УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ КРЫШКИ К КОРПУСУ ПОДВОДНОГО МОДУЛЯ УПРАВЛЕНИЯ
ASSEMBLY FOR ATTACHING THE COVER TO THE BODY OF THE UNDERWATER CONTROL MODULE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Предлагаемое изобретение относится к узлам крепления и может быть использовано в подводном модуле управления системы подводной добычи углеводородов для крепления крышки к корпусу подводного модуля управления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Подводный модуль управления предназначен для управления запорной арматурой, установленной на подводной фонтанной арматуре или манифольде. Подводный модуль управления получает электрическое питание, управляющие сигналы и гидравлическое питание с берегового оборудования. Блоки электроники, расположенные внутри подводного модуля управления обрабатывают управляющие сигналы и коммутируют питание на пилотные клапаны, открывающие и закрывающие гидравлические линии управления запорной арматурой.
Из уровня техники известен подводный модуль управления подводным оборудованием согласно US 8020623, МПК: Е21В 23/00, Е21В 34/04, опубл. 20.09.2011, содержащий корпус, сопрягающий блок для стыковки с телеуправляемым подводным аппаратом, который закрепляют относительно центрального сердечника с использованием множества крепежных средств, при этом электрические соединители устанавливают после монтажа корпуса.
К недостаткам известных технических решений относится недостаточная герметизация подводного модуля управления, не обеспечивающая необходимого уровня безаварийной эксплуатации.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту изобретения предложен узел крепления крышки к корпусу подводного модуля управления, включающий:
- корпус подводного модуля управления с приваренным к нему фланцем, образующим единое целое с корпусом;
- центральную колонну блока электроники;
- крышку с центральным отверстием;
- сопрягающий блок для сопряжения подводного модуля управления с инструментом для спуска и подъема, выполненный с возможностью размещения в центральном отверстии крышки;
- по меньшей мере одно радиальное уплотнение, выполненное с возможностью установки на наружной поверхности сопрягающего блока в зоне контакта с поверхностью центрального отверстия крышки;
- первые крепежные средства, выполненные с возможностью обеспечения закрепления крышки относительно сопрягающего блока с образованием временного узла крепления и с возможностью их последующего удаления;
- вторые крепежные средства, выполненные с возможностью обеспечения закрепления временного узла крепления относительно центральной колонны блока электроники;
- третьи крепежные средства, выполненные с возможностью обеспечения закрепления без натяга фланца корпуса относительно временного узла крепления и закрепления с натягом фланца корпуса относительно крышки.
В предлагаемом узле крепления сопрягающий блок имеет по меньшей мере одно периферическое углубление на своей наружной поверхности в зоне контакта с поверхностью центрального отверстия крышки.
В предлагаемом узле крепления сопрягающий блок имеет периферический выступ, проходящий параллельно периферическому углублению и отступающий от него.
В предлагаемом узле крепления:
- первые крепежные средства включают в себя
временные дистанционные втулки, каждая из которых выполнена с возможностью размещения между нижней поверхностью периферического выступа и верхней поверхностью крышки;
натяжные шпильки, каждая из которых выполнена с возможностью по меньшей мере частичного размещения во временной дистанционной втулке, с четырехгранником в верхней части натяжной шпильки;
гайки, каждая из которых выполнена с возможностью навинчивания на натяжную шпильку;
шайбы, каждая из которых выполнена с возможностью размещения на натяжной шпильке между верхней поверхностью периферического выступа и гайкой;
- вторые крепежные средства представляют собой первые крепежные винты;
- третьи крепежные средства представляют собой вторые крепежные винты.
В предлагаемом узле крепления в крышке выполнена канавка для торцевого уплотнения для обеспечения размещения торцевого уплотнения между фланцем корпуса и крышкой.
Согласно второму аспекту изобретения предложен способ сборки узла крепления крышки к корпусу подводного модуля управления, в котором:
- устанавливают крышку подводного модуля управления, имеющую центральное отверстие, на ровную поверхность;
- размещают по меньшей мере одно радиальное уплотнение в соответствующем периферическом углублении на наружной поверхности сопрягающего блока в зоне контакта с поверхностью центрального отверстия крышки;
- устанавливают сопрягающий блок в центральное отверстие крышки;
- обеспечивают закрепление крышки относительно сопрягающего блока с использованием первых крепежных средств с образованием временного узла крепления;
- устанавливают временный узел крепления на центральную колонну блока электроники с обеспечением его закрепления относительно центральной колонны блока электроники с использованием вторых крепежных средств;
- надевают корпус подводного модуля управления с приваренным к нему фланцем, образующим единое целое с корпусом, на установленные и закрепленные друг относительно друга крышку, сопрягающий блок и центральную колонну блока электроники;
- закрепляют фланец корпуса относительно крышки с использованием третьих крепежных средств путем их закручивания без натяга;
- удаляют первые крепежные средства;
- закручивают третьи крепежные средства с натягом.
В предлагаемом способе сопрягающий блок устанавливают в центральное отверстие крышки с обеспечением размещения радиального уплотнения в зоне контакта наружной поверхности сопрягающего блока с поверхностью центрального отверстия крышки.
В предлагаемом способе закрепление крышки относительно сопрягающего блока осуществляют с использованием периферического выступа на сопрягающем блоке, проходящего параллельно периферическому углублению и отступающего от него.
В предлагаемом способе при закреплении крышки относительно сопрягающего блока с использованием первых крепежных средств с образованием временного узла крепления:
- между нижней поверхностью периферического выступа верхней поверхностью крышки устанавливают временные дистанционные втулки соосно первым технологическим отверстиям, выполненным в периферическом выступе, и вторым технологическим отверстиям, выполненным в крышке;
- в каждое технологическое отверстие в периферическом выступе и соответствующее соосное ему технологическое отверстие в крышке вкручивают натяжные шпильки, используя четырехгранник в верхней части натяжной шпильки;
- на каждую натяжную шпильку устанавливают шайбу;
- на каждую натяжную шпильку навинчивают гайку и затягивают ее с обеспечением расположения шайбы между верхней поверхностью периферического выступа и гайкой;
при этом временные дистанционные втулки, натяжные шпильки, гайки и шайбы представляют собой первые крепежные средства.
В предлагаемом способе в канавку на верхней поверхности крышки устанавливают торцевое уплотнение с обеспечением его размещения между фланцем корпуса и крышкой при надевании корпуса подводного модуля управления с приваренным к нему фланцем на установленные и закрепленные друг относительно друга крышку, сопрягающий блок и центральную колонну блока электроники.
Задачей предлагаемого изобретения является создание узла крепления крышки к корпусу подводного модуля управления, в котором преодолены по меньшей мере некоторые недостатки решений, известных из уровня техники.
Для уплотнения цилиндрических изделий в технике применяются торцевые уплотнения, расположенные либо на цилиндрическом корпусе, либо на крышке. Порядок сборки таких изделий предусматривает установку крышки после того, как внутренние элементы изделия помещены в цилиндрический корпус.
В предлагаемом узле крепления крышки к корпусу подводного модуля управления крышка должна быть установлена на центральную колонну блока электроники до установки корпуса. Такой порядок сборки вызван необходимостью монтажа электрических и волоконно-оптических соединителей блока подключения на крышку подводного модуля управления для обеспечения подключения кабелей электрических и волоконно-оптических соединителей блока подключения к контейнерам блока электроники. Для этого необходимо в процессе установки на крышку подводного модуля управления соединителей блока подключения удерживать крышку с помощью временных дистанционных втулок и натяжных шпилек, закрученных без натяга. Таким образом, электрические и волоконно-оптические соединители устанавливают до монтажа корпуса, что минимизирует длину кабелей электрических и волоконно-оптических соединителей.
Кроме того, необходимо учитывать, что при затягивании вторых крепежных винтов (т.е. третьих крепежных средств) происходит сжатие торцевого уплотнения, размещенного между крышкой и фланцем корпуса, соответственно крышка подводного модуля управления должна иметь ход в осевом направлении относительно сопрягающего блока, что обеспечено радиальным уплотнением. Окончательное затягивание вторых крепежных винтов (т.е. третьих крепежных средств) обеспечивает герметизацию корпуса подводного модуля управления.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в исключении повреждений электрических и волоконно-оптических соединителей при их монтаже, сокращении длины электрических и волоконно-оптических соединителей, обеспечении надежной герметизации благодаря использованию радиальных уплотнений и временного узла крепления, что повышает надежность безаварийной эксплуатации подводного модуля управления.
В контексте настоящего описания слова «верхний», «нижний», «первый», «второй» и т.д. используются в виде прилагательных исключительно для того, чтобы отличать существительные, к которым они относятся, друг от друга, а не для целей описания какой-либо конкретной связи между этими существительными.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее следует подробное описание предлагаемого изобретения со ссылками на чертежи, на которых:
на Фиг. 1 схематично изображен узел крепления крышки к корпусу подводного модуля управления;
на Фиг. 2 схематично изображен увеличенный вид выноски А по Фиг. 1;
на Фиг. 3 схематично изображен вид сверху крышки подводного модуля управления;
на Фиг. 4 схематично изображено поперечное сечение крышки подводного модуля управления;
на Фиг. 5 схематично изображен увеличенный вид выноски В по Фиг. 4;
на Фиг. 6 схематично изображен увеличенный вид выноски Г по Фиг. 4;
на Фиг. 7 схематично изображен увеличенный вид выноски Б по Фиг. 1;
на Фиг. 8 схематично изображен вид сверху подводного модуля управления с блоком подключения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемый узел (см. Фиг. 1) содержит корпус 1 подводного модуля управления, центральную колонну 2 блока электроники, крышку 3 с центральным отверстием 4 (см. Фиг. 3), выполненную с возможностью установки на центральную колонну 2 блока электроники, и сопрягающий блок 5 для сопряжения подводного модуля управления с инструментом для спуска и подъема (на чертежах не показан). Согласно неограничивающему варианту осуществления изобретения корпус 1 подводного модуля управления имеет по существу цилиндрическую форму, а также содержит приваренный к нему фланец, выполненный как единое целое с корпусом 1, проходящий по окружности корпуса 1 и частично выступающий в радиальном направлении внутрь корпуса 1. Согласно неограничивающему варианту осуществления изобретения сопрягающий блок 5 также имеет по существу цилиндрическую форму, при этом на своей наружной поверхности он имеет два параллельных периферических углубления 7, проходящих по его периметру, для размещения двух радиальных уплотнений 8 соответственно, в зоне контакта поверхности центрального отверстия 4 крышки 3 с наружной поверхностью сопрягающего блока 5 (см. Фиг. 1 и Фиг. 2). Радиальные уплотнения 8 имеют по существу кольцевую форму. Специалист в данной области техники может самостоятельно выбрать большее или меньшее количество радиальных уплотнений 8 в зависимости от габаритов сопрягающего блока, условий эксплуатации и других условий. Сопрягающий блок 5 также содержит периферический выступ 9, выступающий перпендикулярно сопрягающему блоку 5, проходящий по всему его периметру и параллельно периферическим углублениям 7. Таким образом, в ходе сборки предлагаемого узла обеспечено размещение сопрягающего блока 5 в центральном отверстии 4 крышки 3, при этом радиальные уплотнения 8 контактируют с поверхностью центрального отверстия 4 крышки 3.
В периферическом выступе 9 сопрягающего блока 5 выполнены первые технологические отверстия 10 (Фиг. 2), а в крышке 3 выполнены вторые технологические отверстия 11 (Фиг. 3-4, Фиг. 5), соосные первым технологическим отверстиям. При размещении сопрягающего блока 5 в отверстии 4 крышки 3 между нижней поверхностью периферического выступа 9 и верхней поверхностью крышки 3 образуется пространство для размещения временных дистанционных втулок 12 соосно первым технологическим отверстиям 10 и вторым технологическим отверстиям 11.
Согласно неограничивающему варианту осуществления изобретения вторые технологические отверстия 11 в крышке 3 расположены под углом 120° друг относительно друга, таким образом, количество технологических отверстий 11 равно трем, как и количество дистанционных втулок 12 (см. Фиг. 2).
Для соединения крышки 3 и сопрягающего блока 5 используют первые крепежные средства, закрепляющие крышку 3 относительно сопрягающего блока 5, в частности, относительно периферического выступа 9 сопрягающего блока 5. Более подробно, для соединения сопрягающего блока 5 и крышки 3 используют натяжные шпильки 13 с четырехгранником 14 в верхней части каждой шпильки 13, которые устанавливают в технологические отверстия 10, 11 с установленными соосно им временными дистанционными втулками 12 и затягивают с использованием гайки 15, как проиллюстрировано на Фиг. 2. Следует понимать, что шпильки 13 и гайки 15 снабжены резьбой, обеспечивающей возможность навинчивания гайки 15 на шпильку 13 с натягом. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения между гайкой 15 и верхней поверхностью периферического выступа 9 расположена шайба 16, предназначенная для исключения повреждения антикоррозионного покрытия сопрягающего блока 5 при затягивании гайки 15. Следовательно, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения первые крепежные средства для соединения сопрягающего блока 5 и крышки 3 включают в себя: временные дистанционные втулки 12, каждая из которых выполнена с возможностью размещения между нижней поверхностью периферического выступа 9 и верхней поверхностью крышки 3; натяжные шпильки 13, каждая из которых выполнена с возможностью размещения во временной дистанционной втулке 12, с четырехгранником 14 в верхней части каждой натяжной шпильки 13; гайки 15, выполненные с возможностью навинчивания на шпильки 3; шайбы 16, каждая из которых выполнена с возможностью размещения нижней поверхностью периферического выступа 9 и гайкой 15.
Крышка 3 и сопрягающий блок 5, закрепленные друг относительно друга с использованием первых крепежных средств, образуют временный узел крепления.
Для закрепления сопрягающего блока 5 относительно центральной колонны 2 блока электроники используют вторые крепежные средства, выполненные в виде первых крепежных винтов 17 (см. Фиг. 1). Количество первых крепежных винтов 17 выбирает специалист в данной области техники.
Согласно неограничивающему варианту осуществления изобретения в канавке 18, выполненной в крышке 3, установлено торцевое уплотнение 19 (см. Фиг. 4, Фиг. 6, 7) с обеспечением его расположения между фланцем 6 корпуса 1 и крышкой 3 при установке корпуса 1 на собранные, установленные и закрепленные друг относительно друга крышку 3, сопрягающий блок 5 и центральную колонну 2 блока электроники. Кроме того, в крышке 3 имеются крепежные отверстия 20 под третьи крепежные средства, выполненные в виде вторых крепежных винтов 21 (см. Фиг. 3, 4, Фиг. 6, 7). Конкретное количество крепежных отверстий 20 выбирает специалист в данной области техники в зависимости от условий эксплуатации.
Корпус 1 подводного модуля управления с приваренным к нему фланцем 6 выполнены с возможностью одевания на собранные установленные и закрепленные друг относительно друга крышку 3, сопрягающий блок 5 и центральную колонну 2 блока электроники. Фланец 6 корпуса 1 выполнен с возможностью закрепления относительно крышки 3 с использованием вторых крепежных винтов 21, которые закручивают без натяга. Фланец 6 корпуса 1 выполнен с возможностью установки защитного кожуха 22.
Способ сборки предлагаемого узла крепления следующий. Крышку 3 подводного модуля управления устанавливают на ровную поверхность. Затем на сопрягающий блок 5 одевают два радиальных уплотнения 8, располагая их в двух параллельных углублениях 7, выполненных на наружной поверхности сопрягающего блока 5 в зоне контакта с поверхностью центрального отверстия 4 крышки 3, после чего сопрягающий блок 5 устанавливают в центральное отверстие 4 крышки 3 подводного модуля управления. Затем обеспечивают закрепление крышки 3 относительно сопрягающего блока 5 с использованием его периферического выступа 9 и первых крепежных средств, включающих в себя временные дистанционные втулки 12, каждая из которых выполнена с возможностью размещения между нижней поверхностью периферического выступа 9 и верхней поверхностью крышки 3; натяжные шпильки 13, каждая из которых выполнена с возможностью размещения во временной дистанционной втулке 12, с четырехгранником 14 в верхней части каждой натяжной шпильки 13; гайки 15, каждая из которых выполнена с возможностью навинчивания на натяжную шпильку 3; шайбы 16, каждая из которых выполнена с возможностью размещения нижней поверхностью периферического выступа 9 и гайкой 15.
Более конкретно, соосно первым технологическим отверстиям 10, выполненным в периферическом выступе 9, и вторым технологическим отверстиям 11, выполненным в крышке 3, устанавливают временные дистанционные втулки 12. После этого в каждое технологическое отверстие 10 в периферическом выступе 9 и соответствующее соосное ему технологическое отверстие 11 в крышке 3 вкручивают натяжные шпильки 13, на каждую натяжную шпильку 13 устанавливают шайбу 16, затем на каждую натяжную шпильку 13 навинчивают гайку 15 и затягивают ее с обеспечением расположения шайбы 16 между верхней поверхностью периферического выступа 9 и гайкой 15.
В результате получают собранную конструкцию, включающую крышку 3 и сопрягающий блок 5, представляющую собой временный узел крепления, который затем устанавливают на центральную колонну 2 блока электроники с использованием вторых крепежных средств, представляющих собой первые крепежные винты 17.
Далее, на собранные, установленные и закрепленные относительно друг друга крышку 3 и сопрягающий блок 5 и центральную колонну 2 блока электроники надевают корпус 1 подводного модуля управления с приваренным к нему фланцем 6. Затем фланец 6 корпуса 1 закрепляют относительно крышки 3, между которыми в канавке 18, выполненной в крышке 3, установлено торцевое уплотнение 19, с использованием третьих крепежных средств, выполненных в виде вторых крепежных винтов 21, для которых в крышке 3 выполнены крепежные отверстия 20, при этом вторые крепежные винты 21 закручивают без натяга.
Затем обеспечивают удаление первых крепежных средств, а именно гайки 15 откручивают, например, с использованием трубчатого ключа, затем удаляют шайбы 16, выкручивают натяжные шпильки 13, например, с использованием четырехгранного трубчатого ключа, удаляют временные дистанционные втулки 12. После чего окончательно закручивают вторые крепежные винты 21 и на фланец 6 корпуса 1 устанавливают защитный кожух 22.
Таким образом, подводном модуле управления обеспечена установка крышки 3 на центральную колонну 2 блока электроники до установки корпуса 1. Такой порядок сборки вызван необходимостью монтажа в отверстия 23 крышки 3 электрических и волоконно-оптических соединителей блока подключения 24 (см. Фиг. 8) на крышку 3 подводного модуля управления для обеспечения подключения кабелей электрических и волоконно-оптических соединителей блока подключения 24 к контейнерам 25 блока электроники. Для этого необходимо в процессе установки на крышку 3 подводного модуля управления соединителей блока подключения 24 удерживать крышку 3 в составе временного узла крепления с помощью дистанционных втулок 12 и натяжных шпилек 13.
Согласно ограничивающему варианту осуществления защитный кожух 22 может иметь технологические окна 26.
Кроме того, следует учитывать, что при затягивании вторых крепежных винтов 21, происходит сжатие торцевого уплотнения 19, размещенного между крышкой 3 и фланцем 6 корпуса 1, соответственно крышка 3 подводного модуля управления должна иметь ход в осевом направлении относительно сопрягающего блока 5, что обеспечено двумя радиальными уплотнениями 8. Следует также отметить, что крышка 3 подводного модуля управления является зафиксированной во время монтажа электрических и волоконно-оптических соединителей блока подключения 24 до установки корпуса 1 с фланцем.
Окончательное затягивание вторых крепежных винтов 21 обеспечивает герметизацию корпуса 1 подводного модуля управления.
Следует понимать, что предлагаемое изобретение ограничено только объемом формулы изобретения. Модификации и улучшения вышеописанных вариантов осуществления настоящего изобретения без выхода за рамки формулы изобретения очевидны специалистам в данной области техники. Настоящее описание представлено только в качестве примера и не накладывает никаких ограничений на объем охраны предлагаемого изобретения. Таким образом, объем настоящей технологии ограничен только объемом прилагаемой формулы изобретения.