一种基于水下流量计的卡爪式抱合对接机构的制作方法

本发明涉及水下作业生产的测量设备领域，具体涉及一种基于水下流量计的卡爪式抱合对接机构。

背景技术：

多相流量计是一种多相流在线实时测量的设备，其能够获得混合流体中各单相的流量。在油气生产中，多相流量计无需对油气井产物进行分离就能进行在线实时测量，采集的数据为连续的油、气井产出数据，可以作为油藏管理和生产优化的依据，因而应用广泛。

常规地面多相流量计用于海洋油田开发时，通常安装在油田平台。但对于小产量井或边远井，建设平台使得开发成本升高。专利文献cn206618451u公开了一种可直接在水下使用的放射源水下多相流量计。但对于水下油气井，水下多相流量计的安装和回收作业存在一定的难度，现有的水下多相流量计一般通过水下机器人rov安装在水底管路接头上，流量计和水下管路的连接和拆卸过程较为复杂，操作难度较大；此外，在紧急情况下，放射源流量计不能快速解除与水底管路接头的连接关系。因此，需要对水下多相流量计的安装、拆卸，快速解除连接等问题进行综合考虑。

技术实现要素：

为解决实现放射源流量计与水底管路接头对接后的牢固连接同时方便解安装的技术问题，本发明提供一种基于水下流量计的卡爪式抱合对接机构，具有易安装、易解除的特点。

技术方案如下：

一种基于水下流量计的卡爪式抱合对接机构，其关键在于，包括流量计模块，该流量计模块连接有流道接头，所述流量计模块内设有计量流道，所述流道接头内分别设有圆形的进液道和圆环形的出液道，所述进液道和出液道同轴设置，所述出液道围绕所述进液道设置，所述进液道的进液端和所述出液道的出液端均背向所述流量计模块设置；

在所述流道接头的外壁上围绕所述出液道的出液端设置有安装卡爪，该安装卡爪包括至少两个卡指，所有所述卡指依次环向排布形成所述安装卡爪；

所述卡指的尾部可转动地与所述流道接头相连，所述卡指的头部背向所述流量计模块延伸，所述流道接头外套设有卡爪操控环，该卡爪操控环轴向滑套在所述流道接头上，该卡爪操控环从外侧抱合并抵靠所有所述卡指，该卡爪操控环沿着所述流道接头轴向滑动以拨动每个所述卡指转动，从而使所述卡指的头部径向张开或合拢。

采用以上设计，其优点在于当流道接头与被测量的管道对接后，卡爪操控环使安装卡爪合拢时，安装卡爪抱持在管道上，有利于流量计模块与管道之间的牢固对接，卡爪操控环使安装卡爪打开时，流量计模块易于脱离。

作为优选技术方案，上述卡爪操控环连接有滑动驱动机构，该滑动驱动机构包括外壳和驱动杆；

所述外壳罩设在所述流量计模块外，该外壳与所述卡爪操控环固定连接，该外壳上设有所述驱动杆，该驱动杆可自转地与所述外壳相连；

所述流量计模块上设有驱动螺孔，该驱动螺孔与所述进液道相平行，所述驱动杆的一端伸出所述外壳，所述驱动杆的另一端伸入所述驱动螺孔内，所述驱动杆与所述驱动螺孔螺纹配合。

采用以上设计，其优点在于方便通过驱动杆的转动带动外壳移动，从而驱动卡爪操控环滑动，该驱动结构简单，便于操作，且外壳还对流量计模块起保护作用。

作为优选技术方案，上述卡爪操控环包括滑动环、拨动指和拨动指台；

所述滑动环套设在所述流道接头外，该滑动环靠近所述安装卡爪的一端环向设有多个所述拨动指，所述拨动指与所述卡指一一对应，所述拨动指的根部分别与所述滑动环固定连接，所述拨动指的根部设有减强缺口，所述拨动指的自由端背向所述流量计模块延伸，在每个所述拨动指的自由端分别设有所述拨动指台，所述拨动指台径向内凸，所述拨动指台贴靠对应的所述卡指的外侧面。

采用以上设计，其优点在于设置多个拨动指，使得卡爪操控环与卡指的接触部分不是一个刚性环体，从而降低安装卡爪开合过程中出现卡死的可能，设计减强缺口进一步增加了拨动指的弹性，保证了卡爪操控环与安装卡爪配合的可靠性。

作为优选技术方案，上述卡指的外侧面固定设有拨动凸块，所述拨动凸块靠近所述卡指的尾端，所述拨动凸块位于对应的所述滑动环和拨动指台之间，所述拨动指台同时还与对应的所述拨动凸块接触并抵靠；

所述卡爪操控环沿着所述流道接头轴向前后滑动时，所述拨动指台顶推所述卡指的外侧面或所述拨动凸块，以拨动所述卡指转动。

采用以上设计，其优点在于设置拨动凸块能防止卡指的尾部脱出卡爪操控环，且使得卡爪操控环在较小的距离内滑动即可实现安装卡爪的开合。

作为优选技术方案，上述卡指的头部延伸超出所述出液道的出液端而悬空，在所述卡指的头部内侧设置有卡指防脱台。

采用以上设计，其优点在于进一步防止流量计模块与待测管道对接安装后发生脱落。

作为优选技术方案，在所述流道接头上围绕所述出液道设有环形的卡指尾端限位槽，该卡指尾端限位槽位于所述安装卡爪和所述流量计模块之间，该卡指尾端限位槽的开口朝向所述安装卡爪，所述卡指的尾端位于所述卡指尾端限位槽内；

所述流道接头上围绕所述出液道设有径向外凸的环形卡肩，该环形卡肩位于所述卡指尾端限位槽的开口处，所述卡指的尾端内侧还固设有卡指内挂凸台，该卡指内挂凸台位于所述卡指尾端限位槽的槽底和所述环形卡肩之间，所述卡指内挂凸台与所述环形卡肩接触并抵靠。

采用以上设计，其优点在于卡指内挂凸台与环形卡肩之间的配合将卡指尾端限位在卡指尾端限位槽内，卡指尾端限位槽的空间又允许卡指尾端的转动，使得卡指不与流道接头直接相连即可实现卡指的安装和转动，易于装配。

作为优选技术方案，在所述卡指尾端限位槽的内层槽壁上围绕所述出液道还开设有一圈转动件插槽，该转动件插槽靠近所述环形卡肩，所述卡指内挂凸台上设有内凸的转动支足，该转动支足伸入所述转动件插槽内。

采用以上设计，其优点在于为卡指的转动提供另一个支点，起到限位和提高卡指转动稳定性的作用。

作为优选技术方案，环向任意相邻的两个所述卡指之间均设有让位间隙，该让位间隙内放置有分隔块，该分隔块与其两侧的任一个所述卡指固定连接。

采用以上设计，其优点在于设置让位间隙便于卡指的安装并提供一定的环向移动冗余，设置分隔块可避免卡指的局部密排拥挤而某个让位间隙过大的问题，转动过程中所有卡指疏密适宜，保持稳定。

作为优选技术方案，上述流量计模块包括流量计本体和流道转向座，所述流量计本体内设有所述计量流道，所述流量计本体的入口端与所述流道接头连接，所述流量计本体的出口端设有所述流道转向座；

所述流道转向座和所述流道接头之间连接有回流管，该回流管的一端与所述计量流道的出口接通，该回流管的另一端与所述出液道的进口连通。

采用以上设计，其优点在于通过回流管实现了流体在流量计模块内换向回流到流道接头，流道接头与管道对接后，二者之间形成封闭体系。

作为优选技术方案，上述流道接头包括接头座，该接头座上设有孔径依次增大的三级阶梯通孔，其中的小径孔朝向所述流量计本体并与所述计量流道对接连通，中径孔内固定插设有进液管，该进液管的管腔形成所述进液道，该进液道与所述小径孔对接并连通，所述进液管延伸进入所述三级阶梯通孔中的大径孔内，该进液管的外管壁与所述大径孔的孔壁之间形成所述出液道，所述大径孔的孔壁上贯穿有排液过孔，该排液过孔形成所述出液道的进口，该排液过孔将所述回流管与所述大径孔连通。

采用以上设计，其优点在于进液道和出液道集成到一起，结构设计简洁紧凑。

有益效果：采用本发明的有益效果是，流道接头与被测量的管道对接后，通过滑动卡爪操控环使安装卡爪合拢抱持在管道上，或使安装卡爪打开，方便流量计模块与管道之间的牢固对接和快速拆卸。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的a-a剖视图；

图3为图2中m部放大图；

图4为图3中h部放大图；

图5为卡爪操控环的结构示意图；

图6为图5的b-b剖视图；

图7为第一个视角下的卡指结构示意图；

图8为第二个视角下的卡指结构示意图；

图9为第三个视角下的卡指结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1～3所示，一种基于水下流量计的卡爪式抱合对接机构，包括流量计模块，该流量计模块连接有流道接头a2，所述流量计模块内设有计量流道，所述流道接头a2内分别设有圆形的进液道x和圆环形的出液道y，所述进液道x和出液道y同轴设置，所述出液道y围绕所述进液道x设置，所述进液道x的进液端和所述出液道y的出液端均背向所述流量计模块设置。

所述流量计模块包括流量计本体a1和流道转向座a3，所述流量计本体a1内设有所述计量流道，所述流量计本体a1的入口端与所述流道接头a2连接，所述流量计本体a1的出口端设有所述流道转向座a3，所述流道转向座a3和所述流道接头a2之间连接有回流管，该回流管的一端与所述计量流道的出口接通，该回流管的另一端与所述出液道y的进口连通。

所述流道接头a2包括接头座a21，该接头座a21上设有孔径依次增大的三级阶梯通孔，其中的小径孔朝向所述流量计本体a1并与所述计量流道对接连通，中径孔内固定插设有进液管a24，该进液管a24的管腔形成所述进液道x，该进液道x与所述小径孔对接并连通，所述进液管a24延伸进入所述三级阶梯通孔中的大径孔内，该进液管a24的外管壁与所述大径孔的孔壁之间形成所述出液道y，所述大径孔的孔壁上贯穿有排液过孔a25，该排液过孔a25形成所述出液道y的进口，该排液过孔a25将所述回流管与所述大径孔连通。

如图3，所述流道接头a2的自由端用于与待测量的管道对接。所述出液道y的出口内侧还设有两级吻合台阶，在外端的内孔较大的吻合台阶处设有密封圈a27，所述出液道y的出液端端面上还环向设有吻合凸台a26。

在所述流道接头a2的外壁上围绕所述出液道y的出液端设置有安装卡爪a4，该安装卡爪a4包括至少两个卡指a41，所有所述卡指a41依次环向排布形成所述安装卡爪a4。

请参见图2和3，所述卡指a41的尾部可转动地与所述流道接头a2相连，所述卡指a41的头部背向所述流量计模块延伸，所述流道接头a2外套设有卡爪操控环a5，该卡爪操控环a5轴向滑套在所述流道接头a2上，该卡爪操控环a5从外侧抱合并抵靠所有所述卡指a41，该卡爪操控环a5沿着所述流道接头a2轴向滑动以拨动每个所述卡指a41转动，从而使所述卡指a41的头部径向张开或合拢。

所述卡爪操控环a5连接有滑动驱动机构，该滑动驱动机构包括外壳a0和驱动杆a6。所述外壳a0罩设在所述流量计模块外，该外壳a0与所述卡爪操控环a5固定连接，该外壳a0上设有所述驱动杆a6，该驱动杆a6可自转地与所述外壳a0相连。

所述流道转向座a3上设有驱动螺孔a31，该驱动螺孔a31与所述进液道x相平行，所述驱动杆a6的一端伸出所述外壳a0，所述驱动杆a6的另一端伸入所述驱动螺孔a31内，所述驱动杆a6与所述驱动螺孔a31螺纹配合。

如图5和6所示，所述卡爪操控环a5包括滑动环a53、拨动指a52和拨动指台a51。所述滑动环a53套设在所述流道接头a2外，该滑动环a53靠近所述安装卡爪a4的一端环向设有多个所述拨动指a52，所述拨动指a52与所述卡指a41一一对应，所述拨动指a52的根部分别与所述滑动环a53固定连接，所述拨动指a52的根部设有减强缺口，所述拨动指a52的自由端背向所述流量计模块延伸，在每个所述拨动指a52的自由端分别设有所述拨动指台a51，所述拨动指台a51径向内凸，所述拨动指台a51贴靠对应的所述卡指a41的外侧面。所述拨动指a52还呈向外凸出的弯曲状，且拨动指台a51径向内凸，这样拨动指a52的内侧空间能够避让a412，不影响卡指a41的转动。

如图4、7～9所示，所述卡指a41的外侧面固定设有拨动凸块a412，所述拨动凸块a412靠近所述卡指a41的尾端，所述拨动凸块a412位于对应的所述滑动环a53和拨动指台a51之间，所述拨动指台a51同时还与对应的所述拨动凸块a412接触并抵靠。具体来说，所述拨动指台a51顶推所述卡指a41的外侧面使其前端向内翻转，此时所述安装卡爪a4合拢；所述卡爪操控环a5向所述卡指a41的尾端滑动时，所述拨动指台a51顶推所述拨动斜面使所述卡指a41的前端向外翻转，所述安装卡爪a4环向张开。

所述卡爪操控环a5沿着所述流道接头a2轴向前后滑动时，所述拨动指台a51顶推所述卡指a41的外侧面或所述拨动凸块a412，以拨动所述卡指a41转动。

所述卡指a41的头部延伸超出所述出液道y的出液端而悬空，在所述卡指a41的头部内侧设置有卡指防脱台a411。所述安装卡爪a4合拢时，所有所述卡指防脱台a411形成环形的卡爪防脱台。

在所述流道接头a2上围绕所述出液道y设有环形的卡指尾端限位槽a22，该卡指尾端限位槽a22位于所述安装卡爪a4和所述流量计模块之间，该卡指尾端限位槽a22的开口朝向所述安装卡爪a4，所述卡指a41的尾端位于所述卡指尾端限位槽a22内。

所述流道接头a2上围绕所述出液道y设有径向外凸的环形卡肩a211，该环形卡肩a211位于所述卡指尾端限位槽a22的开口处，所述卡指a41的尾端内侧还固设有卡指内挂凸台a413，该卡指内挂凸台a413位于所述卡指尾端限位槽a22的槽底和所述环形卡肩a211之间，所述卡指内挂凸台a413与所述环形卡肩a211接触并抵靠。

在所述卡指尾端限位槽a22的内层槽壁上围绕所述出液道y还开设有一圈转动件插槽a23，该转动件插槽a23靠近所述环形卡肩a211，所述卡指内挂凸台a413上设有内凸的转动支足a414，该转动支足a414伸入所述转动件插槽a23内。环向任意相邻的两个所述卡指a41之间均设有让位间隙，该让位间隙内放置有分隔块a42，如图9所示，该分隔块a42与其两侧的任一个所述卡指a41固定连接。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。