CN115929224B - 一种适用于导向绳的固定和收放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于导向绳的固定和收放装置，包括主体组件、安全组件和锁定组件，其中，主体组件包括耳板座、上锚体、标准卸锚杆和下锚体，安全组件包括外圈套筒、内圈套筒和固定销，锁定组件包括自锁块，自锁块可转动地与下锚体相连，自锁块具有锁定端和限位端。本发明的适用于导向绳的固定和收放装置，当下入装置时，导向桩推动自锁块使装置顺利下放，且自锁块处于锁定状态避免装置脱出，钻探设备准备工作。当需要收回装置时，标准卸锚杆与自锁块的限位端脱离，自锁块处于自由状态，顺利回收。本发明的适用于导向绳的固定和收放装置，结构简单、操作便捷；能够利用安全组件和主体组件锁定自锁块，提升了装置的工作安全系数。

Description

一种适用于导向绳的固定和收放装置

技术领域

本发明涉及海洋石油、天然气勘探钻采装备及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种适用于导向绳的固定和收放装置。

背景技术

采油工程的任务是通过一系列可作用于油藏的工程技术措施，使油、气畅流入井，并高效率地将其举升到地面进行分离和计量。

采油系统安装工程中需要用到导向绳，现有技术中，导向绳的固定、回收装置主要是通过将导向绳插入开槽型的导向桩，然后用销子在导向桩的下端固定住，以实现导向绳的承载和固定；当工作完成，通过将销子拔出，释放导向绳，才能将导向绳回收，回收难度大。整个固定和回收过程，都需要通过工作人员来完成操作，劳动强度高。

因此，如何改变现有技术中，导向绳固定和回收操作难度大且操作人员劳动强度高的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于导向绳的固定和收放装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高导向绳固定和回收便捷性，降低操作人员劳动程度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种适用于导向绳的固定和收放装置，包括：

主体组件，所述主体组件包括耳板座、上锚体、标准卸锚杆和下锚体，所述耳板座以及所述下锚体均与所述上锚体相连，且所述耳板座和所述下锚体分别位于所述上锚体的两端，所述上锚体和所述下锚体均为管状结构，所述标准卸锚杆可滑动地设置于所述上锚体的内腔中且能够伸入所述下锚体的内腔中，所述耳板座与所述标准卸锚杆之间设置有第一弹性件；

安全组件，所述安全组件包括外圈套筒、内圈套筒和固定销，所述内圈套筒活动套装于所述上锚体的外部，所述外圈套筒活动设置于所述内圈套筒的外部，所述外圈套筒与所述内圈套筒之间设置第二弹性件，所述外圈套筒具有限位孔，所述限位孔为L形，所述固定销穿过所述内圈套筒后由所述限位孔内伸出，所述固定销与所述标准卸锚杆相连；所述固定销位于所述限位孔的第一位置时，所述外圈套筒与所述上锚体保持相对静止状态，所述固定销位于所述限位孔的第二位置时，所述内圈套筒能够带动所述外圈套筒以及所述固定销轴向滑动；

锁定组件，所述锁定组件包括自锁块，所述自锁块可转动地与所述下锚体相连，所述自锁块具有锁定端和限位端，所述标准卸锚杆伸入所述下锚体的一端能够与所述限位端卡接，所述标准卸锚杆与所述限位端卡接时，所述锁定端由所述下锚体内伸出；所述自锁块与所述下锚体之间设置有第三弹性件，且所述自锁块转动能够使所述第三弹性件产生形变，所述第三弹性件位于所述自锁块远离所述上锚体的一端。

优选地，所述内圈套筒利用滚珠与所述上锚体活动相连，所述内圈套筒具有与所述滚珠相匹配的限位坑，所述上锚体的外壁具有锥面，所述滚珠位于所述上锚体、所述内圈套筒以及所述外圈套筒围成的空间内。

优选地，所述自锁块的数量为两块，两块所述自锁块以所述下锚体的轴线为基准镜像设置。

优选地，所述锁定组件还包括锚栓和限位销钉，两块所述自锁块均与所述锚栓相连，所述锚栓可转动地与所述下锚体相连，所述限位销钉与所述下锚体相连，所述锚栓具有与所述限位销钉相适配的限位槽。

优选地，所述第三弹性件的一端与所述自锁块相连，所述第三弹性件的另一端与所述下锚体相连，所述第三弹性件与所述自锁块的连接点与所述锚栓的转轴不共线，所述第三弹性件与所述自锁块一一对应。

优选地，所述主体组件还包括剪切销，所述剪切销穿过所述标准卸锚杆与所述上锚体和所述下锚体相连，所述标准卸锚杆具有销孔，所述销孔垂直于所述标准卸锚杆的滑动方向设置，所述销孔为长孔且长度方向平行于所述标准卸锚杆的滑动方向，所述标准卸锚杆与所述限位端卡接时，所述剪切销与所述销孔的顶部内壁相抵。

优选地，所述剪切销的外壁上设置有剪切槽，所述剪切槽正对所述上锚体与所述下锚体之间的间隙设置。

优选地，所述安全组件还包括释放销，所述释放销与所述外圈套筒相连，所述释放销能够与所述固定销相抵。

优选地，所述主体组件还包括固定环，所述固定环设置于所述耳板座与所述第一弹性件之间，所述固定环设置于所述耳板座的阶梯孔内，所述固定环和所述标准卸锚杆均与所述第一弹性件相抵；所述耳板座与所述上锚体螺栓连接，所述标准卸锚杆利用螺钉与所述固定销连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的适用于导向绳的固定和收放装置，当准备下入装置时，可将耳板座与导向绳相连，当装置下入导向桩时，自锁块在导向桩端面的作用下向上、向下锚体内旋转，被导向桩推入下锚体内，继续下放装置，自锁块在通过导向桩顶肩后，在第三弹性件的作用下，锁定端再次弹出；当拉紧导向绳时，自锁块的锁定端与导向桩的顶肩端面相抵，由于标准卸锚杆的下端与自锁块的限位端卡接，自锁块处于锁定状态，避免自锁块在导向桩顶肩的作用下向下转动，钻探设备准备工作。当需要收回装置时，正向转动外圈套筒，内圈套筒和外圈套筒利用固定销带动标准卸锚杆向上运动，标准卸锚杆与自锁块的限位端脱离，自锁块处于自由状态，向上回收装置过程中，自锁块在通过导向桩的顶肩时，自锁块向下、向下锚体内旋转，使得装置顺利与导向桩脱离，完成装置的回收。装置回收后，可反向转动外圈套筒，外圈套筒和内圈套筒相配合，利用固定销带动标准卸锚杆向下运动，锁定自锁块，为装置的再次下放工作做好准备。本发明的适用于导向绳的固定和收放装置，结构简单、操作便捷；能够利用安全组件和主体组件锁定自锁块，提升了装置的工作安全系数；同时利用了装置自身重量，使得装置的释放力适中，可以由ROV（遥控无人潜水器）或潜水员进行操作，降低了操作人员劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的适用于导向绳的固定和收放装置的结构示意图；

图2为本发明的适用于导向绳的固定和收放装置的剖切结构示意图；

图3为图2中A处的剖切结构示意图；

图4为本发明的适用于导向绳的固定和收放装置的安全组件的部分结构示意图；

图5为本发明的适用于导向绳的固定和收放装置的锁定组件的部分结构示意图；

图6为本发明的适用于导向绳的固定和收放装置的自锁块的结构示意图；

图7为本发明的适用于导向绳的固定和收放装置的下放过程示意图；

图8为本发明的适用于导向绳的固定和收放装置的回收过程示意图。

其中，100为适用于导向绳的固定和收放装置，200为主体组件，300为安全组件，400为锁定组件；

1为耳板座，2为上锚体，3为标准卸锚杆，4为下锚体，5为第一弹性件，6为外圈套筒，601为凹坑，7为固定销，8为第二弹性件，9为自锁块，901为锁定端，902为限位端，10为内圈套筒，1001为限位坑，11为滚珠，12为锚栓，13为限位销钉，14为剪切销，15为释放销，16为固定环，17为第三弹性件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种适用于导向绳的固定和收放装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高导向绳固定和回收便捷性，降低操作人员劳动程度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种适用于导向绳的固定和收放装置100，包括主体组件200、安全组件300和锁定组件400，其中，主体组件200包括耳板座1、上锚体2、标准卸锚杆3和下锚体4，耳板座1以及下锚体4均与上锚体2相连，且耳板座1和下锚体4分别位于上锚体2的两端，上锚体2和下锚体4均为管状结构，标准卸锚杆3可滑动地设置于上锚体2的内腔中且能够伸入下锚体4的内腔中，耳板座1与标准卸锚杆3之间设置有第一弹性件5；安全组件300包括外圈套筒6、内圈套筒10和固定销7，内圈套筒10活动套装于上锚体1的外部，外圈套筒6活动设置于内圈套筒10的外部，外圈套筒6与内圈套筒10之间设置第二弹性件8，外圈套筒6具有限位孔，限位孔为L形，固定销7穿过内圈套筒10后由限位孔内伸出，固定销7与标准卸锚杆3相连；固定销7位于限位孔的第一位置时，外圈套筒6与上锚体2保持相对静止状态；固定销7位于限位孔的第二位置时，内圈套筒10能够带动外圈套筒6以及固定销7轴向滑动；锁定组件400包括自锁块9，自锁块9可转动地与下锚体4相连，自锁块9具有锁定端901和限位端902，标准卸锚杆3伸入下锚体4的一端能够与限位端902卡接，标准卸锚杆3与限位端902卡接时，锁定端901能够由下锚体4内伸出；自锁块9与下锚体4之间设置有第三弹性件17，且自锁块9转动能够使第三弹性件17产生形变，第三弹性件17位于自锁块9远离上锚体2的一端。

本发明的适用于导向绳的固定和收放装置100，当准备下入装置时，可将耳板座1与导向绳相连，当装置下入导向桩时，自锁块9在导向桩端面的作用下向上、向下锚体4内旋转，被导向桩推入下锚体4内，继续下放装置，自锁块9在通过导向桩顶肩后，在第三弹性件17的作用下，锁定端901再次弹出；当拉紧导向绳时，自锁块9的锁定端901与导向桩的顶肩端面相抵，由于标准卸锚杆3的下端与自锁块9的限位端901卡接，自锁块9处于锁定状态，避免装置在受到向上的作用力后，自锁块9被导向桩顶肩推动向下转动造成装置松脱，钻探设备准备工作。当需要收回装置时，正向转动外圈套筒6，外圈套筒6和内圈套筒10相配合利用固定销7带动标准卸锚杆3向上运动，标准卸锚杆3与自锁块9的限位端902脱离，自锁块9处于自由状态，向上回收装置过程中，自锁块9在通过导向桩的顶肩时，自锁块9向下、向下锚体4内旋转，使得装置顺利与导向桩脱离，完成装置的回收。装置回收后，可反向转动外圈套筒6，外圈套筒6和内圈套筒10相配合，利用固定销7带动标准卸锚杆3向下运动，锁定自锁块9，为装置的再次下放工作准备好。本发明的适用于导向绳的固定和收放装置100，结构简单、操作便捷；能够利用安全组件300和主体组件200锁定自锁块9，提升了装置的工作安全系数；同时利用了装置自身重量，使得装置的释放力适中，可以由ROV（遥控无人潜水器）或潜水员进行操作，降低了操作人员劳动强度。

需要说明的是，内圈套筒10利用滚珠11与上锚体2活动相连，内圈套筒10具有与滚珠11相匹配的限位坑1001，限位坑1001为通孔，上锚体2的外壁具有锥面，外圈套筒6的内壁具有与滚珠11相匹配的凹坑601，滚珠11位于上锚体2、内圈套筒10以及外圈套筒6围成的空间内。固定销7位于第一位置时，外圈套筒6的内壁封堵限位坑1001，当固定销7位于第二位置时，滚珠11能够进入凹坑601内。外圈套筒6具有限位孔，限位孔为L形，具体地，限位孔具有平行于上锚体2径向截面的横向孔，同时具有平行于上锚体2轴线方向的纵向孔，详见图4。当固定销7位于限位孔的横向孔部分时，为第一位置，滚珠11位于上锚体2、内圈套筒10的限位坑1001以及外圈套筒6的内壁围成的空间内，详见图3，外圈套筒6处于锁定状态，相对于上锚体2保持静止；此处还需要说明的是，上锚体2的外壁具有上下两部分锥面组成的限位槽，用于限定滚珠11的位置，避免滚珠11滑脱，固定内圈套筒10。当转动外圈套筒6，使固定销7位于限位孔的纵向孔部分时，为第二位置，向外圈套筒6施加竖直方向的作用力，外圈套筒6在外力作用下，克服第二弹性件8的作用力，相对于内圈套筒10和固定销7向上运动，当固定销7到达限位孔的纵向孔的底部后，外圈套筒6内壁的凹坑601正对内圈套筒10的限位坑1001，继续向外圈套筒6施加向上的作用力，外圈套筒6带动内圈套筒10向上运动，上锚体2的锥面挤压滚珠11，滚珠11进入凹坑601内，滚珠11解除对内圈套筒10的锁定，使得内圈套筒10和为外圈套筒6相配合带动固定销7向上运动，继而利用固定销7带动标准卸锚杆3向上运动，实现利用标准卸锚杆3控制锁定组件400。在内圈套筒10和外圈套筒6之间设置第二弹性件8，方便外圈套筒6和内圈套筒10的顺利复位；另外，在内圈套筒10和外圈套筒6之间设置自由垫圈，自由垫圈与第二弹性件8相抵。

需要强调的是，自锁块9的数量为两块，两块自锁块9以下锚体4的轴线为基准镜像设置，标准卸锚杆3的底端具有与两个自锁块9相配合的卡接结构，同时实现两个自锁块9的解锁和固定，设置两个自锁块9，有利于均等的分配载荷，以保证装置能够牢固的固定在导向桩内；在额定载荷的情况下，如果只有一个自锁块9被激活，装置也能够正常工作，本发明的固定和收放装置也可用于开槽型的导向桩，提高了装置的灵活适应性。

更具体地，锁定组件400还包括锚栓12和限位销钉13，两块自锁块9均与锚栓12相连，锚栓12可转动地与下锚体4相连，利用一根锚栓12实现两块自锁块9的同步运动，提高了装置的工作可靠性，限位销钉13与下锚体4相连，锚栓12具有与限位销钉13相适配的限位槽，提高了锚栓12的运动精确度，进而提高了自锁块9的运动可靠性。

在本具体实施方式中，第三弹性件17的一端与自锁块9相连，第三弹性件17的另一端与下锚体4相连，第三弹性件17与自锁块9的连接点与锚栓12的转轴不共线，在自锁块9转动时，能够改变第三弹性件17的弹性势能，第三弹性件17与自锁块9一一对应。锚栓12可以被任意释放并随后复位，无需在地面进行任何的收到复位操作。本具体实施方式中，第一弹性件5、第二弹性件8以及第三弹性件17均为弹簧，在实际应用中，还可以选择其他的弹性件，以满足具体的工况，提高装置的灵活性。

进一步地，主体组件200还包括剪切销14，剪切销14穿过标准卸锚杆3与上锚体2和下锚体4相连，标准卸锚杆3具有销孔，销孔垂直于标准卸锚杆3的滑动方向设置，销孔为长孔且长度方向平行于标准卸锚杆3的滑动方向，标准卸锚杆3与限位端902卡接时，剪切销14与销孔的顶部内壁相抵，剪切销14与上锚体2之间设置紧定螺钉，提高结构稳定性。当标准卸锚杆3无法释放自锁块9时，装置无法实现回收，此时需借助外力释放自锁块9，给装置一个向上提的外力，当施加到装置上的外力大于剪切销14所能承受的力时，剪切销14在上锚体2和下锚体4的作用下被剪断，从而使标准卸锚杆3能够顺利向上运动，释放自锁块9，装置再继续进行回收，自锁块9向下、向下锚体4内转动，锁定端901被推入下锚体4内，继续上提装置，实现装置的顺利回收。本发明能够通过剪切销14强制解锁自锁块9，有效避免了导向绳无法回收的问题，避免在水底留下零部件影响后续钻采工作。

为了确保剪切销14能够被顺利剪断，剪切销14的外壁上设置有剪切槽，剪切槽处的剪切销14的直径较小，剪切槽正对上锚体2与下锚体4之间的间隙设置，确保剪切销14断裂位置，提高装置的可靠性。

更进一步地，安全组件300还包括释放销15，释放销15与外圈套筒6相连，释放销15能够与固定销7相抵，提高外圈套筒6的操作安全性，从而提升装置的安全系数，降低误操作风险。

除此之外，主体组件200还包括固定环16，固定环16设置于耳板座1与第一弹性件5之间，固定环16设置于耳板座1的阶梯孔内，固定环16和标准卸锚杆3均与第一弹性件5相抵，第一弹性件5还可套装于标准卸锚杆3的端部，以提高第一弹性件5的稳定性，避免第一弹性件5错位影响标准卸锚杆3的轴向运动。耳板座1与上锚体2螺栓连接，标准卸锚杆3利用螺钉与固定销7连接，连接紧固，拆装方便。

本发明的适用于导向绳的固定和收放装置100，当准备下入装置时，请参考图7，可将耳板座1与导向绳相连，当装置下入导向桩时，自锁块9在导向桩端面的作用下向上、向下锚体4内旋转，被导向桩推入下锚体4内，继续下放装置，自锁块9在通过导向桩顶肩后，在第三弹性件17的作用下，锁定端901弹出；当拉紧导向绳时，自锁块9的锁定端901与导向桩的顶肩端面相抵，由于标准卸锚杆3的下端与自锁块9的限位端901卡接，自锁块9处于锁定状态，避免装置在受到向上的作用力后，自锁块9被导向桩顶肩推动向下转动造成装置松脱，确认自锁块9的锁定状态正常后，钻探设备准备工作。

当需要收回装置时，详见图8，逆时针转动外圈套筒6，外圈套筒6和内圈套筒10利用固定销7带动标准卸锚杆3向上运动，标准卸锚杆3与自锁块9的限位端902脱离，自锁块9恢复自由状态，向上回收装置过程中，自锁块9在通过导向桩的顶肩时，自锁块9向下、向下锚体4内旋转，使得装置顺利与导向桩脱离，完成装置的回收。

当标准卸锚杆3无法释放自锁块9时，装置无法实现回收，此时需借助外力释放自锁块9，给装置一个向上提的外力，当施加到装置上的外力大于剪切销14所能承受的力时，剪切销14在上锚体2和下锚体4的作用下被剪断，从而使标准卸锚杆3能够顺利向上运动，释放自锁块9，装置再继续进行回收，自锁块9向下、向下锚体4内转动，锁定端901被推入下锚体4内，继续上提装置，实现装置的顺利回收。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种适用于导向绳的固定和收放装置，其特征在于，包括：

主体组件，所述主体组件包括耳板座、上锚体、标准卸锚杆和下锚体，所述耳板座以及所述下锚体均与所述上锚体相连，且所述耳板座和所述下锚体分别位于所述上锚体的两端，所述上锚体和所述下锚体均为管状结构，所述标准卸锚杆可滑动地设置于所述上锚体的内腔中且能够伸入所述下锚体的内腔中，所述耳板座与所述标准卸锚杆之间设置有第一弹性件；

安全组件，所述安全组件包括外圈套筒、内圈套筒和固定销，所述内圈套筒活动套装于所述上锚体的外部，所述外圈套筒活动设置于所述内圈套筒的外部，所述外圈套筒与所述内圈套筒之间设置第二弹性件，所述外圈套筒具有限位孔，所述限位孔为L形，所述固定销穿过所述内圈套筒后由所述限位孔内伸出，所述固定销与所述标准卸锚杆相连；所述固定销位于所述限位孔的第一位置时，所述外圈套筒与所述上锚体保持相对静止状态，所述固定销位于所述限位孔的第二位置时，所述内圈套筒能够带动所述外圈套筒以及所述固定销轴向滑动；

锁定组件，所述锁定组件包括自锁块，所述自锁块可转动地与所述下锚体相连，所述自锁块具有锁定端和限位端，所述标准卸锚杆伸入所述下锚体的一端能够与所述限位端卡接，所述标准卸锚杆与所述限位端卡接时，所述锁定端由所述下锚体内伸出；所述自锁块与所述下锚体之间设置有第三弹性件，且所述自锁块转动能够使所述第三弹性件产生形变，所述第三弹性件位于所述自锁块远离所述上锚体的一端。

2.根据权利要求1所述的适用于导向绳的固定和收放装置，其特征在于：所述内圈套筒利用滚珠与所述上锚体活动相连，所述内圈套筒具有与所述滚珠相匹配的限位坑，所述上锚体的外壁具有锥面，所述外圈套筒具有与所述滚珠相匹配的凹坑，所述滚珠位于所述上锚体、所述内圈套筒以及所述外圈套筒围成的空间内。

3.根据权利要求1所述的适用于导向绳的固定和收放装置，其特征在于：所述自锁块的数量为两块，两块所述自锁块以所述下锚体的轴线为基准镜像设置。

4.根据权利要求3所述的适用于导向绳的固定和收放装置，其特征在于：所述锁定组件还包括锚栓和限位销钉，两块所述自锁块均与所述锚栓相连，所述锚栓可转动地与所述下锚体相连，所述限位销钉与所述下锚体相连，所述锚栓具有与所述限位销钉相适配的限位槽。

5.根据权利要求4所述的适用于导向绳的固定和收放装置，其特征在于：所述第三弹性件的一端与所述自锁块相连，所述第三弹性件的另一端与所述下锚体相连，所述第三弹性件与所述自锁块的连接点与所述锚栓的转轴不共线，所述第三弹性件与所述自锁块一一对应。

6.根据权利要求1-5任一项所述的适用于导向绳的固定和收放装置，其特征在于：所述主体组件还包括剪切销，所述剪切销穿过所述标准卸锚杆与所述上锚体和所述下锚体相连，所述标准卸锚杆具有销孔，所述销孔垂直于所述标准卸锚杆的滑动方向设置，所述销孔为长孔且长度方向平行于所述标准卸锚杆的滑动方向，所述标准卸锚杆与所述限位端卡接时，所述剪切销与所述销孔的顶部内壁相抵。

7.根据权利要求6所述的适用于导向绳的固定和收放装置，其特征在于：所述剪切销的外壁上设置有剪切槽，所述剪切槽正对所述上锚体与所述下锚体之间的间隙设置。

8.根据权利要求1所述的适用于导向绳的固定和收放装置，其特征在于：所述安全组件还包括释放销，所述释放销与所述外圈套筒相连，所述释放销能够与所述固定销相抵。

9.根据权利要求1所述的适用于导向绳的固定和收放装置，其特征在于：所述主体组件还包括固定环，所述固定环设置于所述耳板座与所述第一弹性件之间，所述固定环设置于所述耳板座的阶梯孔内，所述固定环和所述标准卸锚杆均与所述第一弹性件相抵；所述耳板座与所述上锚体螺栓连接，所述标准卸锚杆利用螺钉与所述固定销连接。

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