水下采油系统中节流阀的安装及回收装置的制作方法

本实用新型涉及海洋工程技术中的水下采油系统领域，具体是一种水下采油系统中节流阀的安装及回收装置。

背景技术：

随着海洋开采范围的日益扩大,深海石油开发已成为石油工业的重要前沿阵地。水下生产系统中的立式采油树配套工具的国产化变得日趋重要。节流阀下放和安装回收工具是其中的重要部件，可以实现对节流阀进行一定的安装、维护及回收。加速推进水下油气生产的进程。

我国现有技术中立式采油树配套工具的制造经验为零，其中节流阀安装工具的设计基础也是一片空白。而国外的节流阀安装工具的锁紧机构均采用了无人遥控潜水机(ROV)操作实现机械锁紧，但在深水下远程遥控ROV的技术还不够成熟，以及ROV在深水中实现动作时易受到海况影响，所以现有技术中采用ROV实现机械锁紧效果较差。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种水下采油系统中节流阀的安装及回收装置，以达到节流阀安全平稳地回收和下放的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种水下采油系统中节流阀的安装及回收装置，水下采油系统中节流阀的安装及回收装置包括：连接支撑组件，与钻杆连接；液压夹紧装置，固定在连接支撑组件上，液压夹紧装置能够在无人遥控潜水机的驱动下夹紧或松开水下采油系统的节流阀；导向组件，与连接支撑组件连接。

进一步地，液压夹紧装置包括：液压升降机，固定在连接支撑组件上；液压夹紧组件，设置在液压升降机上，液压升降机能够带动液压夹紧组件沿钻杆的轴线方向移动，并且液压夹紧组件能够沿钻杆的径向移动并将节流阀夹紧。

进一步地，液压升降机包括第一液压缸和竖直升降杆，第一液压缸能够驱动竖直升降杆沿钻杆的轴线方向运动。

进一步地，液压夹紧组件包括第二液压缸和多个卡爪，第二液压缸能够驱动多个卡爪沿钻杆的径向夹紧或者松开节流阀。

进一步地，连接支撑组件包括连接框架和钻杆适配器，连接框架为筒形镂空状结构，钻杆适配器设置在连接框架的上端，钻杆适配器能够与钻杆连接，液压夹紧装置设置在连接框架内，导向组件设置在连接框架的下端。

进一步地，连接框架的外侧固定设置有潜水机操作扶手。

进一步地，导向组件包括导向套筒，导向套筒的上端与连接支撑组件的下端固定连接。

进一步地，导向套筒上设置有承托环，承托环为沿导向套筒的周向设置的环状凸缘。

进一步地，承托环下端面设置有用于缓冲的缓冲层。

进一步地，导向筒的底端周向环设有多个用于卡接限位的卡接销钉。

本实用新型的有益效果是，采用液压夹紧装置取代现有技术中的无人遥控潜水机的机械锁紧机构，能够有效减少无人遥控潜水机进行精确的锁紧操作，避免水下工作环境对无人遥控潜水机的操作产生影响，本实用新型实施例中，无人遥控潜水机仅需驱动液压夹紧装置即可完成节流阀的夹紧或者松开操作，从而能够达到节流阀安全平稳地回收和下放的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型水下采油系统中节流阀的安装及回收装置实施例的三维结构示意图；

图2为本实用新型水下采油系统中节流阀的安装及回收装置实施例的主视结构示意图；

图3为本实用新型水下采油系统中节流阀的安装及回收装置实施例的侧视结构示意图；

图4为本实用新型水下采油系统中节流阀的安装及回收装置实施例的俯视结构示意图；

图5为本实用新型水下采油系统中节流阀的安装及回收装置实施例中钻杆适配器的结构示意图；

图6为本实用新型水下采油系统中节流阀的安装及回收装置实施例中液压夹紧装置的主视结构示意图；

图7为本实用新型水下采油系统中节流阀的安装及回收装置实施例中液压夹紧装置的侧视结构示意图；

图8为本实用新型水下采油系统中节流阀的安装及回收装置实施例中液压夹紧装置的俯视结构示意图。

图中附图标记：10、连接支撑组件；11、连接框架；12、钻杆适配器；13、潜水机操作扶手；121、加强板；122、固定孔；123、吊孔；124、钻杆连接部；20、液压夹紧装置；21、液压升降机；22、液压夹紧组件；211、第一液压缸；212、竖直升降杆；221、第二液压缸；222、卡爪；30、导向组件；31、导向套筒；32、承托环；33、卡接销钉。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图8所示，本实用新型实施例提供了一种水下采油系统中节流阀的安装及回收装置，水下采油系统中节流阀的安装及回收装置包括连接支撑组件10、液压夹紧装置20和导向组件30。连接支撑组件10与水下采油系统的钻杆连接。液压夹紧装置20能够在无人遥控潜水机的驱动下夹紧或者松开水下采油系统的节流阀，液压夹紧装置20与连接支撑组件10连接，导向组件30与连接支撑组件10连接。

采用液压夹紧装置20取代现有技术中的无人遥控潜水机的机械锁紧机构，能够有效减少无人遥控潜水机进行精确的锁紧操作，避免水下工作环境对无人遥控潜水机的操作产生影响，本实用新型实施例中，无人遥控潜水机仅需驱动液压夹紧装置20即可完成节流阀的夹紧或者松开操作，从而能够达到节流阀安全平稳地回收和下放的目的。

如图1至图3所示，液压夹紧装置20包括液压升降机21和液压夹紧组件22。液压升降机21固定在连接支撑组件10上。液压夹紧组件22设置在液压升降机21上，液压升降机21能够带动液压夹紧组件22沿钻杆的轴线方向移动，并且液压夹紧组件22自身能够沿钻杆的径向移动并将节流阀夹紧或者松开。本实用新型实施例中，钻杆的径向与节流阀的径向平行，钻杆的轴线与节流阀的轴线共线。

具体地，如图6至图8所示，本实用新型实施例中的液压升降机21包括第一液压缸211和竖直升降杆212。竖直升降杆212的一端与第一液压缸211连接，竖直升降杆212的另一端固定有液压夹紧组件22。第一液压缸211上设置有第一油口和第二油口，在工作时，无人遥控潜水机与第一油口和第二油口连接，无人遥控潜水机通过上述第一油口和第二油口完成注油和回油的操作。第一液压缸211能够驱动竖直升降杆212沿钻杆的轴线方向运动，本实用新型实施例中，钻杆的轴线方向为竖直方向，钻杆的径向方向为水平方向。

需要说明的是，第一液压缸211为现有技术中的单出杆液压缸，该第一液压缸211与无人遥控潜水机的密封属于现有技术。

液压夹紧组件22包括第二液压缸221和多个卡爪222，第二液压缸221能够驱动多个卡爪222沿钻杆的径向夹紧或者松开节流阀。

本实用新型实施例中的第二液压缸221为双位同步伸缩液压缸(请参照公开号为CN 204476930U的专利申请)，无人遥控潜水机能够与双位同步伸缩液压缸的三个工作油口连接，并实现多个卡爪同时沿钻杆的径向向内回收或者同时沿钻杆的径向向外张开的操作。该无人遥控潜水机与双位同步伸缩液压缸的密封也属于现有技术。

本实用新型实施例中，卡爪222沿钻杆的轴线方向设置，卡爪222的内表面为与节流阀外周面相适配的圆弧型结构，在卡爪222的内表面设置有多个防滑凸起，以保证夹持的稳定性。

当无人遥控潜水机驱动第一液压缸211工作时，竖直升降杆212在第一液压缸211的驱动下沿图6所示竖直方向向下运动，从而带动设置在竖直升降杆212下端的液压夹紧组件22向下运动，即向靠近节流阀的方向移动。

当液压夹紧组件22在竖直升降杆212的带动下移动到设定位置后，无人遥控潜水机驱动第二液压缸221工作，使上述第二液压缸221驱动多个卡爪222均沿钻杆的径向朝向靠近节流阀的方向运动，直至多个卡爪222将节流阀夹紧，从而完成对节流阀的锁紧操作。

相反地，在需要解锁节流阀时，通过无人遥控潜水机驱动第二液压缸221工作，使上述多个卡爪222沿钻杆的径向朝远离节流阀的方向移动并将节流阀松开，从而完成节流阀的解锁操作。

当节流阀被卡爪222解锁后，通过无人遥控潜水机驱动第一液压缸211工作，使竖直升降杆212带动液压夹紧组件22沿竖直方向向上运动，并远离节流阀，使节流阀能够快捷方便的取出。

如图1至图5所示，连接支撑组件10包括连接框架11和钻杆适配器12。连接框架11为筒形镂空状结构，本实用新型实施例中该连接框架11采用三角层叠结构，可以有效增加连接框架11的支撑稳定性。钻杆适配器12设置在连接框架11的上端，钻杆适配器12能够与钻杆连接。上述钻杆用于提升和下放整个水下采油系统中节流阀的安装及回收装置。液压夹紧装置20设置在连接框架11内，导向组件30设置在连接框架11的下端。

具体地，如图4和图5所示，钻杆适配器12包括圆板形的底座，该底座固定在连接框架11的顶部。沿底座的周向设置有多个固定孔122，该固定孔122用于与连接框架11通过螺栓固定连接。当然，也可以采用焊接固定的方式将底座与连接框架11固定。

进一步地，在底座上设置有钻杆连接部124，该钻杆连接部124固定于底座的圆心位置。该钻杆连接部124能够与钻杆的一端固定连接，从而带动底座和与底座固定的连接框架11沿钻杆的轴线方向上下移动或者绕钻杆的轴线方向转动。

优选地，在钻杆连接部124的周向设置有用于加强支撑强度的加强板121，以增加钻杆连接部124与底座的连接稳定性。

进一步优选地，连接框架11的外侧固定设置有潜水机操作扶手13。该潜水机操作扶手13用于与无人遥控潜水机配合。在安装及回收操作过程中，无人遥控潜水机的一只机械手可以抓紧该潜水机操作扶手13，无人遥控潜水机的另一只机械手能够对液压夹紧装置20进行液压回路的连接操作等。

如图1至图3所示，水下采油系统设置有节流阀导向筒和节流阀导向基座。导向组件30包括导向套筒31，导向套筒31的上端与连接支撑组件10(连接框架11)的下端固定连接，导向套筒31能够与节流阀导向筒配合导向。在下放水下采油系统中节流阀的安装及回收装置时，当该水下采油系统中节流阀的安装及回收装置靠近水下采油系统设定位置的时候，通过上述导向套筒31与节流阀导向筒配合导向，实现该水下采油系统中节流阀的安装及回收装置能够运动到指定位置。

需要说的是，本实用新型实施例中的导向套筒31的横向截面为C形，即导向套筒31具有一个开口结构，能够便于无人遥控潜水机进行相应操作。

优选地，导向套筒31上设置有承托环32，承托环32为沿导向套筒31的周向设置的环状凸缘，承托环32能够与节流阀导向基座配合定位。设置承托环32，目的是与节流阀导向基座进行配合定位，当运动到指定位置时，通过承托环32与导向基座配合卡接，实现定位的作用。

进一步地，承托环32朝向节流阀导向基座的一端面(下端面)设置有用于缓冲的缓冲层。本实用新型实施例中，该缓冲层为缓冲海绵，在海水浸泡后，该缓冲海绵膨胀，可以有效延长承托环32与节流阀导向基座的接触时间，实现该水下采油系统中节流阀的安装及回收装置的软着陆。

进一步地，水下采油系统的节流阀导向筒的底部设置有卡接定位槽(图2和图3中仅示出节流阀导向筒底部的部分结构)，导向套筒31的底端周向环设有多个用于卡接限位的卡接销钉33。

在本实用新型实施例中，上述卡接定位槽为J形槽，当本实用新型实施例中的该水下采油系统中节流阀的安装及回收装置下放到设定位置时，上述卡接销钉33对应位于J形槽的底部，此时通过钻杆带动该水下采油系统中节流阀的安装及回收装置转动，使卡接销钉33旋转并与J形槽锁定，从而完成导向套筒31与水下采油系统的节流阀导向筒的锁定，防止水下采油系统中节流阀的安装及回收装置发生晃动，便于液压夹紧装置20对节流阀进行安装或者回收。

当液压夹紧装置20的安装或者回收操作结束后，通过钻杆带动导向套筒31反向旋转，使卡接销钉33运行到J形槽的直线段底部，此时钻杆上提该水下采油系统中节流阀的安装及回收装置，卡接销钉33能够顺利由J形槽中脱出。本实用新型实施例中的卡接销钉33为剪切销钉，以承受足够的剪切力。

需要说明的是，本实用新型实施例中的节流阀的安装操作和回收操作属于类似操作，此处不再一一进行赘述。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：采用液压夹紧装置20取代现有技术中的无人遥控潜水机的机械锁紧机构，能够有效减少无人遥控潜水机进行精确的锁紧操作，避免水下工作环境对无人遥控潜水机的操作产生影响，本实用新型实施例中，无人遥控潜水机仅需驱动液压夹紧装置20即可完成节流阀的夹紧或者松开操作，从而能够达到节流阀安全平稳地回收和下放的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。