水下立式孔用堵塞器、堵塞器用安装工具及其回收工具的制作方法

本实用新型涉及一种堵塞器，具体涉及一种水下立式孔用堵塞器，堵塞器用安装工具及其回收工具。

背景技术：

水下卧式采油树作为水下生产系统的主要装备之一，主要用于海洋油气资源的开采。在水下生产系统进行完井作业过程中，水下卧式采油树需要使用立式孔用堵塞器以完成最终的完井作业，这样就需要相应的水下安装作业工具来完成堵塞器的安装作业；在水下生产系统进行修井作业或堵塞器维护过程中，需要相应的水下回收作业工具来完成堵塞器的回收作业。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种立式孔用堵塞器及其作业工具，通过立式孔用堵塞器实现水下卧式采油树相关装置中心孔的密封，并可使用相应的专用工具实现堵塞器的水下安装和回收作。

为了完成上述目的，本实用新型提供了一种水下立式孔用堵塞器，包括：堵塞器本体，堵塞器本体的侧壁上活动安装有锁紧卡牙，堵塞器本体设有与堵塞器本体同轴的盲孔，盲孔的底部设有用于与安装工具卡接的安装卡槽，且安装卡槽的直径小于盲孔的直径；促动套筒，促动套筒的一端插入盲孔内同轴安装在堵塞器本体上，促动套筒与锁紧卡牙滑动连接，且促动套筒与锁紧卡牙的装配接触面为4度，促动套筒能够伸出堵塞器本体的另一端设有用于与回收工具卡接的回收卡槽；密封总成，密封总成安装在堵塞器本体用于封堵立式孔的一端。

优选的，密封总成包括金属主密封和非金属次密封，金属主密封位于堵塞器本体的一端，非金属次密封套设在堵塞器本体的一端。

进一步优选的，金属主密封为n型密封，且导向夹角的角度为35度。

进一步优选的，非金属次密封包括主密封圈、辅助密封圈、缓冲环和金属支撑骨架，其中，主密封圈位于中间部位，向外依次排列为辅助密封圈、缓冲环和金属支撑骨架。

本实用新型还提供了一种堵塞器用安装工具，堵塞器上述的堵塞器，安装工具包括安装工具本体，安装工具本体安装有与安装工具本体同轴的安装连接帽、安装芯轴和下部卡爪，安装连接帽与安装工具本体的一端螺接，安装芯轴从安装工具本体的一端穿出安装工具本体的另一端后与下部卡爪螺接，下部卡爪穿过促动套筒后与安装卡槽卡接。

优选的，安装工具本体的另一端还设有用于支撑回收卡槽的自锁结构，自锁结构包括自适应弹簧和上部卡牙，自适应弹簧用于支撑上部卡牙。

本实用新型还提供了一种堵塞器用回收工具，堵塞器上述堵塞器，回收工具包括：回收连接帽；回收芯轴，回收芯轴的一端与回收连接帽连接；上部弹簧套筒，上部弹簧套筒与回收芯轴销接，上部弹簧套筒的一端与外部套筒螺接，上部弹簧套筒内设有上部弹簧，上部弹簧套设在回收芯轴上；激发式卡瓦，激发式卡瓦安装在回收芯轴上，激发式卡瓦能够卡设在堵塞器的促动套筒上。

优选的，激发式卡瓦包括下部弹簧套筒、下部弹簧、挡环和卡瓦，下部弹簧套筒和卡瓦均套设在回收芯轴上，下部弹簧和挡环均套设在下部弹簧套筒上，下部弹簧套筒的一端与上部弹簧抵接，挡环的一端与下部弹簧抵接，挡环的另一端与卡瓦抵接，卡瓦能够卡设在堵塞器的促动套筒上。

本实用新型的有益效果为：在工作过程中，通过震动促动套筒，使得促动套筒向下运动，从而向外挤压锁紧卡牙，进而使得锁紧卡牙卡设在立式孔的锁紧卡槽内，达到堵塞立式孔的目的。其次，本实用新型在堵塞器的前端设置有一定的导向夹角，该导向夹角在重力作用下自行实现导向对中,以到达至相关装置的堵塞器安装位置。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的堵塞器剖视图；

图2是本实用新型的安装工具的剖视图；

图3是本实用新型的回收工具的剖视图；

图4是本实用新型的安装工具振动前的回收卡槽的位置状态图；

图5是本实用新型的安装工具振动后的回收卡槽的位置状态图；

图6是本实用新型的回收工具的使用状态的剖视图。

附图标记说明

10、立式孔；11、锁紧卡槽；

100、堵塞器；

110、堵塞器本体；111、安装卡槽；115、盲孔；120、促动套筒；

121、促动套筒装配接触面；122、回收卡槽；

130、锁紧卡牙；131、锁紧卡牙装配接触面；140、密封总成；

141、金属主密封；142、非金属次密封；

1421、金属支撑骨架；1422、缓冲环；1423、辅助密封圈；

1424、主密封圈；

200、安装工具；

210、安装连接帽；220、安装芯轴；230、自锁结构；

231、自适应性弹簧；232、上部卡牙；240、下部卡爪；

250、安装工具本体；

300、回收工具；

310、回收连接帽；320、回收芯轴；330、上部弹簧套筒；

340、外部套筒；341、上部弹簧；350、激发式卡瓦；

351、下部弹簧套筒；352、下部弹簧；353、挡环；354、卡瓦；

3541、卡爪。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实施例提供了一种水下立式孔用堵塞器，包括堵塞器本体110、促动套筒120和密封总成140。其中，堵塞器本体110上开设有与堵塞器本体110同轴的盲孔115，在盲孔115的底部开设有与安装工具200卡接的安装卡槽111，且安装卡槽111的直径小于盲孔115的直径。在堵塞器本体110的侧壁上活动安装有锁紧卡牙130，锁紧卡牙130能够卡入立式孔10的锁紧卡槽内（如图4和图5所示），从而将堵塞器本体110卡在立式孔10内，在本实施例中，锁紧卡牙130为四块，均布在堵塞器本体110上。促动套筒120通过盲孔115活动安装在堵塞器本体110内，其中，促动套筒120能够与锁紧卡牙130滑动配装连接，且促动套筒120与锁紧卡牙130的装配接触面为4度，促动套筒120能够伸出堵塞器本体的另一端设有用于与回收工具300卡接的回收卡槽122。在本实施例中，当促动套筒120向下运动时，由于促动套筒120与锁紧卡牙130的装配接触面为斜面，因此，促动套筒120将向外挤压锁紧卡牙130，使得锁紧卡牙130能够卡设在立式孔10的锁紧卡槽11内（如图4所示），从而将堵塞器100卡设在立式孔10内。当促动套筒120向上运动时，锁紧卡牙130将向内收缩，使得锁紧卡牙130从而脱离锁紧卡槽11，使得堵塞器能够从立式孔10内脱出。在本实施例中，促动套筒装配接触面121的倾斜度为4度，锁紧卡牙装配接触面131的倾斜度为4度，在该角度下不管该零件受到多大的外部载荷都无法大于其受到的静摩擦力，从而实现自锁。也就是说，当促动套筒120下行时撑开锁紧卡牙130以实现堵塞器100锁紧于立式孔10中，此时上述4°装配接触接触面在促动套筒120和锁紧卡牙130之间摩擦力的作用下形成自锁，即不会由于堵塞器100受到下方流体压力作用使锁紧卡牙130收缩以致堵塞器100自行解锁而发生意外事故。

堵塞器本体110的一端安装有密封总成140，密封总成140的前端设有导向夹角。具体的，在本实施例中，如图1所示，密封总成140包括金属主密封141和非金属次密封142。金属主密封141位于堵塞器本体110的一端，非金属次密封142套设在堵塞器本体110的一端。在本实施例中，如图1所示，金属主密封141是一种n型金属密封（金属主密封的头部类似字母“n”，因此，称为n型金属密封），通过其自身的弹性变形与相关立式孔10实现密封，当金属主密封141进行密封时,立式孔10的相关密封面会沿径向向内挤压n型密封结构，此时金属主密封141的n型密封结构会抵抗向内的径向力而发生弹性形变，从而与相应的密封面实现密封。另外，本实施例的堵塞器100的自行导向机构呈漏斗状（即金属主密封141呈漏斗状），导向夹角约为35°（35°导向角是堵塞器的最佳导向角度,经过实验证明过大或过小的角度均不利于堵塞器100的下入安装作业），堵塞器100在相关立式孔10中下入过程中,其主要依靠该导向夹角在重力作用下自行实现导向对中,以到达至相关装置的堵塞器100安装位置。

在本实施例中，如图1所示，非金属次密封142包括主密封圈1424、辅助密封圈1423、缓冲环1422和金属支撑骨架1421，其中，主密封圈1424位于中间部位，向外依次排列为辅助密封圈1423、缓冲环1422和金属支撑骨架1421。非金属次密封142可实现双向密封，当金属主密封141失效时，非金属次密封142作为二级屏障以再次实现密封。通过上述内容和结合图1可知，金属主密封141既是堵塞器100的自行导向机构，又是非金属次密封142的支撑机构。

如图2所示，本实施例提供了一种堵塞器用安装工具，安装工具200包括安装工具本体250，安装工具本体250安装有与安装工具本体250同轴的安装连接帽210、安装芯轴220、自锁结构230和下部卡爪240。其中，安装连接帽210的一端与震击器（这种装置在钻井平台上属于常见装置，属于现有结构，在本实施例中不再详细赘述其结构）连接，安装连接帽210与安装工具本体250的一端螺接，安装芯轴220从安装工具本体250的一端穿出安装工具本体250的另一端后与下部卡爪240螺接，下部卡爪240能够卡设在堵塞器100的安装卡槽111内。其中，在本实施例中，自锁结构230包括自适应性弹簧231和上部卡牙232，自适应性弹簧231用于支撑上部卡牙232。

如图4所示，在使用安装工具200时，安装工具200的下部卡爪240在受到径向挤压力时会发生弹性形变而产生径向收缩，这样下部卡爪240就可以进入堵塞器100相匹配的安装卡槽111内。当下部卡爪240进入安装卡槽111后，此时下部卡爪240恢复原状，这样就使得下部卡爪240自行锁入安装卡槽111内，从而实现在水下的安装工具200与堵塞器100的锁紧连接。安装工具200的上部卡牙232在自适应性弹簧231作用下，可以使堵塞器100在下入安装作业过程中保持解锁状态，以保证堵塞器100能够在指定位置锁紧安装。安装工具200的安装连接帽210与作业钢丝绳下部的震击器进行连接，当堵塞器100下入到指定位置后，通过人工控制钢丝绳作业装置对连接至作业平台的作业钢丝绳循环进行提拉和释放震击器震击水下安装作业工具这种方便快捷的操作方式(提拉和释放震击器是通过作业平台的钢丝绳作业装置来实现的,这种装置在钻井平台上很常见)，以激发堵塞器100的促动套筒120下行撑开锁紧卡牙130来实现堵塞器100锁紧安装于立式孔10中。

另外，需要说明的是，堵塞器100在立式孔10的下入过程中,安装工具200会悬挂着堵塞器100的促动套筒120,使促动套筒120保持在上行位置,此时锁紧卡牙130未被激发，使得锁紧卡牙130保持收缩状态。当堵塞器100下入至安装位置时,下入安装工具200此时还未受到震击,故促动套筒120还保持在上行位置,此时锁紧卡牙130仍未被激发继续保持收缩状态（如图4所示）。具体的，在本实施例中，在将安装工具200安装到堵塞器100后，下部卡爪240卡入安装卡槽111内，促动套筒120的回收卡槽122穿过自锁装置230中的上部卡牙232，从而促动套筒120的回收卡槽122被上部卡牙232所支撑，进而防止促动套筒120在堵塞器100下方过程中向下运动。当堵塞器100下放到立式孔10处后，通过震击器的震击，使得促动套筒120相下运动，从而向外挤压锁紧卡牙130，使得堵塞器100卡设在立式孔10内。在促动套筒120向下运动过程中，回收卡槽122将会挤压上部卡牙232，从而使得自适应弹簧231压缩，这样当安装工具200回收时，不会引起促动套筒120的上行。

如图6所示，本实施例还提供了一种堵塞器用回收工具300，包括回收连接帽310、回收芯轴320、上部弹簧套筒330、外部套筒340和激发式卡瓦350。其中，回收连接帽310的一端与震击器连接，回收芯轴320的一端与回收连接帽310的另一端连接。上部弹簧套筒330与回收芯轴320销接，上部弹簧套筒330的一端与外部套筒340螺接，上部弹簧套筒330内设有上部弹簧341，上部弹簧341套设在回收芯轴320上，且上部弹簧341与激发式卡瓦350连接。激发式卡瓦350安装在回收芯轴320上，激发式卡瓦350能够卡设在堵塞器100的促动套筒120上。具体的，激发式卡瓦350包括下部弹簧套筒351、下部弹簧352、挡环353和卡瓦354。下部弹簧套筒351和卡瓦354均套设在回收芯轴上，下部弹簧352和挡环353均套设在下部弹簧套筒351上，下部弹簧套筒351的一端与上部弹簧341抵接，挡环353的一端与下部弹簧352抵接，挡环353的另一端与卡瓦354抵接，卡瓦354能够卡设在堵塞器100的促动套筒120上。

堵塞器100的回收工具300的回收连接帽310与作业钢丝绳下部的震击器进行连接，当回收工具300下入到指定位置后，可通过人工控制钢丝绳作业装置，对连接至作业平台的作业钢丝绳循环进行提拉和释放震击器，震击水下安装作业工具这种方便快捷的操作方式，促使回收工具300下部的卡瓦354在同时受到轴向和径向挤压力时而按一定的倾角径向收缩（具体的，当回收工具300在向下运动过程中，卡瓦354底部的卡爪3541与促动套筒120的顶部的卡爪相抵接，这就使得卡瓦354沿着回收芯轴320向上运动，即使得卡位354受到轴向方向的挤压力，从而使得下部弹簧352收缩，当卡瓦354继续向上运动，卡瓦354就会受到促动套筒120顶部的卡爪的径向方向的挤压，从而使得卡瓦354的卡爪3541向内收缩，使得卡爪3541进入促动套筒120的回收卡槽122内），这样卡瓦354底部的卡爪3541就可以锁入堵塞器100的促动套筒120的回收卡槽122中，从而实现回收工具300与堵塞器100的锁紧连接，然后提升回收工具300，使得促动套筒120上升，从而使得锁紧卡牙130脱离立式孔10的锁紧卡槽11，最终使得堵塞器100从立式孔10中解锁并将其回收至水面以上。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。