一种连接器的制作方法

本发明涉及石油钻探技术领域，具体涉及一种隔水管脱离的连接器。

背景技术：

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，常规需要将每根隔水管单根回收到钻井平台上，然后再将钻井平台撤离避台，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的问题迎刃而解，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。改系统下，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(水下机器人)辅助，液压系统动作，完成上下隔水管连接。在此过程中，连接器的安装拆卸复杂程度、结构设计本身的复杂程度、连接与解脱功能实现的稳定性对连接器应用于实际工况有很重要的影响。作为水下连接器在实现连接功能后，其自锁功能的可靠性也尤为重要，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。

因此，针对目前的螺栓锁紧连接器存在的安装拆卸费时费力、成本较高、工作效率低及卡爪式连接器的卡爪易出现偏移、连接偏角小等问题导致的连接器功能失效，有必要提供一种新的连接器。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种结构简单、成本较低、受力合理、操作简便、连接准确、可靠、效率高、实用性好的水下连接器装置，以不仅能实现深水钻井隔水管的快速连接与脱离，而且可以防止连接器意外脱离。

本发明提出一种连接器，可用于连接隔水管的上部分与下部分，所述连接器主要包括直动驱动装置、直动导向装置、推块执行装置和下毂座，其中，

所述直动驱动装置包括第一驱动元件和驱动板，所述第一驱动元件驱动所述驱动板沿所述直动导向装置上下往复运动；

所述推块执行装置包括第二驱动元件和推块，所述第二驱动元件驱动所述推块左右往复运动，所述推块执行装置设置于所述直动驱动装置的驱动板上；

所述下毂座上设有推块连接件，所述推块连接件适于与所述推块连接。

使用时，可将上毂座与上端隔水管短节通过转换接头法兰连接，下毂座与下端隔水管短节通过转换接头法兰连接。

根据本发明的一种实施方式，所述推块执行装置为左右对称结构，左侧和右侧各自包括所述第二驱动元件和推块，且两侧的推块相对设置；所述下毂座设有左右对称的所述推块连接件，每侧的推块连接件分别与所述推块执行装置左侧和右侧的推块适配连接。

根据本发明的一种实施方式，推块连接件为与所述推块的外形相适配的卡槽结构。

根据本发明的一种实施方式，，所述驱动板设有向下的弯折部，所述弯折部上设有导槽，以导向所述推块。

根据本发明的一种实施方式，所述驱动板设有左右对称的所述弯折部。

根据本发明的一种实施方式，所述连接器还包括上毂座，所述上毂座设有上连接部和底部，所述底部与所述直动导向装置连接。

根据本发明的一种实施方式，所述直动驱动装置还包括支撑板，所述支撑板的下底与所述第一驱动元件的固定端连接，所述支撑板的上部与所述上毂座连接。

根据本发明的一种实施方式，所述第一驱动元件的活动部分下方连接所述驱动板。

根据本发明的一种实施方式，所述直动导向装置包括导向管和对接件，所述导向管设于所述对接件上方，所述导向管的上端连接所述直动导向装置的固定部分，所述对接件的下方连接所述下毂座。

根据本发明的一种实施方式，所述第一驱动元件和第二驱动元件均为液压缸结构，所述第一驱动元件和第二驱动元件分别设有单个或多个液压缸。

本发明因为布置了第一和第二驱动元件从而实现驱动，不需要专业的设备进行辅助解脱与连接，降低了成本，操作简单、高效。

本发明因为在连接完成后利用推块和导槽承力，工作状态稳定性更高，提高了整个连接器的安全可靠程度，可以防止连接器意外解脱。

本发明机械结构简单，工作时受力合理，实用性好，加工难度较低、便于加工安装。

附图说明

图1为本发明一实施例连接器结构示意图；

图2为本发明一实施例直动驱动装置结构示意图；

图3为本发明另一实施直动导向装置结构示意图；

图4为本发明一实施例推块执行装置结构示意图；

图5为本发明另一实施例下毂座结构示意图；

附图标号：

1上毂座；

2直动驱动装置，201支撑板，202液压缸，203驱动板，2031导槽；

3直动导向装置，301导向管，302对接件；

4推块执行装置，401液压缸，402推块；

5下毂座，501对接件，502推块连接件。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

如图1所示，本发明提出一种连接器，可用于连接隔水管的上部分与下部分，所述连接器主要包括上毂座1、直动驱动装置2、直动导向装置3、推块执行装置4和下毂座5，其中，上毂座1通过转换接头利用法兰可连接上端隔水管，下毂座5下端通过转换接头利用法兰可连接下端隔水管。当然上毂座1可与直动驱动装置2为一体，作为直动驱动装置2的上端与上端隔水管连接。

如图2所示，所述直动驱动装置2又可包括第一驱动元件和驱动板203，所述第一驱动元件驱动所述驱动板沿所述直动导向装置3上下往复运动。第一驱动元件可为液压驱动，如图1所示第一驱动元件可为液压缸202。根据本发明的一种实施方式，所述直动驱动装置还包括支撑板201，所述支撑板201的下底与所述第一驱动元件的固定端连接，所述支撑板201的上部可连接上毂座。

直动导向装置3只要能对驱动板进行竖直方向导向即可，结构可不受限制。

根据本发明的一种实施方式，如图3所示，所述直动导向装置3包括导向管301和对接件302，所述导向管301设于所述对接件302上方，所述导向管的上端连接所述直动导向装置2的固定部分，所述对接件302的下方连接所述下毂座。

驱动板203可沿导向管301上下移动。对接件302除了与下方的元件连接，还可以止挡驱动板203继续向下运动。

当然导向管301上方还可设有连接板，以与直动导向装置3的固定部分连接。

可在驱动板203上设置孔，使得导向管301穿过，而导向管301与对接件302可拆卸连接，以便将对接件302安装于驱动板203的下方。

如图4所示，所述推块执行装置4主要包括第二驱动元件和推块402，所述第二驱动元件驱动所述推块402左右往复运动。所述推块执行装置4设置于所述直动驱动装置的驱动板203上。

第二驱动元件可为液压驱动，如图4所示第一驱动元件可为液压缸401。

如图5所示，所述下毂座5上设有推块连接件502，所述推块连接件502适于与所述推块402连接。当推块402运动至推块连接件502时，推块连接件502与推块402连接一起，挤压对接件302和501，而上毂座1通过转换接头利用法兰可连接上端隔水管，下毂座5下端通过转换接头利用法兰可连接下端隔水管，从而实现隔水管的连接。

如上述图中所示，根据本发明的一种实施方式，为了结构的稳定可靠，所述推块执行装置为左右对称结构，左侧和右侧各自包括所述第二驱动元件和推块，且两侧的推块相对设置；所述下毂座设有左右对称的所述推块连接件，每侧的推块连接件分别与所述推块执行装置左侧和右侧的推块适配连接。

根据本发明的一种实施方式，推块连接件502为与所述推块402的外形相适配的卡槽结构。

如图2所示，根据本发明的一种实施方式，所述驱动板203设有向下的弯折部，所述弯折部上设有导槽2031，以导向所述推块402。

根据本发明的一种实施方式，所述驱动板203设有左右对称的所述弯折部。

根据本发明的一种实施方式，所述连接器还包括上毂座1，所述上毂座1设有上连接部和底部，所述底部与所述直动导向装置2连接。上毂座上端为法兰，与隔水管转换接头下端法兰螺栓连接，隔水管转换接头上端直接与普通隔水管专用接头(clipconnector)连接。

如图2所示，根据本发明的一种实施方式，所述直动驱动装置2还包括支撑板201，所述支撑板201的下底与所述第一驱动元件的固定端连接，所述支撑板201的上部与所述上毂座1连接。

根据本发明的一种实施方式，所述第一驱动元件的活动部分下方连接所述驱动板203。

根据本发明的一种实施方式，所述直动导向装置包括导向管301和对接件302，所述导向管301设于所述对接件302上方，所述导向管301的上端连接所述直动导向装置的固定部分，所述对接件302的下方连接所述下毂座5。

根据本发明的一种实施方式，所述第一驱动元件和第二驱动元件均为液压缸结构，所述第一驱动元件和第二驱动元件分别设有单个或多个液压缸。

根据本发明的一种实施方式，所述第一驱动元件设有四个平行的液压缸。

根据本发明的一种实施方式，所述第二驱动元件设有两个平行的液压缸。

根据本发明的一种实施方式，工作时，作为第一驱动元件的液压缸202工作，液压缸202的杆伸长，推动驱动板203沿着导向管301向下运动，驱动板203带动推块执行装置4向下运动，当驱动板203到达指定位置后，四个液压缸401的杆伸长，推动推块402向推块连接件502中运动，直至推块402到达指定位置后，四个液压缸401停止工作并锁紧。解锁过程相反。

上述工作过程，使得隔水管可以在防台时实现解锁从而避台，在避台返回后再次实现连接。

本发明结构简单、成本较低、受力合理、操作简便、连接准确、可靠、效率高、实用性好的推块式水下连接器装置，不仅能实现深水钻井隔水管的快速连接与脱离，而且可以防止连接器意外脱离。

实施例

如图1-5所示，本实施例一种推块式水下快速连接装置，其中：由上毂座1、直动驱动装置2、直动导向装置3、两个推块执行装置4、下毂座5五部分组成；所述直动驱动装置2与所述上毂座1通过所述上毂座1的底部与所述直动驱动装置2中的支撑板201上部连接；所述直动导向装置3与直动驱动装置2通过所述直动导向装置3中的导向管301的上部与直动驱动装置2中的支撑板201下部连接；所述两个推块执行装置4分别与所述直动驱动装置2通过所述推块执行装置4中的液压缸401上部的底面与所述直动驱动装置2中的驱动板203竖直平面连接，且所述推块执行装置4中的推块402穿过所述直动驱动装置2中的驱动板203上的矩形槽孔；所述下毂座5与所述直动导向装置3通过所述下毂座5中的毂座对接件501上部与所述直动导向装置3中对接件302的下部连接。

如图2所示，所述直动驱动装置2由支撑板201、四个液压缸202、驱动板203组成；所述四个液压缸202的上部分别固定在所述支撑板201的下部，所述四个液压缸202的下部(推杆)分别固定在所述驱动板203的上部。

本实施例所述直动驱动装置，可以实现驱动板203的上下运动，进而带动推块执行装置4的上下运动。

如图3所示，所述直动导向装置3由导向管301、对接件302组成；所述导向管301的下部与所述对接件302上部通过螺纹连接。

本实施例所述直动导向装置2，可以实现驱动板203的垂直运动，保证了推块执行装置4在垂直方向上的运动。

如图4所示，所述推块执行装置4由两个液压缸401、两个推块402组成；所述两个推块402分别与所述两个液压缸401的推杆进行连接。

本实施例所述推块执行装置可实现推块式水下快速连接器装置快速和准确的推、拉动作，推块应有小角度楔形面，两个楔形推块使得对接面挤压实现对接件连接。

从而实现隔水管之间的连接与解脱。

如图5所示，所述下毂座5由毂座对接件501、两个推块连接件502组成；所述推块连接件502的顶部与所述毂座对接件501进行连接，所述2个推块连接件502均布在所述毂座对接件501底面的下部。

本实施例机构的工作原理如下：

首先四个液压缸202工作，四个液压缸202伸长，推动驱动板203沿着导向管301向下运动，驱动板203带动推块执行装置4向下运动，当驱动板203到达指定位置后，四个液压缸401伸长，推动推块402向推块连接件502中运动，直至推块402到达指定位置后，四个液压缸401停止工作并锁紧。解锁过程相反。

本实施例所述下毂座为推块提供连接接口，可以有效的防止推块式水下快速连接器装置意外解脱，增加了连接的可靠性，保证了生产的持续进行。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的，各实施方式都可根据需要进行组合或删减，附图中并非所有部件都是必要设置，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。