專利名稱：海洋深水液壓連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋石油深水鉆采技術(shù)領(lǐng)域。具體就是一種適于海洋深水鉆采使用 的，實現(xiàn)隔水管與水下防噴器或水下防噴器與水下高壓井口頭的快速連接，并能在遇到緊 急情況時迅速脫離的液壓連接裝置。
背景技術(shù)：
液壓連接器是海洋深水鉆采的關(guān)鍵設(shè)備之一，在海洋石油鉆采方面有著廣泛的應(yīng) 用，主要用于海洋深水鉆井時隔水管下部隔水管總成(LMPR)與防噴器(BOP)的連接或防噴 器與水下井口裝置的高壓井口頭的連接，也可用于海洋深水水下完井時水下采油樹與高壓 井口頭的連接。其特點是能夠?qū)崿F(xiàn)水下自動快速連接，并在遇到臺風(fēng)等緊急情況時，能夠迅 速脫離連接，使人員和上部設(shè)備及時撤離。液壓連接器是海洋深水石油鉆采必不可少的設(shè) 備。目前，我國在這方面還處于技術(shù)空白狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適應(yīng)海洋深水石油鉆采的液壓連接裝置，能實現(xiàn)深水 鉆采設(shè)備的快速連接與脫離，結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是海洋深水液壓連接器主要由心軸、螺栓、殼體、環(huán)形活 塞、支承環(huán)、鎖緊塊、承載環(huán)、金屬密封環(huán)組成。心軸為圓柱體狀并有中心孔，心軸上端面上 有金屬密封環(huán)槽，心軸下端面上有與井口頭對中配合的臺肩和金屬密封環(huán)槽；在心軸下端 面的金屬密封環(huán)槽內(nèi)有金屬密封環(huán)。與心軸下端面相對有一個井口頭，井口頭為圓柱體狀 并有中心孔。井口頭上端面有與心軸上端面對中配合的臺肩。在心軸外壁上部有上下兩個階梯狀臺肩，心軸外壁上部上臺肩用于支承殼體，即 心軸外壁的上臺肩通過螺栓連接有圓筒狀的殼體，殼體套在心軸上臺肩上部外壁上。殼體 內(nèi)壁與心軸上臺肩上部外壁之間有環(huán)形空間。在殼體內(nèi)壁與心軸上臺肩上部外壁之間的環(huán) 形空間內(nèi)有一個環(huán)形活塞并且環(huán)形活塞在心軸外壁下臺肩上平面之上。在殼體的上端面有 鎖緊液壓油通道，鎖緊液壓油通道下端與環(huán)形活塞上腔聯(lián)通。在殼體的上端面有脫離液壓 油通道，脫離液壓油通道的下端與環(huán)形活塞下腔聯(lián)通。環(huán)形活塞的下端有環(huán)形筒，環(huán)形筒在殼體內(nèi)壁與心軸下臺肩外壁之間的環(huán)形空間 內(nèi)，并且在環(huán)形筒上部有橫向通孔，在殼體內(nèi)壁與心軸下臺肩外壁之間液壓油環(huán)形通道，液 壓油環(huán)形通道與環(huán)形筒上部橫向通孔聯(lián)通，并與脫離液壓油通道聯(lián)通。液壓油從脫離液壓 油通道進入，通過液壓油環(huán)形通道和橫向通孔聯(lián)通，能到達環(huán)形活塞下部并推動環(huán)形活塞 向上運動。在環(huán)形活塞環(huán)形筒的下端有內(nèi)螺紋，環(huán)形活塞環(huán)形筒的下端內(nèi)螺紋連接支承環(huán)。 支承環(huán)的上端有45°斜面。在井口頭外壁上均勻分布有凹槽，在每個凹槽對應(yīng)有一個鎖緊塊。鎖緊塊的上部 有橫向臂，鎖緊塊的下端有向內(nèi)凸出塊，鎖緊塊下端的向內(nèi)凸出塊在井口頭外壁的凹槽內(nèi)。鎖緊塊下端的向內(nèi)凸出塊的上平面與井口頭外壁凹槽的上平面為斜面配合。支承環(huán)的內(nèi)壁壓緊鎖緊塊下端的向內(nèi)凸出塊。當支承環(huán)向上運動，支承環(huán)上端的45°斜面碰到并推動鎖 緊塊橫向臂時，鎖緊塊下端向內(nèi)凸出塊退出井口頭外壁的凹槽，心軸下端與井口頭的上端 能分離，呈脫離狀態(tài)殼體內(nèi)壁下端內(nèi)螺紋連接有承載環(huán)，承載環(huán)為圓環(huán)形，鎖緊塊的下平面在承載環(huán)的上平面上；當支承環(huán)隨環(huán)形活塞下移到下死點呈鎖緊狀態(tài)時，支承環(huán)的下平面也可以在 承載環(huán)的上平面上。承載環(huán)起到支承鎖緊塊和承載軸向力的作用。為了標明并表示環(huán)形活塞所在的位置高度，在殼體的上端面有一個標桿通孔，在標桿通孔內(nèi)插有圓柱體標桿，標桿的下端螺紋連接在環(huán)形活塞上端面的螺孔中，在標桿通 孔中并在標桿周圍有標桿密封圈。在標桿上有指示環(huán)形活塞位置的刻度。為了提高環(huán)形活塞周圍的密封性，在環(huán)形活塞外壁上和環(huán)形活塞下部環(huán)形筒外壁 上有密封圈。本發(fā)明的有益效果提供了一種適應(yīng)海洋深水石油鉆采的液壓連接裝置，主要用 于海洋深水鉆井時隔水管下部隔水管總成(LMPR)與防噴器(BOP)的連接或防噴器與水下 井口裝置的高壓井口頭的連接，也可用于海洋深水水下完井時水下采油樹與高壓井口頭的 連接。能夠?qū)崿F(xiàn)水下自動快速連接，并能在遇到臺風(fēng)等緊急情況時，能夠迅速脫離連接，使 人員和上部設(shè)備及時撤離，是海洋深水石油鉆采必不可少的設(shè)備。1、采用了整體式心軸和整體式環(huán)形活塞，大大簡化了結(jié)構(gòu)，提高了安全性；2、環(huán)形活塞上上設(shè)有橫向通孔，減小了所需油缸空間，進一步縮小了連接器的體 積；3、支承環(huán)和鎖緊塊上設(shè)有配合斜面，有助于海洋深水液壓連接器的脫離；4、設(shè)置了指示環(huán)形活塞位置的標桿，為連接器的鎖緊或脫離狀態(tài)提供了可視化效 果，提高了作業(yè)安全性。


圖1是本發(fā)明海洋深水液壓連接器結(jié)構(gòu)剖面示意圖，鎖緊狀態(tài)。圖2是本發(fā)明海洋深水液壓連接器結(jié)構(gòu)剖面示意圖，解鎖狀態(tài)。圖3是圖1中局部I的放大視圖。附圖序號1_心軸，2-螺栓，3-鎖緊液壓油通道，4-脫離液壓油通道，5-殼體， 6_環(huán)形活塞，7-支承環(huán)，8-鎖緊塊，9-承載環(huán)，10-井口頭，11-金屬密封環(huán)，12-標桿，13-標 桿密封圈，14-橫向通孔14。
具體實施例方式以一個海洋深水液壓連接器與井口頭連接為例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。參閱圖1。本發(fā)明海洋深水液壓連接器主要由心軸1、螺栓2、殼體5、環(huán)形活塞6、 支承環(huán)7、鎖緊塊8、承載環(huán)9、金屬密封環(huán)11、標桿12及標桿密封圈13組成。心軸1為圓 柱體狀并有中心孔，心軸1上端面上有金屬密封環(huán)槽，心軸1下端面上有與井口頭10對中 配合的臺肩和金屬密封環(huán)槽；在心軸1下端面的金屬密封環(huán)槽內(nèi)有金屬密封環(huán)11。與心軸 1下端面相對有一個井口頭10，井口頭10為圓柱體狀并有中心孔。井口頭10上端面有與心軸1上端面對中配合的臺肩。在心軸1外壁上部有上下兩個階梯狀臺肩，心軸1外壁上部上臺肩用于支承殼體5，即心軸1外壁的上臺肩通過螺栓2連接有圓筒狀的殼體5，殼體5套在心軸1上臺肩上 部外壁上。殼體5內(nèi)壁與心軸1上臺肩上部外壁之間有環(huán)形空間。在殼體5內(nèi)壁與心軸1 上臺肩上部外壁之間的環(huán)形空間內(nèi)有一個環(huán)形活塞6并且環(huán)形活塞6在心軸1外壁下臺肩 上平面之上。在殼體5的上端面有鎖緊液壓油通道3，鎖緊液壓油通道3下端與環(huán)形活塞6 上腔聯(lián)通。在殼體5的上端面有脫離液壓油通道4，脫離液壓油通道4的下端與環(huán)形活塞6 下腔聯(lián)通。環(huán)形活塞6的下端有環(huán)形筒，環(huán)形筒在殼體5內(nèi)壁與心軸1下臺肩外壁之間的環(huán) 形空間內(nèi)，并且在環(huán)形筒上部有橫向通孔14，在殼體5內(nèi)壁與心軸1下臺肩外壁之間液壓 油環(huán)形通道，液壓油環(huán)形通道與環(huán)形筒上部橫向通孔14聯(lián)通，并與脫離液壓油通道4聯(lián)通。 液壓油從脫離液壓油通道4進入，通過液壓油環(huán)形通道和橫向通孔14聯(lián)通，能到達環(huán)形活 塞6下部并推動環(huán)形活塞6向上運動。在環(huán)形活塞6環(huán)形筒的下端有內(nèi)螺紋，環(huán)形活塞6環(huán)形筒的下端內(nèi)螺紋連接支承 環(huán)7。支承環(huán)7的上端有45°斜面。在井口頭10外壁上均勻分布有凹槽，在每個凹槽對應(yīng)有一個鎖緊塊8。鎖緊塊8 的上部有橫向臂，鎖緊塊8的下端有向內(nèi)凸出塊，鎖緊塊8下端的向內(nèi)凸出塊在井口頭10 外壁的凹槽內(nèi)。鎖緊塊8下端的向內(nèi)凸出塊的上平面與井口頭10外壁凹槽的上平面為斜 面配合。支承環(huán)7的內(nèi)壁壓緊鎖緊塊8下端的向內(nèi)凸出塊。當支承環(huán)7向上運動，支承環(huán) 7上端的45 °斜面碰到并推動鎖緊塊8橫向臂時，鎖緊塊8下端向內(nèi)凸出塊退出井口頭10 外壁的凹槽，心軸1下端與井口頭10的上端能分離，呈脫離狀態(tài)。殼體5內(nèi)壁下端內(nèi)螺紋連接有承載環(huán)9，承載環(huán)9為圓環(huán)形，鎖緊塊8的下平面在 承載環(huán)9的上平面上；當支承環(huán)7隨環(huán)形活塞6下移到下死點呈鎖緊狀態(tài)時，支承環(huán)7的下 平面也可以在承載環(huán)9的上平面上。承載環(huán)9起到支承鎖緊塊8和承載軸向力的作用。為了標明并表示環(huán)形活塞6所在的位置高度，在殼體5的上端面有一個標桿通孔， 在標桿通孔內(nèi)插有圓柱體標桿12，標桿12的下端螺紋連接在環(huán)形活塞6上端面的螺孔中， 在標桿通孔中并在標桿12周圍有標桿密封圈13。在標桿12上有指示環(huán)形活塞6位置的刻 度。為了提高環(huán)形活塞6周圍的密封性，在環(huán)形活塞6外壁上和環(huán)形活塞6下部環(huán)形 筒外壁上有密封圈。參閱圖1。連接器通過心軸1座落在井口頭10上，并通過金屬密封環(huán)11密封。在 進入工作狀態(tài)時，通過鎖緊液壓油通道3注入液壓油，驅(qū)動環(huán)形活塞6帶動支承環(huán)7下行， 靠接觸面擠壓推動鎖緊塊8沿徑向向內(nèi)移動，與井口頭10外壁上的環(huán)槽咬合，則井口頭與 連接器就鎖緊在一起。參閱圖2。當遇到臺風(fēng)等緊急情況需要將連接器與井口頭脫離時，則 通過脫離液壓油通4注入液壓油，驅(qū)動環(huán)形活塞6帶動支承環(huán)7上行，支承環(huán)7上端斜面與 鎖緊塊8上端凸緣斜面接觸，使鎖緊塊8發(fā)生旋轉(zhuǎn)，與井口頭10脫離。
權(quán)利要求
一種海洋深水液壓連接器主要由心軸(1)、螺栓(2)、殼體(5)、環(huán)形活塞(6)、支承環(huán)(7)、鎖緊塊(8)、承載環(huán)(9)和金屬密封環(huán)(11)組成；其特征在于心軸(1)為圓柱體狀并有中心孔，心軸(1)上端面上有金屬密封環(huán)槽，心軸(1)下端面上有與井口頭(10)對中配合的臺肩和金屬密封環(huán)槽；在心軸(1)下端面的金屬密封環(huán)槽內(nèi)有金屬密封環(huán)(11)，與心軸(1)下端面相對有一個井口頭(10)，井口頭(10)為圓柱體狀并有中心孔，井口頭(10)上端面有與心軸(1)上端面對中配合的臺肩；在心軸(1)外壁上部有上下兩個階梯狀臺肩，心軸(1)外壁的上臺肩通過螺栓(2)連接有圓筒狀的殼體(5)，殼體(5)套在心軸(1)上臺肩上部外壁上，殼體(5)內(nèi)壁與心軸(1)上臺肩上部外壁之間有環(huán)形空間，在殼體(5)內(nèi)壁與心軸(1)上臺肩上部外壁之間的環(huán)形空間內(nèi)有一個環(huán)形活塞(6)并且環(huán)形活塞(6)在心軸(1)外壁下臺肩上平面之上，在殼體(5)的上端面有鎖緊液壓油通道(3)，鎖緊液壓油通道(3)下端與環(huán)形活塞(6)上腔聯(lián)通，在殼體(5)的上端面有脫離液壓油通道(4)，脫離液壓油通道(4)的下端與環(huán)形活塞(6)下腔聯(lián)通；環(huán)形活塞(6)的下端有環(huán)形筒，環(huán)形筒在殼體(5)內(nèi)壁與心軸(1)下臺肩外壁之間的環(huán)形空間內(nèi)，并且在環(huán)形筒上部有橫向通孔(14)，在殼體(5)內(nèi)壁與心軸(1)下臺肩外壁之間液壓油環(huán)形通道，液壓油環(huán)形通道與環(huán)形筒上部橫向通孔(14)聯(lián)通，并與脫離液壓油通道(4)聯(lián)通，液壓油從脫離液壓油通道(4)進入，通過液壓油環(huán)形通道和橫向通孔(14)聯(lián)通，能到達環(huán)形活塞(6)下部并推動環(huán)形活塞(6)向上運動；在環(huán)形活塞(6)環(huán)形筒的下端有內(nèi)螺紋，環(huán)形活塞(6)環(huán)形筒的下端內(nèi)螺紋連接支承環(huán)(7)，支承環(huán)(7)的上端有45°斜面；在井口頭(10)外壁上均勻分布有凹槽，在每個凹槽對應(yīng)有一個鎖緊塊(8)，鎖緊塊(8)的上部有橫向臂，鎖緊塊(8)的下端有向內(nèi)凸出塊，鎖緊塊(8)下端的向內(nèi)凸出塊在井口頭(10)外壁的凹槽內(nèi)，鎖緊塊(8)下端的向內(nèi)凸出塊的上平面與井口頭(10)外壁凹槽的上平面為斜面配合，支承環(huán)(7)的內(nèi)壁壓緊鎖緊塊(8)下端的向內(nèi)凸出塊；殼體(5)內(nèi)壁下端內(nèi)螺紋連接有承載環(huán)(9)，承載環(huán)(9)為圓環(huán)形，鎖緊塊(8)的下平面在承載環(huán)(9)的上平面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征是在殼體(5)的上端面有一個標桿通孔，在標桿通 孔內(nèi)插有圓柱體標桿(12)，標桿(12)的下端螺紋連接在環(huán)形活塞(6)上端面的螺孔中，在 標桿通孔中并在標桿(12)周圍有標桿密封圈(13)，在標桿(12)上有指示環(huán)形活塞(6)位 置的刻度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的，其特征是在環(huán)形活塞(6)外壁上和環(huán)形活塞(6)下 部環(huán)形筒外壁上有密封圈。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種海洋深水液壓連接器，主要用于海洋深水鉆井時隔水管下部隔水管總成(LMPR)與防噴器(BOP)的連接或防噴器與水下井口裝置的高壓井口頭的連接，也可用于海洋深水水下完井時水下采油樹與高壓井口頭的快速連接，并能在遇到緊急情況時迅速脫離。連接器在與井口頭或防噴器的連接處設(shè)有鎖緊塊，在鎖緊塊的外側(cè)設(shè)有與其接觸的環(huán)形活塞，通過液壓油驅(qū)動環(huán)形活塞上下移動，環(huán)形活塞驅(qū)動鎖緊塊沿徑向移動，與井口頭(或其他設(shè)備)上的環(huán)槽鎖緊或脫開，從而實現(xiàn)連接器與井口頭(或其他設(shè)備)的鎖緊與脫離。特點是結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡單、安全可靠，完全適應(yīng)海洋深水鉆井作業(yè)需求。
文檔編號E21B33/038GK101806199SQ201010138908
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者任榮權(quán), 侯福祥, 王輝 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院