CN216381322U - 一种水下测试树用油管切断系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水下测试树用油管切断系统，其包括贯通中孔的上连接装置和下连接装置，并在上连接装置和下连接装置之间连接有驱动上连接装置相对于下连接装置位移的驱动机构，上连接装置内设置有在其驱动作用下将贯通中孔选择性的打开和关闭的阀体装置，而阀体装置具有在其驱动状态下将穿设于所述贯通中孔内的线管部件切断的切割结构。该水下测试树油管切断系统可快速开井和关井操作，以克服水下较大压力对检测作业造成的影响。其还具有故障保护机制，遇特殊井况需快速关井时，卸掉打开球体的管线压力，关闭管线加压，由于盘簧弹力作用，管线加较小压力便可剪切连续油管或电缆，实现关井，并将水下树整体装置与井口脱离。

Description

一种水下测试树用油管切断系统

技术领域

本实用新型涉及水下测试树技术领域，尤其涉及一种水下测试树用油管切断系统。

背景技术

水下测试树是深水油气测试系统中最典型、最关键的设备之一，若在测试过程中遇特殊海况，如台风或潮汐等，要求必须立即断开测试管柱，将平台撤离井口位置。水下测试树上的上、下部球阀中必有一球阀，在其关闭过程中可由平台控制系统通过高压液压油控制其动作，可剪断测试电缆或连续油管，且可实现泵通功能。现有水下测试树剪切系统密封压力低，且密封介质单一，结构复杂，在特殊海况下难于将管钱进行快速切断，造成水下测试树脱离受阻，进而造成较大的安全风险。

发明内容

针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供一种水下测试树用油管切断系统，该水下测试树油管切断系统可快速开井和关井操作，以克服水下较大压力对检测作业造成的影响。其还具有故障保护机制，遇特殊井况需快速关井时同时可剪切连续油管或电缆，实现关井，并将水下树整体装置与井口脱离。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种水下测试树用油管切断系统，其特征在于：所述油管切断系统包括具有互相贯通的贯通中孔的上连接装置和下连接装置，并在所述上连接装置和下连接装置之间连接有驱动所述上连接装置相对于所述下连接装置位移的驱动机构，所述上连接装置内设置有在其驱动作用下将所述贯通中孔选择性的打开和关闭的阀体装置，所述阀体装置具有在其驱动状态下将穿设于所述贯通中孔内的线管部件切断的切割结构。

优选的，所述上连接装置为外壁具有第一台肩且为筒状结构的球体活塞，所述下连接装置为端部具有第二台肩且同为筒状结构的下弹簧托架，所述球体活塞套设在所述下弹簧托架外周端部，所述下弹簧托架外周面还设置有对所述球体活塞的端部限位的限位台肩，所述驱动机构设置在所述第一台肩和第二台肩之间。

优选的，所述驱动机构为同时套设在所述球体活塞和下弹簧托架外周、且两端与所述第一台肩和第二台肩侧壁固定相接的盘簧。

优选的，所述阀体装置为设置在位于所述球体活塞部分的所述贯通中孔内的球体，所述球体内开设有流通孔、其偏心连接于所述球体活塞部分的贯通中孔内壁上，并在所述球体活塞外端内壁固定设置有紧贴所述球体外周面的球座。

优选的，所述下弹簧托架的贯通中孔内滑动套设有具有中空结构的球体支架，所述球体支架外周设有与所述下弹簧托架端部限位的第三台肩，并在所述球体支架外周面套设有限位于所述第三台肩与所述下弹簧托架端部的弹簧，所述球体位于其与球体活塞内壁连接的表面上设置有转轴，并且所述球体支架的端部伸出有接触到所述转轴部分外周面的支臂。

优选的，所述球体位于转轴的表面上开设有偏心凹槽，所述球体活塞内壁设置有垂直接触到所述偏心凹槽内的旋转销。

优选的，所述切割结构为将所述球体的流通孔的一端口设为刃口结构，在与所述刃口结构相对侧的所述流通孔的端口朝向刃口结构剪切方向的反方向延伸开设有让位豁口槽。

本实用新型的有益效果是：该水下测试树油管切断系统可快速开井和关井操作，以克服水下较大压力对检测作业造成的影响。其还具有故障保护机制，遇特殊井况需快速关井时，卸掉打开球体的管线压力，关闭管线加压，由于盘簧弹力作用，管线加较小压力便可剪切连续油管或电缆，实现关井，并将水下树整体装置与井口脱离。

当球阀在关闭状态下失去液压驱动或者客观因素而无法开启时，可通过在球阀上端管柱的通径内直接泵入压力，泵入压力大于弹簧力和球阀下部的地层压力时，球体球座之间产生间隙，实现球体上下压力平衡，此功能常用于降低井筒内气压和排放高压油气过程中。

附图说明

图1为本实用新型油管切断系统整体截面示意图。

图2为本实用新型图1中A向侧剖示意图。

图3为本实用新型球体支架立体结构图。

图4为本实用新型球体结构图。

图5为本实用新型球体旋转结构图。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。

参照附图1～5所示的一种水下测试树用油管切断系统，所述油管切断系统包括具有互相贯通的贯通中孔101的上连接装置和下连接装置，并在所述上连接装置和下连接装置之间连接有驱动所述上连接装置相对于所述下连接装置位移的驱动机构，所述上连接装置内设置有在其驱动作用下将所述贯通中孔101选择性的打开和关闭的阀体装置。该油管切断系统为水下测试树的一部分，水下测试具备的管道、线缆等测试线管穿过该油管切断系统，同时具体的穿过上连接装置和下连接装置的贯通中孔101。在驱动机构的外力驱动下，促使上连接装置远离或靠近下连接装置，以控制阀体装置将所述贯通中孔101打开或关闭，以实现水下测试树整体的开井和关井操作。

在下井的初始状态下阀体装置将贯通中孔101关闭，下至预定位置后，在外力驱动下将贯通中孔101打开，并穿入管道、线缆进行井下检测作业。

而当遇到遇特殊海况，要求必须立即断开测试管柱，将平台撤离井口位置时，所述阀体装置具有在其驱动状态下将穿设于所述贯通中孔101内的线管部件切断的切割结构，通过该切割结构能快速的将管道、线缆等进行切断，以将水下测试树整体快速打捞，解决管道、线缆与水下测试树贯穿的结构而影响其快速打捞撤离的问题，并降低井下作业的损失。

具体的，如图1所示，所述上连接装置为外壁具有第一台肩2a且为筒状结构的球体活塞2，所述下连接装置为端部具有第二台肩8a且同为筒状结构的下弹簧托架8，所述球体活塞2套设在所述下弹簧托架8外周端部，所述下弹簧托架8外周面还设置有对所述球体活塞2的端部限位的限位台肩8b，所述驱动机构设置在所述第一台肩2a和第二台肩8a之间。通过驱动机构的驱动作用，使得球体活塞2套设在下弹簧托架8的端部上下移动，进而驱动阀体装置进行动作。在驱动机构动作时，通过限位台肩8b 对球体活塞2进行限位，以使球体活塞2形成额定的行程长度，保证阀体装置进行准确的打开和关闭操作。

具体的，所述驱动机构为同时套设在所述球体活塞2和下弹簧托架8 外周、且两端与所述第一台肩2a和第二台肩8a侧壁固定相接的盘簧7。在盘簧7弹力作用下，球体活塞2与下弹簧托架8远离，且球体活塞2端部与限位台肩8b之间存在球体活塞2的行程间隙，即该状态为所述油管切断系统的初始状态，阀体装置将贯通中孔101关闭，进行下井，下到指定深度后，在球体活塞2的外端施加液压作用力，克服盘簧7的弹性作用并挤压盘簧7，驱动球体活塞2朝向下弹簧托架8靠近，同时驱动阀体装置动作将贯通中孔101打开，下入检测管道和线缆，进行井下检测作业。

具体的，所述阀体装置为设置在位于所述球体活塞2部分的所述贯通中孔101内的球体3，所述球体3内开设有流通孔301、其偏心连接于所述球体活塞2部分的贯通中孔101内壁上，并在所述球体3活塞外端内壁固定设置有紧贴所述球体3外周面的球座1(优选的中空结构)。在下井状态时，盘簧7推动球体活塞2保持球体3的流通孔301与贯通中孔101 垂直，将其关闭，下井到指定位置后，通过液压作用推动球体活塞2朝向下弹簧托架8靠近，并同时通过偏心连接结构驱动球体3转动，并使得流通孔301与贯通中孔101直通对应，随后穿入检测管道和线缆，实时检测作业。优选的，球座1的与球体3接触的端面为圆弧面结构，以在关井状态下与球体3周面密封接触，保证关井的密封性。

为了避免球体活塞2在偏心驱动球体3旋转过程中造成球体3位移的问题，所述下弹簧托架8的贯通中孔101内滑动套设有具有中空结构的球体支架5，所述球体支架5外周设有与所述下弹簧托架8端部限位的第三台肩5a，并在所述球体支架5外周面套设有限位于所述第三台肩5a与所述下弹簧托架8端部的弹簧6，所述球体3位于其与球体活塞2内壁连接的表面上设置有转轴31，并且所述球体支架5的端部伸出有接触到所述转轴31部分外周面的支臂51(优选的其端部为配合转轴接触的圆弧面结构)。其中在球体3旋转过程中，弹簧6支撑球体支架5，并通过支臂51 与转轴31的接触对球体3的旋转状态进行稳固支撑。

而当球体3在关闭状态下失去液压驱动或者客观因素而无法开启时，可通过在球体3上端管柱的通径内直接泵入压力，泵入压力大于弹簧6和球阀下部的地层压力时，球体3不旋转，整体向下推动球体支架5、并挤压弹簧6，使球体3和球体支架5同时向下移动，进而使得球体3与球座 1之间产生间隙，实现球体3上下压力平衡，此功能常用于降低井筒内气压和排放高压油气过程中。

为了避免球体活塞2的偏心结构在驱动球体3转动时对球体3造成的径向移动而使得球体3偏斜的问题，如图4-5所示，所述球体3位于转轴 31的表面上开设有偏心凹槽3a，所述球体活塞2内壁设置有垂直接触到所述偏心凹槽3a内的旋转销9。优选的该偏心凹槽3a大于旋转销9的外径，以使得旋转销9在随球体活塞2直线移动而驱动球体3旋转的过程中，允许正常范围内旋转销9在偏心凹槽3a的位移，以保持转轴31的中心位置不变。

为了在特殊状况下将检测管道和线缆进行快速剪断，以便于快速将水下测试树脱离井口，所述切割结构为将所述球体3的流通孔301的一端口设为刃口结构(图中a所示)。剪断操作时，卸掉球体活塞2上端部的液压开井压力，向第一台肩2a靠近下弹簧托架8一侧的侧壁加压，关井压力作用于球体活塞2右侧，球体活塞2带动其上安装的旋转销9向上移动，且在盘簧7弹力双作用下，旋转销9拨动球体3反向转动，关闭球体3的同时，球体3上刃口结构剪断球体流通孔301中的连续油管及电缆，实现关井脱离。

为了避免具有刃口结构的流通孔301在旋转切割的过程中其相对的端口在底部与管道和线缆接触造成的干涉，如图5所示，在与所述刃口结构相对侧的所述流通孔301的端口朝向刃口结构剪切方向的反方向延伸开设有让位豁口槽302。图中箭头b所示为球体3旋转方向，并同时左侧的刃口结构进行剪切操作，右侧的线缆(图中10所示)在球体3旋转的过程中逐渐位于该让位豁口槽302中，以避免对剪切造成的干涉。

本实用新型的原理是：在下井状态时，盘簧7推动球体活塞2保持球体3的流通孔301与贯通中孔101垂直，将其关闭，下井到指定位置后，通过液压作用推动球体活塞2朝向下弹簧托架8靠近，并同时通过偏心连接结构驱动球体3转动，并使得流通孔301与贯通中孔101直通对应，随后穿入检测管道和线缆，实时检测作业。

关井与剪断操作时，卸掉球体活塞2上端部的液压开井压力，向第一台肩2a靠近下弹簧托架8一侧的侧壁加压，关井压力作用于球体活塞2 右侧，球体活塞2带动其上安装的旋转销9向上移动，且在盘簧7弹力双作用下，旋转销9拨动球体3反向转动，关闭球体3的同时，球体3上刃口结构剪断球体流通孔301中的连续油管及电缆，实现关井脱离。

而当球体3在关闭状态下失去液压驱动或者客观因素而无法开启时，可通过在球体3上端管柱的通径内直接泵入压力，泵入压力大于弹簧6和球阀下部的地层压力时，球体3不旋转，整体向下推动球体支架5、并挤压弹簧6，使球体3和球体支架5同时向下移动，进而使得球体3与球座 1之间产生间隙，实现球体3上下压力平衡，此功能常用于降低井筒内气压和排放高压油气过程中。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种水下测试树用油管切断系统，其特征在于：所述油管切断系统包括具有互相贯通的贯通中孔(101)的上连接装置和下连接装置，并在所述上连接装置和下连接装置之间连接有驱动所述上连接装置相对于所述下连接装置位移的驱动机构，所述上连接装置内设置有在其驱动作用下将所述贯通中孔(101)选择性的打开和关闭的阀体装置，所述阀体装置具有在其驱动状态下将穿设于所述贯通中孔(101)内的线管部件切断的切割结构。

2.根据权利要求1所述的一种水下测试树用油管切断系统，其特征在于：所述上连接装置为外壁具有第一台肩(2a)且为筒状结构的球体活塞(2)，所述下连接装置为端部具有第二台肩(8a)且同为筒状结构的下弹簧托架(8)，所述球体活塞(2)套设在所述下弹簧托架(8)外周端部，所述下弹簧托架(8)外周面还设置有对所述球体活塞(2)的端部限位的限位台肩(8b)，所述驱动机构设置在所述第一台肩(2a)和第二台肩(8a)之间。

3.根据权利要求2所述的一种水下测试树用油管切断系统，其特征在于：所述驱动机构为同时套设在所述球体活塞(2)和下弹簧托架(8)外周、且两端与所述第一台肩(2a)和第二台肩(8a)侧壁固定相接的盘簧(7)。

4.根据权利要求3所述的一种水下测试树用油管切断系统，其特征在于：所述阀体装置为设置在位于所述球体活塞(2)部分的所述贯通中孔(101)内的球体(3)，所述球体(3)内开设有流通孔(301)、其偏心连接于所述球体活塞(2)部分的贯通中孔(101)内壁上，并在所述球体(3)活塞外端内壁固定设置有紧贴所述球体(3)外周面的球座(1)。

5.根据权利要求4所述的一种水下测试树用油管切断系统，其特征在于：所述下弹簧托架(8)的贯通中孔(101)内滑动套设有具有中空结构的球体支架(5)，所述球体支架(5)外周设有与所述下弹簧托架(8)端部限位的第三台肩(5a)，并在所述球体支架(5)外周面套设有限位于所述第三台肩(5a)与所述下弹簧托架(8)端部的弹簧(6)，所述球体(3)位于其与球体活塞(2)内壁连接的表面上设置有转轴(31)，并且所述球体支架(5)的端部伸出有接触到所述转轴(31)部分外周面的支臂(51)。

6.根据权利要求5所述的一种水下测试树用油管切断系统，其特征在于：所述球体(3)位于转轴(31)的表面上开设有偏心凹槽(3a)，所述球体活塞(2)内壁设置有垂直接触到所述偏心凹槽(3a)内的旋转销(9)。

7.根据权利要求6所述的一种水下测试树用油管切断系统，其特征在于：所述切割结构为将所述球体(3)的流通孔(301)的一端口设为刃口结构，在与所述刃口结构相对侧的所述流通孔(301)的端口朝向刃口结构剪切方向的反方向延伸开设有让位豁口槽(302)。

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