本发明涉及一种脱接器，特别是涉及一种应用于深水油气钻井领域的隔水管近海面应急脱接器。
背景技术：
隔水管是整个海洋钻井装备中重要而又薄弱的环节，是海洋石油勘探开发的“瓶颈”，在海上钻井系统中，隔水管从海底防喷器延伸至海面钻井平台。当作业海域突发紧急情况时，钻井平台需要回收隔水管，撤离避险。在常规的隔水管回收作业中，隔水管需要一根一根地回收到钻井平台上，工序复杂，作业时间长，因为无法及时回收隔水管、撤离避险而造成的隔水管破坏甚至是钻井平台损坏的事故不可胜数。特别在台风和飓风频发季节，隔水管系统的频繁回收会大大地增加非钻井时间，使得油气钻探成本增加。
为了解决常规钻井隔水管回收耗时过长的问题，提出了防台钻井隔水管概念，其主要特点是：在近海面处配有脱离总成，可以实现隔水管的近海面脱离，脱离后只需回收近海面脱离总成之上的小部分隔水管，其余大部分隔水管在台风来临时依靠浮力系统在海水中自由站立，台风过后依靠近海面总成可快速实现隔水管系统的回接，大大提高了作业效率。
国内的一种隔水管近海面脱离总成，操作的准确度要求较高，作业难度大，结构复杂，可靠性较差，检修工作繁杂。而且辅助管线采用弯管设计，存在以下缺点：（1）有弯管部分存在，则无法下入测试工具；（2）在弯管处会产生较大的局部阻力，辅助管线内的流体在流经此处时会有能量损失，进而引起流体的压力降低，不利于流体的输送；（3）弯管相对于直管来说更容易发生损毁，降低了整个装置的使用寿命。
技术实现要素：
本发明针对背景技术中隔水管近海面脱离总成的缺陷，提供了一种深水隔水管应急脱接器，操控简便且易于检修，液压控制系统简单可靠，辅助管线内流体的流动不受影响。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种深水隔水管应急脱接器，其特征在于，包括：
上脱接器和下脱接器；
所述上脱接器与上钻井隔水管连接，所述下脱接器与下钻井隔水管连接；
所述上脱接器和所述下脱接器之间具有脱接机构；
所述脱接机构根据应急脱离或回接指令，在所述上脱接器与所述下脱接器之间建立脱离关系或回接关系，将所述上钻井隔水管和所述下钻井隔水管脱离开来或回接起来。
优选地，所述脱接机构，包括：
液压夹持机构及脱接件；
所述液压夹持机构，与所述上脱接器或下脱接器中之一连接；
所述脱接件，与所述上脱接器或下脱接器中的另一个连接；
所述液压夹持机构与所述脱接件构成脱离和回接转换副。
优选地，所述液压夹持机构，包括：
液压夹持装置和液压控制系统；
所述液压夹持装置，共三套，每套液压夹持装置，包括一个液压缸、四根连杆及四个滑动卡块；每根连杆末端连接一个滑动卡块，四个滑动卡块两两对应构成卡爪，所述卡爪与所述脱接件构成脱离与回接转换副；所述液压缸驱动四根连杆移动，使所述卡爪处于闭合或张开状态；
所述液压控制系统，包括：
液压控制管线；
所述液压控制管线将三个液压缸的腔室串联起来，用于保证三套液压夹持装置同步工作。
优选地，所述滑动卡块内侧具有凸块结构。
优选地，所述脱接件，其本体采用螺栓结构，并在本体上设有环形凹槽结构；
所述环形凹槽结构，用于与所述卡爪的凸块结构配合。
优选地，所述辅助管线，具有若干条，分为上辅助管线和下辅助管线；
所述上辅助管线，与所述上脱接器连接；
所述下辅助管线，与所述下脱接器连接；
所述上脱接器与所述下脱接器之间脱离开来或回接起来时，所述上辅助管线和所述下辅助管线同时进行脱离或回接。
优选地，所述辅助管线为直管线。
优选地，所述上脱接器，其基体为上主管；
所述上主管，上端连接上法兰盘；
所述上法兰盘，用于将上脱接器与上方钻井隔水管固定连接；
所述上主管上同轴固定连接上圆环平台；
所述上主管上还同轴套接中圆环平台；
所述中圆环平台的上表面等距分布凹槽，所述凹槽用于安装液压夹持装置；
所述上圆环平台与中圆环平台之间螺栓连接；
所述上主管外侧沿周向均布若干上辅助管线。
优选地，所述下脱接器，其基体为下主管；
所述下主管，其下端连接下法兰盘；
所述下法兰盘，用于将下脱接器与下方钻井隔水管固定连接；
所述下主管上同轴固定连接下圆环平台；
所述下圆环平台上沿周向布置所述脱接件；
所述下主管外侧沿周向均布若干下辅助管线。
优选地，所述上脱接器与所述下脱接器之间具有键槽和定位键，所述键槽和定位键配合，用于实现上脱接器与下脱接器的对中。
本发明的有益效果：
1、本发明对平台的空间与负荷要求小，可在平台上将其安装到隔水管上，然后随隔水管通过转盘下放，相当于安装一个隔水管短节，安装方便，维修简单，极大地减少了作业时间和难度；
2、本发明中辅助管为直管，主要优点如下：（1）可与原隔水管系统中的辅助管线快速对接；（2）直管设计保持了整个辅助管线系统的流道不变，可以下入测试工具；（3）不会增加辅助管线的局部阻力，辅助管线中的流体可正常通过该装置；
3、本发明的液压驱动装置主要由三个液压缸组成，液压控制管线采用液压缸串联同步回路结构，可对三个液压缸进行有效控制，进而实现对隔水管系统脱离及回接的控制，装置相对简单可靠，出错的概率较低，也更便于检修工作的进行。
附图说明
通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：
图1为本发明实施例中深水隔水管应急脱接器的结构示意图。
图2为上脱接器示意图。
图3为上脱接器上部分俯视图。
图4为上脱接器下部分俯视图。
图5为下脱接器示意图。
图6为液压夹持装置立体示意图。
图7为滑动卡块俯视图。
图8为图7的a-a剖视图。
图9为连杆的立体示意图。
图10为脱接件的侧视图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
如图1所示，一种深水隔水管应急脱接器，包括上脱接器1、下脱接器2、三套液压夹持装置5、液压控制管线6和6个脱接件7。
由图2结合图3所示，所述上脱接器1分为上下两部分，上脱接器上部3的基体为上主管，上主管的顶端设置有上法兰盘11，上法兰盘11上设置六个第一螺栓孔16，通过第一螺栓孔16可以将上脱接器1与上方钻井隔水管固定螺栓连接；上主管上同轴焊接上环形平台，上环形平台上表面每隔120°设置一对第二螺栓孔17，这两个第二螺栓孔17在同一径向上分布。
由图2结合图4所示：上脱接器下部4为中环形平台，上脱接器下部4每隔120°设置有一凹槽18，凹槽18内设置有两个卡块滑道20和两对螺纹盲孔21；上脱接器下部4每隔120°设置有一对螺纹盲孔23，两螺纹盲孔23在同一径向上分布；螺栓13穿过第二螺栓孔17和螺纹盲孔23将上脱接器上部3和上脱接器下部4连接到一起；上脱接器下部4每隔60°设置有一轴向通孔19，且每一个轴向通孔19分别位于每个凹槽18的每个卡块滑道20的中心；轴向通孔19与相邻螺纹盲孔23沿周向的间隔角度为30°；上脱接器1的上主管公端8上设置有两圈o型密封圈15和定位键9。
上脱接器1的上主管外侧沿周向每间隔60°设置有上辅助管线12，上辅助管线12公端上设置有两圈o型密封圈14，上辅助管线12与相邻第二螺栓孔17沿周向的间隔角度为30°。
结合图5所示，所述下脱接器2的基体为下主管，下主管下端设置下法兰盘27，下法兰盘27上设置六个第三螺栓孔28，通过螺栓和第三螺栓孔28可以将下脱接器2与下钻井隔水管固定连接；下主管上同轴焊接下环形平台，下环形平台每间隔60°设置有一个轴向螺栓孔，脱接件7与轴向螺栓孔配合以固定到下脱接器2上；脱接件7可穿过上脱接器1凹槽18内的轴向通孔19；下脱接器2的下主管外侧沿周向每间隔60°设置有下辅助管线26；下脱接器2的下主管母端24上有一键槽25，上脱接器1通过定位键9与键槽25的配合来实现与下脱接器2的对中。
如图1、图4、图6、图7、图8、图9所示，所述液压夹持装置5，共三套，包括12根连杆30、三个液压缸31、12个滑动卡块29；所述连杆30中部有第一销钉孔，第一销钉32穿过第一销钉孔及凹槽18内的螺纹盲孔21，将液压夹持装置5固定在上脱接器下部4的凹槽18中；连杆30一端设置有第二销钉孔38，另一端设置有形状为圆角矩形的第三销钉孔37，其圆角矩形的圆角半径为圆角矩形宽度的一半。
液压夹持装置5由液压缸31驱动，液压缸31与连杆30通过第二销钉34连接，第二销钉34可在连杆30上的形状为圆角矩形的第三销钉孔37内滑动。
所述滑动卡块29上设置有形状为圆角矩形的第四销钉孔35，其圆角矩形的圆角半径为圆角矩形宽度的一半；滑动卡块29与连杆30通过第三销钉33连接，第三销钉33可在形状为圆角矩形的销钉孔35内滑动；滑动卡块29的内侧设置有一凸块36，凸块36与脱接件7上的凹槽39相互配合，实现上下脱接器的连接和分离。
如图1、图2所示，所述液压控制系统为液压缸串联同步回路结构；液压缸31分为两个腔室，每个腔室分别连接一根液压控制管线6，驱动滑动卡块29沿凹槽18内的卡块滑道20运动；液压控制管线6将三个液压缸31的腔室串联起来，保证了三套液压夹持装置5的同步工作。
本发明工作时，包括以下两种情况：
当本发明处于脱离状态时：
首先降低脱接器上的轴向载荷，防止滑动卡块29上的凸块36与脱接件7上的环形凹槽39之间的摩擦力过大导致脱离失败，然后启动液压夹持装置5的液压缸31通过连杆30带动滑动卡块29往两边外移，当滑动卡块29上的凸块36与脱接件7上的环形凹槽39完全脱离时，可以提起上脱接器1，完成应急脱接器在近海面的脱离。
当本发明处于回接状态时：
通过水下机器人调整上脱接器1的位置，使得上脱接器1的上主管公端8先部分插入下脱接器2上的母端24中，然后使下脱接器2沿周向作一定的调整，当上主管公端8上的定位键9与母端24中的键槽25对位时，脱接件7与上脱接器下部4的凹槽18内轴向通孔19也将对位，然后上脱接器1的主管公端8进一步插入下脱接器2上的母端24中，当上脱接器1的下端面与下脱接器2的上端面贴合时，启动液压夹持装置5的液压缸31，通过连杆30带动滑动卡块29从两边往中间内移，当滑动卡块29上的凸块36与脱接件7上的环形凹槽39完全配合时，关闭液压系统并保持压力不变，从而完成应急脱接器在近海面的回接。
具体地，结合图1-图10，对本发明进行的工作原理与连接过程进行简要说明：
一种深水隔水管应急脱接器，包括：上脱接器1和下脱接器2；上脱接器1与上钻井隔水管连接，下脱接器2与下钻井隔水管连接；上脱接器1和下脱接器2之间具有脱接机构；脱接机构根据应急脱离或回接指令，在上脱接器1与下脱接器2之间建立脱离关系或回接关系，将上钻井隔水管和下钻井隔水管脱离开来或回接起来。具体地说，控制器向脱接机构发送应急脱离或回接指令，脱接机构应急脱离或回接指令，脱接机构根据应急脱离或回接指令，在上脱接器1与下脱接器2之间建立脱离关系或回接关系，将上钻井隔水管和下钻井隔水管脱离开来或回接起来。本发明中的控制器可以选择单片机、plc或者其他控制平台；优选地，控制器与脱接机构采用无线通信方式传输应急脱离或回接指令，控制器具有发射/接收单元，脱接机构具有接收/发射单元，当脱接机构根据应急脱离指令完成上脱接器1与下脱接器2之间的脱离后，向控制器反馈完成脱离信号，同理当脱接机构根据应急回接指令完成上脱接器1与下脱接器2之间的回接后，向控制器反馈完成回接信号。
图1-图10，脱接机构，包括：液压夹持机构及脱接件7；液压夹持机构，与上脱接器1或下脱接器2中之一连接；脱接件7，与上脱接器1或下脱接器2中的另一个连接；液压夹持机构与脱接件7构成脱离和回接转换副。
图1-图10，液压夹持机构，包括：液压夹持装置5和液压控制系统；液压夹持装置5，共三套，每套液压夹持装置5，包括一个液压缸、四根连杆及四个滑动卡块；每根连杆末端连接一个滑动卡块，四个滑动卡块两两对应构成卡爪，卡爪与脱接件7构成脱离与回接转换副；液压缸驱动四根连杆移动，使卡爪处于闭合与张开状态；液压控制系统，包括液压控制管线6，液压控制管线6将三个液压缸的腔室串联起来，用于保证三套液压夹持装置5同步工作。
图1-图10，滑动卡块内侧具有凸块结构。脱接件7，其本体采用螺栓结构，并在本体上设有环形凹槽结构39；环形凹槽结构39，用于与卡爪的凸块结构配合。
图1-图10，深水隔水管应急脱接器，还包括：辅助管线；辅助管线，具有若干条，分为上辅助管线12和下辅助管线26；上辅助管线12，与上脱接器1连接；下辅助管线26，与下脱接器2连接；上脱接器1与下脱接器2之间脱离开来或回接起来时，上辅助管线12和下辅助管线26同时进行脱离或回接。
图1-图10，辅助管线为直管线。
图1-图10，上脱接器1，其基体为上主管；上主管，上端连接上法兰盘；上法兰盘，用于将上脱接器1与上方钻井隔水管固定连接；上主管上同轴固定连接上圆环平台；上主管上还同轴套接中圆环平台；中圆环平台的上表面等距分布凹槽18，凹槽18用于安装液压夹持装置5；上圆环平台与中圆环平台之间螺栓连接；上主管外侧沿周向均布若干上辅助管线12。
在图1-图10中，下脱接器2，其基体为下主管；下主管，其下端连接下法兰盘；下法兰盘，用于将下脱接器2与下方钻井隔水管固定连接；下主管上同轴固定连接下圆环平台；下圆环平台上沿周向布置脱接件7；下主管外侧沿周向均布若干下辅助管线26。
在图1-图10中，上脱接器1与下脱接器2之间具有键槽25和定位键9；键槽25和定位键9配合实现上脱接器1与下脱接器2的对中。
以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。