[发明专利]一种新型的穿梭油轮艉部受油口紧急脱开装置

说明书

本领域属于海洋油气外输领域，涉及一种新型的穿梭油轮艉部受油口紧急脱开装置，可以实现输油管道的快速连接以及紧急状况下的主动脱开和被动脱开两种脱开方式，保障油气外输作业的安全。本装置采用卡爪均匀周布式的连接方式，通过驱动机构中的液压油压力和母接头复位弹簧的共同作用来实现卡爪的释放和卡紧功能，而且卡紧机构设计有自锁结构；卡爪设计成头部和尾部两部分，紧急情况下可以通过剪断致断销钉实现脱开；母接头密封弹簧安装在母接头密封环外侧且限位环和母接头密封环之间设计有密封圈，能有效地隔绝介质，避免介质对装置内部结构的侵蚀。与现有的装置相比，其最大的特点是具有被动脱离方式、连接卡紧更加可靠。

技术领域

本发明属于海洋油气外输领域，具体的，涉及一种新型的输油管道快速连接、紧急脱开同时双向关闭油道的紧急脱开装置，可以大大提高穿梭油轮海上受油的效率和安全性。

背景技术

随着油气资源开采在海领域的发展，海上油气田开采的安全性收到了越来越多的关注，其中海上原油外输是其重要的一个环节。紧急脱开装置是海上油气外输系统中重要的组成部分，不仅可以提高油气外输作业的效率，还可以在危险工况下实现紧急脱开，提高输油作业的安全性。然而我国对于海洋石油装备的研究相比国外起步较晚、技术不成熟，虽然我国对码头输油臂紧急脱开装置的研究取得了很多成果，但是对于海上油气外输紧急脱开装置研究较少。

目前常见的紧急脱开装置工作原理：原油外输作业时，固定于输油软管端部公接头通过引缆的牵引与固定于穿梭油轮艉部受油口母接头对接，内部输油通道打开；当遇到紧急情况时，公、母接头脱开的同时油路被公、母接头关断阀切断，介质被保留在管道内部，从而防止外泄，保证外输作业和设备以及工作人员的安全。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提了一种新型周布卡爪式紧急脱开装置，本装置通过周布式卡爪的在径向方向的开合来实现装置的连接致紧和脱开。装置处于待连接状态时，卡爪处于张开状态，周向布置的处于张开状态的卡爪为公接头的对接提供导向作用，对接完成后驱动机构驱动卡爪运动完成致紧工作；当需要紧急脱开时，驱动机构反向运动，卡爪张开解除致紧作用；当紧急状态下驱动机构失效时，备选方案启动，在力的作用下卡爪头部与尾部脱开，实现接头的紧急脱开，极大的提高了装置紧急脱开的可靠性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种新型周布卡爪式紧急脱开装置，在紧急状态下，能够有效的实现脱开，保障了原油外输作业的安全，其特征在于：本装置由卡紧机构、驱动机构、公接头关断机构、母接头关断机构等组成。

卡紧机构由卡爪推环、卡爪、卡紧环组成，12个卡爪在周向均匀分布，卡爪分为头部、尾部和致断销钉三部分；卡爪头部和尾部开设销钉孔，通过两颗致断销钉实现固定；卡爪推环内部开设导向槽周向定位卡爪，外部设有导向凸台，与装置的外套配合，实现卡紧机构的周向定位；卡爪外侧的受压面和卡爪推环内侧的施压面设计有自锁角度。

驱动机构由液压推力环、母接头复位弹簧、外套、密封圈、卡紧环，基座组成；外套上开设有进出油口，通过12颗均布螺栓固定在基座上；密封圈安装在驱动环肩部和尾部；复位弹簧安装在卡紧环与驱动环形成的空腔内。

公接头油路关断机构由公接头关断阀、公接头支撑环、公接头上阀体、公接头下阀体、公接头密封弹簧、导流板组成；公接头支撑环通过螺纹固定于公接头下阀体；公接头上阀体和下阀体通过螺栓连接，均匀分布12颗；公接头密封弹簧套在公接头关断阀圆柱部分；公接头关断阀安装在公接头支撑环中心孔，通过压缩公接头密封弹簧可以实现轴向的运动；导流板焊接在公接头关断阀头部关断部分。

母接头关断机构由母接头关断阀、母接头密封环、母接头支撑环、母接头密封弹簧、锁簧、限位环等组成；母接头支撑环通过基座与限位环内缘凸台的挤压实现固定，螺纹孔底部装有锁簧；母接头关断阀通过螺纹固定于母接头支撑环，通过锁簧压缩实现防松功能；导流板焊接在母接头关断阀头部关断部分；母接头密封弹簧安装在限位环与母接头密封环形成的空腔内。