CN109812239B - 一种基于水下流量计的快速解除机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于水下流量计的快速解除机构，包括外壳和流量计模块，其中外壳罩设于流量计模块外，外壳和流量计模块之间连接有滑动驱动机构，滑动驱动机构包括竖向设置的驱动杆，该驱动杆可自转地与外壳相连，流量计模块上设有驱动螺孔，驱动杆的一端伸出外壳，驱动杆的另一端伸入驱动螺孔内，驱动杆与驱动螺孔螺纹配合，驱动杆与外壳之间还通过约束组件实现定位连接，通过解除该约束组件可以直接实现外壳相对流量计模块的滑动。本发明的有益效果是，能够提供两种实现外壳相对流量计模块滑动的方式，实现常规解安装和紧急情况下的快速解安装。

Description

一种基于水下流量计的快速解除机构

技术领域

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快速解除机构。

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CN 206618451U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。

发明内容

为解决放射源流量计不能方便解除与水底管路接头的连接关系的技术问题，本发明提供一种基于水下流量计的快速解除机构，该结构便于ROV水下机器人通过常规解除和快速解除两种方式解除放射源流量计与水底管路接头的连接。

技术方案如下：

一种基于水下流量计的快速解除机构，其关键在于，包括外壳和流量计模块，其中外壳罩设于所述流量计模块外，所述外壳和流量计模块之间连接有滑动驱动机构；

所述滑动驱动机构包括竖向设置的驱动杆，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，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；

所述外壳上竖向设有ROV操作筒，该ROV操作筒的下端固定在所述外壳上，所述驱动杆穿设在该ROV操作筒内，该ROV操作筒上设有径向约束件，该ROV操作筒的内壁固定设有一圈驱动杆环形挡圈，该驱动杆环形挡圈位于所述径向约束件上方，在所述ROV操作筒内还放置有一个轴向约束挡圈，该轴向约束挡圈位于所述驱动杆环形挡圈下方，该轴向约束挡圈与所述径向约束件连接，所述驱动杆的上端活动伸出所述驱动杆环形挡圈，所述驱动杆的下端活动穿过所述轴向约束挡圈后伸入所述外壳内，所述驱动杆的外壁固定设有一圈驱动杆防脱盘，该驱动杆防脱盘轴向约束在所述驱动杆环形挡圈和轴向约束挡圈之间；

所述ROV操作筒外还设有约束解除件，该约束解除件与所述径向约束件连接。

采用以上设计，由于工作状态时，流量计模块与待检测管道对接，并借助外壳与待检测管道固定，通过转动驱动杆，可以带动外壳相对流量计模块滑动使流量计模块与水底管道接头的连接关系解除，流量计模块可以直接从测量管道移除，实现解安装，此外，通过操纵约束解除件将外壳与驱动杆之间的定位关系解除，可以迅速实现外壳相对流量计模块的滑动，而无须再转动驱动杆，便于紧急情况下快速解除流量计与测量管道之间的安装连接。

作为优选技术方案，上述径向约束件包括多个约束插销，多个所述约束插销绕所述ROV操作筒环向均匀分布，在所述ROV操作筒的筒壁上对应每一个所述约束插销径向贯穿有插销孔，所述约束插销径向插设在对应的所述插销孔内，所述约束插销的内端与所述轴向约束挡圈抵紧，所述约束插销的外端与所述约束解除件连接。

采用以上设计，其优点在于通过操纵约束解除件解除对约束插销的约束，可以将轴向约束挡圈与ROV操作筒之间的定位连接关系解除，以允许外壳沿着驱动杆滑动，从而打开流量计的抱持机构。

作为优选技术方案，上述轴向约束挡圈的外圈壁上对应每个所述约束插销分别设有约束定位孔，所述约束插销的内端分别插设在对应的所述约束定位孔内。

采用以上设计，便于约束插销与轴向约束挡圈之间稳定定位和配合。

作为优选技术方案，上述约束插销包括圆台段和圆锥段，其中圆锥段的底面与所述圆台段的小端面对接，所述圆台段的大径端朝外而小径端朝内，所述插销孔的孔壁与所述圆台段相匹配，所述约束定位孔的孔壁与所述圆锥段相匹配。

采用以上设计，约束插销的形状使得当约束解除件解除约束后，在外壳受到拉力的情况下，约束插销的圆锥段与轴向约束挡圈之间在剪切力作用下易于分离，并且约束插销易于沿着插销孔径向向外滑出，从而快速解除轴向约束挡圈与ROV操作筒之间的定位连接。

作为优选技术方案，上述约束解除件包括约束筒，该约束筒同轴活套在所述ROV操作筒外，该约束筒的内筒壁抵靠所述所述约束插销的外端面，所述约束筒和所述ROV操作筒之间通过至少两个剪切销连接，所述剪切销位于所述约束插销的水平位置以上。

采用以上设计，使得正常情况下约束筒与ROV操作筒之间连接可靠，保证轴向约束挡圈与ROV操作筒之间的定位连接，而在紧急情况下剪切销被剪断，易于释放约束筒。

作为优选技术方案，上述约束筒包括上方的抵接筒和下方的让位筒，其中抵接筒的内壁与所述约束插销的外端面抵靠，所述让位筒的内径大于所述抵接筒的内径。

采用以上设计，通过设置让位筒，使得约束筒移动较小的距离，即可允许约束插销沿着插销孔向外滑出。

作为优选技术方案，上述抵接筒的内壁对应每个所述约束插销的外端面分别设有插销定位凹陷，该插销定位凹陷穿出所述抵接筒的下边缘。

采用以上设计，有利于在正常情况下保持约束插销的稳定。

作为优选技术方案，在所述驱动杆防脱盘两侧的所述驱动杆上分别活动套设有降阻垫环，所述降阻垫环用于将所述驱动杆环形挡圈、所述驱动杆防脱盘和所述轴向约束挡圈隔离。

采用以上设计，驱动杆转动时，能够降低驱动杆防脱盘受到的摩擦阻力。

作为优选技术方案，上述约束筒的下边缘与所述外壳的外壁之间预留有拉拔缝隙。

采用以上设计，方便使用拉拔工具拔除约束筒。

作为优选技术方案，上述ROV操作筒的外壁设有拉拔工具卡口，该拉拔工具卡口位于所述约束筒上方。

采用以上设计，便于拉拔工具套在约束筒上。

有益效果：采用本发明的有益效果是，一般情况下通过转动驱动杆可以实现流量计与测量管道之间的解安装，此外，特殊情况下通过操纵约束解除件将外壳与驱动杆之间的定位关系解除，可以快速解除流量计与测量管道之间的安装连接。

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为滑动驱动机构的结构示意图；

图4为图3的C-C剖视图；

图5为约束筒的结构示意图。

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所示，一种基于水下流量计的快速解除机构，包括外壳a0和流量计模块，其中外壳a0罩设于所述流量计模块外，所述外壳a0和流量计模块之间连接有滑动驱动机构。

所述滑动驱动机构包括竖向设置的驱动杆a6，该驱动杆a6可自转地与所述外壳a0相连，所述流量计模块上设有驱动螺孔a31，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2所示，所述流量计模块包括流量计本体a1、流道转向座a3和流道接头a2，所述流量计本体a1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的自由端用于与待测量的管道对接。

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。该安装卡爪a4为流量计模块的抱持机构，流量计模块与待检测管道之间通过抱持机构对接安装。

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为抱持机构操控件。

所述卡爪操控环a5与所述外壳a0固接。所述滑动驱动机构带动外壳a0滑动时，可以实现抱持机构即安装卡爪a4的开合，从而使流量计模块与待检测的管道接头对接安装或者解除安装。

所述外壳a0上竖向设有ROV操作筒a71，该ROV操作筒a71的下端固定在所述外壳a0上。如图3和4所示，所述驱动杆a6穿设在该ROV操作筒a71内，该ROV操作筒a71上设有径向约束件，该ROV操作筒a71的内壁固定设有一圈驱动杆环形挡圈a77，该驱动杆环形挡圈a77位于所述径向约束件上方，在所述ROV操作筒a71内还放置有一个轴向约束挡圈a72，该轴向约束挡圈a72位于所述驱动杆环形挡圈a77下方，该轴向约束挡圈a72与所述径向约束件连接，所述驱动杆a6的上端活动伸出所述驱动杆环形挡圈a77，所述驱动杆a6的下端活动穿过所述轴向约束挡圈a72后伸入所述外壳a0内，所述驱动杆a6的外壁固定设有一圈驱动杆防脱盘a61，该驱动杆防脱盘a61轴向约束在所述驱动杆环形挡圈a77和轴向约束挡圈a72之间。

在所述驱动杆防脱盘a61两侧的所述驱动杆a6上分别活动套设有降阻垫环a62，所述降阻垫环a62用于将所述驱动杆环形挡圈a77、所述驱动杆防脱盘a61和所述轴向约束挡圈a72隔离。

所述ROV操作筒a71外还设有约束解除件，该约束解除件与所述径向约束件连接。

具体地，请参见图4，所述径向约束件包括多个约束插销a73，多个所述约束插销a73绕所述ROV操作筒a71环向均匀分布，在所述ROV操作筒a71的筒壁上对应每一个所述约束插销a73径向贯穿有插销孔，所述约束插销a73径向插设在对应的所述插销孔内，所述约束插销a73的内端与所述轴向约束挡圈a72抵紧，所述约束插销a73的外端与所述约束解除件连接。

所述轴向约束挡圈a72的外圈壁上对应每个所述约束插销a73分别设有约束定位孔a721，所述约束插销a73的内端分别插设在对应的所述约束定位孔a721内。

所述约束插销a73包括圆台段和圆锥段，其中圆锥段的底面与所述圆台段的小端面对接，所述圆台段的大径端朝外而小径端朝内，所述插销孔的孔壁与所述圆台段相匹配，所述约束定位孔a721的孔壁与所述圆锥段相匹配。

所述约束解除件包括约束筒a74，该约束筒a74同轴活套在所述ROV操作筒a71外，该约束筒a74的内筒壁抵靠所述所述约束插销a73的外端面，所述约束筒a74和所述ROV操作筒a71之间通过至少两个剪切销a76连接，所述剪切销a76位于所述约束插销a73的水平位置以上。

所述约束筒a74的下边缘与所述外壳a0的外壁之间预留有拉拔缝隙a75。

如图5所示，所述约束筒a74包括上方的抵接筒和下方的让位筒，其中抵接筒的内壁与所述约束插销a73的外端面抵靠，所述让位筒的内径大于所述抵接筒的内径。所述抵接筒的内壁对应每个所述约束插销a73的外端面分别设有插销定位凹陷a742，该插销定位凹陷a742穿出所述抵接筒的下边缘。

所述ROV操作筒a71的外壁设有拉拔工具卡口，该拉拔工具卡口位于所述约束筒a74上方。

使用时，通过转动驱动杆a6，可以带动外壳a0相对流量计模块滑动，这样通过外壳a0打开安装卡爪a4，实现流量计模块与待测管道之间的解安装，此外，通过操纵约束解除件将外壳a0与驱动杆a6之间的定位关系解除，可以迅速实现外壳a0相对流量计模块的滑动，而无须再转动驱动杆a6，便于紧急情况下快速解除流量计模块与待测管道之间的安装连接。

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。

Claims (7)

1.一种基于水下流量计的快速解除机构，其特征在于：包括外壳（a0）和流量计模块，其中外壳（a0）罩设于所述流量计模块外，所述外壳（a0）和流量计模块之间连接有滑动驱动机构；

所述滑动驱动机构包括竖向设置的驱动杆（a6），该驱动杆（a6）可自转地与所述外壳（a0）相连，所述流量计模块上设有驱动螺孔（a31），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；

所述外壳（a0）上竖向设有ROV操作筒（a71），该ROV操作筒（a71）的下端固定在所述外壳（a0）上，所述驱动杆（a6）穿设在该ROV操作筒（a71）内，该ROV操作筒（a71）上设有径向约束件，该ROV操作筒（a71）的内壁固定设有一圈驱动杆环形挡圈（a77），该驱动杆环形挡圈（a77）位于所述径向约束件上方，在所述ROV操作筒（a71）内还放置有一个轴向约束挡圈（a72），该轴向约束挡圈（a72）位于所述驱动杆环形挡圈（a77）下方，该轴向约束挡圈（a72）与所述径向约束件连接，所述驱动杆（a6）的上端活动伸出所述驱动杆环形挡圈（a77），所述驱动杆（a6）的下端活动穿过所述轴向约束挡圈（a72）后伸入所述外壳（a0）内，所述驱动杆（a6）的外壁固定设有一圈驱动杆防脱盘（a61），该驱动杆防脱盘（a61）轴向约束在所述驱动杆环形挡圈（a77）和轴向约束挡圈（a72）之间；

所述ROV操作筒（a71）外还设有约束解除件，该约束解除件与所述径向约束件连接；

所述径向约束件包括多个约束插销（a73），多个所述约束插销（a73）绕所述ROV操作筒（a71）环向均匀分布，在所述ROV操作筒（a71）的筒壁上对应每一个所述约束插销（a73）径向贯穿有插销孔，所述约束插销（a73）径向插设在对应的所述插销孔内，所述约束插销（a73）的内端与所述轴向约束挡圈（a72）抵紧，所述约束插销（a73）的外端与所述约束解除件连接；

所述约束解除件包括约束筒（a74），该约束筒（a74）同轴活套在所述ROV操作筒（a71）外，该约束筒（a74）的内筒壁抵靠所述约束插销（a73）的外端面，所述约束筒（a74）和所述ROV操作筒（a71）之间通过至少两个剪切销（a76）连接，所述剪切销（a76）位于所述约束插销（a73）的水平位置以上；

在所述驱动杆防脱盘（a61）两侧的所述驱动杆（a6）上分别活动套设有降阻垫环（a62），所述降阻垫环（a62）用于将所述驱动杆环形挡圈（a77）、所述驱动杆防脱盘（a61）和所述轴向约束挡圈（a72）隔离。

2.根据权利要求1所述的一种基于水下流量计的快速解除机构，其特征在于：所述轴向约束挡圈（a72）的外圈壁上对应每个所述约束插销（a73）分别设有约束定位孔（a721），所述约束插销（a73）的内端分别插设在对应的所述约束定位孔（a721）内。

3.根据权利要求2所述的一种基于水下流量计的快速解除机构，其特征在于：所述约束插销（a73）包括圆台段和圆锥段，其中圆锥段的底面与所述圆台段的小端面对接，所述圆台段的大径端朝外而小径端朝内，所述插销孔的孔壁与所述圆台段相匹配，所述约束定位孔（a721）的孔壁与所述圆锥段相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种基于水下流量计的快速解除机构，其特征在于：所述约束筒（a74）包括上方的抵接筒和下方的让位筒，其中抵接筒的内壁与所述约束插销（a73）的外端面抵靠，所述让位筒的内径大于所述抵接筒的内径。

5.根据权利要求4所述的一种基于水下流量计的快速解除机构，其特征在于：所述抵接筒的内壁对应每个所述约束插销（a73）的外端面分别设有插销定位凹陷（a742），该插销定位凹陷（a742）穿出所述抵接筒的下边缘。

6.根据权利要求1所述的一种基于水下流量计的快速解除机构，其特征在于：所述约束筒（a74）的下边缘与所述外壳（a0）的外壁之间预留有拉拔缝隙（a75）。

7.根据权利要求1所述的一种基于水下流量计的快速解除机构，其特征在于：所述ROV操作筒（a71）的外壁设有拉拔工具卡口，该拉拔工具卡口位于所述约束筒（a74）上方。

Images