一种水下采油树紧急脱离装置的制作方法

本发明属于海洋石油天然气钻采装备技术领域，涉及一种水下采油树紧急脱离装置。

背景技术：

随着各种新技术、新设备在海洋油气勘探领域的不断改进和完善，越来越多的水下采油树都配备了专用安装回收工具。目前，现有的井口连接器如通过液压驱动锁块，实现水下采油树与水下井口装置连接的锁紧和解锁，则当水下采油树安装或回收作业过程中节流压井管汇液压出现异常，不能正常供液；或当出现台风海啸等恶劣天气，迫使作业中。由于现有水下采油树安装回收工具没有紧急脱离装置，致使水下采油树与水下井口装置不能及时分离，只能通过下入额外设备或工具剪断与水下采油树的连接部分，遗弃水下采油树及安装工具，将其余部分收回，待问题解决后重新实施安装，导致作业时间长，操作成本高，且被剪断的安装工具不能重复使用，造成了巨大的经济损失。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水下采油树紧急脱离装置，解决了现有技术中存在的水下采油树回收工具没有紧急断开装置，需通过下放剪切工具或专用断开工具才能实现水下采油树紧急解锁的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种水下采油树紧急脱离装置，包括举升油缸机构，举升油缸机构固定连接有夹紧机构，夹紧机构包括上筒体，上筒体下端固定连接有下筒体，上筒体内置有活塞ⅱ，活塞ⅱ设置为壳状结构，活塞ⅱ内置有芯轴，芯轴一端依次穿过活塞ⅱ、上筒体与举升油缸机构固定连接，另一端与下筒体固定连接为一体，使得夹紧机构总体可随活塞杆上下移动，上筒体上端面开设有第四油路，芯轴上还开设有第三油路，下筒体内壁设置有竖直通槽和环槽，竖直通槽和环槽连通，活塞ⅱ一侧下方设置有指状棘爪，棘爪伸入竖直通槽内，环槽内置有锁紧块。

本发明的特点还在于，

举升油缸机构包括缸套，缸套上下两端分别通过螺纹连接有上端盖和下端盖，缸套内置有活塞ⅰ，活塞ⅰ下方固定连接有活塞杆，活塞杆另一端穿过下端盖与芯轴固定连接。

下筒体的下端面固定有指示杆座，指示杆座铰接有指示杆，指示杆上铰接有伸缩螺钉的螺钉头，伸缩螺钉螺杆上套有弹簧，伸缩螺钉和弹簧均穿过下筒体侧壁，伸缩螺钉穿过下筒体侧壁后与锁紧块远离棘爪的一侧固定连接。

锁紧块内壁设置有齿状锁紧槽，锁紧块靠近棘爪的一侧上端设置为锥面。

芯轴与活塞ⅱ、上筒体为密封配合，芯轴与活塞ⅱ、上筒体配合处分别安装有密封件f和密封件g，活塞ⅱ与上筒体为密封配合，活塞ⅱ与上筒体配合处安装有密封件e。

上端盖和下端盖上分别设有第一油路和第二油路，第一油路和第二油路均接通缸套内腔。

举升油缸机构还包括设置为圆环结构的基座，下端盖固定在基座上。

活塞杆与下端盖为密封配合，活塞杆与下端盖配合处安装有密封件h，缸套与上端盖和下端盖均为密封连接，缸套与上端盖和下端盖连接处分别安装有密封件a、密封件b，活塞ⅰ与缸套为密封配合，活塞ⅰ与缸套配合处安装有密封件i。

上筒体外圆周还固定有导向杆，导向杆通过紧固件ⅱ固定在上筒体上。

本发明的有益效果是，本发明的一种水下采油树紧急脱离装置与水下采油树回收工具相集成，通过举升油缸机构的活塞杆和夹紧机构活塞的上下移动实现夹紧机构与水下采油树紧急解锁杆的对中及锁紧，最终达到水下采油树紧急回收的目的。本发明装置可直接集成于水下采油树回收工具上，在不改变回收工具及水下采油树结构的情况下，不需下入剪断工具或断开工具就可实现水下采油树与水下井口装置的快速解锁与脱离。该操作通过远程提供控制液即可完成，操作简便、快捷，可重复操作，不需另行起下专用工具，作业时间短。本发明结构简单可靠、易于操作、适用范围广，可配套于各类水下采油树回收工具，通过远程液压驱动实现水下采油树的紧急脱离，为应急回收做好准备，避免强行剪断水下采油树，减少了作业风险和成本。

附图说明

图1是本发明一种水下采油树紧急脱离装置的结构示意图；

图2是本发明一种水下采油树紧急脱离装置紧固件ⅳ的安装示意图。

图中，1.上端盖，2.密封件a，3.活塞ⅰ，4.缸套，5.活塞杆，6.密封件b，7.下端盖，8.基座，9.紧固件ⅰ，10.上筒体，11.活塞ⅱ，12.导向杆，13.紧固件ⅱ，14.密封件d，15.芯轴，16.锁紧块，17.下筒体，18.紧固件ⅲ，19.指示杆座，20.销钉ⅰ，21.伸缩螺钉，22.销钉ⅱ，23.弹簧，24.指示杆，25.密封件e，26.密封件f，27.密封件g，28.紧固件ⅳ，29.密封件h，30密封件i，31.第四油路，32.第三油路，33.竖直通槽，34.环槽，35.棘爪，36.锁紧槽，37.第一油路，38.第二油路，39.腔体a，40.腔体b，41.腔体c，42.腔体d。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种水下采油树紧急脱离装置，如图1所示，包括举升油缸机构，举升油缸机构包括端盖1、密封件a2、活塞ⅰ3、缸套4、活塞杆5、密封件b6、下端盖7、基座8、紧固件ⅰ9、密封件h29、密封件i30，上端盖1和下端盖7均为台阶式回转体结构，通过螺纹分别连接于缸套4上下两端，上端盖1上开设有第一油路，下端盖7上开设有第二油路。活塞ⅰ3位于缸套4内，活塞杆5穿过下端盖7后通过螺纹与活塞ⅰ3固定连接为一体，且可沿缸套4内壁上下移动，缸套4与上端盖1和下端盖7连接处分别通过密封件a2、密封件b6密封配合，活塞杆5与下端盖7配合处通过密封件h29密封配合，活塞ⅰ3与缸套4配合处通过密封件i30密封配合，上端盖1、缸套4内壁、活塞ⅰ3上表面、密封件a2、及密封件i30形成密闭可变腔体a39，下端盖7、缸套4内壁、活塞ⅰ3下表面、活塞杆5、密封件b6、密封件h29、及密封件i30形成密闭可变腔体b40，第一油路连通腔体a39，第二油路连通腔体b40。基座8为圆环结构，供活塞杆5穿过，基座8可为水下采油树回收工具上的基板，通过紧固件ⅰ9固定连接到下端盖7下方。

夹紧机构由上筒体10、活塞ⅱ11、密封件d14、芯轴15、锁紧块16、下筒体17、密封件e25、密封件f26及密封件g27组成。上筒体10为内壁上小下大的台阶孔回转体结构，上筒体10上端面开设有第四油路，上筒体10通过螺纹与下筒体17固定连接为一体，芯轴15为梭状回转体结构，上端通过螺纹与活塞杆5固定连接为一体，且可随活塞杆5上下移动，芯轴15下端与下筒体17固定连接，使得夹紧机构总体可随活塞杆5上下移动，芯轴15与活塞ⅱ11内壁通过密封件f26密封配合，芯轴15上开设有第三油路。下筒体17内壁设置有竖直通槽33和环槽34，活塞ⅱ11为异形回转体结构，活塞ⅱ11下方设置有指状棘爪35，棘爪35插入下筒体17内对应的竖直通槽33内。活塞ⅱ11、上筒体10依次穿过芯轴15上端，套装在一起，活塞ⅱ11可沿上筒体10内壁、芯轴外壁及下筒体17通槽a上下移动一段距离，活塞ⅱ11与上筒体10通过密封件e25密封配合，芯轴15与上筒体10通过密封件g密封配合，上筒体10、芯轴15外壁、活塞ⅱ11上表面、密封件e25、密封件f26、及密封件g27形成密闭可变腔体c41。活塞ⅱ11内壁、芯轴15外壁、密封件d14、密封件e25、密封件f26形成密闭可变腔体d42。第三油路连通腔体d42，第四油路连通腔体c41。

锁紧块16为分体式结构，安装在下筒体17的环槽34内，沿圆周分布；锁紧块16外壁靠近棘爪35的一侧上端设置有锥面，内壁设置有齿状锁紧槽36；锁紧块16可在活塞ⅱ11下放的棘爪推力下径向向中心移动一段距离，锁紧块16靠近棘爪35的一端与远离棘爪35的一端均开设有螺纹孔，下筒体17下方侧壁靠近棘爪35的一侧开设有通孔，如图2所示，通孔内穿设有紧固件ⅳ28，紧固件ⅳ28穿过下筒体17下方通孔后，拧入锁块16外壁靠近棘爪35一侧的螺纹孔内，选择合适长度的紧固件ⅳ28，使得紧固件ⅳ28可随锁紧块16在下筒体17内径向移动。

本发明的导向杆12和紧固件ⅱ13共同组成导向结构，导向杆12通过紧固件ⅱ13固定到上筒体10的外圆周，可随上筒体10一起上下移动。导向结构与水下采油树回收工具的固定凹槽配合，上下移动时起辅助导向作用。

锁紧指示机构包括指示杆座19、销钉ⅰ20、伸缩螺钉21、销钉ⅱ22、弹簧23及指示杆24，指示杆24下方通过销钉ⅰ20与指示杆座19连接为一体，且指示杆24可绕销钉ⅰ20转动，指示杆座19通过紧固件ⅲ18固定连接于下筒体17下端面，伸缩螺钉21套装上弹簧23后拧入锁紧块16外壁远离棘爪35一侧的螺纹孔内。自然状态下，弹簧23处于压缩状态，锁紧块16在弹簧23的作用下径向移动到极限位置。伸缩螺钉21的非螺纹端通过销钉ⅱ22与指示杆24中间连接，且伸缩螺钉21可绕销钉ⅱ22转动。伸缩螺钉21和弹簧23可随锁紧块16径向移动一段距离，此时指示杆24随伸缩螺钉21摆动。

本发明的密封件a2、密封件b6、密封件d14、密封件e25、密封件f26、密封件g27、密封件h29、和密封件i30可是单道或多道密封，也可分别或全部是金属密封、非金属密封或组合密封；也可为密封加耐磨环的方式提高密封圈使用寿命。

本发明的上端盖1与缸套4、缸套4与下端盖7、活塞ⅰ3与活塞杆5、活塞杆5与芯轴15、上筒体10与下筒体17之间通过螺纹固定连接，也可采用铆接、焊接或卡箍等形式连接。

本发明的下端盖7与基座8之间、导向杆12与上筒体10之间、指示杆座19与下筒体17之间通过紧固件连接，也可采用焊接、铆接等形式连接。

本发明一种水下采油树紧急脱离装置的工作原理是：

水下采油树状态：水下采油树回收工具与本发明的紧急脱离装置安装好，然后水下采油树回收工具与水下采油树的进行安装和锁紧；水下采油树与水下井口装置连接的井口连接器液压控制管线已断开。

准备工作：通过第二油路向腔体b40内泵油，使活塞ⅰ3向上移动到极限位置；通过第三油路向腔体d42内泵油，使活塞ⅱ11向上移动到极限位置，锁紧块16在弹簧23的作用下，锁紧块16向靠近棘爪35的的一侧移动，锁紧块16解锁。

第二油路泄压，通过第一油路向腔体a39内泵油，使活塞ⅰ、活塞杆5及夹紧机构总体向下移动到极限位置，此时，锁紧块16的锁紧槽36与水下采油树的紧急解锁杆上端环槽对齐。第三油路泄压，通过第四油路向腔体c41内泵油，使活塞ⅱ11向下移动到极限位置，锁紧块16被活塞ⅱ11的棘爪35挤压，由于锥面的设置，产生径向的力，将锁紧块16挤向远离棘爪35的一侧，并挤压紧急解锁杆，将紧急解锁杆锁紧在锁紧槽36内，此时，指示杆24逆时针方向转动，直至呈竖直状态，从而判断夹紧机构与水下采油树紧急解锁杆有效锁紧。第一油路泄压，通过第二油路向腔体b40内泵油，使活塞ⅰ、活塞杆5及夹紧机构向上移动到极限位置，最终使水下采油树在紧急解锁杆的上提作用下解锁。向上提起水下采油树回收工具，回收水下采油树。