一种用于水下立式采油树的油管悬挂器安装的铅印工具的制作方法

本实用新型属于水下采油设备的安装工具领域，具体涉及一种用于水下立式采油树的油管悬挂器安装的铅印工具。

背景技术：

石油是一种重要能源和优质化工原料、是关系国计民生的重要战略物资。虽然如今新能源发展势头强劲，但各国对石油资源的需求依然强烈。如今陆地油气资源在经过长时间大规模的开发后增产有限，向海洋尤其是深海（水深超过300米的海域）进行石油勘探开发已成必然趋势。我国在南海海域的油气资源丰富，据已探明的数据显示：其中石油地质储量约为200至300亿吨，约占我国油气总资源的1/3，是世界四大海洋油气资源聚集中心之一。但在南海发现油气资源以后，受限于深水钻采技术以及深水钻采关键装备还难以达到深海作业要求，所以目前我国绝大部分海洋石油资源勘探开发范围还仅限于近陆地的浅海海域。

水下采油树是水下生产系统的重要组成部分，是用于控制和调节油井生产，保证采油作业的关键采油装备。油管悬挂器安装于水下采油树内部且主要用于悬挂下入井中的油管并提供油气生产通道，是水下生产系统的重要关键部件；同时油管悬挂器也用于密封油管和套管之间的环形空间，油管悬挂器的上部与水下采油树的油帽相连接。水下采油树根据阀门布置形式，分为卧式和立式2种，其中卧式采油树中的油管悬挂器的生产流道和流道出口一般呈90度夹角，立式采油树中的油管悬挂器中的生产流道是与油管悬挂器的轴向平行的笔直通道。

目前，国内深海油气开发所需的水下采油树等关键采油装备主要依赖进口，国外对深海使用的水下采油树及油管悬挂器装备构造与安装方法等关键技术实行技术垄断，限制了我国深海钻采技术的发展。基于此背景，申请人考虑设计一种操作起来安全可靠、过程较为简化合理、效率较高的水下立式采油树的油管悬挂器安装方法。并在该油管悬挂器安装方法步骤中进一步考虑在下放安装油管悬挂器之前，对水下井口头内部用于安装油管悬挂器的安装位置进行检测，以确保该安装位置与油管悬挂器准确匹配，从而确保油管悬挂器的精准安装。但如何设计一种能够准确地对水下井口头内部用于安装油管悬挂器的安装位置进行检测的工具，是本领域技术人员需要考虑解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种能够准确地对水下井口头内部用于安装油管悬挂器的安装位置进行检测的用于水下立式采油树的油管悬挂器安装的铅印工具。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种用于水下立式采油树的油管悬挂器安装的铅印工具，所述铅印工具整体呈柱状且从上到下依次为同轴固定连接的连接段、铅印段和着陆段；其中，所述连接段用于与立管螺纹连接；所述铅印段在周向上设置有可沿径向移动的铅块，且该铅块能够向外顶出，并抵压至井口头内部供油管悬挂器上的锁紧环插接的环向槽上来形成压痕；所述着陆段的下端面与井口头内部用于支承油管悬挂器下部的支撑面相匹配并能够受所述支撑面支承。

在对油管悬挂器进行安装之前，对水下井口头内部油管悬挂器的安装位置进行检测是很有必要的，因为通过检测的数据能够检查出该安装位置与油管悬挂器是否准确地匹配，并为油管悬挂器能否可靠的安装提供客观数据信息。

上述铅印工具由上往下依次为同轴固定连接的连接段、铅印段和着陆段，这样，连接段与立管相连接并能够随立管一同下送至井口头上，当着陆段落放在井口头的内部并受到井口头内部的上述支撑面支承（可通过检测立管重量降低至不变时来确认该状态）；最后通过液压控制来向外顶出铅印段上的铅块，铅块沿径向向外移动并形成井口头内部供油管悬挂器上的锁紧环插接的环向槽压痕。随后回收铅印工具并对铅块上的压痕进行测量，从而能够计算并得知油管悬挂器上的油管悬挂器的安装位置是否与油管悬挂器精准匹配。

作为优选，所述铅印段包括本体部分和铅印组件；

所述本体部分整体为圆柱形结构，所述本体部分的上表面中部固定连接有用于与立管螺纹连接且整体呈管状的连接段；

所述本体部分具有与所述连接段连通的内腔，所述本体部分与所述连接段连通的通道内设置有一个驱动活塞以及固定设置在该通道上端并用于阻挡该驱动活塞的挡圈；

所述本体部分的轴向侧面上沿周向均匀间隔设有至少两个与所述内腔连通的台阶通孔，所述台阶通孔的轴向与所述本体部分的径向相一致；

所述铅印组件包括同轴向设置的活塞柱、限位盖、压缩弹簧、安装板和铅块；

所述台阶通孔为由内向外孔径逐渐增大的过液孔、液推孔、复位孔和容盖孔；其中，所述容盖孔容纳并固定有所述限位盖，所述限位盖的内侧面与所述液推孔和复位孔之间容置有所述活塞柱；

所述活塞柱上设置有一圈抵接环，所述抵接环由所述活塞柱上邻近内侧端的外表面上邻近所述复位孔处沿该复位孔的径向外凸形成；所述压缩弹簧套接在所述活塞柱上并抵接在所述抵接环和所述限位盖的内侧面之间；

所述活塞柱的外侧端沿自身轴向外凸并可滑动贯穿所述限位盖并形成有推动柱；所述推动柱的端部固定连接有所述安装板，所述铅块固定连接在所述安装板上。

上述铅印段因在连接端与铅印段的本体部分的内腔连通，且在连接端与内腔的连接通道设置有驱动活塞。这样一来，内腔中注入驱动液能够在驱动组件和驱动活塞结构的作用下密封在内腔中（实施时还可利用本领域技术人员的公知常识来在泄漏处加设O型密封圈来增强密封效果）。故当内腔中注入驱动液后，连接端上连接的立管内部可输入液体并产生液压，该液压可直接作用给驱动活塞并使其向下滑动，又通过内腔中的驱动液作用给活塞柱的内侧端，使得活塞柱能够沿铅印段的径向向外推出，从而将活塞柱外端固定连接的铅块抵压至井口头内部供油管悬挂器上的锁紧环插接的环向槽上来形成压痕。可见，上述控制过程较为简单，铅印段的整体结构较为合理有效。

此外，因台阶通孔的轴向与所述本体部分的径向一致，且台阶通孔沿本体部分周向均匀设置的多个，各个台阶通孔中设置一个铅印组件。这样，铅印组件能够确保各个铅印组件上的铅块所受到作用力更为均匀。

所述台阶通孔为由内向外（以本体部分上靠近轴心线处为内，远离轴心线处为外）孔径逐渐增大的过液孔、液推孔、复位孔和容盖孔，这样过液孔的孔径小于液推孔，可使得也液推孔的底面还能够对活塞柱的内侧端进行更准确的限位，保证活塞柱能够持久的可靠动作。

作为优选，所述内腔整体为沿所述本体部分的轴向延伸的条形管状。

这样一来，可使得内腔中驱动液能够更为快速准确的来对驱动活塞的驱动力进行传递，从而能够帮助铅块更加快速准确的形成压痕。

作为优选，所述限位盖上正对所述安装板的边缘处外凸形成有一圈凸起，所述凸起的外侧面上设置有长度方向与所述限位盖轴向一致的条形孔，所述安装板的边缘上沿自身径向向外设置有可滑动插接在所述条形孔内的销柱。

这样一来，上述条形孔与销柱的配合作用能够对活塞柱（以及安装板和铅块）的动作行程进行限位和导向，从而保证铅块能够更加准确地沿径向抵压至井口头内部供油管悬挂器上的锁紧环插接的环向槽，获取更为准确的压痕采集数据。

作为优选，所述铅块整体呈圆饼状，且所述铅块的边缘沿自身轴向外凸形成有一圈用于形成压痕的凸圈。

这样，在能够获取压痕信息并测得相应数据同时，还能够节省铅块的用料；此外，还能够利用铅块上凸圈所在的侧面来设置连接孔，并便捷地采用螺钉来将铅块固定连接的在安装板上（或将形成有印痕的铅块从安装板上拆卸下来），使得铅块的拆卸或更换更加便捷。

作为优选，所述本体部分的下端面下凸形成有能够与液压管道螺纹连接的连接头，所述连接头的下端中部具有一个与所述内腔连通的补液孔，所述补液孔处设置有堵头。

上述连接头、补液孔和堵头的设置，能够便捷地向内腔中添加驱动液（使得铅印段部分功能正常）或放空内腔的驱动液（便于对本体进行维检），使得本体部分的结构设计更加科学合理。

作为优选，所述着陆段包括一个上下两端均为开口端的着陆套筒，所述着陆套筒的上端与所述铅印段螺纹连接，所述着陆套筒的下端直径大于自身上端的直径并形成较大直径端，所述着陆套筒的外侧面上邻近所述较大直径端处套接固定有一个着陆环；

所述着陆套筒上用于着陆在所述井口头内部的着陆面包括所述着陆套筒的下端面和所述着陆环的下端面。

上述着陆段结构中的着陆套筒为中空的圆筒，这样就能够尽可能的降低自身重量，从而能够提高铅印工具整体的装载与转移的效率。此外，着陆套筒的上端与所述铅印段之间为螺纹连接，从而可使得着陆套筒与铅印段之间能够进行快速拆离或组装连接，还更便于对着陆套筒和铅印段单独进行生产，有效降低铅印工具的生产难度。

着陆套筒的外侧面上套接固定的着陆环（优选着陆环与着陆套筒之间采用螺纹连接），且着陆面由着陆环和着陆套筒的下端面来共同构成，这样一来，就能够帮助铅印工具整体实现更加稳定可靠的着陆，进而帮助获取更加准确的测量数据。

此外，还因着陆套筒的下端为较大直径端，这样一来，还通过其结构中的直径较大处的弯折结构来加强了着陆套筒的下端的结构强度。

作为优选，所述着陆段还包括有一个延伸套筒，所述延伸套筒的上端通过外螺纹连接在所述着陆套筒的下端；所述延伸套筒上低于所述着陆套筒下端处的外表面能够与井口头内部用于支承油管悬挂器下部的支撑面下方的内壁之间形成滑动配合接触。

这样，延伸套筒能够在铅印工具下放到井口头内部后在竖向进行导向，从而帮助着陆套筒更加准确地着陆。

作为优选，所述着陆套筒的外侧面上邻近所述铅印段连接处设置有安装孔。

上述安装孔的设置，不仅能够在装配时作为扳手的卡点，还能够将着陆套筒内的空气在下放到水中后完全排出，避免着陆套筒中因存留有压缩空气而产生一定的浮力，从而对铅印工具的下放速度造成一定的影响。

作为优选，所述着陆段上还设置有着陆确认结构；所述着陆确认结构包括在所述着陆套筒的着陆面上固定设置的凸块，所述凸块由铅材料制得且为沿所述着陆套筒的周向均匀设置的多个。

当铅印工具整体下放到水下井口头内部并着陆时，有可能出现所述铅印工具整体为倾斜，铅印工具上的着陆面未与水下井口头内部的支撑面完全贴合的情况，这样会导致铅印上获取错误的压痕数据，从而对油管悬挂器的精准安装造成影响。故在设置了上述着陆确认结构后，能够在回收铅印工具后，通过观察各个凸块是否均被压碎来判断着陆套筒上的着陆面在井口头内部的着陆情况。

附图说明

图1为本实用新型用于水下立式采油树的油管悬挂器安装的铅印工具的立体结构示意图。

图2为本实用新型用于水下立式采油树的油管悬挂器安装的铅印工具的剖视图。

图3为图2中D处放大图。

图4为图2中E处放大图。

图中标记为：

7铅印工具，701连接段，702铅印段，703着陆段，704本体部分，705驱动活塞，706挡圈；708活塞柱，709限位盖，710压缩弹簧，711安装板，712铅块，713过液孔，714液推孔，715复位孔，716容盖孔，717凸起，718条形孔，719销柱，720连接头，721堵头，722着陆套筒，723着陆环，724延伸套筒，725安装孔，726凸块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的铅印工具作进一步的详细说明。其中，本具体实施方式中描述采用诸如上、下、左、右等说明性术语均以各个工具处于使用状态时方位为准。

如图1至图4中所示，一种用于水下立式采油树的油管悬挂器安装的铅印工具，所述铅印工具7整体呈柱状且从上到下依次为同轴固定连接的连接段701、铅印段702和着陆段703；其中，所述连接段701用于与立管螺纹连接；所述铅印段702在周向上设置有可沿径向移动的铅块712，且该铅块712能够向外顶出，并抵压至井口头内部供油管悬挂器上的锁紧环插接的环向槽上来形成压痕；所述着陆段703的下端面与井口头内部用于支承油管悬挂器下部的支撑面相匹配并能够受其支承。

在对油管悬挂器进行安装之前，对水下井口头内部油管悬挂器的安装位置进行检测是很有必要的，因为通过检测的数据能够检查出该安装位置与油管悬挂器是否准确地匹配，并为油管悬挂器能否可靠的安装提供客观数据信息。

上述铅印工具7由上往下依次为同轴固定连接的连接段701、铅印段702和着陆段703，这样，连接段701与立管相连接并能够随立管一同下送至井口头上，当着陆段703落放在井口头的内部并受到井口头内部的上述支撑面支承（可通过检测立管重量降低至不变时来确认该状态）；最后通过液压控制来向外顶出铅印段702上的铅块712，铅块712沿径向向外移动并形成井口头内部供油管悬挂器上的锁紧环插接的环向槽压痕。随后回收铅印工具7并对铅块712上的压痕进行测量，从而能够计算并得知油管悬挂器上的油管悬挂器的安装位置是否与油管悬挂器精准匹配。

其中，所述铅印段702包括本体部分704和铅印组件；

所述本体部分704整体为圆柱形结构，所述本体部分704的上表面中部固定连接有用于与立管螺纹连接且整体呈管状的连接段701；

所述本体部分704具有与所述连接段701连通的内腔，所述本体部分704与所述连接段701连通的通道内设置有一个驱动活塞705以及固定设置在该通道上端并用于阻挡该驱动活塞705的挡圈706；

所述本体部分704的轴向侧面上沿周向均匀间隔设有至少两个与所述内腔连通的台阶通孔，所述台阶通孔的轴向与所述本体部分704的径向相一致；

所述铅印组件包括同轴向设置的活塞柱708、限位盖709、压缩弹簧710、安装板711和铅块712；

所述台阶通孔为由内向外孔径逐渐增大的过液孔713、液推孔714、复位孔715和容盖孔716；其中，所述容盖孔716容纳并固定有所述限位盖709，所述限位盖709的内侧面与所述液推孔714和复位孔715之间容置有所述活塞柱708；

所述活塞柱708上设置有一圈抵接环，所述抵接环由所述活塞柱708上邻近内侧端的外表面上邻近所述复位孔715处沿该复位孔715的径向外凸形成；所述压缩弹簧710套接在所述活塞柱708上并抵接在所述抵接环和所述限位盖709的内侧面之间；

所述活塞柱708的外侧端沿自身轴向外凸并可滑动贯穿所述限位盖709并形成有推动柱；所述推动柱的端部固定连接有所述安装板711，所述铅块712固定连接在所述安装板711上。

上述铅印段702因在连接端与铅印段702的本体部分704的内腔连通，且在连接端与内腔的连接通道设置有驱动活塞705。这样一来，内腔中注入驱动液能够在驱动组件和驱动活塞705结构的作用下密封在内腔中（实施时还可利用本领域技术人员的公知常识来在泄露处加设O型密封圈来增强密封效果）。故当内腔中注入驱动液后，连接端上连接的立管内部可输入液体并产生液压，该液压可直接作用给驱动活塞705并使其向下滑动，又通过内腔中的驱动液作用给活塞柱708的内侧端，使得活塞柱708能够沿铅印段702的径向向外推出，从而将活塞柱708外端固定连接的铅块712抵压至井口头内部供油管悬挂器上的锁紧环插接的环向槽上来形成压痕。可见，上述控制过程较为简单，铅印段702的整体结构较为合理有效。

此外，因台阶通孔的轴向与所述本体部分704的径向一致，且台阶通孔沿本体部分704周向均匀设置的多个，各个台阶通孔中设置一个铅印组件。这样，铅印组件能够确保各个铅印组件上的铅块712所受到作用力更为均匀。

所述台阶通孔为由内向外（以本体部分704上靠近轴心线处为内，远离轴心线处为外）孔径逐渐增大的过液孔713、液推孔714、复位孔715和容盖孔716，这样过液孔713的孔径小于液推孔714，可使得也液推孔714的底面还能够对活塞柱708的内侧端进行更准确的限位，保证活塞柱708能够持久的可靠动作。

实施时，优选所述台阶通孔的数量为两个。这样一来，可使得铅印段702能够准确获取压痕的同时，还能够使得铅印段702部分的结构最为简单，从而降低铅印工具7的制作难度和成本。

其中，所述内腔整体为沿所述本体部分704的轴向延伸的条形管状。这样一来，可使得内腔中驱动液能够更为快速准确的来对驱动活塞705的驱动力进行传递，从而能够帮助铅块712更加快速准确的形成压痕。

其中，所述限位盖709上正对所述安装板711的边缘处外凸形成有一圈凸起717，所述凸起717的外侧面上设置有长度方向与所述限位盖709轴向一致的条形孔718，所述安装板711的边缘上沿自身径向向外设置有可滑动插接在所述条形孔718内的销柱719。

这样一来，上述条形孔718与销柱719的配合作用能够对活塞柱708（以及安装板711和铅块712）的动作行程进行限位和导向，从而保证铅块712能够更加准确地沿径向抵压至井口头内部供油管悬挂器上的锁紧环插接的环向槽，获取更为准确的压痕采集数据。

其中，所述铅块712整体呈圆饼状，且所述铅块712的边缘沿自身轴向外凸形成有一圈用于形成压痕的凸圈。

这样，在能够获取压痕信息并测得相应数据同时，还能够节省铅块712的用料；此外，还能够利用铅块712上凸圈所在的侧面来设置连接孔，并便捷地采用螺钉来将铅块712固定连接的在安装板711上（或将形成有印痕的铅块712从安装板711上拆卸下来），使得铅块712的拆卸或更换更加便捷。

其中，所述本体部分704的下端面下凸形成有能够与液压管道螺纹连接的连接头720，所述连接头720的下端中部具有一个与所述内腔连通的补液孔，所述补液孔处设置有堵头721。

上述连接头720、补液孔和堵头721的设置，能够便捷地向内腔中添加驱动液（使得铅印段702部分功能正常）或放空内腔的驱动液（便于对本体进行维检），使得本体部分704的结构设计更加科学合理。

其中，所述着陆段703包括一个上下两端均为开口端的着陆套筒722，所述着陆套筒722的上端与所述铅印段702螺纹连接，所述着陆套筒722的下端直径大于自身上端的直径并形成较大直径端，所述着陆套筒722的外侧面上邻近所述较大直径端处套接固定有一个着陆环723；

所述着陆套筒722上用于着陆在所述井口头内部的着陆面包括所述着陆套筒722的下端面和所述着陆环723的下端面。

上述着陆段703结构中的着陆套筒722为中空的圆筒，这样就能够尽可能的降低自身重量，从而能够提高铅印工具7整体的装载与转移的效率。此外，着陆套筒722的上端与所述铅印段702之间为螺纹连接，从而可使得着陆套筒722与铅印段702之间能够进行快速拆离或组装连接，还更便于对着陆套筒722和铅印段702单独进行生产，有效降低铅印工具7的生产难度。

着陆套筒722的外侧面上套接固定的着陆环723（优选着陆环723与着陆套筒722之间采用螺纹连接），且着陆面由着陆环723和着陆套筒722的下端面来共同构成，这样一来，就能够帮助铅印工具7整体实现更加稳定可靠的着陆，进而帮助获取更加准确的测量数据。

此外，还因着陆套筒722的下端为较大直径端，这样一来，还通过其结构中的直径较大处的弯折结构来加强了着陆套筒722的下端的结构强度。

其中，所述着陆段703还包括有一个延伸套筒724，所述延伸套筒724的上端通过外螺纹连接在所述着陆套筒722的下端；所述延伸套筒724上低于所述着陆套筒722下端处的外表面能够与井口头内部用于支承油管悬挂器下部的支撑面下方的内壁之间形成滑动配合接触。

这样，延伸套筒724能够在铅印工具7下放到井口头内部后在竖向进行导向，从而帮助着陆套筒722更加准确地着陆。

其中，所述着陆套筒722的外侧面上邻近所述铅印段702连接处设置有安装孔725。优选所述安装孔725为在所述着陆套筒722的周向上均匀设置的多个。

上述安装孔725的设置，不仅能够在装配时作为扳手的卡点，还能够将着陆套筒722内的空气在下放到水中后完全排出，避免着陆套筒722中因存留有压缩空气而产生一定的浮力，从而对铅印工具7的下放速度造成一定的影响。

其中，所述着陆段703上还设置有着陆确认结构；所述着陆确认结构包括在所述着陆套筒722的着陆面上固定设置的凸块726，所述凸块726由铅材料制得且为沿所述着陆套筒722的周向均匀设置的多个。

当铅印工具7整体下放到水下井口头内部并着陆时，有可能出现所述铅印工具7整体为倾斜，铅印工具7上的着陆面未与水下井口头内部的支撑面完全贴合的情况，这样会导致铅印上获取错误的压痕数据，从而对油管悬挂器的精准安装造成影响。故在设置了上述着陆确认结构后，能够在回收铅印工具7后，通过观察各个凸块726是否均被压碎来判断着陆套筒722上的着陆面在井口头内部的着陆情况。

其中，位于所述着陆套筒722下端的所述凸块726与位于所述着陆环723上的所述凸块726为错位设置。

这样，上述错位设置的凸块726，即可采用较少数量的凸块726来在同一周向上分布，从而更好的反映出着陆套筒722上的着陆面在井口头内部的着陆情况。

其中，所述凸块726在凸起717方向的高度为1-4mm。

这样，当凸块726被完全压碎后（铅印工具7采用钻杆来下放，当下放至井口头内部的支撑面上后，立管还会向下施加较大的压力，使得着陆面能够与井口头内部的支撑面更紧密的接触），其残留物不会对着陆套筒722上的着陆面与井口头内部的接触造成任何影响，保证着陆面能够完全接触到井口头内部的支撑面上。

以上仅是本实用新型优选的实施方式，需指出是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，上述变形和改进的技术方案应同样视为落入本申请要求保护的范围。