水下控制模块的送入工具的制作方法

本发明涉及水下送入工具，尤其涉及一种通过水下机器人进行操作的水下控制模块的送入工具。属于海洋石油工程领域。

背景技术：

目前，在水下油气开采中，水下控制模块通常以单独拆卸的方式安装在水下采油树上，使其能够单独回收和安装，为了满足水下控制模块回收和安装的要求，需要配置与之配套的水下控制模块送入工具。

根据实际工况，水下控制模块送入工具需能够在水下机器人的操作下完成与水下控制模块的锁紧、对水下控制模块进行提升或坐放，由于水下控制模块送入工具通常需要与特定的水下控制模块配套，因此，在结构上会存在很大差异。通常，水下控制模块送入工具配置有锁紧装置、下放装置等部件用以完成上述功能，除此之外，还设置有软着陆装置用于着陆缓冲。在实际作业过程中，有可能出现水下控制模块不能正常脱离水下采油树的故障，因此，为了解决这个问题，水下控制模块送入工具配置了单独用于紧急解锁的工具，但这样的配置使得水下机器人需要来回操作至少两个工具，使得水下机器人工作量增加，且操作不便。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种水下控制模块的送入工具，其能够通过水下机器人操作完成与水下控制模块的锁紧、并对水下控制模块进行提升或坐放，解决了在需要紧急解锁的场合下，要额外的工具的操作问题；减轻了水下机器人的工作负担，提高了工作效率。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种水下控制模块的送入工具，其特征在于：包括：一支撑座、安装在支撑座上的机架、通过下放液压缸与机架连接，且能够在机架垂直方向运动的锁紧机构、安装在锁紧机构上、且能够单独拆卸的紧急解锁装置，其中，机架上安装有操作面板，机架的顶部支架上设置有为水下机器人操作的锁止装置；

锁紧机构包括：安装在支架上的锁紧液压缸、与锁紧液压缸活塞杆连接的连接板、安装在支架上的锁紧套筒、通过导杆和连接板与锁紧液压缸连接的锁紧环、安装于锁紧套筒径向开孔内的钢珠、其中，锁紧套筒上安装有导向环，在锁紧液压缸的作用下，锁紧套筒外侧垂直运动，并推动钢珠径向移动；

锁止装置包括：操作杆、锁块、套管、插销，其中，操作杆穿过带螺旋槽的套管与锁块连接，插销则浮动安装在套管上；锁止装置在水下机器人操作的操作杆旋转时，锁块卡入锁紧环下沿，限制锁紧环在垂直方向上的运动，同时，插销在套管螺旋槽的作用下向下运动，插入水下控制模块的吊装接口上的卡槽，从而，限制了水下控制模块的旋转。

所述支撑座上安装有的缓冲缸、用以着陆后在弹簧作用下抓住水下控制模块导向筒外沿的卡扣。

所述操作面板上设有为水下机器人提供液压快速连接接口、用于位置/状态指示的指示灯、机械指示。

所述机架顶部支架中心处为弱连接，该弱连接是由剪力销、安装在剪力销上的吊环组成，其中，剪力销穿越吊环与位于机架的顶部支架连接，当拉力大于一定值时，剪力销被切断，从而，保证弱连接以下部位不被损坏。

所述锁紧机构通过锁紧机构安装盘和下放液压缸与机架连接。

所述下放液压缸的活塞杆与安装盘连接，当下放液压缸的活塞杆伸出时，驱动锁紧机构及与下放液压缸锁紧连接的水下控制模块一起下降，从而完成水下控制模块的下放作业；且下放液压缸驱动锁紧机构下降时，与水下控制模块是用提升环对接。

所述紧急解锁装置包括：连杆、锁紧销、弹簧，其中，连杆与锁紧液压缸之间通过弹簧及锁紧销锁紧连接。

所述锁止装置包括：操作杆、锁块、套管、插销，其中，操作杆穿过带螺旋槽的套管与锁块连接，插销则浮动安装在套管上；锁止装置在水下机器人操作的操作杆旋转时，锁块卡入锁紧环下沿，限制锁紧环在垂直方向上的运动，同时，插销在套管螺旋槽的作用下向下运动，插入水下控制模块的吊装接口上的卡槽，从而，限制了水下控制模块的旋转。

本发明的益效果：本发明由于采用上述技术方案，其安装方便，不仅能够通过水下机器人操作完成与水下控制模块的锁紧、并对水下控制模块进行提升或坐放；而且，减轻了水下机器人的工作负担，提高了工作效率。

附图说明

图1A为本发明结构主视示意图。

图1B为本发明结构侧视示意图。

图1C为本发明结构俯视示意图。

图2为本发明锁紧机构结构示意图。

图3A为本发明锁紧机构锁紧工作状态示意图。

图3B为本发明锁紧机构解锁工作状态示意图。

图4为本发明紧急解锁装置结构示意图。

图5A为本发明紧急解锁装置初始工作状态示意图。

图5B为本发明紧急解锁装置紧急解锁状态示意图。

图6A为本发明锁止装置结构主视示意图。

图6B为本发明锁止装置结构俯视示意图。

图7A为本发明锁止装置初始工作状态示意图。

图7B为本发明锁止装置联锁工作状态示意图。

图8为本发明弱连接结构示意图。

图中主要标号说明：

100.机架、101.支撑座、102.缓冲缸、103.卡扣、104.操作面板、1041.指示灯、1042.机械指示、1043.液压快速连接接口、105.弱连接、1051.剪力销、1052.吊环、106.顶部支架、200.锁紧机构、201.锁紧液压缸、202.安装盘、203.导杆、204.连接板、205.锁紧套筒、206.锁紧环、207.钢珠、208.支架、209.导向环、300.紧急解锁装置、301.连杆、302.锁紧销、303.弹簧、400.下放液压缸、500.锁止装置、501.操作杆、502.锁块、503.套管、504.插销、900.吊装接口、901.提升环。

具体实施方式

如图1-图8所示，本发明包括：用于粗定位和导向的支撑座101、采用螺栓连接方式安装在支撑座101上的机架100、通过下放液压缸400与机架100连接、且能够在机架100垂直方向运动的锁紧机构200、安装在锁紧机构200上、且能够单独拆卸的紧急解锁装置300，其中，机架100上安装有操作面板104，机架100的顶部支架106上设置有为水下机器人操作的锁止装置500，顶部支架中心处为弱连接105。

上述支撑座101上安装有的缓冲缸102、用以着陆后在弹簧作用下抓住水下控制模块导向筒外沿的卡扣103；当锁紧机构200在下放液压缸400的作用下，下降到低位时，卡扣103张开，此时，本发明可以顺利脱离水下控制模块导向筒。

上述操作面板104上设有为水下机器人提供液压快速连接接口1043、用于位置/状态指示的指示灯1041、机械指示1042。

如图8所示，弱连接105是由剪力销1051、安装在剪力销1051上的吊环1052组成，其中，剪力销1051穿越吊环1052与位于机架100的顶部支架106连接，当拉力大于一定值时，剪力销1051被切断，从而，保证弱连接105以下部位不被损坏。

如图2所示，锁紧机构200通过锁紧机构安装盘202和下放液压缸400机架100连接，锁紧机构200包括：通过螺栓安装在支架208上的锁紧液压缸201、与锁紧液压缸201活塞杆连接的连接板204、其上通过螺栓安装在支架208上的锁紧套筒205、通过导杆203和连接板204与锁紧液压缸201连接的，能够在锁紧套筒205外侧沿垂直方向运动的锁紧环206、安装于锁紧套筒205径向开孔内的钢珠207；在锁紧液压缸201的作用下，锁紧套筒205外侧垂直运动，并推动钢珠207径向移动。

为了使本发明下放时与水下控制模块顺利对接，还设置有用于精确导向的导向环209，导向环209通过螺栓安装在锁紧套筒205上。在锁紧液压缸201的驱动下，由导杆203带动锁紧环206，在锁紧套筒205外侧相对运动，使钢珠207顶入或者脱离水下控制模块的吊装接口900上的卡槽，以完成锁紧或者解锁。同时，水下控制模块的下放也是通过锁紧机构200完成的。

上述下放液压缸400的活塞杆与安装盘202连接，当下放液压缸400的活塞杆伸出时，驱动锁紧机构200及与其锁紧连接到位的水下控制模块一起下降，从而完成水下控制模块的下放作业。此外，在进行水下控制模块紧急解锁操作时，锁紧液压缸201在进行水下控制模块锁紧操作的同时也进行水下控制模块的紧急解锁。

如图4所示，紧急解锁装置300是由连杆301、锁紧销302、弹簧303等组成，其中，连杆301与锁紧液压缸201之间通过弹簧303及锁紧销302的锁紧连接。紧急解锁装置300是一个可拆卸的部件，在需要进行紧急解锁时，通过连杆301和连接板204与锁紧液压缸201连接，不需要时，则无需安装。在水下控制模块需要紧急解锁的情况下，将紧急解锁装置300安装在本发明上，下放液压缸400驱动锁紧机构200下降与水下控制模块对接时，也同时进行紧急解锁装置300与水下控制模块的紧急解锁，其中的对接是用提升环901对接。当锁紧机构200与水下控制模块完成对接时，紧急解锁装置300中的锁紧销302，在弹簧303作用下弹入水下控制模块内部紧急解锁用提升环901的卡槽中，完成与水下控制模块内部紧急解锁用提升环901连接，随后，锁紧液压缸201提升，驱动提升环202上移，即可完成水下控制模块的紧急解锁操作，在此过程中，也完成了本发明与水下控制模块的锁紧。

上述锁止装置500是由操作杆501、锁块502、带螺旋槽的套管503、插销504等组成，其中，操作杆501穿过带螺旋槽的套管503与锁块502连接，插销504则浮动安装在带螺旋槽的套管503上。

锁止装置500在水下机器人操作的操作杆501旋转时，锁块502卡入锁紧环206下沿，限制锁紧环206在垂直方向上的运动，同时，插销504在套管503螺旋槽的作用下向下运动，插入水下控制模块的吊装接口900上的卡槽，从而，限制了水下控制模块的旋转。另外，为保证在回收水下控制模块时，锁止装置500的正常工作，且无需限制本发明与水下控制模块的对接方向，插销504与套管503之间为浮动连接。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。