CN112459741B - 水下采油树水平电、液复合穿越器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水下采油树水平电、液复合穿越器，包括本体、贯穿本体的穿越杆以及安装在本体上的连断机构，所述连断机构用于控制穿越杆与采油树上油管悬挂器连接或断开的操作。本发明水下采油树水平电、液复合穿越器通过水下ROV机器人就能够对连断机构进行连接或断开操作，操作效率高，稳定性强，安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于水下穿越器技术领域，具体涉及水下采油树水平电、液复合穿越器。
背景技术
水下油气生产系统是所有水下油气生产、集输、外输、分配、分离、增压、海管连接(管道组件)、水下设备间跨接(跨接管及水下连接器)、水下注入(注水、注气、注化学药剂等)等水下设备及其控制系统及设备、保护系统及设备、以及支撑结构组成的碳氢化合物生产系统的总称。
水下采油树是水下油气生产系统中的生产作业设备,主要用于悬挂下入井中的油管柱，密封套管的环形空间，控制和调节油井或气井的生产作业。
水下采油树在安装、完井或修井作业过程中，均需要液压动力源和电源来控制水下采油树，水下采油树通过水下采油树穿越器来获取电液。
但是，现有的水下采油树穿越器仍存在以下不足：
传统的水下采油树在油气开采时，穿越器不能够根据实际工况需要进行连接与断开操作，通常穿越器连接操作需要在入水之前完成，而断开操作在水下实现的难度大；故现有的水下采油树穿越器的连接与断开不适宜在水下进行，进而难以满足水下实际作业需求。
基于此，申请人考虑设计一种水下采油树水平电、液复合穿越器。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够进行水下连接或断开的水下采油树水平电、液复合穿越器。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
包括本体、贯穿本体的穿越杆以及安装在本体上的连断机构，所述连断机构用于控制穿越杆与采油树上油管悬挂器连接或断开的操作。
同现有技术相比，本发明水下采油树水平电、液复合穿越器具有的优点是：
通过安装的连断机构，实现了穿越器能够固定在采油树上，并通过ROV机器人就能够对连断机构进行连接或断开操作，无需人员操作潜水船就能够实现控制，操作效率高，稳定性强，安全可靠。
上述水下采油树水平电、液复合穿越器具有较为结构简单，易于实施的优点，适合在现有的水下采油树上安装使用，且运行使用的成本较低，综合使用效益更优。
附图说明
图1为本发明结构的轴测图；
图2为本发明结构的右视图；
图3为图2中的左视图；
图4为图2中AA的剖视图；
图5为图3中BB的剖视图。
附图标记说明：
1本体
2穿越杆
31滑台
32ROV旋转驱动杆
321扭矩接口
322限位凸块
33承重板
4限位台
41紧急用回退槽
42卡齿
5解锁套
52紧急解锁用凸环
53凸缘
6剪切销
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时：如图1至图5所示，水下采油树水平电、液复合穿越器，包括本体1、贯穿本体1的穿越杆2以及安装在本体1上的连断机构，所述连断机构用于控制穿越杆2与采油树上油管悬挂器连接或断开的操作。
同现有技术相比，本发明水下采油树水平电、液复合穿越器具有的优点是：
通过安装的连断机构，实现了穿越器能够固定在采油树上，并通过ROV机器人就能够对连断机构进行连接或断开操作，无需人员操作潜水船就能够实现控制，效率高，稳定性强，适合水下连接与水下断开操作的工况，省时省力，更好确保作业人员的安全。
上述水下采油树水平电、液复合穿越器具有较为结构简单，易于实施的优点，适合在现有的水下采油树上安装使用，且运行使用的成本较低，综合使用效益更优。
其中，所述连断机构包括：
承载体，用于承载固定穿越杆2；
驱动装置，用于控制承载体移动。
这样一来，通过驱动装置控制承载体移动，以此带动穿越杆2移动，从而控制穿越杆2与采油树上油管悬挂器连接或断开的操作，结构简单，操作方便，连接和断开操作更加快速稳定。
其中，所述承载体的移动方向与穿越杆2的长度方向一致。
这样一来，承载体的移动方式更加高效，更加稳定，不易出现机械性故障。
其中，所述本体1内设有位移腔，所述承载体安装在位移腔内，所述驱动装置与位移腔内的承载体传动连接。
实施时，承载体可在位移腔内移动。
这样一来，使得承载体在本体1内有了位移空间，无需在本体1外设置复杂机械结构，并且还能受到本体1的保护，实用性强。
其中，所述承载体包括滑台31，所述滑台31上固定设有承重板33，承重板33承载固定穿越杆2。
实施时，滑台31与穿越杆2之间通过承重板33固定连接，滑台31滑动时，滑台31与穿越杆2之间无相对位移，滑台31的圆周方向可根据实际需求搭载设置多个穿越杆2。
这样一来，滑台31可带动穿越杆2位移，操控简单；且多个穿越杆2能够精准同步的被滑台31驱动位移，位移精度更高，对准对接效果更好。此外，上述滑台、承重板和穿越杆的结构，易于根据实际需求来增减穿越杆的数量，降低设计与制造的成本。
其中，所述驱动装置包括ROV旋转驱动杆32，所述ROV旋转驱动杆32的传动端贯穿至位移腔，并与滑台31螺纹传动，控制端伸出至本体1外。
实施时，滑台31中轴心上贯穿设置有螺纹孔，ROV旋转驱动杆32与螺纹孔螺纹传动连接；
实施时，ROV旋转驱动杆32上设有限位凸块322，限位凸块322沿ROV旋转驱动杆32径向插入本体1内，并可与本体1在转动方向上产生相对运动，使得ROV旋转驱动杆32无法在自身长度方向上产生位移，以此确保传动的稳定性。
这样一来，ROV机器人就可以从本体1外部通过ROV旋转驱动杆32的控制端控制滑台31移动，以此控制穿越杆2与采油树上油管悬挂器的连接与断开，操作方便，通过螺纹传动，传动距离更精准。
其中，所述ROV旋转驱动杆32的控制端上设有扭矩接口321。
实施时，扭矩接口321采用ISO 13628-8Class 4标准。
这样一来，更方便ROV机器人的控制操作，提升机器人的操作精度，适用性更广。
其中，所述本体1上设有连通位移腔的开口，开口方向与穿越杆2的连接方向相反，所述连断机构还包括强制解连机构，用于将承载体从位移腔内沿开口方向拔出。
这样一来，在承载体与驱动装置之间的传动连接机构出现机械故障时，能够快速有效的断开穿越杆2与采油树上油管悬挂器之间的连接关系，比如：当ROV旋转驱动杆32与滑台31之间的螺纹传动出现打滑或崩齿时，断开过程快，应急使用效果好。
其中，所述强制解连机构包括：
限位台4，所述限位台4可拆卸的安装在本体1上，用于锁定ROV旋转驱动杆32在长度方向上的位移；
解锁套5，所述解锁套5套接在本体1与限位台4之间，用于二次锁定本体1与限位台4之间的连接，还用于协助限位台4从本体1上分离。
这样一来，限位台4既能够在与本体1连接状态下锁定ROV旋转驱动杆32在长度方向上的位移，又能够在与本体1分离状态下解除ROV旋转驱动杆32在长度方向上的位移限制，以此再通过ROV机器人拉拔ROV旋转驱动杆32实现强制解连；
解锁套5使得拔出限位台4时更加省时省力。
实施时，限位台4包括端板和卡齿42，所述端板设置有供穿越杆2和ROV旋转驱动杆32贯穿的穿孔，且穿孔内还设置有O型密封件；所述端板的周向边缘沿轴向延伸形成有条形块，所述条形块为在端板的圆周方向间隔设置的多块，每块条形块上远离端板的一端具有沿径向向内凸出的所述卡齿42，对应的，所述本体外侧面设有供各个所述卡齿42卡入的卡入的卡槽；
限位台4通过卡齿42与本体1卡接，解锁套5套在限位台4外部确保卡齿42可靠的卡入本体1上的卡槽内；解锁套5整体套接在所述限位台的外部，且解锁套5与限位台4之间连接设有能够轴向拉断的剪切销；
以上结构，即可确保限位台、解锁套5与本体1之间的可靠装配连接。
与此同时，限位台4的短板的外侧面上设有紧急用回退槽41，解锁套5的内侧面设置有插入所述紧急用回退槽41的紧急解锁用凸环52；且所述紧急解锁用凸环52能够在紧急用回退槽41的轴向移动距离大于所述卡齿42部分的轴向长度；
所述解锁套5的圆周方向的外侧面上设有紧急驱动用凸缘53。
这样一来，在紧急情况下时，即可通过拉动或驱动紧急驱动用凸缘53来带动解锁套5来拉断剪切销6，随后，解锁套5继续后退并使得解锁套5内侧的紧急解锁用凸环52在限位台4的紧急用回退槽41同步后退，随后，限位台4上的卡齿42处露出解锁套5外部，最终，紧急解锁用凸环52抵紧紧急用回退槽41的轴向侧壁并拉动限位台4，限位台4同步拉动卡齿42并解除与本体1之间的连接。当限位台4从本体1上拉出一定距离或取出后，即消除对滑台31和穿越杆2的轴向限位，此时，即可轻易的将ROV旋转驱动杆32以及滑台31和穿越杆2外拉，解除穿越杆的连接。
剪切销既能够在非强制解连状态下加固解锁套5与限位台4之间的连接关系，还能够在强制解连状态通过液压剪切使得解锁套5与限位台4之间能够产生相对位移。
实施时，限位台4与本体1的接触面之间设有密封圈，防止液体流入本体1内。
实施时，ROV旋转驱动杆32传动端的端头与本体1抵接，且传动端上靠近限位台4的一侧设有限位凸块322，限位凸块322位于位移腔内，限位凸块322与限位台4之间的间距不超过2mm；
这样一来，在非强制解连的状态下，ROV旋转驱动杆32无法在自身长度方向上产生位移，也就不能通过承载体带动穿越杆2强制移动，避免在非强制解连状态下穿越杆2与水下采油树上的对应的接头之间断开；确保连接的可靠性。
以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。
Claims (7)
1.水下采油树水平电、液复合穿越器，其特征在于：包括本体、贯穿本体的穿越杆以及安装在本体上的连断机构，所述连断机构用于控制穿越杆与采油树上油管悬挂器连接或断开的操作；
所述连断机构包括：
承载体，用于承载固定穿越杆；
驱动装置，用于控制承载体移动；
所述本体上设有连通位移腔的开口，开口方向与穿越杆的连接方向相反，所述连断机构还包括强制解连机构，用于将承载体从位移腔内沿开口方向拔出；
所述强制解连机构包括：
限位台，所述限位台可拆卸的安装在本体上，用于锁定ROV旋转驱动杆在长度方向上的位移；
解锁套，所述解锁套套接在本体与限位台之间，用于二次锁定本体与限位台之间的连接，还用于协助限位台从本体上分离；
所述限位台包括端板和卡齿，所述端板设置有供穿越杆和ROV旋转驱动杆贯穿的穿孔，且穿孔内还设置有O型密封件；所述端板的周向边缘沿轴向延伸形成有条形块，所述条形块为在端板的圆周方向间隔设置的多块，每块条形块上远离端板的一端具有沿径向向内凸出的所述卡齿，对应的，所述本体外侧面设有供各个所述卡齿卡入的卡槽；
限位台通过卡齿与本体卡接，解锁套套在限位台外部确保卡齿可靠的卡入本体上的卡槽内；解锁套整体套接在所述限位台的外部，且解锁套与限位台之间连接设有能够轴向拉断的剪切销；
限位台的短板的外侧面上设有紧急用回退槽，解锁套的内侧面设置有插入所述紧急用回退槽的紧急解锁用凸环；且所述紧急解锁用凸环能够在紧急用回退槽的轴向移动距离大于所述卡齿部分的轴向长度；
所述解锁套的圆周方向的外侧面上设有紧急驱动用凸缘。
2.根据权利要求1所述的水下采油树水平电、液复合穿越器，其特征在于：所述承载体的移动方向与穿越杆的长度方向一致。
3.根据权利要求1所述的水下采油树水平电、液复合穿越器，其特征在于：所述本体内设有位移腔，所述承载体安装在位移腔内，所述驱动装置与位移腔内的承载体传动连接。
4.根据权利要求1所述的水下采油树水平电、液复合穿越器，其特征在于：所述承载体包括滑台，所述滑台上固定设有承重板，用于承载固定穿越杆。
5.根据权利要求1所述的水下采油树水平电、液复合穿越器，其特征在于：所述驱动装置包括ROV旋转驱动杆，所述ROV旋转驱动杆的传动端贯穿至位移腔，并与滑台螺纹传动，控制端伸出至本体外。
6.根据权利要求5所述的水下采油树水平电、液复合穿越器，其特征在于：所述ROV旋转驱动杆的控制端上设有扭矩接口。
7.根据权利要求1所述的水下采油树水平电、液复合穿越器，其特征在于：所述解锁套外表面上设有凸缘。
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