一种用于深水功能舱狭窄空间内的节流阀更换装置的制作方法

本发明涉及海洋工程装备，更具体地，涉及海洋石油工程装备技术领域，尤其涉及一种用于深水功能舱狭窄空间内的节流阀更换装置。

背景技术：

节流阀是通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门。通常，在石油工程装备技术领域，节流阀是接在节流管线上，通过控制节流阀通道大小来对液流造成阻力而生成回压，使井内流体在受控下流出的零部件。现有技术中，有的采油树是直接浸在水中，有的采油树是安置在深水功能舱里，通过深水功能舱隔离采油树周边的水。例如，深水功能舱的概念可以参见基于深水功能舱的全智能新一代水下生产系统关键技术研究[j].中国科技成果,2017,(第9期)。节流阀应用在水下生产系统深水功能舱里的采油树管汇上，其作用是控制流量，用于保持整个油气生产系统的压力，可以说节流阀是采油树节流系统的核心部件，由于采油树放置于深水功能舱里，而节流阀在位运作有很多不确定因素，一旦节流阀出现故障问题，由于没办法及时地人为更换，将危及整个采油系统的安全，甚至导致一系列严重事故，因此，对故障节流阀进行及时有效地更换是十分必要的。

目前，针对陆地采油树上节流阀的更换仅仅停留在人为地检测维修和更换阶段，这种传统的节流阀更换操作不需考虑空间的限制，更换过程完全由人来把控。然而，若节流阀处在水下生产系统的深水功能舱采油树上，对于水下生产系统的深水功能舱中的各节流阀，若仍然进行人为操作更换，由于深水功能舱内具有空间狭窄、高压、高温和缺氧的特点，使得处于深水海底的人员将面临压力平衡、高温烫伤、缺氧窒息等一系列问题，而且由于深水功能舱内部空间狭窄，能容纳的维修人员有限，更换操作过程也将受到限制。用于更换节流阀的操作空间十分有限。所以，人为进入深水功能舱进行节流阀更换显然是不实际的，这就迫切需要一种能在深水功能舱狭窄空间内进行节流阀更换操作的装置。

公开号为cn106639937a的中国专利文献公开了一种水下采油系统中节流阀的安装及回收装置，水下采油系统中节流阀的安装及回收装置包括：连接支撑组件，与钻杆连接；液压夹紧装置，固定在连接支撑组件上，液压夹紧装置能够在水下无人潜水机的驱动下夹紧或松开水下采油系统的节流阀；导向组件，与连接支撑组件连接。但是，该装置仅适用于未在深水功能舱内的直接浸在水中的水下采油树上的节流阀的更换。而且，由于海下的复杂环境，采用水下无人潜水机在海中进行更换节流阀时对无人潜水机的控制设计要求较高，开发设计难度较大。

公告号为cn106744541b的中国专利文献公开了一种水下节流阀的下放回收机具，用于深海中节流阀的更换与回收，该装置的机架最上方有一个吊孔，中间部分为节流阀升降机构，其中通过rov接口带动升降平台上的蜗轮蜗杆螺母丝杠机构完成阀体的提升和下降，升降架设计有节流阀的锁紧机构和引导装置。最下方为漏斗形导向套筒，与安装基座上的导向孔和阀体上的导向杆能够精确的完成阀体的定位。该发明结构简单、可靠，不仅更加容易导向对中，而且更加方便水下机器人的安装及拆卸，能够有效的解决对于水下节流阀的安装和回收。但是，该装置分布于空间上不同位置的两个rov接口和两个机架安全把手以及两个阀体安全把手都需要rov机械手来进行操控。比如，该装置夹取节流阀时，是通过夹住节流阀的侧壁上外凸的阀体耳环的阀体安全锁紧法兰来实现的，而安全锁紧法兰是通过机械手运动至相应的安全锁紧法兰处操控阀体安全把手来实现锁紧或者解锁。操作这些位于不同空间的部件要求机械手有足够的运动空间，正如前面提到的，这在深海功能舱的狭窄空间内显然是不切实际的。

以上两种技术中，均利用利用无人潜水机运动至节流阀处来执行相应的操作，无人潜水机从水面到采油树的深水处所花费的时间都已经较多，而且cn106744541b中，该水下节流阀的下放回收机具经历一系列操作对准节流阀后，rov机械手还需在不同的空间位置处操控相应的把手和接口，不仅效率低，而且要求机械手具有足够的活动空间。而且，以上两种技术中，均利用从节流阀的外部夹取节流阀的方式来夹取和松开节流阀，而使得夹取节流阀的爪的轮廓必然大于节流阀的轮廓，不利于设备的小型化。而深海功能舱内的空间狭窄但通常在舱内设置了采油树、增压泵、控制模块、信号设备、电力设备、进出舱通道等固定设备和一些用于检修的移动检修设备，要求对空间进行高效利用。因此，有必要对现有技术进行改进。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本发明提供了一种用于深水功能舱狭窄空间内的节流阀更换装置，尤其涉及一种用于更换节流阀的装置，本发明使用了伸缩液压缸、可以伸缩和旋转的液压解锁部件、弹性卡具和液压推动部件的一体化连接，充分考虑了空间限制的要求，在运送工具的引导下，实现了该装置的空间移动，可代替人在深水功能舱这类狭窄空间内进行节流阀更换操作。

根据一个优选实施方式，一种用于深水功能舱狭窄空间内的节流阀更换装置，尤其涉及一种用于更换节流阀的装置，包括：弹性卡具，其包括用于取放节流阀的至少两根卡爪；运送工具，其包括轨道和能沿所述轨道移动以将弹性卡具运送至能取放节流阀的相应位置的走行部；和液压解锁部件，其包括能用于解锁和锁紧节流阀的解锁杆；其中，至少两根卡爪的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态和彼此相对张开的第二状态，并且至少两根卡爪的另一端能在彼此相对收拢的第一状态下伸入节流阀的连接开口后再朝彼此远离的方向运动形成第二状态，从而使得弹性卡具通过卡爪的外卡钩卡接在连接开口内设置的卡槽内的方式完成与节流阀的连接。

根据一个优选实施方式，当弹性卡具需要与节流阀脱离连接时，至少两根卡爪的另一端能从第二状态下朝彼此靠近的方向运动形成第一状态，并在保持第一状态的情况下朝远离节流阀的方向运动直到至少两根卡爪的另一端从连接开口内移出，从而使得弹性卡具与节流阀脱离连接。

根据一个优选实施方式，该装置还包括：伸缩液压缸和液压推动部件，其中，伸缩液压缸的一端连接于所述走行部，所述伸缩液压缸的另一端通过液压推动部件间接连接于弹性卡具，以使弹性卡具能随伸缩液压缸的伸缩朝远离轨道或者靠近轨道的方向运动，所述卡爪的一端固接在液压推动部件的第二缸体上，每根卡爪的另一端为自由端，每根卡爪的朝向推动件的一面设有斜面凸起，所述斜面凸起设于卡爪的一端和另一端之间，所述外卡钩设于卡爪的另一端且位于卡爪的背向推动件的另一面，所述液压推动部件包括液压活塞杆和推动件，所述液压活塞杆固接于所述推动件，所述液压推动部件的液压活塞杆置于至少两根卡爪的中部，推动件位于斜面凸起与卡爪的另一端之间，当推动件在液压活塞杆的带动下朝靠近轨道的方向运动时，所述推动件的一部分抵靠在所述斜面凸起后继续向上运动以带动至少两根卡爪的另一端彼此靠近形成彼此相对收拢的第一状态，当推动件在液压活塞杆的带动下朝远离轨道的方向运动时，所述推动件的抵靠在所述斜面凸起的部分逐渐与所述斜面凸起脱离抵靠以使得至少两根卡爪的另一端在自身弹性恢复力的作用下朝彼此远离的方向运动形成彼此相对张开的第二状态。

根据一个优选实施方式，所述液压解锁部件还包括旋转油缸和往复直线液压缸，旋转油缸为解锁杆提供旋转运动所需的动力，往复直线液压缸为解锁杆提供直线运动的动力，使得解锁杆上在旋转油缸和往复直线液压缸的共同作用下以旋转伸出或者旋转缩回的运动方式带动节流阀的锁紧部件锁紧或者解锁节流阀。

根据一个优选实施方式，旋转油缸的输出螺杆包括彼此连接的螺杆轴和花键轴，以通过所述螺杆轴带动所述花键轴旋转，所述往复直线液压缸包括直线活塞和花键螺母，所述直线活塞的靠近旋转油缸的一端安装所述花键螺母，所述花键螺母与所述花键轴配合，以使花键轴能通过花键螺母带动所述直线活塞做旋转运动，并且所述直线活塞能够沿所花键轴的轴线相对于所述花键轴做直线运动。

根据一个优选实施方式，弹性卡具的上端与所述伸缩液压缸的下端相连，所述液压解锁部件通过一弯管浮动连接于第一缸体、第二缸体或者弹性卡具中的至少一个。

根据一个优选实施方式，第一缸体、第二缸体或者弹性卡具中的至少一个上设有方形平台，方形平台内设有阶梯型槽，所述弯管的一端设有阶梯型方形块，所述阶梯型方形块与所述阶梯型槽彼此配合，且所述阶梯型方形块安装在所述阶梯型槽内后两者之间具有让所述阶梯型方形块能在所述阶梯型槽内各向移动的活动间隙，从而使得弯管的一端通过方形平台浮动连接于第一缸体、第二缸体或者弹性卡具中的至少一个。

根据一个优选实施方式，所述旋转油缸包括后盖、第三缸体、轴承、空心螺杆和输出螺杆，空心螺杆的外螺纹和所述固定螺套的内螺纹彼此配合形成螺旋副，空心螺杆的内螺纹和输出螺杆上的外螺纹彼此配合形成螺旋副，所述输出螺杆的靠近解锁杆的一端设为花键轴；所述后盖用于固定所述固定螺套，后盖固接于所述弯管的另一端；所述轴承内圈连接所述输出螺杆的轴肩，外圈连接所述第三缸体的内壁；

往复直线液压缸包括第四缸体、直线活塞、前盖、解锁杆和花键螺母，所述直线活塞的一端安装所述花键螺母，且所述花键螺母与所述输出螺杆的花键轴配合形成花键副以使得输出螺杆能向解锁杆提供扭力且让解锁杆能相对于输出螺杆直线滑动。

根据一个优选实施方式，第五油口和第六油口中的一个按照预设的进油速率受控地进油而另一个按照预设的回油速率受控地回油，并且第七油口和第八油口中的一个按照预设的进油速率受控地进油而另一个按照预设的回油速率受控地回油，以使得解锁杆在拧紧或者拧松节流阀的锁紧部件时随锁紧部件同步地旋转伸出或者旋转回退。

根据一个优选实施方式，一种用于更换节流阀的方法，该方法使用如前述优选实施方式所述的装置更换相应的节流阀。

本发明提供一种用于深水功能舱狭窄空间内的节流阀更换装置至少具有如下优势：

第一，本发明的卡爪从节流阀上设置的连接开口伸入并卡在节流阀的卡槽内实现与节流阀的快速连接，这种连接方式使得卡爪不用从节流阀的周向抓取节流阀，不仅使得卡爪的体积能够做得更小，占用更小的空间，方便在狭窄空间工作，还能让卡爪连接节流阀的速度更快且连接更稳固；

第二，本发明采用的液压解锁部件使用了往复直线液压缸和旋转油缸巧妙组合，让解锁杆在拧紧或者拧松节流阀的锁紧部件时随锁紧部件同步地旋转伸出或者旋转回退，快速实现解锁和锁紧节流阀，并且旋转油缸也能提供足够的扭力使得解锁部件拧紧和拧松，且液压传动更平稳，使得该过程中整体的振动小，不易造成因运动过程的振动过大导致解锁杆和解锁部件彼此被分开的问题。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施方式的结构示意图；

图2a是本发明的一个优选实施方式在伸缩液压缸未伸出状态下的示意图，图2b是本发明的一个优选实施方式的局部简化结构示意图；

图3a是本发明的一个优选实施方式在伸缩液压缸伸出状态下的示意图，图3b是本发明的一个优选实施方式的局部简化结构示意图；

图4是本发明的往复直线液压缸和旋转油缸的结构示意图；

图5是运送工具的一个优选实施方式的示意图；

图6a是弹性卡具的一个优选实施方式的结构示意图，图6b弹性卡具的一个优选实施方式的侧视图；

图7是方形平台的一个优选实施方式的结构示意图；

图8是卡爪卡在卡槽内的示意图

图9是弹性卡具的一个优选实施方式的示意图；

图10是弹性卡具的一个优选实施方式的简化结构示意图；

图11防脱槽的一个优选实施方式的示意图；和

图12是斜面凸起抵靠在防脱槽的单个侧壁的示意图。

附图标记列表

100：弹性卡具110：卡爪

111：外卡钩112：斜面凸起

200：运送工具210：轨道

211：导轨面220：走行部

221：支撑架222：移动轮

222a：轮体222b：轮缘

230：第一方形连接销300：液压解锁部件

310：解锁杆320：往复直线液压缸

321：第四缸体322：直线活塞

323：前盖324：花键螺母

330：旋转油缸331：后盖

332：第三缸体333：轴承

334：空心螺杆335：输出螺杆

335a：螺杆轴335b：花键轴

336：固定螺套340：弯管

341：阶梯型方形块400：伸缩液压缸

410：第一活塞杆420：第二活塞杆

430：第三活塞杆440：第一缸体

450：第二方向连接销500：液压推动部件

510：第二缸体520：液压活塞杆

530：推动件531：防脱槽

532：拧紧接口600：方形平台

610：阶梯型槽700：节流阀

710：连接开口720：卡槽

p1：第一油口p2：第二油口

p3：第三油口p4：第四油口

p5：第五油口p6：第六油口

p7：第七油口p8：第八油口

a：活动间隙b：锁紧部件

具体实施方式

下面结合附图1～12进行详细说明。

实施例1

本实施例公开了一种用于深水功能舱狭窄空间内的节流阀更换装置，或者说一种节流阀更换装置，或者说一种深水功能舱内的节流阀更换装置，或者说一种节流阀安装及回收装置，或者说一种用于更换节流阀的装置，这几种名称可以彼此等同替换，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

根据一个优选实施方式，参见附图1、2、3和8，该装置可以包括：弹性卡具100、运送工具200和液压解锁部件300中的至少一个。弹性卡具100可以包括用于取放节流阀700的至少两根卡爪110。运送工具200可以包括轨道210和能沿轨道210移动以将弹性卡具100运送至能取放节流阀700的相应位置的走行部220。液压解锁部件300可以包括能用于解锁和/或锁紧节流阀700的解锁杆310。至少两根卡爪110的另一端可以形成彼此相对收拢的第一状态和彼此相对张开的第二状态。至少两根卡爪110的另一端可以在第一状态下伸入节流阀700的连接开口710后再朝彼此远离的方向运动形成第二状态，从而使得卡爪110的外卡钩111卡接在连接开口710内设置的卡槽720内。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：本发明的卡爪从节流阀上设置的连接开口伸入并卡在节流阀的卡槽内实现与节流阀的快速连接，这种连接方式使得卡爪不用从节流阀的周向抓取节流阀，不仅使得卡爪的体积能够做得更小，占用更小的空间，方便在狭窄空间工作，还能让卡爪连接节流阀的速度更快且连接更稳固。

优选地，至少两根卡爪110的另一端可以在彼此相对收拢的第一状态下伸入节流阀700的连接开口710后再朝彼此远离的方向运动形成第二状态，从而使得弹性卡具100通过卡爪110的外卡钩111卡接在连接开口710内设置的卡槽720内的方式完成与节流阀700的连接。在弹性卡具100完成与节流阀700的连接后，弹性卡具100可以和节流阀700彼此卡接在一起以便吊起和放下节流阀700。

优选地，当弹性卡具100需要与节流阀700脱离连接时，至少两根卡爪110的另一端可以从第二状态下朝彼此靠近的方向运动形成第一状态，并在保持第一状态的情况下朝远离节流阀700的方向运动直到至少两根卡爪110的另一端从连接开口710内移出，从而使得弹性卡具100与节流阀700脱离连接。

优选地，至少两根卡爪110的另一端在彼此相对收拢的状态下伸入节流阀700的连接开口710后再朝彼此相对远离的方向运动，从而使得卡爪110的外卡钩111可以至少部分地嵌入连接开口710内的卡槽720内。

优选地，彼此相对收拢可以是第一状态相对第二状态而言。彼此相对张开以是第二状态相对第一状态而言。优选地，彼此相对收拢可以是指第一状态下的至少两根卡爪110的另一端的两两之间的距离相对于第二状态下的至少两根卡爪110的另一端的两两之间的距离更近。优选地，彼此相对远离可以是指第二状态下的至少两根卡爪110的另一端的两两之间的距离相对于第一状态下的至少两根卡爪110的另一端的两两之间的距离更远。

根据一个优选实施方式，该装置可以包括：伸缩液压缸400和/或液压推动部件500。伸缩液压缸400的一端可以连接于走行部220。伸缩液压缸400的另一端可以通过液压推动部件500间接连接于弹性卡具100。由此，使得弹性卡具100可以随伸缩液压缸400的伸缩朝远离轨道210或者靠近轨道210的方向运动。至少两根卡爪110的靠近轨道210的一端可以固接于液压推动部件500的第二缸体510。优选地，每根卡爪110的一端可以相对液压推动部件的第二缸体510固定。比如，每根卡爪110可以固接在液压推动部件的第二缸体510上或者固定在伸缩液压缸400的伸缩活塞杆上。伸缩活塞杆可以单级活塞杆或者多级活塞杆。伸缩活塞杆可以包括第一活塞杆410、第二活塞杆420和第三活塞杆430中的至少一个。每根卡爪的一端可以为固定端。每根卡爪110的另一端可以为自由端。优选地，伸缩液压缸和液压推动部件均可以采用防旋转的液压缸。防旋转的液压缸是现有技术，其活塞杆只能相对于液压缸缸体做直线运动而不能旋转。换言之，优选地，伸缩活塞杆被配置不能相对于第一缸体旋转。液压活塞杆520被配置为不能相对于第二缸体旋转。每根卡爪110的朝向推动件530的一面可以设有斜面凸起112。斜面凸起112可以设于卡爪110的一端和另一端之间。外卡钩111可以设于卡爪110的另一端且位于卡爪110的背向推动件530的另一面。液压推动部件500可以包括液压活塞杆520和/或推动件530。液压活塞杆520可以固接于推动件530。液压推动部件500的液压活塞杆520可以置于至少两根卡爪110的中部。推动件530可以位于斜面凸起112与卡爪110的另一端之间。当推动件530在液压活塞杆520的带动下朝靠近轨道210的方向运动时，推动件530的一部分可以抵靠在斜面凸起112后继续向上运动以带动至少两根卡爪110的另一端彼此靠近形成彼此相对收拢的第一状态。当推动件530在液压活塞杆520的带动下朝远离轨道210的方向运动时，推动件530的抵靠在斜面凸起112的部分可以逐渐与斜面凸起112脱离抵靠以使得至少两根卡爪110的另一端在自身弹性恢复力的作用下朝彼此远离的方向运动形成彼此相对张开的第二状态。优选地，该装置可以包括两根、三根、四根、五根、六根或者更多的卡爪。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，推动件设于至少两根卡爪内，而不是从外部施加力，极大地节省了整体的占用空间；第二，只需设置一个推动件就可以带动所有卡爪收拢或者展开，且无需在卡爪和推动件之间设置让彼此连接的机械连接部件，使得本发明结构简单巧妙、可靠性强。

优选地，在本发明中，固接可以是指通过永久连接或者可拆卸连接构成的固定连接方式。比如，固接可以是指通过螺纹连接、焊接、粘接、铆接和卡接中的至少一种。优选地，伸缩液压缸400可以带动弹性卡具100朝远离轨道210或者靠近轨道210的方向运动，从使得至少两根卡爪110能伸入或者移出连接开口710，也使得至少两根卡爪110能提起或者放下节流阀700。

根据一个优选实施方式，液压解锁部件300可以通过一弯管340浮动连接于与弹性卡具100的侧面。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：由于节流阀700或者锁紧部件等存在着制造误差和安装误差，使得解锁部件的接口的位置会有偏差，导致解锁杆310不能精确地对准接口，弯管340处的浮动连接使得锁紧杆310具有一定的活动余地，极大地提高了液压解锁部件300对接的精确性。

根据一个优选实施方式，参见图1、6和7，弹性卡具100的一端通过第二缸体510与伸缩液压缸400的另一端相连，弹性卡具100的侧面与液压解锁部件300通过一弯管340浮动连接。弯管340的形态使得解锁杆310的朝向能够对准节流阀700的锁紧部件b。对于节流阀700的锁紧部件b，可以参照公告号为cn105952402b的专利文献。锁紧部件b虽然是螺栓，但是螺栓头可以采用多种形状，比如内六角、外六角、三角形或者十字形。因此，解锁杆的头部可以采用与锁紧部件b的接口相适配的形态，以插入锁紧部件b的接口中。比如，假设锁紧部件b的接口是内六角的形状，则解锁杆的头部可以是图示结构的六边形。优选地，弯管340的一端通过方形平台600浮动连接于第一缸体440、第二缸体510或者弹性卡具100中的至少一个。方形平台600内设有阶梯型槽610，弯管340的一端设有阶梯型方形块341，阶梯型方形块341与阶梯型槽610彼此配合，且阶梯型方形块341安装在阶梯型槽610内后两者之间具有让阶梯型方形块341能在阶梯型槽610内各向移动的活动间隙a，从而使得弯管340的一端通过方形平台600浮动连接于第一缸体440、第二缸体510或者弹性卡具100中的至少一个。优选地，阶梯型方形块341和阶梯型槽610之间的间隙为1～3mm。优选地，阶梯型方形块341和阶梯型槽610之间的间隙可以采用弹性橡胶填充。

根据一个优选实施方式，液压解锁部件300可以通过弯管340连接于方形平台。弯管340的一端可以带有阶梯型方形块341，用于和液压推动部件500外壁侧面的方形平台600连接。弯管340的另一端可以与液压解锁部件300通过焊接相连。优选地，液压推动部件500实质上也是一种伸缩液压缸，只是为了在名称上和伸缩液压缸400加以区分。

根据一个优选实施方式，方形平台600可以设有阶梯型槽610，用于和弯管340的阶梯型方形块341配合。阶梯型槽610的面积可以比阶梯型方形块341的面积大，使得阶梯型方形块341可以在阶梯型槽610内小范围各向移动。优选地，小范围是指朝相应的方向移动0～3mm，尤其优选0～2mm。

根据一个优选实施方式，该装置可以包括运送工具200、伸缩液压缸400、弹性卡具100、液压推动部件500和液压解锁部件300中的至少一个。伸缩液压缸400可以悬垂设置在走行部220上。走行部220可以包括移动轮222。轨道210可以是工字钢导轨。移动轮222可以沿工字钢导轨运动。

根据一个优选实施方式，第五油口p5和第六油口p6中的一个按照预设的进油速率受控地进油而另一个按照预设的回油速率受控地回油，并且第七油口p7和第八油口p8中的一个按照预设的进油速率受控地进油而另一个按照预设的回油速率受控地回油，以使得解锁杆310在拧紧或者拧松节流阀的锁紧部件b时随锁紧部件b同步地旋转伸出或者旋转回退。需要注意的是，本领域技术人员可以知晓，油口的命名是灵活的，但是往复直线液压缸320和旋转油缸330分别有两个油口可以用于控制直线运动和旋转运动。因此，本发明不指定具体的油口与动作关系，但这在实际操作过程中可以本领域技术人员是完全可以选用的产品的情况进行按需安装。

根据一个优选实施方式，液压解锁部件300包括旋转油缸330和往复直线液压缸320，旋转油缸330为解锁杆310提供旋转运动所需的动力，往复直线液压缸320为解锁杆310提供直线运动的动力，使得解锁杆310上在旋转油缸330和往复直线液压缸320的共同作用下以旋转伸出或者旋转缩回的运动方式带动节流阀700的锁紧部件b锁紧或者解锁节流阀700。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：本发明采用的液压解锁部件使用了往复直线液压缸和旋转油缸巧妙组合，让解锁杆在拧紧或者拧松节流阀的锁紧部件时随锁紧部件同步地旋转伸出或者旋转回退，快速实现解锁和锁紧节流阀，并且旋转油缸也能提供足够的扭力使得解锁部件拧紧和拧松，且液压传动更平稳，使得该过程中整体的振动小，不易造成因运动过程的振动过大导致解锁杆和解锁部件彼此被分开的问题。

根据一个优选实施方式，旋转油缸330的输出螺杆335可以包括彼此连接的螺杆轴335a和/或花键轴335b，以通过螺杆轴335a带动花键轴335b旋转。往复直线液压缸320可以包括直线活塞322和/或花键螺母324。直线活塞322的靠近旋转油缸330的一端可以安装花键螺母324。花键螺母324可以与花键轴335b配合，以使花键轴335b能通过花键螺母324带动直线活塞322做旋转运动。直线活塞322可以沿所花键轴335b的轴线相对于花键轴335b做直线运动。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：使得旋转油缸和往复直线液压缸彼此同时协作且能分别向解锁杆输出相应的旋转运动的动力和直线运动的动力。

优选地，伸缩液压缸400可以包括第一油口p1和/或第二油口p2。液压推动部件500可以包括第三油口p3和/或第四油口p4。旋转油缸330可以包括第五油口p5和/或第六油口p6。往复直线液压缸320可以包括第七油口p7和/或第八油口p8。第一油口p1进油且第二油口p2回油时伸缩液压缸400可以带动弹性卡具100朝远离轨道210的方向运动。第二油口p2进油且第一油口p1回油时伸缩液压缸400可以带动弹性卡具100朝靠近轨道210的方向运动。第三油口p3进油且第四油口p4出油时液压活塞杆520可以带动推动件530朝远离轨道210的方向运动。第四油口p4进油且第三油口p3回油时液压活塞杆520可以带动推动件530朝靠近轨道210的方向运动。第五油口p5进油且第六油口p6回油时螺杆轴335a可以带动花键轴335b旋转朝一个方向旋转。第六油口p6进油且第五油口p5回油时螺杆轴335a可以带动花键轴335b旋转朝另一个方向反向旋转。第七油口p7进油且第八油口p8回油时直线活塞322可以带动解锁杆310朝外直线伸出。第八油口p8进油且第七油口p7回油时直线活塞322可以带动解锁杆310朝内直线缩回。

根据一个优选实施方式，参见图1和5，运送工具200可以包括轨道210和/或走行部220。走行部220可以包括支撑架221和/或枢接在支撑架221上的至少四个移动轮222。轨道210的截面可以呈工字型。移动轮222可以包括轮体222a和/或沿轮体222a的径向凸出而高于轮体222a的轮缘222b。至少四个移动轮222可以以轨道210每侧分别枢接至少两个移动轮222的方式分别相对排布在轨道210的两侧。位于轨道210的两侧的移动轮222的轮体222a可以走行在轨道210的导轨面211上但轮缘222b位于导轨面211以外，以通过轮缘222b对轮体222a进行导向。优选地，两侧的移动轮222的轮缘222b的相向的表面之间的内测距比导轨面211的宽度大0.5～4mm，尤其优选1～2mm。由此，以提高对准精度。

根据一个优选实施方式，伸缩液压缸400可以连接在运送工具200下方。优选地，伸缩液压缸400可以是单级伸缩液压缸400或者多级伸缩液压缸400。优选地，比如，伸缩液压缸400可以是两级伸缩液压缸、三级伸缩液压缸或者四级伸缩液压缸。多级伸缩液压缸400的占地面积小，但可以获得很长的工作行程，伸出的距离足够将故障节流阀700放置在舱底。比如，多级伸缩液压缸400的结构相似，都是采用彼此嵌套的活塞杆。比如，以伸缩液压缸400为三级伸缩液压缸为例，伸缩液压缸400可以包括第一缸体440、第一活塞杆410、第二活塞杆420和第三活塞杆430中的至少一个。第一活塞杆410嵌套在第一缸体440内。第二活塞杆420嵌套在中空的第一活塞杆410内。第三活塞杆430嵌套在中空的第二活塞杆420内。

根据一个优选实施方式，伸缩液压缸400的一端通过第一方形连接销230连接于走行部220。伸缩液压缸400的另一端可以通过第二方向连接销450连接于液压推动部件500的一端。液压推动部件500可以包括第二缸体510、液压活塞杆520和/或推动件530。弹性卡具100的一端可以固接于第二缸体510。液压活塞杆520可以螺纹连接于推动件530。液压活塞杆520的至少一部分可以在弹性卡具100的至少两根卡爪110的中部相对弹性卡具100线性移动。方形连接销可以用于限制由其连接的两个部件之间的相对转动。

根据一个优选实施方式，参见图2、3和4，液压解锁部件300可以包括旋转油缸330和/或往复直线液压缸320。旋转油缸330可以包括后盖331、第三缸体332、轴承333、空心螺杆334和输出螺杆335中的至少一个。空心螺杆334的外螺纹和固定螺套336的内螺纹可以彼此配合形成螺旋副。空心螺杆334的内螺纹和输出螺杆335上的外螺纹可以彼此配合形成螺旋副。输出螺杆335的靠近解锁杆310的一端可以设为花键轴335b。后盖331可以抵靠固定螺套336以让固定螺套336被固定夹持在第三缸体332和后盖331之间。后盖331可以固接于弯管340的另一端。轴承333的内圈可以连接输出螺杆335的轴肩。轴承333的外圈可以连接第三缸体332的内壁。

根据一个优选实施方式，往复直线液压缸320可以包括第四缸体321、直线活塞322、前盖323、解锁杆310和花键螺母324中的至少一个。直线活塞322的一端可以安装花键螺母324。花键螺母324与输出螺杆335的花键轴335b配合可以形成花键副以使得输出螺杆335能向解锁杆310提供扭力且让解锁杆310能相对于输出螺杆335直线滑动。优选地，花键螺母324与输出螺杆335的花键轴335b配合形成的花键副可以是滚珠花键副。直线活塞322的另一端可以设有内螺纹孔。解锁杆310的一端可以设有外螺纹。解锁杆310的一端可以与直线活塞322的内螺纹孔端通过螺纹密接。前盖323可以用于支撑解锁杆310，同时密封第四缸体321。优选地，优选地，滚珠花键副既可以滑动又可以滚动。

根据一个优选实施方式，此处就液压解锁部件300的工作原理进行说明。首先，让解锁杆310产生旋转运动是由旋转油缸330实现的。比如，参见图4，第六油口p6进油，第五油口p5出油时，空心螺杆334在液压油的推动下有朝后盖331方向直线运动的趋势，由于空心螺杆334和固定螺杆通过螺旋副连接，而固定螺套336相对第三缸体332固定，在固定螺套336的作用下空心螺杆334产生旋转并将旋转运动通过螺旋副传递给输出螺杆335，使得输出螺杆335旋转并通过花键副传输给解锁杆310让解锁杆310朝一个方向旋转。同理，第五油口p5进油，第六油口p6出油时，解锁杆310会在旋转油缸330的带动下反向转动。让解锁杆310产生直线运动是由往复直线液压缸320实现的。比如，在第七油口p7进油，第八油口p8出油时，液压油推动直线活塞322朝远离后盖331的方向移动。同理，在第八油口p8进油，第七油口p7出油时，液压油推动直线活塞322朝靠近后盖331的方向移动。

根据一个优选实施方式，旋转油缸330单独在液压油差的作用下，实现输出螺杆335的旋转运动，并通过滚珠花键的滚动连接作用，带动解锁杆310完成旋转运动，从而实现解锁与拧紧的目标功能；往复直线液压缸320单独在液压油差的作用下，实现直线活塞322的往复直线运动，并且滚珠花键具有滑动连接作用，从而带动解锁杆310的往复直线运动，实现插入与拔出锁紧部件b的接口；旋转油缸330与往复直线液压缸320同时在液压油差的作用下，解锁杆310既做旋转运动，又做往复直线运动，即实现解锁杆310的非中心点的螺旋运动。

根据一个优选实施方式，本发明提供的装置，可以应用于海洋石油、天然气的开发系统中，主要用于水下生产系统深水功能舱狭窄空间里节流阀的更换过程。该装置可以沿轨道移动到指定的动作位置处，将故障的节流阀700从采油树上解锁取下，放置在存放处，并夹取完好的节流阀700重新安置在采油树原来位置，拧紧节流阀700，然后沿导轨移动到初始位置，等待下一次指令。该装置的设计中充分考虑了深水功能舱狭窄空间的前提要求，在弹性夹具和使用的部件的设计均尽可能地考虑到减少占用空间。该装置的弯管340处的浮动连接极大地提高了液压解锁部件300对接的精确性，液压推动部件500突破了常规下压使弹性卡具100从外部收缩的思维，而使用上拉来使弹性卡具100从内部收缩，内置弹性卡具100的设计节省了空间，组合液压缸的使用使液压解锁部件300的直线运动与旋转运动合为一体，既简化了复杂的复合连接，又极大地节省了空间。

如图1-8所示，本发明提供的装置可以包括：走行部220、伸缩液压缸400、液压推动部件500、弹性卡具100和液压解锁部件300中的至少一个。走行部220可以通过移动轮悬挂在呈工字型的轨道上，实现整个装置的空间移动。这个过程可以实现该装置定位到故障的节流阀700上方以及返回到初始位置。伸缩液压缸400的一端可以通过第一方形连接销悬垂在走行部220上。伸缩液压缸400的另一端可以通过第二方形连接销与液压推动部件500相连，使液压推动部件500悬垂在伸缩液压缸400的底端。随着伸缩液压缸400的伸缩移动，可以实现液压推动部件500以及液压解锁部件300的整体提升与下降，这个过程可以实现故障的节流阀700的下放与全新的节流阀700的提升过程。液压推动部件500的底端可以与弹性卡具100焊接相连。推动件530可以位于弹性卡具100内部。推动件530可以在液压力的作用下完成对弹性卡具100的挤压与放松，实现弹性卡具100的径向收缩与舒张，这个过程可以实现弹性卡具100径向收缩插入节流阀700内，然后舒张卡住节流阀700的卡槽。液压推动部件500的侧面可以通过弯管340与液压解锁部件300相连，然后通过组合液压缸的旋转和直线动作，驱动杆旋转和直线运动，这个过程实现了对故障节流阀700的解锁以及对全新节流阀700的拧紧功能，以上这些动作结合在一起，最终实现了对节流阀700的更换操作。液压解锁部件300可以包括组合液压缸。组合液压缸可以包括往复直线液压缸320和旋转油缸330。优选地，旋转油缸330可以是摆动油缸。进一步地，旋转油缸330可以是双螺旋摆动液压缸。优选地，在对故障节流阀700进行解锁的实施例中，具体的动作过程为：装置接收到更换节流阀700的指令后，由第一方形连接销连接的两侧走行部220通过四个移动轮222实现沿着轨道210的移动。随着走行部220的移动，整个装置沿着轨道210运行到指定的故障的节流阀700上方停止，此时由于液压解锁部件300的解锁杆310与故障的节流阀700的锁紧部件b处仍有一定的距离，且弹性卡具100上的外卡钩111与故障的节流阀700的开口边缘也有一定的距离，这两部分都不能接触到故障节流阀700，所以，伸缩液压缸400的第一油口开始进油，第二油口开始出油，在第一缸体内部会出现液压油差，且上腔压力大于下腔，第一缸体内的活塞杆伸出，经第二方形连接销与活塞杆连接的弹性卡具100与液压解锁部件300也随之下移，并到达合适位置。此时，伸缩液压缸400的活塞杆停止伸出，液压推动部件500开始工作，第四油口p4开始进油，第三油口p3开始出油，第二缸体内部出现液压油差，且下腔压力大于上腔，于是，液压活塞杆520在油压作用下上移，由于液压活塞杆520的底端与推动件530的内孔通过螺纹连接在一起，于是带动推动件530也随之上移，在推动件530上移过程中，推动件530与弹性卡具100内壁上的斜面凸起112会接触到一起，由于弹性卡具100处于正常时的外直径比节流阀700的开口边缘大，继续上移时就会使得弹性卡具100在内部环形推具62的挤压作用下发生径向收缩，此时，伸缩液压缸400又开始运作，使得其活塞杆继续下移，带动收缩的弹性卡具100插入故障节流阀700的开口边缘里，待整个外卡钩111完全进入节流阀700开口后，伸缩液压缸400停止运作，液压推动部件500反向进出油，使得下腔压力逐渐变小，推动件530开始下移，下移过程中推动件530与斜面凸起112的挤压效果得到舒缓，直至推动件530与斜面凸起112的接触面分离开，使得弹性卡具100舒张到原来形状，卡住全新节流阀700的开口边缘。优选地，推动件530可以是蝶形推盘。斜面凸起112沿推动件的周向布置，以使推动件530可以在移动过程中一次性抵靠所有斜面凸起112。优选地，在卡爪的另一端处于竖直朝下的状态时，斜面凸起112的用于与推动件接触的位置可以是处于水平的方向。推动件的用于与斜面凸起112接触的位置可以是处于水平的方向，例如，参见图6或8。又或者，优选地，在卡爪的另一端处于竖直朝下的状态时，斜面凸起112的用于与推动件接触的位置可以是处于倾斜的状态。斜面凸起112的相对远离卡爪110的部位的水平高度低于斜面凸起112的相对靠近卡爪110的部位的水平高度。由此，使得在卡爪的另一端处于竖直朝下的状态时，斜面凸起112的用于与推动件接触的位置可以是处于倾斜的状态，例如，参见图9或10。这样，可以更好地防止斜面凸起112从推动件上滑脱。

进一步的，在上述实施例动作的基础上，液压解锁部件300开始运作，该装置通过方形平台600的阶梯型槽610与阶梯型方形块341的浮动连接，确保了解锁杆310能精确地对准锁紧部件的接口，此时，通过弯管340与方形平台600焊接的组合液压缸开始运作。往复直线液压缸320的第七油口p7进油，第八油口p8回油，第四缸体内部产生液压油差，直线活塞322沿直线移动，由于解锁杆310与直线活塞322通过螺纹连接到一起，由此带动解锁杆310沿直线伸出，插入节流阀700的锁紧部件的接口内，此时的花键螺母324也起导向作用，花键副滚珠在沟槽内循环滚动；接下来，旋转油缸330的第五油口p5进油，第六油口p7出油，第三缸体内部产生液压油差，液压油推动空心螺杆334作旋转直线运动，空心螺杆334通过内螺旋副带动输出螺杆335旋转，输出螺杆335又带动花键轴335b旋转，花键轴335b通过负荷滚珠列带动花键螺母324旋转，进而带动解锁杆310作旋转运动，完成解锁节流阀700的操作。此时，走行部220开始运动，从采油树上移开故障的节流阀700。移开后，运送工具将故障的节流阀运送到指定的回收区域，并将其放置到指定的回收区域。优选地，本发明意图或者着重保护实现该发明的机械结构部分。

在本实施例的动作过程中，对第一方形连接销和第二方形连接销的形状及大小并无其它要求，只需保证其具有较好的连接强力，如钢杆等，与之对应的。

根据一个优选实施方式，进一步的，在上述实施例动作的基础上，走行部220沿轨道210空间移动，带动装置移动到备用的节流阀700的上方悬停，液压推动部件500开始运作，使得弹性卡具100在内部推动件不断提升时产生的挤压作用下发生径向收缩，弹性卡具100的外直径收缩到小于节流阀700开口边缘时，伸缩液压缸400开始运作，让待整个外卡钩111完全进入节流阀700开口边缘后，伸缩液压缸400停止运作，液压推动部件500反向进出油，使得下腔压力逐渐变小，推动件530开始下移，下移过程中推动件530与斜面凸起112的挤压效果得到舒缓，直至推动件530与斜面凸起112的接触面分离开，使得弹性卡具100舒张到原来形状，卡住备用的节流阀700的卡槽。此时，伸缩液压缸400开始运作，进出油反向，带动全新节流阀700提升到相应的高度，此时，伸缩液压缸400停止运作，走行部220开始沿轨道210滚动，带动装置移动到采油树上方指定安装位置悬停，至此完成对全新节流阀700的提升动作。

根据一个优选实施方式，在上述实施例动作的基础上，完成对全新节流阀700的安装动作。伸缩液压缸400动作让弹性卡具100与液压解锁部件300随之下移，并到达合适位置，此时，伸缩液压缸400停止伸缩，液压推动部件500开始工作，让推动件在液压活塞杆520的带动下上移，在推动件上移过程中，推动件530与弹性卡具100内壁上的斜面凸起112会接触到一起，由于弹性卡具100处于正常时的外直径比节流阀700的开口边缘大，继续上移时就会使得弹性卡具100在内部推动件的挤压作用下发生径向收缩，此时，伸缩液压缸400开始运作，使得弹性卡具继续下移带动备用的节流阀700运动到安装位置，液压解锁部件300开始运作，完成拧紧备用的节流阀700的锁紧部件的操作。此时，往复直线液压缸320开始运作，进出油反向，在液压力的作用下，直线活塞322直线回退，在螺纹连接的作用下带动解锁杆310直线移动，直至退出全新节流阀700的锁紧部件的接口。

进一步的，液压推动部件500开始运作，使得弹性卡具100在内部推动件不断提升时产生的挤压作用下发生径向收缩，当弹性卡具100的外直径收缩到小于备用的节流阀700开口边缘时，伸缩液压缸400开始运作，从而带动收缩的弹性卡具100退出节流阀700的开口边缘。在装置完成对故障节流阀700的更换操作后，走行部220会沿着轨道210滚动，带动整个装置返回到初始位置，等待下一次更换指令到来。由于采用了伸缩液压缸400，内置推动件以及组合液压缸，该装置极大地节省了空间，完全适合在深水功能舱狭窄空间里对故障节流阀700的更换操作，且装置可以沿着轨道210移动到狭窄空间里的任一位置，完成对不同位置、不同方向的故障节流阀700的更换操作。

根据一个优选实施方式，参见图9、10、11和12，推动件530上可以设有至少两个防脱槽531。防脱槽531的数量可以与卡爪110的数量相同。防脱槽531和斜面凸起112可以在空间位置上彼此对应以使推动件530的一部分抵靠在斜面凸起112上时斜面凸起112的一部分落入防脱槽531内。防脱槽531的开槽宽度可以大于斜面凸起112的宽度，以使在推动件530刚进入到防脱槽531内时，斜面凸起112不与防脱槽的侧壁相接触。防脱槽531的开槽方向可以与斜面凸起112的延伸方向具有夹角。该夹角可以使得推动件朝斜面凸起112方向运动让至少两根卡爪110的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态时斜面凸起112会抵靠在防脱槽531的单个侧壁上而为推动件提供扭矩。该扭矩的方向可以与推动件被拧紧或者说拧紧的方向一致。由此，防止推动件的螺纹连接出现松动。优选地，推动件530上设有用于通过拧紧工具拧紧推动件的拧紧接口532。拧紧接口532可以是十字形、内六角形、三角形、外六角形中一个。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：本发明采用防脱槽531的设计，让斜面凸起在每次运动到让至少两根卡爪110的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态时去抵靠单个侧壁提供防脱的扭矩，从而避免螺纹连接的推动件长期反复受到向下的力而逐渐松动的问题，且本发明的斜面凸起在一开始是不接触单个侧壁的，仅在相对运动到至少两根卡爪110的另一端能形成彼此相对收拢的第一状态时才去接触单个侧壁，从而避免了给液压活塞杆500施加过大的扭矩而导致其损坏。

根据一个优选实施方式，参见图10，斜面凸起112与卡爪110的本体可以成夹角设置以使斜面凸起112的自由端偏向推动件530方向。在推动件530抵靠在斜面凸起112上时推动件530的防脱槽531在卡爪形变的过程中可以始终为与卡爪110的本体成夹角设置的斜面凸起112提供指向至少两根卡爪110的中部的分力。由此，以防止斜面凸起112从推动件530上滑脱。

根据一个优选实施方式，参见图10，防脱槽531的底部可以倾斜设置，使得防脱槽531底部的相对靠近推动件530的中心的部位低于相对靠近推动件530的边缘的部位。从而在推动件530与斜面凸起112彼此抵靠之时，让防脱槽531与斜面凸起112彼此相钩。由此，进一步以防止斜面凸起112从推动件530上滑脱。

实施例2

本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

本实施例还公开了一种用于深水功能舱狭窄空间内的节流阀更换方法，或者说一种节流阀更换方法，或者说一种深水功能舱内的节流阀更换方法，或者说一种节流阀安装及回收方法，或者说一种用于更换节流阀的方法，这几种名称可以彼此等同替换，在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。该方法可以由本发明的系统和/或其他可替代的零部件实现。比如，通过使用本发明的系统中的各个零部件实现本发明的方法。

根据一个优选实施方式，该方法可以使用本发明的装置更换相应的节流阀。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。