水下井口液压连接器的制作方法

本发明属于水下井口领域，具体涉及一种水下井口液压连接器。

背景技术：

水下井口连接器是海洋油气勘探开发的重要设备，其下连接井口装置，其上连接水下防喷器(钻完井和修井工况)或采油树(生产工况)。与其他水下连接器相比，水下井口连接器尤其重要且面临的工况更复杂，历经如安装、生产、钻完井和修井等过程，同时也面临着恶劣的环境工况，如波浪、海流、钻井船漂移、循环内压、隔水管的张力和弯矩等，这些因素直接影响着水下井口连接器的工作性能，甚至会引起功能失效和结构损伤。

现有技术中水下井口液压连接器主要有两种类型：

第一种是依靠液压缸来带动驱动套筒（也称为驱动环）来实现卡爪的夹紧或解锁，例如，公告号cn206309329u（名称：一种用于水下井口和采油树的连接器）和cn201794546u（名称：水下采油树与井口头液压连接装置）公开的技术方案。但此种水下井口液压连接器存在的不足是体积大，重量重。

第二种是在水下井口液压连接器内部设置有液压驱动结构，以此来降低体积和重量，从而更易于在下放、水下安装与使用。例如，现有技术中公告号为cn106837235a的技术方案公开了一种液压驱动卡爪式水下连接器，该液压驱动卡爪式水下连接器包括上连接体（连接器本体）、卡爪、驱动环和壳体，上连接体上套装有壳体，壳体内活动安装有驱动环，驱动环与上连接体之间间隔状设置有多个卡爪，与卡爪对应的上连接体上设置有凸缘，卡爪的一侧与凸缘活动卡接；卡爪的另一侧与驱动环滑动连接。

但是，上述“一种液压驱动卡爪式水下连接器”仍存在以下不足之处：

驱动环所在的壳体内部，在水下长久使用后会进入尘土，尘土易进入驱动环与壳体之间的贴合连接处，进而对驱动环的回退形成卡阻，使得卡爪难以顺利解锁。

基于此，申请人考虑设计一种长久使用后也能够可靠解锁的水下井口液压连接器。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种长久使用后也能够可靠解锁的水下井口液压连接器。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

水下井口液压连接器，包括连接器底板、连接器外壳、连接器本体、驱动套筒和夹紧卡爪；

所述连接器外壳和连接器本体均为筒型结构，所述连接器外壳的上端面与所述连接器本体上段具有的法兰连接部固定相连，所述连接器外壳的下端与环形的所述连接器底板固定相连；所述连接器本体的下段处在所述连接器外壳的内部且该下段底部的外侧面处外凸形成有一圈支承用凸环；所述连接器外壳的内侧面在高度方向上靠近所述支承用凸环的位置沿自身径向内凸形成有一圈密封限位用凸环；

所述驱动套筒和夹紧卡爪均竖向设置在所述连接器外壳的内部，其中，所述驱动套筒上位于自身上下两端之间的外侧面与所述密封限位用凸环的径向内侧面之间为可滑动密封配合连接；所述驱动套筒的上端沿径向外凸形成有与所述连接器外壳的内侧面滑动密封配合连接的上凸缘，且所述上凸缘与所述密封限位用凸环之间的间隙构成解锁用密封腔，所述连接器外壳的外侧面固定安装有与所述解锁用密封腔密封连通的解锁用直通接头；所述驱动套筒的下端沿径向外凸形成有与所述连接器外壳的内侧面滑动密封配合连接的下凸缘，且所述下凸缘与所述密封限位用凸环之间的间隙构成夹紧用密封腔，所述连接器外壳的外侧面固定安装有与所述夹紧用密封腔密封连通的夹紧用直通接头；

所述夹紧卡爪为围绕所述连接器本体的圆周方向紧邻设置的多个，每个夹紧卡爪为竖条型结构且在高度方向上中部处的径向内侧表面凸起形成有搭接在所述支承用凸环上的搭接用凸起，每个夹紧卡爪在高度方向上下部处的径向内侧表面凸起形成有卡齿，所述卡齿用于与水下井口外侧面上的卡槽相配合来实现夹紧；所述驱动套筒径向内侧面与所述搭接用凸起的径向外侧面之间为滑动配合连接的型面，且所述驱动套筒在液压作用下向下滑动能够使得所述夹紧卡爪的卡齿聚拢并实现夹紧，所述驱动套筒在液压作用下向上滑动能够使得所述夹紧卡爪的卡齿外张离散并实现解锁；

其特征在于：还包括二次解锁滑环，所述二次解锁滑环可竖向滑动的垫设在所述驱动套筒的上凸缘与所述密封限位用凸环之间的间隔空间内，且所述二次解锁滑环的径向外侧面和径向内侧面与各自相邻的侧面之间滑动密封配合连接；

所述解锁用密封腔包括一次解锁用密封腔和二次解锁用密封腔，所述二次解锁用密封腔由所述二次解锁滑环与所述密封限位用凸环之间的间隙构成，所述一次解锁用密封腔由所述驱动套筒的上凸缘与所述二次解锁滑环之间的间隙构成；

所述解锁用直通接头包括与所述一次解锁用密封腔密封连通的一次解锁用直通接头和与所述二次解锁用密封腔密封连通的二次解锁用直通接头。

同现有技术相比较，本发明水下井口液压连接器具有的优点是：

1、在具有结构紧凑以及结构复杂度不大幅增加优点同时，不仅能够直接驱动驱动套筒来快速上下移动实现解锁或夹紧的功能；还能够在解锁过程中，当驱动套筒出现卡阻时，直接通过向二次解锁用密封腔注入液压油来驱动二次解锁滑环向上滑动来推顶并带动驱动套筒向上移动，可靠解锁。

2、因为二次解锁滑环径向内侧和外侧面均为密封配合面，进而增强了一次解锁用密封腔的密封性，更好的确保一次解锁用密封腔液压驱动的可靠性。

综上，本发明水下井口液压连接器确保在紧急情况下或者一次解锁失败的情况下应急解锁，使得本发明水下井口液压连接器具有可靠性更高更持久的优点。

附图说明

图1为本发明水下井口液压连接器的俯视图。

图2为图1中t-t剖视图。

图3为图2中i处放大图。

图4为图3中j向视图。

图5为图1中a-a剖视图。

图6为图1中b-b剖视图。

图7为图1中c-c剖视图。

图中标记为：

1连接器外壳；

2二次解锁滑环；

3驱动套筒；

4连接器本体；

5垫环；

6夹紧卡爪；

7环形板；

8螺栓；

9螺母；

10密封垫片；

11堵头；

12密封圈；

13防尘圈；

14密封圈；

15升降轴；

16密封圈；

17防尘圈；

18压环；

19固定环；

20连接器底板；

21弹簧压盖；

22顶杆；

23外弹簧；

24内弹簧；

25垫片；

26指示杆；

27螺钉；

28垫环释放用直通接头；

29夹紧用直通接头；

30螺钉；

31螺栓；

32螺钉；

33螺钉；

34螺钉；

35o形密封圈；

36o形密封圈；

37一次解锁用直通接头；

38二次解锁用直通接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1至图7所示，水下井口液压连接器，包括连接器底板、连接器外壳1、连接器本体4、驱动套筒3和夹紧卡爪6；

所述连接器外壳1和连接器本体4均为筒型结构，所述连接器外壳1的上端面与所述连接器本体4上段具有的法兰连接部固定相连，所述连接器外壳1的下端与环形的所述连接器底板固定相连；所述连接器本体4的下段处在所述连接器外壳1的内部且该下段底部的外侧面处外凸形成有一圈支承用凸环；所述连接器外壳1的内侧面在高度方向上靠近所述支承用凸环的位置沿自身径向内凸形成有一圈密封限位用凸环；

所述驱动套筒3和夹紧卡爪6均竖向设置在所述连接器外壳1的内部，其中，所述驱动套筒3上位于自身上下两端之间的外侧面与所述密封限位用凸环的径向内侧面之间为可滑动密封配合连接；所述驱动套筒3的上端沿径向外凸形成有与所述连接器外壳1的内侧面滑动密封配合连接的上凸缘，且所述上凸缘与所述密封限位用凸环之间的间隙构成解锁用密封腔，所述连接器外壳1的外侧面固定安装有与所述解锁用密封腔密封连通的解锁用直通接头；所述驱动套筒3的下端沿径向外凸形成有与所述连接器外壳1的内侧面滑动密封配合连接的下凸缘，且所述下凸缘与所述密封限位用凸环之间的间隙构成夹紧用密封腔，所述连接器外壳1的外侧面固定安装有与所述夹紧用密封腔密封连通的夹紧用直通接头29；

所述夹紧卡爪6为围绕所述连接器本体4的圆周方向紧邻设置的多个，每个夹紧卡爪6为竖条型结构且在高度方向上中部处的径向内侧表面凸起形成有搭接在所述支承用凸环上的搭接用凸起，每个夹紧卡爪6在高度方向上下部处的径向内侧表面凸起形成有卡齿，所述卡齿用于与水下井口外侧面上的卡槽相配合来实现夹紧；所述驱动套筒3径向内侧面与所述搭接用凸起的径向外侧面之间为滑动配合连接的型面，且所述驱动套筒3在液压作用下向下滑动能够使得所述夹紧卡爪6的卡齿聚拢并实现夹紧，所述驱动套筒3在液压作用下向上滑动能够使得所述夹紧卡爪6的卡齿外张离散并实现解锁；

还包括二次解锁滑环2，所述二次解锁滑环2可竖向滑动的垫设在所述驱动套筒3的上凸缘与所述密封限位用凸环之间的间隔空间内，且所述二次解锁滑环2的径向外侧面和径向内侧面与各自相邻的侧面之间滑动密封配合连接；

所述解锁用密封腔包括一次解锁用密封腔和二次解锁用密封腔，所述二次解锁用密封腔由所述二次解锁滑环2与所述密封限位用凸环之间的间隙构成，所述一次解锁用密封腔由所述驱动套筒3的上凸缘与所述二次解锁滑环2之间的间隙构成；

所述解锁用直通接头包括与所述一次解锁用密封腔密封连通的一次解锁用直通接头37和与所述二次解锁用密封腔密封连通的二次解锁用直通接头38。

实施时，所述一次解锁用密封腔的间隙沿径向向外逐渐扩大（也即：上凸缘下表面为沿径向逐渐升高的锥形面）。这样一来，在连接器外壳1开设与一次解锁用密封腔连通的液压通道后，使得液压油更易进入一次解锁用密封腔并快速作用至上凸缘下表面，提高驱动套筒3解锁驱动的响应和动作速度。

实施时，上述滑动密封配合连接的结构，优选在滑动件上的滑动连接面（如：驱动套筒3的上凸缘的径向外侧面和下凸缘的径向外侧面、二次解锁滑环2的的径向内侧面和外侧面）设置环形槽，且在该环形槽内卡入o型密封圈来实现滑动密封配合连接。

其中，所述驱动套筒3的上凸缘的径向外侧面设置有环形槽，且该环形槽为在高度方向上间隔设置的两个，且位于上方的一个环形槽内套设有防尘圈，位于下方的一个环形槽内套设有o形密封圈。

采用上述结构后，即可通过防尘圈来有效阻隔尘土，起到更好的防尘效果，更好确保驱动套筒3的可靠驱动。

其中，所述驱动套筒3的下凸缘的径向外侧面设置有环形槽，且该环形槽为在高度方向上间隔设置的两个，且位于上方的一个环形槽内套设有o形密封圈，位于下方的一个环形槽内套设有防尘圈。

采用上述结构后，即可通过防尘圈来有效阻隔尘土，起到更好的防尘效果，更好确保驱动套筒3的可靠驱动。

其中，所述上凸缘与驱动套筒3为一体成型；所述下凸缘由一块环形板7构成，所述环形板7通过连接件套接固定在所述驱动套筒3的下端外侧面处。

这样一来，可单独加工生产驱动套筒3和环形板7，提高两者的生产效率；此外，在装配时可在驱动套筒3插入连接器外壳1，再通过连接件来实现环形板7的固定装配，使得驱动套筒3的装配作业更为便捷。

实施时，环形板7的径向内侧面设置有装有o形密封圈的环形槽。这样，可更好确保环形板7的径向内侧面与驱动套筒3的下端外侧面之间的密封性。

其中，位于所述连接器外壳1内的所述连接器本体4的上段外侧具有沿径向外凸的台肩；

所述驱动套筒3的径向内侧具有台阶面，该台阶面用于在所述夹紧卡爪6的卡齿外张离散并实现解锁时与所述台肩相抵接，且所述夹紧卡爪6位于所述台肩面与所述驱动套筒3的径向内侧面围成的环形空间内。

这样可具有的优点是：

1、通过驱动套筒3的径向内侧的台阶面与连接器本体4上的台肩相配合实现对驱动套筒3在上止点处的限位，能够避免采用驱动套筒3的下凸缘与密封限位用凸环碰触来实现驱动套筒3在上止点处的限位的结构，从而持久更好的确保驱动套筒3的下凸缘与密封限位用凸环部分的结构可靠性，更好的确保夹紧用密封腔的密封效果，进而更好的确保夹紧操作的可靠性。

2、采用“夹紧卡爪6位于所述台肩面与所述驱动套筒3的径向内侧面围成的环形空间内”的结构后，即可罩护好夹紧卡爪6，使得异物（包括尘土）更难进入夹紧卡爪6上段的摆动空间内，更好的确保夹紧卡爪6摆动的可靠性——确保夹紧卡爪6的夹紧和解锁功能。

实施时，所述驱动套筒3的上端面固定安装有一根升降轴15，所述升降轴15贯穿正上方的所述连接器本体4并具有伸出连接器本体4外部的伸出段，且该伸出段上固定安装有一根沿连接器本体4径向向外的指示杆16。

上述指示杆的设置，可更便于及时准确的知晓驱动套筒3的升降状态，从而帮助获知夹紧卡爪6夹紧或解锁情况。

其中，水下井口液压连接器还包括垫环5，所述垫环5的上端面沿自身径向外逐渐下降形成上部锥形面，所述垫环5的下端面沿自身径向外逐渐上升形成下部锥形面；所述垫环5嵌入安装在所述连接器本体4的内下端处，且所述垫环5内侧面与所述连接器本体4的内侧面齐平。

采用垫环5结构后，即可通过垫环5来增加连接器本体4的下端面与水下井口的上端面之间的接触面积，使得该接触面处具有更好的密封性。且在连接器本体4的下端面与水下井口的上端面抵紧后，垫环5能够适当变形，进一步提升接触面的压接强度，促使形成更好的密封效果。

其中，所述垫环5径向外侧面设置有一个环形插槽；

所述连接器本体4上正对所述环形插槽的侧壁内设置有一个装配用内腔，所述装配用内腔沿连接器本体4的径向延伸，且所述装配用内腔中设置有一个可沿所述连接器本体4径向来回滑动的活塞，所述活塞的径向内侧端面固定有一根顶杆22，所述顶杆22密封贯穿所述连接器本体4的侧壁后插入所述垫环5的环形插槽并能够与该环形插槽的上侧壁相接触；

所述装配用内腔中还设置有一个压簧，所述压簧抵接在所述活塞的径向外侧端面与所述装配用内腔的内壁之间。

采用上述结构后，即可在对垫环5进行装配时，通过垫环5的上部锥形面来抵压顶杆22回退并克服压簧的弹力，并在垫环5的环形插槽的上侧壁刚好超过顶杆22时，顶杆22又在压簧弹力作用下重新复位并与环形插槽的上侧壁接触，使得垫环5实现轴向（竖向上）限位，迅速完成垫环5装配。

可见，上述结构可大幅提高垫环5的装配效率。

实施时，沿着所述连接器本体4的圆周方向间隔设置有至少两个所述装配用内腔。这样一来，即可更好的确保垫环5能够获得轴向可靠的限位，实现可靠的装配。

实施时，“顶杆22密封贯穿所述环形插槽的侧壁”优选在连接器本体4的侧壁上供顶杆22穿出的穿孔内壁开设卡塞有o形密封圈的环形槽。

实施时，在活塞的轴向侧壁上开设在套设有o形密封圈的环形槽。

其中，所述活塞径向外侧端面固定安装有一根凸柱；

所述压簧的数量为两个，两个压簧分别为套在所述凸柱外部的内弹簧24和套在所述内弹簧24外部的外弹簧23。

实施时，本领域技术人员知晓，要使得活塞能够回退，所述凸柱远离活塞的端面与正对的装配用内腔的孔壁之间预留有可供活塞回退的间隔。

上述凸柱和内弹簧24和外弹簧23相配合的结构，能够确保活塞复位的可靠性，确保顶杆22能够可靠伸出，有效保证垫环5的限位效果。

其中，所述装配用内腔的径向外端设置有一块弹簧压盖21，所述弹簧压盖21的外侧面与所述连接器本体4的外侧面齐平；所述弹簧压盖21的中下部在装配用内腔轴向上的投影遮挡住装配用内腔的径向外端，所述弹簧压盖21上位于中下部四周的位置通过多个螺钉固定在所述连接器本体4上对应设置的螺纹孔内。

采用上述弹簧压盖21的结构后，弹簧压盖21的拆装方便，这样可方便的在连接器本体4加工装配用内腔，也便于对压簧和活塞进行装配。

实施时，所述弹簧压盖21上还贯穿设置有将所述装配用内腔与所述连接器本体4外部空间连通的通孔。这样一来，使得装配用内腔的内压与连接器本体4外空的压力一致，避免装配用内腔出现高压致使该高压阻碍活塞回退的情形，确保活塞能够顺利回退。

实施时，所述通孔为正对所述凸柱端面设置的多个。这样一来，可迅速通过通孔内供高压液体流出，使得活塞能够迅速回退。

其中，所述活塞的径向内侧端与所述装配用内腔的内侧端面之间最小间隔构成垫环5释放用密封腔；

所述连接器本体4的法兰连接部侧面上设置有垫环释放用直通接头28，所述连接器本体4的内部设置有将所述垫环释放用直通接头28与垫环5释放用密封腔连通的液压通道。

采用上述结构后，即可通过垫环释放用直通接头28来向垫环5释放用密封腔供入液压油，可靠的操控活塞回退，进而解除顶杆22对垫环5的限位，使得垫环5和水下井口能够与夹紧卡爪6可靠的脱离，更好的确保水下井口液压连接器能够可靠回收。

以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。