一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置

1.本发明涉及井控装备快速连接装置技术领域。


背景技术：

2.深水油气资源钻探井喷发生后，如水下防喷器组失效，需启用应急封井装置与水下井口装置对接封盖井口以迅速抑制井喷，控制井口，为后续救援提供作业时间，应急封井装置已是海上钻井服务商控制井喷失控、二次抢险的必要装备。
3.应急封井装置与水下井口对正过程中，由于受到地层井喷流体的影响，容易出现应急封井装置偏移过大、水平摆动等情况，严重影响到作业效率。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置。通过驱动芯轴以及轴套转动而带动绳圈转动使其展开成型后将井口圈入其内，并在对绳圈收缩拉紧井口后与应急封井装置建立对心滑索而后将其下放而与井口快速对接，提高对接效率，操作顺畅便捷。
5.本发明采用的技术方案是：提供一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置，包括连接机构；连接机构通过轴套与应急封井装置转动连接配合；轴套内同轴设置有芯轴，且芯轴两端分别穿出轴套；芯轴顶端通过旋转接头转动安装有牵引绳索；芯轴底端固定安装有锁头，且锁头与轴套螺纹啮合连接；所述芯轴顶部通过传动机构安装有驱动锁止装置，且驱动锁止装置与应急封井装置连接；驱动锁止装置将轴套锁定，并驱动芯轴转动；轴套内设置有绳索组件，且锁头将绳索组件锁紧；绳索组件通过设置绳圈而与海底的井口套接并建立对心滑索而实现快速对接。
6.进一步优化本技术方案，一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置的所述绳索机构包括连接绳索a和连接绳索b；连接绳索a和连接绳索b分别沿轴套内分布，且所述连接绳索a与轴套内壁顶部固定连接；所述连接绳索a和连接绳索b分别穿出轴套末端；连接绳索a在穿出轴套后通过绳扣设置有绳圈，且绳圈通过绳扣与连接绳索b连接配合；所述绳扣沿同一直径方向分布；
7.轴套内，芯轴外壁沿周向设置有拨条，且拨条拨动连接绳索a使其沿芯轴缠绕，以及拨动连接绳索a使其振动。
8.进一步优化本技术方案，一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置的所述驱动锁止装置包括机箱；机箱内分别安装有驱动电机和电磁插销；所述驱动电机的输出端穿出机箱，且通过传动机构驱动芯轴转动；所述电磁插销的输出端穿出机箱并与轴套插接配合。
9.进一步优化本技术方案，一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置的所述绳扣包括扣体，且牵引连接绳索a一端依次穿过扣体；所述扣体内设置有卡块；卡块外壁设置有咬合齿；扣体外壁设置有拨片，且拨与卡块固定连接配合。
10.进一步优化本技术方案，一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置的所述驱动电机通过齿轮箱驱动芯轴转动。
11.进一步优化本技术方案，一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置的所述机箱与应急封井装置过盈安装。
12.进一步优化本技术方案，一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置的所述芯轴通过支架与轴套同轴转动安装
13.本发明的有益效果在于：
14.1、轴套与应急封井装置连接后，驱动锁止装置通过机箱与应急封井装置过盈安装，而后通过钢缆等对应急封井装置进行下放，并在下放时搭配水下摄像头对下放过程进行监测，且下放过程中，锁头对连接绳索a和连接绳索b进行挤压约束以避免其脱落影响使用，而连接绳索a通过绳扣所设置的绳圈处于无动力的自由状态，且此时绳扣呈锁紧状态以对绳圈大小进行固定，以及对连接绳索b进行位置固定，提高使用可靠性；
15.2、在将应急封井装置下放至距井口的第一接近点后，启动驱动电机正转并通过传动机构带动芯轴转动，而此时芯轴通过锁头与轴套的连接而驱动其沿应急封井装置同步转动，并带动连接绳索a和连接绳索b转动，其随着转速的提高使连接绳索a和连接绳索b形成锥形结构而使绳圈打开，且绳圈直径远大于井口直径以便将其套入其内，提高使用便捷性；
16.轴套带动连接绳索a和连接绳索b转动而使绳圈打开时，绳扣的位置相对分布使绳圈配重平衡以此使绳圈展开过程顺畅，提高使用顺畅性；
17.3、井口被圈入绳圈后，将应急封井装置下放至第二接近点保持悬停，此时绳圈与海底接触并使绳扣与海底接触碰撞而使拨片带动卡块转动而造成解锁，且绳扣的拨片容易插入海底并随绳圈的转动惯性使拨片带动卡块转动而完成解锁，进而使连接绳索a不受限而方便其收缩拉紧井口，提高使用可靠性；
18.绳扣在解锁后，使驱动电机反转并通过传动机构带动芯轴反向转动，从而使锁头与轴套螺纹啮合与轴套脱离连接，此时连接绳索a和连接绳索b失去约束，而连接绳索a与轴套内壁的固定，随着芯轴的转动使拨条拨动连接绳索a并沿芯轴外壁缠绕，从而拉动绳圈收缩而拉紧井口，进而使连接绳索a与井口建立对心滑索，而后继续下放应急封井装置使其沿连接绳索a移动而实现与井口的快速对接，提高操作效率；
19.连接绳索a沿芯轴缠绕而使绳圈收缩时，拨条对连接绳索a的拨动使其产生振动，以此使绳圈的收缩作业顺畅便捷，且与连接绳索b所连接的绳扣处于解锁状态，并随连接绳索a的振动而容易产生移动而不对绳圈的收缩造成干扰，提高使用顺畅性；
20.4、应急封井装置沿连接绳索a移动至井口位置后，通过电磁插销与轴套插接而将其锁定，而后启动驱动电机驱动芯轴正转使锁头重新与轴套啮合连接而连接绳索a进行挤压，且随着锁头与轴套的螺纹啮合长度的增加而增加对连接绳索a的磨损力度以将其绞断，此时绳圈留置在井口处，且连接绳索a失去对应急封井装置的干扰，而使其顺畅对接；
21.应急封井装置与井口对接后，通过牵引绳索将装置拉回并对其整备后以便对其再次使用，降低使用成本，而在将其拉回时，机箱与应急封井装置的过盈安装方便将其分离而对其回收，且避免对应急封井装置的使用造成干扰；
22.5、驱动电机驱动芯轴反转使锁头对连接绳索a释放时，芯轴沿传动机构进行部分移动，而在驱动电机驱动芯轴正转而使锁头对连接绳索a挤压并将其绞断时，通过牵引绳索
拉动芯轴与轴套脱离连接的锁头重新与轴套螺纹连接，进而随着其正转而实现螺纹啮合连接移动而将连接绳索a绞断，操作便捷；
23.牵引绳索通过旋转接头与芯轴连接，避免驱动锁止装置通过传动机构驱动芯轴转动时，避免对带动牵引绳索转动而对使用造成影响。
附图说明
24.图1为本发明的结构示意图；
25.图2为本发明的剖面结构示意图；
26.图3为本发明的轴套剖面结构示意图；
27.图4为本发明的绳圈结构示意图；
28.图5为本发明的绳扣结构剖面图。
29.图中，1、轴套；2、支架；3、芯轴；4、传动机构；5、拨条；6、锁头；7、机箱；8、驱动电机；9、电磁插销；10、牵引绳索；11、驱动锁止装置；12、连接绳索a；13、连接绳索b；14、绳扣；15、绳圈；16、旋转接头；17、扣体；18、卡块；19、咬合齿；20、拨片。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
31.如图1-5所示，一种适应于海上应急封井对正的快速连接装置，包括连接机构；连接机构通过轴套1与应急封井装置转动连接配合；轴套1内同轴设置有芯轴3，且芯轴3两端分别穿出轴套1；芯轴3顶端通过旋转接头16转动安装有牵引绳索10；芯轴3底端固定安装有锁头6，且锁头6与轴套1螺纹啮合连接；所述芯轴3顶部通过传动机构4安装有驱动锁止装置11，且驱动锁止装置11与应急封井装置连接；驱动锁止装置将轴套1锁定，并驱动芯轴3转动；轴套1内设置有绳索组件，且锁头6将绳索组件锁紧；绳索组件通过设置绳圈15而与海底的井口套接并建立对心滑索而实现快速对接；所述绳索机构包括连接绳索a12和连接绳索b13；连接绳索a12和连接绳索b13分别沿轴套1内分布，且所述连接绳索a12与轴套1内壁顶部固定连接；所述连接绳索a12和连接绳索b13分别穿出轴套1末端；连接绳索a12在穿出轴套1后通过绳扣14设置有绳圈15，且绳圈15通过绳扣14与连接绳索b13连接配合；所述绳扣14沿同一直径方向分布；轴套1内，芯轴3外壁沿周向设置有拨条5，且拨条5拨动连接绳索a12使其沿芯轴3缠绕，以及拨动连接绳索a12使其振动；所述驱动锁止装置11包括机箱7；机箱7内分别安装有驱动电机8和电磁插销9；所述驱动电机8的输出端穿出机箱7，且通过传动机构4驱动芯轴3转动；所述电磁插销9的输出端穿出机箱7并与轴套1插接配合；所述绳扣14包括扣体17，且牵引连接绳索a12一端依次穿过扣体17；所述扣体17内设置有卡块18；卡块18外壁设置有咬合齿19；扣体17外壁设置有拨片20，且拨与卡块18固定连接配合；所述驱动电机8通过齿轮箱驱动芯轴3转动；所述机箱7与应急封井装置过盈安装；所述芯轴3通过支架2与轴套1同轴转动安装。
32.在将应急封井装置下放并与井口进行对接时，取用装置并对其进行整备而与应急封井装置连接使用，对装置进行整备时，将连接绳索a12和连接绳索b13分别从轴套1内穿出，而连接绳索a12一端与轴套1内壁固定连接，且将穿出的轴套1的连接绳索a12通过绳扣14设置一个直径为15-25米的绳圈15，或根据实际使用情况而调整绳圈15直径，而后将连接
绳索b13通过另外的绳扣14与绳圈15连接，并调整绳扣14位置使其呈相对位置分布，且绳扣14分别将连接绳索a12锁死以将绳圈15的大小固定，以及对连接绳索b13进行位置固定，然后通过芯轴3调整锁头6位置使其与轴套1螺纹连接从而分别连接绳索a12和连接绳索b13进行挤压固定；
33.绳扣14分别将连接绳索a12锁死时，其结构可以选用如图5所示的结构，将连接绳索a12依次穿过绳扣14的扣体17后，通过拨动拨片20而带动卡块18沿扣体17内转动以对连接绳索a12进行约束挤压，且卡块18外壁所设置的咬合齿19对连接绳索a12进行咬合而提高约束可靠性，并在锁头6分别对连接绳索a12和连接绳索b13挤压固定后，将轴套1与应急封井装置进行套接，且将驱动装置通过机箱7与应急封井装置进行过盈安装，然后将应急封井装置进行下放；
34.应急封井装置通过使用钢缆等并搭配水下摄像头下放至井口的第一接近点后，启动驱动电机8正转并通过传动机构4驱动芯轴3沿轴套1转动，而此时芯轴3通过锁头6与轴套1的螺纹啮合连接自锁因此带动轴套1同步转动，进而使轴套1带动连接绳索a12和连接绳索b13转动，且随着驱动电机8驱动芯轴3以及轴套1转速的提高使连接绳索a12和连接绳索b13被甩开，从而形成锥形结构至此使绳圈15完全展开，而绳扣14的相对位置分布使绳圈15配重平衡以此使绳圈15展开过程顺畅；
35.绳圈15在展开后继续下放应急封井装置使绳圈15靠近井口，而绳圈15直径远大于井口直径，因此将井口圈入绳圈15内顺畅便捷，且随着井口被圈入绳圈15内，应急封井装置下放至第二接近点并保持悬停后，此时绳圈15与海底接触而使绳扣14与海底发生碰撞使拨片20带动卡块18转动而造成解锁，且绳扣14的拨片20容易插入海底并随着绳圈15的转动惯性使拨片20带动卡块18转动而解锁，进而使绳扣14的解锁过程顺畅；
36.绳扣14在解锁后，驱动电机8停转并启动电磁插销9将轴套1锁死，而后使驱动电机8反转而驱动芯轴3反向转动从而使锁头6与轴套1螺纹啮合并随后与轴套1脱离连接，因此使连接绳索a12和连接绳索b13失去挤压约束，此时连接绳索b13不受约束而容易从轴套1内脱落，且锁头6与轴套1脱离连接后，因为连接绳索a12与轴套1内壁连接，因此随着芯轴3的反向转动而带动拨条5拨动连接绳索a12而带动其转动，进而缠绕至芯轴3外壁，而连接绳索a12随着在芯轴3外壁的缠绕而拉动绳圈15收缩，连接绳索a12在沿芯轴3缠绕时，拨条5对其拨动使其振动，从而使绳圈15收缩更加顺畅，且与连接绳索b13所连接的绳扣14受振动而沿连接伸缩a移动进而不对绳圈15的收缩造成干扰；
37.随着绳圈15收缩而拉紧井口后建立对心滑索，而后继续下放应急封井装置使其沿连接绳索a12滑动而滑动至井口处，且应急封井装置沿连接绳索a12滑动到位后，使驱动电机8反转，并保持电磁插销9与对轴套1的插接而将其锁定，而后重新启动驱动电机8正转并驱动芯轴3转动而带动锁头6重新与轴套1螺纹啮合以重新对连接绳索a12进行挤压，此时随着锁头6与轴套1的螺纹啮合长度增加而对连接绳索a12造成长时间的磨损进而将其绞断，并在其绞断后绳圈15留置海底井口处，此时应急封井装置不受干扰将其继续下放实现与井口的对接，装置操作顺畅便捷，提高对接效率；
38.应急封井装置与井口完成对接后，通过牵引绳索10对芯轴3以及轴套1进行牵拉而且芯轴3通过传动机构4与驱动锁止装置11连接，而驱动锁止装置11通过机箱7与应急封井装置过盈安装，因此随着牵引绳索10的牵拉而使驱动锁止装置11与应急封井装置分离，因
此不干扰应急封井装置与井口对接后的使用，且后续对装备进行整备后方便继续使用，降低使用成本；
39.驱动电机8通过传动机构4驱动芯轴3带动锁头6移动而与轴套1脱离连接而方便对绳圈15进行收缩作业时，芯轴3沿传动机构4产生移动，而在驱动电机8反转使锁头6将连接绳索绞断时，通过牵引绳索10拉动芯轴3移动使锁头6重新与轴套1接触并随驱动电机8的驱动使锁头6与轴套1螺纹啮合，操作便捷；
40.附图中为清晰起见会夸大结构和部分区域的尺寸，其非本发明的实际尺寸。