[发明专利]液压式水下卡桩器和由其构成的液压系统

说明书

技术领域

本发明涉及海洋装备技术领域，具体是液压式水下卡桩器和由其构成的液压系统。

背景技术

随着社会的发展和科学技术的进步，人类社会对能源的需求越来越大。当陆上油气资源经过长时期、大规模的开发之后，世界范围的油气勘探与开发转向了资源丰富的海洋，海洋石油开发是海洋资源开发利用的一部分。海洋平台，作为钻井、采油、生活供应等各种用途的大型复杂结构，是海洋石油天然气开发的基础性设施。平台的设计和建造是近海油气开发中至关重要的环节，由于海洋环境条件十分恶劣，海底平面的不可预见性，如何使海洋平台安全可靠的安装，使海上油气资源开发更经济，对海洋油气的开采具有十分重要的意义。随着我国海洋石油事业的发展，将有越来越多的导管架在东海和南海等较深水海域安装，而安装较深水导管架需要一些特殊的机具——水下夹桩器。

导管架卡桩器是一种广泛应用于较深海导管架安装的液压夹具。它的本体焊接在导管架上，支撑卡桩器液压缸，在周向均布的液压缸作用下，与活塞联接的压块齿压入钢桩，从而联接钢桩和导管架，最后沿卡桩器内壁浇灌水泥，在水下固联钢桩和导管架。现有的液压式卡桩器有两种，一种是相互独立的四个夹头板组成，四个夹头板从四个方向将桩柱夹紧，由于四个方向的位移难以做到同步，存在定位和导向不准的问题，而且卡桩器的卡桩力难以提高；另一种液压式卡桩器的特点是油缸水平安装在夹头箱两侧，通过倍率杠杆使夹紧力增大来夹紧桩体，但也存在夹紧力不大且倍率杠杆容易损坏的问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，卡桩器的定位和导向不准，卡桩力难以提高，夹紧力不大且倍率杠杆容易损坏的问题，本发明提出了液压式水下卡桩器和其构成的液压系统，采用液压控制方式，通过活塞联接的压块齿压入钢桩，实现联接钢桩和导管架。

为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：

一种液压式水下卡桩器，包括卡桩器框圈、蓄能器支架、液压缸组，其中：蓄能器支架设置在卡桩器框圈外环一侧，用于给液压缸组供油；采用至少四个液压缸的液压缸组均布在卡桩器框圈的外环一周，用于从周向夹紧内部的钢桩；压块机构设置在液压缸内部，其活塞杆联接的压块受夹紧力左右运动垂直作用于钢桩表面。由于压块的材料硬度远大于钢桩表面的屈服极限，钢桩表面产生塑性变形，压块齿部嵌入钢桩表面一定深度，利用压块齿部的抗剪切力承受导管架的重量进行夹持，所需要的夹紧力将大大降低，以防止夹紧力过大破坏钢桩的稳定性。

优选的，液压缸通过六角头螺栓、垫圈及六角头螺母将液压缸缸筒的顶部和卡桩器框圈外侧的凸台压紧，将液压缸均布固定在卡桩器框圈的圆周上。

优选的，液压缸配置一油管夹，油管夹焊接在液压缸一侧的卡桩器框圈上。

优选的，蓄能器支架焊接在卡桩器框圈上，用于支撑内部一蓄能器。

优选的，蓄能器通过卡箍螺栓和卡箍螺母固定在一卡箍内，该卡箍通过螺钉周定在蓄能器支架上。

优选的，液压缸组包括十个结构和功能相同的液压缸，均是液压缸缸筒底部内嵌卡环，卡环对液压缸底盖进行定位，通过卡环螺钉将卡环与液压缸底盖固定。

优选的，液压缸底盖通过内六角紧定螺钉周向固定在缸筒内壁上，其接合面处还安装有底盖密封圈，用于实现液压缸底盖的静密封。

优选的，导向柱通过螺纹连接方式固定在液压缸底盖内，柱塞套在导向柱上，实现导向的同时防止柱塞周向转动，柱塞和缸筒内壁的结合面安装缸筒O型密封圈和挡圈实现动密封，防尘圈安装在液压缸缸筒内壁的凸台上。

优选的，压块通过垫板、球面垫圈、内六角圆柱螺钉固定在柱塞的前端。油孔软管接头通过螺纹连接的方式安装在进油口、出油口内。

一种由液压式水下卡桩器构成的液压系统，由液压式水下卡桩器、定量泵、单向阀、压力继电器、电液比例换向阀、等量分流器、溢流阀、二位二通电磁阀和油箱构成，其中定量泵输出的流量在溢流阀调定的供油压力下，其中一部分流量经比例换向阀后，压力降为工作压力，经过等量分流器进入液压缸左腔并作用于有效工作面积上，克服负载推动液压缸的活塞以一定速度向右运动；另一部分流量经溢流阀流回油箱。定量泵输出的油液经单向阀进入系统，同时也进入蓄能器。当工作部件停止运动时，系统压力升高，压力继电器发出电信号，使二位二通电磁阀通电，于是定量泵输出的油液即在低压下经过溢流阀和电磁阀流回油箱，使系统卸荷。当系统间歇停止工作时，换向阀的电磁铁都断电，阀处于中位，这时定量泵经单向阀向蓄能器充油。