专利名称：锁块连接式隔水管装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于海洋石油钻井技术领域，涉及一种锁块连接式隔水管装置。
背景技术：
海洋钻井隔水管是重要的钻井装备，用于深水浮式海洋钻、修井平台(或船)钻井 系统中，它对钻井平台的使用性能、经济性及安全性有重要影响。在深水海洋钻井时，海洋 钻井隔水管建立了一根从浮式钻井平台延伸到水下BOP的液体输送管道，主要用来循环钻 井液；支撑辅助管线(如节流/压井管线、液压管线、泥浆增压管线)，节流管线用于放喷， 压井管线用于压井，泥浆补充管线用于提高泥浆在隔水管中的循环速度、液压传输管线用 于水下防喷器控制液的传输；同时也用于在海上平台安装或取出水下BOP组；并在起下钻 过程中为钻杆、钻井工具从钻台到海底井口装置起导向作用。隔水管单根总成是一个大直 径、高强度、无缝或电焊、两端焊有隔水管接头的管子(隔水管主管)，隔水管接头是钻井隔 水管的重要部件，其结构设计不仅要考虑承载能力、安全性，而且要充分考虑隔水管作业效 率。现有的法兰式连接隔水管，其法兰式接头结构简单、强度高、承载能力强、性能可靠，但 其不足之处是法兰式隔水管装置非钻井作业时间过长，连接费时，还需要专门的工具，大大 延长了海上作业时间。
发明内容本实用新型的目的是提供一种锁块连接式隔水管装置，以克服现有法兰式接头结 构连接拆卸维修时费时费力，还依赖使用专门工具的问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种锁块连接式隔水管装置，由多个相同结构 的隔水管单元依次串接组成，所述隔水管单元的结构是，包括在中间管的两端设置有公接 头和母接头，公接头的对接面设置有凹形的锥形台阶，母接头上与该锥形台阶的相应对接 处设置有锁紧窗口，母接头的锁紧窗口与公接头的锥形台阶之间通过多个锁紧装置连接。本实用新型的锁块连接式隔水管装置，其特征还在于所述锁紧装置的结构是，包括固定在母接头外圆上的支撑块，支撑块通过驱动螺 栓向心与锁块连接，锁块穿过锁紧窗口，锁块的内圆柱面上设置有齿与锥形台阶啮合连接； 驱动螺栓向外露出支撑块凹槽的端头与锁片套接，锁片的内外表面分别设置有卡簧和弹 簧，弹簧插装在支撑块的两个小孔内，卡簧安装在支撑块内的环槽内。所述锁块上设有T形槽，驱动螺栓的T形一端套装在该T形槽内。所述锁片设置有二十四边形的内齿纹，所述驱动螺栓为六方头。本实用新型的有益效果是，有效的适应海洋水下环境，并且相较于现有法兰式隔 水管结构，显著提高了隔水管接头连接速度，提高工作效率，操作更加简便、灵活。
图1是本实用新型的结构示意图；[0011]图2是图1沿B-B的剖视图；图3是图1沿C-C的剖视图；图4是图1的A向视图。图中，1.公接头，2.支架，3.主管体，4.母接头，5.泥浆管线，6.节流压井管线， 7.液压管线，8.锁紧装置，9.挡块，10.锁块，11.驱动螺栓，12.弹簧，13.锁片，14.卡簧，
15.连接螺栓，16.锁紧窗口，17.锥形台阶。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。如图1所示，是本实用新型装置的连续三根单根隔水管依次连接的示意图，通过 公_母接头沿圆周设置的六组锁紧装置8进行锁紧。参照图1，本实用新型的单根结构，包括在中间管3的两端固定连接有公接头1和 母接头4，公接头1、母接头4水平端面上沿圆周开有与辅助管线(包括泥浆管线5、节流压井 管线6、液压管线7)对应的安装孔，辅助管线采用插接式密封结构，两端分别与公接头1、母 接头4密封连接，各个辅助管线通过支架2固定在中间管的外圆柱面上。公接头1的对接 面设置有凹形的锥形台阶17，母接头4上与该锥形台阶17的相应对接处设置有锁紧窗口16。公接头1、母接头4焊接在中间管3的两端，公接头1、母接头4上钻有与辅助管线 对应的安装孔，采用六个通孔以适应辅助管线的连接，与主管线一样都是采用中间管与上 下接头焊接在一起的形式，支架2用于分别固定各辅助管线。参照图2、图3，锁紧装置8的结构是，包括固定在母接头4外圆上的支撑块9，支撑 块9通过驱动螺栓11向心与锁块10连接，锁块10穿过锁紧窗口 16，锁块10的内圆柱面上 设有3个齿与锥形台阶17啮合连接；驱动螺栓11向外露出支撑块9凹槽的端头与锁片13 卡紧，锁片13的内外表面分别设置有卡簧14和弹簧12，弹簧12插装在支撑块9的两个小 孔内，卡簧14安装在支撑块9内的环槽内。支撑块9与母接头4通过连接螺栓15固定连接，锁块10上还设有T形槽，如附图 3所示，驱动螺栓11的一端呈T形套装在该T形槽内，驱动螺栓11的另一端通过螺纹与支 撑块9连接，锁片13的形状如图3、4所示，锁片13外形为圆柱形带有两个小凸耳，并且，目 的是用来防止六方头的驱动螺栓11转动的，将两个弹簧12的一端分别装在锁片的小凸耳 上，然后分别将弹簧12插装在支撑块9的两个小孔内，最后将卡簧14装在支撑块9内的环 槽内，是为了限制锁片13向外运动。如图1，本实用新型装置的结构采用齿槽啮合的接头连接锁紧方式，使多个隔水管 单根上下依次连接在一起形成隔水管串，当需要连接的时候公_母接头就依次插接，使带 有齿的锁块10卡紧在公接头的锥形台阶17中，再上紧公-母接头之间的6个驱动螺栓11， 即可完成锁紧功能，同时采用带有内齿纹的锁片13与驱动螺栓11进行匹配以实现对驱动 螺栓6的防松处理。该锁紧装置8的工作原理是当公_母接头插在一起，通过气动扭矩扳手扭动驱动 螺栓11，驱动螺栓11就会沿径向方向旋入，使锥形锁块10与公接头1上的锥形台阶啮合 直到锁紧，不过旋转驱动螺栓11之前首先应将装在锁片13上的弹簧12压缩直到驱动螺栓11能够旋转动为止，当驱动螺栓11旋转到位的时候，释放弹簧12，锁片13的内齿纹就与 驱动螺栓11的六方头匹配在一起阻止驱动螺栓11旋转，这样公_母接头就被可靠的连接 在一起，同理每个隔水管单根通过这样的方式连接就组成了隔水管串。本实用新型具有以下设计技术和设计特点1)锁紧装置采用锥形齿槽啮合的方式进行锁紧，使得连接可靠，承载性好。锁紧 模块主要由支撑块、锁块、驱动螺栓、弹簧、锁片、卡簧等组成，通过气动扭矩扳手扭动驱动 螺栓，驱动螺栓就会沿径向方向旋入，使锥形锁紧块与公接头上的锥形台阶啮合，承担设计 载荷。2)通过采用具有内齿纹的锁片与六方头驱动螺栓进行匹配以实现对驱动螺栓的锁 紧和防松处理，使该锁紧结构更加安全可靠。锁片的内齿纹与锁块驱动螺丝六方不仅要匹 配，而且锁片与螺丝之间要保证有一定的间隙，这样，无论驱动螺丝上紧在何位置，锁片均 能在弹簧压缩下与驱动螺丝六方啮合。3)较低的上紧力矩，便于人工操作控制。该锁紧装 置中驱动螺栓的上紧力矩比较低，大小不足2000N.m，扭矩工具既可选用手动的也可选用气 动的，使操作过程变的简单可控。4)挡块的设计与母接头采用分体式结构，既方便拆卸和安 装，又可避免一体式结构中因为螺纹失效带来的整个结构失效的问题。5)预加载接头能显 著降低由周期载荷引起的交变应力的值域，从而延长抗疲劳寿命。
权利要求1.一种锁块连接式隔水管装置，其特征在于由多个相同结构的隔水管单元依次串接 组成，所述隔水管单元的结构是，包括在中间管(3)的两端设置有公接头(1)和母接头(4)， 公接头(1)的对接面设置有凹形的锥形台阶(17)，母接头(4)上与该锥形台阶(17)的相应 对接处设置有锁紧窗口(16)，母接头(4)的锁紧窗口(16)与公接头(1)的锥形台阶(17) 之间通过多个锁紧装置(8)连接。
2.根据权利要求1所述的锁块连接式隔水管装置，其特征在于所述锁紧装置(8)的 结构是，包括固定在母接头(4)外圆上的支撑块(9)，支撑块(9)通过驱动螺栓(11)向心与 锁块(10)连接，锁块(10)穿过锁紧窗口(16)，锁块(10)的内圆柱面上设置有齿与锥形台 阶(17)啮合连接；驱动螺栓(11)向外露出支撑块(9)凹槽的端头与锁片(13)套接，锁片 (13)的内外表面分别设置有卡簧(14)和弹簧(12)，弹簧(12)插装在支撑块(9)的两个小 孔内，卡簧(14)安装在支撑块(9)内的环槽内。
3.根据权利要求1所述的锁块连接式隔水管装置，其特征在于所述锁块(10)上设有 T形槽，驱动螺栓(11)的T形一端套装在该T形槽内。
4.根据权利要求1所述的锁块连接式隔水管装置，其特征在于所述锁片(13)设置有 二十四边形的内齿纹，所述驱动螺栓(11)为六方头。
专利摘要本实用新型公开了一种锁块连接式隔水管装置，由多个相同结构的隔水管单元依次连接组成，所述隔水管单元的结构是，包括在中间管的两端设置有公接头和母接头，公接头的对接面设置有凹形的锥形台阶，母接头上与该锥形台阶的相应对接处设置有锁紧窗口，母接头的锁紧窗口与公接头的锥形台阶之间通过多个锁紧装置连接。本实用新型连接可靠、承载性能好、操作简单，操作人员不需要手动对接就能很容易的对扣上扣和快速对接，因此能够有效地提高海上连接的工作效率。
文档编号E21B17/046GK201778669SQ201020262238
公开日2011年3月30日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者任克忍, 李爱利, 杨红刚, 肖锐, 陈才虎 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司