一種用于h4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于H4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置，包括主殼體外壁下端與下殼體固連，主殼體與下殼體之間的空腔中設(shè)置有活塞，主殼體內(nèi)壁沿圓周開有多個(gè)徑向的內(nèi)孔，每個(gè)內(nèi)孔中的鎖塊內(nèi)圓表面設(shè)置有四個(gè)齒槽用于與H4型面的齒面嚙合，每個(gè)鎖塊下端面坐在調(diào)整環(huán)上表面，調(diào)整環(huán)固定在下殼體上；活塞沿徑向開有多個(gè)軸向的長槽，每個(gè)長槽中穿有一個(gè)鎖塊拉桿與鎖塊螺紋連接，鎖塊拉桿外端頭伸出主殼體外壁與彈簧擋圈及其鎖緊螺母螺紋連接，在鎖塊拉桿圓周上套裝有彈簧；在主殼體內(nèi)腔底板開有水壓口P，內(nèi)腔設(shè)置有承載環(huán)，承載環(huán)套裝有金屬密封墊環(huán)。本實(shí)用新型的裝置，適用于在無外壓情況下對(duì)H4型面的試驗(yàn)和研究。
【專利說明】—種用于H4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于海洋石油鉆采裝備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于H4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]H4型面是由Vetco Gray公司開發(fā)的一種連接機(jī)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，該型面由4個(gè)齒槽、導(dǎo)向錐面和密封面等組成，因其采用鎖塊齒槽嚙合的連接方式，因此具有良好的抗彎、抗拉承載性能，連接及脫開迅速可靠，尤其適合于深海設(shè)備間的連接等作業(yè)要求。目前該結(jié)構(gòu)廣泛使用于海洋水下承受內(nèi)壓比較高的設(shè)備之間連接，如水下井口頭、水下采油樹及液壓連接器等水下采油設(shè)備中，額定工作壓力最高達(dá)105MPa(15000psi)。但因其特殊的型面，在對(duì)該結(jié)構(gòu)的設(shè)備進(jìn)行靜水壓試驗(yàn)時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)H4型面的設(shè)備快速有效連接、鎖緊、脫開，且保證鎖緊時(shí)的密封有效性，成為一個(gè)急需解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于H4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中H4型面不能有效、快捷地進(jìn)行連接和水壓試驗(yàn)的問題。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種用于H4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置，包括夾層結(jié)構(gòu)的主殼體，主殼體外壁下端通過雙頭螺栓及其螺母、保險(xiǎn)螺母與“L”型截面結(jié)構(gòu)的下殼體固定連接，主殼體內(nèi)外壁與下殼體之間的空腔中設(shè)置有活塞，主殼體內(nèi)壁沿圓周開有多個(gè)徑向的內(nèi)孔，每個(gè)內(nèi)孔中設(shè)置有一個(gè)鎖塊，每個(gè)鎖塊內(nèi)圓表面設(shè)置有四個(gè)齒槽用于與H4型面的齒面嚙合，每個(gè)鎖塊下端面坐在調(diào)整環(huán)上表面，調(diào)整環(huán)固定在下殼體上；
[0005]活塞外圓下部與主殼體外壁內(nèi)表面之間構(gòu)成密閉空腔，稱為鎖緊腔A ;活塞下端面與主殼體、下殼體之間的密封空間稱為解鎖腔B;活塞沿徑向開有多個(gè)軸向的長槽，每個(gè)長槽中穿有一個(gè)鎖塊拉桿，鎖塊拉桿內(nèi)端頭與鎖塊螺紋連接，鎖塊拉桿外端頭伸出主殼體外壁與彈簧擋圈及其鎖緊螺母螺紋連接，在鎖塊拉桿圓周上套裝有彈簧；
[0006]在主殼體內(nèi)腔底板開有加壓用的水壓口 P，內(nèi)腔靠近底板位置沿圓周設(shè)置有承載環(huán)，承載環(huán)內(nèi)圓表面套裝有金屬密封墊環(huán)。
[0007]本實(shí)用新型的用于H4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)還在于:
[0008]活塞的內(nèi)圓上部與鎖塊外圓上角對(duì)應(yīng)設(shè)置有斜率相同的錐面。
[0009]活塞在錐面上方另外設(shè)置有錐面，錐面角度大于錐面角度。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是，包括鎖緊機(jī)構(gòu)、解鎖機(jī)構(gòu)、承載機(jī)構(gòu)和水壓機(jī)構(gòu)，它依靠鎖緊機(jī)構(gòu)對(duì)H4型面進(jìn)行連接、鎖緊，水壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行密封和試驗(yàn)，承載機(jī)構(gòu)承擔(dān)載荷，解鎖機(jī)構(gòu)完成解鎖，實(shí)現(xiàn)了與H4型面的快速連接、鎖緊、試驗(yàn)和解鎖的試驗(yàn)全過程。結(jié)構(gòu)新穎，操作簡單，大大提高了生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約生產(chǎn)成本，適用于在無外壓情況下對(duì)H4型面的試驗(yàn)和研究。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型裝置試驗(yàn)對(duì)象的H4型面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是圖2中A-A截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4是圖2中I處的局部放大示意圖；
[0015]圖5是本實(shí)用新型裝置中的活塞結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中，1.主殼體，2.活塞，3.鎖塊，4.調(diào)整環(huán)，5.下殼體，6.雙頭螺栓，7.螺母，8.保險(xiǎn)螺母，9.螺釘，10.鎖塊拉桿，11.彈簧，12.彈簧擋圈，13.鎖緊螺母，14.承載環(huán)，15.金屬密封墊環(huán)，16.H4型面；
[0017]另外，A.鎖緊腔，B.解鎖腔，P.水壓口。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019]以下文本中的“H4型面水壓試驗(yàn)裝置”均簡稱為“試驗(yàn)裝置”。
[0020]參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型裝置的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是H4型面16的結(jié)構(gòu)，該型面由4個(gè)齒槽、導(dǎo)向錐面和密封面構(gòu)成。
[0021]參照?qǐng)D2、圖3、圖4和圖5，本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)是，
[0022]包括夾層結(jié)構(gòu)的主殼體1，主殼體I外壁下端通過雙頭螺栓6及其螺母7、保險(xiǎn)螺母8與“L”型截面結(jié)構(gòu)的下殼體5固定連接，主殼體I內(nèi)外壁與下殼體5之間的空腔中設(shè)置有活塞2，主殼體I內(nèi)壁沿圓周開有多個(gè)徑向的內(nèi)孔，每個(gè)內(nèi)孔中設(shè)置有一個(gè)鎖塊3，實(shí)施例共設(shè)置有12塊，每個(gè)鎖塊3內(nèi)圓表面設(shè)置有四個(gè)齒槽用于與H4型面的齒面嚙合，每個(gè)鎖塊3下端面坐在調(diào)整環(huán)4上表面，調(diào)整環(huán)4通過螺釘9固定在下殼體5上；活塞2外圓下部與主殼體I外壁內(nèi)表面之間構(gòu)成密閉空腔，稱為鎖緊腔A ;活塞2下端面與主殼體1、下殼體5之間的密封空間稱為解鎖腔B ;活塞2沿徑向開有多個(gè)軸向的長槽，每個(gè)長槽中穿有一個(gè)鎖塊拉桿10，鎖塊拉桿10內(nèi)端頭與鎖塊3螺紋連接，鎖塊拉桿10外端頭伸出主殼體I外壁與彈簧擋圈12及其鎖緊螺母13螺紋連接，在鎖塊拉桿10圓周上套裝有彈簧11，彈簧11的外端與彈簧擋圈12頂接，彈簧11的內(nèi)端與主殼體I外壁頂接；
[0023]活塞2的中部及下端外圓周分別設(shè)置有密封圈17 ；
[0024]在主殼體I內(nèi)腔底板開有用于加壓的水壓口 P，內(nèi)腔靠近底板位置沿圓周設(shè)置有承載環(huán)14，承載環(huán)14內(nèi)圓表面套裝有金屬密封墊環(huán)15。
[0025]本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置從功能上可以分為鎖緊機(jī)構(gòu)、解鎖機(jī)構(gòu)、承載機(jī)構(gòu)和水壓機(jī)構(gòu)四個(gè)部分，
[0026]鎖緊機(jī)構(gòu)包括主殼體1、活塞2和鎖塊3，每個(gè)鎖塊上有4個(gè)齒槽與H4型面的齒面嚙合，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有H4型面設(shè)備的有效連接和鎖緊，鎖緊力通過H4型面的傳遞，轉(zhuǎn)換為向上擠壓金屬密封墊環(huán)的密封預(yù)緊力；鎖緊腔A通過液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)泵入液壓，驅(qū)動(dòng)活塞2向下運(yùn)動(dòng)；活塞2的內(nèi)圓上部與鎖塊3外圓上角對(duì)應(yīng)設(shè)置有斜率相同的錐面均稱為錐面A，即圖4中顯示的錐面A ;活塞2下移時(shí)的錐面推動(dòng)鎖塊3向內(nèi)孔收縮，通過錐面A接觸和相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生鎖緊力，即產(chǎn)生鎖緊力；活塞2在錐面A上方另外設(shè)置有錐面B，錐面A角度較大，產(chǎn)生的鎖緊力小，位移大；錐面B角度較小，并且錐面B角度小于錐面A角度，產(chǎn)生的鎖緊力大，位移小，錐面B為自鎖角度，防止活塞2和鎖塊3自動(dòng)解鎖；在鎖塊3外圓周齒槽與H4型面接觸過程中，活塞2和鎖塊3的接觸由錐面A過渡到錐面B。
[0027]解鎖機(jī)構(gòu)包括解除鎖緊和解鎖兩部分，解除鎖緊部分由主殼體1、活塞2和下殼體5組成，解鎖腔B通過液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)泵入規(guī)定壓力的液壓油來驅(qū)動(dòng)活塞2向上運(yùn)動(dòng)，從而解除鎖緊力；解鎖部分由鎖塊3、鎖塊拉桿10、彈簧11、彈簧擋圈12和鎖緊螺母13組成，鎖塊拉桿10與鎖塊3螺紋連接，通過鎖緊螺母13可任意調(diào)節(jié)彈簧11的壓縮量，以始終保持彈簧11對(duì)鎖塊3的施加解鎖力。當(dāng)鎖緊力解除后，在彈簧力的作用下鎖塊拉桿10帶動(dòng)鎖塊3向外運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到解鎖目的。
[0028]承載機(jī)構(gòu)包括鎖塊3、調(diào)整環(huán)4、下殼體5、雙頭螺栓6、螺母7、保險(xiǎn)螺母8，調(diào)整環(huán)4采用螺釘9固定在下殼體5上端面，一方面用來承載鎖塊3的壓力和磨損，另一方面可通過增減調(diào)整環(huán)4的厚度來調(diào)整鎖塊3的高、低位置，以獲取鎖塊3的最佳鎖緊力；下殼體5、雙頭螺栓6、螺母7、保險(xiǎn)螺母8 一起承受來自鎖塊3的所有載荷。
[0029]水壓機(jī)構(gòu)包括主殼體1、承載環(huán)14和金屬密封墊環(huán)15，主殼體I上設(shè)有水壓口 P用于打壓、試驗(yàn)，還設(shè)有水壓密封面用于密封水壓；承載環(huán)14用于承載和平衡部分密封預(yù)緊力，金屬密封墊環(huán)15則用于水壓試驗(yàn)的密封。
[0030]從功能上來看，鎖緊機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)連接、鎖緊和施加密封預(yù)緊力；解鎖機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)解除鎖緊力和解鎖；承載機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)承載金屬密封墊環(huán)的密封預(yù)緊載荷和水壓試驗(yàn)載荷等；水壓機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)密封和施加水壓試驗(yàn)，四種機(jī)構(gòu)相互協(xié)作配合，可實(shí)現(xiàn)快速與H4型面的連接、鎖緊、試驗(yàn)和解鎖。
[0031]本實(shí)用新型的工作原理是，
[0032]水壓試驗(yàn)時(shí)，將H4型面、承載環(huán)14和金屬密封墊環(huán)15裝入試驗(yàn)裝置中；然后通過向鎖緊腔A內(nèi)泵入液壓，驅(qū)動(dòng)活塞2向下運(yùn)動(dòng)使鎖塊3向內(nèi)收縮，并使得鎖塊3與H4型面的齒槽嚙合；繼續(xù)泵入液壓推動(dòng)活塞2繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，迫使鎖塊3通過齒槽擠壓H4型面齒槽，使得H4型面向上運(yùn)動(dòng)并擠壓金屬密封墊環(huán)15，以達(dá)到密封效果；然后從水壓口 P打入水壓，進(jìn)行水壓試驗(yàn)。
[0033]水壓試驗(yàn)完成后，從水壓口 P卸掉水壓，然后向解鎖腔B內(nèi)泵入液壓，驅(qū)動(dòng)活塞2向上運(yùn)動(dòng)，并解除了對(duì)鎖塊3的鎖緊力；由于彈簧11始終保持對(duì)鎖塊3的施加解鎖力，所以在解鎖力的作用下鎖塊拉桿10帶動(dòng)鎖塊3向外運(yùn)動(dòng)，并脫離齒槽嚙合，最終到達(dá)解鎖狀態(tài)。
[0034]鎖塊拉桿10芽過王殼體I和活塞2抒在鎖塊3上，并設(shè)有彈黃11、彈黃擋圈12和鎖緊螺母13。通過鎖緊螺母13可任意調(diào)節(jié)彈簧10的壓縮量，以始終保持彈簧10對(duì)鎖塊3的施加解鎖力。當(dāng)鎖緊力解除后，解鎖力即可拉到鎖塊3向外運(yùn)動(dòng)，達(dá)到解鎖目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于H4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)在于:包括夾層結(jié)構(gòu)的主殼體(1)，主殼體(I)外壁下端通過雙頭螺栓(6)及其螺母(7)、保險(xiǎn)螺母(8)與“L”型截面結(jié)構(gòu)的下殼體(5)固定連接，主殼體(I)內(nèi)外壁與下殼體(5)之間的空腔中設(shè)置有活塞(2)，主殼體(I)內(nèi)壁沿圓周開有多個(gè)徑向的內(nèi)孔，每個(gè)內(nèi)孔中設(shè)置有一個(gè)鎖塊(3)，每個(gè)鎖塊(3)內(nèi)圓表面設(shè)置有四個(gè)齒槽用于與H4型面的齒面嚙合，每個(gè)鎖塊(3)下端面坐在調(diào)整環(huán)(4)上表面，調(diào)整環(huán)(4)固定在下殼體(5)上； 活塞(2)外圓下部與主殼體(I)外壁內(nèi)表面之間構(gòu)成密閉空腔，稱為鎖緊腔A ;活塞(2)下端面與主殼體(I)、下殼體(5)之間的密封空間稱為解鎖腔B;活塞(2)沿徑向開有多個(gè)軸向的長槽，每個(gè)長槽中穿有一個(gè)鎖塊拉桿(10)，鎖塊拉桿(10)內(nèi)端頭與鎖塊(3)螺紋連接，鎖塊拉桿(10)外端頭伸出主殼體(I)外壁與彈簧擋圈(12)及其鎖緊螺母(13)螺紋連接，在鎖塊拉桿(10)圓周上套裝有彈簧(11)； 在主殼體(I)內(nèi)腔底板開有加壓用的水壓口 P，內(nèi)腔靠近底板位置沿圓周設(shè)置有承載環(huán)(14)，承載環(huán)(14)內(nèi)圓表面套裝有金屬密封墊環(huán)(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于H4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)在于:所述的活塞(2)的內(nèi)圓上部與鎖塊(3)外圓上角對(duì)應(yīng)設(shè)置有斜率相同的錐面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于H4型面的靜水壓試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)在于:所述的活塞(2)在錐面(I)上方另外設(shè)置有錐面(2)，錐面(I)角度大于錐面(2)角度。
【文檔編號(hào)】G01N3/02GK204116026SQ201420532291
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】左其川, 王秉武, 淮超, 雷廣進(jìn), 侯曉東 申請(qǐng)人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司