用于水下油气钻采设备的二次锁紧装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋石油天然气钻采装备技术领域，涉及一种用于水下油气钻采设备的二次锁紧装置。
【背景技术】
[0002]海洋水下油气钻采设备主要包含水下采油树、水下井口、油管/套管悬挂器、集输管汇、隔水管、防喷器及各类液压连接器等，是海洋油气勘探、开发的重要工具。由于深海环境工况恶劣，设备需要承受多重腐蚀和作用力，且设备操作需要间接通过水下机器人(ROV)完成，因而开发成本高、设备失效风险大，要求钻采设备具有高可靠性和稳定性。特别是用于锁定连接的带有驱动活塞或机械驱动套的设备，如液压连接器、油管悬挂器等，要求在其锁紧工作状态设置合适的二次锁紧装置，以防因液压失效或外力作用发生设备意外解锁脱离，造成生产安全事故。
[0003]水下油气钻采设备中常用的二次锁紧装置结构包括弹簧+剪切销结构、机械自锁型面结构等，但这些结构都存在一些局限或缺点，如弹簧+剪切销结构需要每次锁紧/解锁操作后都更换剪切销，不适用于水下集中作业的多井油气田；机械自锁型面结构虽然结构简单，但受表面加工精度、装配精度等因素影响大，易造成锁紧失效。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种用于水下油气钻采设备的二次锁紧装置，解决了现有二次锁紧装置重复使用不便、效率低下，以及对加工装配精度要求高的问题。
[0005]本发明所采用的技术方案是，一种用于水下油气钻采设备的二次锁紧装置，包括设备主体，设备主体上表面与锁紧帽的法兰固定连接，在锁紧帽的轴心设置有空腔Π，空腔Π通过锁紧帽中的泄压孔与外界连通，在空腔Π中设置有锁紧块；
[0006]锁紧帽向上与液压缸的缸体螺纹连接，液压缸的缸体底盖沿轴向设置有一个液压孔I，液压缸的缸体内腔中设置有锁紧活塞，锁紧活塞与缸体底盖之间的空间称为锁紧液压腔，锁紧活塞与锁紧帽之间的空间称为空腔I;锁紧活塞的上部凸台伸出液压缸的缸体底盖轴心孔；
[0007]设备主体朝向锁紧帽设置有台阶孔，该台阶孔中设置有弹簧，弹簧上端通过垫片与锁紧块顶接；
[0008]设备主体下表面与外接设备的端盖固定连接，设备主体朝向端盖设置有主孔，该主孔中设置有主活塞，主活塞下部的空间称为主液压腔I，主活塞上部的空间称为主液压腔π，主液压腔π通过设备主体中的液压孔m对外连通，液压腔I通过端盖中的液压孔π对外连通；
[0009]沿锁紧活塞、锁紧块、垫片、弹簧及设备主体的中心通径共同穿有顶杆，顶杆的下端与主活塞螺纹连接。
[0010]本发明的用于水下油气钻采设备的二次锁紧装置，其特征或在于:
[0011]空腔Π为圆锥形结构，上窄下宽。
[0012]锁紧块呈分瓣式沿圆周分布于顶杆的周围，每个锁紧块的内圆表面设置有多组棘齿O
[0013]锁紧活塞与液压缸的缸体内壁之间设置有密封I，顶杆与设备主体的接触面设置有密封π，主活塞与液压腔I内壁之间设置有密封m，设备主体下表面与端盖上表面之间设置有密封IV，锁紧活塞的上部凸台与液压缸的缸体底盖之间设置有密封V。
[0014]本发明的有益效果是，包括以下几个方面:
[0015]I)该二次锁紧装置主要用于水下油气钻采设备中带有驱动活塞或机械驱动套的锁定连接设备，如液压连接器、油管悬挂器等。通过设置该装置，可为水下设备安全提供双重保障，有效防止水下设备因液压失效或外力作用发生意外解锁脱离，造成生产安全事故，满足水下油气钻采设备的高可靠性和稳定性要求。
[0016]2)该二次锁紧装置可随着主活塞受力增大而自增强，且当锁紧活塞的控制液压失效后，仍能保证锁紧作用，是一种失效安全型设计结构。
[0017]3)该二次锁紧装置结构紧凑、液压操作、可反复使用，采用失效安全型设计和自增强结构，可有效保证水下油气钻采设备驱动组件的位置锁定，满足设备性能的高可靠性要求。
【附图说明】
[0018]图1为本发明二次锁紧装置在解锁状态的剖视图；
[0019]图2为本发明二次锁紧装置在锁紧状态的剖视图；
[0020]图3为图1中的A-A截面示意图；
[0021]图4为本发明二次锁紧装置在锁紧状态下的锁紧块棘齿放大图。
[0022]图中，1.顶杆;2.液压孔I； 3.液压缸;4.密封I; 5.锁紧帽；6.螺栓;7.设备主体;8.密封Π ; 9.密封m ; 10.密封IV; 11.端盖；12.液压孔Π ; 13.主液压腔I ； 14.主活塞；15.液压孔m ; 16.弹簧;17.泄压孔;18.垫片；19.锁紧块;20.锁紧活塞;21.锁紧液压腔;22.密封V ;
23.主液压腔Π ;24.空腔I;25.空腔Π ;26.棘齿。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0024]参照图1、图2，本发明的结构是，包括设备主体7，设备主体7上表面与锁紧帽5的法兰通过多个螺栓6固定连接，在锁紧帽5的轴心设置有空腔Π 25，空腔Π25为圆锥形结构，上窄下宽，空腔Π25通过锁紧帽5中的泄压孔17与外界连通，在空腔Π25中设置有锁紧块19;
[0025]锁紧帽5向上与液压缸3的缸体螺纹连接，液压缸3的缸体底盖沿轴向设置有一个液压孔12，液压缸3的缸体内腔中设置有锁紧活塞20，锁紧活塞20与缸体底盖之间的空间称为锁紧液压腔21，锁紧活塞20与锁紧帽5之间的空间称为空腔124;锁紧活塞20的上部凸台伸出液压缸3的缸体底盖轴心孔，锁紧活塞20与液压缸3的缸体内壁之间设置有密封14，锁紧活塞20的上部凸台与液压缸3的缸体底盖之间设置有密封V 22;
[0026]设备主体7朝向锁紧帽5设置有台阶孔，该台阶孔中设置有弹簧16，弹簧16上端通过垫片18与锁紧块19顶接，弹簧16起到对锁紧块19的支撑作用；
[0027]设备主体7下表面与外接设备的端盖11固定连接，设备主体7朝向端盖11设置有主孔，该主孔中设置有主活塞14，主活塞14下部的空间称为主液压腔113，主活塞14上部的空间称为主液压腔Π 23，主液压腔Π 23通过设备主体7中的液压孔ΙΠ15对外连通，液压腔113通过端盖11中的液压孔Π 12对外连通，主活塞14与液压腔113内壁之间设置有密封ΙΠ9，设备主体7下表面与端盖11上表面之间设置有密封IV10;
[0028]沿锁紧活塞20、锁紧块19、垫片18、弹簧16及设备主体7的中心通径共同穿有顶杆I，顶杆I的下端与主活塞14螺纹连接，顶杆I与设备主体7的接触面设置有密封Π8;
[0029]参照图3、图4，锁紧块19呈分瓣式沿圆周分布于顶杆I的周围，每个锁紧块19的内圆表面设置有多组棘齿26。
[0030]上述的液压孔包括液压孔12、液压孔Π 12、液压孔ΙΠ15和泄压孔17;腔体包括主液压腔113、锁紧液压腔21、主液压腔Π 23、空腔124、空腔Π 25;密封件包括密封14、密封Π 8、密封ΙΠ9、密封IV10、密封V22。
[0031 ] 密封V22和密封14将锁紧液压腔21封闭，液压油通过液压孔12注入，以推动锁紧