[发明专利]连接装置

说明书

本发明是连接水下连接器的第一和第二连接部件的装置，水下连接器是用于电力、液力、空气光的传输装置或其它装置的。

在石油工业中，水下场所例如海底井口设施的设备的连接是众所周知的。英国专利2192316提供了一种水下电连接装置，它有一个带有围绕一组电接触销的配合套的第一部件和一个带有配合插头的第二部件，插头有一组对应的电接触管套。插头有一设计成与套十分相配的柱形外表面，该套是筒形的，这里还设有一个销和销槽以确保部件间正确的周向对准。在使用时，连接器的第一部件通常被固定到海底设施上，第二部件则通过一个潜水员将插头插入套内来和第一部件配合。在此接触销和接触套电接触。

在某些情况下，如在深水里，最好使用一遥控操作车辆(ROV)而不是潜水员去连接，然而，问题是必须使两个连接部件精确地对准，以使它们配合在一起。在这方面主要的问题是沿轴线方向的角错位。另一个已知的有柱形配合部分的连接器最多允许沿轴线方向有1.75°的角错位。控制ROV的操纵爪足够准确地落入这个公差内是很困难的。进一步的问题是周向错位，这不能简单地通过设置一个销和销槽而克服，因为，如果有最初的错位，销将不会啮合在槽内。这样，通常是ROV先进行几次连接尝试，在每一次尝试之后，操作者在遥控场所校正，有时候借助摄像机的帮助来进行这种操作。

一方面，本发明提供一种用于连接水下连接器的第一部件和第二部件的装置，包括一个适于容纳第一连接部件的并有一轴向导套的第一传导管和一个适于容纳第二连接部件的并有一插头的第二传导管，该插头与导套沿轴向配合以连接第一连接部件和第二连接部件，其中插头有一朝着前端逐渐变细的鼻部，前端的横向尺寸比导套的小，插头还有一在鼻部后面的部分，其横向尺寸比导套的小，其特征在于：所述在鼻部后面的部分是一个腰部，在其后部方向具有增大的横向尺寸的后部，如果在连接操作期间有轴向角错位，则该腰部在导套的开口端与导套的边缘配合，以修正错位。

由于采用了这样的装置，即使第一和第二传导管带有沿轴向的角错位而结合，锥形的鼻部也能使插头进入套。当插头进一步移入套时，插头的腰部与套的开口端边缘接合，随着插头进入套的连续向前移动，第一和第二传导管将逐渐轴向对准。这样的连接装置特别适用于ROV操作，因为，使用ROV将一个连接部件与另一个连接部件连接时通常产生的较大的轴向角错位可被允许和自动修正。例如，第一和第二传导管轴线间的夹角可以从最初的30°减少到对准时的零度。

套和插头通常具有环形横断面。在腰部的后面，插头最好有一直径为D的柱部，它与套紧密配合以便在连接过程中获得最终的轴向对准。锥形的鼻部可以是圆形的(例如部分球形的)，或是截头锥形的(从轴向断面看为一笔直斜面)。这样，朝着鼻部前端，直径可以线性地或非线性地减少。鼻部的后端直径最好和柱部一样(后端与套紧密配合)，鼻部可以向前逐渐变细到0.7D至0.9D(例如0.85D)的最小尺寸。在鼻部的后面，腰部有一前部分，其尺寸可减少到0.7D至0.9D的最小尺寸并且可以等于鼻部的最小尺寸。接着向后，腰部有一直径逐渐增加的后部。如果在连接操作过程中有轴向角错位，正是这个后部与套的开口端边缘接合使错位得以修正。腰部的后部最好是截头锥形的。

当使用ROV在水下连接部件时，除了存在轴向角错位的问题外，还有周向错位的问题。有必要提供用于修正第一和笫二传导管周向错位的装置。因此，连接装置最好在两个传导管之一上设置一个销，以便在连接过程中与在另一传导管上的槽配合，槽有一比销宽的开口端用于在连接过程中首先接受销，槽从开口端变窄以便在连接过程中引导销到达所期望的周向位置。这样，槽基本上可以是漏斗形的。由于采用了这样的按排方式，当第一和第二传导管被连到一起时，周向错位被自动地修正，这是通过使两传导管产生相对转动达到的。这样，销和槽的设置就具有独特的发明意义。

因此，从另一方面看，本发明提供的用于在水下连接第一和第二部件的装置，包括一个适于容纳第一连接部件的、并有一轴向导套的第一传导管；一个适于容纳第二连接部件的、并有一插头装置(用于沿轴向与导管配合以连接第一和第二连接部件)的第二传导管；和一个在两传导管之一上的销，用于在连接过程中与一个在另一传导管上的槽配合，该槽有一在连接过程中用于容纳销的比销宽的开口，槽从开口端向内变窄以便在连接过程中将销导入所期望的周向位置。