CN111136610A - 一种液压操作式密封圈更换工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压操作式密封圈更换工具，通过更换不同推环，在液压缸的往复运动下，完成对密封圈的安装与拆卸；安装密封圈时，梯形顶头推环弹性变形卡住密封圈凸台，密封圈凸台圈壁外侧中央设有固定槽，固定槽可顶起上法兰定位销完成安装；45度顶头推环轴向长度比梯形顶头推环长，拆卸密封圈时，45度顶头推环会顶起上法兰定位销；筒座的凸环嵌于下法兰环槽内，当液压缸运动时对下法兰施加作用力，为整个机构提供支撑；伸缩筒筒壁开有多个减重孔，减轻了整个机构的重量；避免了将密封圈及法兰回收至陆地进行更换的过程，保证了工程安全，提高了工程质量。

Description

一种液压操作式密封圈更换工具

技术领域

本发明涉及一种密封圈更换工具，尤其涉及一种液压操作式密封圈更换工具，属于深水 环境的更换密封圈的工具。

背景技术

石油作为一种不可再生资源，随着不断地消耗，陆地上有限的石油资源已不能满足人类 日益增长的需求。因此海洋油气资源的勘探开发已经成为世界各工业国关注的重点和焦点。 我国海洋油气开发能力经过几十年的努力虽然有了质的飞跃，但与发达国家相比，海洋油气 的勘查与开采能力相对不足。目前，我国近海原油探明率不足20％，天然气探明率不足10％， 且70％的油气储量位于深水海域。渤海、东海、南海北部三大石油勘探区，石油资源勘探正 式进入起步期，海洋油气资源的勘探开发主要采用水下生产系统，水下生产系统主要包括： 海底油井、采油树、连接器、跨接管、管汇和立管等部分。水下生产系统建设有这样一个过 程：在钻井、测井和所有一切的试验工作完成之后，油井井口必须在钻井平台离开时暂时暴 露一段时间。通常，在海底划定一块油田地区，要钻许多的油井，油气开采需要许多独立的 模块，模块间使用连接器连接，接口由密封圈密封。为了保证其密封的可靠性，每隔一段时 间就需要更换密封圈。但是由于海底工作环境的特殊性，给更换密封圈的工作带来了极大的 困难，因此发明一种适用于深水的密封圈更换工具将给目前的密封圈更换工作带来极大的便 捷。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种液压操作式密封圈更换工具，可在水下由远程遥控机器人 利用更换工具方便快捷的将密封圈安装与拆卸，避免了将密封圈及法兰回收至陆地进行更换 的过程，有效的减少了作业时间，提高了作业的效率：该工具由液压缸驱动，结构精巧，节 约了操作空间，提高了工程的质量。

本发明的目的是这样实现的：包括下法兰、设置在下法兰上的筒座、设置在筒座内的伸 缩筒、与伸缩筒前端部内壁连接的液压缸套筒、设置在液压缸套筒与筒座之间的液压缸、上 法兰、设置在上法兰上的可伸缩定位销，所述伸缩筒前端为轴端，在轴端外侧设置有可拆卸 的推环，液压缸套筒上套有密封圈凸台，密封圈凸台为对称式结构且在中间位置设置有与可 伸缩定位销配合的固定槽、两端为斜面，推环的前端部与密封圈凸台接触。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述推环有两种，一种是用于安装密封凸台时的梯形顶头推环，另一种是拆卸密封凸 台的45°顶头推环，且45°顶头推环的长度大于梯形顶头推环的长度。

2.所述伸缩筒上设置有减震孔。

3.在筒座外壁上设置有两个把手固定座，把手安装在两个把手固定座中。

4.安装过程中，密封圈凸台套于液压缸套筒外侧，由梯形顶头推环轴向单方向限制密封 圈凸台，液压缸回油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时，密封圈凸 台的倾斜面顶起上法兰内部的可伸缩定位销，使定位销卡入中间位置的固定槽后完成安装；

所述过程中，液压缸进油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时， 45度顶头推环顶起上法兰的内部可伸缩定位销，密封圈凸台圈壁外侧中央处固定槽的槽壁通 过倾斜面在推力作用下卡入推环内壁卡槽，液压缸回油带出密封圈凸台完成拆卸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可在水下由远程遥控机器人利用更换工具方便 快捷的将密封圈安装与拆卸，避免了将密封圈及法兰回收至陆地进行更换的过程，有效的减 少了作业时间，提高了作业的效率：该更换工具由液压缸驱动，结构简单精巧，节约了操作 空间，提高了工程的质量。

附图说明

图1为本发明一种液压操作式密封圈更换工具的分解结构示意图。

图2为本发明一种液压操作式密封圈更换工具的剖视图。

图3为本发明一种液压操作式密封圈更换工具的整体结构示意图。

图4为本发明一种液压操作式密封圈更换工具的安装密封圈示意图。

图5为本发明一种液压操作式密封圈更换工具的拆卸密封圈示意图。

图6为本发明一种液压操作式密封圈更换工具的两种推环剖视图。

图中主要标号说明：

1上法兰、2密封圈凸台、3螺母、4液压缸套筒、5液压缸、6螺钉、7推环、8伸缩筒、 9把手固定座、10把手、11筒座、12垫片、13螺钉、14螺钉、15下法兰。

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。

如图1、图2、图3、图4，图5，图6所示，本发明提供一种液压操作式一种液压操作 式密封圈更换工具，包括一个45度顶头推环7(45度指图6中7放大部分)，一个梯形顶头 推环7’(梯形指图6中7’放大部分)，一个伸缩筒8，一个液压缸套筒8，一个液压缸4， 一个筒座11，一个把手固定座9，一个把手10，一个密封圈凸台2，一个上法兰1，一个下 法兰15。本发明的推环套于伸缩筒上，分为45度顶头推环和梯形顶头推环，45度顶头推环 较梯形顶头推环轴向长度较长，分别在拆卸和安装时使用。所述密封圈的更换工具通过内部 的液压缸驱动，液压缸活塞杆尾部通过螺钉连接于筒座，液压缸缸体头部连接液压缸套筒。 所述安装密封圈时，密封圈凸台套于液压缸套筒外侧，由梯形顶头推环轴向单方向限制密封 圈凸台，液压缸回油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时(密封圈凸 台圈壁外侧中央设有固定槽，槽的外圈带有倾斜面)，可顶起上法兰内部的可伸缩定位销，使定位销卡入固定槽后完成安装。所述拆卸密封圈时，液压缸进油推动伸缩筒向上法兰方向前 进，临近密封圈凸台安装位置时，45度顶头推环顶起上法兰的内部可伸缩定位销，密封圈凸 台圈壁外侧中央处固定槽的槽壁通过倾斜面在推力作用下卡入推环内壁卡槽，此时液压缸回 油带出密封圈凸台完成拆卸。所述伸缩筒的筒壁开有多个减重孔，既保证了结构的强度，又 减轻了整个机构的重量，节约了工程成本，保证了工程的安全，提高了工程的可靠度。所述 更换工具通过吊车吊钩勾住把手下放到海底。把手两端与把手固定座通过螺钉连接，把手固 定座焊于筒座外壁。所述筒座的凸环嵌于下法兰环槽内，当液压缸运动时对下法兰施加作用 力，从而为整个机构提供支撑。

本发明的创新之处是：通过更换不同推环7，在液压缸4的往复运动下，完成对密封圈 的安装与拆卸；安装密封圈时，梯形顶头推环轴向单方向限制密封圈凸台2，密封圈凸台2 圈壁外侧中央设有固定槽，固定槽可顶起定位销完成安装；45度顶头推环7轴向长度较梯形 顶头推环7’长，拆卸密封圈时，45度顶头推环会顶起上法兰定位销；筒座11的凸环嵌于下 法兰15环槽内，当液压缸5运动时对下法兰15施加作用力，为整个机构提供支撑；伸缩筒8筒壁开有多个减重孔，减轻了整个机构的重量。避免了将密封圈及法兰回收至陆地进行更换的过程，保证了工程安全，提高了工程质量。

如图1、图2、图3、图4，图5，图6所示，本发明密封圈的更换工具，其中：更换工 具通过内部的液压缸5驱动，液压缸5活塞杆尾部通过螺钉6连接于筒座11，液压缸5缸体 头部连接液压缸套筒4。所述安装密封圈时，密封圈凸台2套于液压缸套筒4外侧，由梯形 顶头推环7’轴向单方向限制密封圈凸台2，液压缸5回油推动伸缩筒8向上法兰1方向前进， 临近密封圈凸台2安装位置时，密封圈凸台2圈壁外侧中央设有固定槽，槽的外圈带有倾斜 面，可顶起上法兰1内部的可伸缩定位销，使定位销卡入固定槽后完成安装。所述拆卸密封 圈时，液压缸5进油推动伸缩筒8向上法兰1方向前进，临近密封圈凸台2安装位置时，45 度顶头推环7顶起上法兰1的内部可伸缩定位销，密封圈凸台2圈壁外侧中央处固定槽的槽 壁通过倾斜面在推力作用下卡入推环7内壁卡槽，此时液压缸5回油带出密封圈凸台2完成 拆卸。所述伸缩筒8的筒壁开有多个减重孔，既保证了结构的强度，又减轻了整个机构的重 量，节约了工程成本，保证了工程的安全，提高了工程的可靠度。所述筒座11的凸环嵌于下 法兰15环槽内，当液压缸5运动时对下法兰15施加作用力，从而为整个机构提供固定支撑。

本发明密封圈安装时：液压缸5缸头通过螺钉3与液压缸套筒4连接，活塞杆尾部通过 螺钉13与筒座11连接；伸缩筒8安装于筒座11内壁，液压缸套筒4外径和伸缩筒8轴端内径相同，且焊接于伸缩筒8内壁。推环圆周方向开有八个沉头孔，伸缩筒8轴端外侧壁与推环7通过螺钉6连接；把手固定座9焊接于筒座11外壁重心处，把手10通过螺钉14与把手 固定座连接。整个更换工具通过吊车的吊钩钩住把手10后，垂直下放到工作位置的水平位置后，水平移动吊钩，将筒座11的凸环放置到下法兰15环槽后完成安装。如图4、图5、图6 所示，安装和拆卸需要更换不同的推环，安装时使用梯形顶头推环7’，拆卸时使用45度顶 头推环7。

本发明密封圈更换工具的工作原理及优点：

1、一种液压操作式密封圈更换工具安装密封圈：如图4所示，驱动液压缸5，液压缸5 带动梯形头推环7’进给，临近密封圈安装位置时，由于密封圈凸台2圈壁外侧中央处固定槽的槽壁为倾斜面，可在液压缸5推力作用下，推起同样带有倾斜面的可伸缩定位销。在槽壁完全顶起定位销后并通过定位销，定位销回位卡入中央处固定槽，液压缸5回油，伸缩筒8回缩筒座11，此时完成密封圈的安装；一种液压操作式密封圈更换工具拆卸密封圈：如图5所示，将推环更换为45度顶头推环7，驱动液压缸5，临近密封圈时，45度顶头推环7倾 斜面与定位销倾斜面接触并顶起定位销，而后推环7继续前进，当密封圈凸台2圈壁外侧中 央处固定槽的槽壁通过倾斜面在外力作用下卡入推环7内壁卡槽后停止，此时液压缸5回油， 带出密封圈凸台2完成拆卸。

2、考虑到海底复杂的工作环境(洋流和地震)，该工具采用了纯机械机构，使该机构更 为安全可靠，提高了工程的质量。

3、通过在筒座11轴端设置环形凸台，使整个工具能在工作状态中受到反作用力的作用 而得到支撑，有效的减小了该更换工具的体积，增加了操作空间。

4、通过更换不同的推环7，实现了密封圈方便快捷的安装和拆卸，作业效率高，节约了 人力和物力，降低了工程的成本。

5、考虑了该工具工作时的动态重心稳定性，将把手10的安装位置和形式进行了设置， 使整个安装拆卸过程能够平稳进行，适合于水下作业。

6、伸缩筒8筒壁开有多个减重孔，降低了整个机构的重量，减少了工作过程中损耗。

Claims (9)

1.一种液压操作式密封圈更换工具，其特征在于：包括下法兰、设置在下法兰上的筒座、设置在筒座内的伸缩筒、与伸缩筒前端部内壁连接的液压缸套筒、设置在液压缸套筒与筒座之间的液压缸、上法兰、设置在上法兰上的可伸缩定位销，所述伸缩筒前端为轴端，在轴端外侧设置有可拆卸的推环，液压缸套筒上套有密封圈凸台，密封圈凸台为对称式结构且在中间位置设置有与可伸缩定位销配合的固定槽、两端为斜面，推环的前端部与密封圈凸台接触。

2.根据权利要求1所述的一种液压操作式密封圈更换工具，其特征在于：所述推环有两种，一种是用于安装密封凸台时的梯形顶头推环，另一种是拆卸密封凸台的45°顶头推环，且45°顶头推环的长度大于梯形顶头推环的长度。

3.根据权利要求1或2所述的一种液压操作式密封圈更换工具，其特征在于：所述伸缩筒上设置有减震孔。

4.根据权利要求1或2所述的一种液压操作式密封圈更换工具，其特征在于：在筒座外壁上设置有两个把手固定座，把手安装在两个把手固定座中。

5.根据权利要求3所述的一种液压操作式密封圈更换工具，其特征在于：在筒座外壁上设置有两个把手固定座，把手安装在两个把手固定座中。

6.根据权利要求2所述的一种液压操作式密封圈更换工具，其特征在于：安装过程中，密封圈凸台套于液压缸套筒外侧，由梯形顶头推环轴向单方向限制密封圈凸台，液压缸回油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时，密封圈凸台的倾斜面顶起上法兰内部的可伸缩定位销，使定位销卡入中间位置的固定槽后完成安装；

所述过程中，液压缸进油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时，45度顶头推环顶起上法兰的内部可伸缩定位销，密封圈凸台圈壁外侧中央处固定槽的槽壁通过倾斜面在推力作用下卡入推环内壁卡槽，液压缸回油带出密封圈凸台完成拆卸。

7.根据权利要求3所述的一种液压操作式密封圈更换工具，其特征在于：安装过程中，密封圈凸台套于液压缸套筒外侧，由梯形顶头推环轴向单方向限制密封圈凸台，液压缸回油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时，密封圈凸台的倾斜面顶起上法兰内部的可伸缩定位销，使定位销卡入中间位置的固定槽后完成安装；

所述过程中，液压缸进油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时，45度顶头推环顶起上法兰的内部可伸缩定位销，密封圈凸台圈壁外侧中央处固定槽的槽壁通过倾斜面在推力作用下卡入推环内壁卡槽，液压缸回油带出密封圈凸台完成拆卸。

8.根据权利要求4所述的一种液压操作式密封圈更换工具，其特征在于：安装过程中，密封圈凸台套于液压缸套筒外侧，由梯形顶头推环轴向单方向限制密封圈凸台，液压缸回油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时，密封圈凸台的倾斜面顶起上法兰内部的可伸缩定位销，使定位销卡入中间位置的固定槽后完成安装；

所述过程中，液压缸进油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时，45度顶头推环顶起上法兰的内部可伸缩定位销，密封圈凸台圈壁外侧中央处固定槽的槽壁通过倾斜面在推力作用下卡入推环内壁卡槽，液压缸回油带出密封圈凸台完成拆卸。

9.根据权利要求5所述的一种液压操作式密封圈更换工具，其特征在于：安装过程中，密封圈凸台套于液压缸套筒外侧，由梯形顶头推环轴向单方向限制密封圈凸台，液压缸回油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时，密封圈凸台的倾斜面顶起上法兰内部的可伸缩定位销，使定位销卡入中间位置的固定槽后完成安装；

所述过程中，液压缸进油推动伸缩筒向上法兰方向前进，临近密封圈凸台安装位置时，45度顶头推环顶起上法兰的内部可伸缩定位销，密封圈凸台圈壁外侧中央处固定槽的槽壁通过倾斜面在推力作用下卡入推环内壁卡槽，液压缸回油带出密封圈凸台完成拆卸。

Images