深水立式采油树安装工具的制作方法

本实用新型涉及采油树安装工具领域，具体是一种深水立式采油树安装工具。

背景技术：

深水立式采油树是深海油气开采的关键设备之一，由于其自身的重量和深海安装的复杂环境，对采油树的安装造成了困难。

现有技术中的采油树采用的安装工具一般为单一筒状结构，该安装工具的上端与钻杆设备连接，该安装工具的下端与采油树连接，在下放操作中，通过钻杆连接该安装工具并将采油树下放到深海指定位置。但由于深海安装环境较为复杂，采用筒状结构的安装工具在下放安装时容易产生摆动，对于安装和下放操作会产生不利的影响。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种深水立式采油树安装工具，以达到避免在下放过程中产生摆动的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种深水立式采油树安装工具，深水立式采油树安装工具包括：安装工具本体，安装工具本体的一端与钻杆连接，安装工具本体的另一端与采油树连接；侧翼，侧翼为多个，多个侧翼沿安装工具本体的周向间隔均布，每个侧翼的下端均设置有第一卡接装置，第一卡接装置与采油树卡接。

进一步地，侧翼的底部设置有第一安装空间和第二安装空间，第一卡接装置包括：第一驱动杆，一端设置在第一安装空间内，另一端设置在第二安装空间内，第一驱动杆的一端设置有第一活塞部，第一活塞部将第一安装空间分隔为第一油腔和第二油腔；锁紧组件，一端设置在第二安装空间内并与第一驱动杆的另一端固定连接，锁紧组件的另一端能够伸出至第二安装空间外与采油树卡接。

进一步地，第一驱动杆设置有轴向通孔，锁紧组件包括：推杆驱动套，一端与第一驱动杆的另一端固定连接，推杆驱动套的一端设置有顶部凹槽，顶部凹槽与第一驱动杆的另一端的端面配合形成第三油腔，第三油腔通过轴向通孔与第一油腔连通；推杆，设置在推杆驱动套内并能够沿推杆驱动套的轴向移动，推杆的一端设置有第二活塞部，第二活塞部设置在第三油腔内，推杆的另一端设置有与采油树卡接配合的卡接部。

进一步地，推杆驱动套的另一端为管状结构，推杆驱动套的另一端设置有径向凸缘，卡接部包括：支撑板，支撑板垂直于推杆的轴线，支撑板的一侧表面与推杆的另一端固定连接；第一锁块，第一锁块为多个，沿支撑板的周向间隔均布，每个第一锁块的一端均与支撑板的边缘铰接，第一锁块的另一端能够与径向凸缘抵接并沿径向向内摆动。

进一步地，安装工具本体包括：外套筒，侧翼与外套筒一体设置，在纵向截面内，侧翼的截面形状为直角三角形；内芯，固定设置在外套筒内，内芯一端能够与钻杆连接，内芯的另一端能够与采油树连接，内芯沿轴向设置有环空通道。

进一步地，外套筒的一端设置有多个间隔设置的第一安装凹槽，内芯的一端设置有第一环形台肩，深水立式采油树安装工具还包括第二卡接装置，每个第一安装凹槽内均设置有一个第二卡接装置，第二卡接装置包括：第二锁块，设置在第一安装凹槽内，第二锁块的一端能够与第一环形台肩卡接，第二锁块的另一端能够与钻杆卡接；驱动液压缸，设置在第一安装凹槽内，驱动液压缸与第二锁块连接，并能够驱动第二锁块在第一安装凹槽内移动。

进一步地，在纵向截面内，第二锁块包括第一上卡接部、第一下卡接部和第一连接部，第一上卡接部和第一下卡接部平行，第一连接部分别连接第一上卡接部的一端和第一下卡接部一端，驱动液压缸与第一连接部连接，第一上卡接部的另一端能够与钻杆卡接，第一下卡接部的另一端能够与第一环形台肩卡接。

进一步地，外套筒的另一端设置有多个间隔设置的容纳空间，内芯的另一端设置有第二环形台肩，深水立式采油树安装工具还包括第三卡接装置，每个容纳空间内均设置有一个第三卡接装置，第三卡接装置包括：第三锁块，设置在容纳空间内，第三锁块的一端能够与第二环形台肩卡接，第三锁块的另一端能够绕第三锁块的一端转动，并且第三锁块的另一端能够与采油树卡接；第三驱动杆，设置在容纳空间内，第三驱动杆与第三锁块连接，第三驱动杆能够驱动第三锁块的另一端转动。

进一步地，容纳空间包括第三安装空间和第四安装空间；第三驱动杆的一端设置有第三活塞部，第三活塞部设置在第三安装空间内，第三活塞部将第三安装空间分割为第四油腔和第五油腔，第三驱动杆的另一端设置有与第三锁块滑动抵接的斜面，斜面与内芯的轴线具有夹角；第三锁块包括第二上卡接部、第二下卡接部和第二连接部，第二连接部分别连接第二上卡接部和第二下卡接部，斜面与第二连接部滑动抵接。

进一步地，斜面上端与内芯的轴线之间的距离小于斜面下端与内芯的轴线之间的距离。

本实用新型的有益效果是，设置多个侧翼，能够减小环流阻力，防止深水立式采油树安装工具下放采油树的时候发生摆动，从而达到提高深水复杂环境适应性的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型深水立式采油树安装工具实施例的三维结构示意图；

图2为图1的纵向剖视图；

图3为图2中A部放大图；

图4为第一卡接装置与辅助采油树安装抓杆的装配图；

图5为图2中B部放大图；

图6为图2中C部放大图；

图7为本实用新型深水立式采油树安装工具与采油树和钻杆的装配图；

图8为图7的局部剖视图；

图9为本实用新型深水立式采油树安装工具中内芯的剖视图。

图中附图标记：10、侧翼；20、第一卡接装置；21、第一驱动杆；211、第一活塞部；212、轴向通孔；22、推杆驱动套；221、径向凸缘；23、第二驱动杆；231、第二活塞部；241、支撑板；242、第一锁块；30、外套筒；31、第一安装凹槽；40、内芯；41、第一环形台肩；42、第二环形台肩；43、环空通道；51、第二锁块；52、驱动液压缸；511、第一上卡接部；512、第一下卡接部；513、第一连接部；61、第三锁块；62、第三驱动杆；611、第二上卡接部；612、第二下卡接部；613、第二连接部；621、第三活塞部；622、斜面；71、辅助采油树安装抓杆；72、中心采油树接口；73、钻杆；81、第一液压通道；82、第二液压通道；83、第三液压通道；84、第四液压通道；91、第一油腔；92、第二油腔；93、第三油腔；94、第四油腔；95、第五油腔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图9所示，本实用新型实施例提供了一种深水立式采油树安装工具，该深水立式采油树安装工具包括安装工具本体和侧翼10。安装工具本体的一端与钻杆连接，安装工具本体的另一端与采油树连接。侧翼10为多个，多个侧翼10沿安装工具本体的周向间隔均布，每个侧翼10的下端均设置有第一卡接装置20，第一卡接装置20与采油树连接。

设置多个侧翼10，能够减小环流阻力，防止深水立式采油树安装工具下放采油树的时候发生周向摆动，从而达到提高深水复杂环境适应性的目的。在侧翼10的底部设置第一卡接装置，能够增加安装的稳定性，提高安全系数。

本实用新型实施例中，上述侧翼10为四个，沿安装工具本体的周向间隔均布，每个侧翼10的底部均设置有一个第一卡接装置20。

如图2至图4所示，侧翼10的底部设置有第一安装空间和第二安装空间，第一安装空间沿竖直方向位于第二安装空间上部，并且第一安装空间与第二安装空间连通。第一卡接装置20包括第一驱动杆21和锁紧组件。第一驱动杆21一端设置在第一安装空间内，另一端设置在第二安装空间内，第一驱动杆21的一端设置有第一活塞部211，第一活塞部211将第一安装空间分隔为第一油腔91和第二油腔92。锁紧组件一端设置在第二安装空间内并与第一驱动杆21的另一端固定连接，锁紧组件的另一端位于第二安装空间外并能够与采油树卡接。

具体地，第一驱动杆21设置有轴向通孔212，第一驱动杆21的另一端设置有环形凸缘。锁紧组件包括推杆驱动套22和第二驱动杆23。推杆驱动套22的一端设置有顶部凹槽，顶部凹槽的内壁与环形凸缘的外壁固定连接(螺纹连接或者焊接)。该顶部凹槽与该环形凸缘配合形成第三油腔93，上述轴向通孔212的两端分别连接第一油腔91和第三油腔93。上述第二驱动杆23设置在推杆驱动套22内并能够沿推杆驱动套22的轴向滑动，第二驱动杆23的一端设置有第二活塞部231，第二活塞部231设置在第三油腔93内，第二驱动杆23的另一端设置有与采油树卡接配合的卡接部。上述卡接部能够与采油树对应位置卡紧。

进一步地，推杆驱动套22的另一端为管状结构，管状结构的底部设置有径向尺寸缩小的径向凸缘221，卡接部包括支撑板241和第一锁块242。支撑板241垂直于第二驱动杆23的轴线，支撑板241的一侧表面与第二驱动杆23的另一端固定连接。第一锁块242为多个，沿支撑板241的周向间隔均布，每个第一锁块242的一端均与支撑板241的边缘铰接，第一锁块242的另一端能够与径向凸缘221抵接并沿径向向内摆动，即第一锁块242的另一端能够向内收缩并与辅助采油树安装抓杆71锁紧。

如图3和图4所示，推杆驱动套22的另一端的径向凸缘221沿推杆驱动套22的径向向内延伸，形成一环状凸缘。上述第一锁块242为卡爪状，该第一锁块242的一端与支撑板铰接，该第一锁块242的另一端能够绕对应的铰接点转动。本实用新型实施例中，在水平截面内，上述多个第一锁块242位于同一圆环内，该第一锁块242外壁所在圆环的直径应大于上述环状凸缘的直径。因此当第二驱动杆23推动卡接部向下移动时，上述第一锁块242的另一端会沿径向向内缩紧，从而将辅助采油树安装抓杆71锁紧，如图4所示。本实用新型实施例中，第一卡接装置20的安装方式属于本领域常规技术手段，具体安装方式此处不再进行赘述。

需要说明的是，上述侧翼10上设置有第一液压通道81和第二液压通道82，其中第一液压通道81与第一油腔91连接，第二液压通道82与第二油腔92连接。

采油树包括立式采油树本体74，在立式采油树本体74上设置有多个辅助采油树安装抓杆71和中心采油树接口72。本实用新型实施例中的第一卡接装置20的具体工作流程如下：

在锁紧操作时，水下机器人通过第一液压通道81向第一油腔91内注油，第二油腔92通过第二液压通道82向水下机器人回油。此时，第一驱动杆21沿轴向向下运动，并推动与其固定连接的推杆驱动套22一起向下运动。当推杆驱动套22运动到指定位置时，由于第一油腔91与第三油腔93连通，第二驱动杆23在液压的作用继续向下运动，从而推动上述第一锁块242与推杆驱动套22上的环状凸缘抵接，上述第一锁块242向内收缩并将辅助采油树安装抓杆71锁紧。

在解锁操作时，水下机器人通过第二液压通道82向第二油腔92内注油，第一油腔91通过第一液压通道81向水下机器人回油。此时，第一驱动杆21沿轴向向上运动，并带动与其固定连接的推杆驱动套22一起向上运动。此时，由于第一油腔91为回油腔，第二驱动杆23不受到向下的液压驱动力，在辅助采油树安装抓杆71的重力下，第一锁块242与辅助采油树安装抓杆71可以脱开，即当第一驱动杆21向上运动时，上述推杆驱动套22能够带动第二驱动杆23一起向上运动，从而使第一锁块242脱离辅助采油树安装抓杆71，完成解锁操作。

本实用新型实施例中的上述第一卡接装置并不限于上述结构，例如在一种未图示的实施例中，上述第一驱动杆21和推杆22均采用液压缸直接驱动，在该实施例中，除上述结构外，其他结构均与在先实施例中相同。

如图2和图9所示，安装工具本体包括：外套筒30和内芯40。侧翼10与外套筒30固定连接，在纵向截面内，侧翼10的截面形状为直角三角形；该直角三角形的一条直角边与外套筒30的外壁连接，该直角三角形的另外一条直角边沿水平方向位于斜边的下方。上述内芯40固定设置在外套筒30内，内芯40一端能够与钻杆连接，内芯40的另一端能够与采油树连接，内芯40沿轴向设置有环空通道43。

如图2和图5所示，外套筒30的一端设置有多个间隔设置的第一安装凹槽31，内芯40的一端设置有第一环形台肩41。深水立式采油树安装工具还包括第二卡接装置，每个第一安装凹槽31内均设置有一个第二卡接装置，第二卡接装置包括第二锁块51和驱动液压缸52。第二锁块51设置在第一安装凹槽31内，第二锁块51的一端能够与第一环形台肩41卡接，第二锁块51的另一端能够与钻杆卡接。驱动液压缸52设置在第一安装凹槽31内，驱动液压缸52与第二锁块51连接，并能够驱动第二锁块51在第一安装凹槽31内移动。

通过设置第二卡接装置，能够使深水立式采油树安装工具与钻杆连接，便于深水立式采油树安装工具下放或者上提。当然，根据不同需要，可以将上述第二卡接装置替换成其他结构，比如在深水立式采油树安装工具的上部安装吊耳，可以便于缆绳连接。需要说明的是，第二卡接装置的安装方式属于本领域常规技术手段，具体安装方式此处不再进行赘述。

具体地，在纵向截面内，第二锁块包括第一上卡接部511、第一下卡接部512和第一连接部513，第一上卡接部511和第一下卡接部512平行。第一连接部513分别连接第一上卡接部511的一端和第一下卡接部512一端，驱动液压缸52与第一连接部513连接，第一上卡接部511的另一端能够与钻杆卡接，第一下卡接部512的另一端能够与第一环形台肩41卡接，如图7和图8所示。

本实用新型实施例中，上述多个驱动液压缸52均通过同步阀连接，在水下注液和回液操作时，上述多个驱动液压缸52保持同步，即同步伸出相同的距离或者同步回收相同的距离，从而保证多个第二锁块51的同步解锁或者锁定。

本实用新型实施例中，上述第二卡接装置的工作流程如下：

在锁紧操作时，将钻杆73下放至外套筒30上端并与内芯40的上端抵接，通过上述多个驱动液压缸52驱动对应的第二锁块51沿外套筒30的径向向内移动，从而使第二锁块51的第一下卡接部512移动至第一环形台肩41处与其卡接，上述第二锁块51的第一上卡接部511与钻杆73的外壁夹紧，从而完成锁紧操作。

在解锁操作时，上述钻杆73将深水立式采油树安装工具上提至水面操作平台后，通过上述多个驱动液压缸52驱动对应的第二锁块51沿外套筒30的径向向外移动，从而使第二锁块51的第一上卡接部511与钻杆73的外壁解除夹紧状态，此时钻杆73能够自由上提。

如图2和图6所示，外套筒30的另一端设置有多个间隔设置的容纳空间，内芯40的另一端设置有第二环形台肩42。深水立式采油树安装工具还包括第三卡接装置，每个容纳空间内均设置有一个第三卡接装置。第三卡接装置包括第三锁块61和第三驱动杆62。第三锁块61设置在容纳空间内，第三锁块61的一端能够与第二环形台肩42卡接，第三锁块61的另一端能够绕第三锁块61的一端摆动，并且第三锁块61的另一端能够与采油树卡接。第三驱动杆62设置在容纳空间内，第三驱动杆62与第三锁块61抵靠连接，第三驱动杆62能够驱动第三锁块61的另一端转动。

设置第三卡接装置，能通过上述第三卡接装置将深水立式采油树安装工具与采油树连接，保证下放操作的稳定。需要说明的是，第三卡接装置的安装方式属于本领域常规技术手段，具体安装方式此处不再进行赘述。

具体地，容纳空间包括第三安装空间和第四安装空间。上述第四安装空间的部分位于第三安装空间的上部，上述第四安装空间的另外部分位于第四安装空间的径向内侧。第三驱动杆62的一端设置有第三活塞部621，第三活塞部621设置在第三安装空间内，第三活塞部621将第三安装空间分割为第四油腔94和第五油腔95。第三驱动杆62的另一端位于第四安装空间内，第三驱动杆62的另一端设置有与第三锁块61滑动抵接的斜面622，斜面622与内芯40的轴线具有夹角。第三锁块61包括第二上卡接部611、第二下卡接部612和第二连接部613，第二连接部613分别连接第二上卡接部611和第二下卡接部612，斜面与第二连接部613滑动抵接。

本实用新型实施例中，上述第二上卡接部611与第二环形台肩42卡接，上述第二下卡接部612能够绕上述第二上卡接部611摆动，如图6和图8所示，上述第二下卡接部612可以沿径向向内摆动并将中心采油树接口72夹紧。

进一步地，上述第三驱动杆62的截面形状为U形，该U形第三驱动杆62的一端设置有上述第三活塞部621，该第三活塞部621的上下两侧分别形成上述第四油腔94和第五油腔95。该U形第三驱动杆62的另一端设置有一抵接块，上述斜面设置在该抵接块上。当第三活塞部621驱动该U形第三驱动杆62向下运动时，上述抵接块由于上述斜面的作用，将第二下卡接部612向外套筒30的径向内侧推动，使第二下卡接部612与中心采油树接口72夹紧。

优选地，斜面622上端与内芯40的轴线之间的距离小于斜面622下端与内芯40的轴线之间的距离。即上述图6中上述斜面为下端向外倾斜的斜面。

需要说明的是，上述外套筒30上设置有第三液压通道83和第四液压通道84，其中，第三液压通道83与第四油腔94连接，上述第四液压通道84与第五油腔95连接。

本实用新型实施例中，第三卡接装置的具体工作流程如下：

在锁紧操作时，水下机器人通过第三液压通道83向第四油腔94内注油，对应的，第五油腔95通过第四液压通道84向水下机器人回油，此时，上述第三活塞部621向下运动，从而带动抵接块向下运动。由于上述第三锁块61的第二上卡接部611与第二环形台肩42卡接，上述第二下卡接部612能够在抵接块的驱动下沿径向向内移动，从而将中心采油树接口72夹紧。

在解锁操作时，水下机器人通过第四液压通道84向第五油腔95内注油，对应的，第四油腔94通过第三液压通道83向水下机器人回油，此时，上述第三活塞部621向上运动，从而带动抵接块向上运动，第三锁块61失去抵接块的压紧力，使第二下卡接部612与中心采油树接口72解除夹紧状态。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本实用新型的深水立式采油树安装工具总所有的卡接装置均为机械结构，并由液压驱动，稳定可靠。

2、本实用新型的深水立式采油树安装工具，具有五处与采油树锁紧的结构，保证了运行过程的安全性与可靠性。

3、本实用新型的深水立式采油树安装工具，工具整体结构设计紧凑，一方面便于装卸运输，另一方面增强了对深水复杂环境的适应性。

4、本实用新型的深水立式采油树安装工具，在外套筒上设置有侧翼，一方面更好的为工具提供保护，另一方面能避免深水立式采油树安装工具下放时发生摆动。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。