CN210264563U - 一种卡爪式井口远程插拔连接器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种卡爪式井口远程插拔连接器，包括：插拔专用上接头以及安装于井口的下接头，所述下接头上依次设有下法兰和上法兰；所述上法兰外壁安装有用于锁定插拔专用上接头的远程锁紧机构和安全锁定机构，本实用新型装置通过远程的动力控制，实现了防喷装置管串远程井口自动对位、远程快速连接锁紧、远程释放换井口，代替了防喷管串在井口对位连接和拆卸时传统的由壬连接方式和人工对位、上紧及退开由壬螺母的作业方式，也避免了人工攀爬上下较高的井口平台，减少了人员高压区作业的次数，提高了作业效率、降低了人员劳动强度和安全风险，也为减少井口作业人员提供了可能。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油钻井设备领域，尤其涉及一种卡爪式井口远程插拔连接器。
背景技术
随着油气田新井开发以水平井为主，而水平井射孔压裂又以泵送电缆桥塞多段射孔压裂为主，该类作业方式已成为油气田水平井多段射孔压裂的主力作业方式，尤其是工厂化压裂作业的不二选择。但其中不容忽视的问题是，在该类作业中，井口平台高，防喷装置由壬螺母重，由壬螺母上紧和拆卸次数多，在工厂化桥射压裂作业现场一拖二、一拖三多井口拉链式交替作业普遍，这就需要井口作业人员(至少两人)频繁爬上井口平台对井口、上紧由壬螺母，然后下平台；泵送射孔完成、井口关闭、防喷装置内压泄压到零并排空防喷管内液体后，作业人员再上平台拆卸由壬螺母，协调指挥吊车吊装防喷装置管串至地面操作区，然后再次下平台；地面作业人员更换射孔枪串和工具仪器后，吊车吊起防喷装置管串移往邻近井口，作业人员再次爬上邻近井口平台对井口、上紧由壬螺母，然后再次下平台，如此往复。上紧和拆卸由壬螺母不仅人员劳动强度大，上下爬较高的井口平台也存在不安全因素，且重复频次高，更重要的是每个井口井内都有高压，作业人员始终都身处高压区施工，存在一定的潜在安全风险，同时人员上下爬平台、人工上紧和拆卸由壬螺母存在作业效率低，作业成本高的现象。另外，快速试压组件是传统防喷装置中一个独立部件，一般防喷装置中都有配置，但很多作业队伍在实际作业中都不安装，原因是井口安装此部件后高度较高，作业人员在井口平台上操作不便(对位困难、上紧和拆卸由壬螺母困难、手动开关试压口针阀困难)。
实用新型内容
针对上述缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种卡爪式井口远程插拔连接器，减少井口作业人员手动操作，使作业人员远离井口高压区安全施工作业，提高作业效率、降低作业成本、降低人员劳动强度和高空高压区作业的安全风险。
为达到以上目的，本实用新型的技术方案为：
一种卡爪式井口远程插拔连接器，包括：插拔专用上接头以及安装于井口的下接头，所述下接头上依次设有下法兰和上法兰；所述上法兰外壁安装有用于锁定插拔专用上接头的远程锁紧机构和安全锁定机构，插拔专用上接头插入上法兰内与下接头相配合，插拔专用上接头底部外壁设置有轴肩，上法兰上端安装有导向器；
所述远程锁紧机构包括：安装于上法兰外壁多组同步可上下转动的卡爪机构，每组卡爪机构上均安装有带动卡爪机构转动的第一动力装置；第一动力装置推动卡爪机构向心收缩穿过上法兰外壁与插拔专用上接头夹紧；
所述安全锁定机构包括：安装于上法兰外壁的锁紧环，锁紧环上安装有带动锁紧环运动的第二动力装置；沿所述锁紧环周向设置有多个通孔，当卡爪机构与插拔专用上接头夹紧，锁紧环向下运动，卡爪机构端部穿过通孔。
所述卡爪机构包括卡爪，上法兰上开设有与上法兰内部相连通的条形通孔，当卡爪竖直时，卡爪穿过条形通孔与轴肩接触夹紧；所述卡爪外侧铰接有连杆，连杆另一端与第一动力装置相连接。
所述第一动力装置包括：安装于下法兰内的第一液压缸，第一液压缸的第一活塞杆与卡爪机构相连接。
所述第一液压缸通过螺纹内置于下法兰内部，第一液压缸的进出油口均为内部流道，多组第一液压缸的内部流道相串联。
所述第二动力装置包括：安装于下法兰内的第二液压缸，第二液压缸的第二活塞杆与锁紧环相连接。
所述第二液压缸通过螺纹内置于下法兰内部，第二液压缸的进出油口均为内部流道，多组第二液压缸的内部流道相串联。
所述插拔专用上接头的下端设置有密封结构。
所述下法兰和上法兰通过螺栓螺母连接。
所述下法兰外壁套设有法兰套。
与现有技术比较，本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供了一种卡爪式井口远程插拔连接器，由于在插拔连接器装置上设置了远程锁紧机构和安全锁定机构，通过远程锁紧机构和安全锁定机构，能够将插拔专用上接头和下接头进行锁紧，进而使得防喷装置管串远程吊装对位完全进入卡爪式井口远程插拔连接器后，可以承受高压的拉拔力，并且在承压时不会有任何意外位移，确保作业安全；另外，本实用新型装置通过远程的动力控制，实现了防喷装置管串远程井口自动对位、远程快速连接锁紧、远程释放换井口，代替了人工操作，提高了作业效率，降低作业成本，并且降低人员劳动强度和高空高压区作业的安全风险，减少井口作业人员，同时，还能够保证插拔专用上接头与下接头的可靠、稳固连接，避免安全事故的发生。
附图说明
图1是本实用新型卡爪式井口远程插拔连接器结构示意图一；
图2是本实用新型卡爪式井口远程插拔连接器结构示意图二；
图3是本实用新型卡爪式井口远程插拔连接器结构示意图三；
图4是本实用新型卡爪式井口远程插拔连接器结构示意图四；
图5是本实用新型卡爪式井口远程插拔连接器结构示意图五；
图6是本实用新型卡爪式井口远程插拔连接器结构示意图六。
图中，1—插拔专用上接头；1-1—肩轴；1-2—密封结构；2—下接头；3—上法兰；3-1—条形通孔；4—下法兰；5—导向器；6—锁紧环；6-1—通孔；7—卡爪；8—法兰套；9—第一活塞杆；10—第二活塞杆；11—第一销轴；12—第二销轴；13—连接块；14—连杆；15—第三销轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。
如图1-6所示，本实用新型提供了一种卡爪式井口远程插拔连接器，包括：插拔专用上接头1以及安装于井口的下接头2，所述下接头2上依次设有下法兰4和上法兰3，具体的，所述下法兰4和上法兰3通过螺栓螺母连接；所述上法兰3外壁安装有用于锁定插拔专用上接头1的远程锁紧机构和安全锁定机构，插拔专用上接头1插入上法兰3内与下接头2相配合(插拔专用上接头1插入上法兰3内与下接头2相连接)，所述插拔专用上接头1的下端设置有密封结构1-2；具体的，插拔专用上接头1进入插拔连接器下接头2上部密封面，密封结构1-2的密封圈与下接头2上部密封面紧密接触，实现插拔专用上接头1与下接头2连接的密封效果，插拔专用上接头1底部外壁设置有轴肩1-1，轴肩1-1下表面与下接头2上端相配合，对插拔专用上接头1进行限位卡合；上法兰3上端安装有导向器5；远控锁紧机构使用卡爪向心收缩锁紧远程吊装插入的防喷装置管串，离心打开解锁远程吊装拔出防喷装置管串。
具体的，所述远程锁紧机构包括：安装于上法兰3外壁多组同步可上下转动的卡爪机构，每组卡爪机构上均安装有带动卡爪机构转动的第一动力装置；第一动力装置推动卡爪机构向心收缩穿过上法兰3外壁与插拔专用上接头1夹紧；锁紧外部标识为远控锁紧机构的卡爪7为竖直状态，解锁外部标识为远控锁紧机构卡爪为水平状态。
更进一步的，所述安全锁定机构包括：安装于上法兰3外壁的锁紧环6，锁紧环6上安装有带动锁紧环6运动的第二动力装置；沿所述锁紧环6周向设置有多个通孔6-1，当卡爪机构与插拔专用上接头1夹紧，锁紧环6向下运动，卡爪机构端部穿过通孔6-1；具体的，当远控锁紧机构卡爪7向心收缩锁紧远程吊装插入的防喷装置管串时，液动驱动机械安全锁定机构驱动锁定环6下行，锁住多组卡爪7；当远控安全锁定机构上行将锁定环6上推后，才可离心打开卡爪7，防喷管串即可调吊出，解锁外部标识为锁定环6处于卡爪7上方，此时卡爪7才可以打开。
本实用新型中，所述卡爪机构包括卡爪7，上法兰3上开设有与上法兰3内部相连通的条形通孔3-1，当卡爪7竖直时，卡爪7穿过条形通孔3-1与轴肩1-1接触夹紧；所述卡爪7外侧铰接有连杆14，连杆14另一端与第一动力装置相连接，所述连杆14为弧形结构，方便推动卡爪7上下翻转。
优选的，本实用新型中卡爪7与上法兰3通过第一销轴11连接，卡爪7通过第二销轴12与连杆14连接，连杆14另一端通过第三销轴15与连接块13连接，连接块13通过螺钉与第一活塞杆9连接，第一活塞杆9在第一液压缸内通过液压油驱动，实现卡爪7的远程液控驱动；
优选的，所述第一动力装置包括：安装于下法兰4内的第一液压缸，第一液压缸的第一活塞杆9与卡爪机构相连接。具体的，所述第一液压缸通过螺纹内置于下法兰4内部，第一液压缸的进出油口均为内部流道，多组第一液压缸的内部流道相串联，示例性的，本实施例中以卡爪机构为6组进行说明，相应的6组内部流道与第一液压缸相串联，使得卡爪机构能够进行统一的转动，实现统一锁紧状态。
所述第二动力装置包括：安装于下法兰4内的第二液压缸，第二液压缸的第二活塞杆10与锁紧环6相连接。所述第二液压缸通过螺纹内置于下法兰4内部，示例性的，实施例中以有2组内部流道与第二液压缸连通为例进行说明，第二液压缸的进出油口均为内部流道，多组第二液压缸的内部流道相串联，同步带动锁紧环6上下平稳移动，需要说明的是，第一、二液压缸的油路均为相互独立的油路，实现锁紧、锁定的独立控制；示例性的，远控锁紧机构由第一液压缸驱动6组卡爪7实现远程锁紧机构；并通过第二液压缸驱动锁定环6实现锁定；以上独立两组液压缸均由下法兰内部的流道实现独立控制。
为了使得液压缸更加方便控制，所述下法兰4外壁套设有法兰套8，法兰套8安装于下法兰4外部，实现液控油路的内部流通。
本实用新型工作原理及过程为：
一、防喷装置管串与卡爪式井口远程插拔连接器远程井口对位准备状态：
如图1、图2所示，将卡爪式井口远程插拔连接器安装正确，使卡爪式井口远程插拔连接器远控锁紧机构、安全锁定机构均处于解锁状态；并且将防喷装置管串与插拔专用上接头1连接到位，井口吊车吊起整套防喷装置管串，准备开始作业。
二、防喷装置管串与卡爪式井口远程插拔连接器远程井口对位下入状态：
如图3所示，将插拔专用上接头1通过井口对位导向器5远程井口对位，使得插拔专用上接头1进入上法兰3内，并且卡合于下接头2内；此时，安全锁定机构中的环形锁定环6与卡爪7之间有明显间隙，并且卡爪7处于水平状态，远控锁紧机构、安全锁定机构均处于解锁状态。
三、防喷装置管串与卡爪式井口远程插拔连接器远程井口连接锁紧状态：
1、卡爪式井口远程插拔连接器远程锁紧机构进行锁紧：
如图4所示，插拔专用上接头1完全进入插拔连接器下接头2上部密封面，此时，进行远控锁紧机构的锁紧动作：通过第一液压缸控制远控锁紧机构径向向心收缩卡爪7，卡爪7穿过条形通孔3-1与轴肩1-1接触夹紧，卡爪7转动为竖直状态，能够锁紧插拔专用上接头1，其可以承受高压的拉拔力；锁紧和解锁均有肉眼方便观察的外部指示，卡爪7水平位置为解锁，卡爪7竖直状态为锁紧。
2、卡爪式井口远程插拔连接器安全锁定机构进行锁定：
如图5、6所示，通过第二液压缸控制锁紧环6向下运动，卡爪7端部穿过通孔6-1，锁定环6套住卡爪7，锁定环6与插拔连接器卡爪之间无间隙，此时，安全锁定机构处于锁定位置，压紧插拔专用上接头1，使得插拔专用上接头1承压时不会有任何意外位移，确保作业安全。
对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体实施例只是本实用新型的优选方案，因此本领域的技术人员对本实用新型中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本实用新型的原理，实现的仍是本实用新型的目的，均属于本实用新型所保护的范围。
Claims (9)
1.一种卡爪式井口远程插拔连接器，其特征在于，包括：插拔专用上接头(1)以及安装于井口的下接头(2)，所述下接头(2)上依次设有下法兰(4)和上法兰(3)；所述上法兰(3)外壁安装有用于锁定插拔专用上接头(1)的远程锁紧机构和安全锁定机构，插拔专用上接头(1)插入上法兰(3)内与下接头(2)相配合，插拔专用上接头(1)底部外壁设置有轴肩(1-1)，上法兰(3)上端安装有导向器(5)；
所述远程锁紧机构包括：安装于上法兰(3)外壁多组同步可上下转动的卡爪机构，每组卡爪机构上均安装有带动卡爪机构转动的第一动力装置；第一动力装置推动卡爪机构向心收缩穿过上法兰(3)外壁与插拔专用上接头(1)夹紧；
所述安全锁定机构包括：安装于上法兰(3)外壁的锁紧环(6)，锁紧环(6)上安装有带动锁紧环(6)运动的第二动力装置；沿所述锁紧环(6)周向设置有多个通孔(6-1)，当卡爪机构与插拔专用上接头(1)夹紧，锁紧环(6)向下运动，卡爪机构端部穿过通孔(6-1)。
2.根据权利要求1所述的卡爪式井口远程插拔连接器，其特征在于，所述卡爪机构包括卡爪(7)，上法兰(3)上开设有与上法兰(3)内部相连通的条形通孔(3-1)，当卡爪(7)竖直时，卡爪(7)穿过条形通孔(3-1)与轴肩(1-1)接触夹紧；所述卡爪(7)外侧铰接有连杆(14)，连杆(14)另一端与第一动力装置相连接。
3.根据权利要求1或2所述的卡爪式井口远程插拔连接器，其特征在于，所述第一动力装置包括：安装于下法兰(4)内的第一液压缸，第一液压缸的第一活塞杆(9)与卡爪机构相连接。
4.根据权利要求3所述的卡爪式井口远程插拔连接器，其特征在于，所述第一液压缸通过螺纹内置于下法兰(4)内部，所述第一液压缸的进出油口均为内部流道，多组第一液压缸的内部流道相串联。
5.根据权利要求1所述的卡爪式井口远程插拔连接器，其特征在于，所述第二动力装置包括：安装于下法兰(4)内的第二液压缸，第二液压缸的第二活塞杆(10)与锁紧环(6)相连接。
6.根据权利要求5所述的卡爪式井口远程插拔连接器，其特征在于，所述第二液压缸通过螺纹内置于下法兰(4)内部，第二液压缸的进出油口均为内部流道，多组第二液压缸的内部流道相串联。
7.根据权利要求1所述的卡爪式井口远程插拔连接器，其特征在于，所述插拔专用上接头(1)的下端设置有密封结构(1-2)。
8.根据权利要求1所述的卡爪式井口远程插拔连接器，其特征在于，所述下法兰(4)和上法兰(3)通过螺栓螺母连接。
9.根据权利要求1所述的卡爪式井口远程插拔连接器，其特征在于，所述下法兰(4)外壁套设有法兰套(8)。
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