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CN107420059A - 水下采油树油管挂中心堵头取出工具 - Google Patents

水下采油树油管挂中心堵头取出工具 Download PDF

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CN107420059A
CN107420059A CN201610345855.7A CN201610345855A CN107420059A CN 107420059 A CN107420059 A CN 107420059A CN 201610345855 A CN201610345855 A CN 201610345855A CN 107420059 A CN107420059 A CN 107420059A
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CN
China
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sleeve
center plug
mandrel
ring
tubing hanger
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CN201610345855.7A
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English (en)
Inventor
张鹏举
施佳
李博
梁斌
包玉银
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MEIZUAN ENERGY TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co Ltd
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MEIZUAN ENERGY TECHNOLOGY (SHANGHAI) Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells

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Abstract

本发明公开一种水下采油树油管挂中心堵头取出工具,包括:芯轴,其中段部分向下形成台阶;连接帽,固定连接于芯轴的上端;上部弹簧套筒,套设在所述芯轴外部,穿过档销与所述芯轴形成固定连接;下部弹簧套筒,套设在所述芯轴外部;套筒,用于对所述上部弹簧套筒和所述下部弹簧套筒起保护和限位作用;第一弹簧,套设于所述芯轴外部的所述上部弹簧套筒的内部容腔中;第二弹簧,套设于所述下部弹簧套筒外部;档环,套设在所述下部弹簧套筒的外部,且所述档环的上端面抵住所述第二弹簧的下端面;卡爪,套设在所述芯轴外部,包括套设在所述套筒内部的卡牙,所述卡牙与所述挡环固定连接。

Description

水下采油树油管挂中心堵头取出工具
技术领域
本发明涉及海洋石油开采技术领域,特别涉及一种水下采油树中心堵头取出工具。
背景技术
在水下采油树的油管挂、环空等性能测试过程中,油管挂中心堵头的作用主要是对油管挂中心孔端部进行封堵和密封,以实现油管挂和环空的性能测试;其次,油管挂中心堵头在水下生产过程中对油管挂的封堵,可有效阻止油管柱内部的油气压力,防止井喷。在水下采油树油管挂生产维护及中心堵头清理时,需要将油管挂中心堵头取出,然而目前,尚无成熟的中心堵头取出工具。因此本领域技术人员急需一种能够将水下采油树油管挂中心堵头从油管挂中及时有效取出的操作工具。
发明内容
本发明的目的在于提供一种取出工具,确保能够安全可靠地将水下采油树油管挂中心堵头从油管挂中快速取出。为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种水下采油树油管挂中心堵头取出工具,用于与水下采油树油管挂中心堵头连接后将油管挂中心堵头取出,其中,所述取出工具包括:
芯轴,作为拉力承载部件,设置于所述取出工具的轴向中心,所述芯轴的中段部分向下形成台阶;
连接帽,固定连接于所述芯轴的上端;
上部弹簧套筒,套设在所述芯轴外部,且上部弹簧套筒穿过档销与所述芯轴形成固定连接;所述上部弹簧套筒的下端内部形成一具有台阶型的容腔,且所述上部弹簧套筒的外侧下端部设有连接螺纹;
下部弹簧套筒,位于所述上部弹簧套筒的下方,套设在所述芯轴外部,所述下部弹簧套筒的上端设有外周凸起的第一止挡台,所述下部弹簧套筒的下端端面抵靠在所述芯轴的中段部分向下形成的台阶上;
套筒,套设于所述上部弹簧套筒和所述下部弹簧套筒的外部,对所述上部弹簧套筒和所述下部弹簧套筒起保护和限位作用,所述套筒与所述上部弹簧套筒通过连接螺纹形成固定连接;
第一弹簧,套设于所述芯轴外部的所述上部弹簧套筒的内部容腔中,所述第一弹簧的下端抵住所述下部弹簧套筒的上端面,用于防止所述上部弹簧套筒与所述套筒之间的固定连接出现松动;
第二弹簧,套设于所述下部弹簧套筒外部,且所述第二弹簧的上端抵住所述下部弹簧套筒的所述第一止挡台的下檐面;
档环,套设在所述下部弹簧套筒的外部,且所述档环的上端面抵住所述第二弹簧的下端面;
卡爪,套设在所述芯轴外部,所述卡爪的上端包括套设在所述套筒内部的卡牙,所述卡牙与所述挡环固定连接。
根据本发明提出的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其中,所述套筒在位于所述内部档环处设有若干对称分布的操作孔,以方便通过外部机械装置对所述档环进行操作。
根据本发明提出的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其中,所述档环的外部形成锯齿状环面,以便于外部机械装置使所述档环轴向地提升。
根据本发明提出的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其中,所述卡牙的上部外周形成第二止挡台,所述第二止挡台用于和所述套筒相配合以限定所述卡爪只能在所述套筒内轴向移动。
根据本发明提出的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其中,所述卡牙的下端延伸设有多个对称分布的长条形卡块,所述卡块的下端在工作过程中进行轴向上的扩张和收缩。
根据本发明提出的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其中,所述卡块的下端向外周延伸凸起形成止挡块,从而使所述中心堵头取出工具的卡牙与所述中心堵头的促动环之间相互锁紧。
根据本发明提出的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其中,所述止挡块外侧的上下沿形成锥面,所述锥面与所述中心堵头的促动环上的锥面适配,以方便所述中心堵头取出工具的卡牙相对所述中心堵头的促动环的插入和取出。
根据本发明提出的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其中,当所述挡环处于提升状态时和所述卡牙在与中心堵头安装过程中受到促动环上推到特定位置时,所述芯轴在位于所述卡牙的卡块处形成环形凹槽,所述卡环在受挤压作用下收缩到所述环形凹槽中,以方便工具相对中心堵头的连接和取出。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明通过中心堵头取出工具上卡爪的收缩和复原来实现油管挂中心堵头取出,操作简单,安全可靠。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的结构原理图。
图2为本发明的一个实施例的操作前与操作后示意图,其中图2a为水下采油树油管挂中心堵头取出工具卡爪刚好接触水下采油树油管挂中心堵头促动环时状态图,图2b为水下采油树油管挂中心堵头取出工具卡爪已完全进入心堵头时状态图。
附图标记说明:200-水下采油树油管挂中心堵头取出工具;201-连接帽;202-防转销钉;203-芯轴;2031-台阶;204-上部弹簧套筒;205-挡销;206-外部套筒;2061-操作孔;207-第一弹簧;208-下部弹簧套筒;2081-第一止挡台;209-第二弹簧;210-挡环;2101-锯齿状环面;211-卡爪;2111-卡牙;2112-第二止挡台;2113-卡块;2114-止挡块;2115-锥面;2116-锥面;300-中心堵头;303-促动环;304-中心堵头卡牙;306-上端限位槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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付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。
请参见图1,本发明的水下采油树油管挂中心堵头取出工具200主要包括连接帽201,芯轴203,外部套筒206,上部弹簧套筒212,下部弹簧套筒213,挡环210,卡爪211。其中连接帽201与芯轴203通过螺纹连接,并且中间用防转销钉202固定,防止其转动,上部弹簧套筒204和下部弹簧套筒208从上到下依次套设在芯轴203的外部。其中上部弹簧套筒204的下端内部形成一具有台阶型的容腔,第一弹簧207设置在该容腔内,并且第一弹簧207的下端抵住下部弹簧套筒208的上端面,用于防止上部弹簧套筒204与外部套筒206之间的固定连接出现松动。下部弹簧套筒208的上端设有外周凸起的第一止挡台2081,第二弹簧209的上端抵住下部弹簧套筒208的第一止挡台2081的下檐面,套设于下部弹簧套筒208的外部。下部弹簧套筒208的下端端面抵靠在芯轴203的中段部分向下形成的台阶2031上。
档环210的上端面抵住第二弹簧209的下端面而套设在下部弹簧套筒208的外部。外部套筒206在正对档环210的圆周位置上设有若干对称分布的操作孔2061,以方便通过外部机械装置对档环210进行操作。同时,档环210的外部形成锯齿状环面2101,以便于外部机械装置对档环210的压紧和操作,使档环210在操作过程中被轴向地向上提升或向下按压。
本发明的卡爪211套设在芯轴203的外部,其中卡爪211的上端包括套设在外部套筒206内部的卡牙2111,与挡环210固定连接。卡牙2111的上部外周形成第二止挡台2112,用于和外部套筒206相配合以限定卡爪211只能在外部套筒206内进行轴向移动。卡牙2111的下端还延伸设有多个对称分布的长条形卡块2113,其下端向外周延伸凸起形成止挡块2114,并且止挡块2114外侧的上下沿分别形成锥面2115和2116,上述锥面与中心堵头300的促动环303上的锥面适配,以方便中心堵头取出工具200的卡爪211相对所述中心堵头的促动环303的插入和取出。
具体工作过程如下:
初始状态下,本发明的水下采油树油管挂中心堵头取出工具200在第二弹簧209的作用下卡爪211位于最下端,且中心堵头自锁于油管挂本体内部(参步骤图1)。当需要从油管挂内部提取中心堵头时,通过外部机械作用使水下采油树油管挂中心堵头取出工具的档环向上提升,然后将取出工具与中心堵头对接,在对接过程中,卡爪下端的止挡块受到中心堵头挤压,止挡块回缩到芯轴下端的环形凹槽中,当止挡块完全进入中心堵头的促动环后,放松取出工具的档环,卡爪受第二弹簧力作用向下运动,止挡块在结构挤压力的作用下径向张开,油管挂中心堵头取出工具与中心堵头的对接完成;其次,对本发明进行上提操作,此时下端的止挡块2114卡于水下采油树中心堵头促动环303的内环槽内。继续进行上提操作,取出工具带动中心堵头303沿上端限位槽306上行,此时中心堵头卡牙304在失去促动环303的支撑作用时,中心堵头与外部本体的约束解除,从而实现中心堵头300与油管挂解锁,即可通过中心堵头取出工具直接取出油管挂内部的中心堵头。
最后,再次提升取出工具的档环,并配合人工操作,可使中心堵头取出工具和中心堵头进行分离。
综上所述,本发明在进行工具与采油树油管挂中心堵头的解锁作业中,通过机械作用提升挡环210即可实现卡爪211带动其前端的止挡块2114沿芯轴203上移到芯轴203锥面上部小直径的位置,此时卡爪211下端的止挡块2114等效直径收缩,继续进行上提操作即可实现中心堵头300与采油树油管挂的解锁,同时通过提升挡环,并配合人工操作,即可使工具与中心堵头分离,本发明关于中心堵头的取出操作过程简单快捷,大大提高了取出作业的效率。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种水下采油树油管挂中心堵头取出工具,用于与水下采油树油管挂中心堵头连接后将油管挂中心堵头取出,其中,所述取出工具包括:
芯轴,作为拉力承载部件,设置于所述取出工具的轴向中心,所述芯轴的中段部分向下形成台阶;
连接帽,固定连接于所述芯轴的上端;
上部弹簧套筒,套设在所述芯轴外部,且上部弹簧套筒穿过档销与所述芯轴形成固定连接;所述上部弹簧套筒的下端内部形成一具有台阶型的容腔,且所述上部弹簧套筒的外侧下端部设有连接螺纹;
下部弹簧套筒,位于所述上部弹簧套筒的下方,套设在所述芯轴外部,所述下部弹簧套筒的上端设有外周凸起的第一止挡台,所述下部弹簧套筒的下端端面抵靠在所述芯轴的中段部分向下形成的台阶上;
套筒,套设于所述上部弹簧套筒和所述下部弹簧套筒的外部,对所述上部弹簧套筒和所述下部弹簧套筒起保护和限位作用,所述套筒与所述上部弹簧套筒通过连接螺纹形成固定连接;
第一弹簧,套设于所述芯轴外部的所述上部弹簧套筒的内部容腔中,所述第一弹簧的下端抵住所述下部弹簧套筒的上端面,用于防止所述上部弹簧套筒与所述套筒之间的固定连接出现松动;
第二弹簧,套设于所述下部弹簧套筒外部,且所述第二弹簧的上端抵住所述下部弹簧套筒的所述第一止挡台的下檐面;
档环,套设在所述下部弹簧套筒的外部,且所述档环的上端面抵住所述第二弹簧的下端面;
卡爪,套设在所述芯轴外部,所述卡爪的上端包括套设在所述套筒内部的卡牙,所述卡牙与所述挡环固定连接。
2.根据权利要求1所述的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其特征在于,所述套筒在位于所述内部档环处设有若干对称分布的操作孔,以方便通过外部机械装置对所述档环进行操作。
3.根据权利要求1所述的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其特征在于,所述档环的外部形成锯齿状环面,以便于外部机械装置使所述档环轴向地提升。
4.根据权利要求1所述的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其特征在于,所述卡牙的上部外周形成第二止挡台,所述第二止挡台用于和所述套筒相配合以限定所述卡爪只能在所述套筒内轴向移动。
5.根据权利要求1所述的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其特征在于,所述卡牙的下端延伸设有多个对称分布的长条形卡块,所述卡块的下端在工作过程中进行轴向上的扩张和收缩。
6.根据权利要求5所述的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其特征在于,所述卡块的下端向外周延伸凸起形成止挡块,从而使所述中心堵头取出工具的卡牙与所述中心堵头的促动环之间相互锁紧。
7.根据权利要求6所述的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其特征在于,所述止挡块外侧的上下沿形成锥面,所述锥面与所述中心堵头的促动环上的锥面适配,以方便所述中心堵头取出工具的卡牙相对所述中心堵头的促动环的插入和取出。
8.根据权利要求1所述的水下采油树油管挂中心堵头取出工具,其特征在于,当所述挡环处于提升状态时和所述卡牙在与中心堵头安装过程中受到促动环上推到特定位置时,所述芯轴在位于所述卡牙的卡块处形成环形凹槽,所述卡环在受挤压作用下收缩到所述环形凹槽中,以方便工具相对中心堵头的连接和取出。
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