[发明专利]一种深水测试井口管柱连接器

说明书

技术领域

本发明属于深水油气测试作业设备技术领域，涉及一种深水测试井口管柱连接器。

背景技术

深水测试作业一般在半潜式钻井平台或钻井船上进行，平台或钻井船受风、浪、流等影响会发生升沉、纵摇、横摇等运动，与之相连的深水测试管柱随之运动。若测试作业过程中遇到恶劣海况如台风、潮汐、海啸等，要求立即停止作业，断开测试管柱，将平台撤离井口位置，以保证测试人员与设备的安全。待海况正常后，通过水下测试树连接器将测试管柱重新连接，恢复深水测试作业。目前，在国内水下连接器结构类型较多，但一般结构较为庞大，机构灵敏度低；控制方式单一，多采用液压控制锁紧与解锁，且无液压失效保护解锁装置；无周向限位机制，不能限制管柱在周向扭矩下旋转；无液压油通道快速链接梭阀装置，不能有效地为下部液压机构提供液压动力，因此，基本没有可满足深水测试作业要求中的连接器结构。

发明内容

本发明的目的在提供一种深水测试井口管柱连接器，解决了现有的设备无液压失效保护解锁机构；无周向限位机制，不能限制管柱在周向扭矩下旋转；无液压油通道快速连接梭阀装置，不能为下部液压机构提供液压动力的问题，并解决了现有的井口管柱连接器断开和连接不够迅速、不够准确的问题。

本发明的技术方案是包括连接上下管柱的柱状中心管体，其上部管口内表面设有管体母口螺纹，管体母口螺纹根部是一个内凸台，内凸台下方为两道管体下部密封槽，管体下部密封槽下方为与下部被连接体相配合的光滑环面，中心管体内有控制活塞动作的液压油路，液压油路上部端口有螺纹，可以连接液压管线接头，中心管体内还有为下部装置液动安全阀提供液压动力的动力油路，动力油路上端为动力油路连接孔，动力油路与中心管体下端的液压油路梭阀的梭阀安装孔连通；中心管体下端部有安装定位销钉的销钉安装孔，中心管体外环面上部设有与壳体连接固定的壳体固定孔，壳体固定孔下方有与活塞接触的管体外凸台和管体密封槽，管体密封槽下方为活塞腔室环面，活塞腔室环面下方密封垫环面可套设密封垫环，密封垫环下方闩锁吊环环面可套设闩锁吊环；具有定位和导向作用的柱状壳体套装在中心管体外部；壳体与中心管体之间形成中空腔，安装活塞使活塞在腔内可轴向上、下移动，壳体上端端面分布着机械辅助解锁栓柱通孔，周向分布着自动锁紧机构栓柱孔以及连通机械辅助解锁栓柱孔的机械辅助解锁栓柱沉孔，机械辅助解锁栓柱沉孔内有螺钉沉孔将壳体与中心管体连接固定，壳体上端内表面有两道壳体上部密封槽，壳体中部有闩锁压差平衡孔，闩锁压差平衡孔下方有导向环螺栓通孔，导向环螺栓通孔连接限位导向环，壳体下端槽口与外部的下部被连体连接；套设在中心管体上的活塞上部有与机械辅助解锁拴柱和自动锁紧机构栓柱的柱头连接的栓柱螺纹孔，中部内外表面相对位置设有壳体中部密封槽，壳体中部密封槽上、下方各有一道较深的槽，为活塞上腔室和下腔室，下腔室下方为下部密封槽，活塞下部内环面的剖面为楔形圆弧坡口，楔形圆弧坡口上方为一段竖直台阶；对下部被连接体管柱头起锁紧连接的闩锁上部两端切出一个闩锁坡口，闩锁坡口中间预留部分有闩锁心轴孔，闩锁下部一侧设有凸出的竖直面和斜面，可与下部被连接体内凹斜面紧密咬接，闩锁下部另一侧轮廓为突出的圆弧形与活塞楔形圆弧坡口光滑接触，复位弹簧套在心轴上，心轴穿过闩锁心轴孔安装于闩锁吊环的下部凸台上；机械辅助解锁环位于壳体的上端面连接到活塞上端，机械辅助解锁环上端面有四个机械辅助解锁环沉孔，机械辅助解锁心轴穿过机械辅助解锁环沉孔且机械辅助解锁心轴下部与活塞的上端面栓柱螺纹孔连接，机械辅助解锁环上提时可带动活塞上行；活塞上部连接有自动锁紧弹簧心轴伸入自动锁紧机构栓柱孔内且挤压自动锁紧机构栓柱孔内的心轴弹簧使之能够发生形变，自动锁紧弹簧心轴下端采用螺纹方式与活塞连接；中心管体上的上梭阀和下部被连接体上的下梭阀对接连通下部安全阀的动力油路，上梭阀和下梭阀分别由梭阀心轴、梭阀复位弹簧、梭阀限位块组成；中心管体下端面的定位销钉的中心为定位销钉轴向通孔，定位销钉一端为连接螺纹与销钉安装孔配合连接，连接螺纹旁依次设有销钉台阶、缩进圆弧面和倒圆角面；限位导向环上端面外部为环形平面，环形平面靠内为圆弧斜面，限位导向环下端为敞口锥形，限位导向环外表面周向有螺孔，壳体与限位导向环之间采用导向环沉孔螺钉连接。