一种水下控制模块安装工具制造技术

本发明专利技术提供一种水下控制模块安装工具，包括提升单元、锁紧单元、上顶板和下筒体。本发明专利技术通过提升单元实现SCM安装工具的吊装以及锁紧单元的吊装；通过锁紧单元实现水下控制模块(SCM)安装工具和水下控制模块的锁紧以及SCM和SCMMB的锁紧；通过上顶盘上的液压系统实现SCM的软着陆；通过下筒体实现SCM安装工具与导向筒的锁紧以及潜水员/ROV对SCM下放安装过程的观察。本发明专利技术操作简单，结构稳定可靠。结构稳定可靠。结构稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种水下控制模块安装工具


[0001]本专利技术涉及一种水下控制模块安装工具，属于海洋石油工程领域。

技术介绍

[0002]从1960年开始随着水下油田的开发，采油树的安装数量急剧攀升，水下生产系统的发展对水下控制模块提出了更高的要求，其控制距离达到100km，水深3000m，压力103MPa。这就是SCM的系统变得更复杂，数据收集更准确、更快的响应时间和整体性能的提升，带来的水下控制模块的安装也变得日益频繁。海洋工程装备不仅仅是对新型装备的开发，更是对现有装备的改进和扩展，这也意味着新的安装技术能力要与之匹配，满足现有装备对安装技术的要求。
[0003]水下控制模块是水下控制系统的执行设备。该装置是一套能进行独立设计、调试、安装，系列化、标准化的水下控制设备，用来完成对水下生产设施上阀门的开启和关闭，并对水下生产设施上参数和海底信息实时的反馈到地面主控站。水下控制模块由吊装锁紧机构、水下电子模块、液压系统、压力补偿器、上对接盘、下对接盘等组成。
[0004]水下控制模块的安装和回收是伴随着整个油田日常生产进行的，SCM安装和回收技术之所以重要是因为SCM的故障率居高不下，水下生产系统内的各种设备中，SCM的故障率达到整个水下生产系统的30.64％。由此可见SCM的维修和更换显得尤为重要，这也是SCM进行水下对接的主要原因。
[0005]水下控制模块安装工具是执行SCM下放回收任务的机械设备。根据水下生产设施的安装水深、海况等因素，水下控制模块的安装和回收必须要有和它相对应的安装工具，其中涉及到的关键技术有下放回收技术、水下缓冲技术、对接锁紧技术等。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种可在水下控制模块发生故障或损坏时的应急回收工具，实现：(1)SCM安装工具和SCM的锁紧；(2)SCM的软着陆及与SCMMB的锁紧(3)SCM安装工具和导向筒的锁紧。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：包括提升单元、锁紧单元、上顶盘、下筒体、水下控制模块、导向筒部件，提升单元设置在上顶盘上，所述锁紧单元通过提升单元的锁紧盘与提升单元连接，下筒体通过上顶盘上的液压系统的活塞杆与上顶盘连接，工作时，水下控制模块放置在导向筒部件内并与SCMMB锁紧，下筒体内表面设置有与水下控制模块外面的键配合的导向键槽、外表面设置有与导向筒部件内表面的键槽配合的导向键。
[0008]本专利技术还包括这样一些结构特征：
[0009]1.所述提升单元包括提升外壳、设置在提升外壳上端的吊装盘、对称设置在提升外壳端面上的两个锁紧盘。
[0010]2.所述锁紧单元包括设置在另两个锁紧盘中间的提升心轴、设置在提升心轴下端的提升心轴安装盘、与提升心轴安装盘连接的开关筒、工具与水下控制模块锁紧机构、水下
控制模块与SCMMB锁紧机构，工具与水下控制模块锁紧机构包括设置在开关筒上的两个凸轮套、分别设置在两个凸轮套中的联锁凸轮和锁紧凸轮、与锁紧凸轮连接的锁紧开关、与联锁凸轮连接的联锁开关、设置在开关筒下端的钢珠套筒、设置在钢珠套筒内的锁紧芯、设置在锁紧芯上端部的长螺柱、设置在长螺柱端的移动盘、设置在移动盘与开关筒内顶之间的弹簧，移动盘在弹簧的作用下与锁紧凸接触，钢珠套筒上设置有钢珠，锁紧芯上设置有与钢珠配合的凹槽；水下控制模块与SCMMB锁紧机构包括设置在开关筒上的套筒、设置在套筒内的主动轴、与主动轴一端连接的旋转开关、安装在主动轴另一端上的锥齿轮一、通过轴承设置在开关筒下端法兰盘上的从动轴、设置在从动轴上端的锥齿轮二、从动轴下端穿过锁紧芯且端部连接有自适应套筒，自适应套筒内表面设置有钢棍和钢棍弹簧，且钢棍和钢棍弹簧呈六边形布置；钢珠与水下控制模块吊口内部的凹槽配合，实现工具和水下控制模块之间的锁紧和解锁，通过自适应套筒带动SCM丝杠的旋转，实现水下控制模块与SCMMB之间的锁紧。
[0011]3.所述上顶盘包括与提升外壳下端连接的上顶板、设置在上顶板上端液压系统，液压系统有三个液压缸和对应的操作面板，三个液压缸的活塞杆均下筒体的上端连接。
[0012]4.所述导向筒部件包括导向筒支架、设置在导向筒支架上的导向筒、设置在导向筒上端的工具和导向筒锁紧机构，SCMMB设置在导向筒内，工具和导向筒锁紧机构实现导向筒与下筒体的连接。
[0013]5.所述锁紧单元还包括指示机构，指示机构包括指示盘、指示螺钉、螺纹导杆、指示垫块，螺纹导杆安装在主动轴上，并在轴套上的水平槽中移动；指示盘通过指示螺钉和指示垫块安装在轴套上，通过螺纹导杆的运动，驱动指示盘的转动，实现指示功能。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]1.本专利技术通过采用锁紧盘上的凹槽结构与锁紧单元的提升心轴连接，保证锁紧单元在提升单元中可以产生轻微的水平移动或倾斜，从而在SCM安装和回收过程中保证SCM准确安全的安装。
[0016]2.本专利技术通过凸轮实现工具和SCM的锁紧和解锁，其中通过弹簧和凸轮套上的限位方式(螺钉或凸台)结合锁紧凸轮偏心，实现解锁状态下凸轮位置的保证，该结构简单，功能可靠。
[0017]3.本专利技术通过采用指示线来指示工具和导向筒连接位置以及SCM与SCMMB对接完成位置，并通过下筒体中的导向键保证工具着陆的正方向，以及SCM安装的准确性。
[0018]4.本专利技术通过使用压力补偿的可调节的单向节流阀，保证SCM软着陆过程中均布的三个液压缸的升降同步率。
附图说明
[0019]图1是本专利技术SCM安装工具总体结构图；
[0020]图2是本专利技术水下控制模块(SCM)示意图；
[0021]图3是本专利技术导向筒部件示意图；
[0022]图4是本专利技术提升单元结构图；
[0023]图5是本专利技术锁紧单元结构图；
[0024]图6是本专利技术锁紧单元右视剖视图；
[0025]图7是本专利技术指示机构结构图；
[0026]图8是本专利技术上顶盘结构图；
[0027]图9是本专利技术液压原理图；
[0028]图10是本专利技术下筒体结构图。
[0029]图11是本专利技术工具与导向筒锁紧结构示意图
[0030]图中主要标号说明：
[0031]1.提升单元，101.吊装盘，102.提升外壳，103.锁紧盘2，104.锁紧盘1；2.锁紧单元，201.提升心轴，202.提升心轴安装盘，203.凸轮套，204.联锁开关，205.联锁凸轮，206.钢珠套筒，207.钢珠，208.锁紧芯，209.开关筒，210.长螺柱，211.锁紧凸轮，212.锁紧开关，213.移动盘，214.弹簧，215.轴套，216.主动轴，217.锥齿轮，218.从动轴，219.自适应套筒，220.钢棍，221.钢棍弹簧，222.轴承，223.轴承盖，224.指示盘，225.指示螺钉，226.螺纹导杆，227.指示垫块，228.顶丝，229.旋转开关；3.上顶盘，301.液压系统，303.操作面板，302.上顶板；4.下筒体；5.水下控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下控制模块安装工具，其特征在于：包括提升单元、锁紧单元、上顶盘、下筒体、水下控制模块、导向筒部件，提升单元设置在上顶盘上，所述锁紧单元通过提升单元的锁紧盘与提升单元连接，下筒体通过上顶盘上的液压系统的活塞杆与上顶盘连接，工作时，水下控制模块放置在导向筒部件内并与SCMMB锁紧，下筒体内表面设置有与水下控制模块外面的键配合的导向键槽、外表面设置有与导向筒部件内表面的键槽配合的导向键。2.根据权利要求1所述的一种水下控制模块安装工具，其特征在于：所述提升单元包括提升外壳、设置在提升外壳上端的吊装盘、对称设置在提升外壳端面上的两个锁紧盘。3.根据权利要求2所述的一种水下控制模块安装工具，其特征在于：所述锁紧单元包括设置在另两个锁紧盘中间的提升心轴、设置在提升心轴下端的提升心轴安装盘、与提升心轴安装盘连接的开关筒、工具与水下控制模块锁紧机构、水下控制模块与SCMMB锁紧机构，工具与水下控制模块锁紧机构包括设置在开关筒上的两个凸轮套、分别设置在两个凸轮套中的联锁凸轮和锁紧凸轮、与锁紧凸轮连接的锁紧开关、与联锁凸轮连接的联锁开关、设置在开关筒下端的钢珠套筒、设置在钢珠套筒内的锁紧芯、设置在锁紧芯上端部的长螺柱、设置在长螺柱端的移动盘、设置在移动盘与开关筒内顶之间的弹簧，移动盘在弹簧的作用下与锁紧凸接触，钢珠套筒上设置有钢珠，锁紧芯上设置有与钢珠配合的凹槽；水下控制模块与SCMMB锁紧机构包括设置在开关筒上的套筒、设置在套筒内的主动轴、与主动轴一端连接的旋转开关、安装在主动轴另一端上的锥齿轮一、通过轴承设置在开关筒下端法兰盘上的从动轴、设置在从动轴上端的锥齿轮二、从动轴下端穿过锁紧芯且端部连接有自适应套筒，自适应套筒内表面设置有钢棍和钢棍弹簧，且钢棍和钢棍弹簧呈六边形布置；钢珠与水下控制模块吊口内部的凹槽配合，实现工具和水下控制模块之间的锁紧和解锁，通过自适应套筒带动SCM丝杠的旋转，实现水下控制模块与SCMMB之间的锁紧。4.根据权利要求1-3任意所述的一种水下控制模块安装工具，其特征在于：所述上顶盘包括与提升外壳下端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾鹏，王向宇，张锦埭，王刚，王立权，运飞宏，孙铭权，王洪海，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：