一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具

技术领域

本发明涉及海洋石油工程技术领域，具体而言，特别涉及一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具。

背景技术

石油作为一种不可再生资源，随着不断地消耗，陆地上有限的石油资源已不能满足人类日益增长的需求。因此海洋油气资源的勘探开发已经成为世界各工业国关注的重点和焦点。我国海洋油气开发能力经过几十年的努力虽然有了质的飞跃，但与发达国家相比，海洋油气的勘查与开采能力相对不足。目前，我国近海原油探明率不足20％，天然气探明率不足10％，且70％的油气储量位于深水海域。我国渤海、东海、南海北部三大石油勘探区，石油资源勘探正式进入起步期，海洋油气资源的勘探开发主要采用水下生产系统，水下生产系统主要包括：水下井口、水下采油树、连接器、跨接管、管汇、海底管线和立管等部分。

其中连接器承担着将跨接管与水下采油树、管汇、海底管线终端等设施连接的任务，密封是连接器最为关键的核心技术。通常连接器的服役时长大概为 15至30年不等，在连接器服役期间，设备内部可能存在的长期腐蚀，以及各中原因导致跨界管重新解锁和安装过程带来的密封圈损伤，都可能导致密封圈失效，从而需要更换密封圈。但是若将连接器和跨接管拆卸运回船上或陆地进行密封圈更换，将极大的增加工程成本。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此，本发明需要提供一种可在水下由远程遥控机器人利用更换工具提供动力源方便快捷的对连接器密封圈进行安装或拆卸，有效避免将连接器回收至安装船舶或陆地进行更换的过程，降低工程成本，节约施工时间和油气田停产时间，有效保证工程安全，提高工程质量的应用于卧式连接器的密封圈更换工具。

本发明提供一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具，包括：工具架、定位扣板、密封圈卡环以及用于安装或拆卸所述密封圈的顶头，所述工具架包括工具架本体和固定连接组件，所述固定连接组件的侧端与所述工具架本体连接，所述固定连接组件的下端与所述连接器相匹配连接；所述定位扣板可拆卸的连接于所述工具架本体上；所述密封圈卡环固定连接在所述定位扣板上，所述密封圈卡环外壁上设有三组定位块组；所述顶头的个数为多个，并均匀布设于每两组的所述定位块组之间。

根据本发明的一个实施例，所述工具架本体上设有倒U型把手，所述倒U 型把手通过多个连接杆与所述固定连接组件连接。

根据本发明的一个实施例，所述固定连接组件包括横板和导向条形板，所述横板个数为两根且上下并排设置，所述导向条形板个数为两根并对称设置于所述横板的两端，其中所述导向条形板通过多个支撑圈与所述横板可拆卸连接。

根据本发明的一个实施例，所述导向条形板上设有卡块，所述卡块可拆卸连接在所述导向条形板上背向所述定位扣板的侧壁中段位置处。

根据本发明的一个实施例，所述导向条形板的底端设有倒角。

根据本发明的一个实施例，所述顶头的个数为三个，且均匀分布于所述密封圈卡环上。

根据本发明的一个实施例，所述顶头通过螺栓与所述密封圈卡环可拆卸连接，所述顶头为四十五度顶头或梯形顶头，其中所述顶头为四十五度顶头时，用于所述密封圈和所述密封圈卡环之间的拆卸；所述顶头为梯形顶头时，用于所述密封圈和所述密封圈卡环之间的安装。

根据本发明的一个实施例，每组所述定位块组中均包括三个均匀间隔开设置的定位块，所述定位块焊接固定于所述密封圈卡环上。

根据本发明的一个实施例，所述倒U型把手上的所述连接杆的个数为四根，该四根所述连接杆呈矩阵对称设在两根所述横板上，并通过螺栓与所述横板可拆卸连接。

本发明的应用于卧式连接器的密封圈更换工具，通过更换顶头的类型，借助辅助拉近工具提供的动力源，实现对密封圈的拆卸和安装，其中从连接器拆卸密封圈时使用四十五度顶头，向连接器安装密封圈时使用梯形顶头，同时，本发明的更换工具可在水下由远程遥控机器人利用更换工具方便快捷的将密封圈进行安装或拆卸，从而避免了将连接器回收至安装船舶或陆地上进行更换的过程，另一方面，该密封圈更换工具采用的是纯机械结构，操作使用更加安全可靠，有效降低工程成本，节约施工时间和油气田停产停工时间，保证工程安全，大大提高了工程质量。

附图说明

图1是根据本发明的一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具的立体图。

图2是根据本发明的一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具的分解结构示意图。

图3是根据本发明的一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具中密封圈安装过程示意图。

图4是根据本发明的一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具中密封圈拆卸过程示意图。

图5是根据本发明的一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具中两种顶头的剖视图。

图6是根据本发明的一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具的下放过程安装示意图。

附图标记：1-密封圈；2-顶头；3-定位块；4-密封圈卡环；5-倒U型把手； 6-定位扣板；7-连接杆；8-倒角；9-工具架本体；10-导向条形板；11-横板；12-支撑圈；13-卡块；16-下法兰；17-上法兰；18-定位销。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图6所示，一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具，包括：工具架、定位扣板6、密封圈卡环4以及用于安装或拆卸密封圈1的顶头2，工具架包括工具架本体9和固定连接组件，固定连接组件的侧端与工具架本体9 连接，固定连接组件的下端与连接器相匹配连接；定位扣板6可拆卸的连接于工具架本体上；密封圈卡环4固定连接在定位扣板6上，密封圈卡环4外壁上设有三组定位块组；顶头2的个数为多个，并均匀布设于每两组的定位块组之间。

本发明的应用于卧式连接器的密封圈更换工具，通过更换顶头2的类型，借助辅助拉近工具提供的动力源，实现对密封圈1的拆卸和安装，其中从连接器拆卸密封圈时使用四十五度顶头21，向连接器安装密封圈时使用梯形顶头 22，同时，本发明的更换工具可在水下由远程遥控机器人利用更换工具方便快捷的将密封圈1进行安装或拆卸，从而避免了将连接器回收至陆地上进行更换的过程，另一方面，该密封圈更换工具采用的是纯机械结构，操作使用更加安全可靠，有效降低工程成本，节约停工时间，保证工程安全，大大提高了工程质量。

如图1、图2和图6所示，工具架本体9上设有用于密封圈更换工具吊装使用的倒U型把手5，倒U型把手5通过多个连接杆7与固定连接组件连接，在具体结构设计中，考虑到该更换工具工作时的动态重心稳定性，将倒U型把手5设置在工具架本体9和固定连接组件之间，从而使得该更换工具的整个下放、密封圈1的安装和拆卸过程更加平稳的进行，适合水下作业。

如图1至图6所示，固定连接组件包括横板11和导向条形板10，横板11 个数为两根且上下并排设置，导向条形板10个数为两根并对称设置于横板11 的两端，其中导向条形板10通过多个支撑圈12与横板11可拆卸连接，需要理解的是，通过更换不同长的支撑圈12可达到导向条形板10与横板11之间相对间距的调整。

如图1、图2和图6所示，导向条形板10上设有卡块13，卡块13可拆卸连接在导向条形板10上背向定位扣板6的侧壁中段位置处，该卡块13可填满机架导向槽的间隙，防止密封圈更换工具工作时晃动，需要理解的是，卡块 13通过螺栓与导向条形板10螺纹连接。

如图1、图2和图6所示，导向条形板10的底端设有倒角8，该倒角8可与机架上的导向斜板配合，为密封圈更换工具的下放提供导向。

如图1和图2所示，顶头2的个数为三个，且均匀分布于密封圈卡环4上，其中顶头2通过螺栓与密封圈卡环4可拆卸连接，在具体结构设计中，顶头2 为四十五度顶头21或梯形顶头22，其中顶头2为四十五度顶头21时，用于密封圈1和密封圈卡环4之间的安装，需要理解的是，四十五度顶头21的头部外侧呈四十五度锥面，可顶起连接器固定密封圈的定位销18，四十五度顶头21的内侧呈二十度锥面，与密封圈1接触后产生弹性变形卡入密封圈凹槽；顶头2为梯形顶头22时，用于密封圈1和密封圈卡环4之间的拆卸，需要理解的是，梯形顶头22的头部卡入密封圈1凹槽与密封圈卡环4组合可固定待安装的密封圈，借助拉近工具的动力源破坏梯形顶头22的头部后可解除密封圈1的固定。

如图1和图2所示，每组定位块组中均包括三个均匀间隔开设置的定位块 3，即定位块3的个数为九个，每三个定位块3为一组并相互间隔60°均匀排布，定位块3焊接固定于密封圈卡环4的外侧壁上，用于密封圈1的定位，其中定位块3在安装或拆卸密封圈1时与上法兰17的配合面接触。

如图1、图2和图6所示，倒U型把手5上的连接杆7的个数为四根，该四根连接杆7呈矩阵对称设在两根横板11上，并通过螺栓与横板11可拆卸连接，结构简单且制作方便。

如图1至图6所示，本发明的一种应用于卧式连接器的密封圈更换工具的工作原理及优点如下：

密封圈的拆卸：首先将密封圈更换工具下放至指定拆卸位置，启动拉近工具，令卧式连接器的上法兰17向密封圈更换工具的方向拉近，当四十五度顶头21与定位销18接触时会将可伸缩的定位销顶回，密封圈1外侧中央处固定槽的槽壁为倾斜面，在驱动力的作用下卡入四十五度顶头21与密封圈卡环4 组成的卡槽中，最后拉近工具将密封圈更换工具与连接器分离完成密封圈1 的拆卸；

密封圈的安装：梯形顶头22与密封圈卡环4组成的卡槽中安装密封圈1，先将密封圈更换工具下放至指定安装位置，启动拉近工具，令卧式连接器的上法兰18向密封圈更换工具的方向拉近，密封圈外侧中央处固定槽的槽壁将定位销19顶回继续拉近后，定位销19会解除限位卡入密封圈1外侧中央处固定槽，然后拉近工具将连接器与密封圈更换工具分离，驱动力破坏梯形顶头22 解除密封圈1的限制，此时密封圈更换工具完成密封圈1的安装。

本发明的密封圈更换工具中，考虑到海底洋流或地震等复杂的工作环境，该密封圈更换工具中，密封圈卡环4外环焊接九个定位块3，九个定位块3每三个为一个组合呈三个60°均匀排布，三个顶头2通过螺栓与密封圈卡环4 连接，安装于定位块3组合之间的中部；定位扣板6一端焊接于密封圈卡环4 上，其另一端通过螺栓与工具架本体9连接；横板11的中部区域通过螺栓与工具架本体9连接，两侧通过螺栓与导向条形板10连接，其中横板11与导向条形板10中间通过支撑圈12支撑调整距离；导向条形板10中部通过螺栓与卡块13连接，整个密封圈更换工具采用纯机械结构，通过外界给予液压驱动的动力完成更换密封圈1的工作，整个更换工具的操作使用更加安全可靠，可有效提高工程质量；

设计的九个定位块3可辅助密封圈正确的与上法兰17完成配合，更准确的实现定位，从而使密封圈1的安装拆卸工作精准快捷；

密封圈更换工具中在导向条形板10中部设置卡块13，可使导向初阶段增大导向空间，增加了导向的成功率。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。