一种用于水下设备安装定位的可伸缩导向装置的制作方法

1.本实用新型涉及水下设备安装定位用的导向装置，尤其是一种用于水下设备安装定位的可伸缩导向装置。


背景技术：

2.随着海洋石油行业的蓬勃发展，作业水深逐渐由几十米增加至几千米，深水勘探开发模式也日趋成熟。在海上生产设施中，水下生产系统凭借建设投资低，受灾害影响较小，可靠性强等优势，逐渐成为深水开发的主要模式。
3.水下生产系统指从水下井口到生产处理设施上第一个登陆关断阀止和生产处理设施外输关断阀至海管登陆关断阀之间，所有水下油气生产、集输、外输、分配、分离、增压、海管连接（管道组件）、水下设备间跨接（跨接管及水下连接器）、水下注入（注水、注气、注化学药剂等）等水下设备及其控制系统及设备、保护系统及设备、以及支撑结构组成的碳氢化合物生产系统的总称。
4.一个水下系统是由以上所述的多个水下设备组建而成，水下设备相互之间安装位置精准，才能确保整个系统的顺利运行。水下设备的安装精度越高，可以有效降低海洋石油工程中回接管路的设计风险以及实现水下回接管路安装的可操作性。但是在深水条件下，将水下设备安装到目标安装位置的难度很大，以当前水下设备安装条件和水下设备安装现状看，水下设备安装精度不高。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提高现有水下设备安装精度。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于水下设备安装定位的可伸缩导向装置，其包括定位架、伸缩导向结构和限位组件，所述伸缩导向结构通过所述限位组件嵌套在所述定位架内，且所述伸缩导向结构可以在所述定位架内作伸缩运动。
7.以上技术方案中，进一步地，定位架包括两根套管、一根连杆和两根用于连接水下设备的固定梁，所述连杆两端分别连接两根所述套管组成“冂”字型框架结构，两根所述套管外壁外侧分别与两根所述固定梁连接。
8.以上任一技术方案中，进一步地，伸缩导向结构，包括两根伸缩导向管，每根所述伸缩导向管包括直管段和弯管段，所述直管段与所述弯管段固定连接，所述弯管段位于所述套管外部并向“冂”字型框架的外侧方向弯曲，所述直管段嵌套在所述套管内，且所述直管段能沿所述套管轴向作伸缩运动并带动底端连接的弯管段作同步运动。
9.以上任一技术方案中，进一步地，限位组件，设置在每根套管内部，包括第一限位环板和限位顶板，第一限位环板位于所述套管中部，将所述套管内腔体分为第一空腔和第二空腔，所述限位顶板与所述直管段顶部连接，所述第一限位环板限制所述限位顶板在第一空腔内运动，所述限位顶板运动时带动所述直管段在所述第一空腔和所述第二空腔内作同步运动。
10.以上任一技术方案中，进一步地，所述套管末端还固定连接有第二限位环板，所述套管内所述第一限位环板和所述第二限位环板对应位置上开设有开口朝向相同的限位卡槽，所述直管段外侧设置有限位挡板，所述限位挡板卡装在两个所述限位卡槽内，当所述伸缩导向管在所述套管内作伸缩运动时，所述限位挡板在所述限位卡槽内滑动，所述限位挡板在所述限位卡槽内的滑动方向与所述伸缩导向管的伸缩方向相同。
11.以上任一技术方案中，进一步地，所述定位架的所述套管和所述连杆之间通过焊接连接，所述套管和所述固定梁之间通过焊接连接。
12.以上任一技术方案中，进一步地，所述固定梁焊接在水下设备上。
13.以上任一技术方案中，进一步地，所述限位顶板为圆形板，所述限位顶板的下表面与所述直管段的顶部焊接。
14.以上任一技术方案中，进一步地，所述直管段底部与所述弯管段焊接为一体。
15.以上任一技术方案中，进一步地，所述限位挡板焊接在所述直管段外侧，所述限位挡板的尺寸与所述限位卡槽的尺寸匹配。
16.以上任一技术方案中，进一步地，所述第一限位环板的内径大于所述伸缩导向管的直径，且所述第一限位环板的内径小于套管内径，从而限制限位顶板在第一空腔内运动。
17.以上任一技术方案中，进一步地，所述限位顶板的直径大于限位环板的内径，且所述限位顶板的直径小于套管内径。
18.以上任一技术方案中，进一步地，所述第二限位环板的内径大于所述直管段直径。
19.本实用新型的技术效果在于：1、本实用新型的定位架固定连接在一个水下设备上，具体的安装点位于定位架“冂”字型框架结构中，通过控制水下设备的位移使水下设备接近目标安装位置，再通过伸缩导向结构将安装点与水下的目标安装位置精准匹配，实现目标安装位置与定位架内的安装点重合或靠近，从而提高水下设备之间的安装精度。
20.2、本实用新型的伸缩导向结构包括直管段和弯管段，弯管段位于套管外部，且直管段在套管内沿所述套管轴向运动，带动底端连接的弯管段作伸缩运动，可以便于寻找和确定目标安装位置，当弯管段接触到目标安装位置后，调整水下设备的位置让目标安装位置可以沿着弯管段内侧弧进入定位架内与定位架内的安装点匹配，为水下设备的移动和安装提供导向作用。
21.3、本实用新型的伸缩导向结构具有伸缩功能，通过伸缩导向结构确定目标安装位置，在移动水下设备使目标安装位置沿着弯管段进入定位架内，目标安装位置通常位于水下另外一个大型设备上，本实用新型的应用能够避免水下设备与目标安装位置发生直接接触，从而避免发生破坏性碰撞，提高了水下设备安装过程的安全性。
附图说明
22.图1是根据本实用新型水下设备安装定位的伸缩导向装置结构示意图；
23.图2是根据本实用新型水下设备安装定位的伸缩导向装置的限位组件部分结构示意图；
24.图3是本实用新型水下设备安装定位的伸缩导向装置沿a-a剖面的结构示意图；
25.图4是本实用新型水下设备安装定位的伸缩导向装置沿b-b剖面的结构示意图。
26.图中主要标号说明：
27.1-定位架、2-伸缩导向结构、3-限位组件、4-第一空腔、5-第二空腔、6-限位挡板、7-限位卡槽、8-目标安装位置、11-套管、12-连杆、13-固定梁、211-直管段、212-弯管段、311-第一限位环板、312-第二限位环板、32-限位顶板。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
29.图1是根据本实用新型水下设备安装定位的伸缩导向装置结构示意图，如图1所示，本实用新型用于水下设备安装定位的可伸缩导向装置包括定位架1、伸缩导向结构2和限位组件3。伸缩导向结构2通过限位组件3嵌套在定位架1内，且伸缩导向结构2可以在定位架1内作伸缩运动。
30.如图1所示，定位架1包括两根套管11、一根连杆12和两根用于连接水下设备的固定梁13，连杆12两端分别连接两根套管11组成“冂”字型框架结构，两根套管11外壁外侧分别与两根固定梁13连接。
31.伸缩导向结构2包括两根相同的伸缩导向管，每根伸缩导向管包括直管段211和弯管段212，直管段211与弯管段212连接为一体，弯管段212位于套管11外部并向“冂”字型框架的外侧方向弯曲，直管段211嵌套在套管11内，且直管段211能沿套管11轴向作伸缩运动并带动底端连接的弯管段212作同步运动。
32.图2是根据本实用新型水下设备安装定位的伸缩导向装置的限位组件部分放大后的结构示意图，如图1和图2所示，限位组件3包括第一限位环板311和限位顶板32，第一限位环板311位于套管11中部，将套管11内腔体分为第一空腔4和第二空腔5，限位顶板32与直管段211顶部连接，第一限位环板311限制限位顶板32在第一空腔4内作伸缩运动，限位顶板32在第一空腔4内运动时带动直管段211在第一空腔4和第二空腔5内作同步运动。
33.图3是本实用新型水下设备安装定位的伸缩导向装置沿a-a剖面的结构示意图，图4是本实用新型水下设备安装定位的伸缩导向装置沿b-b剖面的结构示意图，参见图2、图3和图4，直管段211外侧设置有限位挡板6，在套管11末端固定连接有第二限位环板312，套管11内的第一限位环板311和第二限位环板312上相同位置均开设有限位卡槽7，限位挡板6卡装在限位卡槽7内，当直管段211在套管11内作伸缩运动时，限位挡板6在限位卡槽7内滑动，限位挡板6在限位卡槽7内的滑动方向与伸缩导向管的伸缩方向相同。
34.第一限位环板311和第二限位环板312的内径大于直管段211的直径，且第一限位环板311和第二限位环板312的内径小于套管11的内径。
35.限位顶板32的直径大于第一限位环板311和第二限位环板312的内径，且限位顶板32的直径小于套管12的内径。
36.定位架1的套管11和连杆12之间通过焊接连接，套管11和固定梁13之间通过焊接连接，固定梁13焊接在水下设备上。
37.限位顶板32为圆形板，限位顶板32的下表面与直管段211的顶部焊接。
38.限位挡板6的尺寸与限位卡槽7的尺寸匹配，具体而言，限位挡板6的厚度小于或等于限位卡槽7的槽口宽度，限位挡板6的宽度小于或等于限位卡槽7的深度，使限位挡板6卡装在限位卡槽7内，避免限位挡板6发生转动，从而可以控制伸缩导向管的伸缩方向为单一
的方向，确保弯管段212不会产生转动，并且能够与目标安装位置8发生预定干涉。本实施例中，限位挡板6焊接在直管段211外侧。
39.本实用新型水下设备安装定位的伸缩导向装置在具体实施过程中，首先将定位架1固定在水下设备相应位置之上，使水下设备具体的安装点处于“冂”字型框架结构中，不断调整水下设备位置，带动伸缩导向装置去靠近目标安装位置8，控制直管段211进行伸缩，带动弯管段212向外伸出探寻和确定目标安装位置8，目标安装位置通常位于水下另外一个大型设备上，一旦弯管段212触及目标安装位置8，直管段211就沿定位架套管12进行轴向运动缩回套管12，再对应调整水下设备的位置，引导水下设备移动带动定位架1的位置改变，使弯管段靠近目标安装位置8，直至能够使目标安装位置8沿弯管段212内侧的圆弧段缓缓滑入定位架1的“冂”字型框架内部，使目标安装位置8与处于“冂”字型框架结构中的安装点接近或重合，水下设备到达目标安装位置8，进而实现完成水下设备的安装定位。目前水下设备安装精度一般在1.5m
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1.5m的范围内，以当前安装船舶能力，极好安装条件下才能达到0.5m
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0.5m，本实用新型的应用可以将安装精度控制到0.2m
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0.2m，提高水下设备的安装精度。
40.以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。