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1、10申请公布号CN102364038A43申请公布日20120229CN102364038ACN102364038A21申请号201110317535822申请日20111019E21B33/03520060171申请人宝鸡石油机械有限责任公司地址721002陕西省宝鸡市东风路2号72发明人孙传轩邓平杨虎牛敏74专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人罗笛54发明名称水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置57摘要本发明的水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置，在水下卧式采油树本体内部，在采油树通径靠底部一端的侧壁上开有一圆腔，圆腔内设置有导向销、弹簧、挡环，导向销的液压端端面中心开有凹槽，导向销的导。
2、向端穿过挡环内孔，挡环与导向销液压端之间套有弹簧；导向销内部设置有压力平衡通道，压力平衡通道连通井内环空与弹簧所在的环腔空间，压力平衡通道及弹簧所在的环腔空间内注有油脂；导向销的液压端与圆腔底端构成液压腔，液压腔与液压管线及泄压通道连通；油管悬挂器本体底部固定有导向套筒，套筒下端带有螺旋型面和定位槽。本发明装置，导向、定位可靠；结构及操作简单。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页CN102364057A1/1页21一种水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置，其特征在于在水下卧式采油树本体1内部，在采油树通径靠底部一端的侧壁上开有一圆腔，圆腔内。
3、设置有导向销9、弹簧10、挡环11，导向销9的两端分别是液压端和导向端，液压端朝向采油树本体1外圆周方向，导向销9的液压端端面中心开有凹槽25，液压端沿导向销9周向设有密封C26，导向销9的导向端穿过挡环11内孔，挡环11与导向销9液压端之间套有弹簧10；导向销9内部设置有压力平衡通道29，压力平衡通道29连通井内环空与弹簧10所在的环腔空间，压力平衡通道29及弹簧10所在的环腔空间内注有油脂；导向销9的液压端与圆腔底端构成液压腔8，液压腔8通过液压通道5、密封接头4与液压管线3连通，液压腔8还通过泄压通道7与泄压阀6连通；采油树本体1内部套装有油管悬挂器本体24，油管悬挂器本体24底部固定有。
4、导向套筒16，套筒下端带有螺旋型面14和定位槽31。2根据权利要求1所述的水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置，其特征在于所述的液压端沿导向销9周向设有密封C26，挡环11内径与导向销9外径之间装有密封D27、密封E28，挡环11外径与圆腔内壁之间设有密封F30，挡环11的固定方式采用螺纹、独立螺钉或弹性挡圈。3根据权利要求2所述的水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置，其特征在于所述的密封C26、密封D27、密封E28和密封F30分别或全部是金属密封、非金属密封或组合密封。4根据权利要求1所述的水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置，其特征在于所述的泄压阀6的启闭采用液压、ROV或人工操作结构。5根据权利要。
5、求1所述的水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置，其特征在于导向套筒16底部螺旋型面14轨迹为一对关于轴截面对称的螺旋线形状，两螺旋线的顶部交汇处开有定位槽31。权利要求书CN102364038ACN102364057A1/4页3水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置技术领域0001本发明属于海洋石油天然气钻采装备技术领域，涉及一种水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置。背景技术0002水下采油树是深海油气勘探、开发的关键生产装备之一，根据阀门排布形式不同，水下采油树分为卧式和立式两种。水下油管悬挂器主要用来悬挂油管重量，提供油气生产及环空的通道，为电控、液压和化学剂注入提供接口和通道，密封采油树内部通径，并承。
6、受井内压力和一定范围的提升拉力。0003在水下设备安装过程中，卧式采油树一般先于油管及油管悬挂器被下入，油管下入时，必须穿过采油树通径，最终油管悬挂器座放在采油树本体内。采油树本体内包含一个侧向生产流道、多个电控/液压贯穿接口及泄压通道接口等，当油管悬挂器下入时，必须与悬挂器上的对应接口相互对齐，这就需要一种导向定位装置来调整悬挂器下入时的周向方位。0004目前，水下卧式采油树油管悬挂器的导向定位装置有多种型式，常用的是导向套筒座放在隔离套筒内，导向销与支撑短节连接的型式，但这种型式占用部分采油树通径空间，可能对钻井采油设备的下入、回收造成阻碍或损坏，且作业时间长，采油成本较高，导致了现有油管。
7、悬挂器导向定位装置结构复杂、占用空间大，作业期间易与其它设备发生碰撞或磨损，耗时、费力、作业成本高的问题。发明内容0005本发明的目的是提供一种水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置，解决了现有油管悬挂器导向定位装置结构复杂、占用空间大，作业期间易与其它设备发生碰撞或磨损，耗时、费力、作业成本高的问题。0006本发明所采用的技术方案是一种水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置，在水下卧式采油树本体内部，在采油树通径靠底部一端的侧壁上开有一圆腔，圆腔内设置有导向销、弹簧、挡环，导向销的两端分别是液压端和导向端，液压端朝向采油树本体外圆周方向，导向销的液压端端面中心开有凹槽，液压端沿导向销周向设有密封C，导向。
8、销的导向端穿过挡环内孔，挡环与导向销液压端之间套有弹簧；0007导向销内部设置有压力平衡通道，压力平衡通道连通井内环空与弹簧所在的环腔空间，压力平衡通道及弹簧所在的环腔空间内注有油脂；0008导向销的液压端与圆腔底端构成液压腔，液压腔通过液压通道、密封接头与液压管线连通，液压腔还通过泄压通道与泄压阀连通；0009采油树本体内部套装有油管悬挂器本体，油管悬挂器本体底部固定有导向套筒，套筒下端带有螺旋型面和定位槽。0010本发明的有益效果是，能够应用于海洋水下卧式采油树油管悬挂器的下入操作，说明书CN102364038ACN102364057A2/4页4为采油树本体与悬挂器本体之间的生产流道、电控。
9、/液压贯穿接口、泄压通道接口等的准确对接提供快捷、可靠的导向、定位，保证水下采油作业的顺利进行；结构简单、性能可靠，导向销可回缩式设计能够消除导向定位装置对钻井采油作业的影响，使设备简化，节约成本。附图说明0011图1为本发明装置工作状态时的整体结构剖视图；0012图2为本发明装置工作状态时导向销伸出的局部结构示意图；0013图3为本发明装置非工作状态时导向销缩回的局部结构示意图；0014图4为本发明装置中的导向套筒的结构示意图。0015图中，1采油树本体，2斜孔，3液压管线，4密封接头，5液压通道，6泄压阀，7泄压通道，8液压腔，9导向销，10弹簧，11挡环，12隔离套筒，13油管短节，14。
10、螺旋型面，15贯穿管线，16导向套筒，17电控/液压接头，18密封A，19贯穿通道，20悬挂器通径，21环空通道，22座放套筒，23密封B，24悬挂器本体，25凹槽，26密封C，27密封D，28密封E，29压力平衡通道，30密封F，31定位槽。具体实施方式0016下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。0017如图1、图2及图3所示，本发明的水下油管悬挂器内嵌式导向定位装置，位于水下卧式采油树本体1内部，在采油树通径靠底部一端的侧壁上开有一圆腔，圆腔内设置有导向销9、弹簧10、挡环11及多组密封结构；导向销9包括液压端和导向端，导向销9径向外侧的液压端端面中心开有凹槽25，液压端沿导向。
11、销9周向设有密封C26，导向端穿过挡环11内孔，挡环11内径与导向销9外径之间装有双重密封密封D27、密封E28，挡环11外径与圆腔内壁之间设有密封F30，挡环11外径一端带有螺纹，螺纹端端面开有扳手安装孔，挡环11与导向销9液压端之间套有弹簧10，弹簧10始终处于压缩状态，导向销9可沿圆腔轴向在一定范围内伸缩，导向销9内部设置有压力平衡通道29，连通井内环空与弹簧10所在的环腔空间，压力平衡通道29及弹簧10所在的环腔空间内注有油脂，用于防止井液进入到包含弹簧10的环腔中；导向销9径向外侧的液压端与圆腔底端构成液压腔8，液压腔8通过液压通道5、密封接头4与斜孔2中的液压管线3连通，液压腔8另。
12、外通过泄压通道7与泄压阀6连通，泄压阀6的启闭选用液压、ROV或人工完成；油管悬挂器本体24底部固定有导向套筒16，导向套筒16下端带有螺旋型面14和定位槽31参照图4中的标示，导向时，螺旋型面14与导向销9的导向端接触，并使悬挂器旋转下放，直至到达目标位置，实现生产流道及各种接口的准确对齐。0018导向套筒16底部螺旋型面14轨迹为一对关于轴截面对称的螺旋线形状，两螺旋线的顶部交汇处开有定位槽31。0019图1中可见，采油树本体1中设置有环空通道21，悬挂器本体24与采油树通径之间设置有密封B23、座放套筒22；隔离套筒12通过螺栓连接到采油树本体1底部，两者的顶部接触面上设有密封A18；油。
13、管悬挂器本体24内设置有悬挂器通径20，悬挂器通径20底部与油管短节13螺纹连接；悬挂器本体24内还设置多条贯穿通道19图1中仅绘出一条，说明书CN102364038ACN102364057A3/4页5贯穿通道19通过电控/液压接头17与底部的贯穿管线15连接，贯穿管线15随生产油管一直延伸至井底。0020导向销9液压端上用以形成初始液压推力的凹槽25，是圆柱形凹槽，或是其它任何能够实现其功能的空腔形状，该凹槽也可开在采油树本体1上。0021泄压阀6和泄压通道7在导向定位装置正常工作时处于常闭状态，仅当液压通道5、密封接头4或液压管线3，或液压通路其它设备发生故障，液压腔8内的液压油无法泄压时。
14、，远程操控ROV将泄压阀6旋转打开，使液压油通过泄压通道7流入海水中或收集装置中图中未表，保证导向销9能够及时回缩。泄压阀6的启闭可由液压、ROV或人工完成。0022本发明装置的工作原理是在采油树本体1通过钻杆下入并锁定在高压井口头上之前，本发明的导向定位装置就已安装到采油树本体1上。此时，液压腔8内未充入液压油，受压缩弹簧10的弹力作用，导向销9液压端端面与圆腔底部接触，导向端缩入挡环11内孔中，导向定位装置对采油树通径无任何阻碍，如图3所示的结构状态，液压通道5、液压管线3内无液压压力，弹簧10所在环腔及压力平衡通道29内充满油脂，泄压阀6处于关闭状态；0023油管先于油管悬挂器被下入，并。
15、穿过采油树通径，油管底部可能带有电潜泵、井下安全阀等设备图中未表，且电潜泵的尺寸外径通常比油管大，与油管一同下入的还有多条贯穿管线15，为防止导向销9与下入设备或贯穿管线15等发生碰撞或磨损，导向定位装置必须保持如图3所示的导向销9缩回状态；0024油管及井下设备下入后，在悬挂器本体24即将进入采油树通径之前，液压油通过液压管线3、密封接头4、液压通道5进入到导向销9液压端的凹槽25内，液压油充满凹槽25后，形成推动导向销9向采油树通径方向移动的初始液压动力，随着液压油的继续注入，液压端克服弹簧10弹力，推动导向销9向采油树通径方向移动，弹簧10被进一步压缩，其所在的环腔空间逐渐变小，由于该环。
16、腔及压力平衡通道29内充满油脂，环腔空间减小时，部分油脂通过压力平衡通道29被挤出到井内环空中，保证弹簧10所在环腔内的压力始终平衡，导向销9可顺利移动，并伸出到采油树通径内；0025油管悬挂器本体24继续下入，其底部的导向套筒16的螺旋型面14在任意位置与导向销9导向端发生接触，在油管及悬挂器本体24的重力作用下，螺旋型面14与导向销9导向端产生相对运动，悬挂器本体24随导向套筒16旋转下降，最终导向销9导向端滑入导向套筒16的定位槽31内如图4所示，此位置状态时，采油树本体1与悬挂器本体24之间的生产流道及其它各种接口均已周向对齐，悬挂器本体24不再发生旋转。悬挂器继续下放，直至完全座放在。
17、采油树通径内的座放台肩上，采油树本体1与悬挂器本体24之间的生产流道及其它各种接口完全对齐且密封，实现导向定位。0026当需要对井下设备如电潜泵等进行回收或在其它钻井作业中需要下入某些设备如防磨套等时，为防止处于伸出状态的导向销9对上述作业造成阻碍，需要将导向销9缩回到圆腔内。在执行导向销9回缩操作时，液压管线3首先泄压，液压腔8内的压力降低，在压缩弹簧10的弹力作用下，弹簧10伸长，推动导向销9向径向外侧的圆腔底部移动，液压腔8空间逐渐变小，液压油持续流出，此时，弹簧10所在的环腔空间增大，压力变小，压力平衡通道29内的油脂在环空井压的作用下，会向弹簧10所在环腔填充，部分井液会进入到压力平。
18、衡通道29内，最后，导向销9液压端端面接触到圆腔底部，导向销9停止移动，压力平衡通道29内的油脂裕量能够保证填满弹簧10所在环腔空间，且不会使井液进入到环说明书CN102364038ACN102364057A4/4页6腔中去。凹槽25、泄压通道7、液压通道5及液压管线3中会残留部分液压油，导向销9导向端完全缩回至挡环11内孔中，此时如图3所示，导向定位装置对采油树通径空间已无任何阻碍。0027本发明的装置，导向销9位于采油树本体1内，且可伸缩，不会对钻井采油作业或其它设备的下入、回收造成影响；导向套筒16与悬挂器本体24固定在一起，并一同下入，减少作业时间和采油成本，在钻通系统中，可避免与钻杆等发生碰撞或磨损，或给其它设备造成损坏，如井下电缆等；采油树本体1上不需连接导向套筒16，可以获得更大的采油树通径空间，满足海洋石油的勘探开发要求。说明书CN102364038ACN102364057A1/3页7图1说明书附图CN102364038ACN102364057A2/3页8图2图3说明书附图CN102364038ACN102364057A3/3页9图4说明书附图CN102364038A。