[发明专利]一种水下控制模块弹簧式自动锁紧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动锁紧装置，尤其涉及一种水下控制模块弹簧式自动锁紧装置，属于海洋工程技术领域。

背景技术

水下控制模块是深海采油的关键设备，研究水下控制模块对发展我国的深海采油、保证我国的石油安全具有十分重要的意义。水下控制模块主要功能是控制水下生产系统的各个阀门，监控水下生产系统的状态，并且及时向海面上的设备反馈海底设备信息，同时协调水面生产平台与水下生产系统各部分的功能。水下控制模块锁紧装置是水下控制模块(SCM)的重要组成部分，是海底采油设备控制系统的核心装置，大部分的水下控制模块上接盘与水下控制模块下接盘进行对接锁紧，并直接安装在水下采油树、水下管汇等所要控制的设备上，完成电、液等功能元件的导通。锁紧装置可以实现各功能元件的位置固定，可以保证水下控制模块本体的结构稳定性，以抵抗海流和水下生产设备运转时产生振动的影响。对于水下可替换装备而言，更需要高效的锁紧装置，以实现快速锁紧及解锁，便于深水作业及ROV的操作。

国外针对水下控制模块的特点研制了多种对接锁紧方式，随着水深的不同，其锁紧方式也不尽相同，控制锁紧和解锁控制原理多数采用静密封螺杆传动机理，并使用ROV来辅助锁紧，由于ROV扭矩工具不能准确的旋转螺母丝杠，使操作过程耗时过长，锁紧和解锁困难。海底恶劣的环境使水下控制模块本身重心不稳，而锁紧机构内部结构抵抗变形能力太差，解锁时常常出现卡死，轻则损坏锁紧机构，重则使整个SCM报废。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足而提供一种水下控制模块弹簧式自动锁紧装置，主要完成水下控制模块上接盘与下接盘的对接、锁紧和解锁。对接完成后释放吊装机构，在锁紧弹簧和回位弹簧的作用下实现自动锁紧，使水下控制模块与水下生产设备电、液等功能元件插接导通，并使各功能元件的位置保持固定。当水下控制模块需要维修、更换时，可通过ROV上的机械手直接拉动吊装机构即可自动解锁，有效的解决了传统方法中，通过ROV使用扭矩工具锁紧与解锁时操作过程耗时过长，锁紧困难的技术难题。该种自动锁紧装置内部结构紧凑，安装与拆卸简单，适合深水环境作业，使对接、锁紧及解锁效率显著提高。

本发明的目的是这样实现的：包括壳体、分别设置在壳体两端的下接盘和顶盖、设置在水下生产设施上的下接盘，下接盘的中心位置设置有外锁套，顶盖的中心位置上安装有导向套，吊环与中心轴连接后中心轴的端部依次穿过导向套和，中心轴的端部固连有内锁套，内锁套的底端固连有导向头，内锁套与导向头形成的空间内右上至下依次设置有固定盖、锁芯和回位弹簧，固定盖的上固连有四根导向柱，四根导向柱的上端穿过内锁套的上端且四根导向柱的上端部与上接盘固连，固定盖与锁芯固定连接，所述锁芯上端设置有十字交叉状的四个限位槽，每个限位槽中设置有具有斜面的滑块，且滑块与限位槽之间设置有水平方向的限位弹簧，且滑块的斜面端伸出至内锁环的圆柱表面上设置的凹槽外，所述凹槽的上端是水平面、下端设置是与滑块的斜面相配合的斜面，滑块的上端面与外锁套内设置的阶梯台配合。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.每个限位槽的底部设置有排水孔和导向槽，每个滑块的两侧面设置有与限位槽两侧面配合的限位块，每个滑块的底部设置有与导向槽配合的插块。

2.所述下接盘上表面设置有公液压插头和公电接头，且公液压插头和公电接头均沿着下接盘的周向成圆形布置，所述上接盘下表面设置有与公液压插头配合的母液压插头和与公电接头配合的母电接头。

3.所述上接盘的下表面设置有导向销，所述下接盘的上表面设置有与导向销配合的孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明的锁紧装置采用简单经济的弹簧式自动锁紧结构，有效的解决了传统的ROV使用扭矩工具锁紧与解锁时操作过程耗时过长，锁紧困难的技术难题；2、本发明的锁紧装置内部弹性结构的设计，使其在水下抵抗变形能力显著增强，解决了解锁时锁紧装置经常性卡死的难题；3、本发明的锁紧装置解决了在水下恶劣环境中传统锁紧方法螺母丝杠传动效率低，稳定性差的问题，使对接解锁效率显著提高。