一种筛管柔性插接装置和方法与流程

1.本发明属于筛管连接技术领域，涉及一种筛管柔性插接装置和方法。


背景技术：

2.筛管在工业过滤行业中地位较为突出，尤其在水井、油气井防砂过滤和地下水环保修复过滤等领域被广泛应用。筛管由筛筒和接头两部分组成，筛筒是过滤的工作部，接头则负责与上下两个筛管或与其它管柱连接，其连接强度和上卸效率都关系着筛管在工作、提放和维修中能否达到安全稳步高效的要求。在常用的连接方式中，插接连接结构最为简单，能够满足一定的强度需要，且比卡箍连接更为平整；常见的损坏形式为插销损坏，更换插销后筛管可继续使用，而相较之下，螺纹连接方式中的螺纹一旦发生损坏，就意味着筛管失效不能使用，造成一定的成本浪费。常规插接连接结构虽具有一定的优势，但插销上没有与自动上卸工具相配套的插拔接口，需要手动上卸，上卸效率仍有待提高；插销局部损坏后需对其整体更换，利用率低。现也有筛管接头为快插结构的，但装置复杂，使故障发生几率增大，提高了维修成本和时间。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明目的在于提供一种筛管柔性插接装置和方法，解决现有插接连接结构上卸效率低、故障发生几率大等问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
5.一种筛管柔性插接装置，包括筛管公接头、筛管母接头和柔性插销；
6.所述筛管公接头侧壁设有环形槽i，筛管母接头侧壁设有环形槽ii，筛管公接头和筛管母接头插接后，环形槽i能与环形槽ii相对以形成插销环形孔，该插销环形孔与母接头侧壁的插销入口连通；
7.所述柔性插销包括依次相连的旋转端头、插销连头、柔性杆和插销导向头以及穿在柔性杆上的多个插销支承体；旋转端头和插销连头之间可转动连接；
8.柔性插销的插销导向头、柔性杆和插销支承体能沿所述插销入口进入插销环形孔内，且旋转端头能旋在插销入口处。
9.本发明还包括如下技术特征：
10.具体的，所述筛管公接头设有中心通孔，包括公接头本体、位于公接头本体两端的筛筒连接段i和插接段i，插接段i外壁设有所述环形槽i和密封圈；
11.所述筛管母接头设有中心通孔，包括母接头本体、位于母接头本体两端的筛筒连接段ii和插接段ii，插接段ii内壁设有所述环形槽ii，在插接段ii侧壁设有贯通侧壁的插销入口，且插销入口与环形槽ii连通，插销入口设有内螺纹；
12.所述插接段i能配合插入插接段ii以使环形槽i和环形槽ii相对形成所述插销环形孔。
13.具体的，所述插接段i的外径等于或略小于插接段ii的内径以使插接段i恰好能插
入插接段ii内，插接段i的外径小于公接头本体外径，插接段ii的内径大于母接头本体的内径。
14.具体的，所述环形槽i和环形槽ii的槽形结构相同，其槽形结构为半圆形或矩形或直角梯形。
15.具体的，所述旋转端头和插销连头之间通过旋动滑销连接；
16.所述插销连头与柔性杆之间通过销轴、铰接轮和锁紧销连接，柔性杆和插销导向头之间也通过销轴、铰接轮和锁紧销连接。
17.具体的，所述旋转端头包括筒形的旋转端头本体，旋转端头本体外壁设有螺纹，旋转端头本体侧壁设有旋动滑销孔；旋转端头本体的中心通孔为台阶孔，该台阶孔的小直径端为插拔接口，台阶孔的大直径端为安装口，安装口与所述旋动滑销孔对应且连通；
18.所述插销连头包括插销连头本体，插销连头本体两端分别为安装端和连接端；所述安装端能伸入所述安装口内，在安装端外壁设有环形凹槽，该环形凹槽与旋动滑销孔相对，旋动滑销能安装在旋动滑销孔和环形凹槽内以实现旋转端头和插销连头的可转动连接；所述连接端的端部设有铰接轮安装槽a，连接端侧壁设有两个与铰接轮安装槽a连通的带螺纹的销轴孔a且两个销轴孔a位于铰接轮安装槽a上下两侧；
19.所述插销导向头包括插销导向头本体，插销导向头本体一端为弧形导向头，另一端的端面设有铰接轮安装槽b，插销导向头本体侧壁设有两个与铰接轮安装槽b连通的带螺纹的销轴孔b且两个销轴孔b位于铰接轮安装槽b的上下两侧；
20.所述铰接轮有两个，两个铰接轮分别设在铰接轮安装槽a和铰接轮安装槽b内；铰接轮上设有轴孔且该轴孔从上到下贯通铰接轮，在铰接轮上还设有贯通铰接轮的柔性杆孔且柔性杆孔垂直于轴孔并与轴孔相连通；在铰接轮上还设有锁紧销孔，该锁紧销孔垂直于轴孔并与柔性杆孔相连通；
21.柔性杆两端分别穿入铰接轮上的柔性杆孔后，锁紧销装入锁紧销孔能紧固柔性杆；安装在铰接轮安装槽a中的铰接轮的轴孔与销轴孔a同轴贯通，销轴装入销轴孔a和轴孔内能将铰接轮和插销连头固连；安装在铰接轮安装槽b中的铰接轮的轴孔与销轴孔b同轴贯通，销轴装入销轴孔b和轴孔内能将铰接轮和插销导向头固连。
22.具体的，所述插销支承体的结构为带中心孔的球形或具有中心孔的圆柱体。
23.一种柔性插销的组装方法，该方法对所述柔性插销进行组装，包括：
24.步骤a1，插销连头的安装端配合插入旋转端头的安装口，此时旋转端头的销孔与插销连头的环形凹槽相对，旋动滑销插入销孔和环形凹槽内对旋转端头和插销连头进行轴向限位，且旋转端头可相对于插销连头进行旋转；
25.步骤a2，将多个插销支承体串在柔性杆上，柔性杆的两端穿入铰接轮的柔性杆孔内，锁紧螺销装入锁紧螺销孔将柔性杆两端锁紧在两个铰接轮内；
26.步骤a3，将两个铰接轮分别置于铰接轮安装槽a和铰接轮安装槽b内，销轴装入销轴孔a和轴孔内能将铰接轮固定在插销连头内，销轴装入销轴孔b和轴孔内能将铰接轮固定在插销导向头内。
27.一种筛管柔性插接装置的组装方法，该方法对所述的筛管柔性插接装置进行组装，该筛管柔性插接装置组装时的初始状态为：筛管公接头与筛管母接头不相连，柔性插销已组装好并位于筛管公接头和筛管母接头外；包括以下步骤：
28.步骤b1，将筛管公接头的插接段i插接于筛管母接头的插接段ii内；
29.步骤b2，将柔性插销的插销导向头对准筛管母接头的插销入口；
30.步骤b3，将柔性插销由筛管母接头的插销入口推入到筛管母接头与筛管公接头之间的插销环形孔内；
31.步骤b4，待只剩旋转端头露在筛管母接头外时，旋转旋转端头且此时只有旋转端头旋转，不影响柔性插销下入到插销环形孔内的部件，旋转端头旋入到筛管母接头的插销入口内，待旋转端头完全旋入后，上柔性插销工作完成。
32.一种筛管柔性插接装置的拆卸方法，该方法对所述的筛管柔性插接装置进行拆卸，该筛管柔性插接装置拆卸时的初始状态为：筛管公接头插接于筛管母接头内，柔性插销安装在筛管中的插销环形孔内；包括以下步骤：
33.步骤c1，旋转柔性插销的旋转端头；
34.步骤c2，待柔性插销的旋转端头从筛管母接头的插销入口内完全旋出后，起拔柔性插销；
35.步骤c3，起拔柔性插销将其从插销环形孔完全取出后，将筛管公接头与筛管母接头分离，拆卸完成。
36.本发明具有如下技术效果：
37.1、本发明使筛管连接的利用率得到了进一步的提升，连接时的主要失效形式是以插销损坏为主，筛管可在后续的施工中使用，增加筛管的利用率；柔性插销为模块化设置，插销部件的损坏可以更换维修，增加插销的利用率，利用率的提升有助于成本上的节省。
38.2、本发明使筛管连接的上卸效率得到提升，与常规插接连接的筛管相比，提供了销体的插拔接口，与自动拆卸工具相搭配使用后，能够提升上卸效率，也为自动化上卸提供了窗口。
39.3、本发明使筛管连接达到“坏而不掉”的状态，连接时插销的主要损坏形式为插销支承体的损坏，由于柔性插销的插销旋转端头是旋进筛管母接头内，柔性插销的插销支承体被封闭于筛管接头内部，这样即使插销支承体损坏但依然能起着连接两个筛管的作用，减小了因断裂事故造成的经济损失。
附图说明
40.图1为本发明筛管公接头、筛管母接头与柔性插销组装后的剖视结构示意图；
41.图2为本发明筛管公接头四分之一剖视结构示意图；
42.图3为本发明筛管母接头四分之一剖视结构示意图；
43.图4为本发明筛管公接头或母接头的环形槽截面示意图；
44.图5为本发明柔性插销剖视结构示意图；
45.图6为本发明柔性插销的旋转端头剖视结构示意图；
46.图7为本发明柔性插销的插销连头剖视结构示意图；
47.图8为本发明柔性插销的铰接轮剖视结构示意图；
48.图9为本发明柔性插销的铰接轮与柔性杆锁紧的剖视结构示意图；
49.图10为本发明柔性插销的插销支承体剖视结构示意图；
50.图11为本发明柔性插销的插销导向头剖视结构示意图。
51.图中各个标号的含义为：
52.1.筛管公接头，2.筛管母接头，3.柔性插销，4.插销环形孔；
53.1-1.筛筒连接段i，1-2.插接段i，1-3.环形槽i，1-4.密封圈；
54.2-1.筛筒连接段ii，2-2.插接段ii，2-3.环形槽ii，2-4.插销入口；
55.31.旋转端头，32.插销连头，33.柔性杆，34.插销导向头，35.插销支承体，36.旋动滑销，37.销轴，38.铰接轮，39.锁紧销；
56.31-1.旋转端头本体，31-2.旋动滑销孔，31-3.插拔接口，31-4.安装口；
57.32-1.插销连头本体，32-2.环形凹槽，32-3.铰接轮安装槽a，32-4.销轴孔a；
58.34-1.插销导向头本体，34-2.弧形导向头，34-3.铰接轮安装槽b，34-4.销轴孔b；
59.38-1.轴孔，38-2.柔性杆孔，38-3.锁紧销孔。
具体实施方式
60.以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
61.实施例1：
62.如图1至图11所示，本实施例提供一种筛管柔性插接装置，包括筛管公接头1、筛管母接头2和柔性插销3。
63.筛管公接头1侧壁设有环形槽i1-3，筛管母接头2侧壁设有环形槽ii2-3，筛管公接头1和筛管母接头2插接后，环形槽i1-3能与环形槽ii2-3相对以形成插销环形孔4，该插销环形孔4与筛管母接头2侧壁的插销入口2-4连通；
64.柔性插销3包括依次相连的旋转端头31、插销连头32、柔性杆33和插销导向头34以及穿在柔性杆33上的多个插销支承体35；旋转端头31和插销连头32之间可转动连接；
65.柔性插销3的插销导向头34、柔性杆33和插销支承体35能沿插销入口2-4进入插销环形孔4内，且旋转端头31能旋在插销入口2-4处。
66.筛管公接头1设有中心通孔，包括公接头本体、位于公接头本体两端的筛筒连接段i1-1和插接段i1-2，插接段i1-2外壁设有环形槽i1-3和密封圈1-4；
67.筛管母接头2设有中心通孔，包括母接头本体、位于母接头本体两端的筛筒连接段ii2-1和插接段ii2-2，插接段ii2-2内壁设有环形槽ii2-3，在插接段ii2-2侧壁设有贯通侧壁的插销入口2-4，且插销入口2-4与环形槽ii2-3连通，插销入口2-4设有内螺纹；
68.插接段i1-2能配合插入插接段ii2-2以使环形槽i1-3和环形槽ii2-3相对形成插销环形孔4。
69.插接段i1-2的外径等于或略小于插接段ii2-2的内径以使插接段i1-2恰好能插入插接段ii2-2内，插接段i1-2的外径小于公接头本体外径，插接段ii2-2的内径大于母接头本体的内径。
70.环形槽i1-3和环形槽ii2-3的槽形结构相同，其槽形结构为半圆形或矩形或直角梯形，具体的，直角梯形结构是由矩形结构旋转一定角度后得到。
71.旋转端头31和插销连头32之间通过旋动滑销36连接；
72.插销连头32与柔性杆33之间通过销轴37、铰接轮38和锁紧销39连接，柔性杆33和插销导向头34之间也通过销轴37、铰接轮38和锁紧销39连接。
73.旋转端头31包括筒形的旋转端头本体31-1，旋转端头本体31-1外壁设有螺纹，旋转端头本体31-1侧壁设有旋动滑销孔31-2；旋转端头本体31-1的中心通孔为台阶孔，该台阶孔的小直径端为插拔接口31-3，台阶孔的大直径端为安装口31-4，安装口31-4与旋动滑销孔31-2对应且连通；
74.插销连头32包括插销连头本体32-1，插销连头本体32-1两端分别为安装端和连接端；安装端能伸入安装口31-4内，在安装端外壁设有环形凹槽32-2，该环形凹槽32-2与旋动滑销孔31-2相对，旋动滑销36能安装在旋动滑销孔31-2和环形凹槽32-2内以实现旋转端头31和插销连头32的可转动连接；连接端的端部设有铰接轮安装槽a32-3，连接端侧壁设有两个与铰接轮安装槽a32-3连通的带螺纹的销轴孔a32-4且两个销轴孔a32-4位于铰接轮安装槽a32-3上下两侧；
75.插销导向头34包括插销导向头本体34-1，插销导向头本体34-1一端为弧形导向头34-2，另一端的端面设有铰接轮安装槽b34-3，插销导向头本体34-1侧壁设有两个与铰接轮安装槽b34-3连通的带螺纹的销轴孔b34-4且两个销轴孔b34-4位于铰接轮安装槽b34-3的上下两侧；
76.铰接轮38有两个，两个铰接轮38分别设在铰接轮安装槽a32-3和铰接轮安装槽b34-3内；铰接轮38上设有轴孔38-1且该轴孔38-1从上到下贯通铰接轮38，在铰接轮38上还设有贯通铰接轮38的柔性杆孔38-2且柔性杆孔38-2垂直于轴孔38-1并与轴孔38-1相连通；在铰接轮38上还设有锁紧销孔38-3，该锁紧销孔38-3垂直于轴孔38-1并与柔性杆孔38-2相连通；
77.柔性杆33两端分别穿入铰接轮38上的柔性杆孔38-2后，锁紧销39装入锁紧销孔38-3能紧固柔性杆33；安装在铰接轮安装槽a32-3中的铰接轮38的轴孔38-1与销轴孔a32-4同轴贯通，销轴37装入销轴孔a32-4和轴孔38-1内能将铰接轮38和插销连头32固连；安装在铰接轮安装槽b34-3中的铰接轮38的轴孔38-1与销轴孔b34-4同轴贯通，销轴37装入销轴孔b34-4和轴孔38-1内能将铰接轮38和插销导向头34固连。
78.插销支承体35的结构为带中心孔的球形或具有中心孔的圆柱体。
79.实施例2：
80.本实施例提供一种柔性插销的组装方法，该方法对实施例1中的柔性插销进行组装，包括：
81.步骤a1，插销连头的安装端配合插入旋转端头的安装口，此时旋转端头的销孔与插销连头的环形凹槽相对，旋动滑销插入销孔和环形凹槽内对旋转端头和插销连头进行轴向限位，且旋转端头可相对于插销连头进行旋转；
82.步骤a2，将多个插销支承体串在柔性杆上，柔性杆的两端穿入铰接轮的柔性杆孔内，锁紧螺销装入锁紧螺销孔将柔性杆两端锁紧在两个铰接轮内；
83.步骤a3，将两个铰接轮分别置于铰接轮安装槽a和铰接轮安装槽b内，销轴装入销轴孔a和轴孔内能将铰接轮固定在插销连头内，销轴装入销轴孔b和轴孔内能将铰接轮固定在插销导向头内。
84.实施例3：
85.本实施例提供一种筛管柔性插接装置的组装方法，该方法对实施例1中的筛管柔性插接装置进行组装，该筛管柔性插接装置组装时的初始状态为：筛管公接头与筛管母接
头不相连，柔性插销已组装好并位于筛管公接头和筛管母接头外；包括以下步骤：
86.步骤b1，将筛管公接头的插接段i插接于筛管母接头的插接段ii内；
87.步骤b2，将柔性插销的插销导向头对准筛管母接头的插销入口；
88.步骤b3，将柔性插销由筛管母接头的插销入口推入到筛管母接头与筛管公接头之间的插销环形孔内；
89.步骤b4，待只剩旋转端头露在筛管母接头外时，旋转旋转端头且此时只有旋转端头旋转，不影响柔性插销下入到插销环形孔内的部件，旋转端头旋入到筛管母接头的插销入口内，待旋转端头完全旋入后，上柔性插销工作完成。
90.实施例4：
91.本实施例提供一种筛管柔性插接装置的拆卸方法，该方法对实施例1中的筛管柔性插接装置进行拆卸，该筛管柔性插接装置拆卸时的初始状态为：筛管公接头插接于筛管母接头内，柔性插销安装在筛管中的插销环形孔内；包括以下步骤：
92.步骤c1，旋转柔性插销的旋转端头；
93.步骤c2，待柔性插销的旋转端头从筛管母接头的插销入口内完全旋出后，起拔柔性插销；
94.步骤c3，起拔柔性插销将其从插销环形孔完全取出后，将筛管公接头与筛管母接头分离，拆卸完成。