一种冠状塞下放安装工具的制作方法

本发明涉及海洋石油深水钻采开发技术领域。具体就是适用于深水采油树冠状塞下放安装的一种工具，能够下放冠状塞至采油树油管悬挂器，并完成锁紧，实现安装后将工具解锁收回。

背景技术：

目前，世界各国对能源的需求日益增加，陆地油气资源大规模开发后日益减少，已经不能满足国家对能源的需求，石油勘探开发向深海进军。水下采油树是海洋油气开发的关键设备，水下采油树(Christmas tree)，应用于石油工业，主要作用如下：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。采油树各部件及其下放工具是不可或缺的关键设备，需要按照工艺要求采用下放工具将冠状塞下放至采油树油管悬挂器，并完成连接锁紧，在安装到位后将下放工具解锁，与冠状塞脱离收回；但，冠状塞下放安装工具技术资料基本处于保密状态，目前国内尚无自主研发的冠状塞下放安装工具；而市场需要一种冠状塞下放和安装的工具，能够在冠状塞下放至采油树后实现、锁紧、解锁和回收。

技术实现要素：

本发明针对现有采油树没有配套的冠状塞下放安装工具的上述不足，提供一种用于深水采油树冠状塞下放和安装的工具，能够在冠状塞下放至采油树后实现锁紧，并完成工具解锁和回收。

本发明的技术方案： 一种冠状塞下放安装工具，其特征在于：主要包括提升部件、连接部件和轴杆；

所述提升部件设置在上端；轴杆竖向穿过连接部件的轴杆通孔，轴杆通过上端的轴杆上体，与提升部件连接；轴杆的下端为轴杆下体，与轴杆上体之间为一体式结构，或者分段式制作后连接成一体的结构；

在轴杆通孔内，设有尺寸大于该通孔直径的轴肩槽，轴杆上设置的凸肩放置在轴肩槽内，能在轴肩槽内上下移动；在连接部件上，横向设置销孔，在销孔内设置剪切销，剪切销穿过轴杆上配合设置的横向销槽，通过剪切销与该横向销槽的配合，定位并限制轴杆的位置；

连接套筒连接在连接部件下端，连接套筒沿轴杆轴向设置，连接套筒的下端连接或设置能够沿径向张开或收缩的卡爪，卡爪能被轴杆下体的尾端向外作用而向外张开；

在轴杆下体上，设置有轴杆凹槽，对应轴杆凹槽，径向设置有锁块，在锁块上设置有弹簧产生弹簧作用力；当轴杆下体上下移动，推动锁块向外移动产生锁紧作用；当轴杆凹槽与锁块位置相重合时，锁块向内移动伸入轴杆凹槽内，产生解锁作用。

进一步的特征是：所述提升部件，包括指示杆和弹簧，指示杆竖向穿入提升部件的通孔内，弹簧套在指示杆上，为指示杆提供弹簧作用力，并限位在提升部件的通孔内；指示杆的下端与连接部件的上部接触。

所述连接部件，由配合设置的连接部件上体和连接部件下体构成，通过螺纹、卡接或销连接成一体；在连接部件上设置有通气孔与轴肩槽连通。

轴杆下体的尾端为梯形轴端，直径变小，为梯形结构。

本发明冠状塞下放安装工具，相对于现有技术，具有如下特征：

本发明为纯机械结构实现下放安装过程，不需要液压力推动，力由剪切销传递剪切销，更加简易方便，实现高效控制；能够在冠状塞下放至采油树后实现锁紧，并完成工具解锁和回收。

附图说明

图1是本发明是冠状塞下放之前的结构示意图；

图2是是冠状塞下放到位并实现锁紧的结构示意图；

图3本发明将剪切销打断后的结构示意图；

图4是本发明完成工具解锁的示意图；

图5是冠状塞安装工具独立结构示意图。

图中：1-提升部件，2-剪切销定位指示缺口，3-连接部件上体，4-通气孔，5-螺纹剪切销，6-连接螺栓，7-锁块，8-弹簧销，9-连接套筒，10-固定螺栓，11-梯形轴端，12-卡爪，13-连接部件下体，14-轴杆下体，15-轴杆上体，16-螺纹盖，17-指示杆，18-弹簧，31—轴肩槽，32—凸肩，33—销孔，34—横向销槽，35—轴杆凹槽。

具体实施方式

如图1中，本发明冠状塞下放安装工具，主要包括提升部件1、连接部件和轴杆；

所述提升部件1主要由螺纹盖16、指示杆17和弹簧18组成；指示杆17竖向穿入提升部件1的通孔内，弹簧18套在指示杆17上，为指示杆17提供弹簧作用力，并限位在提升部件1的通孔内；指示杆17的下端与连接部件的上部接触；指示杆17的上端随着整个工具的运动露出液面，显示工具所处位置，实现下放安装过程全程监控。螺纹盖16用于密封提升部件1的通孔。

轴杆竖向穿过连接部件的轴杆通孔，轴杆的上端，即轴杆上体15，与提升部件1连接，如通过螺纹配合连接或卡接等；轴杆的下端，即轴杆下体14，与轴杆上体15之间为一体式结构，制作成一根长轴；或者分段式结构，单独制作，通过螺纹或卡接、销连接等连接成一体。轴杆下体14的尾端，直径减小，为梯形、楔形结构。

在轴杆通孔内，设有尺寸大于该通孔直径的轴肩槽31，轴杆上设置的凸肩32放置在该轴肩槽31内，能在轴肩槽31内上下移动，并在轴杆的凸肩32上、下表面分别与该轴肩槽31内腔的上、下侧面接触而限位，限制轴杆的上下行程。在连接部件上，横向设置销孔33，该销孔33与轴杆通孔相交，在该销孔33内设置剪切销5，剪切销5穿过轴杆上配合设置的横向销槽34，通过剪切销5与该横向销槽34的配合，定位并限制轴杆的位置。为了降低制作难度，便于装配操作，连接部件也是分体制作，由配合设置的连接部件上体3和连接部件下体13构成，通过螺纹、卡接或销连接等连接成一体。在连接部件上设置有通气孔4与轴肩槽31连通，便于排气并保持压力稳定。在连接部件上表面，还设置有剪切销定位指示缺口2，用于指示剪切销5的位置，便于查看。

连接套筒9连接在连接部件下端，图中所示具体结构通过螺栓6连接在连接部件下体13上；连接套筒9沿轴杆轴向设置，包围在轴杆周围，连接套筒9的下端连接或设置能够沿径向张开或收缩的卡爪12，图中所示是通过固定螺钉10将卡爪12连接在连接套筒9的下端，卡爪12能被轴杆下体14的尾端向外作用力而向外张开。卡爪12与轴杆下体14的尾端的配合结构有多种，图中所示的是轴杆下体14的尾端为梯形轴端11，直径变小，为梯形或楔形结构，使轴杆往上移动时，轴杆下体14的尾端解除对卡爪12向外的推力，卡爪12向内收缩，整个工具伸入冠状塞的部分的直径都小于冠状塞孔径，向上提提升部件1方可完成冠状塞下放安装工具的回收。

在轴杆下体14上，设置有轴杆凹槽35，轴杆凹槽35在轴向有一定长度；对应轴杆凹槽35，径向设置有锁块7，在锁块7上设置有弹簧8产生弹簧作用力，锁块7前端与轴杆下体14表面接触；当轴杆下体14上下移动，推动锁块7向外径向移动；当轴杆凹槽35与锁块7位置相对应（重合）时，锁块7在弹簧8的弹簧作用下向图中的左移动，伸入轴杆凹槽35内，产生解锁作用；当轴杆凹槽35与锁块7位置不重合时，推动锁块7向图中的右移动，产生锁紧作用。

本发明的工作过程：

参阅图1，首先需要完成冠状塞的下放，轴杆下体14的轴杆凹槽35和弹簧8重合，锁块7和卡爪12都未张开，将工具装配后插入冠状塞内，直到连接部件下体13的下表面与冠状塞连接套筒9上表面接触，然后向下推动提升部件1，轴杆上体15上的横向销槽34和连接部件下体13的销孔33重合时，此时在连接部件下体13的销孔33插入剪切销5，向上提工具，锁块7在轴杆推动作用下由内向外运动（图中向右移动）使弹簧8被收缩，此时锁块7外伸锁紧连接冠状塞下放工具（冠状塞连接套筒9）和冠状塞，确认通过锁块7和卡爪12将冠状塞上下夹紧，实现工具和安装部件的锁紧。

参阅图2，完成工具和安装部件的锁紧以后，此时剪切销5将轴杆位置固定，通过提升部件1施加重力，推动整个工具向下移动，连接部件下体13挤压冠状塞连接套筒9，由于连接套筒9的楔形外表面形状，会向下移动并挤压冠状塞的卡爪12向外扩张进入树体凹槽内，实现冠状塞和树体的锁紧。

参阅图3，完成冠状塞和树体锁紧以后，需要解锁并回收工具。通过震击器加力推动提升部件1向下运动打断剪切销5，此时轴杆可以自由上下移动。

参阅图4，打断剪切销5以后，通过提升部件1向上拉动轴杆，当轴杆下体14的轴杆凹槽35和弹簧8重合时，被压缩的弹簧伸长使得锁块7向内运动，锁块7的内侧伸入轴杆凹槽35内，完成了锁块7和冠状塞推动套筒的解锁，与此同时轴杆也离开了卡爪12，失去挤压力的卡爪12向内收缩，工具伸入冠状塞的部分的直径都小于冠状塞孔径，向上提提升部件1方可完成冠状塞下放安装工具的回收。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。