CN117588620B - 一种海上开采用软管自动连接脱离装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及软管快速连接和脱离的技术领域。本发明公开了一种海上开采用软管自动连接脱离装置，该装置是为了解决输送软管在连接和分离时效率低下的问题，其利用液压泵向圆管的内腔泵送高压液体，通过泵送的高压液体让电控阀门和锁紧单元实现联动，当电控阀门开启时，高压液体流入圆管的内腔并引发锁紧单元联动，锁紧单元在联动的过程中锁紧圆管一端上的输送软管，当电控阀门关闭时，锁紧单元失去高压液体的作用并松开圆管一端上的输送软管，输送软管在自身重力和残留液体压力的作用下自动与圆管脱离，进而完成快速连接和分离的过程，在保证输送软管快速连接和分离的同时提升装置的稳定性和安全性，能够更好的满足企业生产的需求。

Description

一种海上开采用软管自动连接脱离装置

技术领域

本发明涉及软管快速连接和脱离的技术领域，特别是一种海上开采用软管自动连接脱离装置。

背景技术

在海上石油和天然气开采的过程中，输送软管是经常用到导流管材。现有的输送软管快速连接脱离装置，多采用液压单元驱动液压油缸的方式来实现，其需要有液压单元供应液压动力，液压单元包括液压泵组、液压油箱、蓄能器、工作阀件等组成部件，结构复杂、维修保养需要厂家授权人员，维修成本大，保养困难等问题；另外带有液压执行单元的快速连接脱离装置自身重量较大，不利于软管的移动，起吊时，需要有吊机配合。

为了解决上述技术问题，本领域技术人员公开了一种手动LNG输送软管快速连接脱离装置的发明专利，其公告号为：CN113803549B；该发明采用螺纹轴、螺纹轴套、安装套、上压块、下压块及导向限位装置构成压紧器，其中，螺纹轴通过轴承安装在安装套内且底部伸出安装套，螺纹轴套与螺纹轴通过螺纹配合安装在螺纹轴上且上端伸出安装套，上压块固定安装在螺纹轴套顶部，导向限位装置包括导向槽及限位销，导向槽开设于螺纹轴套外壁上，包括底部的螺旋部及上部的竖直部，限位销安装在安装套上且端部卡设于导向槽内，下压块固定安装于安装套下部且伸入到输送软管法兰与底板之间并与底板固定连。在连接时，工作人员控制多个压紧器在较短的时间内对输送软管连接法兰和输送硬管法兰的快速压紧与松开，从而完成输送软管的连接和分离，实现快速完成作业的目标。

然而，上述发明专利在实际操作的过程中，工作人员需要手动操控压紧器将输送软管的端口和测试装置的硬管端口进行固定连接，虽然利用多个压紧器能够缩短连接和松开的时间，但是连接和脱离的效率并不高；此外，海上的开采环境并不稳定，工作人员在装置附近对多个压缩器的控制和操作时间较长，海浪和海风能够对工作人员造成潜在的威胁。因此，本领域技术人员需要一种用于输送软管快速连接和脱离的装置，旨在提高海上石油和天然气开采的效率和安全性，同时降低使用难度。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种海上开采用软管自动连接脱离装置。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种海上开采用软管自动连接脱离装置，包括连接体，所述连接体的一侧面上设有凹槽，所述连接体的另一侧面上设有通孔，所述通孔与所述凹槽连通，所述通孔处穿插有圆管，所述圆管的一端位于所述凹槽内，所述圆管的另一端位于所述连接体的另一侧，所述圆管的一端连接输送软管，所述圆管的另一端连接液压泵，所述液压泵向所述圆管的内腔泵送高压液体，所述圆管的另一端上安装电控阀门，所述电控阀门通过遥控的方式开启和关闭，所述连接体内设有锁紧单元，所述锁紧单元能够与所述电控阀门联动，当所述电控阀门开启时，所述高压液体流入所述圆管的内腔并引发所述锁紧单元联动，所述锁紧单元在联动的过程中锁紧所述圆管一端上的所述输送软管。

所述锁紧单元包括启动机构和夹紧机构，所述启动机构设置在所述圆管内，所述夹紧机构设置在所述凹槽内，所述启动机构与所述夹紧机构连接并控制所述夹紧机构的动作，当所述电控阀门开启时，所述启动机构控制所述夹紧机构夹紧所述圆管一端上的所述输送软管，当所述电控阀门关闭时，所述启动机构控制所述夹紧机构松开所述圆管一端上的所述输送软管。

所述启动机构包括挡片、立杆、连杆、顶槽和磁铁，所述顶槽的位于所述圆管内腔的顶面上，所述顶槽的内表面上镶嵌霍尔开关，所述立杆的下端与所述圆管内腔的底面固定连接，所述立杆的上端插入所述顶槽，所述磁铁套在所述立杆上，所述磁铁能够沿着所述立杆滑入所述顶槽，所述磁铁通过弹性件与所述连杆的一端活动连接，所述连杆的另一端与所述挡片的一侧面活动连接，所述挡片位于所述立杆和所述圆管一端之间，所述挡片的下边缘通过销轴与所述圆管内腔的底面活动连接，所述销轴上设有复位弹簧，所述复位弹簧驱动所述挡片围绕销轴向所述立杆翻转，所述挡片被立杆挡住。

所述弹性件为弹簧，所述弹簧的一端与所述连杆连接，所述弹簧的另一端与所述磁铁连接，当所述电控阀门开启时，所述挡片在高压液体的冲击下克服所述复位弹簧的弹力围绕所述销轴向所述圆管的一端翻转，所述连杆通过所述弹簧拉动所述磁铁沿着所述立杆下降，所述磁铁与所述顶槽脱离，所述顶槽内的霍尔开关失去磁场的作用处于导通状态，当所述电控阀门关闭时，所述挡片在复位弹簧弹力的作用下围绕所述销轴向所述立杆一侧翻转，所述连杆通过所述弹簧推动所述磁铁沿着所述立杆上升，所述挡片被所述立杆挡住时，所述磁铁刚好嵌入所述顶槽，所述顶槽内的霍尔开关在磁场的作用下处于断开状态。

所述霍尔开关的电源输入与市电连接，所述霍尔开关的电源输出与所述夹紧机构连接，当所述霍尔开关处于断开状态时，所述夹紧机构松开所述圆管一端上的输送软管，当所述霍尔开关处于导通状态时，所述夹紧机构夹住所述圆管一端上的输送软管。

所述夹紧机构包括若干驱动部件，若干所述驱动部件安装在所述凹槽的内表面上，若干所述驱动部件的伸缩端均指向所述圆管的一端，若干所述驱动部件的伸缩端上均安装夹具，若干所述驱动部件分别通过导线与所述霍尔开关连接，当所述霍尔开关导通时，若干所述驱动部件通电，若干所述驱动部件的伸缩端均伸长并推动所述夹具夹住所述圆管一端上的所述输送软管，当所述霍尔开关断开时，若干所述驱动部件延时断电，若干所述驱动部件的伸缩端收缩并拉动所述夹具松开所述圆管一端上的所述输送软管。

所述夹具为弧形的片状结构，所述夹具的内表面上设有若干凹凸花纹。

所述驱动部件为直线电机、气缸、液压缸或者电动伸缩杆，所述夹具与所述驱动部件伸缩端采用活动连接的方式，所述夹具能够相对于所述驱动部件伸缩端摆动且摆动的角度不超所十度。

所述圆管一端的外表面上设有橡胶层，当所述输送软管被夹紧机构夹紧时，所述输送软管的内表面能够与所述圆管一端上的橡胶层形成密封结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明利用高压液体或者高压气体在圆管内的压力实现电控开关与锁紧单元的联动，当输送软管的端口套住圆管的端口后，无需工作人员单独手动操控夹具对输送软管端口和圆管的端口进行锁紧，只需要开启或者关闭电控阀门就可以实现输送软管和圆管之间的快速连接和脱离，有效的提升了海上平台物料切换输送的效率，能够更好的满足海上开采工作的需求；

2、本发明利用电信号远程控制电控阀门开启和关闭，工作人员将输送软管的端口套住圆管的一端后就可以回到安全位置，然后通过遥控电控阀门开关的方式直接完成供压和锁紧的过程，在保证连接效率的同时有效的规避了海上风浪对工作人员的影响，降低工作人员在海上平台工作的风险。

附图说明

图1是本发明所述一种海上开采用软管自动连接脱离装置在初始状态下的结构示意图；

图2是本发明图1中立杆部分的局部放大结构示意图；

图3是本发明所述一种海上开采用软管自动连接脱离装置在连接状态下的结构示意图；

图4是本发明图3中立杆部分的局部放大结构示意图；

图5是本发明所述夹紧机构的结构示意图；

图中，1、连接体；2、凹槽；3、圆管；4、挡片；5、立杆；6、连杆；7、顶槽；8、磁铁；9、驱动部件；10、夹具；11、电控阀门；12、霍尔开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行具体描述，

实施例1

一种海上开采用软管自动连接脱离装置，如图1-5所示，其包括连接体1，连接体1通过地脚螺栓安装在平台上，连接体1的底面和平台之间设置有减震垫片，连接体1的一侧面上设有凹槽2，连接体1的另一侧面上设有通孔，通孔与凹槽2连通，通孔的中心线与凹槽2的中心线均位于同一条直线上，通孔处穿插有圆管3，圆管3的外直径值与通孔的直径值相匹配，圆管3的外侧面与通孔的内表面可拆卸连接，圆管3的一端位于凹槽2内，圆管3的另一端位于连接体1的另一侧，圆管3的一端用于连接输送软管，输送软管套在圆管3的一端上，圆管3的另一端连接液压泵，液压泵向圆管3的内腔泵送高压液体，圆管3的另一端上安装电控阀门11，所述电控阀门11通过遥控的方式开启和关闭，电控阀门11能够控制圆管3另一端的开启和关闭，连接体1内设有锁紧单元，锁紧单元能够与电控阀门11联动，当电控阀门11开启时，高压液体流入圆管3的内腔并引发锁紧单元联动，锁紧单元在联动的过程中实施收紧动作并锁紧圆管3一端上的输送软管，输送软管与圆管3的一端形成固定连接，高压液体经过圆管3后进入输送软管，为输送软管的测压提供条件。

在实施例1中，锁紧单元包括启动机构和夹紧机构，启动机构设置在圆管3内，夹紧机构设置在凹槽2内，启动机构连接市电，启动机构与夹紧机构连接并控制夹紧机构对圆管3一端上的输送软管实施夹紧或者松开的动作，当电控阀门11开启时，启动机构控制夹紧机构夹紧圆管3一端上的输送软管，当电控阀门11关闭时，启动机构控制夹紧机构松开圆管3一端上的输送软管。

其中，启动机构包括挡片4、立杆5、连杆6、顶槽7和磁铁8，顶槽7位于圆管3内腔的顶面上，顶槽7的内表面上镶嵌霍尔开关12，立杆5位于圆管3的内腔中，立杆5的下端与圆管3内腔的底面固定连接，立杆5的上端插入顶槽7，磁铁8套在立杆5上，磁铁8能够沿着立杆5的长度方向滑动，磁铁8的形状和尺寸与顶槽7的形状和尺寸相匹配，磁铁8能够沿着立杆5滑入顶槽7，磁铁8通过弹性件与连杆6的一端活动连接，连杆6的另一端与挡片4的一侧面活动连接，连杆6的另一端靠近挡片4的下边缘，挡片4位于立杆5和圆管3一端之间，挡片4的下边缘通过销轴与圆管3内腔的底面活动连接，销轴上设有复位弹簧，复位弹簧驱动挡片4围绕销轴向立杆5翻转，挡片4被立杆5挡住。

需要说明的是，挡片4的形状和尺寸与圆管3内腔的形状和尺寸相匹配，弹性件为弹簧，弹簧的一端与连杆6连接，弹簧的另一端与磁铁8连接，当电控阀门11开启时，挡片4在高压液体的冲击下克服复位弹簧的弹力围绕销轴向圆管3的一端翻转，连杆6通过弹簧拉动磁铁8沿着立杆5下降，磁铁8与顶槽7脱离，顶槽7内的霍尔开关12失去磁场的作用处于导通状态，当电控阀门11关闭时，挡片4在复位弹簧弹力的作用下围绕销轴向立杆5一侧翻转，连杆6通过弹簧推动磁铁沿着立杆5上升，挡片4被立杆5挡住时，磁铁刚好嵌入顶槽7，顶槽7内的霍尔开关12在磁场的作用下处于断开状态，弹簧在磁铁8上升和下降的过程中作为连杆6与磁铁8之间的长度缓冲，弹簧的主要作用是避免挡片4在翻转过程中因连杆6的长度问题被卡住；霍尔开关12的电源输入与市电连接，霍尔开关12的电源输出与夹紧机构连接，当霍尔开关12处于断开状态时，夹紧机构松开圆管3一端上的输送软管，当霍尔开关12处于导通状态时，夹紧机构夹住圆管3一端上的输送软管。

在实施例1中，夹紧机构包括若干驱动部件9，若干驱动部件9安装在凹槽2的内表面上，若干驱动部件9的伸缩端均指向圆管3的一端，若干驱动部件9的伸缩端上均安装夹具10，夹具10的形状与圆管3一端外侧面的形状相匹配，若干驱动部件9分别通过导线与霍尔开关12连接，当霍尔开关12导通时，若干驱动部件9通电，若干驱动部件9的伸缩端均伸长并推动夹具10夹住圆管3一端上的输送软管，当霍尔开关12断开时，若干驱动部件9延时断电，若干驱动部件9的伸缩端收缩并拉动夹具10松开圆管3一端上的输送软管。

需要注意的是，若干驱动部件9的数量不少于两个，数量优选三个或者四个，若干驱动部件9围绕着圆管3的一端布置，可将若干驱动部件9围绕着圆管3等距离的布置在同一圆周上，夹具10为弧形的片状结构，夹具10与驱动部件9伸缩端连接的表面为其外表面，夹具10面向圆管3一端的表面为其内表面，夹具10的内表面上设有若干凹凸花纹；驱动部件9为直线电机、气缸、液压缸或者电动伸缩杆，若干夹具10的内表面与圆管3一端外侧面之间的距离相等，夹具10与驱动部件9伸缩端采用活动连接的方式，夹具10能够相对于驱动部件9伸缩端摆动，摆动的角度不超所十度。

此外，在圆管3一端的外表面上设有橡胶层，当输送软管被夹紧机构夹紧时，输送软管的内表面能够与圆管3一端上的橡胶层形成密封结构。

本技术方案采用的电子器件均为现有产品，本申请的技术方案对于上述电子器件的结构没有特殊要求和改变；

在本技术方案实施的过程中，本领域人员需要将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求。具体连接以及控制顺序，应参考本技术方案的工作原理以及各电气件之间的先后工作顺序，其详细连接手段，为本领域公知技术。本技术方案主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。

本申请技术方案在实施过程中，工作人员将输送软管套在圆管3的一端上，先启动液压泵，然后再开启电控阀门11，电控阀门11开启后液压泵泵送的高压液体进入圆管3的内腔并推动挡片4克服复位弹簧的弹力围绕销轴向圆管3的一端翻转，此时连杆6通过弹簧拉动磁铁8沿着立杆5下降，磁铁8与顶槽7脱离，顶槽7内的霍尔开关12失去磁场的作用处于导通状态，若干驱动部件9通电，若干驱动部件9的伸缩端均伸长并推动夹具10夹住圆管3一端上的输送软管，此时高压液体进入输送软管，实施输送软管的测压工作。

当电控阀门11关闭时，高压液体被阻断，此时液压泵停止工作，挡片4失去高压液体的推动，挡片4在复位弹簧弹力的作用下围绕销轴向立杆5一侧翻转，连杆6通过弹簧推动磁铁沿着立杆5上升，挡片4被立杆5挡住时，磁铁刚好嵌入顶槽7，磁铁8的磁场重新作用于霍尔开关12，霍尔开关12在磁场的作用下处于断开状态，若干驱动部件9延时断电，若干驱动部件9的伸缩端收缩并拉动夹具10松开圆管3一端上的输送软管，输送软管在自身重力和残留液体压力的作用下自动与圆管3脱离，完成输送软管的测压工作。

重复上述过程，可快速完成输送软管测压工作中的连接和脱离过程，有效的提升了测压工作的效率，同时保证工作人员的人身安全。

实施例2

弹性件还可以是软杆，软杆采用具有较强弹性的树脂材料或者聚乙烯材料制成，软杆的一端与磁铁8活动连接，软杆的另一端嵌入连杆6一端的端面并通过防水胶与连杆6的另一端端面粘在一起。其他与实施例1相同。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种海上开采用软管自动连接脱离装置，包括连接体（1），所述连接体（1）的一侧面上设有凹槽（2），所述连接体（1）的另一侧面上设有通孔，所述通孔与所述凹槽（2）连通，所述通孔处穿插有圆管（3），所述圆管（3）的一端位于所述凹槽（2）内，所述圆管（3）的另一端位于所述连接体（1）的另一侧，所述圆管（3）的一端连接输送软管，所述圆管（3）的另一端连接液压泵，所述液压泵向所述圆管（3）的内腔泵送高压液体，所述圆管（3）的另一端上安装电控阀门（11），所述电控阀门（11）通过遥控的方式开启和关闭，其特征在于，所述连接体（1）内设有锁紧单元，所述锁紧单元能够与所述电控阀门（11）联动，所述锁紧单元在联动的过程中锁紧所述圆管（3）一端上的所述输送软管，所述锁紧单元包括启动机构和夹紧机构，所述启动机构设置在所述圆管（3）内，所述夹紧机构设置在所述凹槽（2）内，所述启动机构与所述夹紧机构连接并控制所述夹紧机构的动作，当所述电控阀门（11）开启时，所述启动机构控制所述夹紧机构夹紧所述圆管（3）一端上的所述输送软管，当所述电控阀门（11）关闭时，所述启动机构控制所述夹紧机构松开所述圆管（3）一端上的所述输送软管；

所述启动机构包括挡片（4）、立杆（5）、连杆（6）、顶槽（7）和磁铁（8），所述顶槽（7）位于所述圆管（3）内腔的顶面上，所述顶槽（7）的内表面上镶嵌霍尔开关（12），所述立杆（5）的下端与所述圆管（3）内腔的底面固定连接，所述立杆（5）的上端插入所述顶槽（7），所述磁铁（8）套在所述立杆（5）上，所述磁铁（8）能够沿着所述立杆（5）滑入所述顶槽（7），所述磁铁（8）通过弹性件与所述连杆（6）的一端活动连接，所述连杆（6）的另一端与所述挡片（4）的一侧面活动连接，所述挡片（4）位于所述立杆（5）和所述圆管（3）一端之间，所述挡片（4）的下边缘通过销轴与所述圆管（3）内腔的底面活动连接，所述销轴上设有复位弹簧，所述复位弹簧驱动所述挡片（4）围绕销轴向所述立杆（5）翻转，所述挡片（4）被立杆（5）挡住；

所述弹性件为弹簧，所述弹簧的一端与所述连杆（6）连接，所述弹簧的另一端与所述磁铁（8）连接，当所述电控阀门（11）开启时，所述挡片（4）在高压液体的冲击下克服所述复位弹簧的弹力围绕所述销轴向所述圆管（3）的一端翻转，所述连杆（6）通过所述弹簧拉动所述磁铁（8）沿着所述立杆（5）下降，所述磁铁（8）与所述顶槽（7）脱离，所述顶槽（7）内的霍尔开关（12）失去磁场的作用处于导通状态，当所述电控阀门（11）关闭时，所述挡片（4）在复位弹簧弹力的作用下围绕所述销轴向所述立杆（5）一侧翻转，所述连杆（6）通过所述弹簧推动所述磁铁沿着所述立杆（5）上升，所述挡片（4）被所述立杆（5）挡住时，所述磁铁刚好嵌入所述顶槽（7），所述顶槽（7）内的霍尔开关（12）在磁场的作用下处于断开状态，所述霍尔开关（12）的电源输入与市电连接，所述霍尔开关（12）的电源输出与所述夹紧机构连接，当所述霍尔开关（12）处于断开状态时，所述夹紧机构松开所述圆管（3）一端上的输送软管，当所述霍尔开关（12）处于导通状态时，所述夹紧机构夹住所述圆管（3）一端上的输送软管；

所述夹紧机构包括若干驱动部件（9），若干所述驱动部件（9）安装在所述凹槽（2）的内表面上，若干所述驱动部件（9）的伸缩端均指向所述圆管（3）的一端，若干所述驱动部件（9）的伸缩端上均安装夹具（10），若干所述驱动部件（9）分别通过导线与所述霍尔开关（12）连接，当所述霍尔开关（12）导通时，若干所述驱动部件（9）通电，若干所述驱动部件（9）的伸缩端均伸长并推动所述夹具（10）夹住所述圆管（3）一端上的所述输送软管，当所述霍尔开关（12）断开时，若干所述驱动部件（9）延时断电，若干所述驱动部件（9）的伸缩端收缩并拉动所述夹具（10）松开所述圆管（3）一端上的所述输送软管。

2.根据权利要求1所述的一种海上开采用软管自动连接脱离装置，其特征在于，所述夹具（10）为弧形的片状结构，所述驱动部件（9）为直线电机、气缸、液压缸或者电动伸缩杆，所述夹具（10）与所述驱动部件（9）伸缩端采用活动连接的方式。

3.根据权利要求1所述的一种海上开采用软管自动连接脱离装置，其特征在于，所述圆管（3）一端的外表面上设有橡胶层，当所述输送软管被夹紧机构夹紧时，所述输送软管的内表面能够与所述圆管（3）一端上的橡胶层形成密封结构。