CN114251477B - 深水一体rov单操多隔离阀 - Google Patents

深水一体rov单操多隔离阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种深水一体ROV单操多隔离阀，包括阀体、ROV工具接口、以及球阀组件；阀体上设有介质通道，介质通道的两端与外部管线连接；阀体的侧壁上沿介质通道的方向排布有连通至介质通道的若干安装口；至少两个安装口设置有球阀组件，以分别控制所在位置的介质通道的开关；ROV工具接口分别罩设到各球阀组件，并安装在阀体的侧壁上，ROV工具接口供ROV连接。深水一体ROV单操多隔离阀安装在国家自主研发的深水预调试模块中，作为模块深水试压系统中的一部分。该隔离阀通过在介质通道两端的外部管线接口接入深水预调试模块的试压工艺管线，在试压过程中的稳压和保压阶段，将内部管线完全隔离，保证试压过程中模块内部系统不发生压力泄漏。

Description

深水一体ROV单操多隔离阀
技术领域
本发明涉及海洋石油工程领域，更具体地说，涉及一种深水一体ROV单操多隔离阀。
背景技术
深水海底管道预调试(包括清管测径、试压和排水干燥等)是新建海管投产前的关键验收指标，是深水油气田开发的重要环节。
深水预调试模块是深水预调试施工的关键设备，海油工程的深水预调试模块是中国第一套自主研发、设计和建造，并顺利投入使用的预调试模块。深水预调试模块在进行试压作业的过程中，需要完全隔离部分管线，隔离阀门的密封效果对于海管试压结果有着非常大的影响。
在海管深水预调试过程中，需要对海管进行试压作业，即对海管进行升压、稳压、保压和泄压，保压的压力变化情况也是判断海管试压作业是否合格的重要依据。用于试压作业的深水预调试模块要确保内部管线在海管保压阶段不能有任何的泄漏，因此需要一个能适用于深水使用，且保证有效密封的隔离阀门。
由于深水领域的水深已经无法由人下去进行作业，只能依靠ROV(水下机器人)进行水下施工，因此深水领域阀门除了要解决深水水压大的问题外，还要解决与ROV适配的问题。
目前国内尚不存在专门用于深水海管试压作业的隔离阀门，普通的隔离阀门无法适用于深水领域，因此本次设计的一种适用于深水领域的深水一体ROV单操双隔离阀是十分有必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种深水一体ROV单操多隔离阀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种深水一体ROV单操多隔离阀，包括阀体、ROV工具接口、以及球阀组件；
所述阀体上设有介质通道，所述介质通道的两端与外部管线连接；
所述阀体的侧壁上沿所述介质通道的方向排布有连通至所述介质通道的若干安装口；
至少两个所述安装口设置有所述球阀组件，以分别控制所在位置的所述介质通道的开关；
所述ROV工具接口分别罩设到各所述球阀组件，并安装在所述阀体的侧壁上，所述ROV工具接口供ROV连接。
优选地，所述球阀组件主要包括位于介质通道中间的球体、用于带动所述球体转动的驱动结构、以及用于限定所述驱动结构、球体的转动范围的限位结构。
优选地，所述驱动结构包括与所述球体连接的驱动轴、以及与所述驱动轴连接的旋钮；
所述旋钮为非圆形；或，所述旋钮上设有供工具卡入以带动转动的卡入结构。
优选地，所述驱动轴和所述旋钮之间设有转接件，以让所述旋钮与所述驱动轴保持周向定位，所述转接件与所述驱动轴螺接，所述旋钮锁合到所述转接件。
优选地，所述安装口还设有供所述驱动轴转动安装的轴承座。
优选地，所述限位结构包括套设于所述旋钮的外圈的限位盘、以及位于所述限位盘外圈的两限位件；
所述限位盘的外圈设有位于两所述限位件之间的限位凸起，以在所述限位盘随所述旋钮来回转动时，所述限位凸起分别与两所述限位件相抵，对所述旋钮转动至打开和关闭时的两个位置进行限位。
优选地，所述限位件位于所述ROV工具接口内侧，并锁合到所述阀体的侧壁上。
优选地，所述安装口设置有对所述球体进行定位的定位结构，并供所述球体转动设置，所述定位结构包括设置在所述安装口两相对的侧壁上的两组定位座。
优选地，所述深水一体ROV单操多隔离阀还包括用于对所述球阀组件工作时的转动位置进行显示的指示装置，所述指示装置包括连接在旋钮上的指针、以及装在ROV工具接口外侧的指示板，所述指针侧向伸出所述ROV工具接口的侧壁，所述指示板上带有刻度或标识，以判断所述球阀组件的工作位置。
优选地，所述阀体介质通道两端设置有法兰，所述法兰上设有分别与所在端的介质通道连通的接口，以供所述外部管线连接。
实施本发明的深水一体ROV单操多隔离阀，具有以下有益效果：深水一体ROV单操多隔离阀安装在国家自主研发的深水预调试模块中，作为模块深水试压系统中的一部分。该隔离阀通过在介质通道两端的外部管线接口接入深水预调试模块的试压工艺管线，在试压过程中的稳压和保压阶段，将内部管线完全隔离，保证试压过程中模块内部系统不发生压力泄漏。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中的深水一体ROV单操多隔离阀的俯视结构示意图；
图2是图1中深水一体ROV单操多隔离阀的剖面结构示意图；
图3是图1中深水一体ROV单操多隔离阀的侧面结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明一个优选实施例中的深水一体ROV单操多隔离阀包括阀体1、ROV工具接口2、以及球阀组件3。
进一步地，阀体1上设有介质通道11，介质通道11的两端与外部管线连接。优选地，阀体1介质通道11两端设置有法兰12，法兰12上设有分别与所在端的介质通道11连通的连接口121，以供外部管线连接。法兰12通过螺柱、螺帽锁合到阀体1的介质通道11两端，管线连接口121在连接至法兰12，让介质经一端的管线、介质通道11，再流通至另一端的管线。
阀体1的侧壁上沿介质通道11的方向排布有连通至介质通道11的若干安装口13。在本实施例中，阀体1的侧壁上设有两个安装口13，在两个安装口13设置有球阀组件3，以分别控制所在位置的介质通道11的开关。可以理解地，可以在阀体1的侧壁上设置多个安装口13，可以在两个或更多个安装口13设置球阀组件3，以进行介质通道11相应位置的开关。
各球阀组件3外套设有ROV工具接口2，ROV工具接口2安装在阀体1的侧壁上，供ROV连接。
阀体1为一个近似圆柱体形状，通过在两侧装有的法兰12和外部管线连接口121，以及在内部设有两套球阀组件3、介质通道11，从而保证介质传输。
进一步地，在本实施例中，ROV工具接口2主要是为了能与水下机器人ROV的专用工具CLASS4扭矩工具进行连接所设置的，其内部主要包括接口结构和该结构与下部的阀体1连接固定的固定螺丝。
深水一体ROV单操多隔离阀能适用于水下2000米以内领域，装在深水预调试模块上，使得模块能满足海管试压作业要求的深水一体ROV单操多隔离阀，保障国内自主设计、研发和建造的深水预调试模块能够顺利进行施工。
深水一体ROV单操多隔离阀专门针对于深水领域设计，可配合ROV特制的扭矩工具调节阀门大小，控制流量，多球阀组件3隔离，流量控制更为准确，双层隔离更为可靠。
深水一体ROV单操多隔离阀安装在国家自主研发的深水预调试模块中，作为模块深水试压系统中的一部分。该隔离阀通过在介质通道11两端的外部管线接口121接入深水预调试模块的试压工艺管线，在试压过程中的稳压和保压阶段，将内部管线完全隔离，保证试压过程中模块内部系统不发生压力泄漏。
在一些实施例中，球阀组件3主要包括位于介质通道11中间的球体31、用于带动球体31转动的驱动结构32，以及用于限定驱动结构32、球体31的转动范围的限位结构33。球体31为一个常见的球阀球体31结构，即中空的球体31结构，中空的部分为一个与介质通道11横切面形状一致的圆柱体，两个球体31安装在三段介质通道11之间，驱动结构32带动球体31在限位结构33的限定范围内转动，实现开关。
优选地，安装口13设置有对球体31进行定位的定位结构14，并供球体31转动设置，提升球体31转动的灵活性，避免与阀体1接触，降低磨损。
进一步地，定位结构14包括设置在安装口13两相对的侧壁上的两组定位座141，从两侧夹持住球体31，便于拆装维护。
在一些实施例中，驱动结构32包括与球体31连接的驱动轴321、以及与驱动轴321连接的旋钮322，安装口13还设有供驱动轴321转动安装的轴承座15，驱动轴321可以与安装口13的轴承座15转动配合，旋钮322设在驱动轴321的外端，方便施力。
优选地，旋钮322为非圆形，可以通过扳手等工具卡上带动转动。在其他实施例中，旋钮322上设有供工具卡入以带动转动的卡入结构，例如卡槽等，供工具卡入带动转动。
进一步地，驱动轴321和旋钮322之间设有转接件323，以让旋钮322与驱动轴321保持周向定位，转接件323与驱动轴321螺接，旋钮322锁合到转接件323，转接件323提升了驱动轴321和旋钮322连接的便捷性。
进一步地，限位结构33包括套设于旋钮322的外圈的限位盘331、以及位于限位盘331外圈的两限位件332。
优选地，旋钮322为的断面方形或三角形等多边形，限位盘331为圆形或扇形等外形，且限位盘331上设有套孔，套设到旋钮322上实现与旋钮322周向定位。
限位盘331的外圈设有位于两限位件332之间的限位凸起333，以在限位盘331随旋钮322来回转动时，限位凸起333分别与两限位件332相抵，对旋钮322转动至打开和关闭时的两个位置进行限位。
优选地，在本实施例中，限位件332位于ROV工具接口2内侧，并锁合到阀体1的侧壁上。
进一步地，深水一体ROV单操多隔离阀还包括用于对球阀组件3工作时的转动位置进行显示的指示装置4。本实施例中，指示装置4包括连接在旋钮322上的指针41、以及装在ROV工具接口2外侧的指示板42，指针41侧向伸出ROV工具接口2的侧壁，指示板42上带有刻度或标识，以判断球阀组件3的工作位置。优选地，指示板42上在指针41的摆动范围两边带有标识“O”、“S”，分别表示打开、关闭。
相比于其他隔离球阀主要有以下四个方面的优势：1、专门适用于深水领域使用；2、可配合ROV使用；3、指试杆和指示盘显示球阀状态，便于水下观察；4、双球阀隔离，流量控制更为准确，双层隔离更为可靠。
该深水一体ROV单操多隔离阀具有两道阀门，需要将两个阀门都调至开启状态，内部的介质通道11才会处于通路状态。通过对两个阀门的开闭大小进行调节，可实现更为精确的流量控制。
当装有本隔离阀的深水预调试模块位于水面以上，要进行调试时，可使用尺寸合适的手动扭矩扳手对深水一体ROV单操多隔离阀的旋钮322施加扭转力，旋钮322会自上而下通过带动转接件323、球阀驱动轴321，从而带动球体31在水平方向进行旋转。观察指示板42和指针41可知道球阀当前的开闭状态，也可通过模块显示的流量大小知道球阀状态。
当装有本隔离阀的深水预调试模块位于水面以下，要进行海管预调试作业时，由于深水领域只能由ROV进行作业，因此需要使用ROV携带的特制ROV扭矩工具CLASS4插入到该隔离阀最上方的ROV工具接口2，并同样对隔离阀的旋钮322施加扭转力，带动球体31在水平方向上发生旋转，从而实现阀门的流量控制。
当两个指针41都指向指示盘上的“O”位置时，与旋钮322相连的限位盘331的限位凸起333的一端与限位件332相接触，旋钮322无法继续朝该方向进行转动，球体31中空部分的竖直切面与介质通道11的竖直切面完全对应，管线处于完全通路状态，同时该时刻流量也为最大流量。
当两个指针41都指向指示盘上的“S”位置时，与旋钮322相连的限位盘331的限位凸起333的另一端与另一个限位件332相接触，旋钮322无法继续朝该方向进行转动，球体31中空部分的竖直切面被转至封闭侧，介质通道11中的介质会被球体31非中空面阻隔，管线处于完全关闭状态，同时该时刻介质通道11中的流量为零。通过调节两个球阀处于不同的开闭大小状态可实现管线流量控制。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种深水一体ROV单操多隔离阀，其特征在于，包括阀体（1）、ROV工具接口（2）、以及球阀组件（3）；
所述阀体（1）上设有介质通道（11），所述介质通道（11）的两端与外部管线连接；
所述阀体（1）的侧壁上沿所述介质通道（11）的方向排布有连通至所述介质通道（11）的若干安装口（13）；
至少两个所述安装口（13）设置有所述球阀组件（3），以分别控制所在位置的所述介质通道（11）的开关；
所述ROV工具接口（2）分别罩设到各所述球阀组件（3），并安装在所述阀体（1）的侧壁上，所述ROV工具接口（2）供ROV连接；
所述球阀组件（3）主要包括位于介质通道（11）中间的球体（31）、用于带动所述球体（31）转动的驱动结构（32）、以及用于限定所述驱动结构（32）、球体（31）的转动范围的限位结构（33）；
所述驱动结构（32）包括与所述球体（31）连接的驱动轴（321）、以及与所述驱动轴（321）连接的旋钮（322）；
所述限位结构（33）包括套设于所述旋钮（322）的外圈的限位盘（331）、以及位于所述限位盘（331）外圈的两限位件（332）；
所述限位盘（331）上设有套孔，套设到所述旋钮（322）上实现与所述旋钮（322）的周向定位，所述限位盘（331）的外圈设有位于两所述限位件（332）之间的限位凸起（333），以在所述限位盘（331）随所述旋钮（322）来回转动时，所述限位凸起（333）分别与两所述限位件（332）相抵，对所述旋钮（322）转动至打开和关闭时的两个位置进行限位；
所述深水一体ROV单操多隔离阀还包括用于对所述球阀组件（3）工作时的转动位置进行显示的指示装置（4），所述指示装置（4）包括连接在旋钮（322）上的指针（41），所述指针（41）侧向伸出所述ROV工具接口（2）的侧壁。
2.根据权利要求1所述的深水一体ROV单操多隔离阀，其特征在于；
所述旋钮（322）为非圆形；或，所述旋钮（322）上设有供工具卡入以带动转动的卡入结构。
3.根据权利要求2所述的深水一体ROV单操多隔离阀，其特征在于，所述驱动轴（321）和所述旋钮（322）之间设有转接件（323），以让所述旋钮（322）与所述驱动轴（321）保持周向定位，所述转接件（323）与所述驱动轴（321）螺接，所述旋钮（322）锁合到所述转接件（323）。
4.根据权利要求2所述的深水一体ROV单操多隔离阀，其特征在于，所述安装口（13）还设有供所述驱动轴（321）转动安装的轴承座（15）。
5.根据权利要求1所述的深水一体ROV单操多隔离阀，其特征在于，所述限位件（332）位于所述ROV工具接口（2）内侧，并锁合到所述阀体（1）的侧壁上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的深水一体ROV单操多隔离阀，其特征在于，所述安装口（13）设置有对所述球体（31）进行定位的定位结构（14），并供所述球体（31）转动设置，所述定位结构（14）包括设置在所述安装口（13）两相对的侧壁上的两组定位座（141）。
7.根据权利要求1至5任一项所述的深水一体ROV单操多隔离阀，其特征在于，所述指示装置（4）包括装在ROV工具接口（2）外侧的指示板（42），所述指示板（42）上带有刻度或标识，以判断所述球阀组件（3）的工作位置。
8.根据权利要求1至5任一项所述的深水一体ROV单操多隔离阀，其特征在于，所述阀体（1）介质通道（11）两端设置有法兰（12），所述法兰（12）上设有分别与所在端的介质通道（11）连通的接口（121），以供所述外部管线连接。
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