一种液压驱动卡爪式水下连接器制造技术

本发明专利技术涉及一种液压驱动卡爪式水下连接器，具体涉及一种水下连接器。该连接器包括上连接体、卡爪、驱动环和壳体，上连接体上套装有壳体，壳体内活动安装有驱动环，驱动环与上连接体之间间隔状设置有多个卡爪，与卡爪对应的上连接体上设置有凸缘，卡爪的一侧与凸缘活动卡接；卡爪的另一侧与驱动环滑动连接。该连接器结构简单紧凑，实用性好，与机械套筒式水下连接器相比，不需要另外专门的安装工具。该液连接器采用卡爪锁紧，且能提供轴向和径向作用力，使连接器抗弯能力得到提升，且锁紧后，卡爪能够形成自锁，保证了锁紧的可靠性。特别适用于水下井口与水下采油树之间的连接，亦可用于海洋立管与水下防喷器之间的快速有效连接。

【技术实现步骤摘要】
一种液压驱动卡爪式水下连接器
本专利技术涉及一种液压驱动卡爪式水下连接器，具体涉及一种水下连接器。
技术介绍
水下连接器是水下生产设施之间重要的连接设备，主要用于跨接管与水下管汇、水下采油树，水下采油树与水下井口之间，以及海洋隔水管与水下防喷器之间的连接等。在高投资、高风险的深水油气开发中，水下连接器对保证深水油气安全生产具有重要意义。目前，应用较为广泛的水下连接器有卡爪式连接器和液压锁块式连接器。卡爪式连接器是将需要连接的跨接管端部（上毂座）和采油树或管汇的接口（下毂座）的凸缘用10至20个相同的卡爪扣在一起，采用液压动力驱动驱动套筒（驱动环）沿卡爪外侧下滑，将围成一个圆周的所有卡爪箍紧，实现锁紧。该连接器优点是无螺纹连接，可靠性高。不足之处在于，需要较为复杂的安装工具。液压锁块式连接器多为VetcoGray公司的H4连接器和Dril-Quip公司的DX型液压连接器。H4锁块式连接器采用多组液压缸组合驱动机构实现解锁或锁紧，下部设计有导向机构能够保证与下部连接设备自动对中。在实施设备之间连接时，活塞带动驱动环通过液压油向下移动，驱动环挤压锁紧挡块使其与被连接件的齿槽啮合，来实现设备接口之间的连接功能。相反，当需要实施正常脱开或紧急脱开时，液压油通过远程控制驱动液压缸内的活塞向上运动，使驱动环脱离锁块啮合面，完成解锁并保证与连接件脱开。DX型液压连接器工作中包括锁紧过程、解锁过程及二次解锁过程。该连接器锁块上设计有斜槽，当液压驱使驱动环运动时，驱动环通过可以在斜槽上滑动的连接装置带动锁块啮合或者脱离。二次解锁功能是冗余设计，确保在紧急情况下或者一次解锁失败的情况下二次辅助应急解锁活塞推动解锁活塞向上运动，迫使锁块从下部连接件处脱开，完成上下连接设备之间的分离。H4和DX连接器共同特征均是通过液压油驱动活塞上、下运动，使锁块与被连接设备啮合或分离来实现设备的锁紧或解锁，而且这2种连接器均具有结构紧凑、承载力强、性能可靠等。不足之处在于，H4连接器由于采取多缸驱动，存在多液缸协调工作同步性差的问题；DX连接器整体液缸比较笨重，结构较为复杂。长期以来，由于水下连接器的研发和制造技术为国外石油装备公司所垄断，我国海洋油气开发建设只能依靠设备进口，国内对水下连接器技术的研究尚不成熟。因此，自主研发深水水下连接器以加快我国深水油气开发提供技术与装备支持是我们亟待解决的任务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种结构简单，实用性好，可实现水下井口和水下采油树以及海洋隔水管与水下防喷器等设备之间连接的液压驱动卡爪式水下连接器。本专利技术的技术方案是：一种液压驱动卡爪式水下连接器，包括上连接体、卡爪、驱动环和壳体，其特征在于：上连接体上套装有壳体，壳体内活动安装有驱动环，驱动环与上连接体之间间隔状设置有多个卡爪，与卡爪对应的上连接体上设置有凸缘，卡爪的一侧与凸缘活动卡接；卡爪的另一侧与驱动环滑动连接。所述的壳体呈圆筒状，壳体的下端口上通过螺栓固装有环状的下端盖；壳体的上端口上通过螺栓固装有环状的上端盖，上端盖与上连接体之间螺纹连接。所述的驱动环的圆周上设置有环形槽，与环形槽对应的壳体内壁上设置有凸台，凸台的端面与环形槽密封贴合连接，由此将环形槽分割成上密封环槽和下密封环槽。所述的壳体上设置有注油孔A和注油孔B，注油孔A与上密封环槽连通，注油孔B与下密封环槽连通。所述的卡爪呈Z字形，卡爪的下端设置有卡齿，卡齿上方设置有与凸缘对应的卡台，卡台一侧的卡爪体为斜面。所述的卡爪顶部呈斜形，驱动环的内圈顶部为与卡爪顶部斜形对应的坡面。所述的上连接体通孔下端设置有密封槽，密封槽内设置有密封垫。本专利技术的有益效果在于：该液压驱动卡爪式水下连接器结构简单紧凑，实用性好，工作时连接过程方便，通过ROV注入液压油，驱动环上、下运动，可驱使卡爪闭合或张开，实现对水下井口和水下采油树的锁紧和解锁。与机械套筒式水下连接器相比，不需要另外专门的安装工具。液压驱动卡爪式水下连接器采用卡爪锁紧，能提供轴向和径向作用力，使连接器抗弯能力得到提升，且锁紧后，卡爪能够形成自锁，保证了锁紧的可靠性。特别适用于水下井口与水下采油树之间的连接，亦可用于海洋立管与水下防喷器之间的快速有效连接。附图说明图1为本专利技术的解锁状态结构示意图；图2为本专利技术的锁紧状态结构示意图；图3为本专利技术的驱动环的结构示意图；图4为本专利技术的卡爪的结构示意图；图5为本专利技术的立体结构示意图。图中：1、上连接体，2、卡爪，3、驱动环，4、壳体，5、下端盖，6、上端盖，7、凸台，8、上密封环槽，9、下密封环槽，10、注油孔A，11、注油孔B，12、凸缘，13、卡齿，14、卡台，15、下连接体，16、密封垫。具体实施方式该液压驱动卡爪式水下连接器包括上连接体1、卡爪2、驱动环3和壳体4，上连接体1上套装有壳体4。壳体4呈圆筒状，壳体4的下端口上通过螺栓固装有环状的下端盖5；壳体4的上端口上通过螺栓固装有环状的上端盖6，上端盖6与上连接体1之间螺纹连接，由此实现壳体4与上连接体1之间的连接固定。壳体4内活动安装有驱动环3，驱动环3的圆周上设置有环形槽，与环形槽对应的壳体4内壁上设置有凸台7，凸台7的端面与环形槽密封贴合连接，由此将环形槽分割成上密封环槽8和下密封环槽9。壳体4上设置有注油孔A10和注油孔B11，注油孔A10与上密封环槽8连通，注油孔B11与下密封环槽9连通。驱动环3与上连接体1之间间隔状设置有多个卡爪2，与卡爪2对应的上连接体1上设置有凸缘12，卡爪2呈Z字形，卡爪2的下端设置有卡齿13，卡齿13上方的卡爪2上设置有与凸缘12对应的卡台14，卡台14一侧的卡爪体为斜面。卡爪2的一侧通过卡台14与凸缘12的接触配合活动卡接；卡爪2的另一侧与驱动环3滑动连接。该液压驱动卡爪式水下连接器工作时，上连接体1预先通过法兰与水下采油设备连接；下连接体15预先与井口处设备连接；工作过程中，在水下采油设备的作用下该连接器下行，从而使下连接体15经下端盖5进入至该连接器内壳体4并与上连接体1接触，由于上连接体1的通孔下端设置有密封槽，密封槽内设置有密封垫16。在压力作用下，上连接体1和下连接体15对密封垫16形成挤压，由此实现上连接体1和下连接体15之间的连接密封。当上连接体1和下连接体15之间的连接密封完成后，通过注油孔B11向下密封环槽9内注入液压油；在液压力作用下，驱动环3向下运动，这一过程中，由于卡爪2的一侧通过卡台14与凸缘12的接触配合活动卡接、以及卡爪2的卡爪体为斜面，且卡爪2与驱动环3滑动连接；驱动环3向下运动过程中对卡爪2形成向内挤压，此时卡爪2以卡台14与凸缘12的接触点为轴心转动，随着驱动环3的向下运动，迫使卡爪2下端的卡齿13与下连接体15圆周上的卡槽啮合，由此实现上连接体1和下连接体15之间的连接锁紧。上连接体1和下连接体15之间分离时，通过注油孔A10向上密封环槽8内注入液压油；在液压力作用下，驱动环3向上运动，这一过程中，由于卡爪2顶部呈斜形，驱动环3的内圈顶部为与卡爪顶2部斜形对应的坡面。因此在驱动环3向上运动的过程中对卡爪2形成推挤，迫使卡爪2以卡台14与凸缘12的接触点为轴心反向转动，进而迫使卡爪2下端的卡齿13与下连接体15圆周上的卡槽脱离啮合，由此实现上连接体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压驱动卡爪式水下连接器，包括上连接体（1）、卡爪（2）、驱动环（3）和壳体（4），其特征在于：上连接体（1）上套装有壳体（4），壳体（4）内活动安装有驱动环（3），驱动环（3）与上连接体（1）之间间隔状设置有多个卡爪（2），与卡爪（2）对应的上连接体（1）上设置有凸缘（12），卡爪（2）的一侧与凸缘（2）活动卡接；卡爪（2）的另一侧与驱动环（3）滑动连接。

【技术特征摘要】
1.一种液压驱动卡爪式水下连接器，包括上连接体（1）、卡爪（2）、驱动环（3）和壳体（4），其特征在于：上连接体（1）上套装有壳体（4），壳体（4）内活动安装有驱动环（3），驱动环（3）与上连接体（1）之间间隔状设置有多个卡爪（2），与卡爪（2）对应的上连接体（1）上设置有凸缘（12），卡爪（2）的一侧与凸缘（2）活动卡接；卡爪（2）的另一侧与驱动环（3）滑动连接。2.根据权利要求1所述的一种液压驱动卡爪式水下连接器，其特征在于：所述的壳体（4）呈圆筒状，壳体（4）的下端口上通过螺栓固装有环状的下端盖（5）；壳体（4）的上端口上通过螺栓固装有环状的上端盖（6），上端盖（5）与上连接体（1）之间螺纹连接。3.根据权利要求1所述的一种液压驱动卡爪式水下连接器，其特征在于：所述的驱动环（3）的圆周上设置有环形槽，与环形槽对应的壳体（4）内壁上设置有凸台（7），凸台（7）的端面与环...

【专利技术属性】
技术研发人员：管锋，万锋，刘少胡，阳婷，吴霁薇，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42