一种节流阀抓取机构制造技术

一种节流阀抓取机构，包括：弹性卡具，包括至少两根卡爪；其中，至少两根卡爪的一端彼此相对固定，至少两根卡爪的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态和彼此相对张开的第二状态，至少两根卡爪的另一端能在彼此相对收拢的第一状态下伸入节流阀的连接开口后再朝彼此远离的方向运动形成第二状态，从而使得弹性卡具通过卡爪的外卡钩卡接在连接开口内设置的卡槽内的方式完成与节流阀的连接。本发明专利技术的卡爪从节流阀上设置的连接开口伸入并卡在节流阀的卡槽内实现与节流阀的快速连接，使得卡爪不用从节流阀的周向抓取节流阀，不仅使得卡爪的体积能够做得更小，占用更小的空间，方便在狭窄空间工作，还能让卡爪连接节流阀的速度更快且连接更稳固。

【技术实现步骤摘要】
一种节流阀抓取机构
本专利技术涉及海洋工程装备，更具体地，涉及海洋石油工程装备
，尤其涉及一种节流阀抓取机构。
技术介绍
节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。通常，在石油工程装备
，节流阀是接在节流管线上，通过控制节流阀通道大小来对液流造成阻力而生成回压，使井内流体在受控下流出的零部件。现有技术中，有的采油树是直接浸在水中，有的采油树是安置在深水功能舱里，通过深水功能舱隔离采油树周边的水。例如，深水功能舱的概念可以参见基于深水功能舱的全智能新一代水下生产系统关键技术研究[J].中国科技成果,2017,(第9期)。节流阀应用在水下生产系统深水功能舱里的采油树管汇上，其作用是控制流量，用于保持整个油气生产系统的压力，可以说节流阀是采油树节流系统的核心部件，由于采油树放置于深水功能舱里，而节流阀在位运作有很多不确定因素，一旦节流阀出现故障问题，由于没办法及时地人为更换，将危及整个采油系统的安全，甚至导致一系列严重事故，因此，对故障节流阀进行及时有效地更换是十分必要的。目前，针对陆地采油树上节流阀的更换仅仅停留在人为地检测维修和更换阶段，这种传统的节流阀更换操作不需考虑空间的限制，更换过程完全由人来把控。然而，若节流阀处在水下生产系统的深水功能舱采油树上，对于水下生产系统的深水功能舱中的各节流阀，若仍然进行人为操作更换，由于深水功能舱内具有空间狭窄、高压、高温和缺氧的特点，使得处于深水海底的人员将面临压力平衡、高温烫伤、缺氧窒息等一系列问题，而且由于深水功能舱内部空间狭窄，能容纳的维修人员有限，更换操作过程也将受到限制。用于更换节流阀的操作空间十分有限。所以，人为进入深水功能舱进行节流阀更换显然是不实际的，这就迫切需要一种能在深水功能舱狭窄空间内进行节流阀更换操作的装置。公开号为CN106639937A的中国专利文献公开了一种水下采油系统中节流阀的安装及回收装置，水下采油系统中节流阀的安装及回收装置包括：连接支撑组件，与钻杆连接；液压夹紧装置，固定在连接支撑组件上，液压夹紧装置能够在水下无人潜水机的驱动下夹紧或松开水下采油系统的节流阀；导向组件，与连接支撑组件连接。但是，该装置仅适用于未在深水功能舱内的直接浸在水中的水下采油树上的节流阀的更换。而且，由于海下的复杂环境，采用水下无人潜水机在海中进行更换节流阀时对无人潜水机的控制设计要求较高，开发设计难度较大。公告号为CN106744541B的中国专利文献公开了一种水下节流阀的下放回收机具，用于深海中节流阀的更换与回收，该装置的机架最上方有一个吊孔，中间部分为节流阀升降机构，其中通过ROV接口带动升降平台上的蜗轮蜗杆螺母丝杠机构完成阀体的提升和下降，升降架设计有节流阀的锁紧机构和引导装置。最下方为漏斗形导向套筒，与安装基座上的导向孔和阀体上的导向杆能够精确的完成阀体的定位。该专利技术结构简单、可靠，不仅更加容易导向对中，而且更加方便水下机器人的安装及拆卸，能够有效的解决对于水下节流阀的安装和回收。但是，该装置分布于空间上不同位置的两个ROV接口和两个机架安全把手以及两个阀体安全把手都需要ROV机械手来进行操控。比如，该装置夹取节流阀时，是通过夹住节流阀的侧壁上外凸的阀体耳环的阀体安全锁紧法兰来实现的，而安全锁紧法兰是通过机械手运动至相应的安全锁紧法兰处操控阀体安全把手来实现锁紧或者解锁。操作这些位于不同空间的部件要求机械手有足够的运动空间，正如前面提到的，这在深海功能舱的狭窄空间内显然是不切实际的。以上两种技术中，均利用从节流阀的外部夹取节流阀的方式来夹取和松开节流阀，而使得夹取节流阀的爪的轮廓必然大于节流阀的轮廓，不利于设备的小型化。而深海功能舱内的空间狭窄但通常在舱内设置了采油树、增压泵、控制模块、信号设备、电力设备、进出舱通道等固定设备和一些用于检修的移动检修设备，要求对空间进行高效利用。因此，有必要对现有技术进行改进。此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种节流阀抓取机构，本专利技术充分考虑了空间限制的要求，对弹性卡具的结构进行了改进，让卡爪从可代替人在深水功能舱这类狭窄空间内进行节流阀更换操作。根据一个优选实施方式，一种节流阀抓取机构，包括：弹性卡具，其包括用于取放节流阀的至少两根卡爪；其中，至少两根卡爪的一端彼此相对固定，至少两根卡爪的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态和彼此相对张开的第二状态，并且至少两根卡爪的另一端能在彼此相对收拢的第一状态下伸入节流阀的连接开口后再朝彼此远离的方向运动形成第二状态，从而使得弹性卡具通过卡爪的外卡钩卡接在连接开口内设置的卡槽内的方式完成与节流阀的连接。根据一个优选实施方式，当弹性卡具需要与节流阀脱离连接时，至少两根卡爪的另一端能从第二状态下朝彼此靠近的方向运动形成第一状态，并在保持第一状态的情况下朝远离节流阀的方向运动直到至少两根卡爪的另一端从连接开口内移出，从而使得弹性卡具与节流阀脱离连接。根据一个优选实施方式，节流阀抓取机构还包括：液压推动部件，所述液压推动部件包括第二缸体、液压活塞杆和推动件，所述推动件固接于所述液压活塞杆，所述液压活塞杆置于至少两根卡爪的中部，所述卡爪的一端固接在所述第二缸体上，每根卡爪的朝向推动件的一面设有斜面凸起，所述斜面凸起设于卡爪的一端和另一端之间，所述外卡钩设于卡爪的另一端且位于卡爪的背向推动件的另一面，推动件位于斜面凸起与卡爪的另一端之间，当推动件在液压活塞杆的带动下朝靠近轨道的方向运动时，所述推动件的一部分抵靠在所述斜面凸起后继续向上运动以带动至少两根卡爪的另一端彼此靠近形成彼此相对收拢的第一状态，当推动件在液压活塞杆的带动下朝远离轨道的方向运动时，所述推动件的抵靠在所述斜面凸起的部分逐渐与所述斜面凸起脱离抵靠以使得至少两根卡爪的另一端在自身弹性恢复力的作用下朝彼此远离的方向运动形成彼此相对张开的第二状态。根据一个优选实施方式，所述推动件上设有至少两个防脱槽，所述防脱槽的数量与所述卡爪的数量相同，所述防脱槽和所述斜面凸起在空间位置上彼此对应以使所述推动件的一部分抵靠在所述斜面凸起上时所述斜面凸起的一部分落入所述防脱槽内，防脱槽的开槽宽度大于所述斜面凸起的宽度，以使在推动件刚进入到防脱槽内时，所述斜面凸起不与防脱槽的侧壁相接触，所述防脱槽的开槽方向与所述斜面凸起的延伸方向具有夹角，该夹角使得推动件朝斜面凸起方向运动让至少两根卡爪的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态时所述斜面凸起会抵靠在防脱槽的单个侧壁上而为推动件提供扭矩，并且该扭矩的方向与推动件被拧紧的方向一致，从而防止推动件的螺纹连接出现松动。根据一个优选实施方式，所述斜面凸起与所述卡爪的本体成夹角设置以使斜面凸起的自由端偏向推动件方向，在所述推动件抵靠在所述斜面凸起上时所述推动件的防脱槽在卡爪形变的过程中始终为与所述卡爪的本体成夹角设置的所述斜面凸起提供指向至少两根卡爪的中部的分力，从而防止所述斜面凸起从所述推动件上滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节流阀抓取机构，其特征在于，包括：弹性卡具(100)，其包括用于取放节流阀的至少两根卡爪(110)；其中，至少两根卡爪(110)的一端彼此相对固定，至少两根卡爪(110)的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态和彼此相对张开的第二状态，并且至少两根卡爪(110)的另一端能在彼此相对收拢的第一状态下伸入节流阀的连接开口(710)后再朝彼此远离的方向运动形成第二状态，从而使得弹性卡具(100)通过卡爪(110)的外卡钩(111)卡接在连接开口(710)内设置的卡槽(720)内的方式完成与节流阀的连接。

【技术特征摘要】
1.一种节流阀抓取机构，其特征在于，包括：弹性卡具(100)，其包括用于取放节流阀的至少两根卡爪(110)；其中，至少两根卡爪(110)的一端彼此相对固定，至少两根卡爪(110)的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态和彼此相对张开的第二状态，并且至少两根卡爪(110)的另一端能在彼此相对收拢的第一状态下伸入节流阀的连接开口(710)后再朝彼此远离的方向运动形成第二状态，从而使得弹性卡具(100)通过卡爪(110)的外卡钩(111)卡接在连接开口(710)内设置的卡槽(720)内的方式完成与节流阀的连接。2.根据权利要求1所述的节流阀抓取机构，其特征在于，当弹性卡具(100)需要与节流阀脱离连接时，至少两根卡爪(110)的另一端能从第二状态下朝彼此靠近的方向运动形成第一状态，并在保持第一状态的情况下朝远离节流阀的方向运动直到至少两根卡爪(110)的另一端从连接开口(710)内移出，从而使得弹性卡具(100)与节流阀脱离连接。3.根据前述权利要求之一所述的节流阀抓取机构，其特征在于，节流阀抓取机构还包括：液压推动部件(500)，所述液压推动部件(500)包括第二缸体(510)、液压活塞杆(520)和推动件(530)，所述推动件(530)固接于所述液压活塞杆(520)，所述液压活塞杆(520)置于至少两根卡爪(110)的中部，所述卡爪(110)的一端固接在所述第二缸体(510)上，每根卡爪(110)的朝向推动件(530)的一面设有斜面凸起(112)，所述斜面凸起(112)设于卡爪(110)的一端和另一端之间，所述外卡钩(111)设于卡爪(110)的另一端且位于卡爪(110)的背向推动件(530)的另一面，推动件(530)位于斜面凸起(112)与卡爪(110)的另一端之间，当推动件(530)在液压活塞杆(520)的带动下朝靠近轨道(210)的方向运动时，所述推动件(530)的一部分抵靠在所述斜面凸起(112)后继续向上运动以带动至少两根卡爪(110)的另一端彼此靠近形成彼此相对收拢的第一状态，当推动件(530)在液压活塞杆(520)的带动下朝远离轨道(210)的方向运动时，所述推动件(530)的抵靠在所述斜面凸起(112)的部分逐渐与所述斜面凸起(112)脱离抵靠以使得至少两根卡爪(110)的另一端在自身弹性恢复力的作用下朝彼此远离的方向运动形成彼此相对张开的第二状态。4.根据前述权利要求之一所述的节流阀抓取机构，其特征在于，所述推动件(530)上设有至少两个防脱槽(531)，所述防脱槽(531)的数量与所述卡爪(110)的数量相同，所述防脱槽(531)和所述斜面凸起(112)在空间位置上彼此对应以使所述推动件(530)的一部分抵靠在所述斜面凸起(112)上时所述斜面凸起(112)的一部分落入所述防脱槽(531)内，防脱槽(531)的开槽宽度大于所述斜面凸起(112)的宽度，以使在推动件(530)刚进入到防脱槽(531)内时，所述斜面凸起(112)不与防脱槽的侧壁相接触，所述防脱槽(531)的开槽方向与所述斜面凸起(112)的延伸方向具有夹角，该夹角使得推动件朝斜面凸起(112)方向运动让至少两根卡爪(110)的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态时所述斜面凸起(112)会抵靠在防脱槽(531)的单个侧壁上而为推动件提供扭矩，并且该扭矩的方向与推动件被拧紧的方向一致，从而防止推动件的螺纹连接出现松动。5.根据前述权利要求之一所述的节流阀抓取机构，其特征在于，所述斜面凸起(112)与所述卡爪(110)的本体成夹角设置以使斜面凸起(112)的自由端偏向推动件(530)方向，在所述推动件(530)抵靠在所述斜面凸起(112)上时所述推动件(530)的防脱槽(531)在卡爪形变的过程中始终为与所述卡爪(110)的本体成夹角设置的所述斜面凸起(112)提供指向至少两根卡爪(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军鹏，段梦兰，于波，张焕瑞，张嘉毓，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11