CN210798910U

CN210798910U - 一种水下井口头套管挂和密封总成下放工具

Info

Publication number: CN210798910U
Application number: CN201921915656.0U
Authority: CN
Inventors: 孙豹豹; 徐兴平; 王龙庭; 江振; 裴安平; 王凯旋
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2029-11-08

Abstract

本实用新型公开了一种水下井口头套管挂和密封总成下放工具，包括连接单元、密封总成悬挂单元、套管挂悬挂单元、芯轴和驱动体；芯轴上端与连接单元通过螺纹连接在一起，密封总成悬挂单元又包括上端盖、保护套筒、本体一、锁块和弹簧，本体一下端周向均布四个密封总成悬挂锁块安放孔，并开有与锁块上防转键配合的防转槽，套管挂悬挂单元坐放在芯轴下部轴肩上，驱动体内孔开有三段相连的弧形槽，分别为第一弧形槽、第二弧形槽和第三弧形槽，驱动体上端有两个对称分布的防旋转键，与密封总成本体一防转槽配合。本实用新型结构简单，操作方便，采用凸块与弧形槽配合来传递扭矩，可靠性高，能较好的完成下放要求。

Description

一种水下井口头套管挂和密封总成下放工具

技术领域

本实用新型涉及一种用于海洋油气钻采水下井口头系统的套管挂和密封总成下放工具，用来对套管挂和密封总成进行下放。

背景技术

水下井口头系统是水下建井和生产的基础，套管挂和密封总成下放工具将套管挂和密封总成下放到井口头内，并完成坐封，密封总成的下放是整个井口头系统最为关键的一个环节，其下放到海底井口坐封成功与否直接关系着建井的成败。

随着我国对海洋资源的日益重视，海洋油气开发规模逐步扩大，但水下井口头系统的下放与回收都是外国公司派专业的工程技术人员来指导作业，这严重影响了我国深水水下井口系统的发展和海洋油气资源的开发利用，如何简化套管挂和密封总成下放工具的结构，快捷安装，提高下放工具的可靠性，快速高效的实现套管挂和密封总成的下放，并顺利完成密封总成的坐封是整个下放工具研究与改进的重点。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水下井口头套管挂和密封总成下放工具，既可以对套管挂和密封总成进行下放，又可以完成对密封总成的坐封，结构简单，便于安装，操作方便，可靠性能高。

本实用新型为了解决上述问题所采用的技术方案为：

一种水下井口头套管挂和密封总成下放工具，包括连接单元、密封总成悬挂单元、套管挂悬挂单元、芯轴和驱动体；连接单元与芯轴上端通过螺纹连接在一起，连接单元下部开有防转孔，通过防转销钉防止连接单元与芯轴发生相对转动；密封总成悬挂单元又包括上端盖、保护套筒、本体一、锁块和弹簧，上端盖通过螺钉与本体一相连，并坐放在芯轴上部轴肩处，本体一下端周向均布四个密封总成悬挂锁块安放孔，并开有与锁块上防转凸块配合的防转槽，保证在作业时锁块不会旋转；套管挂悬挂单元周向均布四个套管挂悬挂锁块安放孔，并坐放在芯轴下部轴肩上，防止其下滑；驱动体为阶梯轴，上下部有两段凸起，分别为套管挂驱动环和密封总成驱动环，来驱动锁块径向运动，进而锁紧套管挂和密封总成。

上述方案中，所述密封总成悬挂单元本体一内孔开有两个对称分布的防转槽。

上述方案中，所述驱动体上端设置有两个对称布置的防旋转键，与密封总成本体一防转槽配合，在芯轴旋转带动驱动体下行时，限制驱动体旋转运动，只让其轴向运动。

上述方案中，所述驱动体内孔开有三段相连弧形槽，分别为第一弧形槽、第二弧形槽和第三弧形槽，对应第一位置、第二位置、第三位置和第四位置。

上述方案中，所述芯轴中部设置有凸块，与驱动体内孔弧形槽相配置，通过旋转芯轴来带动驱动体轴向运动芯轴凸块处于弧形槽不同位置时，套管挂和密封总成锁紧状态和位置也不同。

本实用新型的有益效果在于：1、驱动体防旋转键与密封总成防转槽配合，限制了驱动体转动，只允许其轴向运动，有利于驱动锁块径向运动。2、驱动体内孔开有三段弧形槽，与芯轴中部凸块配合，有利于扭矩传递，推动驱动体轴向运动。3、整体结构简单，组装便捷，可快速安装与拆卸，可靠性能高

附图说明

图1是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具外观示意图；

图2是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具剖视图；

图3是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具驱动体结构示意图；

图4是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具驱动体内孔弧形槽示意图；

图5是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具芯轴结构示意图；

图6是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具第一位置示意图；

图7是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具第二位置示意图；

图8是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具第三位置示意图；

图9是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具第四位置示意图；

图10是本实用新型水下井口头套管挂和密封总成下放工具锁块局部示意图。

图中，1-连接单元，2-防转销钉，3-芯轴上部轴肩，4-上端盖，5-保护套筒，6-本体一轴肩，7-弹簧一，8-密封总成悬挂锁块，9-弧形槽，10-套管挂悬挂锁块，11-弹簧二，12-套管挂悬挂单元，13-芯轴下部轴肩，14-芯轴，15-防转孔，16-螺钉，17-本体一，18-防转槽一，19-密封总成悬挂单元，20-防转槽二，21-密封总成悬挂锁块安放孔，22-驱动体，23-防转槽三，24-套管挂悬挂锁块安放孔，25-本体二，26-第一位置，27-第一弧形槽，28-第二位置，29-第二弧形槽，30-第三位置，31-第三弧形槽，32-第四位置，33-密封总成，34-套管挂，35-密封总成悬挂锁块连接凹槽，36-套管挂悬挂锁块连接凹槽，37-防旋转键，38-密封总成驱动环，39-套管挂驱动环，40-芯轴凸块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型提出的结构和特征做进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型一种水下井口头套管挂和密封总成下放工具，包括连接单元1、密封总成悬挂单元19、套管挂悬挂单元12、芯轴14和驱动体22；连接单元1与芯轴14上端通过螺纹连接在一起，连接单元下部开有防转孔15，通过防转销钉2防止连接单元1与芯轴14发生相对转动。密封总成悬挂单元19又包括上端盖4、保护套筒5、本体一17、密封总成悬挂锁块8和弹簧一7，上端盖4通过螺钉16与本体一17相连，并坐放在芯轴上部轴肩3；本体一17下端周向均布四个密封总成悬挂锁块安放孔21，并开有与锁块上防转凸块配合的防转槽二20，保证在作业时锁块不会转动。保护套筒5坐放到本体一轴肩6上。套管挂悬挂单元本体二25周向均布四个套管挂悬挂锁块安放孔24，来安放锁块和弹簧二11，孔内开有防转槽三23，并坐放在芯轴下部轴肩13上，防止其下滑。驱动体22为阶梯轴，上下部有两段凸起，分别为套管挂驱动环39和密封总成驱动环38，两段驱动环宽度相同，来驱动锁块径向运动，进而锁紧套管挂34和密封总成33。

所述驱动体上端设置有两个对称布置的防旋转键37，键的宽度和高度与密封总成悬挂单元本体一17内孔防转槽二20的宽度和深度相等，并与密封总成本体一17的防转槽二20配合，在芯轴14旋转带动驱动体22下行时，限制驱动体22旋转运动，只让其轴向运动。所述驱动体22内孔开有三段相连弧形槽9，分别为第一弧形槽27、第二弧形槽29和第三弧形槽31，对应第一位置26、第二位置28、第三位置30和第四位置32。所述芯轴14中部设置有凸块，其宽度和高度与驱动体弧形槽9宽度和深度相同，并与驱动体内孔弧形槽9相配置,通过旋转芯轴14来带动驱动体22轴向运动；当芯轴凸块40处于弧形槽9不同位置时，套管挂34和密封总成33锁紧状态和位置也不同。

本实用新型一种水下井口头套管挂和密封总成下放工具具体工作过程如下：

按照图1、图2所示进行下放工具安装，工具安装完毕后就可以进行套管挂34和密封总成33的悬挂；将套管挂悬挂锁块连接凹槽36与下放工具套管挂悬挂锁块10水平对齐，此时芯轴凸块40与驱动体弧形槽9配合，且处在第一位置26，如图6所示，由于驱动体防旋转键37与密封总成本体一防转槽一18配合，限制了驱动体22的转动，在限制转杆轴向运动而右旋转杆带动芯轴14右旋时，芯轴凸块40只会推动驱动体22轴向向下运动。当凸块处于第二位置28时，套管挂悬挂锁块10插入套管挂悬挂锁块连接凹槽36中，套管挂34即被锁住，此时套管挂驱动环39下部与套管挂悬挂锁块10内端面对齐，如图7所示；然后将密封总成悬挂锁块连接凹槽35与密封总成悬挂锁块8水平对齐，依然限制转杆轴向运动而右旋转杆带动芯轴14右旋时，芯轴凸块40会继续推动驱动体22轴向向下运动；当芯轴凸块40处于第三位置30时，密封总成悬挂锁块8插入密封总成悬挂锁块连接凹槽35中，密封总成33即被锁住，如图8所示；此时密封总成驱动环38下部与密封总成悬挂锁块8内端面对齐，而套管挂驱动环上部39与套管挂悬挂锁块10内端面对齐，套管挂34和密封总成33就被同时锁定在下放工具上，可以进行水下下放。

当套管挂下放到水下井口头套管挂安放位置时，限制转杆轴向运动，右旋转杆带动芯轴14右旋，芯轴凸块40推动驱动体22轴向向下运动；当芯轴凸块40处于第四位置32时，套管挂悬挂锁块10在弹簧二11的作用下恢复到初始状态，套管挂34解除锁定，此时密封总成驱动环38上部与密封总成悬挂锁块8内端面对齐，密封总成33依然处于锁定状态，如图9所示。在套管挂34解除锁定而密封总成33依然处于锁定状态后，使转杆带动下放工具轴向下行，密封总成33进入高压井口头和套管挂所形成的环形空间，并依靠重力完成坐封。

密封总成33坐封完成后，就可以回收下放工具，限制转杆轴向运动而左旋转杆带动芯轴14左旋，芯轴凸块40从第四位置32依次经过第三位置30和第二位置28，最后到达第一位置26即初始位置。在弹簧的作用下，套管挂悬挂锁块10和密封总成悬挂锁块8均可恢复到初始位置，此时套管挂34和密封总成33都处于解除锁定状态，上提转杆，完成下放工具的回收，一次下放作业即完成。

以上对本实用新型的一个实施例做了详细的说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于上述实例，凡在本实用新型基础上所做的任何修改与变形，均在本实用新型保护范围之内。

Claims

1.一种水下井口头套管挂和密封总成下放工具，包括连接单元、密封总成悬挂单元、套管挂悬挂单元、芯轴和驱动体，其特征在于：所述连接单元与芯轴上端通过螺纹连接在一起，连接单元下部开有防转孔，通过防转销钉防止连接单元与芯轴发生相对转动，所述密封总成悬挂单元又包括上端盖、保护套筒、本体、锁块和弹簧，所述套管挂悬挂单元坐放在芯轴下部轴肩上，所述驱动体为阶梯轴。

2.根据权利要求1所述的水下井口头套管挂和密封总成下放工具，其特征在于，所述的密封总成悬挂单元本体内孔开有两个对称分布的防转槽。

3.根据权利要求1所述的水下井口头套管挂和密封总成下放工具，其特征在于，所述驱动体上端设置有两个对称布置的防旋转键，内孔开有三段相连弧形槽，分别为第一弧形槽、第二弧形槽和第三弧形槽。

4.根据权利要求1所述的水下井口头套管挂和密封总成下放工具，其特征在于，所述芯轴中部设置有凸块，与驱动体内孔弧形槽相配置。