CN203321408U - 水下立式采油树 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海洋石油天然气钻采技术领域，特别涉及一种水下立式采油树。其特征在于：包括采油树帽、再入四通、导向架、出油管、阀门组、出油管连接器和采油树连接器；所述导向架内部设置有所述阀门组，该阀门组上端和所述再入四通底部连接，所述再入四通的顶部和所述采油树帽下端连接，所述阀门组和所述出油管连接器通过所述出油管相连，所述采油树连接器设置在所述导向架的下端，所述采油树连接器和水下井口装置连接。本实用新型的有益效果是:结构简单紧凑、密封性好，设计合理，拆装方便，省时省力，稳定型好能节约成本，提高效率。保证油气的安全、快速的送入输油气管道。

Description

水下立式采油树

技术领域

本实用新型涉及海洋石油天然气钻采技术领域，特别涉及一种水下立式采油树。

背景技术

水下采油树（Christmas tree）,应用于石油工业，主要用于悬挂下入井中的油管柱，密封油套管的环形空间，控制和调节油井生产，保证作业，录取油，套压资料，测试及清蜡等日常生产管理。

采油树又称圣诞树。在油(气)井完井后进行测试油气时，或自喷井采油时的一种井口控制装置。它由油管挂及许多闸门和三通或四通组成，直接装在套管头上。只有一侧有出油管的采油树，称单翼采油树；两侧都有出油管的，称双翼采油树。采油树装有油嘴，通过更换不同内径的油嘴来控制油气的产量。

有以下主要作用：（1）悬挂油管承托井内全部油管柱的重量。（2）密封油管、套管间的环形空间。（3）控制和调节油井的生产。（4）保证各项井下作业。（5）可进行录取油压、套压资料和测压、清蜡等日常生产管理。

水下采油树是任何一个海底系统不可缺少的组成部分，最初被称为十字树、x型树或者圣诞树，它是位于通向油井顶端开口处的一个组，它包括用来测量和维修的阀门，用来停车的安全系统和一系列监视器械。采油树包括许多可以用来调节或阻止所产原油蒸汽、天然气和液体从井内涌出的阀门。

现在的水下采油树存在结构复杂，拆卸安装麻烦，耗时耗力等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在结构复杂，拆卸安装麻烦，耗时耗力等问题，提供结构简单，拆装方便，省时省力，节约成本的水下立式采油树。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种水下立式采油树，其特征在于：包括采油树帽、再入四通、导向架、出油管、组合阀、出油管连接器和采油树连接器；导向架内部设置有组合阀，该组合阀上端和再入四通底部连接，再入四通的顶部和采油树帽下端连接，组合阀和出油管连接器通过出油管相连，采油树连接器设置在导向架的下端，采油树连接器和水下井口装置连接。

结构简单，设计合理，拆装方便，省时省力，稳定型好能节约成本，提高效率。

更进一步的技术方案是水下立式采油树下端还设置有减震座。

减轻搬运或工作时对采油树产生的不良影响。

更进一步的技术方案是再入四通上设置有防泥罩。

更进一步的技术方案是组合阀连接有液压管道。

更进一步的技术方案是出油管带有水下节流阀。

更进一步的技术方案是采油树帽，包括固定座、主体、套管，其中套管外套在主体上，主体支撑在固定座上，主体下端通过第一螺钉和固定座连接，在该主体上设置有锁紧机构，套管和主体之间设置有防滑机构。锁紧机构能实现快速锁紧外部连接采油树帽和再入装置的相对位置，使其对接牢固，防滑机构能阻止套管滑动，并能和锁紧机构形成联动，能够实现对采油树帽的快速锁紧和解锁。

更进一步的技术方案是锁紧机构包括止动销和限位件，主体上设置有内高外低的止动销安装通孔，止动销放置在该止动销安装通孔内，限位件安装在主体内，该限位件外端卡住止动销；防滑机构包括防滑杆本体、防滑杆、防滑杆压帽、防滑杆销孔、剪切销和剪切销座；其中防滑杆下端固定在主体上，上端伸出套管，在该防滑杆伸出部分外套有防滑杆本体，防滑杆杆头上螺纹连接防滑杆压帽，该防滑杆压帽和防滑杆本体螺纹连接，防滑杆本体下端面和套管固定连接，防滑杆本体上设置有剪切销座，该剪切销座内设置有剪切销，在防滑杆上设置有防滑杆销孔，当套管下滑时，剪切销在弹簧的作用下伸入防滑杆销孔，从而防止套管继续滑动。

能够实现套管和主体之间的快速锁紧和解锁，在锁紧时能有效防止套管滑动和脱落。

更进一步的技术方案是组合阀包括包括阀组本体、以及开设在阀组本体上的生产孔和生产侧孔，生产孔竖直贯穿阀组本体，该生产孔上部设有生产抽汲阀，下部设置有至少一个生产主阀，生产侧孔位于生产抽汲阀与生产主阀之间，生产侧孔与生产孔连通并穿出阀组本体，且该生产侧孔内安装有生产翼阀。

采用上述结构，将生产主阀和生产翼阀集成式安装在一个阀组本体上，结构紧凑，而且避免了单个阀之间通过管路连接而产生泄露，因而密封性较好，在油气正常生产状态时，生产抽汲阀关闭将生产孔堵住，在修井作业时，将生产抽汲阀打开，进行检修；生产孔与下部油管连通，井下的油气流经过油管流入生产孔，生产侧孔为油气的输出口，油气的流道是经生产孔、生产主阀、生产翼阀后，从生产侧孔流出，生产主阀可设置多个，以保证安全，其中至少一个为可远程控制驱动的故障关断阀，其动力为液压或气，在正常生产油气的情况下，通过控制系统为其提供动力源，使其处于打开状态，当停止提供动力源时，其自动关闭，便于及时稳定的关断。

更进一步的技术方案是阀组本体上还设有环空孔和环空侧孔，环空孔竖直贯穿阀组本体，该环空孔上部设置有环空抽汲阀，下部设置有环空主阀，环空侧孔位于环空抽汲阀与环空主阀之间，该环空侧孔与环空相通，并穿出阀组本体侧壁，该环空侧孔内安装有环空翼阀。

环空侧孔和环空孔为单井注气或注水提供注入通道，注入水或气从环空侧孔的出口注入，依次流经环空翼阀、环空主阀注入井下，促进油气的采出，环空翼阀、环空主阀均为可远程控制驱动(一般通过液压或者气驱动)的常闭闸阀；在油气正常生产状态时，环空抽汲阀关闭将环空孔上部堵住，在修井作业时，可以将环空抽汲阀打开，进行检修；该阀组本体将环空通道和油气生产通道集成在一起，结构紧凑，体积小占用空间小，便于安装和维护。

更进一步的技术方案是采油树连接器，包括连接器本体和连接器套筒，在连接器本体和连接器套筒之间设置有夹头，连接器套筒内表面呈直径上大下小的锥状斜面并与夹头的斜面贴紧，连接器本体上设置支点与夹头转动配合，连接器本体和连接器套筒通过销固定连接，还包括锁紧杆，该锁紧杆穿过连接器本体的通孔与下端的连接器器套筒固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：结构简单紧凑、密封性好，设计合理，拆装方便，省时省力，稳定型好能节约成本，提高效率。保证油气的安全、快速的送入输油气管道。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2为本实用新型中采油树帽一个实施例的结构示意图。

图3为本实用新型中组合阀一个实施例的结构示意图。

图4为本实用新型中采油树连接器一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。一种水下立式采油树，其特征在于：包括采油树帽101、再入四通110、导向架103、出油管108、阀门组107、出油管连接器104和采油树连接器105；导向架103内部设置有阀门组107，该阀门组107上端和再入四通110底部连接，再入四通110的顶部和采油树帽101下端连接，阀门组107和出油管连接器104通过出油管108相连，采油树连接器105设置在导向架103的下端，采油树连接器105和水下井口装置连接。结构简单，设计合理，拆装方便，省时省力，稳定型好能节约成本，提高效率。水下立式采油树下端还设置有减震座106。减轻搬运或工作时对采油树产生的不良影响。再入四通110上设置有防泥罩102。阀门组107连接有液压管道109。

采油树帽101为再入四通110和液压系统管接头提供保护，并在采油树井筒和环境之间提供附加密封屏障。在采油树帽101移除以前，采油树帽101顶部的背压阀能够排放采油树帽101下面的任何压力。

再入四通110提供生产和环空流道孔，为顶部和底部的连接提供辅助导向，为液压系统元器件提供安装基础。再入四通110的上部连接型面为毂式型面，该连接型面用于提供安装和修井用采油树送入工具连接。

采油树导向架103是为安装采油树时提供导向功能。

出油管连接器104用于连接水下采油树与出油管线的连接装置。通过向出油管连接器104内部环空打压，以实现对水下出油管108接头的抱紧或释放。

带有水下节流阀的出油管108用于连接采油树阀门组107和出油管连接器104的连接管道。节流阀用于油或气的流量控制。

液压管线用来控制水下液压驱动的驱动器。

如图2所示，图2为本实用新型中采油树帽一个实施例的结构示意图。一种采油树帽，包括固定座203、主体202、套管201，其中套管201外套在主体202上，主体202支撑在固定座203上，主体202下端通过第一螺钉204和固定座203连接，在该主体202上设置有锁紧机构，套管201和主体202之间设置有防滑机构。锁紧机构能实现快速锁紧外部连接采油树帽和再入装置的相对位置，使其对接牢固，防滑机构能阻止套管滑动，并能和锁紧机构形成联动，能够实现对采油树帽的快速锁紧和解锁。锁紧机构包括止动销206和限位件205，主体202上设置有内高外低的止动销安装通孔，止动销206放置在该止动销安装通孔内，限位件205安装在主体202内，该限位件205外端卡住止动销206。止动销随重力作用的影响会往外滑，设置的限位件可以阻挡其滑出止动销安装通孔，止动销可以在止动销安装通孔内滑动，通孔外侧是套管，通孔内侧是再入装置。止动销206下端设有滑动凹槽，限位件205外端伸入滑动凹槽中，从而将止动销206卡住。限位件是通过伸入止动销下端设置的滑动凹槽卡住的止动销。凹槽有一定长度，可供止动销滑动。限位件205是螺钉。防滑机构包括防滑杆本体210、防滑杆208、防滑杆压帽211、防滑杆销孔209、剪切销212和剪切销座213；其中防滑杆208下端固定在主体202上，上端伸出套管201，在该防滑杆208伸出部分外套有防滑杆本体210，防滑杆208杆头上螺纹连接防滑杆压帽211，该防滑杆压帽211和防滑杆本体210螺纹连接，防滑杆本体210下端面和套管201固定连接，防滑杆本体210上设置有剪切销座213，该剪切销座213内设置有剪切销212，在防滑杆208上设置有防滑杆销孔209，当套管201下滑时，剪切销212在弹簧的作用下伸入防滑杆销孔209，从而防止套管201继续滑动。能够实现套管和主体之间的快速锁紧和解锁，在锁紧时能有效防止套管滑动和脱落。

固定座的上端面开有螺丝孔，利用第一螺钉204连接本体。采油树帽呈圆筒型，本体上端中心处开有背压阀安装孔，并装有背压阀207，采油树帽锁紧机构采用机械式遥控操作，还有位置指示器，以显示锁紧状态位置，采油树帽移除前，通过背压阀排放再入装置的压力。将固定座安装在再入装置的上端型面，利用本采油树帽的锁紧机构和防滑机构将套管201安装在主体上面，同时锁紧再入装置的上端型面。解锁时剪短剪切销即可解锁，可将套管201从主体202取出，从而取出整个外部连接采油树帽。

设计更加简单、更加实用，优化了机械式遥控操作，其工作原理是利用套管201的自重下压预先安装在本体202圆周面上的止动销206，锁紧再入装置214上部毂式型面，当外部连接采油树帽处于锁紧状态的时，预先安装在套管201上端面位置防滑机构中的剪切销212被弹簧弹出，对套管201进行限位固定。

打开背压阀207，释放下部压力上提防滑杆208，剪断剪切销212即可完成对外部采油树帽的解锁，上提套管201，套管201内壁型面与止动销206脱离，止动销206丧失径向挤压力。套管201继续上提至套管201极限位置，从而实现采油树帽与再入装置的分离，最终完成了外部连接采油树帽的拆卸，从而达到了快速装拆的要求。

图2左侧是解锁状态的示意图，右侧是锁紧状态的示意图。图2中左侧解锁状态下的锁紧机构未示出，解锁状态时套管未紧贴止动销安装通孔，止动销无来自外侧的压力，则下滑至限位件205固定的最低位置，止动销内侧未超过主体上的止动销安装通孔，图中虚线部分的再入装置214未被止动销206卡住，可以移动。

如图3所示，图3为本实用新型中组合阀一个实施例的结构示意图。一种水下立式采油树阀门组，包括阀组本体301、以及开设在阀组本体301上的生产孔302和生产侧孔303，生产孔302竖直贯穿阀组本体301，该生产孔302上部设有生产抽汲阀306，下部设置有至少一个生产主阀304，生产侧孔303位于生产抽汲阀306与生产主阀304之间，生产侧孔303与生产孔302连通并穿出阀组本体301，且该生产侧孔303内安装有生产翼阀305。

采用上述结构，将生产主阀304和生产翼阀305集成式安装在一个阀组本体301上，结构紧凑，而且避免了单个阀之间通过管路连接而产生泄露，因而密封性较好，在油气正常生产状态时，生产抽汲阀306关闭将生产孔302堵住，在修井作业时，将生产抽汲阀306打开，进行检修；生产孔302与下部油管连通，井下的油气流经过油管流入生产孔302，生产侧孔303为油气的输出口，油气的流道是经生产孔302、生产主阀304、生产翼阀305后，从生产侧孔303流出，生产主阀304可设置多个，以保证安全，其中至少一个为可远程控制驱动的故障关断阀，其动力为液压或气，在正常生产油气的情况下，通过控制系统为其提供动力源，使其处于打开状态，当停止提供动力源时，其自动关闭，便于及时稳定的关断。

阀组本体301上还设有环空孔307和环空侧孔308，环空孔307竖直贯穿阀组本体301，该环空孔307上部设置有环空抽汲阀314，下部设置有环空主阀309，环空侧孔308位于环空抽汲阀314与环空主阀309之间，该环空侧孔308与环空相通，并穿出阀组本体301侧壁，该环空侧孔308内安装有环空翼阀310。

环空侧孔308和环空孔307为单井注气或注水提供注入通道，注入水或气从环空侧孔308的出口注入，依次流经环空翼阀310、环空主阀309注入井下，促进油气的采出，环空翼阀310、环空主阀309均为可远程控制驱动(一般通过液压或者气驱动)的常闭闸阀；在油气正常生产状态时，环空抽汲阀314关闭将环空孔307上部堵住，在修井作业时，可以将环空抽汲阀314打开，进行检修；该阀组本体301将环空通道和油气生产通道集成在一起，结构紧凑，体积小占用空间小，便于安装和维护。

如图4所示，图4为本实用新型中采油树连接器一个实施例的结构示意图。采油树连接器105包括连接器本体407和连接器套筒401，在所述连接器本体407和所述连接器套筒401之间设置有夹头428，其特征在于：所述连接器套筒401内表面呈直径上大下小的锥状斜面并与夹头428的斜面贴紧，所述的连接器本体407上设置支点与夹头428转动配合，所述连接器本体407和所述连接器套筒401通过销412固定连接，还包括锁紧杆413和一与连接器本体407固定连接的上板404，所述销412固定于所述上板404，所述锁紧杆413穿过所述上板404的通孔与连接器器套筒401固定连接。

采用以上结构，可以推动锁紧杆机构拉断销使连接器套筒下滑使夹头向内收紧即可实现对井口头锁紧，当提升锁紧杆时，使连接器套筒上升使夹头舒展实现对井口头的松开;本结构用机械驱动完成采油树的快速安装和分离，安装方便，密封可靠;本结构安装有上板方便销的更换，同时方便锁紧杆的安装。

Claims (10)

1.一种水下立式采油树，其特征在于：包括采油树帽（101）、再入四通（110）、导向架（103）、出油管（108）、阀门组（107）、出油管连接器（104）和采油树连接器（105）；所述导向架（103）内部设置有所述阀门组（107），该阀门组（107）上端和所述再入四通（110）底部连接，所述再入四通（110）的顶部和所述采油树帽（101）下端连接，所述阀门组（107）和所述出油管连接器（104）通过所述出油管（108）相连，所述采油树连接器（105）设置在所述导向架（103）的下端，所述采油树连接器（105）和水下井口装置连接。 

2.根据权利要求1所述水下立式采油树，其特征在于：所述水下立式采油树下端还设置有减震座（106）。 

3.根据权利要求1所述水下立式采油树，其特征在于：所述再入四通（110）上设置有防泥罩（102）。 

4.根据权利要求1所述水下立式采油树，其特征在于：所述阀门组（107）连接有液压管道（109）。 

5.根据权利要求1所述水下立式采油树，其特征在于：所述出油管（108）带有水下节流阀。 

6.根据权利要求1所述水下立式采油树，其特征在于：所述采油树帽（101）包括固定座(203)、主体(202)、套管(201)，其中所述套管（201）外套在主体（202）上，所述主体（202）支撑在所述固定座（203）上，所述主体(202)下端通过第一螺钉(204)和固定座(203)连接，在该主体(202)上设置有锁紧机构，所述套管(201)和主体(202)之间设置有防滑机构。 

7.根据权利要求6所述水下立式采油树，其特征在于：所述锁紧机构包括止动销(206)和限位件(205)，所述主体（202）上设置有内高外低的止动销安装通孔，所述止动销(206)放置在该止动销安装通孔内，所述限位件(205)安 装在主体（202）内，该限位件（205）外端卡住所述止动销(206)；所述防滑机构包括防滑杆本体(210)、防滑杆(208)、防滑杆压帽(211)、防滑杆销孔(209)、剪切销(212)和剪切销座(213)；其中所述防滑杆（208）下端固定在所述主体(202)上，上端伸出所述套管（201），在该防滑杆（208）伸出部分外套有防滑杆本体（210），防滑杆（208）杆头上螺纹连接所述防滑杆压帽(211)，该防滑杆压帽(211)和防滑杆本体(210)螺纹连接，所述防滑杆本体（210）下端面和所述套管(201)固定连接，所述防滑杆本体(210)上设置有所述剪切销座(213)，该剪切销座(213)内设置有所述剪切销(212)，在所述防滑杆(208)上设置有所述防滑杆销孔(209)，当所述套管（201）下滑时，所述剪切销（212）在弹簧的作用下伸入所述防滑杆销孔（209），从而防止套管（201）继续滑动。 

8.根据权利要求1所述水下立式采油树，其特征在于：阀门组（107）包括阀组本体（301）、以及开设在阀组本体（301）上的生产孔（302）和生产侧孔（303），所述生产孔（302）竖直贯穿阀组本体（301），该生产孔（302）上部设有生产抽汲阀（306），下部设置有至少一个生产主阀（304），所述生产侧孔（303）位于所述生产抽汲阀（306）与生产主阀（304）之间，所述生产侧孔（303）与生产孔（302）连通并穿出所述阀组本体（301），且该生产侧孔（303）内安装有生产翼阀（305）。 

9.根据权利要求8所述水下立式采油树，其特征在于：所述阀组本体（301）上还设有环空孔（307）和环空侧孔（308），所述环空孔（307）竖直贯穿所述阀组本体（301），该环空孔（307）上部设置有环空抽汲阀（314），下部设置有环空主阀（309），所述环空侧孔（308）位于环空抽汲阀（314）与环空主阀（309）之间，该环空侧孔（308）与所述环空孔（307）相通，并穿出所述阀组本体（301）侧壁，该环空侧孔（308）内安装有环空翼阀（310）。 

10.根据权利要求1所述水下立式采油树，其特征在于：所述采油树连接器（105）包括连接器本体(407)和连接器套筒（401），在所述连接器本体(407)和所述连接器套筒（401）之间设置有夹头（428），所述连接器套筒（401）内表面呈直径上大下小的锥状斜面并与夹头（428）的斜面贴紧，所述的连接器本体（407）上设置支点与夹头（428）转动配合，所述连接器本体（407）和所述连接器套筒（401）通过销（412）固定连接，还包括锁紧杆（413）和一与连接器本体（407）固定连接的上板（404），所述销（412）固定于所述上板（404），所述锁紧杆（413）穿过所述上板（404）的通孔与连接器套筒（401）固定连接。 

Images