海洋深水液壓連接器的製作方法

2023-07-04 04:19:21 1

專利名稱：海洋深水液壓連接器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及海洋石油深水鑽採技術領域。具體就是一種適於海洋深水鑽採使 用的，實現隔水管與水下防噴器或水下防噴器與水下高壓井口頭的快速連接，並能在遇到 緊急情況時迅速脫離的液壓連接裝置。
背景技術：
液壓連接器是海洋深水鑽採的關鍵設備之一，在海洋石油鑽採方面有著廣泛的應 用，主要用於海洋深水鑽井時隔水管下部隔水管總成(LMPR)與防噴器(BOP)的連接或防噴 器與水下井口裝置的高壓井口頭的連接，也可用於海洋深水水下完井時水下採油樹與高壓 井口頭的連接。其特點是能夠實現水下自動快速連接，並在遇到颱風等緊急情況時，能夠迅 速脫離連接，使人員和上部設備及時撤離。液壓連接器是海洋深水石油鑽採必不可少的設 備。目前，我國在這方面還處於技術空白狀態。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種適應海洋深水石油鑽採的液壓連接裝置，能實現 深水鑽採設備的快速連接與脫離，結構緊湊、操作簡便。本實用新型採用的技術方案是海洋深水液壓連接器主要由心軸、螺栓、殼體、環 形活塞、支承環、鎖緊塊、承載環、金屬密封環組成。心軸為圓柱體狀並有中心孔，心軸上端 面上有金屬密封環槽，心軸下端面上有與井口頭對中配合的臺肩和金屬密封環槽；在心軸 下端面的金屬密封環槽內有金屬密封環。與心軸下端面相對有一個井口頭，井口頭為圓柱 體狀並有中心孔。井口頭上端面有與心軸上端面對中配合的臺肩。在心軸外壁上部有上下兩個階梯狀臺肩，心軸外壁上部上臺肩用於支承殼體，即 心軸外壁的上臺肩通過螺栓連接有圓筒狀的殼體，殼體套在心軸上臺肩上部外壁上。殼體 內壁與心軸上臺肩上部外壁之間有環形空間。在殼體內壁與心軸上臺肩上部外壁之間的環 形空間內有一個環形活塞並且環形活塞在心軸外壁下臺肩上平面之上。在殼體的上端面有 鎖緊液壓油通道，鎖緊液壓油通道下端與環形活塞上腔聯通。在殼體的上端面有脫離液壓 油通道，脫離液壓油通道的下端與環形活塞下腔聯通。環形活塞的下端有環形筒，環形筒在殼體內壁與心軸下臺肩外壁之間的環形空間 內，並且在環形筒上部有橫向通孔，在殼體內壁與心軸下臺肩外壁之間液壓油環形通道，液 壓油環形通道與環形筒上部橫向通孔聯通，並與脫離液壓油通道聯通。液壓油從脫離液壓 油通道進入，通過液壓油環形通道和橫向通孔聯通，能到達環形活塞下部並推動環形活塞 向上運動。在環形活塞環形筒的下端有內螺紋，環形活塞環形筒的下端內螺紋連接支承環。 支承環的上端有45°斜面。在井口頭外壁上均勻分布有凹槽，在每個凹槽對應有一個鎖緊塊。鎖緊塊的上部 有橫向臂，鎖緊塊的下端有向內凸出塊，鎖緊塊下端的向內凸出塊在井口頭外壁的凹槽內。
3鎖緊塊下端的向內凸出塊的上平面與井口頭外壁凹槽的上平面為斜面配合。支承環的內壁 壓緊鎖緊塊下端的向內凸出塊。當支承環向上運動，支承環上端的45°斜面碰到並推動鎖 緊塊橫向臂時，鎖緊塊下端向內凸出塊退出井口頭外壁的凹槽，心軸下端與井口頭的上端 能分離，呈脫離狀態。殼體內壁下端內螺紋連接有承載環，承載環為圓環形，鎖緊塊的下平面在承載環 的上平面上；當支承環隨環形活塞下移到下死點呈鎖緊狀態時，支承環的下平面也可以在 承載環的上平面上。承載環起到支承鎖緊塊和承載軸向力的作用。為了標明並表示環形活塞所在的位置高度，在殼體的上端面有一個標杆通孔，在 標杆通孔內插有圓柱體標杆，標杆的下端螺紋連接在環形活塞上端面的螺孔中，在標杆通 孔中並在標杆周圍有標杆密封圈。在標杆上有指示環形活塞位置的刻度。為了提高環形活塞周圍的密封性，在環形活塞外壁上和環形活塞下部環形筒外壁 上有密封圈。本實用新型的有益效果提供了一種適應海洋深水石油鑽採的液壓連接裝置，主 要用於海洋深水鑽井時隔水管下部隔水管總成(LMPR)與防噴器(BOP)的連接或防噴器與 水下井口裝置的高壓井口頭的連接，也可用於海洋深水水下完井時水下採油樹與高壓井口 頭的連接。能夠實現水下自動快速連接，並能在遇到颱風等緊急情況時，能夠迅速脫離連 接，使人員和上部設備及時撤離，是海洋深水石油鑽採必不可少的設備。1、採用了整體式心軸和整體式環形活塞，大大簡化了結構，提高了安全性；2、環形活塞上上設有橫向通孔，減小了所需油缸空間，進一步縮小了連接器的體 積；3、支承環和鎖緊塊上設有配合斜面，有助於海洋深水液壓連接器的脫離；4、設置了指示環形活塞位置的標杆，為連接器的鎖緊或脫離狀態提供了可視化效 果，提高了作業安全性。

圖1是本實用新型海洋深水液壓連接器結構剖面示意圖，鎖緊狀態。圖2是本實用新型海洋深水液壓連接器結構剖面示意圖，解鎖狀態。圖3是圖1中局部I的放大視圖。附圖序號1-心軸，2-螺栓，3-鎖緊液壓油通道，4-脫離液壓油通道，5-殼體， 6_環形活塞，7-支承環，8-鎖緊塊，9-承載環，10-井口頭，11-金屬密封環，12-標杆，13-標 杆密封圈，14-橫向通孔14。
具體實施方式
以一個海洋深水液壓連接器與井口頭連接為例，對本實用新型作進一步詳細說 明。參閱圖1。本實用新型海洋深水液壓連接器主要由心軸1、螺栓2、殼體5、環形活 塞6、支承環7、鎖緊塊8、承載環9、金屬密封環11、標杆12及標杆密封圈13組成。心軸1 為圓柱體狀並有中心孔，心軸1上端面上有金屬密封環槽，心軸1下端面上有與井口頭10 對中配合的臺肩和金屬密封環槽；在心軸1下端面的金屬密封環槽內有金屬密封環11。與
4心軸1下端面相對有一個井口頭10，井口頭10為圓柱體狀並有中心孔。井口頭10上端面 有與心軸1上端面對中配合的臺肩。在心軸1外壁上部有上下兩個階梯狀臺肩，心軸1外壁上部上臺肩用於支承殼體 5，即心軸1外壁的上臺肩通過螺栓2連接有圓筒狀的殼體5，殼體5套在心軸1上臺肩上 部外壁上。殼體5內壁與心軸1上臺肩上部外壁之間有環形空間。在殼體5內壁與心軸1 上臺肩上部外壁之間的環形空間內有一個環形活塞6並且環形活塞6在心軸1外壁下臺肩 上平面之上。在殼體5的上端面有鎖緊液壓油通道3，鎖緊液壓油通道3下端與環形活塞6 上腔聯通。在殼體5的上端面有脫離液壓油通道4，脫離液壓油通道4的下端與環形活塞6 下腔聯通。環形活塞6的下端有環形筒，環形筒在殼體5內壁與心軸1下臺肩外壁之間的環 形空間內，並且在環形筒上部有橫向通孔14，在殼體5內壁與心軸1下臺肩外壁之間液壓 油環形通道，液壓油環形通道與環形筒上部橫向通孔14聯通，並與脫離液壓油通道4聯通。 液壓油從脫離液壓油通道4進入，通過液壓油環形通道和橫向通孔14聯通，能到達環形活 塞6下部並推動環形活塞6向上運動。在環形活塞6環形筒的下端有內螺紋，環形活塞6環形筒的下端內螺紋連接支承 環7。支承環7的上端有45°斜面。在井口頭10外壁上均勻分布有凹槽，在每個凹槽對應有一個鎖緊塊8。鎖緊塊8 的上部有橫向臂，鎖緊塊8的下端有向內凸出塊，鎖緊塊8下端的向內凸出塊在井口頭10 外壁的凹槽內。鎖緊塊8下端的向內凸出塊的上平面與井口頭10外壁凹槽的上平面為斜 面配合。支承環7的內壁壓緊鎖緊塊8下端的向內凸出塊。當支承環7向上運動，支承環 7上端的45 °斜面碰到並推動鎖緊塊8橫向臂時，鎖緊塊8下端向內凸出塊退出井口頭10 外壁的凹槽，心軸1下端與井口頭10的上端能分離，呈脫離狀態。殼體5內壁下端內螺紋連接有承載環9，承載環9為圓環形，鎖緊塊8的下平面在 承載環9的上平面上；當支承環7隨環形活塞6下移到下死點呈鎖緊狀態時，支承環7的下 平面也可以在承載環9的上平面上。承載環9起到支承鎖緊塊8和承載軸向力的作用。為了標明並表示環形活塞6所在的位置高度，在殼體5的上端面有一個標杆通孔， 在標杆通孔內插有圓柱體標杆12，標杆12的下端螺紋連接在環形活塞6上端面的螺孔中， 在標杆通孔中並在標杆12周圍有標杆密封圈13。在標杆12上有指示環形活塞6位置的刻 度。為了提高環形活塞6周圍的密封性，在環形活塞6外壁上和環形活塞6下部環形 筒外壁上有密封圈。參閱圖1。連接器通過心軸1座落在井口頭10上，並通過金屬密封環11密封。在 進入工作狀態時，通過鎖緊液壓油通道3注入液壓油，驅動環形活塞6帶動支承環7下行， 靠接觸面擠壓推動鎖緊塊8沿徑向向內移動，與井口頭10外壁上的環槽咬合，則井口頭與 連接器就鎖緊在一起。參閱圖2。當遇到颱風等緊急情況需要將連接器與井口頭脫離時，則 通過脫離液壓油通4注入液壓油，驅動環形活塞6帶動支承環7上行，支承環7上端斜面與 鎖緊塊8上端凸緣斜面接觸，使鎖緊塊8發生旋轉，與井口頭10脫離。
權利要求一種海洋深水液壓連接器，主要由心軸(1)、螺栓(2)、殼體(5)、環形活塞(6)、支承環(7)、鎖緊塊(8)、承載環(9)和金屬密封環(11)組成；其特徵在於心軸(1)為圓柱體狀並有中心孔，心軸(1)上端面上有金屬密封環槽，心軸(1)下端面上有與井口頭(10)對中配合的臺肩和金屬密封環槽；在心軸(1)下端面的金屬密封環槽內有金屬密封環(11)，與心軸(1)下端面相對有一個井口頭(10)，井口頭(10)為圓柱體狀並有中心孔，井口頭(10)上端面有與心軸(1)上端面對中配合的臺肩；在心軸(1)外壁上部有上下兩個階梯狀臺肩，心軸(1)外壁的上臺肩通過螺栓(2)連接有圓筒狀的殼體(5)，殼體(5)套在心軸(1)上臺肩上部外壁上，殼體(5)內壁與心軸(1)上臺肩上部外壁之間有環形空間，在殼體(5)內壁與心軸(1)上臺肩上部外壁之間的環形空間內有一個環形活塞(6)並且環形活塞(6)在心軸(1)外壁下臺肩上平面之上，在殼體(5)的上端面有鎖緊液壓油通道(3)，鎖緊液壓油通道(3)下端與環形活塞(6)上腔聯通，在殼體(5)的上端面有脫離液壓油通道(4)，脫離液壓油通道(4)的下端與環形活塞(6)下腔聯通；環形活塞(6)的下端有環形筒，環形筒在殼體(5)內壁與心軸(1)下臺肩外壁之間的環形空間內，並且在環形筒上部有橫向通孔(14)，在殼體(5)內壁與心軸(1)下臺肩外壁之間液壓油環形通道，液壓油環形通道與環形筒上部橫向通孔(14)聯通，並與脫離液壓油通道(4)聯通，液壓油從脫離液壓油通道(4)進入，通過液壓油環形通道和橫向通孔(14)聯通，能到達環形活塞(6)下部並推動環形活塞(6)向上運動；在環形活塞(6)環形筒的下端有內螺紋，環形活塞(6)環形筒的下端內螺紋連接支承環(7)，支承環(7)的上端有45°斜面；在井口頭(10)外壁上均勻分布有凹槽，在每個凹槽對應有一個鎖緊 塊(8)，鎖緊塊(8)的上部有橫向臂，鎖緊塊(8)的下端有向內凸出塊，鎖緊塊(8)下端的向內凸出塊在井口頭(10)外壁的凹槽內，鎖緊塊(8)下端的向內凸出塊的上平面與井口頭(10)外壁凹槽的上平面為斜面配合，支承環(7)的內壁壓緊鎖緊塊(8)下端的向內凸出塊；殼體(5)內壁下端內螺紋連接有承載環(9)，承載環(9)為圓環形，鎖緊塊(8)的下平面在承載環(9)的上平面上。
2.根據權利要求1所述的海洋深水液壓連接器，其特徵是在殼體(5)的上端面有一 個標杆通孔，在標杆通孔內插有圓柱體標杆(12)，標杆(12)的下端螺紋連接在環形活塞(6)上端面的螺孔中，在標杆通孔中並在標杆(12)周圍有標杆密封圈(13)，在標杆(12)上 有指示環形活塞(6)位置的刻度。
3.根據權利要求1或2所述的海洋深水液壓連接器，其特徵是在環形活塞(6)外壁 上和環形活塞(6)下部環形筒外壁上有密封圈。
專利摘要海洋深水液壓連接器，主要用於海洋深水鑽井時隔水管下部隔水管總成與防噴器的連接。與心軸下端面相對有一個井口頭，井口頭上端面有與心軸上端面對中配合的臺肩；殼體套在心軸上臺肩上部外壁上，在殼體內壁與心軸上臺肩上部外壁之間的環形空間內有一個環形活塞，在殼體的上端面有鎖緊液壓油通道，環形活塞的下端有環形筒，在殼體內壁與心軸下臺肩外壁之間液壓油環形通道。環形活塞環形筒的下端內螺紋連接支承環；在每個凹槽對應有一個鎖緊塊；殼體內壁下端內螺紋連接有承載環，鎖緊塊的下平面在承載環的上平面上。能實現連接器與井口頭的鎖緊與脫離。結構緊湊、操作簡單、安全可靠，適應海洋深水鑽井作業。
文檔編號E21B33/038GK201738862SQ20102014815
公開日2011年2月9日 申請日期2010年3月19日 優先權日2010年3月19日
發明者任榮權, 侯福祥, 王輝 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鑽井工程技術研究院