CN111980618A - 一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，包含上本体，上本体通过双头螺柱连接有内壳体；内壳体通过螺栓连接有外壳体，上本体与外壳体之间沿中心轴线对称设有锁紧活塞，外壳体与内壳体之间沿中心轴线设有解锁活塞，解锁活塞与锁紧活塞之间通过连接螺钉连接；上本体与内壳体之间沿中心轴线对称设有锁紧环驱动套，锁紧驱动套配合连接锁紧环。该装置实现了井口快速连接锁紧以及紧急情况下的快速解锁回收；且具有紧急二次机械解锁的功能，避免水下远程液压失效或长期水下作业密封失效造成井口连接器无法解锁脱开的风险，保证了海洋油气勘探开发的安全。

Description

一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器
技术领域
本发明属于海洋石油钻采设备技术领域，涉及一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器。
背景技术
水下井口连接器是海洋油气勘探开发的关键设备，主要用于实现水下防喷器组或水下采油树与水下井口头的快速连接，形成海洋钻井平台至水下井口的钻井或油气生产通道；可在紧急情况需要平台与水下钻井或生产设备脱离的时候，快速实现解锁，保证海洋油气勘探开发的安全。
目前海洋水下井口连接器多采用液压驱动锁块进行锁紧的结构，且连接器锁紧与解锁仅采用液压驱动的形式，主要存在以下不足：1、连接器锁紧过程锁块受力不均，易造成连接接触位置受力过大锁块变形，存在解锁时各锁块易卡死，故障率高；2、连接器锁紧与解锁过程仅考虑液压驱动的方式，功能实现方式单一，存在水下远程液压失效带来的风险；3、连接器长期作业在海洋水下环境，存在解锁腔密封失效，无法实现从井口头解锁脱开的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，可实现快速锁紧。
本发明所采用的技术方案是：一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，包含上本体，上本体通过双头螺柱连接有内壳体；内壳体通过螺栓连接有外壳体，上本体与外壳体之间沿中心轴线对称设有锁紧活塞，外壳体与内壳体之间沿中心轴线设有解锁活塞，解锁活塞与锁紧活塞之间通过连接螺钉连接；上本体与内壳体之间沿中心轴线对称设有锁紧环驱动套，锁紧驱动套配合连接锁紧环。
本发明的特点还在于，
锁紧活塞、外壳体和上本体之间形成锁紧活塞腔。
解锁活塞、外壳体和内壳体之间形成解锁活塞腔。
外壳体下端部设有解锁腔入口。
上本体端面开设有锁紧腔入口。
外壳体的外壁通过连接销连接有机械解锁环。
机械解锁环通过螺纹连接有机械解锁连接杆。
连接销贯穿连接外壳体、锁紧驱动套、解锁活塞、机械解锁环。
上本体穿设有指示杆，该指示杆与锁紧环驱动套连接。
锁紧环为开口式锁紧环。
本发明的有益效果是：本发明一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，实现了井口快速连接锁紧以及紧急情况下的快速解锁回收；且具有紧急二次机械解锁的功能，避免水下远程液压失效或长期水下作业密封失效造成井口连接器无法解锁脱开的风险，保证了海洋油气勘探开发的安全。
附图说明
图1为本发明一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器的结构示意图；
图2为本发明一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器的锁紧环俯视图；
图3为本发明一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器的锁紧环剖视图。
图中，1.上本体，2.指示杆，3.锁紧腔入口，4.外壳体，5.锁紧活塞，6.锁紧环驱动套，7.连接螺钉，8.连接销，9.机械解锁环，10.解锁腔入口，11.连接螺栓，12.内壳体，13.锁紧环，14.井口头，15.双头螺柱，16.锁紧螺母，17.第一密封圈，18.解锁活塞，19.第二密封圈，20.第三密封圈，21.金属密封垫环，22.第四密封圈，23.第五密封圈，24.第六密封圈，25.机械解锁连接杆，26.锁紧活塞腔，27.解锁活塞腔，28.油气通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，如图1所示，包含上本体1，上本体1通过双头螺柱15连接有内壳体12；内壳体12通过螺栓11连接有外壳体4，上本体1与外壳体4之间沿中心轴线对称设有锁紧活塞5，外壳体4与内壳体12之间沿中心轴线设有解锁活塞18，解锁活塞18与锁紧活塞5之间通过连接螺钉7连接；上本体1与内壳体12之间沿中心轴线对称设有锁紧环驱动套6，锁紧驱动套6配合连接锁紧环13。
外壳体4下端部设有解锁腔入口10。
上本体1端面开设有锁紧腔入口3。
外壳体4外圆表面周向开设有第一圆孔；机械解锁环9外圆表面周向开设有第二圆孔，第二圆孔与第一圆孔之间产设有连接销8，该连接销8伸入锁紧驱动套6内，与锁紧驱动套6连接；
锁紧驱动套6、解锁活塞18与机械解锁环9之间通过连接销8连接。限制锁紧驱动套6、解锁活塞18与机械解锁环9上下移动。
机械解锁环9的端面设有螺纹孔，通过该螺纹孔机械解锁连接杆25连接。
上本体1穿设有指示杆2，该指示杆2与锁紧环驱动套6连接。
锁紧环驱动套6端面设有通孔，上本体1上开设有栽丝螺纹孔，双头螺柱15穿过内壳体12和锁紧环驱动套6的通孔后，伸入到上本体1的栽丝螺纹孔内，通过锁紧螺母16固定。
锁紧环13为开口式锁紧环；锁紧环13内侧设有多个均匀分布的切口，锁紧环13外侧为斜面结构与锁紧驱动套6的内面配合。在锁紧过程中通过锁紧环驱动套6挤压锁紧环13的外侧斜面，使锁紧环13的内齿咬合到井口头14的锁紧槽。
上本体1可为水下采油树本体，上本体下端面设有栽丝螺纹孔，通过双头螺柱15实现与井口连接器的连接。上本体1内部空间为油气通道28。
解锁活塞18与外壳体4和内壳体12之间形成解锁活塞腔27，为了使得解锁活塞腔的密封性好，防止解锁活塞腔27泄露，通过安装第一密封圈17、第二密封圈19和第三密封圈20对解锁活塞腔27进行密封。
锁紧活塞5与外壳体4和上本体1之间形成锁紧活塞腔26，为了使得锁紧活塞腔26的密封性好，防止锁紧活塞腔26压力泄露，通过第四密封圈22、第五密封圈23、第六密封圈24对锁紧活塞腔进行进一步密封。
本发明一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器的具体工作过程：
当需要井口连接器锁紧到水下井口头14时，液压油从锁紧腔入口3进入腔体，推动锁紧活塞5向下移动，由于锁紧活塞5通过连接螺钉7、连接销8与锁紧驱动套6连接，从而带动锁紧环驱动套6一起下移，挤压锁紧环13的外侧斜面，使锁紧环13的内齿咬合到水下井口头14的锁紧槽，完成井口连接器与水下井口头14之间的锁紧，同时指示杆2通过螺纹已连接到锁紧驱动套6，指示杆2将随锁紧环驱动套6下移，可根据指示杆2移动的位置判断井口连接器锁紧到位，确保操作的可靠性。
反之，当需要井口连接器解锁回收时；由于在锁紧过程时，锁活塞18通过连接螺钉7与解锁活塞5连接一起解锁活塞18下移，液压油从解锁腔入口10进入腔体，推动解锁活塞18向上移动，从而带动锁紧环驱动套6一起上移，锁紧环13的外侧斜面不再受到锁紧环驱动套6的挤压，锁紧环13将自动复位张开，实现连接器与水下井口头14之间的解锁。
考虑井口连接器需长期工作在海洋深水环境，避免出现水下远程液压或连接器密封失效造成无法解锁脱开的情况，设计了紧急二次机械解锁机构。当井口连接器液压解锁系统失效无法驱动解锁活塞18时，通过上拉机械解锁连接杆25，由于机械解锁环9与机械解锁连接杆25连接一体，因此带动机械解锁环9、解锁活塞18和锁紧环驱动套6一起向上移动，待锁紧环驱动套6脱开锁紧环13的外侧斜面后，锁紧环13将复位张开，实现连接器与水下井口头14之间的机械解锁。

Claims (10)

1.一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，包含上本体(1)，上本体(1)通过双头螺柱(15)连接有内壳体(12)；内壳体(12)通过螺栓(11)连接有外壳体(4)，上本体(1)与外壳体(4)之间沿中心轴线对称设有锁紧活塞(5)，外壳体(4)与内壳体(12)之间沿中心轴线设有解锁活塞(18)，解锁活塞(18)与锁紧活塞(5)之间通过连接螺钉(7)连接；上本体(1)与内壳体(12)之间沿中心轴线对称设有锁紧环驱动套(6)，锁紧驱动套(6)配合连接锁紧环(13)。
2.如权利要求1所述的一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，所述锁紧活塞(5)、所述外壳体(4)和所述上本体(1)之间形成锁紧活塞腔(26)。
3.如权利要求1所述的一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，所述解锁活塞(18)、所述外壳体(4)和所述内壳体(12)之间形成解锁活塞腔(27)。
4.如权利要求1～3任一项所述的一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，所述外壳体(4)下端部设有解锁腔入口(10)。
5.如权利要求1～3任一项所述的一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，所述上本体(1)端面开设有锁紧腔入口(3)。
6.如权利要求1～3任一项所述的一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，所述外壳体(4)的外壁通过连接销(8)连接有机械解锁环(9)。
7.如权利要求6任一项所述的一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，所述机械解锁环(9)通过螺纹连接有机械解锁连接杆(25)。
8.如权利要求6所述的一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，所述连接销(8)贯穿连接所述外壳体(4)、所述锁紧驱动套(6)、所述解锁活塞(18)、所述机械解锁环(9)。
9.如权利要求1任一项所述的一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，所述上本体(1)穿设有指示杆(2)，该指示杆(2)与所述锁紧环驱动套(6)连接。
10.如权利要求1任一项所述的一种具有紧急机械解锁功能的井口连接器，其特征在于，所述锁紧环(13)为开口式锁紧环。
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