一種鉆井隔水管安全接頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種鉆井隔水管安全接頭，其特征在于：它包含上接頭，控制器，電源，固定卡箍，密封圈，下接頭，蓄能器，換向閥，傳感器和液壓缸裝置；上接頭設(shè)置外設(shè)安裝座，液壓缸裝置安裝座及密封圈安裝槽；下接頭設(shè)置卡銷(xiāo)插槽；液壓缸裝置包含液壓缸前蓋，液壓缸，液壓缸后蓋，活塞桿，套筒，伸縮桿，彈簧和卡銷(xiāo)；液壓缸前蓋設(shè)置液壓油通道，液壓缸后蓋設(shè)置液壓油通道及腔室；活塞桿與套筒通過(guò)螺紋連接，伸縮桿與卡銷(xiāo)通過(guò)螺紋連接，伸縮桿能夠在套筒中滑動(dòng)；彈簧一端抵在液壓缸后蓋腔室內(nèi)部，另一端抵在卡銷(xiāo)端面；卡銷(xiāo)端部設(shè)置圓弧面。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，反應(yīng)靈敏，可靠性高，效率較高，可廣泛用于各種海上鉆井隔水管的緊急脫離中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種鉆井隔水管安全接頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種安全接頭，尤其是一種用于深水鉆井隔水管緊急脫離的安全接頭。
【背景技術(shù)】
[0002]深水鉆井隔水管是連接海底井口與鉆井平臺(tái)的重要裝備，極易受到海洋自然環(huán)境以及鉆井平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的影響，是深水鉆井系統(tǒng)關(guān)鍵而又薄弱的環(huán)節(jié)。當(dāng)海洋自然環(huán)境比較惡劣，鉆井平臺(tái)無(wú)法保持在安全作業(yè)范圍內(nèi)，或鉆井平臺(tái)動(dòng)力定位系統(tǒng)失效平臺(tái)發(fā)生漂移運(yùn)動(dòng)，隔水管系統(tǒng)頂部在平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的牽引下不斷遠(yuǎn)離水下井口，需要及時(shí)脫離隔水管底部總成與防噴器之間的連接接頭，以確保隔水管和井口系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整性。然而，深水鉆井作業(yè)中常發(fā)生隔水管無(wú)法正常脫離現(xiàn)象，導(dǎo)致井口及隔水管的損壞。為了防止隔水管脫離失效事故的發(fā)生，需要設(shè)計(jì)鉆井隔水管安全接頭，在隔水管受力達(dá)到臨界值之前，隔水管安全接頭自動(dòng)完成脫尚，提尚深水鉆井隔水管系統(tǒng)作業(yè)安全性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便并能有效實(shí)現(xiàn)鉆井隔水管緊急脫離的安全接頭。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種鉆井隔水管安全接頭，其特征在于:它包含上接頭，控制器，電源，固定卡箍，密封圈，下接頭，蓄能器，換向閥，傳感器和液壓缸裝置；所述上接頭外側(cè)沿周向設(shè)置數(shù)組外設(shè)安裝座，所述外設(shè)安裝座設(shè)置固定卡箍安裝槽，所述卡箍安裝槽設(shè)置數(shù)個(gè)螺紋孔;所述上接頭外側(cè)沿周向設(shè)置數(shù)組液壓缸裝置安裝座，所述液壓缸裝置安裝座設(shè)置數(shù)個(gè)螺紋孔;所述上接頭內(nèi)側(cè)設(shè)置密封圈安裝槽;所述下接頭設(shè)置卡銷(xiāo)插槽;所述液壓缸裝置包含液壓缸前蓋，液壓缸，液壓缸后蓋，活塞桿，套筒，伸縮桿，彈簧和卡銷(xiāo);所述液壓缸前蓋設(shè)置一液壓油通道，所述液壓缸前蓋設(shè)置數(shù)個(gè)螺栓孔;所述液壓缸設(shè)置數(shù)個(gè)螺栓孔;所述液壓缸后蓋設(shè)置一液壓油通道，所述液壓缸后蓋端部設(shè)置數(shù)個(gè)螺紋孔，所述液壓缸后蓋設(shè)置數(shù)個(gè)螺栓孔，所述液壓缸后蓋設(shè)置一腔室;所述活塞桿與所述套筒通過(guò)螺紋連接;所述伸縮桿與所述卡銷(xiāo)通過(guò)螺紋連接;所述伸縮桿能夠在所述套筒中滑動(dòng)；所述彈簧一端抵在所述液壓缸后蓋腔室內(nèi)部，另一端抵在所述卡銷(xiāo)端面;所述卡銷(xiāo)端部設(shè)置圓弧面。
[0005]所述蓄能器包含高壓瓶和低壓瓶;所述高壓瓶?jī)?nèi)部裝有液壓油和高壓氮?dú)?，所述低壓瓶?jī)?nèi)部裝有液壓油。
[0006]所述卡銷(xiāo)橫截面為正方形。
[0007]所述下接頭端部外側(cè)設(shè)置錐形面，所述上接頭內(nèi)部設(shè)置錐形面。
[0008]所述傳感器沿周向均布于所述上接頭外側(cè)。
[0009]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明通過(guò)下接頭推開(kāi)卡銷(xiāo)與上接頭進(jìn)行連接，連接快速方便，提高效率。2、本發(fā)明通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的數(shù)個(gè)液壓缸，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)卡銷(xiāo)同步收回，保證了脫離的可靠性，多個(gè)卡銷(xiāo)同時(shí)承載，保證了接頭連接強(qiáng)度。3、本發(fā)明配有蓄能器和電源，無(wú)需借助其他液壓源及供電設(shè)備，對(duì)原隔水管系統(tǒng)影響小。4、本發(fā)明由傳感器通過(guò)控制器控制換向閥，實(shí)現(xiàn)緊急脫離，反應(yīng)靈敏，過(guò)程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，能有效保護(hù)井口及隔水管。5、本發(fā)明的卡銷(xiāo)端面設(shè)置圓弧面，下接頭端部外側(cè)設(shè)置錐形面，保證下接頭能夠輕松推開(kāi)卡銷(xiāo)。6、本發(fā)明通過(guò)均布的多個(gè)傳感器，能夠保證隔水管任意方向變形時(shí)都能實(shí)現(xiàn)換向閥動(dòng)作，從而保證脫離的可靠性。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，反應(yīng)靈敏，可靠性高，效率較高，可廣泛用于各種海上鉆井隔水管的緊急脫離中。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2為本發(fā)明的上接頭示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明的下接頭示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明的液壓缸裝置示意圖。
[0014]圖5為本發(fā)明的液壓線路示意圖。
[0015]圖中，1.上接頭，2.控制器，3.電源，4.固定卡箍，5.密封圈，6.下接頭，7.蓄能器，
8.換向閥，9.傳感器，10.液壓缸裝置，11.外設(shè)安裝座，12.密封圈安裝槽，13.液壓缸裝置安裝座，14.卡銷(xiāo)插槽，15.液壓缸前蓋，16.液壓缸，17.液壓缸后蓋，18.活塞桿，19.套筒，20.伸縮桿，21.彈簧，22.卡銷(xiāo)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明主要包括上接頭1、控制器2、電源3、固定卡箍4、密封圈5、下接頭6、蓄能器7、換向閥8、傳感器9和液壓缸裝置1。
[0018]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的上接頭I外側(cè)沿周向每間隔90°設(shè)置一個(gè)外設(shè)安裝座11，用于安裝控制器2、電源3、蓄能器7和換向閥8。外設(shè)安裝座11上下對(duì)稱(chēng)設(shè)置有兩個(gè)固定卡箍安裝槽，用來(lái)安裝固定卡箍4 ο固定卡箍安裝槽設(shè)置螺紋孔，固定卡箍4通過(guò)螺柱將外設(shè)固定在外設(shè)安裝座U。上接頭I外側(cè)沿周向每間隔45°設(shè)置一個(gè)傳感器9，該傳感器為應(yīng)變傳感器，能夠測(cè)量上接頭I外表面的應(yīng)力。上接頭I外側(cè)沿周向每間隔45°設(shè)置一個(gè)液壓缸裝置安裝座13，用來(lái)安裝液壓缸裝置10。液壓缸裝置安裝座13設(shè)置螺紋孔，液壓缸裝置10通過(guò)螺柱固定于液壓缸裝置安裝座13。液壓缸裝置安裝座13中心設(shè)置一正方形通孔，該通孔與卡銷(xiāo)22配合。上接頭I內(nèi)部設(shè)置一密封圈安裝槽12，用來(lái)安裝密封圈5。上接頭I內(nèi)部設(shè)置錐形面，與下接頭6端部外側(cè)錐形面配合。
[0019]如圖1、圖3所示，本發(fā)明的下接頭6外側(cè)設(shè)置一卡銷(xiāo)插槽14，用來(lái)卡住卡銷(xiāo)22。下接頭6端部外側(cè)設(shè)置錐形面，與上接頭I內(nèi)部錐形面配合，同時(shí)起到方便推開(kāi)卡銷(xiāo)22的作用。[°02°]如圖1、圖4所不，本發(fā)明的液壓缸裝置10包括液壓缸前蓋15、液壓缸16、液壓缸后蓋17、活塞桿18、套筒19、伸縮桿20、彈簧21和卡銷(xiāo)22。液壓缸前蓋15設(shè)置一液壓油通道，用于導(dǎo)入液壓油。液壓缸前蓋15設(shè)置螺栓孔。液壓缸16設(shè)置螺栓孔。液壓缸后蓋17設(shè)置一液壓油通道，用來(lái)導(dǎo)入液壓油。液壓缸后蓋設(shè)置螺紋孔，液壓缸前蓋15和液壓缸16通過(guò)螺柱固定于液壓缸后蓋17。液壓缸后蓋17設(shè)置螺栓孔，液壓缸后蓋17通過(guò)螺柱安裝于液壓缸裝置安裝座13。液壓缸后蓋17設(shè)置一腔室，用來(lái)安裝套筒19、伸縮桿20和彈簧21，抵住彈簧21—端以及為卡銷(xiāo)22提供伸縮空間?；钊麠U18端部設(shè)置外螺紋，套筒19端部設(shè)置內(nèi)螺紋，活塞桿18與套筒19通過(guò)螺紋進(jìn)行連接。伸縮桿20端部設(shè)置外螺紋，卡銷(xiāo)22端部設(shè)置內(nèi)螺紋，伸縮桿20和卡銷(xiāo)22通過(guò)螺紋進(jìn)行連接。伸縮桿20能夠在套筒19中沿軸向滑動(dòng)，保證安裝過(guò)程中下接頭6能夠順利推開(kāi)卡銷(xiāo)22。彈簧21—端抵在液壓缸后蓋17腔室內(nèi)部，另一端抵在卡銷(xiāo)22端面，用來(lái)復(fù)位由下接頭6推開(kāi)的卡銷(xiāo)22?？ㄤN(xiāo)22端部設(shè)置圓弧面，該圓弧面與下接頭6端部外側(cè)錐形面接觸，便于下接頭6推開(kāi)卡銷(xiāo)22?？ㄤN(xiāo)22截面為正方形，與液壓缸裝置安裝座13中間的正方形孔配合，避免卡銷(xiāo)22在工作過(guò)程中沿其軸向發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
[0021]如圖1、圖5所示，本發(fā)明的蓄能器7包括高壓瓶和低壓瓶，用來(lái)為液壓缸裝置10提供高壓和低壓。高壓瓶?jī)?nèi)部裝有液壓油和高壓氮?dú)?，低壓瓶?jī)?nèi)部裝有液壓油。高壓氮?dú)庥脕?lái)給液壓油加壓。換向閥8為兩位四通電磁換向閥，該換向閥由傳感器9通過(guò)控制器2控制進(jìn)行換向。液壓缸裝置10活塞端及活塞桿端分別進(jìn)行并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)各卡銷(xiāo)22同時(shí)動(dòng)作，保證了緊急脫離的可靠性。
[0022]本發(fā)明工作原理為:正常情況下，換向閥8位于彈簧位，液壓缸裝置10活塞端為高壓，下接頭6推動(dòng)卡銷(xiāo)22時(shí)，卡銷(xiāo)22通過(guò)伸縮桿20在套筒19內(nèi)部滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)收回，并在彈簧21回復(fù)力作用下彈出，插入卡銷(xiāo)插槽14，實(shí)現(xiàn)快速連接。當(dāng)海況惡劣，鉆井隔水管受力過(guò)大導(dǎo)致上接頭I外側(cè)應(yīng)力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，傳感器9發(fā)出信號(hào)，并通過(guò)控制器2控制換向閥8換向，液壓缸裝置10活塞桿端為高壓，活塞桿18帶動(dòng)套筒19、伸縮桿20、卡銷(xiāo)22收回，實(shí)現(xiàn)上接頭I與下接頭6緊急脫離。脫離后，上接頭I應(yīng)力小于設(shè)定值，傳感器9信號(hào)消失，換向閥8失電，回到彈簧位，液壓缸裝置10活塞端成為高壓，活塞桿18帶動(dòng)套筒19、伸縮桿20、卡銷(xiāo)22伸出。海況好轉(zhuǎn)后，下接頭6推動(dòng)卡銷(xiāo)22實(shí)現(xiàn)快速回接。整個(gè)裝置的電能由電源3提供。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉆井隔水管安全接頭，其特征在于:它包含上接頭，控制器，電源，固定卡箍，密封圈，下接頭，蓄能器，換向閥，傳感器和液壓缸裝置； 所述上接頭外側(cè)沿周向設(shè)置數(shù)組外設(shè)安裝座，所述外設(shè)安裝座設(shè)置固定卡箍安裝槽，所述卡箍安裝槽設(shè)置數(shù)個(gè)螺紋孔;所述上接頭外側(cè)沿周向設(shè)置數(shù)組液壓缸裝置安裝座，所述液壓缸裝置安裝座設(shè)置數(shù)個(gè)螺紋孔;所述上接頭內(nèi)側(cè)設(shè)置密封圈安裝槽;所述下接頭設(shè)置卡銷(xiāo)插槽； 所述液壓缸裝置包含液壓缸前蓋，液壓缸，液壓缸后蓋，活塞桿，套筒，伸縮桿，彈簧和卡銷(xiāo);所述液壓缸前蓋設(shè)置一液壓油通道，所述液壓缸前蓋設(shè)置數(shù)個(gè)螺栓孔;所述液壓缸設(shè)置數(shù)個(gè)螺栓孔;所述液壓缸后蓋設(shè)置一液壓油通道，所述液壓缸后蓋端部設(shè)置數(shù)個(gè)螺紋孔，所述液壓缸后蓋設(shè)置數(shù)個(gè)螺栓孔，所述液壓缸后蓋設(shè)置一腔室;所述活塞桿與所述套筒通過(guò)螺紋連接;所述伸縮桿與所述卡銷(xiāo)通過(guò)螺紋連接;所述伸縮桿能夠在所述套筒中滑動(dòng);所述彈簧一端抵在所述液壓缸后蓋腔室內(nèi)部，另一端抵在所述卡銷(xiāo)端面;所述卡銷(xiāo)端部設(shè)置圓弧面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉆井隔水管安全接頭，其特征在于，所述蓄能器包含高壓瓶和低壓瓶;所述高壓瓶?jī)?nèi)部裝有液壓油和高壓氮?dú)猓龅蛪浩績(jī)?nèi)部裝有液壓油。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉆井隔水管安全接頭，其特征在于，所述卡銷(xiāo)橫截面為正方形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉆井隔水管安全接頭，其特征在于，所述下接頭端部外側(cè)設(shè)置錐形面，所述上接頭內(nèi)部設(shè)置錐形面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鉆井隔水管安全接頭，其特征在于，所述傳感器沿周向均布于所述上接頭外側(cè)。
【文檔編號(hào)】F15B1/04GK105863521SQ201610183471
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月28日
【發(fā)明人】劉秀全, 陳國(guó)明, 傅景杰, 暢元江, 宋強(qiáng)
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)