一种水下井口连接器及其试验系统和试验方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水下井口连接器，包括连接器本体、驱动环和锁紧卡爪；其特征在于：连接本体整体为竖向的圆筒形结构，连接本体高度方向的中部位置设有卡爪安装孔，卡爪安装孔内滑动插接有锁紧卡爪；驱动环滑动套接在连接器本体外部，且驱动环的外侧面设有沿径向外凸的一圈驱动用凸环；还包括支撑环，支撑环整体为同轴固定安装在连接器本体下端面的圆环形结构，支撑环与上述驱动用凸环相正对，且支撑环与驱动用凸环之间设置有供驱动液压缸固定安装的液压缸安装位。本发明专利技术还公开了一种水下井口连接器试验系统和试验方法。本发明专利技术的技术方案能够真实模拟试验水下井口连接器，帮助制造质量更好可靠性更高的水下井口连接器。

【技术实现步骤摘要】
一种水下井口连接器及其试验系统和试验方法
本专利技术属于水下井口连接器领域，具体涉及一种水下井口连接器及其试验系统和试验方法。
技术介绍
水下井口连接器是海洋油气勘探开发的重要设备，其下连接井口装置，其上连接水下防喷器(钻完井和修井工况)或采油树(生产工况)。与其他水下连接器相比，水下井口连接器尤其重要且面临的工况更复杂，历经如安装、生产、钻完井和修井等过程，同时也面临着恶劣的环境工况，如波浪、海流、钻井船漂移、循环内压、隔水管的张力和弯矩等，这些因素直接影响着水下井口连接器的工作性能，甚至会引起功能失效和结构损伤。现有技术中仅公开过涉及水下井口连接器构造的技术方案(例如：公告号为CN102003157A和CN107013176A的专利文献)，但是现有的水下井口连接器均存在难以模拟试验，难以被检测受载状况以及制造质量等性能指标的不足之处。基于此，申请人考虑设计一种易于被试验并测试质量与可靠性的水下井口连接器。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种易于被试验并测试质量与可靠性的水下井口连接器。并进一步提供一种水下井口连接器试验系统和试验方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种水下井口连接器，包括连接器本体、驱动环和锁紧卡爪，所述驱动环整体为圆筒形结构，且所述驱动环的内侧面为由上往下直径逐渐变大的锥筒形面；所述锁紧卡爪整体为块状，所述锁紧卡爪的内侧面带有锁紧齿、外侧面为由上到下外直径逐渐变大的弧形面且能够与所述驱动环的内侧面滑动配合连接；其特征在于：所述连接本体整体为竖向的圆筒形结构，所述连接本体高度方向的中部位置设有沿径向贯穿的卡爪安装孔，所述卡爪安装孔内滑动插接有所述锁紧卡爪，且在连接本体的圆周方向上间隔设置有至少两个所述卡爪安装孔；所述驱动环滑动套接在所述连接器本体外部，且所述驱动环的外侧面设有沿径向外凸的一圈驱动用凸环；还包括支撑环，所述支撑环整体为同轴固定安装在所述连接器本体下端面的圆环形结构，且所述支撑环的内直径大于等于所述连接器本体下端的内直径，所述支撑环与上述驱动用凸环相正对，且所述支撑环与所述驱动用凸环之间设置有供驱动液压缸固定安装的液压缸安装位。一种水下井口连接器试验系统，其特征在于：所述水下井口连接器为上述水下井口连接器，该试验系统包括试验台、测试桩、封堵用连接体、驱动液压缸和试验用液压系统；所述测试桩为圆筒状且构成试验用水下井口头，所述测试桩的上段外侧面具有供锁紧卡爪的锁紧齿卡入的环形卡槽；所述测试桩下端固定在所述试验台的上表面；所述封堵用连接体整体为圆柱状，且所述封堵用连接体与所述连接器本体的上端密封固定相连；且所述封堵用连接体的顶部外表面还设置有静压试验用接口，所述静压试验用液压接口与所述静压试验用液压接口能够与所述连接器本体内部连通；所述驱动液压缸固定安装在所述液压缸安装位；所述试验用液压系统包括液压控制阀，所述液压控制阀具有与所述驱动液压缸上的接口和所述静压试验用接口分别连通的液压接口。一种水下井口连接器试验方法，其特征在于，采用上述水下井口连接器试验系统。本专利技术水下井口连接器及其试验系统和试验方法具有的优点是：1、同现有的水下井口连接器相比较，本专利技术水下井口连接器具有的优点是：能够直接在驱动环与支撑环之间的液压缸安装位安装小型液压缸来驱动驱动环的移动，从而迅速实现水下井口连接器与井口之间的锁定与解锁的操作，并便于直观迅速观测水下井口连接器的动作情况，检验水下井口连接器持久动作的可靠性。2、本专利技术水下井口连接器试验系统和试验方法能够真实的模拟出水下井口连接器的工作环境与受载状况，进而能够根据水下井口连接器的工作环境、结构特点及功能要求，模拟其受载状况，开展水下井口连接器力学性能试验研究，考核结构的设计可靠性与制造质量，提供实测应变测量结果，获取其力学行为规律，为水下井口连接器产品工程化应用提供试验数据参考。帮助制造出性能与质量更为可靠的水下井口连接器产品。附图说明图1为本专利技术水下井口连接器的结构示意图(连接器顶部安装有封堵用连接体)。图2为本专利技术水下井口连接器的俯视图(连接器顶部安装有封堵用连接体)。图3为图2中A-A剖视图(连接器顶部没有安装有封堵用连接体)。图4为图1中本专利技术水下井口连接器上安装有采集传感器的示意图(其中“S”表示“电阻应变片”，“W”表示“位移传感器”)。图5为本专利技术水下井口连接器试验系统的结构示意图(可用于轴拉试验)。图6为本专利技术水下井口连接器试验系统的结构示意图(可用于轴拉和弯矩试验)。图1至图6中标记为：水下井口连接器：100连接器本体；101驱动环：102驱动用凸环，103限位挡环；104锁紧卡爪；105支撑环；106导向槽；107导向滑块；108导向筒；109锁定杆；110包夹块；111连接螺栓；112安装底座；113导向限位销；114堵头。水下井口连接器试验系统：200驱动液压缸；201试验台；202测试桩；203封堵用连接体；204轴拉块；205轴拉用液压缸；206弯压臂；207液压千斤顶。图7为试验加载过程位移测点(W1～W4)载荷位移曲线(静水内压)。图8为试验加载过程测点(S1～S4)载荷应变曲线(静水内压)。图9为试验加载过程测点(S5～S8)载荷应变曲线(静水内压)。图10为试验加载过程测点(S24～S31)载荷应变曲线(静水内压)。图11为试验加载过程位移测点(W1～W4)载荷位移曲线(工况一)。图12为试验加载过程测点(S1～S4)载荷应变曲线(工况一)。图13为试验加载过程测点(S5～S8)载荷应变曲线(工况一)。图14为试验加载过程测点(S24～S31)载荷应变曲线(工况一)。图15为试验加载过程位移测点(W1～W4)载荷位移曲线(工况二)。图16为试验加载过程测点(S1～S4)载荷应变曲线(工况二)。图17为试验加载过程测点(S5～S8)载荷应变曲线(工况二)。图18为试验加载过程测点(S24～S31)载荷应变曲线(工况二)。图19为试验加载过程位移测点(W1～W4)载荷位移曲线(工况三)。图20为试验加载过程测点(S1～S4)载荷应变曲线(工况三)。图21为试验加载过程测点(S5～S8)载荷应变曲线(工况三)。图22为试验加载过程测点(S24～S31)载荷应变曲线(工况三)。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。一、具体实施时：如图1至图3所示，水下井口连接器一种水下井口连接器，包括连接器本体、驱动环和锁紧卡爪，所述驱动环整体为圆筒形结构，且所述驱动环的内侧面为由上往下直径逐渐变大的锥筒形面；所述锁紧卡爪整体为块状，所述锁紧卡爪的内侧面带有锁紧齿、外侧面为由上到下外直径逐渐变大的弧形面且能够与所述驱动环的内侧面滑动配合连接；所述连接本体整体为竖向的圆筒形结构，所述连接本体高度方向的中部位置设有沿径向贯穿的卡爪安装孔，所述卡爪安装孔内滑动插接有所述锁紧卡爪，且在连接本体的圆周方向上间隔设置有至少两个所述卡爪安装孔；所述驱动环滑动套接在所述连接器本体外部，且所述驱动环的外侧面设有沿径向外凸的一圈驱动用凸环；还包括支撑环，所述支撑环整体为同轴固定安装在所述连接器本体下端面的圆环形结构，且所述支撑环的内直径大于等于所述连接器本体下端的内直径，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下井口连接器，包括连接器本体、驱动环和锁紧卡爪，所述驱动环整体为圆筒形结构，且所述驱动环的内侧面为由上往下直径逐渐变大的锥筒形面；所述锁紧卡爪整体为块状，所述锁紧卡爪的内侧面带有锁紧齿、外侧面为由上到下外直径逐渐变大的弧形面且能够与所述驱动环的内侧面滑动配合连接；其特征在于：所述连接本体整体为竖向的圆筒形结构，所述连接本体高度方向的中部位置设有沿径向贯穿的卡爪安装孔，所述卡爪安装孔内滑动插接有所述锁紧卡爪，且在连接本体的圆周方向上间隔设置有至少两个所述卡爪安装孔；所述驱动环滑动套接在所述连接器本体外部，且所述驱动环的外侧面设有沿径向外凸的一圈驱动用凸环；还包括支撑环，所述支撑环整体为同轴固定安装在所述连接器本体下端面的圆环形结构，且所述支撑环的内直径大于等于所述连接器本体下端的内直径，所述支撑环与上述驱动用凸环相正对，且所述支撑环与所述驱动用凸环之间设置有供驱动液压缸固定安装的液压缸安装位。

【技术特征摘要】
1.一种水下井口连接器，包括连接器本体、驱动环和锁紧卡爪，所述驱动环整体为圆筒形结构，且所述驱动环的内侧面为由上往下直径逐渐变大的锥筒形面；所述锁紧卡爪整体为块状，所述锁紧卡爪的内侧面带有锁紧齿、外侧面为由上到下外直径逐渐变大的弧形面且能够与所述驱动环的内侧面滑动配合连接；其特征在于：所述连接本体整体为竖向的圆筒形结构，所述连接本体高度方向的中部位置设有沿径向贯穿的卡爪安装孔，所述卡爪安装孔内滑动插接有所述锁紧卡爪，且在连接本体的圆周方向上间隔设置有至少两个所述卡爪安装孔；所述驱动环滑动套接在所述连接器本体外部，且所述驱动环的外侧面设有沿径向外凸的一圈驱动用凸环；还包括支撑环，所述支撑环整体为同轴固定安装在所述连接器本体下端面的圆环形结构，且所述支撑环的内直径大于等于所述连接器本体下端的内直径，所述支撑环与上述驱动用凸环相正对，且所述支撑环与所述驱动用凸环之间设置有供驱动液压缸固定安装的液压缸安装位。2.根据权利要求1所述的水下井口连接器，其特征在于：还包括驱动导向结构，所述驱动导向结构包括导向槽和导向滑块；所述导向槽设在所述连接器本体的高度方向上位于锁紧卡爪下方的外侧面，且所述导向槽为沿所述连接器本体的轴向延伸的直槽形结构；所述驱动环的下端固定有所述导向滑块，且所述导向滑块上在驱动环径向上的内侧端滑动插接在所述导向槽内。3.根据权利要求1或2所述的水下井口连接器，其特征在于：还包括井口连接导向结构，所述井口连接导向结构包括导向筒；所述导向筒的上段为与所述连接器本体同轴向的圆筒形结构，且固定在所述支撑环的下表面；所述导向筒的上段的内直径大于等于所述连接器本体下端的内直径；所述导向筒的下段为由上到下内直径逐渐变大的圆锥筒形结构。4.根据权利要求1至3中任一项所述的水下井口连接器，其特征在于：还包括驱动环锁紧机构，所述驱动环锁紧机构包括一根锁定杆、两块包夹块和连接螺栓；所述锁定杆的下端固定在所述支撑环的上表面，所述锁定杆的上段贯穿并高于驱动用凸环且外侧面带有锁紧用凸齿；所述两块包夹块横向正对，且正对面的中部位置为与锁定杆的上段的外侧面接触相连的圆弧形凹槽，两块包夹块之间通过位于圆弧形凹槽两旁的连接螺栓固定相连；所述两块包夹块的下端面为用于抵紧所述驱动用凸环上表面的抵紧面。5.根据权利要求1至4中任一项所述的水下井口连接器，其特征在于：还包括锁紧卡爪限位结构，所述锁紧卡爪限位结构包括导向限位销、堵头和压簧；所述锁紧卡爪的上表面设有沿连接器本体的径...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊涛，叶天源，蒋永义，李荣，吴进涛，朱伟，
申请(专利权)人：重庆前卫科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50