水下控制模塊的送入工具的製作方法

2023-06-03 22:13:48

本發明涉及水下送入工具，尤其涉及一種通過水下機器人進行操作的水下控制模塊的送入工具。屬於海洋石油工程領域。

背景技術：

目前，在水下油氣開採中，水下控制模塊通常以單獨拆卸的方式安裝在水下採油樹上，使其能夠單獨回收和安裝，為了滿足水下控制模塊回收和安裝的要求，需要配置與之配套的水下控制模塊送入工具。

根據實際工況，水下控制模塊送入工具需能夠在水下機器人的操作下完成與水下控制模塊的鎖緊、對水下控制模塊進行提升或坐放，由於水下控制模塊送入工具通常需要與特定的水下控制模塊配套，因此，在結構上會存在很大差異。通常，水下控制模塊送入工具配置有鎖緊裝置、下放裝置等部件用以完成上述功能，除此之外，還設置有軟著陸裝置用於著陸緩衝。在實際作業過程中，有可能出現水下控制模塊不能正常脫離水下採油樹的故障，因此，為了解決這個問題，水下控制模塊送入工具配置了單獨用於緊急解鎖的工具，但這樣的配置使得水下機器人需要來回操作至少兩個工具，使得水下機器人工作量增加，且操作不便。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於克服現有技術存在的上述缺點，而提供一種水下控制模塊的送入工具，其能夠通過水下機器人操作完成與水下控制模塊的鎖緊、並對水下控制模塊進行提升或坐放，解決了在需要緊急解鎖的場合下，要額外的工具的操作問題；減輕了水下機器人的工作負擔，提高了工作效率。

本發明的目的是由以下技術方案實現的：

一種水下控制模塊的送入工具，其特徵在於：包括：一支撐座、安裝在支撐座上的機架、通過下放液壓缸與機架連接，且能夠在機架垂直方向運動的鎖緊機構、安裝在鎖緊機構上、且能夠單獨拆卸的緊急解鎖裝置，其中，機架上安裝有操作面板，機架的頂部支架上設置有為水下機器人操作的鎖止裝置；

鎖緊機構包括：安裝在支架上的鎖緊液壓缸、與鎖緊液壓缸活塞杆連接的連接板、安裝在支架上的鎖緊套筒、通過導杆和連接板與鎖緊液壓缸連接的鎖緊環、安裝於鎖緊套筒徑向開孔內的鋼珠、其中，鎖緊套筒上安裝有導向環，在鎖緊液壓缸的作用下，鎖緊套筒外側垂直運動，並推動鋼珠徑向移動；

鎖止裝置包括：操作杆、鎖塊、套管、插銷，其中，操作杆穿過帶螺旋槽的套管與鎖塊連接，插銷則浮動安裝在套管上；鎖止裝置在水下機器人操作的操作杆旋轉時，鎖塊卡入鎖緊環下沿，限制鎖緊環在垂直方向上的運動，同時，插銷在套管螺旋槽的作用下向下運動，插入水下控制模塊的吊裝接口上的卡槽，從而，限制了水下控制模塊的旋轉。

所述支撐座上安裝有的緩衝缸、用以著陸後在彈簧作用下抓住水下控制模塊導向筒外沿的卡扣。

所述操作面板上設有為水下機器人提供液壓快速連接接口、用於位置/狀態指示的指示燈、機械指示。

所述機架頂部支架中心處為弱連接，該弱連接是由剪力銷、安裝在剪力銷上的吊環組成，其中，剪力銷穿越吊環與位於機架的頂部支架連接，當拉力大於一定值時，剪力銷被切斷，從而，保證弱連接以下部位不被損壞。

所述鎖緊機構通過鎖緊機構安裝盤和下放液壓缸與機架連接。

所述下放液壓缸的活塞杆與安裝盤連接，當下放液壓缸的活塞杆伸出時，驅動鎖緊機構及與下放液壓缸鎖緊連接的水下控制模塊一起下降，從而完成水下控制模塊的下放作業；且下放液壓缸驅動鎖緊機構下降時，與水下控制模塊是用提升環對接。

所述緊急解鎖裝置包括：連杆、鎖緊銷、彈簧，其中，連杆與鎖緊液壓缸之間通過彈簧及鎖緊銷鎖緊連接。

所述鎖止裝置包括：操作杆、鎖塊、套管、插銷，其中，操作杆穿過帶螺旋槽的套管與鎖塊連接，插銷則浮動安裝在套管上；鎖止裝置在水下機器人操作的操作杆旋轉時，鎖塊卡入鎖緊環下沿，限制鎖緊環在垂直方向上的運動，同時，插銷在套管螺旋槽的作用下向下運動，插入水下控制模塊的吊裝接口上的卡槽，從而，限制了水下控制模塊的旋轉。

本發明的益效果：本發明由於採用上述技術方案，其安裝方便，不僅能夠通過水下機器人操作完成與水下控制模塊的鎖緊、並對水下控制模塊進行提升或坐放；而且，減輕了水下機器人的工作負擔，提高了工作效率。

附圖說明

圖1A為本發明結構主視示意圖。

圖1B為本發明結構側視示意圖。

圖1C為本發明結構俯視示意圖。

圖2為本發明鎖緊機構結構示意圖。

圖3A為本發明鎖緊機構鎖緊工作狀態示意圖。

圖3B為本發明鎖緊機構解鎖工作狀態示意圖。

圖4為本發明緊急解鎖裝置結構示意圖。

圖5A為本發明緊急解鎖裝置初始工作狀態示意圖。

圖5B為本發明緊急解鎖裝置緊急解鎖狀態示意圖。

圖6A為本發明鎖止裝置結構主視示意圖。

圖6B為本發明鎖止裝置結構俯視示意圖。

圖7A為本發明鎖止裝置初始工作狀態示意圖。

圖7B為本發明鎖止裝置聯鎖工作狀態示意圖。

圖8為本發明弱連接結構示意圖。

圖中主要標號說明：

100.機架、101.支撐座、102.緩衝缸、103.卡扣、104.操作面板、1041.指示燈、1042.機械指示、1043.液壓快速連接接口、105.弱連接、1051.剪力銷、1052.吊環、106.頂部支架、200.鎖緊機構、201.鎖緊液壓缸、202.安裝盤、203.導杆、204.連接板、205.鎖緊套筒、206.鎖緊環、207.鋼珠、208.支架、209.導向環、300.緊急解鎖裝置、301.連杆、302.鎖緊銷、303.彈簧、400.下放液壓缸、500.鎖止裝置、501.操作杆、502.鎖塊、503.套管、504.插銷、900.吊裝接口、901.提升環。

具體實施方式

如圖1-圖8所示，本發明包括：用於粗定位和導向的支撐座101、採用螺栓連接方式安裝在支撐座101上的機架100、通過下放液壓缸400與機架100連接、且能夠在機架100垂直方向運動的鎖緊機構200、安裝在鎖緊機構200上、且能夠單獨拆卸的緊急解鎖裝置300，其中，機架100上安裝有操作面板104，機架100的頂部支架106上設置有為水下機器人操作的鎖止裝置500，頂部支架中心處為弱連接105。

上述支撐座101上安裝有的緩衝缸102、用以著陸後在彈簧作用下抓住水下控制模塊導向筒外沿的卡扣103；當鎖緊機構200在下放液壓缸400的作用下，下降到低位時，卡扣103張開，此時，本發明可以順利脫離水下控制模塊導向筒。

上述操作面板104上設有為水下機器人提供液壓快速連接接口1043、用於位置/狀態指示的指示燈1041、機械指示1042。

如圖8所示，弱連接105是由剪力銷1051、安裝在剪力銷1051上的吊環1052組成，其中，剪力銷1051穿越吊環1052與位於機架100的頂部支架106連接，當拉力大於一定值時，剪力銷1051被切斷，從而，保證弱連接105以下部位不被損壞。

如圖2所示，鎖緊機構200通過鎖緊機構安裝盤202和下放液壓缸400機架100連接，鎖緊機構200包括：通過螺栓安裝在支架208上的鎖緊液壓缸201、與鎖緊液壓缸201活塞杆連接的連接板204、其上通過螺栓安裝在支架208上的鎖緊套筒205、通過導杆203和連接板204與鎖緊液壓缸201連接的，能夠在鎖緊套筒205外側沿垂直方向運動的鎖緊環206、安裝於鎖緊套筒205徑向開孔內的鋼珠207；在鎖緊液壓缸201的作用下，鎖緊套筒205外側垂直運動，並推動鋼珠207徑向移動。

為了使本發明下放時與水下控制模塊順利對接，還設置有用於精確導向的導向環209，導向環209通過螺栓安裝在鎖緊套筒205上。在鎖緊液壓缸201的驅動下，由導杆203帶動鎖緊環206，在鎖緊套筒205外側相對運動，使鋼珠207頂入或者脫離水下控制模塊的吊裝接口900上的卡槽，以完成鎖緊或者解鎖。同時，水下控制模塊的下放也是通過鎖緊機構200完成的。

上述下放液壓缸400的活塞杆與安裝盤202連接，當下放液壓缸400的活塞杆伸出時，驅動鎖緊機構200及與其鎖緊連接到位的水下控制模塊一起下降，從而完成水下控制模塊的下放作業。此外，在進行水下控制模塊緊急解鎖操作時，鎖緊液壓缸201在進行水下控制模塊鎖緊操作的同時也進行水下控制模塊的緊急解鎖。

如圖4所示，緊急解鎖裝置300是由連杆301、鎖緊銷302、彈簧303等組成，其中，連杆301與鎖緊液壓缸201之間通過彈簧303及鎖緊銷302的鎖緊連接。緊急解鎖裝置300是一個可拆卸的部件，在需要進行緊急解鎖時，通過連杆301和連接板204與鎖緊液壓缸201連接，不需要時，則無需安裝。在水下控制模塊需要緊急解鎖的情況下，將緊急解鎖裝置300安裝在本發明上，下放液壓缸400驅動鎖緊機構200下降與水下控制模塊對接時，也同時進行緊急解鎖裝置300與水下控制模塊的緊急解鎖，其中的對接是用提升環901對接。當鎖緊機構200與水下控制模塊完成對接時，緊急解鎖裝置300中的鎖緊銷302，在彈簧303作用下彈入水下控制模塊內部緊急解鎖用提升環901的卡槽中，完成與水下控制模塊內部緊急解鎖用提升環901連接，隨後，鎖緊液壓缸201提升，驅動提升環202上移，即可完成水下控制模塊的緊急解鎖操作，在此過程中，也完成了本發明與水下控制模塊的鎖緊。

上述鎖止裝置500是由操作杆501、鎖塊502、帶螺旋槽的套管503、插銷504等組成，其中，操作杆501穿過帶螺旋槽的套管503與鎖塊502連接，插銷504則浮動安裝在帶螺旋槽的套管503上。

鎖止裝置500在水下機器人操作的操作杆501旋轉時，鎖塊502卡入鎖緊環206下沿，限制鎖緊環206在垂直方向上的運動，同時，插銷504在套管503螺旋槽的作用下向下運動，插入水下控制模塊的吊裝接口900上的卡槽，從而，限制了水下控制模塊的旋轉。另外，為保證在回收水下控制模塊時，鎖止裝置500的正常工作，且無需限制本發明與水下控制模塊的對接方向，插銷504與套管503之間為浮動連接。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。