与驱动环内壁相切的面斜率相同，从而避免了运动过程中所述卡爪机构与所述驱动环的干涉，自锁面与所述上法兰的夹角按具体的摩擦状态选择，所述卡爪机构与所述上法兰的结合面与所述上法兰外壁相切，结合面宽度应与所述上法兰外壁上所开凹槽面宽度一致，使卡爪能通过与管道、驱动环的相互配合，确定初始位置以及旋转路径，且可以实现周向定位，所述卡爪机构的旋转角度可通过所述上法兰的高度与沟槽的长度来控制，从而保证了所述卡爪机构在互不干扰的情况下完成自锁。
CN201910838894.4A 2019-09-05 2019-09-05 一种卡爪式深海管道自动连接机具 Withdrawn CN110553097A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910838894.4A CN110553097A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种卡爪式深海管道自动连接机具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910838894.4A CN110553097A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种卡爪式深海管道自动连接机具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110553097A true CN110553097A (zh) 2019-12-10

Family

ID=68739110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910838894.4A Withdrawn CN110553097A (zh) 2019-09-05 2019-09-05 一种卡爪式深海管道自动连接机具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110553097A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113565474A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 中国海洋石油集团有限公司 一种完井防砂管柱用实时压力控制定位器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102658470A (zh) * 2012-05-29 2012-09-12 中国海洋石油总公司 可回收式卡爪连接器的安装工具
CN203500654U (zh) * 2013-09-24 2014-03-26 国家深海基地管理中心 海底液压卡爪式连接器
CN104405988A (zh) * 2014-11-30 2015-03-11 连云港远洋流体装卸设备有限公司 同步式快速连接装置
CN107606361A (zh) * 2017-09-20 2018-01-19 青岛理工大学 卡爪式液压驱动海底管道连接装置
CN110091155A (zh) * 2019-06-12 2019-08-06 中国石油大学(华东) 深水油气管道轴向导引对中卡套式液驱连接装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102658470A (zh) * 2012-05-29 2012-09-12 中国海洋石油总公司 可回收式卡爪连接器的安装工具
CN203500654U (zh) * 2013-09-24 2014-03-26 国家深海基地管理中心 海底液压卡爪式连接器
CN104405988A (zh) * 2014-11-30 2015-03-11 连云港远洋流体装卸设备有限公司 同步式快速连接装置
CN107606361A (zh) * 2017-09-20 2018-01-19 青岛理工大学 卡爪式液压驱动海底管道连接装置
CN110091155A (zh) * 2019-06-12 2019-08-06 中国石油大学(华东) 深水油气管道轴向导引对中卡套式液驱连接装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜兴宇: "可回收式卡爪连接器设计及力学性能分析", 《可回收式卡爪连接器设计及力学性能分析》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113565474A (zh) * 2020-04-29 2021-10-29 中国海洋石油集团有限公司 一种完井防砂管柱用实时压力控制定位器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106275330B (zh) 一种水下控制模块弹簧式自动锁紧装置
CN201902656U (zh) 海洋水下平板闸阀的液压驱动装置
CN105587932B (zh) 一种新型海底管道连接器
CN205203313U (zh) 水下控制模块的静密封楔块式对接锁紧机构
CN103775750B (zh) 一种连续油管穿电缆密封装置
CN106837239B (zh) 一种旋转尾管固井用液压推靠式橡胶密封水泥头
CN105480398A (zh) 水下控制模块的静密封楔块式对接锁紧机构
CN110553097A (zh) 一种卡爪式深海管道自动连接机具
CN204238869U (zh) 一种抗高扭矩型外置卡簧式隔水导管连接器
CN205424098U (zh) 一种新型海底管道连接器
CN103122753B (zh) 一种防台风钻井隔水管近海面脱离及回接装置
CN207728350U (zh) 水下控制模块挤压式对接锁紧机构
CN105351678A (zh) 灌浆卡箍端部的密封和对中装置
CN110937086A (zh) 一种凹凸式水下对接装置
CN207598217U (zh) 用于水下控制模块的快速锁紧装置
CN104295762A (zh) 一种低扭矩强制密封式固定球球阀
CN210650249U (zh) 一种新型海洋深水切割设备
CN204149122U (zh) 发动机后油封的通用安装装置
CN215920323U (zh) 一种轴承退卸套拆卸工装
CN106969200B (zh) 深水海底管道的回收装置
CN209569340U (zh) 一种与下沉法竖井掘进机配套的水下回转密封
CN111717725B (zh) 一种海管回收工具
CN103158837B (zh) 一种用于无隔水管海底泥浆举升钻井的海底锚泊定位装置
CN209850702U (zh) 一种铰杆张紧式高压水切割执行机构
CN211371562U (zh) 自带张紧功能的螺栓及海管法兰连接结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20191210