一种用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构，包括水下连接器、棘齿条结构、止动棘爪和限位结构，水下连接器包括上连接体、下连接体、卡爪、驱动环和液压缸。与现有技术相比，本实用新型专利技术的二次锁紧机构只需液压缸驱动，不必使用外部工具进行操作，具有极高的快速性，以实现在台风到来时能够及时完成连接器的脱离，完成水下机构的回收，减少损失。

A secondary locking mechanism for automatic locking and unlocking of underwater connector

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构
本技术涉及水下联接器
，特别是涉及一种用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构。
技术介绍
鉴于陆上石油资源逐渐枯竭，我国石油钻探作业逐步转向海洋，随着海洋钻井技术的发展，石油钻探从常规水深逐渐迈向深水和超深水海域。我国海洋钻探的主战场在南海海域，钻井作业水深范围较大，环境条件恶劣，频繁发生的台风/飓风严重影响钻井作业。在台风/飓风条件下，常规隔水管需要将每根隔水管单根回收到钻井平台上，然后钻井平台撤离避台，这样操作既费时又不安全。常常由于防台、避台措施不到位，不能及时回收隔水管，致使隔水管在台风条件下发生破坏，发生隔水管事故，导致钻井停机。在此背景下，防台钻井隔水管系统概念的提出，使恶劣天气条件下隔水管不能及时回收问题迎刃而解，增强了隔水管系统的防台性能，从而提升了钻井系统的安全性和可靠性。在台风来临前，防台钻井隔水管可以在近海面快速脱离，只回收一小部分隔水管，剩下的大部分隔水管在海水中保持自由站立，由浮力罐提供的浮力来支撑。台风过后，钻井平台驶回原来钻井位置，将回收的上部隔水管重新与下部隔水管连接，恢复钻井作业。该系统可大大缩短台风来临前隔水管回收和台风过后隔水管重接的时间，大幅降低隔水管回收下放的风险，有效提高了整个钻井系统的安全可靠性。水下连接器是防台钻井隔水管系统的核心部件，其主要功能是连接上、下部隔水管。台风/飓风等恶劣天气来临前，平台控制室发出脱离指令，控制连接器上的液压驱动系统，完成脱离作业；台风/飓风过后，平台开到井口上方下放上部隔水管，借助ROV辅助，液压系统动作，完成上下隔水管连接。在此过程中，连接器的锁定是实现连接器连接和解锁的关键技术，尤其作为不便操作的二次锁定技术更是连接器牢固连接的技术挑战。目前水下连接器的二次锁紧装置多采用ROV辅助操作，驱动二次锁紧螺栓进行锁紧和解锁作业。然而，ROV操作易受外界环境影响，很难高效稳定地完成精确的二次锁紧作业，且ROV操作费用较高，耗时长，无法实现自动锁定及解锁，从而导致连接器不能快速脱离避台。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构，实现隔水管连接器在液压卡爪作用下锁紧的同时进行二次锁紧，以确保在液压系统发生故障时连接器仍能正常连接，并在需要脱离时实现自动脱离。为实现上述目的，本技术提供了如下方案：本技术公开了一种用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构，包括：上连接体；下连接体，所述下连接体位于所述上连接体的下侧，所述下连接体的上端开口能够和所述上连接体的下端开口抵接，所述下连接体的下端具有法兰端面；卡爪，所述卡爪的中部转动连接于所述上连接体下端的外缘处，所述卡爪为多个且沿所述上连接体的圆周方向均布，所述卡爪的上端和下端分别具有外凸部和内凸部；驱动环，所述驱动环套设于所述卡爪所在圆周的外侧；液压缸，所述液压缸的一端与所述上连接体固定连接，所述液压缸的另一端与所述驱动环固定连接，所述驱动环向上运动时能够与所述外凸部接触，推动所述卡爪的上端向内摆动，使所述下连接体与所述上连接体分离，所述驱动环向下运动时能够与所述卡爪的下端外缘接触，推动所述卡爪的下端向内摆动，使所述下连接体与所述上连接体相抵；棘齿条结构，所述棘齿条结构包括底座和棘齿条，所述棘齿条的下端固定于所述底座上，所述底座向内的一端与所述下连接体转动连接，所述棘齿条的上端能够穿过所述驱动环和所述上连接体上的通过孔，所述棘齿条能够在所述通过孔内摆动；止动棘爪，所述止动棘爪位于所述棘齿条结构的外侧，所述止动棘爪的下端与所述驱动环转动连接，所述止动棘爪的上端用以和所述棘齿条上的棘齿配合；限位结构，所述限位结构包括导柱、止动螺母和弹簧，所述导柱的下端固定于所述下连接体下端的法兰端面上，所述导柱的上端向上穿过所述底座并与所述止动螺母螺纹连接，所述止动螺母位于所述底座上侧，所述弹簧套设于所述底座与所述下连接体下端的法兰端面之间的所述导柱外侧。优选地，所述上连接体包括连接盖和上毂座，所述上毂座的上端固定于所述连接盖上，所述上连接体上的所述通过孔位于所述连接盖上，所述下连接体为下毂座。优选地，还包括导向柱，所述导向柱的上端固定于所述连接盖上，所述驱动环上设有导向孔，所述导向柱的下端向下穿过所述导向孔并与所述导向孔滑动接触，所述导向柱用以对所述驱动环的运动进行导向。优选地，所述导向柱上固定有限位块，所述限位块位于所述驱动环上侧，所述限位块用以限制所述驱动环的上极限位置。优选地，所述驱动环的上表面具有支柱，所述止动棘爪与所述支柱转动连接，所述止动棘爪的上端向上旋转时能够与所述支柱的上侧边缘相抵，限制所述止动棘爪向上的摆角，所述止动棘爪的下端固定有弹性片，所述止动棘爪的上端向下旋转时，所述弹性片能够与所述支柱的下侧边缘相抵，限制所述止动棘爪向下的摆角。优选地，所述支柱包括竖杆和横杆，所述竖杆的下端固定于所述驱动环上，所述横杆向外的一端固定于所述竖杆的上端，所述横杆向内的一端与所述止动棘爪转动连接，所述横杆向内的一端的上沿具有向内的延伸部，所述延伸部用以限制所述止动棘爪向上的摆角。优选地，还包括止动棘爪转轴，所述止动棘爪转轴同时穿过所述止动棘爪和所述横杆，并于所述止动棘爪转轴的端部设置限位块。优选地，还包括底座转轴，所述下连接体下端的法兰端面上具有一个旋转座，所述底座转轴同时穿过所述底座和所述旋转座，并于所述底座转轴的端部设置限位块。本技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本技术的二次锁紧机构只需液压缸驱动，不必使用外部工具进行操作，具有极高的快速性，以实现在台风到来时能够及时完成连接器的脱离，完成水下机构的回收，减少损失。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实施例用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构未锁紧状态的结构示意图；图2为本实施例用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构锁紧状态的结构示意图；图3为图1中部分结构示意图；图4为图3的局部放大图；图5为图4的一个部位的局部放大图；图6为图4的另一个部位的局部放大图；图7为图1的正视图；附图标记说明：1棘齿条；2底座；3旋转座；4止动棘爪；5导柱；6止动螺母；7弹簧；8底座转轴；9止动棘爪转轴；10驱动环；11下毂座；12上毂座；13卡爪；14液压缸；15连接盖。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构，其特征在于，包括：/n上连接体；/n下连接体，所述下连接体位于所述上连接体的下侧，所述下连接体的上端开口能够和所述上连接体的下端开口抵接，所述下连接体的下端具有法兰端面；/n卡爪，所述卡爪的中部转动连接于所述上连接体下端的外缘处，所述卡爪为多个且沿所述上连接体的圆周方向均布，所述卡爪的上端和下端分别具有外凸部和内凸部；/n驱动环，所述驱动环套设于所述卡爪所在圆周的外侧；/n液压缸，所述液压缸的一端与所述上连接体固定连接，所述液压缸的另一端与所述驱动环固定连接，所述驱动环向上运动时能够与所述外凸部接触，推动所述卡爪的上端向内摆动，使所述下连接体与所述上连接体分离，所述驱动环向下运动时能够与所述卡爪的下端外缘接触，推动所述卡爪的下端向内摆动，使所述下连接体与所述上连接体相抵；/n棘齿条结构，所述棘齿条结构包括底座和棘齿条，所述棘齿条的下端固定于所述底座上，所述底座向内的一端与所述下连接体转动连接，所述棘齿条的上端能够穿过所述驱动环和所述上连接体上的通过孔，所述棘齿条能够在所述通过孔内摆动；/n止动棘爪，所述止动棘爪位于所述棘齿条结构的外侧，所述止动棘爪的下端与所述驱动环转动连接，所述止动棘爪的上端用以和所述棘齿条上的棘齿配合；/n限位结构，所述限位结构包括导柱、止动螺母和弹簧，所述导柱的下端固定于所述下连接体下端的法兰端面上，所述导柱的上端向上穿过所述底座并与所述止动螺母螺纹连接，所述止动螺母位于所述底座上侧，所述弹簧套设于所述底座与所述下连接体下端的法兰端面之间的所述导柱外侧。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构，其特征在于，包括：
上连接体；
下连接体，所述下连接体位于所述上连接体的下侧，所述下连接体的上端开口能够和所述上连接体的下端开口抵接，所述下连接体的下端具有法兰端面；
卡爪，所述卡爪的中部转动连接于所述上连接体下端的外缘处，所述卡爪为多个且沿所述上连接体的圆周方向均布，所述卡爪的上端和下端分别具有外凸部和内凸部；
驱动环，所述驱动环套设于所述卡爪所在圆周的外侧；
液压缸，所述液压缸的一端与所述上连接体固定连接，所述液压缸的另一端与所述驱动环固定连接，所述驱动环向上运动时能够与所述外凸部接触，推动所述卡爪的上端向内摆动，使所述下连接体与所述上连接体分离，所述驱动环向下运动时能够与所述卡爪的下端外缘接触，推动所述卡爪的下端向内摆动，使所述下连接体与所述上连接体相抵；
棘齿条结构，所述棘齿条结构包括底座和棘齿条，所述棘齿条的下端固定于所述底座上，所述底座向内的一端与所述下连接体转动连接，所述棘齿条的上端能够穿过所述驱动环和所述上连接体上的通过孔，所述棘齿条能够在所述通过孔内摆动；
止动棘爪，所述止动棘爪位于所述棘齿条结构的外侧，所述止动棘爪的下端与所述驱动环转动连接，所述止动棘爪的上端用以和所述棘齿条上的棘齿配合；
限位结构，所述限位结构包括导柱、止动螺母和弹簧，所述导柱的下端固定于所述下连接体下端的法兰端面上，所述导柱的上端向上穿过所述底座并与所述止动螺母螺纹连接，所述止动螺母位于所述底座上侧，所述弹簧套设于所述底座与所述下连接体下端的法兰端面之间的所述导柱外侧。


2.根据权利要求1所述的用于水下连接器的自动锁紧与解锁的二次锁紧机构，其特征在于，所述上连接体包括连接盖和上毂座，所述上毂座的上端固定于所述连接盖上，所述上连接体上的所述通过孔位于所述连接盖上，所述下连接体为下毂座。

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，冯永珺，郭政，张玉龙，申书锋，谭健，张超飞，王茂刚，段梦兰，
申请(专利权)人：中国地质科学院，
类型：新型
国别省市：北京;11