一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器
阅读说明：本技术 一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器 (Anchor chain connector of floating oil and gas production storage and unloading device ) 是由 蔡荣 张爱平 彭伟存 罗辉广 王阳 刘伯阳 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器,包括止动器,所述止动器的下方连接有母接头,所述止动器能够与母接头发生相对转动；在所述母接头的下方设有芯轴,所述芯轴的上端插入母接头内,所述芯轴的外表面套设有滚珠笼,所述滚珠笼随芯轴插入母接头内并与母接头的内壁接触,在所述滚珠笼上设有若干颗滚珠,所述滚珠部分嵌入芯轴并且部分嵌入母接头。本发明通过设置滚珠笼,使得若干不同滚珠形成为整体,从而加强各部件间的连接,避免锚链脱落。(The invention discloses a floating oil and gas production storage and unloading device anchor chain connector, which comprises a stopper, wherein a female joint is connected below the stopper, and the stopper and the female joint can rotate relatively; the improved nut joint structure is characterized in that a mandrel is arranged below the nut joint, the upper end of the mandrel is inserted into the nut joint, a ball cage is sleeved on the outer surface of the mandrel, the ball cage is inserted into the nut joint along with the mandrel and is in contact with the inner wall of the nut joint, a plurality of balls are arranged on the ball cage, and the balls are partially embedded into the mandrel and partially embedded into the nut joint. According to the invention, the ball cage is arranged, so that a plurality of different balls form a whole, thereby strengthening the connection among all parts and avoiding the falling of the anchor chain.)
技术领域
本发明涉及海洋工程机械领域，具体是一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器。
背景技术
在海洋油气资源的勘探开发中，海上钻采平台是广泛应用的设备。由于海洋中海水和台风等复杂多变的静力和动力特性，海洋钻采平台的作业环境恶劣，浮式油气生产储卸装置除受本身巨大的自重和海水腐蚀等作用外，还受海浪、暗流和台风等的影响。海洋装备普遍制造成本高、生产周期长，因此避免海洋装备失效具有重要意义。
锚链系统是浮式油气生产储卸装置重要的系泊设备，其对浮式油气生产储卸装置在海流和台风等作用下的稳定性和安全性至关重要。锚链系统通常包含多根锚链，每根锚链均系在锚桩上，从锚桩到拖船间有钢缆、配重链、调整链和浮筒等，整个锚链可达千米长，其重量普遍较大。锚链巨大的重量使得通过人工将锚链与拖船相连变得困难。因此，需要设计一种将锚链快速连接的装置。在浮式油气生产储卸装置作业现场，现有技术普遍采用刚性连接，也有连接装置使用带滚珠柔性连接，但滚珠固定在芯轴上，当滚珠因海水腐蚀或磨损直径变小时，连接器的关键零件容易脱离从而造成锚链脱落事故。一旦出现锚链脱落等安全事故，动辄花费石油公司数千万或上亿人民币的检测和维修成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术直接将滚珠固定在芯轴上导致在海水腐蚀中连接器中的部件容易脱落使得锚链脱落的不足，提供了一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器，通过设置滚珠笼，使得若干不同滚珠形成为整体，从而加强各部件间的连接，避免锚链脱落。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：
一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器，包括止动器，所述止动器的下方连接有母接头，所述止动器能够与母接头发生相对转动；在所述母接头的下方设有芯轴，所述芯轴的上端插入母接头内，所述芯轴的外表面套设有滚珠笼，所述滚珠笼随芯轴插入母接头内并与母接头的内壁接触，在所述滚珠笼上设有若干颗滚珠，所述滚珠部分嵌入芯轴并且部分嵌入母接头。
目前，在使用锚链连接器的时候，由于需要长时间的在海水环境中进行作业，所以不可避免的是连接器的腐蚀问题，而一般解决连接器的复试问题主要依靠定期的零部件更换，而在锚链连接器的使用过程中，其中滚珠起到很关键的连接作用，但是滚珠的损耗并不能单纯的通过海水腐蚀来进行计算，其损耗是多方面的，包括机械磨损、海水腐蚀等多种原因，所以很难进行更换周期的预计，而且若更换的过于频繁，也不利于物料成本和人力成本的控制，但是由于滚珠固定在芯轴上，当滚珠的直径变小时，连接器的关键零件容易脱离从而造成锚链脱落事故，锚链脱落属于重大的生产事故，是能够产生链式反应的影响的事件，需要尽量被避免；本发明中通过设置滚珠笼的方式来对滚珠进行固定，通过滚珠笼，所有的滚珠形成整体效应，避免了部分区域滚珠受损而对芯轴和所述母接头的连接产生较大影响，在本发明中，所述滚珠笼是随芯轴插入母接头内的，在固定和连接上都得到了有效加强，并且通过滚珠笼的保护，也能够在一定程度上减少滚珠的机械损伤和海水腐蚀，从而能够避免滚珠的直径过快的变小，本发明通过设置滚珠笼，使得若干不同滚珠形成为整体，从而加强各部件间的连接，避免锚链脱落。
进一步的，在所述母接头上还设有转轴，所述转轴贯穿母接头并且两端均与所述止动器固定；所述转轴位于所述芯轴的上方。通过转轴的中间连接，使得止动器能够能够与母接头发生相对转动，从而避免止动器失效。
进一步的，在所述母接头的上半部开有轴孔，所述转轴位于轴孔内；在所述母接头的下端面向内开有接头盲孔，所述接头盲孔内设有若干个环形槽，所述芯轴插入接头盲孔内，所述滚珠嵌入环形槽。在本发明中，通过接头盲孔内的环形槽来实现对滚珠位置的限制，从而使得滚珠能够有效地起到连接作用。
进一步的，在所述芯轴上开设有滚珠槽，所述滚珠槽的位置与数量和环形槽对应：每一个环形槽均对应一个滚珠槽；所述环形槽和滚珠槽结合能够容纳完整的滚珠。本发明中所述环形槽和滚珠槽结合能够容纳完整的滚珠，从而能够尽量减少滚珠的机械损伤，所述滚珠槽的位置与数量和环形槽对应，使得滚珠的排列有序。
进一步的，所述滚珠笼包括笼体，在笼体上开有若干层周向分布的滚珠孔，所述滚珠笼在靠近母接头底端的一侧固定有笼底台肩，所述笼底台肩与芯轴固定。所述笼体用于承载滚珠，所述滚珠孔用于限制滚珠位置，所述笼底台肩通过延伸来增加接触面，从而使得固定更加稳定。
进一步的，所述芯轴上固定有芯轴台肩，所述芯轴台肩位于所述笼底台肩的上方，所述芯轴台肩和笼底台肩之间设有弹簧，所述弹簧的上端与芯轴台肩固定，其下端与笼底台肩固定。在本发明中所述芯轴台肩和笼底台肩通过弹簧进行固定，不仅增加了接触面，使得两者之间的位置更加稳定，而且通过弹簧达到了锁紧芯轴的目的，使得芯轴被外力抵紧，加强连接。
进一步的，所述芯轴的下方固定有Y型连接器，所述Y型连接器用于：连接锚链与芯轴。本发明中采用Y型连接器进行猫脸与芯轴的连接，Y型连接器能够使得连接处更加稳定，抵抗外力的能力更强。
进一步的，在所述芯轴上开有连接孔，所述连接孔中插有连接销，所述Y型连接器与芯轴通过连接销连接。通过连接销进行连接，既能够达到稳定连接的目的，又方便维护和拆卸。
进一步的，所述连接销其中一端的端头大于所述连接孔的孔径，其另一端设有外螺纹，所述连接销设有外螺纹的一端贯穿连接孔并向Y型连接器外延伸，在所述外螺纹上套设有锁紧螺母，所述锁紧螺母抵紧所述Y型连接器。通过锁紧螺母，加强连接的稳定性。
进一步的，所述锁紧螺母背离Y型连接器的一侧设有防脱销，所述防脱销插入所述连接销。通过防脱销，避免在意外情况下，连接销的脱出。
综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)在本发明中，所述滚珠笼是随芯轴插入母接头内的，在固定和连接上都得到了有效加强，并且通过滚珠笼的保护，也能够在一定程度上减少滚珠的机械损伤和海水腐蚀，从而能够避免滚珠的直径过快的变小。
(2)本发明通过接头盲孔内的环形槽来实现对滚珠位置的限制，从而使得滚珠能够有效地起到连接作用。
(3)本装置结构简单，安装方便，连接快速；本装置中由多颗滚珠共同均匀受力，可减少滚珠因受力不均而引起的失效；本装置的滚珠槽为深度变化的长条状，加上压缩弹簧的作用，滚珠不易脱落。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的结构示意图；
图2为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的结构的剖示图；
图3为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的由母接头、滚珠笼、芯轴和滚珠共同连接组成的部件；
图4为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的母接头的结构示意图；
图5为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的母接头的剖示图；
图6为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的母接头的另一结构示意图；
图7为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的滚珠笼的结构示意图；
图8为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的芯轴的结构示意图；
图9为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的芯轴的另一结构示意图；
图10为本发明一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的芯轴的另一结构示意图；
附图标记所表示的是：1.止动器，2.转轴，3.母接头，3a.轴孔，3b.接头盲孔，3c.环形槽，4.滚珠笼，4a.笼体，4b.滚珠孔，4c.笼底台肩，5.芯轴，5a.连接孔，5b.滚珠槽，5c.芯轴台肩，6.滚珠，7.弹簧，8.Y型连接器，9.连接销，10.锁紧螺母，11.防脱销。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例：
如图1～10所示，一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器，包括止动器1，所述止动器1的下方连接有母接头3，所述止动器1能够与母接头3发生相对转动；在所述母接头3的下方设有芯轴5，所述芯轴5的上端插入母接头3内，所述芯轴5的外表面套设有滚珠笼4，所述滚珠笼4随芯轴5插入母接头3内并与母接头3的内壁接触，在所述滚珠笼4上设有若干颗滚珠6，所述滚珠部分嵌入芯轴5并且部分嵌入母接头3。在所述母接头3上还设有转轴2，所述转轴2贯穿母接头3并且两端均与所述止动器1固定；所述转轴2位于所述芯轴5的上方。
在所述母接头3的上半部开有轴孔3a，所述转轴2位于轴孔3a内；在所述母接头3的下端面向内开有接头盲孔3b，所述接头盲孔3b内设有若干个环形槽3c，所述芯轴5插入接头盲孔3b内，所述滚珠嵌入环形槽3c。在所述芯轴5上开设有滚珠槽5b，所述滚珠槽5b的位置与数量和环形槽3c对应：每一个环形槽3c均对应一个滚珠槽5b；所述环形槽3c和滚珠槽5b结合能够容纳完整的滚珠6。所述滚珠笼4包括笼体4a，在笼体4a上开有若干层周向分布的滚珠孔4b，所述滚珠笼4在靠近母接头3底端的一侧固定有笼底台肩4c，所述笼底台肩4c与芯轴5固定。所述芯轴5上固定有芯轴台肩5c，所述芯轴台肩5c位于所述笼底台肩4c的上方，所述芯轴台肩5c和笼底台肩4c之间设有弹簧7，所述弹簧7的上端与芯轴台肩5c固定，其下端与笼底台肩4c固定。
所述芯轴5的下方固定有Y型连接器8，所述Y型连接器8用于：连接锚链与芯轴5。在所述芯轴5上开有连接孔5a，所述连接孔5a中插有连接销9，所述Y型连接器8与芯轴5通过连接销9连接。所述连接销9其中一端的端头大于所述连接孔5a的孔径，其另一端设有外螺纹，所述连接销9设有外螺纹的一端贯穿连接孔5a并向Y型连接器8外延伸，在所述外螺纹上套设有锁紧螺母10，所述锁紧螺母10抵紧所述Y型连接器8。所述锁紧螺母10背离Y型连接器8的一侧设有防脱销11，所述防脱销11插入所述连接销9。
本实施例中由于所述止动器1与母接头3通过转轴2连接，止动器1与母接头3可相对旋转；所述母接头3上设有轴孔3a、接头盲孔3b、环形槽3c，环形槽3c设于接头盲孔3b的内壁，环形槽3c的数量按需求可为多条，转轴2穿过轴孔3a；所述滚珠笼4插入母接头3的接头盲孔3b内，滚珠笼4包括笼体4a、滚珠孔4b和笼底台肩4c，滚珠笼4设有多圈滚珠孔4b且每一圈上的滚珠孔4b沿圆周方向均匀分布；所述芯轴5上设有连接孔5a、滚珠槽5b和芯轴台肩5c，滚珠槽5b的数量按需求可为多圈且每一圈上的滚珠槽5b沿圆周方向均匀分布；所述滚珠槽5b呈长条形且其深度沿芯轴5的轴向由上而下逐渐增加；当滚珠笼4完全插入接头盲孔3b时，每一圈滚珠孔4b和环形槽3c具有相同的轴向位置，且每个滚珠孔4b与滚珠槽5b相配合用于安装滚珠6；所述滚珠6安装于母接头3、滚珠笼4和芯轴5间，位于环形槽3c、滚珠孔4b和滚珠槽5b内，滚珠6的直径大于滚珠孔4b的直径；所述笼底台肩4c和芯轴台肩5c间设有弹簧7且弹簧7处于压缩状态；所述芯轴5与Y型连接器8通过连接销9连接，芯轴5与Y型连接器8可相对旋转，其中连接销9穿过连接孔5a；所述连接销9端部与锁紧螺母10通过螺纹连接，锁紧螺母10外还设有穿过连接销9的防脱销11。
本实施例中一种浮式油气生产储卸装置锚链连接器的安装过程为：首先将止动器1、转轴2和母接头3连于一体的部件安装于拖船上，然后依次将芯轴5与Y型连接器8通过连接销9连接、将弹簧7放于芯轴台肩5c上、将滚珠6放于滚珠槽5b内、将装有滚珠6的芯轴5插入滚珠笼4并使笼底台肩4c压缩弹簧7，弹簧7的反力将使芯轴5相对母接头3向下移动并使滚珠6滚向滚珠槽5b变浅的一端，由滚珠笼4、芯轴5、滚珠6、弹簧7、Y型连接器8、连接销9、锁紧螺母10和防脱销11组成的部件位于锚链上，将装有滚珠笼4、滚珠6、弹簧7的芯轴5插入母接头3即可将所述锚链连接器快速安装；所述浮式油气生产储卸装置锚链连接器，弹簧7的作用是使母接头3和芯轴5在滚珠6作用下具有自锁功能，另外由于Y型连接器8与重量巨大的锚链相连，因此母接头3和芯轴5均受拉，滚珠槽5b深度的变化使滚珠6滚向槽浅的一侧，即锚链连接器越拉越紧；所述滚珠笼4的作用在于约束所有滚珠6同步运动，从而使所有滚珠6同步受力。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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