CN116906000A - 一种油管悬挂系统及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油管悬挂系统及其安装方法，油管挂本体上端设有支撑环台，支撑环台连接第一扩张部件，第一扩张部件上端连接第一驱动筒，第一驱动筒下端设有第一插入部，第一扩张部件及第一驱动筒均滑动套装在油管挂本体上，第一插入部在外力驱动下滑入第一扩张部件与油管挂本体之间，使第一扩张部件沿径向方向向外扩张，油管挂本体下端外侧设有导向键，导向键与导向套配合。本发明在导向键及螺旋引导斜面的配合下，确保油管挂本体与采油树本体稳定地进入预设相对角，从而保证采油树本体中的导油管、穿越线等与油管挂上的通道精准对接。导向套内部的两组螺旋引导斜面对称布置，且上部汇合成一条棱边，显著提升了油管悬挂器水下安装的便捷性。
Description
技术领域
本发明属于石油钻采技术领域，尤其是涉及一种油管悬挂系统及其安装方法。
背景技术
水下采油树被广泛应用于水下油气田开采中，是钻完井、采油过程中极为重要的设备。油管悬挂器是水下采油树的主要部件之一，位于采油树本体内，其主要功能是悬挂生产管柱，密封生产管柱与油层套管之间的环形空间、提供油流通道、修井通道、井下安全阀液压通道、化学试剂注入通道、电气通道等。
采油树本体内部设有纵向延伸的通道，该通道即为油管悬挂器的容纳空间，将油管悬挂器下放安装至该通道，或者从该通道将油管悬挂器取出，是水下采油树应用过程中的重点工作之一。
现阶段，因为油管悬挂器的取装场景通常在深水中进行，往往需要多种工具协同操作，各个工具与油管悬挂器的对接精度要求较高，并且在施工过程中，只能进行试探性安装，操作相对复杂，费时费力。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种油管悬挂系统及其安装方法，尤其是其自身集成有引导结构和锁止结构，能够显著提升油管悬挂器水下安装的便捷性，省时省力。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种油管悬挂系统，包括油管挂本体，所述油管挂本体为圆柱形管状，所述油管挂本体上端设有支撑环台，所述支撑环台连接第一扩张部件下端，所述第一扩张部件为C形环状，所述第一扩张部件套装在所述油管挂本体上部，所述第一扩张部件上端连接第一驱动筒，所述第一驱动筒为圆柱形管状，所述第一驱动筒下端设有第一插入部，所述第一驱动筒滑动套装在所述油管挂本体上部，所述第一插入部在外力驱动下滑入所述第一扩张部件与所述油管挂本体之间，使所述第一扩张部件沿径向方向向外扩张，所述油管挂本体下端外侧设有导向键，所述导向键与导向套配合，所述导向套内部设有两组螺旋引导斜面，两组所述螺旋引导斜面对称向上延伸汇合成一条棱边，两组所述螺旋引导斜面下部围成一组矩形槽，所述矩形槽与所述导向键相适应。
进一步的，所述油管挂本体内部设有沿竖直方向贯穿的纵向油路通道，所述纵向油路通道中部设有水平方向延伸的横向油路通道，所述纵向油路通道与所述横向油路通道垂直设置，所述纵向油路通道上部密封两组堵头。
进一步的，两组所述堵头之间设有检测空间，所述油管挂本体一侧设有检测穿越通道，所述检测穿越通道与所述检测空间连通。
进一步的，所述检测穿越通道内设有阀座，所述阀座内设有锁芯通道，所述锁芯通道一端设有弹簧座，所述锁芯通道另一端设有止挡环台，所述锁芯通道内滑动设有锁芯，所述锁芯一端与所述止挡环台配合，所述锁芯另一端与所述弹簧座之间抵接有压簧。
进一步的，所述第一扩张部件材质为弹簧钢，所述第一扩张部件顶部外柱面上设有两组沿轴向分布的锁齿，所述第一扩张部件顶部内侧设有第一引导斜面。
进一步的，所述导向键为外凸的方向柱状体，所述导向键下部为锥形。
进一步的，所述油管挂本体上设有多组沿其长度方向贯穿的电穿越通道。
进一步的，本发明还提供一种油管悬挂系统安装方法，利用上述的一种油管悬挂系统，包括以下步骤，
S1：将导向套安装到采油树本体的安装通道内；
S2：使用携带工具固定夹持油管悬挂系统，将所述携带工具和所述油管悬挂系统均下放至所述水下采油树本体的安装通道内，使导向键置于矩形槽内，确保油管挂本体与采油树本体保持稳定；
S3：通过所述携带工具驱动所述第一驱动筒向下滑动，使所述第一驱动筒下端的第一插入部插入第一扩张部件内侧，使所述第一扩张部件沿径向向外扩张，使所述第一扩张部件固定装配在所述采油树本体的安装通道内；
S4：使所述携带工具与所述油管悬挂系统解锁分离，将所述携带工具取出水面。
进一步的，所述携带工具包括工具主体，所述工具主体呈圆柱形杆状，所述工具主体上套装有第二驱动筒，所述第二驱动筒上部内侧设有凹槽，所述凹槽与所述工具主体之间形成环形腔室，所述工具主体上设有分隔环，所述分隔环套设在所述环形腔室内，所述分隔环将所述环形腔室分隔成第一油压室和第二油压室，当向所述第一油压室通入液压油时，驱动所述第二驱动筒相对于所述工具主体向上滑动，当向所述第二油压室通入液压油时，驱动所述第二驱动筒相对于所述工具主体向下滑动，所述工具主体上还套装有第二扩张部件，所述第二扩张部件位于所述第二驱动筒下方。
进一步的，所述工具主体上部滑动套设第三驱动筒，所述第三驱动筒置于所述第二驱动筒外部，所述第三驱动筒顶部插入第三油压室，所述第三驱动筒上部内侧设有凹槽，所述凹槽与所述工具主体之间形成第四油压室，当向所述第四油压室通入液压油时，驱动所述第三驱动筒相对于所述工具主体向上滑动，当向所述第三油压室通入液压油时，驱动所述第三驱动筒相对于所述工具主体向下滑动。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明的油管悬挂系统安装时，在导向键及螺旋引导斜面的配合下，确保油管挂本体与采油树本体稳定地进入预设相对角，从而保证采油树本体中的导油管、穿越线等与油管挂上的通道精准对接。两组螺旋引导斜面对称布置，且上部汇合成一条棱边，能够保证油管悬挂器每次都能安装成功，大大提升了可操作性。
2、本发明提供的油管悬挂系统，油管挂本体在采油树本体内向下插装到位后，第一驱动筒下端的第一插入部向下插入第一扩张部件内侧，迫使第一扩张部件沿径向向外扩张，即可将油管悬挂系统固定安装在采油树本体内，具有操作方便、锁止可靠的优势。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图。
图2是本发明实施例的油管悬挂系统上半部分剖视图。
图3是本发明实施例图2中Ⅰ处的局部放大示意图。
图4是本发明实施例的第一扩张部件结构示意图。
图5是本发明实施例的导向套结构示意图。
图6是本发明实施例的导向套剖视图。
图7是本发明另一实施例的工艺流程图。
图8是本发明另一实施例的安装示意图。
图9是本发明另一实施例图8中Ⅱ处的局部放大示意图。
图10是本发明另一实施例图8中Ⅲ处的局部放大示意图。
图11是本发明另一实施例的携带工具剖视图。
图中：
1、油管挂本体 1-1、支撑环台 1-2、纵向油路通道
1-3、横向油路通道 1-4、检测空间 1-5、液压穿越通道
1-6、阀座 1-7、锁芯通道 1-8、弹簧座
1-9、止挡环台 1-10、锁芯 1-11、压簧
1-12、电穿越通道；
2、导向键；
3、第一扩张部件 3-1、锁齿；
4、第一驱动筒 4-1、第一插入部 4-2、第一环形槽；
5、导向套 5-1、螺旋引导斜面 5-2、棱边
5-3、矩形槽；
6、堵头；
7、携带工具 7-1、工具主体 7-2、第二驱动筒
7-3、第二扩张部件 7-4、环形腔室 7-4-1、第一油压室
7-4-2、第二油压室 7-5、分隔环 7-6、第三驱动筒
7-7、第三油压室 7-8、第四油压室；
8、采油树本体 8-1、安装通道 8-2、锁接槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：
如图1所示，一种油管悬挂系统，包括油管挂本体1，油管挂本体1为圆柱形管状，油管挂本体1上端设有支撑环台1-1，支撑环台1-1连接第一扩张部件3下端。第一扩张部件3为C形环状，第一扩张部件3套装在油管挂本体1上部，第一扩张部件3上端连接第一驱动筒4。第一驱动筒4为圆柱形管状，第一驱动筒4下端设有第一插入部4-1，第一驱动筒4滑动套装在油管挂本体1上部，第一插入部4-1在外力驱动下滑入第一扩张部件3与油管挂本体1之间，使第一扩张部件3沿径向方向向外扩张。
具体的，如图2所示，油管挂本体1内部设有沿竖直方向贯穿的纵向油路通道1-2，纵向油路通道1-2中部设有水平方向延伸的横向油路通道1-3，纵向油路通道1-2与横向油路通道1-3垂直设置，纵向油路通道1-2上部密封两组堵头6。两组堵头6能够提供两级密封，确保深海环境中的泥沙、虫澡等杂质不会进入纵向油路通道1-2内。两组堵头6之间设有检测空间1-4，油管挂本体1一侧设有检测穿越通道，油管挂本体1一侧设有三组液压穿越通道1-5，其中一组液压穿越通道1-5为检测穿越通道，检测穿越通道与检测空间1-4连通。
如图3所示，检测穿越通道内设有阀座1-6，阀座1-6内设有锁芯通道1-7，锁芯通道1-7一端设有弹簧座1-8，锁芯通道1-7另一端设有止挡环台1-9，锁芯通道1-7内滑动设有锁芯1-10，锁芯1-10一端与止挡环台1-9配合，锁芯1-10另一端与弹簧座1-8之间抵接有压簧1-11。
采用以上设计，可以通过在检测穿越通道位置连接油管挂本体1，油管挂本体1内的油压压迫锁芯1-10向左移动，液压油进入检测空间1-4内，然后通过探测油压是否发生变化，即可测试检测空间1-4的密封性，从而检测两组堵头6的密封效果。
如图4所示，第一扩张部件3材质为弹簧钢，具备弹性变形属性，C字形环形构造代表第一扩张部件3的圆周方向具有可变形缺口。第一扩张部件3顶部外柱面上设有两组沿轴向分布的锁齿3-1，第一扩张部件3顶部内侧设有第一引导斜面,第一引导斜面有助于确保第一插入部4-1更加顺畅的进入第一扩张部件3与油管挂1的管壁之间。
油管挂本体1下端外侧设有导向键2，导向键2与导向套5配合，导向套5用于安装至采油树本体8的安装通道8-1内部，如图5、图6所示，导向套5内部设有两组螺旋引导斜面5-1，两组螺旋引导斜面5-1对称向上延伸汇合成一条棱边5-2，两组螺旋引导斜面5-1下部围成一组矩形槽5-3，矩形槽5-3与导向键2相适应。优选的，如图1所示，导向键2为外凸的方向柱状体，导向键2下部为锥形，确保导向键2更加顺利的进入矩形槽5-3。
优选的，如图1所示，油管挂本体1上设有多组沿其长度方向贯穿的电穿越通道1-12，优选的，本实施例提供的电穿越通道1-12为六组。
如图7、图8所示，本发明还提供一种油管悬挂系统安装方法，利用上述结构的一种油管悬挂系统，包括以下步骤，
S1：将导向套5安装到采油树本体8的安装通道8-1内，具体的，如图8所示，采油树本体8具有纵向延伸的安装通道8-1，安装通道8-1的下部固定装配有上述导向套5，如图9、图10所示，安装通道8-1的上部设有与上述第一扩张部件3外侧相适应的锁接槽8-2。
S2：使用携带工具7固定夹持油管悬挂系统后端，如图8所示，将携带工具7和油管悬挂系统均下放至水下采油树本体8的安装通道8-1内，在导向键2和螺旋引导斜面5-1的导向作用下，导向键2会被顺利引导至矩形槽5-3内，使得油管挂本体1与采油树本体8保持稳定的相对角度，从而保证采油树本体1中的导油管、穿越线等与油管挂本体1上的通道精准对接。
S3：如图9、图10所示，导向键2进入矩形槽5-3底端后，第一扩张部件3位于锁接槽8-2所处的高度位置。此时，通过携带工具7驱动第一驱动筒4向下滑动，使第一驱动筒4下端的第一插入部4-1插入第一扩张部件3内侧，使第一扩张部件3沿径向向外扩张，并锁入锁接槽8-2内，从而将油管悬挂系统固定安装在采油树本体8的安装通道8-1内。
S4：携带工具7与油管悬挂系统解锁分离，将携带工具7取出水面。
本实施例提供了一种将携带工具7固定在油管悬挂系统后端的实施结构，具体如下：
如图11所示，携带工具7包括工具主体7-1，工具主体7-1呈圆柱形杆状，工具主体7-1上套装有第二驱动筒7-2，第二驱动筒7-2上部内侧设有凹槽，凹槽与工具主体7-1之间形成环形腔室7-4，工具主体7-1上设有分隔环7-5，分隔环7-5套设在环形腔室7-4内，分隔环7-5将环形腔室7-4分隔成第一油压室7-4-1和第二油压室7-4-2，工具主体7-1上还套装有第二扩张部件7-3，第二扩张部件7-3位于第二驱动筒7-2下方。第一驱动筒4的上端内部设有第一环形槽4-2，第一环形槽4-2与第二扩张部件7-3的外侧相适应。
如图9、图11所示，在使用时，向第二油压室7-4-2通入液压油，能够驱动第二驱动筒7-2相对于工具主体7-1向下滑动，第二驱动筒7-2的下端插入第二扩张部件7-3内侧，第二扩张部件7-3沿径向向外扩张，并锁入第一环形槽4-2内，从而将携带工具7固定在油管悬挂系统后端。反正，向第一油压室7-4-1通入液压油，能够驱动第二驱动筒7-2相对于工具主体7-1向上滑动，第二驱动筒7-2的下端向上离开第二扩张部件7-3，第二扩张部件7-3沿径向向内收缩，离开第一环形槽4-2，携带工具7与油管悬挂系统之间实现解锁。
如图11所示，工具主体7-1上部滑动套设第三驱动筒7-6，第三驱动筒7-6置于第二驱动筒7-2外部，第三驱动筒7-6顶部插入第三油压室7-7，第三驱动筒7-6上部内侧设有凹槽，凹槽与工具主体7-1之间形成第四油压室7-8，如图8所示，携带工具7与第一驱动筒4固定连接后，第三驱动筒7-6下端与第一驱动筒4的上端抵接，在使用时，向第三油压室7-7通入液压油，能够驱动第三驱动筒7-6相对于工具主体7-1向下滑动，从而驱动第一驱动筒4向下滑动。反之，向第四油压室7-8通入液压油，能够驱动第三驱动筒7-6相对于工具主体7-1向上滑动，进行第三驱动筒7-6复位。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、本发明的油管悬挂系统安装时，在导向键及螺旋引导斜面的配合下，确保油管挂本体与采油树本体稳定地进入预设相对角，从而保证采油树本体中的导油管、穿越线等与油管挂上的通道精准对接。两组螺旋引导斜面对称布置，且上部汇合成一条棱边，能够保证油管悬挂器每次都能安装成功，大大提升了可操作性。
2、本发明提供的油管悬挂系统，油管挂本体在采油树本体内向下插装到位后，第一驱动筒下端的第一插入部向下插入第一扩张部件内侧，迫使第一扩张部件沿径向向外扩张，即可将油管悬挂系统固定安装在采油树本体内，具有操作方便、锁止可靠的优势。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种油管悬挂系统，其特征在于：包括油管挂本体，所述油管挂本体为圆柱形管状，所述油管挂本体上端设有支撑环台，所述支撑环台连接第一扩张部件下端，所述第一扩张部件为C形环状，所述第一扩张部件套装在所述油管挂本体上部，所述第一扩张部件上端连接第一驱动筒，所述第一驱动筒为圆柱形管状，所述第一驱动筒下端设有第一插入部，所述第一驱动筒滑动套装在所述油管挂本体上部，所述第一插入部在外力驱动下滑入所述第一扩张部件与所述油管挂本体之间，使所述第一扩张部件沿径向方向向外扩张，所述油管挂本体下端外侧设有导向键，所述导向键与导向套配合，所述导向套内部设有两组螺旋引导斜面，两组所述螺旋引导斜面对称向上延伸汇合成一条棱边，两组所述螺旋引导斜面下部围成一组矩形槽，所述矩形槽与所述导向键相适应。
2.根据权利要求1所述的一种油管悬挂系统，其特征在于：所述油管挂本体内部设有沿竖直方向贯穿的纵向油路通道，所述纵向油路通道中部设有水平方向延伸的横向油路通道，所述纵向油路通道与所述横向油路通道垂直设置，所述纵向油路通道上部密封两组堵头。
3.根据权利要求2所述的一种油管悬挂系统，其特征在于：两组所述堵头之间设有检测空间，所述油管挂本体一侧设有检测穿越通道，所述检测穿越通道与所述检测空间连通。
4.根据权利要求3所述的一种油管悬挂系统，其特征在于：所述检测穿越通道内设有阀座，所述阀座内设有锁芯通道，所述锁芯通道一端设有弹簧座，所述锁芯通道另一端设有止挡环台，所述锁芯通道内滑动设有锁芯，所述锁芯一端与所述止挡环台配合，所述锁芯另一端与所述弹簧座之间抵接有压簧。
5.根据权利要求1至4任一所述的一种油管悬挂系统，其特征在于：所述第一扩张部件材质为弹簧钢，所述第一扩张部件顶部外柱面上设有两组沿轴向分布的锁齿，所述第一扩张部件顶部内侧设有第一引导斜面。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种油管悬挂系统，其特征在于：所述导向键为外凸的方向柱状体，所述导向键下部为锥形。
7.根据权利要求1至5任一所述的一种油管悬挂系统，其特征在于：所述油管挂本体上设有多组沿其长度方向贯穿的电穿越通道。
8.一种油管悬挂系统安装方法，利用权利要求1至7任一所述的一种油管悬挂系统，其特征在于：包括以下步骤，
S1：将导向套安装到采油树本体的安装通道内；
S2：使用携带工具固定夹持油管悬挂系统，将所述携带工具和所述油管悬挂系统均下放至所述水下采油树本体的安装通道内，使导向键置于矩形槽内，确保油管挂本体与采油树本体保持稳定；
S3：通过所述携带工具驱动所述第一驱动筒向下滑动，使所述第一驱动筒下端的第一插入部插入第一扩张部件内侧，使所述第一扩张部件沿径向向外扩张，使所述第一扩张部件固定装配在所述采油树本体的安装通道内；
S4：使所述携带工具与所述油管悬挂系统解锁分离，将所述携带工具取出水面。
9.根据权利要求8所述的一种油管悬挂系统安装方法，其特征在于：所述携带工具包括工具主体，所述工具主体呈圆柱形杆状，所述工具主体上套装有第二驱动筒，所述第二驱动筒上部内侧设有凹槽，所述凹槽与所述工具主体之间形成环形腔室，所述工具主体上设有分隔环，所述分隔环套设在所述环形腔室内，所述分隔环将所述环形腔室分隔成第一油压室和第二油压室，当向所述第一油压室通入液压油时，驱动所述第二驱动筒相对于所述工具主体向上滑动，当向所述第二油压室通入液压油时，驱动所述第二驱动筒相对于所述工具主体向下滑动，所述工具主体上还套装有第二扩张部件，所述第二扩张部件位于所述第二驱动筒下方。
10.根据权利要求8所述的一种油管悬挂系统安装方法，其特征在于：所述工具主体上部滑动套设第三驱动筒，所述第三驱动筒置于所述第二驱动筒外部，所述第三驱动筒顶部插入第三油压室，所述第三驱动筒上部内侧设有凹槽，所述凹槽与所述工具主体之间形成第四油压室，当向所述第四油压室通入液压油时，驱动所述第三驱动筒相对于所述工具主体向上滑动，当向所述第三油压室通入液压油时，驱动所述第三驱动筒相对于所述工具主体向下滑动。
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| CN202310639950.8A CN116906000A (zh) | 2023-06-01 | 2023-06-01 | 一种油管悬挂系统及其安装方法 |
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