CN103277065A

CN103277065A - 一种水下采油树帽

Info

Publication number: CN103277065A
Application number: CN2013101965500A
Authority: CN
Inventors: 杨虎; 刘文霄; 王定亚
Original assignee: Baoji Oilfield Machinery Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; Baoji Oilfield Machinery Co Ltd; CNPC National Oil and Gas Drilling Equipment Engineering Technology Research Center Co Ltd
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-05-23
Also published as: CN103277065B

Abstract

本发明公开了一种水下采油树帽，包括壳体，壳体向下座在采油树本体上端沿，在壳体上表面的开孔中设置有一组排气阀总成，在壳体与采油树本体之间180°相对位置分别设置有一组锁紧机构，锁紧机构向外与指示杆连接，指示杆再与ROV把手固定连接；从壳体的内部向外连通有管路，管路通过母接头与ROV堵头配套连通。本发明的装置，通过ROV操作锁紧装置将其锁紧在采油树本体上，实现隔离海水，防止海水对采油树内部的腐蚀，向采油树内部注入化学药剂，并实现油管悬挂器的二次锁紧。

Description

一种水下采油树帽

技术领域

本发明属于海洋石油天然气钻采装备技术领域，涉及一种水下采油树帽。

背景技术

在海洋深水石油勘探开发过程中，水下采油树是关键装备之一。水下采油树完井后，需要安装采油树帽。采油树帽锁紧在采油树的顶部，可有效的隔离海水，实现对油管悬挂器的二次锁紧，并能向采油树内部冲入化学药剂。自采油树帽问世以来，采油树帽结构形式发展多种多样，根据采油树的情况、下入方式等都有不同的结构形式，但其存在着结构复杂，造价高，使用寿命不够的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种水下采油树帽，解决了现有技术中存在的结构复杂，造价高，使用寿命不够的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种水下采油树帽，包括壳体，壳体向下座在采油树本体上端沿，在壳体上表面的开孔中设置有一组排气阀总成，在壳体与采油树本体之间180°相对位置分别设置有一组锁紧机构，锁紧机构向外与指示杆连接，指示杆再与ROV把手固定连接；从壳体的内部向外连通有管路，管路通过母接头与ROV堵头配套连通。

本发明的水下采油树帽，其特点还在于：

排气阀总成的结构是，包括与壳体上表面固定连接的排气阀体，排气阀体朝向壳体的通孔内口设置有台阶，在排气阀体与壳体的通孔中滑动套装有排气阀杆，排气阀杆的内端头为“T”型大头端，排气阀杆的大头端与排气阀体台阶面之间设置有弹簧；排气阀杆的外端外圆开有环形密封槽，该环形密封槽中设置有C环，排气阀杆外段轴心设置有盲孔，该盲孔底部径向开有通透外壁的径向孔，排气阀杆的中部外圆在径向孔上下位置分别安装有一道密封圈Ⅰ。

锁紧机构一种结构是，壳体圆周沿直径横向平行开有两个半圆形槽孔，在采油树本体上段外圆对应位置开有多个横向平行的齿槽，在半圆形槽孔和齿槽对齐时，分别穿有一个锁紧杆，锁紧杆穿出槽孔的外段通过销轴与指示杆连接。

锁紧机构另一种结构是，在壳体的侧壁开有侧壁孔，该侧壁孔中安装有锁块，锁块的内端设置有与油树本体的齿槽配套的凸齿，锁块水平方向螺纹连接有拉杆，拉杆外端与ROV把手固定连接，拉杆外段套装在压帽中，压帽套装在压盖的台阶孔中，压盖固定在壳体的侧壁。

壳体内圆安装有密封圈Ⅱ。

壳体下端沿为喇叭口形状。

壳体内表面还固定设置有套筒，套筒的外圆与采油树本体上端内圆套接，套筒的下端面坐在油管悬挂器的上端面上。

壳体上表面另外开有泄压孔，并在该泄压孔中安装有泄压阀。

壳体上表面还固定设置有两组ROV扶手。

壳体上表面固定安装有端盖，端盖上固定安装有提环。

本发明的有益效果是，结构简单，操作方便，制作成本低，通过ROV操作锁紧装置将其锁紧在采油树本体上，实现隔离海水，防止海水对采油树内部的腐蚀，向采油树内部注入化学药剂，并实现油管悬挂器的二次锁紧。

附图说明

图1为本发明装置的剖视示意图；

图2为本发明装置的俯视示意图；

图3为本发明装置的排气阀打开状态示意图；

图4为本发明装置的排气阀关闭状态示意图；

图5为本发明装置的开锁状态示意图；

图6为本发明装置的锁紧状态示意图；

图7为本发明装置实施例二的锁紧机构示意图。

图中，1.壳体，2.螺母，3.端盖，4.提环，5.排气阀体，6.排气阀杆，7.C环，8.密封圈Ⅰ，9.弹簧，10.密封圈Ⅱ，11.锁紧杆，12.指示杆，13.ROV把手，14.ROV堵头，15.母接头，16.管路，17.螺钉Ⅰ，18.ROV扶手，19.泄压阀，20.销轴，21.套筒，22.锁块，23.压盖，24.压帽，25.拉杆，26.螺钉Ⅱ，27.油管悬挂器，28.采油树本体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1、图2，本发明装置的结构是，包括壳体1，壳体1下端沿为喇叭口形状，壳体1向下座在（或着说盖在）采油树本体28上端沿，在壳体1上表面固定安装有端盖3（实施例通过螺钉Ⅰ17固定连接），端盖3上安装有提环4（实施例通过螺母2固定连接），在壳体1上表面的开孔中设置有一组排气阀总成，在壳体1与采油树本体28之间180°相对位置（沿直径对称）分别设置有一组锁紧机构，锁紧机构向外与指示杆12连接，指示杆12再与ROV把手13固定连接；从壳体1的内部向外连通有管路16，管路16穿出壳体1及端盖3后向外与母接头15连接，母接头15与ROV堵头14配套连通；在壳体1上表面另外开有泄压孔，并在该泄压孔中安装有泄压阀19；

壳体1内圆周的密封槽中安装有密封圈Ⅱ10，使得壳体1与采油树本体28形成密封用以隔离海水；在壳体1上表面还固定设置有ROV扶手18（实施例为两组）；在壳体1内表面还固定设置有套筒21（实施例中的套筒21采用焊接方式固定在壳体1内表面），套筒21的外圆与采油树本体28上端内圆套接，套筒21的下端面坐在油管悬挂器27的上端面上。

参照图3、图4，排气阀总成的结构是，包括与壳体1上表面固定连接（焊接）的排气阀体5，排气阀体5朝向壳体1的通孔内口设置有台阶，在排气阀体5与壳体1的通孔中滑动套装有排气阀杆6，排气阀杆6的内端头为“T”型大头端，排气阀杆6的大头端与排气阀体5台阶面之间设置有弹簧9；排气阀杆6的外端外圆开有环形密封槽，该环形密封槽中设置有C环7，排气阀杆6外段轴心设置有盲孔，该盲孔底部径向开有通透外壁的径向孔（沿直径对称设置有两个径向孔），排气阀杆6的中部外圆在径向孔上下位置分别安装有一道密封圈Ⅰ8，用于排气阀杆6与排气阀体5之间的密封。

当弹簧9伸张时排气阀杆6向内移动，该盲孔的径向孔与壳体1的内腔连通，排气阀总成打开；当排气阀杆6受压时弹簧9收缩排气阀杆6向外移动，该盲孔的径向孔与壳体1的内腔隔绝，排气阀总成关闭，此时，密封圈Ⅰ8发挥密封作用。排气阀总成在安装之前处于打开状态。

参照图5、图6，为本发明装置中的第一种锁紧机构，在壳体1圆周沿直径对称横向平行开有两个半圆形槽孔，在采油树本体28上段外圆对应位置开有H-4齿槽，在半圆形槽孔和其中的一个齿槽对齐时，分别水平穿有一个锁紧杆11，锁紧杆11穿出半圆形槽孔的外段通过销轴20与指示杆12连接。锁紧杆11的中部加工成半圆柱，当锁紧杆11的半圆柱转到壳体1半圆形槽孔中时，壳体1与采油树本体28处于开锁状态，如图5所示；当锁紧杆11的半圆柱转到采油树本体28齿槽中时，壳体1与采油树本体28处于锁紧状态，如图6所示。

参照图7，是本发明装置中的第二种锁紧机构，在壳体1的侧壁开有侧壁孔，该侧壁孔中径向滑动设置有锁块22，锁块22的内端设置有与油树本体28的齿槽配套的凸齿，锁块22水平方向通过螺纹与拉杆25连接，拉杆25外段套装在压帽24内孔中，压帽24套装在压盖23的台阶孔中，压盖23通过固定在壳体1的侧壁（实施例多个螺钉Ⅱ26固定连接）。

拉杆25和锁块22通过螺纹活动连接，实现丝杆的作用，通过拉杆25外端的ROV操作接口转动拉杆25可使锁块22沿径向移动，实现锁块22与采油树本体28啮合或分离。

本发明采油树帽的工作原理是，

在采油树帽下入水下之前，ROV堵头14应从母接头15中拔出，使采油树帽的内部与外部通过管路16和母接头15相通，同时排气阀总成在弹簧9的作用下处于打开状态（如图3所示），当采油树帽开始下入并通过飞溅区时，聚集在采油树帽内部的气体通过排气阀总成上的两个径向孔和盲孔排到采油树帽的外部，使采油树帽能顺利的下入到海底。

当采油树帽下放到海底后，通过ROV调整采油树帽的位置，壳体1下端沿的喇叭口形状能保证自动和采油树本体28的轴心对齐。随着采油树帽的继续下放，采油树本体28上端沿与排气阀杆6下端面接触，并克服弹簧9的弹力推动排气阀杆6向上运动，排气阀杆6上的密封圈Ⅰ8也随之向上运动并和排气阀体5之间形成密封，当采油树本体28上端面同时接触到壳体1的底部时，排气阀总成关闭（如图4所示）。在排气阀总成关闭的同时，采油树本体28和壳体1通过密封圈Ⅱ10形成密封，海水被隔离（如图1所示）。

采油树帽刚坐放在采油树本体28上之后，其锁紧杆11的状态如图5所示。控制ROV动作转动ROV把手13，使指示杆12、锁紧杆11一起转动，当转到指示杆12向下指示时，锁紧杆11的半圆部分被转到内侧，与采油树本体28上的齿槽形成啮合，采油树帽被锁在采油树本体28上（如图6所示）。套筒21同时也与油管悬挂器27接触，阻止油管悬挂器27向上运动，实现油管悬挂器27的二次锁紧。

当采油树帽安装锁紧完成后，通过母接头15、管路16向采油树帽内部注入防腐剂等化学药剂，被置换的海水通过泄压阀19排到海中。化学药剂注入完成后，通过ROV把ROV堵头14插入到母接头15中，防止化学药剂泄露。在采油树帽工作过程中，当采油树帽内部的压力升高、和外部海水的压力达到一定差值时，泄压阀19打开释放压力，维持其内部的压力稳定。

Claims

1.一种水下采油树帽，其特点在于：包括壳体（1），壳体（1）向下座在采油树本体（28）上端沿，在壳体（1）上表面的开孔中设置有一组排气阀总成，在壳体（1）与采油树本体（28）之间180°相对位置分别设置有一组锁紧机构，锁紧机构向外与指示杆（12）连接，指示杆（12）再与ROV把手（13）固定连接；从壳体（1）的内部向外连通有管路（16），管路（16）通过母接头（15）与ROV堵头（14）配套连通。

2.根据权利要求1所述的水下采油树帽，其特点在于：所述的排气阀总成的结构是，包括与壳体（1）上表面固定连接的排气阀体（5），排气阀体（5）朝向壳体（1）的通孔内口设置有台阶，在排气阀体（5）与壳体（1）的通孔中滑动套装有排气阀杆（6），排气阀杆（6）的内端头为“T”型大头端，排气阀杆（6）的大头端与排气阀体（5）台阶面之间设置有弹簧（9）；排气阀杆（6）的外端外圆开有环形密封槽，该环形密封槽中设置有C环（7），排气阀杆（6）外段轴心设置有盲孔，该盲孔底部径向开有通透外壁的径向孔，排气阀杆（6）的中部外圆在径向孔上下位置分别安装有一道密封圈Ⅰ（8）。

3.根据权利要求1所述的水下采油树帽，其特点在于：所述的锁紧机构一种结构是，壳体（1）圆周沿直径横向平行开有两个半圆形槽孔，在采油树本体（28）上段外圆对应位置开有多个横向平行的齿槽，在半圆形槽孔和齿槽对齐时，分别穿有一个锁紧杆（11），锁紧杆（11）穿出槽孔的外段通过销轴（20）与指示杆（12）连接。

4.根据权利要求1所述的水下采油树帽，其特点在于：所述的锁紧机构另一种结构是，在壳体（1）的侧壁开有侧壁孔，该侧壁孔中安装有锁块（22），锁块（22）的内端设置有与油树本体（28）的齿槽配套的凸齿，锁块（22）水平方向螺纹连接有拉杆（25），拉杆（25）外端与ROV把手（13）固定连接，拉杆（25）外段套装在压帽（24）中，压帽（24）套装在压盖（23）的台阶孔中，压盖（23）固定在壳体（1）的侧壁。

5.根据权利要求1所述的水下采油树帽，其特点在于：所述的壳体（1）内圆安装有密封圈Ⅱ（10）。

6.根据权利要求1所述的水下采油树帽，其特点在于：所述的壳体（1）下端沿为喇叭口形状。

7.根据权利要求1所述的水下采油树帽，其特点在于：所述的壳体（1）内表面还固定设置有套筒（21），套筒（21）的外圆与采油树本体（28）上端内圆套接，套筒（21）的下端面坐在油管悬挂器（27）的上端面上。

8.根据权利要求1所述的水下采油树帽，其特点在于：所述的壳体（1）上表面另外开有泄压孔，并在该泄压孔中安装有泄压阀（19）。

9.根据权利要求1所述的水下采油树帽，其特点在于：所述的壳体（1）上表面还固定设置有两组ROV扶手（18）。

10.根据权利要求1所述的水下采油树帽，其特点在于：所述的壳体（1）上表面固定安装有端盖（3），端盖（3）上固定安装有提环（4）。