CN102383756B - 一种用于水下采油树的顶部堵塞器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于海上油气勘探开采领域的水下采油树顶部堵塞器，包括本体，本体的上端向上伸出一段光杆，光杆上套装有锁紧环推动套，锁紧环推动套上开设有限位导槽与光杆上安设的限位销钉相配置，锁紧环推动套下部设置有向下收缩的圆锥，圆锥外配置一侧切口的C形锁紧环，在本体的下端安设有密封装置，在密封装置的下方设置缓冲器。本发明结构简单可靠，操作简便，密封性能可靠，缓冲器能够显著的缓解和降低瞬时激增油压对堵塞器本体的冲击作用，本发明用于在海底卧式采油树在正常生产时堵塞油管挂上部端口，制作和安装方便，安全可靠性高，使用寿命长，能满足重复使用要求。

Description

一种用于水下采油树的顶部堵塞器

技术领域

本发明涉及到一种用于海上油气勘探开采领域的水下采油树顶部堵塞器，用于在海底卧式采油树正常生产时密闭油管悬挂器的上端口，迫使油气流入生产通路。

背景技术

海洋石油的开采需要大量的水下设施，包括水下采油树，水下管汇，水下控制系统，出油管线，跨接管等，其中水下采油树是指放置在海床水下井口上的由阀门、管线，连接器和配件组成的一个采油系统。水下采油树的功能主要有控制井口压力，调节油气流量，注入化学试剂，并且可以用于酸化、压裂、注水、测试等特殊作业。其中控制井口压力、调节油气流量是水下开采油气数的控制目标。输油管线连接器的作用是实现输油管线和采油树之间的连接，保证流体无泄漏地从采油树流出到出油管线中。由于采油树特殊的工作环境与操作工况，一旦产生泄漏事故，造成的损失难以估量。因此安设在卧式采油树上的顶部堵塞器作为隔离生产通路与外部环境的一个重要的部件，它的稳定性直接关系到整个生产系统的安全和可靠状态。在正常生产时，作用在顶部堵塞器上的油压并不是一个稳定值，其压力的波动对顶部堵塞器的冲击作用将对顶部堵塞器的稳定性产生影响，瞬时激增的压力将使顶部堵塞器本体发生缓冲位移，而这个位移对顶部堵塞器的密封将是致命的破坏。因此避免瞬时激增的油压对顶部堵塞器的影响是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种密封性好并可降低瞬时激增的油压的冲击使密封堵塞性能进一步提高的水下采油树顶部堵塞器。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括本体，本体的上端向上伸出一段光杆，光杆上套装有锁紧环推动套，锁紧环推动套上开设有限位导槽与光杆上安设的限位销钉相配置，锁紧环推动套下部设置有向下收缩的圆锥，圆锥外配置一侧切口的C形锁紧环，在本体的下端安设有密封装置，在密封装置的下方设置缓冲器。

按上述方案，所述的密封装置包括设置在本体下端的金属密封环，在金属密封环的上方安设橡胶密封圈。

按上述方案，所述的金属密封圈下端面上近外周开设有自紧式环槽，环槽与外周的单边壁厚为7～9毫米。

按上述方案，所述的橡胶密封圈沿轴向并列安设3～5个。

按上述方案，所述的缓冲器包括与密封装置相连的套筒，套筒内腔安设有缓冲弹簧，缓冲弹簧下端安设顶板，套筒内腔下端端口安设止挡环。

按上述方案，所述的光杆直径小于本体直径，在本体上端面与光杆的交接处设置有环形凹槽，环形凹槽与锁紧环推动套的下端部相配置。

按上述方案，所述的C形锁紧环为一侧开设轴向切口的弹性圆环，C形锁紧环由弹簧钢制成，内孔上方设有锥孔与锁紧环推动套下部的圆锥相配置，其收紧位的外径小于本体直径，其撑开位的外径大于本体直径。

按上述方案，所述的锁紧环推动套外周开设有2～4条轴向限位导槽，在光杆上相应配置2～4个限位销钉与限位导槽相配置。

按上述方案，所述的本体上端面设置的环形凹槽深度大于或等于锁紧环推动套下移的最大位移量。

本发明的有益效果在于：1、本发明的采用机械式锁紧，结构简单可靠，操作简便，克服了液压锁紧的弊端；2、密封性能可靠，金属密封环可以实现自紧式密封，油压越大，密封性能越优越。3、缓冲器能够有效的增加顶部堵塞器本体对瞬时激增油压的响应时间，显著的缓解和降低瞬时激增油压对堵塞器本体的冲击作用，进一步增强密封堵塞的可靠性。4、本发明用于在海底卧式采油树在正常生产时堵塞油管挂上部端口，制作和安装方便，安全可靠性高，使用寿命长，能满足重复使用要求。

附图说明

图1为本发明一个实施例的主视剖视图。图中双点划线为油管挂内壁。

图2为本发明一个实施例锁紧状态的主视剖视图。

图3为本发明一个实施例中金属密封环的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。

包括圆轴状的本体4，本体的上端向上伸出一段光杆，所述的光杆直径小于本体直径，光杆上套装有能上下移动的锁紧环推动套1，在本体上端面与光杆的交接处设置有环形凹槽，环形凹槽与锁紧环推动套的下端部相配置，环形凹槽深度大于或等于锁紧环推动套下移的最大位移量。锁紧环推动套外周开设有4条腰圆形的轴向限位导槽，在光杆上端侧向相应配置4个限位销钉2与限位导槽相配置，起限位和导向的作用。锁紧环推动套上部内腔设置有可与下放机具相连接的环形凹槽，锁紧环推动套下部设置有一段向下收缩的圆锥，圆锥外配置一侧切口的C形锁紧环3，所述的C形锁紧环为一侧开设轴向切口的弹性圆环，C形锁紧环由弹簧钢制成，内孔上方设有锥孔与锁紧环推动套下部的圆锥相配置，其收紧位的外径小于本体直径，其撑开位的外径大于本体直径。在本体的下端安设有密封装置，所述的密封装置包括设置在本体下端的金属密封环6，金属密封环通过螺纹与本体相连，所述的金属密封圈下端面上近外周开设有自紧式环槽11，环槽与外周密封面12的单边壁厚为9毫米；在金属密封环的上方安设橡胶密封圈5，所述的橡胶密封圈沿轴向并列安设5个。自紧式环槽里充满油，可以实现自紧，即油压越大，环槽涨开的越大，密封面对油管挂内壁的压力越大，密封性能越好，橡胶密封圈基于安全角度的考虑，当金属密封环失效时，橡胶密封圈的存在可保证堵塞器功能不受影响。在密封装置的下方设置缓冲器。所述的缓冲器包括与金属密封环下端面相连的套筒7，套筒内腔安设有缓冲弹簧9，缓冲弹簧下端安设可随缓冲弹簧移动的顶板10，套筒内腔下端端口安设止挡环8，止挡环通过外螺纹与套筒下端端口相联。缓冲器各零件的表面涂覆防腐涂层，以防腐蚀。

使用时，锁紧环推动套通过环形凹槽与下放机具相连接，当顶部堵塞器下放定位后，由下放机具直接提供推动力作用在推动套上，推动锁紧环撑开进入油管挂预留的凹槽，使顶部堵塞器在油管挂内定位，同时密封结构实现密封。在拆卸时，特定的机具提供提升力作用在推动器上，锁紧环推动套上移同时，锁紧环弹出，从而将顶部堵塞器退出。

Claims (8)

1.一种用于水下采油树的顶部堵塞器，其特征在于包括本体，本体的上端向上伸出一段光杆，光杆上套装有锁紧环推动套，锁紧环推动套上开设有限位导槽与光杆上安设的限位销钉相配置，锁紧环推动套下部设置有向下收缩的圆锥，圆锥外配置一侧切口的C形锁紧环，在本体的下端安设有密封装置，在密封装置的下方设置缓冲器；所述的密封装置包括设置在本体下端的金属密封圈，在金属密封圈的上方安设橡胶密封圈。

2.如权利要求1所述的用于水下采油树的顶部堵塞器，其特征在于所述的金属密封圈下端面上近外周开设有自紧式环槽，环槽与外周的单边壁厚为7~11毫米。

3.如权利要求1或2所述的用于水下采油树的顶部堵塞器，其特征在于所述的橡胶密封圈沿轴向并列安设3~5个。

4.如权利要求1所述的用于水下采油树的顶部堵塞器，其特征在于所述的缓冲器包括与密封装置相连的套筒，套筒内腔安设有缓冲弹簧，缓冲弹簧下端安设顶板，套筒内腔下端端口安设止挡环。

5.如权利要求1所述的用于水下采油树的顶部堵塞器，其特征在于所述的光杆直径小于本体直径，在本体上端面与光杆的交接处设置有环形凹槽，环形凹槽与锁紧环推动套的下端部相配置。

6.如权利要求1所述的用于水下采油树的顶部堵塞器，其特征在于所述的C形锁紧环为一侧开设轴向切口的弹性圆环，C形锁紧环由弹簧钢制成，内孔上方设有锥孔与锁紧环推动套下部的圆锥相配置，其收紧位的外径小于本体直径，其撑开位的外径大于本体直径。

7.如权利要求1所述的用于水下采油树的顶部堵塞器，其特征在于所述的锁紧环推动套外周开设有2~4条轴向限位导槽，在光杆上相应配置2~4个限位销钉与限位导槽相配置。

8.如权利要求5所述的用于水下采油树的顶部堵塞器，其特征在于所述的本体上端面设置的环形凹槽深度大于或等于锁紧环推动套下移的最大位移量。