RU2731433C1 - Combined control penetrator - Google Patents
Combined control penetrator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731433C1 RU2731433C1 RU2019137071A RU2019137071A RU2731433C1 RU 2731433 C1 RU2731433 C1 RU 2731433C1 RU 2019137071 A RU2019137071 A RU 2019137071A RU 2019137071 A RU2019137071 A RU 2019137071A RU 2731433 C1 RU2731433 C1 RU 2731433C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- hydraulic
- housing
- penetrator
- sections
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
- E21B33/038—Connectors used on well heads, e.g. for connecting blow-out preventer and riser
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к области подводной добычи, в частности, к устройствам, обеспечивающим соединение гидравлических и электрических линий между подводной фонтанной арматурой горизонтального типа и подвеской насосно-компрессорной трубы.The present invention relates to the field of subsea production, in particular, to devices for connecting hydraulic and electrical lines between a horizontal subsea Christmas tree and a tubing hanger.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
Из уровня техники известен раскрытый в документе US 5941574 А (опубликован 24.08.1999) горизонтальный пенетратор, представляющий собой соединитель для напорных каналов, содержащий подвижный элемент, выполненный с возможностью избирательного зацепления и расцепления с неподвижным элементом для обеспечения разъединяемого соединения. Подвижный элемент выполнен с возможностью перемещения посредством основного привода, соединенного с оправкой, преимущественно зафиксированной по отношению к неподвижному элементу, но выполненной с возможностью перемещения относительно неподвижного элемента так, чтобы обеспечивать аварийное перемещение подвижного элемента независимо от основного привода. Таким образом, подвижный элемент может быть расцеплен с неподвижным элементом за счет движения оправки в случае отказа основного привода.The prior art discloses a horizontal penetrator disclosed in document US 5941574 A (published 08.24.1999), which is a connector for pressure channels containing a movable element configured to selectively engage and disengage with a fixed element to provide a releasable connection. The movable element is movable by means of the main drive connected to the mandrel, mainly fixed with respect to the stationary element, but made with the possibility of moving relative to the stationary element so as to provide emergency movement of the movable element independently of the main drive. Thus, the movable element can be disengaged from the stationary element by movement of the mandrel in the event of a failure of the main drive.
Предпочтительно, привод, а также оправка известного из упомянутого документа пенетратора могут приводиться в движение механическим способом с помощью подводного аппарата дистанционного управления.Preferably, the drive, as well as the mandrel of a penetrator known from the above document, can be mechanically driven by a remote controlled underwater vehicle.
В частности, привод известного из US 5941574 А пенетратора может включать в себя соединительный механизм для передачи движения от подводного аппарата дистанционного управления. Оправка может содержать воротник с пальцами, находящимися в зацеплении с неподвижным корпусом посредством упорной гильзы. Указанная упорная гильза может быть зафиксирована срезным штифтом к воротнику и присоединена к воротнику посредством соединения мертвого хода, таким образом натяг указанной гильзы будет сперва срезать срезные штифты, позволяя гильзе перемещаться и освобождая пальцы для расцепления с корпусом, а затем протягивая воротник от корпуса посредством соединения мертвого хода.In particular, the actuator of the penetrator known from US Pat. No. 5,941,574 A may include a coupling mechanism for transmitting motion from the remote control submarine. The mandrel may comprise a collar with fingers engaged with the stationary body by means of a stop sleeve. Said thrust sleeve can be secured with a shear pin to the collar and attached to the collar by means of a backlash connection, thus the interference of said sleeve will first shear the shear pins, allowing the sleeve to move and freeing the fingers to disengage from the body, and then pulling the collar from the body by connecting the dead course.
Привод может содержать резьбовой шпиндель либо приводную муфту, зафиксированные с возможностью вращения внутри оправки и перемещения дополнительной приводной гайки или приводной муфты, к которой присоединен подвижный элемент. Может быть предусмотрено множество неподвижных элементов, зацепляемых с множеством подвижных элементов. Также, из уровня техники известен пенетратор, раскрытый в документе СА 2759904 С (опубликован 11.02.2014). Пенетратор, известный из указанного документа, содержит корпус и размещенный внутри указанного корпуса шток поршня, выполненный с возможностью линейного перемещения внутри корпуса таким образом, чтобы соединять и разъединять гидравлические и электрические контакты со сборкой фонтанной арматуры. Известный пенетратор может включать в себя систему крепления штока поршня к корпусу, включающую в себя канал, выполненный в штоке поршня, зажимное кольцо, запоры и стопорную муфту.The drive may include a threaded spindle or a drive sleeve fixed for rotation inside the mandrel and movement of an additional drive nut or drive sleeve to which the movable element is attached. A plurality of stationary members may be provided to engage with a plurality of movable members. Also, a penetrator disclosed in document CA 2759904 C (published 02.11.2014) is known from the prior art. The penetrator known from the specified document contains a housing and a piston rod located inside said housing, made with the possibility of linear movement inside the housing so as to connect and disconnect the hydraulic and electrical contacts with the assembly of the Christmas tree. The known penetrator may include a system for attaching the piston rod to the housing, including a bore formed in the piston rod, a clamping ring, locks and a stop collar.
Шток поршня известного из СА 2759904 С пенетратора может перемещаться возвратно-поступательно внутри камеры корпуса посредством использования гидравлического механизма. При этом для приведения в движение штока поршня из соединенного положения в разъединенное положение давление может быть подано через гидравлический канал. Гидравлика также может быть использована для перемещения штока в соединенное положение.The piston rod of the penetrator known from CA 2759904 C can be moved reciprocally inside the housing chamber using a hydraulic mechanism. Thus, to drive the piston rod from the connected position to the disconnected position, pressure can be applied through the hydraulic channel. Hydraulics can also be used to move the stem to a connected position.
Кроме того, известный пенетратор может включать механизм экстренного разъединения, который может быть использован для перемещения поршня из соединенной позиции в разъединенную в случае отказа в режиме нормального разъединения.In addition, the prior art penetrator may include an emergency release mechanism that can be used to move the piston from a connected position to a disconnected position in the event of failure in normal release mode.
Известные из упомянутых публикаций пенетраторы позволяют обеспечивать эффективное в штатном режиме работы соединение и разъединение гидравлических и электрических каналов между подводной фонтанной арматурой горизонтального типа и подвеской насосно-компрессорной трубы. Тем не менее, часто возникает необходимость обеспечить упомянутое эффективное соединение при аварийном/нештатном режимах работы (при появлении давления до 34,5 МПа в камере пенетратора), в частности, в случае отказа механизма сброса давления из камеры пенетратора либо при нарушении герметичности корпуса пенетратора.Known from the mentioned publications, penetrators make it possible to ensure efficient in normal operation the connection and disconnection of hydraulic and electrical channels between the horizontal subsea Christmas tree and the tubing hanger. Nevertheless, it often becomes necessary to provide the above-mentioned effective connection during emergency / abnormal operating modes (when a pressure of up to 34.5 MPa appears in the penetrator chamber), in particular, in the event of a failure of the pressure relief mechanism from the penetrator chamber or in the event of a leakage of the penetrator body.
Кроме того, конструктивные особенности известных пенетраторов не позволяют нивелировать угловые отклонения поршня, возникающие при его перемещении между разъединенным и соединенным положениями, а также не позволяют обеспечить в достаточной степени эффективное экстренное разъединение в случае отказа штатного механизма перемещения поршня пенетратора.In addition, the design features of the known penetrators do not make it possible to level the angular deviations of the piston arising from its movement between the disconnected and connected positions, and also do not allow to provide a sufficiently effective emergency disconnection in the event of a failure of the standard mechanism for moving the piston of the penetrator.
Предлагаемое изобретение направлено на то, чтобы преодолеть по меньшей мере один недостаток, присущий техническим решениям уровня техники.The proposed invention aims to overcome at least one disadvantage inherent in the technical solutions of the prior art.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
Технической проблемой, решаемой при создании настоящего изобретения, стало создание пенетратора комбинированного управления, конструкция которого позволяет обеспечить эффективное соединение и разъединение гидравлических и электрических линий между подводной фонтанной арматурой горизонтального типа и подвеской насосно-компрессорной трубы. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в нивелировании угловых отклонений поршня пенетратора комбинированного управления, возникающих при его перемещении между разъединенным и соединенным положениями, с одновременным обеспечением универсальности управления, достигаемой за счет вариативности механизма приведения пенетратора комбинированного управления в действие, которое может осуществляться либо механическим способом, либо гидравлическим способом.The technical problem solved by the present invention is the creation of a combined control penetrator, the design of which allows for effective connection and disconnection of hydraulic and electrical lines between the horizontal subsea Christmas tree and the tubing hanger. The technical result achieved by the implementation of the invention consists in leveling the angular deviations of the combined control penetrator piston arising when it moves between the disconnected and connected positions, while ensuring the universality of control achieved due to the variability of the mechanism for driving the combined control penetrator into action, which can be carried out either mechanically or hydraulically.
Кроме того, заявленное изобретение позволяет обеспечить эффективное соединение и разъединение гидравлических и электрических линий между подводной фонтанной арматурой горизонтального типа и подвеской насосно-компрессорной трубы, в том числе при аварийном/нештатном режимах работы.In addition, the claimed invention makes it possible to provide efficient connection and disconnection of hydraulic and electrical lines between the horizontal type subsea Christmas tree and the tubing hanger, including during emergency / abnormal operating modes.
Дополнительно, заявленное изобретение позволяет обеспечить эффективное экстренное разъединение в случае отказа штатного механизма перемещения поршня пенетратора.Additionally, the claimed invention allows for effective emergency disconnection in the event of failure of the standard mechanism for moving the piston of the penetrator.
Заявленные техническая проблема и технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что пенетратор комбинированного управления для соединения гидравлических и электрических линий между блоком подводной фонтанной арматуры и подвеской насосно-компрессорной трубы содержит:The claimed technical problem and technical result are accordingly solved and achieved due to the fact that the combined control penetrator for connecting hydraulic and electrical lines between the subsea Christmas tree and the tubing suspension contains:
корпус, выполненный с возможностью вывода гидравлических и электрических линий;a housing adapted to output hydraulic and electrical lines;
размещенный внутри корпуса поршень, выполненный с возможностью перемещения в осевом направлении внутри корпуса между разъединенным положением поршня и соединенным положением поршня,a piston located inside the housing and configured to move axially within the housing between a disconnected piston position and a connected piston position,
причем поршень содержит первый участок поршня, включающий в себя размещенные на одном из своих окончаний электрические и гидравлические соединители, выполненные таким образом, чтобы при нахождении поршня в соединенном положении обеспечивать соединение гидравлических и электрических линий,moreover, the piston contains the first section of the piston, including placed on one of its ends electrical and hydraulic connectors, made in such a way as to ensure the connection of hydraulic and electrical lines when the piston is in the connected position,
второй участок поршня и третий участок поршня,the second piston section and the third piston section,
шары, размещенные в полостях, выполненных между первым и вторым участками поршня, и между вторым и третьим участками поршня,balls placed in cavities formed between the first and second sections of the piston, and between the second and third sections of the piston,
причем в каждом из первого и третьего участков поршня расположены по две диаметрально противоположные опорные проушины, а во втором участке поршня расположены четыре опорные проушины, по две с каждой стороны, при этом внутри шаров выполнены отверстия, через которые проходят пальцы, удерживающиеся в опорных проушинах участков поршня,moreover, in each of the first and third sections of the piston, there are two diametrically opposite support lugs, and in the second section of the piston there are four support lugs, two on each side, while holes are made inside the balls through which the fingers pass, held in the support lugs of the sections piston,
причем гидравлические линии выполнены с возможностью соединения с корпусом посредством элементов приема гидравлических линий, размещенных в полостях, выполненных в полых шпилечных элементах, проходящих через отверстия, выполненные в охватывающем поршень кольцевом элементе, и корреспондирующие им отверстия, выполненные в торце корпуса,moreover, the hydraulic lines are made with the possibility of being connected to the housing by means of elements for receiving hydraulic lines located in cavities made in hollow pin elements passing through holes made in the annular element enclosing the piston, and corresponding holes made in the end of the housing,
при этом пенетратор снабжен механизмом экстренного отсоединения, а поршень выполнен с возможностью перемещения механическим способом с помощью приводного вала, размещенного внутри корпуса, либо гидравлическим способом с помощью гидропривода, размещенного вокруг оконечного участка поршня в корпусе гидропривода.the penetrator is equipped with an emergency disconnect mechanism, and the piston is movable mechanically using a drive shaft located inside the housing, or hydraulically using a hydraulic drive located around the end section of the piston in the hydraulic drive housing.
Кроме того, заявленные техническая проблема и технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что передача движения от приводного вала поршню осуществляется через первый передаточный элемент, размещенный в корпусе, причем в указанном первом передаточном элементе выполнено отверстие, охватывающее приводной вал, и отверстие, охватывающее поршень, причем в отверстии, охватывающем приводной вал, выполнен резьбовой профиль, соответствующий резьбовому профилю, выполненному на участке приводного вала, а в поршне выполнен упорный профиль фиксации первого передаточного элемента относительно поршня, за счет которого обеспечивается линейное перемещение поршня из разъединенного положения в соединенное положение.In addition, the claimed technical problem and technical result are respectively solved and achieved due to the fact that the transmission of motion from the drive shaft to the piston is carried out through the first transmission element located in the housing, and in the specified first transmission element there is a hole covering the drive shaft and a hole, covering the piston, and in the hole enclosing the drive shaft, a threaded profile is made corresponding to the thread profile made on the drive shaft section, and in the piston there is a thrust profile for fixing the first transmission element relative to the piston, due to which linear movement of the piston from the disconnected position to the connected position.
Также, заявленные техническая проблема и технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что перемещение поршня из соединенного положения в разъединенное положение осуществляется за счет дополнительного цангового элемента, который при нахождении поршня в соединенном положении зажимается внутри полости, образованной между поршнем и корпусом, а при вращении приводного вала, передаваемого посредством передаточного элемента, протягивается в освобожденное положение, обеспечивая перемещение поршня в разъединенное положение.Also, the claimed technical problem and technical result are respectively solved and achieved due to the fact that the movement of the piston from the connected position to the disconnected position is carried out due to an additional collet element, which, when the piston is in the connected position, is clamped inside the cavity formed between the piston and the housing, and when the drive shaft is rotated, transmitted by means of the transfer member, it is pulled to the released position, allowing the piston to move to the disconnected position.
Дополнительно, заявленные техническая проблема и технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что передача движения от приводного вала поршню осуществляется через гидропривод и второй передаточный элемент, причем в корпусе гидропривода выполнены первый гидравлический канал и второй гидравлический канал, сообщающиеся с полостью, образованной между гидроприводом и корпусом гидропривода, при этом при подаче гидравлической жидкости в первый гидравлический канал второй передаточный элемент выполнен с возможностью линейного перемещения, при котором при упомянутом перемещении за счет упора второго передаточного элемента в выполненный на внешней поверхности гидропривода кольцевой выступ обеспечивается линейное перемещение поршня в соединенное положение, причем второй передаточный элемент при подаче гидравлической жидкости во второй гидравлический канал выполнен с возможностью линейного перемещения в обратную сторону вместе с обеспечением перемещения поршня из соединенного положения в разъединенное положение.Additionally, the claimed technical problem and technical result are respectively solved and achieved due to the fact that the transmission of motion from the drive shaft to the piston is carried out through the hydraulic drive and the second transmission element, and the first hydraulic channel and the second hydraulic channel are made in the hydraulic drive housing, communicating with the cavity formed between a hydraulic drive and a hydraulic drive housing, while when the hydraulic fluid is supplied to the first hydraulic channel, the second transmission element is capable of linear movement, in which, during the said movement, due to the stop of the second transmission element in the annular protrusion made on the outer surface of the hydraulic drive, the piston linearly moves to the connected position , and the second transmission element when supplying hydraulic fluid to the second hydraulic channel is made with the possibility of linear movement in the opposite direction together with the provision of movement of the piston from the connection unlocked position to the disconnected position.
Также, заявленные техническая проблема и технический результат соответственно решается и достигается за счет того, что механизм экстренного отсоединения представляет собой цанговый патрон, выполненный с возможностью закрепления приводного вала и поршня внутри корпуса, причем указанный цанговый патрон содержит продольные секторы, находящиеся в зацеплении с профилем корпуса; и оправку, обеспечивающую зажатие цангового патрона и корпуса.Also, the claimed technical problem and technical result are respectively solved and achieved due to the fact that the emergency disconnect mechanism is a collet chuck configured to fix the drive shaft and piston inside the housing, and the specified collet chuck contains longitudinal sectors that are in engagement with the profile of the housing ; and a mandrel for clamping the collet and body.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Вышеуказанные преимущества изобретения станут более очевидными из нижеследующего описания предпочтительных вариантов его осуществления, данного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The foregoing advantages of the invention will become more apparent from the following description of preferred embodiments thereof, given with reference to the accompanying drawings, in which:
- на фиг. 1 схематично представлен пенетратор комбинированного управления в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения,- in Fig. 1 is a schematic representation of a combined control penetrator in accordance with a preferred embodiment of the invention,
- на фиг. 2 более детально изображен первый, второй и третий участки поршня пенетратора комбинированного управления в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.- in Fig. 2 shows in more detail the first, second and third piston portions of the combined control penetrator in accordance with a preferred embodiment of the invention.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯCARRYING OUT THE INVENTION
Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи описан пенетратор комбинированного управления в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.A combined control penetrator according to a preferred embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
На фиг. 1-2 схематично представлен пенетратор комбинированного управления, содержащий корпус (1) и размещенный внутри корпуса (1) поршень (2), причем поршень (2) содержит первый участок (3) поршня (2), второй участок (4) поршня (2) и третий участок (5) поршня (2).FIG. 1-2 schematically shows a combined control penetrator containing a housing (1) and a piston (2) located inside the housing (1), and the piston (2) contains the first section (3) of the piston (2), the second section (4) of the piston (2) ) and the third section (5) of the piston (2).
В каждом из участков (3) и (5) поршня (2) расположены по две диаметрально противоположные опорные проушины (6), а во втором участке (4) поршня (2) расположены четыре опорные проушины (6), по две с каждой стороны.In each of the sections (3) and (5) of the piston (2) there are two diametrically opposite support lugs (6), and in the second section (4) of the piston (2) there are four support lugs (6), two on each side ...
Опорные проушины (6), каждая, своим концом с выступающей областью выступают за соответствующий первый участок (3), второй участок (4) либо третий участок (5) поршня (2). Противоположные друг другу на первом, Пальцы (7) удерживаются, каждое, в отверстии (8), выполненном в выступающей области опорной проушины (6).The supporting lugs (6), each, with their end with a protruding region, protrude beyond the corresponding first section (3), the second section (4) or the third section (5) of the piston (2). Opposite to each other on the first, the Fingers (7) are held, each, in the hole (8) made in the projecting area of the support lug (6).
Также, в каждом из участков (3) и (5) поршня (2) расположена полость в виде полусферы, а во втором участке (4) поршня (2) расположены две полости в виде полусферы, по одной с каждой стороны. В полостях между первым и вторым участками (3) и (4) поршня (2), а также вторым и третьим участками (4) и (5) поршня (2) размещены шары (9). Шары (9) выполнены с отверстиями, в которых размещены пальцы (7).Also, in each of the sections (3) and (5) of the piston (2) there is a cavity in the form of a hemisphere, and in the second section (4) of the piston (2) there are two cavities in the form of a hemisphere, one on each side. Balls (9) are placed in the cavities between the first and second sections (3) and (4) of the piston (2), as well as the second and third sections (4) and (5) of the piston (2). The balls (9) are made with holes in which the fingers (7) are located.
Поршень (2) выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении в камере (10), образованной внутри корпуса (1), причем указанное перемещение осуществляется между разъединенным положением поршня (2) и соединенным положением поршня (2).The piston (2) is movable in the axial direction in the chamber (10) formed inside the housing (1), and said movement is carried out between the disconnected position of the piston (2) and the connected position of the piston (2).
Первый участок (3) поршня (2) содержит размещенные на одном из своих окончаний электрические соединители (11) и гидравлические соединители (12), выполненные таким образом, чтобы при нахождении поршня (2) в соединенном положении обеспечивать соединение гидравлических линий (13) и электрических линий между блоком подводной фонтанной арматуры горизонтального типа и подвеской насосно-компрессорной трубы.The first section (3) of the piston (2) contains electrical connectors (11) and hydraulic connectors (12) located at one of its ends, made in such a way that, when the piston (2) is in the connected position, to ensure the connection of hydraulic lines (13) and electrical lines between the horizontal type subsea Christmas tree and the tubing hanger.
Для обеспечения соединения гидравлических линий (13) с корпусом (1) пенетратора в камере (10) размещен кольцевой элемент (14), охватывающий поршень (2), и своими внешними сторонами соприкасающийся с внутренними стенками корпуса (1), формирующими камеру (10). В указанном кольцевом элементе (14) выполнены радиально расположенные отверстия, корреспондирующие отверстиям, выполненным в торце корпуса (1). Каждое указанное отверстие кольцевого элемента (14) и корреспондирующее ему отверстие, выполненное в торце корпуса (1), соединены размещенным в упомянутых отверстиях полым шпилечным элементом (15), в торце которого выполнена радиальная полость, в которой размещен элемент (16) приема гидравлических линий (13).To ensure the connection of hydraulic lines (13) with the body (1) of the penetrator, an annular element (14) is placed in the chamber (10), covering the piston (2), and with its outer sides in contact with the inner walls of the body (1), which form the chamber (10) ... In the specified annular element (14) there are radially located holes corresponding to the holes made in the end of the body (1). Each specified hole of the annular element (14) and the corresponding hole made in the end of the housing (1) are connected by a hollow pin element (15) located in the aforementioned holes, at the end of which a radial cavity is made, in which the element (16) for receiving hydraulic lines is located (13).
Для сброса избыточного давления из камеры (10) в корпусе (1) пенетратора размещен механизм сброса давления (не показан).To relieve excess pressure from the chamber (10), a pressure relief mechanism (not shown) is located in the body (1) of the penetrator.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения перемещение поршня (2) осуществляется вариативно либо механическим, либо гидравлическим способом.In a preferred embodiment of the invention, the movement of the piston (2) is carried out variably either mechanically or hydraulically.
В частности, перемещение поршня (2) осуществляется механическим способом с помощью дистанционно управляемого аппарата. Например, дистанционно управляемый аппарат может быть соединен с приводным валом (17), размещенным внутри полости (18) корпуса (1) (указанное соединение не показано).In particular, the movement of the piston (2) is carried out mechanically using a remotely controlled device. For example, a remotely controlled device can be connected to a drive shaft (17) located inside the cavity (18) of the housing (1) (this connection is not shown).
Перемещение поршня (2) гидравлическим способом осуществляется посредством гидропривода (19), выполненного с возможностью размещения вокруг оконечного участка поршня (2) в корпусе (20) гидропривода (19).The piston (2) is moved hydraulically by means of a hydraulic drive (19), configured to be placed around the end section of the piston (2) in the housing (20) of the hydraulic drive (19).
Приводной вал (17), а также поршень (2) закреплены внутри указанной полости (18) посредством цангового патрона (21), содержащего продольные секторы (22), находящиеся в зацеплении с профилем (23) корпуса (1), а также оправки (24), обеспечивающей зажатие цангового патрона (21) и корпуса (1). Гидропривод (19) вместе с корпусом (20) гидропривода (19) выполнены с возможностью фиксации относительно поршня (2) и цангового патрона (21) посредством фиксирующих элементов (25).The drive shaft (17), as well as the piston (2), are fixed inside the specified cavity (18) by means of a collet chuck (21) containing longitudinal sectors (22), which are in engagement with the profile (23) of the body (1), as well as a mandrel ( 24), which secures the collet chuck (21) and the body (1). The hydraulic drive (19) together with the housing (20) of the hydraulic drive (19) are made with the possibility of fixing relative to the piston (2) and the collet chuck (21) by means of fixing elements (25).
При упомянутом выше механическом способе перемещения поршня (2) передача движения от приводного вала (17) поршню (2) осуществляется через первый передаточный элемент (26), размещенный в полости (18) корпуса (1). В указанном первом передаточном элементе (26) выполнено отверстие, охватывающее приводной вал (17), а также отверстие, охватывающее поршень (2), причем приводной вал (17) и поршень (2) проходят через указанные отверстия преимущественно параллельно друг другу.With the above-mentioned mechanical method of moving the piston (2), the transmission of motion from the drive shaft (17) to the piston (2) is carried out through the first transmission element (26) located in the cavity (18) of the housing (1). In the specified first transmission element (26), a hole is made that encloses the drive shaft (17), as well as a hole that encloses the piston (2), and the drive shaft (17) and the piston (2) pass through said holes mainly parallel to each other.
В отверстии, охватывающем приводной вал (17), выполнен резьбовой профиль, соответствующий резьбовому профилю, выполненному на участке приводного вала (17).A threaded profile is made in the hole enclosing the drive shaft (17), which corresponds to the thread profile made on the portion of the drive shaft (17).
Таким образом, при вращении приводного вала (17) посредством дистанционно управляемого аппарата резьбовой профиль отверстия, охватывающего приводной вал (17), входит в зацепление с резьбовым профилем, выполненным на участке приводного вала (17), за счет чего происходит смещение первого передаточного элемента (26) вдоль оси приводного вала (17). При этом, за счет того, что в поршне (2) выполнен упорный профиль (27) фиксации первого передаточного элемента (26) относительно поршня (2), упомянутое смещение первого передаточного элемента (26) вызывает линейное перемещение поршня (2) в соединенное положение, при котором обеспечивается соединение гидравлических линий (13) и электрических линий.Thus, when the drive shaft (17) rotates by means of a remotely controlled device, the threaded profile of the hole enclosing the drive shaft (17) engages with the threaded profile made on the portion of the drive shaft (17), due to which the first transmission element ( 26) along the axis of the drive shaft (17). At the same time, due to the fact that in the piston (2) a thrust profile (27) for fixing the first transmission element (26) relative to the piston (2) is made, the said displacement of the first transmission element (26) causes a linear movement of the piston (2) to the connected position , which ensures the connection of hydraulic lines (13) and electrical lines.
Перемещение поршня (2) из соединенного положения в разъединенное положение осуществляется за счет вращения приводного вала (17) в обратную сторону и дополнительного цангового элемента (28), который при нахождении поршня (2) в соединенном положении размещается внутри полости (29), образованной между поршнем (2) и корпусом (1), с обеспечением зацепления цангового элемента (28) относительно поршня (2) и корпуса (1), а при вращении приводного вала (17) в обратную сторону выходит из упомянутого зацепления.The piston (2) is moved from the connected position to the disconnected position due to the rotation of the drive shaft (17) in the opposite direction and an additional collet element (28), which, when the piston (2) is in the connected position, is located inside the cavity (29) formed between piston (2) and housing (1), ensuring the engagement of the collet element (28) relative to the piston (2) and the housing (1), and when the drive shaft (17) rotates in the opposite direction, it leaves the mentioned engagement.
Таким образом, перемещение поршня (2), обеспечивающее соединение и отсоединение гидравлических линий (13) и электрических линий, осуществляется механическим способом, что позволяет обеспечить указанное соединение как при штатном режиме работы, так и при аварийном/нештатном режимах работы.Thus, the movement of the piston (2), which ensures the connection and disconnection of hydraulic lines (13) and electric lines, is carried out mechanically, which makes it possible to provide the specified connection both during normal operation and in emergency / abnormal operating modes.
Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрена возможность перемещения поршня (2) гидравлическим способом, которая осуществляется, как было упомянуто выше, посредством гидропривода (19), размещенного на оконечном участке поршня (2) в корпусе (20) гидропривода (19).In addition, in a preferred embodiment of the invention, the piston (2) can be moved hydraulically, which is carried out, as mentioned above, by means of a hydraulic drive (19) located at the end section of the piston (2) in the housing (20) of the hydraulic drive (19).
Указанное перемещение поршня (2) гидравлическим способом осуществляется за счет второго передаточного элемента (30), представляющего собой кольцевой элемент, размещенный вокруг гидропривода (19), а также за счет первого гидравлического канала (31) и второго гидравлического канала (32), выполненных в корпусе (20) гидропривода (19) и сообщающихся с полостью, образованной между гидроприводом (19) и корпусом (20) гидропривода (19). Кроме того, первый гидравлический канал (31) и второй гидравлический канал (32) выполнены с возможностью сообщения с первым каналом (33) и вторым каналом (34), выполненными в гидроприводе (19).The specified movement of the piston (2) hydraulically is carried out due to the second transmission element (30), which is an annular element placed around the hydraulic drive (19), as well as due to the first hydraulic channel (31) and the second hydraulic channel (32), made in the housing (20) of the hydraulic drive (19) and communicating with the cavity formed between the hydraulic drive (19) and the housing (20) of the hydraulic drive (19). In addition, the first hydraulic channel (31) and the second hydraulic channel (32) are configured to communicate with the first channel (33) and the second channel (34) made in the hydraulic drive (19).
При подаче гидравлической жидкости в первый гидравлический канал (31) происходит линейное перемещение второго передаточного элемента (30), при чем при упомянутом перемещении за счет упора второго передаточного элемента (30) в выполненный на внешней поверхности гидропривода (19) кольцевой выступ (35) достигается линейное перемещение поршня (2) в соединенное положение, при котором обеспечивается соединение гидравлических линий (13) и электрических линий.When the hydraulic fluid is supplied to the first hydraulic channel (31), a linear movement of the second transmission element (30) occurs, and during the mentioned movement due to the abutment of the second transmission element (30) against the annular protrusion (35) made on the outer surface of the hydraulic drive (19) linear movement of the piston (2) to the connected position, which ensures the connection of hydraulic lines (13) and electrical lines.
Перемещение поршня (2) из соединенного положения в разъединенное положение осуществляется за счет подачи гидравлической жидкости во второй гидравлический канал (32), что вызывает линейное перемещение второго передаточного элемента (30) в обратную сторону. При этом упомянутое перемещение второго передаточного элемента (30) в обратную сторону ограничено посредством закрывающего элемента (36), представляющего собой кольцевой элемент, размещенный между гидроприводом (19) и корпусом (20) гидропривода (19). Закрывающий элемент (35) выполнен с возможностью упора в корпус (20) гидропривода (19) за счет упорных торцевых поверхностей (37) закрывающего элемента (36) и соответствующего им углубления (38), выполненного во внутренней поверхности корпуса (20) гидропривода (19).The movement of the piston (2) from the connected position to the disconnected position is carried out by supplying hydraulic fluid to the second hydraulic channel (32), which causes a linear movement of the second transmission element (30) in the opposite direction. In this case, the above-mentioned movement of the second transmission element (30) in the opposite direction is limited by means of the closing element (36), which is an annular element located between the hydraulic drive (19) and the housing (20) of the hydraulic drive (19). The closing element (35) is configured to abut against the housing (20) of the hydraulic drive (19) due to the stop end surfaces (37) of the closing element (36) and the corresponding recess (38) made in the inner surface of the housing (20) of the hydraulic drive (19) ).
Таким образом, перемещение поршня (2), обеспечивающее соединение и отсоединение гидравлических линий (13) и электрических линий, осуществляется гидравлическим способом, что позволяет также обеспечить указанное соединение как при штатном режиме работы, так и при аварийном/нештатном режимах работы.Thus, the movement of the piston (2), which ensures the connection and disconnection of hydraulic lines (13) and electric lines, is carried out in a hydraulic way, which also makes it possible to provide the specified connection both during normal operation and during emergency / abnormal operating modes.
При этом, в случае отсутствия необходимости управления пенетратором гидравлическом способом его конструктивные особенности позволяют заменить гидропривод (19) гайкой на этапе сборки устройства.At the same time, if there is no need to control the penetrator hydraulically, its design features allow replacing the hydraulic drive (19) with a nut at the stage of assembling the device.
Также, в предпочтительном варианте осуществления изобретения пенетратор снабжен механизмом экстренного отсоединения в случае отказа описанного выше механизма перемещения поршня (2) между разъединенным положением поршня (2) и соединенным положением поршня (2).Also, in a preferred embodiment of the invention, the penetrator is provided with an emergency release mechanism in the event of failure of the above described mechanism for moving the piston (2) between the disconnected position of the piston (2) and the connected position of the piston (2).
Работа упомянутого механизма экстренного отсоединения заключается в следующем.The operation of the said emergency release mechanism is as follows.
Продольные секторы (22) цангового патрона (21) удерживаются в зацеплении с профилем (23) корпуса (1) посредством оправки (24).Longitudinal sectors (22) of the collet chuck (21) are held in engagement with the profile (23) of the body (1) by means of a mandrel (24).
При экстренном отсоединении оправка (24) перемещается с помощью аварийного инструмента до упора в гайку (39), срезая штифты (не показаны) и освобождая при этом цанговый патрон (21) и продольные секторы (22) от зацепления с корпусом (1).In case of emergency disconnection, the mandrel (24) is moved with the help of an emergency tool until it stops in the nut (39), shearing off the pins (not shown) and at the same time freeing the collet chuck (21) and longitudinal sectors (22) from engaging with the body (1).
Необходимо понимать, что описанный выше для примера предпочтительный вариант осуществления изобретения не ограничивает объем настоящего изобретения. После ознакомления с настоящим описанием специалисты в данной области техники могут предложить множество изменений и дополнений к описанным вариантам осуществления, все из которых будут попадать в объем патентной защиты изобретения, определяемый нижеследующей формулой изобретения.It should be understood that the preferred embodiment described above by way of example does not limit the scope of the present invention. After reading the present description, those skilled in the art can suggest many changes and additions to the described embodiments, all of which will fall within the scope of the invention as defined by the following claims.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019137071A RU2731433C1 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Combined control penetrator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019137071A RU2731433C1 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Combined control penetrator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2731433C1 true RU2731433C1 (en) | 2020-09-02 |
Family
ID=72421651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019137071A RU2731433C1 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Combined control penetrator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2731433C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2840166A (en) * | 1955-07-05 | 1958-06-24 | Exxon Research Engineering Co | Apparatus for closing wild wells through a pressure chamber |
| RU2103772C1 (en) * | 1991-01-11 | 1998-01-27 | Троник Лимитед | Gear joining first and second parts of underwater connector |
| US5941574A (en) * | 1996-05-31 | 1999-08-24 | Fmc Corporation | Horizontal penetrator with multiple metal sealing pressure lines |
| CA2759904C (en) * | 2009-03-18 | 2014-02-11 | Aker Subsea Inc. | Locking penetrator |
-
2019
- 2019-11-18 RU RU2019137071A patent/RU2731433C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2840166A (en) * | 1955-07-05 | 1958-06-24 | Exxon Research Engineering Co | Apparatus for closing wild wells through a pressure chamber |
| RU2103772C1 (en) * | 1991-01-11 | 1998-01-27 | Троник Лимитед | Gear joining first and second parts of underwater connector |
| US5941574A (en) * | 1996-05-31 | 1999-08-24 | Fmc Corporation | Horizontal penetrator with multiple metal sealing pressure lines |
| CA2759904C (en) * | 2009-03-18 | 2014-02-11 | Aker Subsea Inc. | Locking penetrator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6200152B1 (en) | Electrical connection | |
| US4188050A (en) | Remote-controlled flowline connector | |
| US4920811A (en) | Fail-safe release actuator mechanism | |
| BRPI0901458A2 (en) | removable electric actuator | |
| EP3740651B1 (en) | Subsea actuator with override function, as well as a method of operating an actuator | |
| AU2013217819A1 (en) | Device in a subsea electromechanical actuator and method for use of a subsea electromechanical actuator | |
| US6907932B2 (en) | Control pod latchdown mechanism | |
| US6231027B1 (en) | High torque rotating actuator | |
| US5941574A (en) | Horizontal penetrator with multiple metal sealing pressure lines | |
| RU2731433C1 (en) | Combined control penetrator | |
| EP3613941B1 (en) | Hydraulic connector and method for achieving a hydraulic conection | |
| US5433482A (en) | Weldless pipe repair apparatus and method | |
| EP3425159B1 (en) | Hydraulic wellhead connector | |
| RU2731481C1 (en) | Hydraulic control penetrator | |
| US4441741A (en) | Connectors for securing members together under large clamping force | |
| WO2022002981A1 (en) | Actuator and associated methods | |
| RU2707313C1 (en) | Electrohydraulic penetrator | |
| US4441740A (en) | Connectors for securing members together under large clamping force | |
| EP0260237A1 (en) | Connector device for an underwater pipe system | |
| US4613160A (en) | Remotely operable pipe length connector and compensator | |
| US10281076B2 (en) | Coupler device and method for using the same | |
| EP0235365A2 (en) | Subsea electrical connector and method | |
| US4286663A (en) | Hydraulic pumping rod connecting and disconnecting device | |
| CN115836172A (en) | Reverse ball screw actuator | |
| RU2736524C1 (en) | Connecting device for small diameter pipelines |