一种自锁式采油树扭转辅助工具的制作方法

本发明涉及自锁式采油树扭转辅助工具，属于海上采油技术领域。

背景技术：

水下采油树是在油(气)井完井后进行测试油气时，或自喷井采油时的一种井口控制装置。采油树上设有阀门，用于控制和调节油井的生产，以及日常维护清蜡等工作。为了控制采油树上的阀门，通常使用机器人携带扭转工具，沿着采油管道移动至采油树旁专为机器人工作设立的平台上，机器人在平台上进行自我定位固定后，再将扭转工具固定到阀座上，即机器人先将扭转工具接口的齿槽插入阀座，然后通过自带的自锁装置来完成深水扭转工具与阀门的固定。扭转工具与阀门固定好后，在机器人的操作下，扭转阀门口，将采油树上的阀门打开或关闭。

目前，国外的扭转工具主要有两种：

(1)一种用ROV机器人带着扭转工具不仅要沿着轴线移动工具，而且要求机器人必须一直提供一定的轴向固定力将其固定在采油树上，且对心太难，无法实现快速的对接，导致整个装配过程耗时太常，且没有严格的角度控制，这样对于工具在装配过程中损害太大。

(2)一种用ROV机器人带着扭转工具沿着轴线移动工具，然后用液压驱动装置来实现工具的固定在采油树树体上，但不是机械自锁，可靠性不高。虽然内部带有角度的测量仪器，在外部的显示屏上可以读出具体的转动角度，但是也一样无法实现一开始对接的方便性，需要事先调好接口的角度，对ROV而言工作太难，且耗时太常。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种自锁式采油树扭转辅助工具，有自带的机械锁紧装置，自锁翼可以实现对接后直接去掉所有的辅助装置也可以安全工作，水下机器人的性能要求降低，从而可以使得普通水下机器人可以完成水下采油树阀门的打开/关闭动作。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种自锁式采油树扭转辅助工具，包括本体，所述本体内安装有内花键传递轴，内花键传递轴上安装有圆磁珊，内花键传递轴一端与动力装置连接，动力装置与控制器连接，另一端与接口连接，所述接口通过塑脂连接头与本体固定连接，所述本体的两侧均安装有铰链座，所述铰链座上铰接有活塞缸，活塞缸内活塞杆，活塞杆上安装有限位销，限位销位于壳体内，壳体内安装有卡扣，卡扣通过旋转轴铰接在壳体内，旋转轴上安装有扭转弹簧，卡扣的一端与活塞杆接触。

作为优选，所述动力装置通过密封球与本体密封。

作为优选，所述内花键传递轴与本体之间设有支撑环和Y型密封圈。

作为优选，所述接口的前端开有四个楔形面。

作为优选，所述本体上安装有把手。

作为优选，所述控制器为PLC控制系统。

有益效果：本发明的自锁式采油树扭转辅助工具，具有以下优点：

(1)有自带的机械锁紧装置，自锁翼可以实现对接后直接去掉所有的辅助装置也可以安全工作，水下机器人的性能要求降低，从而可以使得普通水下机器人可以完成水下采油树阀门的打开/关闭动作。

(2)内部设有角度传感器，可以与PLC控制系统一起实现角度的调节控制与读取。

(3)接口设计有斜面与圆柱孔，便于安装与保护工具，可以使得水下机器人操作简单快捷，提高了操作的安全性，同时缩短了水下机器人操作时间，使得整个系统的安全性得到提升。

附图说明

图1为本发明的卡扣的结构图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明的接口的三维图。

图4为本发明的剖视图。

具体实施方式

如图1、2所示，在壳体9内安置有一个旋转轴11来限制卡扣10的自由度，在卡扣10与壳体9之间安装有两个扭转弹簧21来给卡扣10提供一定的旋转力。活塞杆12与卡扣10一直处于接触状态，限位销14限制了活塞杆的初始位置，以防在整个过程中活塞杆12与卡扣10脱离而无法实现工具的自锁功能。铰链座16被螺钉17固定在本体13上，用一个定位销18将活塞缸15连接在铰链座16上，这样活塞缸15可以在由于卡扣10旋转带动活塞缸12竖直方向上转动的情况下绕着定位销18转动。在壳体9与活塞杆12的接触处上方开了一个和活塞杆12直径一样的槽，以提供活塞杆竖直方向上移动的足够空间。

如图3所示，为了便于接口4与阀门口啮合，在接口4前端开有四个楔形面，不但有导向的作用而且还能实现自动对心。在接口4与阀门口啮合后，扭转工具工作时，在啮合处由于配合公差而导致接口4与阀门口之间存在一定的偏斜角，这样就会损坏接口4与阀门口，大大降低了该工具的使用寿命，因此在接口4前端四个角处转有4个圆柱孔，这样就可避免由于偏斜角的存在而损坏接口4与阀门口的现象。

如图2、4所示，将液压马达减速器20安装在本体13上，通过密封圈19实现轴向上的密封。然后装上内花键传递轴5将其与液压马达减速器20输出轴啮合。在内花键传递轴5与本体13之间有两个支撑环6与Y型密封圈7分别用于支撑与密封。用沉头螺钉1将圆磁珊2固定在本体13内，与外部的plc控制系统一起实现工具的角度调节与控制。接口4与内花键传递轴5相啮合，塑脂连接头3将接头4固定住，使用周向均匀分布的8个螺钉8将塑脂连接头3连接在本体13上。使用焊接技术将壳体9焊接在本体的两个侧面。使用螺钉22将把手23固定在本体13上面。这样就实现整个装置的安装装配。

本发明的工作原理如下：

使用前，先将液压马达减速器20安装在本体13上，通过密封圈19实现轴向上的密封。然后装上内花键传递轴5将其与液压马达减速器20输出轴啮合。在内花键传递轴5与本体13之间有两个支撑环6与Y型密封圈7分别用于支撑与密封。用沉头螺钉1将圆磁珊2固定在本体13内，与外部的plc控制系统一起实现工具的角度调节与控制。接口4与内花键传递轴5相啮合，塑脂连接头3将接头4固定住，使用周向均匀分布的8个螺钉8将塑脂连接头3连接在本体13上。使用焊接技术将壳体9焊接在本体的两个侧面。在壳体9内安置有一个旋转轴11来限制卡扣10的自由度，在卡扣10与壳体9之间安装有两个扭转弹簧21来给卡扣10提供一定的旋转力。活塞杆12与卡扣10一直处于接触状态，限位销14限制了活塞杆的初始位置，以防在整个过程中活塞杆12与卡扣10脱离而无法实现工具的自锁功能。在壳体9上设有通孔，活塞杆12穿过通孔。铰链座16被螺钉17固定在本体13上，用一个定位销18将活塞缸15连接在铰链座16上，这样活塞缸15可以在由于卡扣10旋转带动活塞缸12竖直方向上转动的情况下绕着定位销18转动。在壳体9与活塞杆12的接触处上方开了一个和活塞杆12直径一样的槽，以提供活塞杆竖直方向上移动的足够空间。使用螺钉22将把手23固定在本体13上面。

工作时，首先用ROV机器人提携着把手23带着工具，沿着采油管道移动至采油树旁专为机器人工作设立的平台上，然后通过工具内部的传感器圆磁珊2来调整接口的角度，角度和采油树上的阀门口角度一致后，然后机器人带着工具将其与阀门口啮合，啮合的同时，压着卡扣10的斜面，将卡扣10绕着旋转轴11旋转，由于限位销14的限位作用，活塞杆受力后不能够向活塞缸15内退回，只能带动着活塞缸15一起绕着定位销18转动，在设有空腔的壳体9内竖直转动。当到达一定位置时在扭转弹簧21的作用下将卡扣10恢复到初始位置，这样便实现了工具的自锁功能。自锁后撤去ROV机器人，给液压马达减速器20供油就可以带动着内花键传递轴5与接口4旋转。这样便可以带动着阀门口旋转，从而打开或者关闭阀门。

维修时，ROV机器人抓着把手23，给活塞缸15供油，活塞杆12推动着卡扣10绕着旋转轴11旋转，当达到一定的位置时，ROV机器人便可以沿着工具的轴向位置将工具取下离开采油树树体，再将工具带到岸上维修。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。