CN113414789A - 一种水下多路液压连接器的应急解脱装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下多路液压连接器的应急解脱装置和方法，其中装置包括由剪切销连接的内部总成和外部总成；相对现有水下多路液压连接器的应急解脱装置，本发明的剪切销与卡爪之间存在间隙，在正常工况下，剪切销不承受控制管路中液压分离力产生的剪切载荷，故而不需要高强度的剪切销，应急解脱时，不需要水下机器人施加非常大的力就能实现内部总成和外部总成的分离，能够快速实现本装置从水下设备脱离；避免了设置强度过大的剪切销及相关结构，同时也降低了对水下机器人及操作工具的需求。

Description

一种水下多路液压连接器的应急解脱装置和方法
技术领域
本发明涉及一种应急解脱装置器，具体是一种水下多路液压连接器的应急解脱装置和方法。
背景技术
随着海洋石油工程的不断发展以及深海油气资源开采的不断深入，水下多路液压连接器作为必要的水下液压控制管路连接设备被广泛使用。水下环境较为复杂，一旦发生应急突发状况，即需要将水下连接设备与水下设备断开。现有水下多路液压连接器的应急解脱装置，其剪切销安装在夹头上。在正常操作工况下，因剪切销需要承受控制管路中液压分离力产生的剪切载荷，增加了剪切销及相关部件结构强度的设计要求，以及操作扭矩和工具需求，不利于水下操作，而且会引起不必要的海上施工资源浪费：例如水下机器人、操作工具等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水下多路液压连接器的应急解脱装置和方法，能够快速实现水下多路液压连接器与水下设备的分离。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水下多路液压连接器的应急解脱装置，包括内部总成、外部总成和剪切销；所述内部总成和所述外部总成同中心轴设置，并通过所述剪切销联接；
所述内部总成包括：内套筒、第一螺栓和水下机器人操作接口；所述内套筒通过所述第一螺栓与所述水下机器人操作接口连接；
所述外部总成包括：外套筒、卡爪、传动螺杆、第二螺栓和安装板；所述外套筒通过所述第二螺栓与所述安装板连接；用于连接水下设备的所述卡爪的一端与所述传动螺杆螺纹连接，所述传动螺杆固定在所述安装板上；
所述卡爪置于所述内套筒内；所述安装板位于所述外套筒和所述水下机器人操作口之间；
所述剪切销穿设于所述内套筒和所述外套筒之间，所述剪切销与所述卡爪之间存在间隙。
进一步地，所述第一螺栓与所述安装板螺纹连接。
进一步地，所述第一螺栓有多个，绕所述中心轴阵列分布。
进一步地，所述剪切销有多组，所述内套筒上设置有第一通孔，所述外套筒上设置有第二通孔，所述剪切销位于所述第一通孔和所述第二通孔内。
进一步地，所述剪切销与所述内套筒的筒壁垂直，三组所述剪切销环沿所述外套筒周向布置，且每组所述剪切销之间夹角为120°。
进一步地，所述的水下多路液压连接器集成在所述安装板上。
进一步地，所述传动螺杆穿设于所述安装板，并与所述安装板垂直固定、与所述内套筒同轴分布。。
本发明还提供一种水下多路液压连接器的应急解脱方法，包括权利要求1～7中任一项所述的应急解脱装置；具体步骤为：
操作水下机器人连接至所述水下机器人操作接口；
操作所述水下机器人向背离所述卡爪的方向拉拔，以切断所述剪切销，所述内部总成与所述外部总成发生相对位移；
继续操作所述水下机器人拉拔所述水下机器人操作接口，使所述应急解脱装置从所述水下设备解脱。
本发明的技术效果在于：本发明的一种水下多路液压连接器的应急解脱装置，包括由剪切销连接的内部总成和外部总成；相对现有水下多路液压连接器的应急解脱装置，本发明的剪切销与卡爪之间存在间隙，在正常工况下，剪切销不承受控制管路中液压分离力产生的剪切载荷，故而不需要高强度的剪切销，应急解脱时，不需要水下机器人施加非常大的力就能实现内部总成和外部总成的分离，能够快速实现本装置从水下设备脱离；避免了设置强度过大的剪切销及相关结构，同时也降低了对水下机器人及操作工具的需求。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是本发明的一种水下多路液压连接器的应急解脱装置的整体结构等轴侧示意图；
图2是本发明的一种水下多路液压连接器的应急解脱装置的主视图；
图3图2中A-A剖面示意图。
图中主要标号说明：
1-内部总成、2-外部总成、3-内套筒、4-外套筒、5-第一螺栓、6-水下机器人操作接口、7-第二螺栓、8-安装板、9-剪切销、10-传动螺杆、11-卡爪、12-水下多路液压连接器。具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1、图2和图3所示，为本发明的一种水下多路液压连接器的应急解脱装置100，包括内部总成1、外部总成2和剪切销9；内部总成1和外部总成2同中心轴设置，并通过剪切销9联接；
内部总成1包括：内套筒3、第一螺栓5和水下机器人操作接口6；内套筒3通过第一螺栓5与水下机器人操作接口6连接；
外部总成2包括：外套筒4、卡爪11、传动螺杆10、第二螺栓7和安装板8；外套筒4通过第二螺栓7与安装板8连接；用于连接水下设备的卡爪11的一端与传动螺杆10螺纹连接，传动螺杆10固定在安装板8上；
卡爪11置于内套筒4内；安装板8位于外套筒4和水下机器人操作口6之间；
剪切销9穿设于内套筒3和外套筒4之间，剪切销9与卡爪11之间存在间隙。剪切销9与卡爪11相对独立，因此，在正常工作工况下剪切销9不会受到来自卡爪11的轴向载荷。
参见图3，第一螺栓5与安装板8螺纹连接。
进一步地，第一螺栓5有多个，绕中心轴阵列分布。
进一步地，剪切销9有多组，内套筒3上设置有第一通孔，外套筒4上设置有第二通孔，剪切销9位于第一通孔和第二通孔内。
进一步地，剪切销9与内套筒3的筒壁垂直，三组剪切销9环沿外套筒4周向布置，且每组剪切销9之间夹角为120°。
进一步地，水下多路液压连接器12集成在安装板8上。
如图3所示，传动螺杆10穿设于安装板8，并与安装板8垂直固定，与内套筒3同轴分布，安装板8通过轴向限位使传动螺杆10只能转动而不能轴向移动。传动螺杆10的直径是变化的，其剖面呈现阶梯状的直径突变，其中直径小、细的部分穿过了安装板8，直径大、粗的部分成为它的一侧限位，再通过垫环(图中未示出)固定在安装板上组成传动螺杆10的另一侧限位。传动螺杆10与安装板8可以周向转动，不能轴向移动：传动螺杆上的外螺纹与卡爪11一端上的内螺纹配合，当传动螺杆10转动时，使得卡爪11能沿着传动螺杆10的轴向移动。
本发明还提供一种水下多路液压连接器的应急解脱方法，包括本发明的应急解脱装置；具体步骤为：
操作水下机器人连接至水下机器人操作接口6；
操作水下机器人向背离卡爪11的方向拉拔，以切断剪切销9，内部总成1与外部总成2发生相对位移；
继续操作水下机器人拉拔水下机器人操作接口6，使应急解脱装置100从水下设备解脱。
通过水下机器人操作，向外拉拔解脱装置内部总成1，解脱装置内部总成1中的内套筒3与解脱装置外部总成2中的外套筒4发生相对位移，剪切销9被剪断，内套筒3向外移动，释放掉对卡爪11的环向约束，卡爪11与水下设备分离，完成了水下多路液压连接器12与水下设备间的应急解脱。
参见图3，根据本发明应急解脱装置100的一个具体实施例，包括由剪切销9连接的内部总成1和外部总成2；
内部总成1包括：内套筒3、第一螺栓5和水下机器人操作接口6，内套筒3的作用是为卡爪11提供环向约束，使卡爪11牢固地锁紧在水下设备上。
在应急解脱工况下，解锁工具提供的解脱力(水下机器人等拉动产生的力)可通过水下机器人操作接口6和第一螺栓5传递到内套筒3处。
外部总成2中，安装板8可以起到限制传动螺杆10沿着中心轴方向移动的作用，并将控制管路中液压分离力产生的载荷通过传动螺杆10传递到卡爪11及水下设备上。
相对现有水下多路液压连接器的应急解脱装置，本发明的剪切销与卡爪之间存在间隙，在正常工况下，水下多路液压连接器12通过卡爪11与水下设备联接并锁紧，解脱装置内部总成1和解脱装置外部总成2之间没有相对运动趋势，剪切销不受外力，即剪切销不承受控制管路中液压分离力产生的剪切载荷，故而不需要高强度的剪切销；在应急解脱工况下，水下机器人向外拉拔解脱装置内部总成1，使解脱装置内部总成1与解脱装置外部总成2发生相对位移，剪断剪切销9，完成水下多路液压连接器12与水下设备间的应急解脱；而这个过程不需要水下机器人施加非常大的力就能实现，能够快速实现本应急解脱装置100从水下设备脱离；避免了设置强度过大的剪切销及相关结构，同时也降低了对水下机器人及操作工具的需求，也降低了水下复杂环境对设备分离过程的影响。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种水下多路液压连接器的应急解脱装置，其特征在于：包括内部总成、外部总成和剪切销；所述内部总成和所述外部总成同中心轴设置，并通过所述剪切销联接；
所述内部总成包括：内套筒、第一螺栓和水下机器人操作接口；所述内套筒通过所述第一螺栓与所述水下机器人操作接口连接；
所述外部总成包括：外套筒、卡爪、传动螺杆、第二螺栓和安装板；所述外套筒通过所述第二螺栓与所述安装板连接；用于连接水下设备的所述卡爪的一端与所述传动螺杆螺纹连接，所述传动螺杆固定在所述安装板上；
所述卡爪置于所述内套筒内；所述安装板位于所述外套筒和所述水下机器人操作口之间；
所述剪切销穿设于所述内套筒和所述外套筒之间，所述剪切销与所述卡爪之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的应急解脱装置，其特征在于：所述第一螺栓与所述安装板螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的应急解脱装置，其特征在于：所述第一螺栓有多个，绕所述中心轴阵列分布。
4.根据权利要求1所述的应急解脱装置，其特征在于：所述剪切销有多组，所述内套筒上设置有第一通孔，所述外套筒上设置有第二通孔，所述剪切销位于所述第一通孔和所述第二通孔内。
5.根据权利要求4所述的应急解脱装置，其特征在于：所述剪切销与所述内套筒的筒壁垂直，三组所述剪切销环沿所述外套筒周向布置，且每组所述剪切销之间夹角为120°。
6.根据权利要求1所述的应急解脱装置，其特征在于：所述的水下多路液压连接器集成在所述安装板上。
7.根据权利要求1所述的应急解脱装置，其特征在于：所述传动螺杆穿设于与所述安装板，并与所述安装板垂直固定，与所述内套筒同轴分布。
8.一种水下多路液压连接器的应急解脱方法，其特征在于：包括权利要求1～7中任一项所述的应急解脱装置；具体步骤为：
操作水下机器人连接至所述水下机器人操作接口；
操作所述水下机器人向背离所述卡爪的方向拉拔，以切断所述剪切销，所述内部总成与所述外部总成发生相对位移；
继续操作所述水下机器人拉拔所述水下机器人操作接口，使所述应急解脱装置从所述水下设备解脱。
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