一种用于浅水水下湿式电插拔采油树帽和取送工具的制作方法

1.本发明涉及一种用于浅水水下湿式电插拔采油树帽和取送工具，属于石油钻采设备技术领域。


背景技术：

2.水下采油树被广泛应用在水下油气田开采过程中，是钻完井、采油过程中极为重要的设备。水下湿式电插拔采油树帽是电潜泵水下采油树主要部件之一，位于电潜水泵采油树上部，其主要功能是密封油管挂顶部、隔绝海水和环空进入阀通道、为水下电潜泵油管挂提供6条电源湿接口，保证电潜泵的水下电源供应。
3.现有的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽存在以下缺点：
4.1.无多级导向定位装置，所以定位不精准
5.2.由于机械机构设计不合理，对电接头的寿命造成了极大的影响，部分设计在安装之初就发生漏电和短路的情况。
6.3.湿式插头设计不合理，设计寿命不达标，造成了插拔次数不够，影响采油树帽的整体性能。
7.4.采油树帽的送入工具方案设计不合理，对安装造成极大的不便。


技术实现要素：

8.针对上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其安装在采油树内部，密封采油树顶部区域并提供动力电源穿越，保证水下湿插拔功能。本发明的另一个目的是提供一种取送工具，用于所述浅水水下湿式电插拔采油树帽的安装和拆卸。
9.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
10.本发明一方面提供了一种用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，包括采油树帽本体和坐封锁紧组件；
11.所述采油树帽本体包括内树帽本体、外部套筒和内树帽顶板，所述内树帽本体套设在所述外部套筒内，所述内树帽顶板固定在所述外部套筒的顶部，所述内树帽本体的顶部与所述内树帽顶板固定连接，所述内树帽本体的底部设有湿式电插拔接头，所述湿式电插拔接头用于与井下电潜泵之间实现电连接，所述内树帽本体顶部设有螺纹孔；
12.所述坐封锁紧组件包括锁紧杆、坐封组件和锁紧环，所述坐封组件包括安装顶板和固定在所述安装顶板下的坐封环，所述坐封环穿过所述内树帽顶板并套设在所述内树帽本体外；
13.所述锁紧杆顶部位于所述安装顶板上方，底部穿过所述安装顶板并插入至所述内树帽本体内与所述螺纹孔螺纹连接，所述锁紧杆转动带动所述坐封环沿着所述内树帽本体上下移；
14.所述锁紧环固定套设在在所述内树帽本体的底部，所述锁紧环为c形结构，所述锁
紧环的外圈形成有锁紧齿，采油树内形成有与所述锁紧齿相配合的凹槽，所述坐封环上下移动插入至所述锁紧环内锁紧或与所述锁紧环分离解锁。
15.进一步的，所述采油树帽本体还包括形成在所述外部套筒底部的锥形定向装置。
16.进一步的，所述坐封锁紧组件还包括设置在所述锁紧杆上方的引导锥，所述引导锥的底部固定在所述安装顶板上。
17.进一步的，所述坐封锁紧组件还包括内树帽导向筒，所述内树帽导向筒固定在所述内树帽顶板的底部，并套设在所述内树帽本体和坐封环的外侧。
18.进一步的，所述锁紧杆顶部的外侧设有环形的凹槽，所述凹槽内嵌设有环形键，所述环形键的一端插设在所述环形的凹槽内，另一端固定在所述安装顶板上，所述锁紧杆转动通过所述环形键带动所述坐封环向下移动。
19.进一步的，还包括湿接头支架和湿接头外部，所述湿接头支架固定在所述内树帽顶板上，所述湿接头外部固定在所述湿接头支架上，所述湿接头外部的底部与所述水下湿式电插拔接头电连接。
20.进一步的，所述锁紧环的内圈形成为锥形结构，外圈沿着轴向方向设有若干锁紧齿，当所述坐封环在所述锁紧杆的旋转作用下向下移动时，插入至所述锁紧环内圈和内树帽本体之间的环形孔隙内，并向外挤压所述锁紧环使所述锁紧齿插入至采油树内的凹槽内实现锁定；当所述坐封环在所述锁紧杆的旋转作用下向上移动时，从所述坐封环与所述锁紧环分离，所述锁紧齿从所述凹槽内收缩解锁。
21.进一步的，所述内树帽本体的底部设有第一密封圈。
22.进一步的，所述外部套筒的外侧壁设有第二密封圈。
23.本发明另一方面还提供了一种取送工具，所述取送工具形成为套筒状，所述取送工具的底部形成有j形钩，所述锁紧杆的顶部还设有与取送工具连接的凸起，所述j形钩与所述凸起相互配合，当需要下放或取出所述浅水水下湿式电插拔采油树帽时，所述取送工具套设在所述锁紧杆外，所述钩子与所述j形钩对齐并插设在所述j形钩内。
24.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
25.1、安装、拆除方便，配合专用的水下湿式电插拔采油树帽取送工具，正向旋转可实现下放、定位、坐封锁定等一些列动作；取送工具反向旋转，可使螺纹进给杆回缩，实现解锁、上提水下湿式电插拔采油树帽等一系列动作，投放安装、上提拆除方便快捷。
26.2、水下湿式电插拔采油树帽的定位组件，能够保证采油树帽在任何角度随意投放均可以在导向锥的引导下，旋转到正确的角度和位置，并自动滑落到正确位置，实现任意角度投放，定位精准无误。
附图说明
27.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
28.在附图中：
29.图1是用于浅水水下湿式电插拔采油树帽的一实施例的结构示意图；
30.图2是用于浅水水下湿式电插拔采油树帽的截面视图
31.图3是浅水水下湿式电插拔采油树帽和取送工具配合的状态视图；
32.图4是取送工具的结构示意图。
具体实施方式
33.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
34.本发明的实施例提供了一种用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，包括采油树帽本体和坐封锁紧组件；所述采油树帽本体包括内树帽本体、外部套筒和内树帽顶板，所述内树帽本体套设在所述外部套筒内，所述内树帽顶板固定在所述外部套筒的顶部，所述内树帽本体的顶部与所述内树帽顶板固定连接，所述内树帽本体的底部设有湿式电插拔接头，所述湿式电插拔接头用于与井下电潜泵之间实现电连接，所述内树帽本体顶部设有螺纹孔；所述坐封锁紧组件包括锁紧杆、坐封组件和锁紧环，所述坐封组件包括安装顶板和固定在所述安装顶板下的坐封环，所述坐封环穿过所述内树帽顶板并套设在所述内树帽本体外；所述锁紧杆顶部位于所述安装顶板上方，底部穿过所述安装顶板并插入至所述内树帽本体内与所述螺纹孔螺纹连接，所述锁紧杆转动带动所述坐封环沿着所述内树帽本体上下移；所述锁紧环固定套设在在所述内树帽本体的底部，所述锁紧环为c形结构，所述锁紧环的外圈形成有锁紧齿，采油树内形成有与所述锁紧齿相配合的凹槽，所述坐封环上下移动插入至所述锁紧环内锁紧或与所述锁紧环分离解锁。所述用于浅水水下湿式电插拔采油树帽安装在采油树内部，密封采油树顶部区域并提供动力电源穿越，保证水下湿插拔功能。本发明的另一个目的是提供一种取送工具，用于所述用于浅水水下湿式电插拔采油树帽的安装和拆卸。
35.实施例1
36.如图1至图3所示，本发明的实施例1提供了一种用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，包括采油树帽本体和坐封锁紧组件。所述采油树帽本体包括内树帽本体2、外部套筒1和内树帽顶板6，所述内树帽本体2套设在所述外部套筒1内，所述内树帽顶板6固定在所述外部套筒1的顶部，所述内树帽本体2的顶部与所述内树帽顶板6固定连接，所述内树帽本体2的底部设有湿式电插拔接头，所述湿式电插拔接头用于与井下电潜泵之间实现电连接，所述内树帽本体2内设有螺纹孔13。
37.所述坐封锁紧组件包括锁紧杆3、坐封组件和锁紧环12，所述坐封组件包括安装顶板4和固定在所述安装顶板4下的坐封环5，所述坐封环5穿过所述内树帽顶板6并套设在所述内树帽本体2外。
38.所述锁紧杆3顶部位于所述安装顶板4上方，底部穿过所述安装顶板4并插入至所述内树帽本体2内与所述螺纹孔13螺纹连接，所述锁紧杆3转动带动所述坐封环5沿着所述内树帽本体2上下移。
39.所述锁紧环12固定套设在在所述内树帽本体2的底部，所述锁紧环12为c形结构，所述锁紧环12的外圈形成有锁紧齿，采油树内形成有与所述锁紧齿相配合的凹槽，所述坐封环5上下移动插入至所述锁紧环12内进行锁紧或与所述锁紧12环分离解锁。
40.水下湿式电插拔采油树帽总成在外部作用力或外部取送工具200的配合下，缓慢的下放到采油树内部型面，所述湿式电插拔接头对插到水下湿式电插拔，实现向井下电潜泵通电。在确认采油树帽200距离尺寸和和角度位置都安装到位以后，驱动部件带动锁紧杆3顺时针旋转，坐封环在锁紧杆3的推动下向下移动，锁紧环12在坐封环5的锥形面的推动下，外圈逐渐增大，直到水下湿式电插拔采油树帽锁紧环12的外部的锁紧齿，锁定在采油树的4个沟槽内，实现机械锁定。
41.在解锁过程中，脱开水下电潜泵动力线和水下湿式电插拔采油树帽。逆时针旋转锁紧杆3，并记录旋转圈数，确认逆时针旋转停止，所述锁紧齿12从所述采油树内的凹槽总退出实现解锁。通过钻杆，提供竖直向上的拉力，缓慢回收内树帽至钻井平台。
42.为了实现采油树帽100与采油树之间的精准对接，所述采油树帽本体还包括形成在所述外部套筒1底部的锥形定向装置11。
43.为了实现取送工具200与坐封锁紧组件的精准对接，所述坐封锁紧组件还包括设置在所述锁紧杆3上方的引导锥7，所述引导锥7的底部固定在所述安装顶板3上。
44.所述坐封锁紧组件还包括内树帽导向筒14，所述内树帽导向筒14固定在所述内树帽顶板6的底部，并套设在所述内树帽本体2和坐封环5的外侧。
45.所述锁紧杆3顶部的外侧设有环形的凹槽，所述凹槽内嵌设有环形键8，所述环形键8的一端插设在所述环形的凹槽内，另一端固定在所述安装顶板4上，所述锁紧杆3转动通过所述环形键8带动所述坐封环5向下移动。
46.所述的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽还包括湿接头支架15和湿接头外部，所述湿接头支架15固定在所述内树帽顶板6上，所述湿接头外部9固定在所述湿接头支架15上，所述湿接头外部9的底部与所述水下湿式电插拔接头电连接，所述湿式电插拔接头通过所述湿接头外部9与水下电潜泵动力线电连接。
47.所述锁紧环12的内圈形成为锥形结构，外圈沿着轴向方向设有若干锁紧齿，当所述坐封环5在所述锁紧杆3的旋转作用下向下移动时，插入至所述锁紧环12内圈和内树帽本体2之间的环形孔隙内，并向外挤压所述锁紧环12使所述锁紧齿插入至采油树内的凹槽内实现锁定；当所述坐封环5在所述锁紧杆3的旋转作用下向上移动时，从所述坐封环5与所述锁紧环12分离，所述锁紧齿从所述凹槽内收缩解锁。
48.所述内树帽本体2的底部设有第一密封圈16。所述第一密封圈16优先为s形密封圈，所述s形密封圈在与采油树的配合尺寸形成稳定的密封功能，保证采油树内部压力被完全隔绝在第一密封圈16以下。
49.所述外部套筒1的外侧壁设有第二密封圈(图中未示出)。所述密封圈与采油树之间形成密封，作为阻断海水的第一道屏障，用于提高产品寿命和产品水下稳定性。此时连接水下电潜泵动力线18，启动水下电潜泵。
50.水下湿式电插拔采油树帽总成在取送工具200的配合下，缓慢的下放到采油树内部型面，并在锥形定向装置11的引导下，精准对插到水下湿式电插拔，实现向井下电潜泵通电。在确认采油树帽总成距离尺寸和和角度位置都安装到位以后，顺时针旋转取送工具200，取送工具200会带动内锁紧杆3顺时针旋转，坐封环在锁紧杆3的推动下向下移动，锁紧环12在坐封环5的锥形面的推动下，外籍逐渐增大，直到锁紧环12的外部锁紧齿，锁定在采油树的沟槽内，实现机械锁定。图中的锁紧齿的个数为4个，但并不限于仅设置为4个。
51.在解锁过程中，脱开水下电潜泵动力线和水下湿式电插拔采油树帽。取送工具200从钻井平台缓慢下放到采油树顶端，并在潜水员的引导下，缓慢的插入水下湿式电插拔采油树帽引导锥7，并对插到锁紧杆3，逆时针旋转取送工具，带动锁紧杆3旋转，并记录旋转圈数，确认逆时针旋转停止。通过钻杆，提供竖直向上的拉力，缓慢回收内树帽至钻井平台。
52.实施例2
53.如图4所示，本发明的另一个实施例还提供了一种取送工具200，所述取送工具200形成为套筒状，所述取送工具的底部形成有j形钩201，所述锁紧杆的顶部还设有与取送工具200连接的凸起17，所述j形钩201与所述凸起17相互配合，当需要下放或取出所述浅水水下湿式电插拔采油树帽100时，所述取送工具200套设在所述锁紧杆3外，所述凸起17与所述j形钩201对齐并插设在所述j形钩201内。
54.在水下湿式电插拔采油树帽100在取送工具配合下，缓慢的下放到采油树内部型面，并在锥形定向装置11的引导下，精准对插到水下湿式电插拔，实现向井下电潜泵通电。
55.在解锁过程中，将取送工具200从钻井平台缓慢下放到采油树顶端，并在潜水员的引导下，缓慢的插入水下湿式电插拔采油树帽引导锥7，并对插到锁紧杆，并在潜水员的引导下，确认j形钩201准确无误的固定在锁紧杆3的凸起17上，再逆时针旋转锁紧杆3解锁。
56.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：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其特征在于，包括采油树帽本体和坐封锁紧组件；所述采油树帽本体包括内树帽本体、外部套筒和内树帽顶板，所述内树帽本体套设在所述外部套筒内，所述内树帽顶板固定在所述外部套筒的顶部，所述内树帽本体的顶部与所述内树帽顶板固定连接，所述内树帽本体的底部设有湿式电插拔接头，所述湿式电插拔接头用于与井下电潜泵之间实现电连接，所述内树帽本体顶部设有螺纹孔；所述坐封锁紧组件包括锁紧杆、坐封组件和锁紧环，所述坐封组件包括安装顶板和固定在所述安装顶板下的坐封环，所述坐封环穿过所述内树帽顶板并套设在所述内树帽本体外；所述锁紧杆顶部位于所述安装顶板上方，底部穿过所述安装顶板并插入至所述内树帽本体内与所述螺纹孔螺纹连接，所述锁紧杆转动带动所述坐封环沿着所述内树帽本体上下移；所述锁紧环固定套设在在所述内树帽本体的底部，所述锁紧环为c形结构，所述锁紧环的外圈形成有锁紧齿，采油树内形成有与所述锁紧齿相配合的凹槽，所述坐封环上下移动插入至所述锁紧环内锁紧或与所述锁紧环分离解锁。2.根据权利要求1所述的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其特征在于，所述采油树帽本体还包括形成在所述外部套筒底部的锥形定向装置。3.根据权利要求1所述的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其特征在于，所述坐封锁紧组件还包括设置在所述锁紧杆上方的引导锥，所述引导锥的底部固定在所述安装顶板上。4.根据权利要求1所述的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其特征在于，所述坐封锁紧组件还包括内树帽导向筒，所述内树帽导向筒固定在所述内树帽顶板的底部，并套设在所述内树帽本体和坐封环的外侧。5.根据权利要求1所述的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其特征在于，所述锁紧杆顶部的外侧设有环形的凹槽，所述凹槽内嵌设有环形键，所述环形键的一端插设在所述环形的凹槽内，另一端固定在所述安装顶板上，所述锁紧杆转动通过所述环形键带动所述坐封环向下移动。6.根据权利要求1所述的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其特征在于，还包括湿接头支架和湿接头外部，所述湿接头支架固定在所述内树帽顶板上，所述湿接头外部固定在所述湿接头支架上，所述湿接头外部的底部与所述水下湿式电插拔接头电连接。7.根据权利要求1所述的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其特征在于，所述锁紧环的内圈形成为锥形结构，外圈沿着轴向方向设有若干锁紧齿，当所述坐封环在所述锁紧杆的旋转作用下向下移动时，插入至所述锁紧环内圈和内树帽本体之间的环形孔隙内，并向外挤压所述锁紧环使所述锁紧齿插入至采油树内的凹槽内实现锁定；当所述坐封环在所述锁紧杆的旋转作用下向上移动时，从所述坐封环与所述锁紧环分离，所述锁紧齿从所述凹槽内收缩解锁。8.根据权利要求1所述的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其特征在于，所述内树帽本体的底部设有第一密封圈。9.根据权利要求1所述的用于浅水水下湿式电插拔采油树帽，其特征在于，所述外部套
筒的外侧壁设有第二密封圈。10.一种取送工具，其特征在于，所述取送工具形成为套筒状，所述取送工具的底部形成有j形钩，所述锁紧杆的顶部还设有与取送工具连接的凸起，所述j形钩与所述凸起相互配合，当需要下放或取出权利要求1～9中任意一项所述浅水水下湿式电插拔采油树帽时，所述取送工具套设在所述锁紧杆外，所述凸起与所述j形钩对齐并插设在所述j形钩内。

技术总结
本发明涉及一种用于浅水水下湿式电插拔采油树帽和取送工具，所述采油树帽包括采油树帽本体和坐封锁紧组件；所述采油树帽本体包括内树帽本体、外部套筒和内树帽顶板，所述内树帽本体套设在所述外部套筒内，所述内树帽顶板固定在所述外部套筒的顶部，所述坐封锁紧组件包括锁紧杆、坐封组件和锁紧环所述锁紧杆转动带动所述坐封环沿着所述内树帽本体上下移；述坐封环上下移动插入至所述锁紧环内锁紧或与所述锁紧环分离解锁。所述用于浅水水下湿式电插拔采油树帽安装在采油树内部，密封采油树顶部区域并提供动力电源穿越，保证水下湿插拔功能。能。能。


技术研发人员：李中 王名春 范白涛 张会增 隋中斐 王彬 曹砚锋 于小涛 葛居良
受保护的技术使用者：中海石油（中国）有限公司北京研究中心 威飞海洋装备制造有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/8/5