CN104989315A - 一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，包括装置本体，所述装置本体内具有装置本体内圈；所述装置本体内圈中安装促动环，所述装置本体顶部安装有限位环，限位环防止促动环从装置本体内圈中脱出；所述装置本体中上部沿周向均匀开有数个矩形通孔，各矩形通孔中均安装有卡牙，所述促动环的外圈与卡牙的内壁配合相接触，所述促动环向下运动时推动卡牙向外扩张，所述促动环向下位移至最底部时与卡牙紧配合并自锁；本发明的密封锁紧装置结构简单，降低了水下作业的难度，节约了水下作业时间和成本，缩短安装取送操作的时间，简化了密封件的更换过程，一次密封成功率更高，密封效果更好。

Description

一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置

技术领域

本发明涉及一种密封锁紧装置，特别指一种采油树油管挂中心孔密封锁紧装置。

背景技术

水下采油树在水下进行石油开发的过程中，采油树油管挂位于采油树本体内部，且油管挂生产通道上部的油管挂中心孔需要完全封堵和密封。

目前，对油管挂中心孔封堵锁紧和密封的方法通常是螺纹式旋紧固定，并以非金属件密封。利用上述传统方法，其密封效果无法有效得到保证，一次密封成功率较低。螺纹式旋转固定方法在安装过程中还会对非金属密封件造成磨损，且其安装时间较长，此外密封件还会受介质液的腐蚀，影响使用寿命。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，安装方便，极大的缩短安装取送操作的时间，且更换零件更容易，节约空间。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置,包括装置本体1，所述装置本体1内具有装置本体内圈105；所述装置本体内圈105中安装促动环30，所述促动环30在装置本体1内上下位移；所述装置本体1顶部安装有限位环20，限位环20对向上位移的促动环30起限位作用，防止促动环30从装置本体内圈105中脱出；所述装置本体1中上部沿周向均匀开有数个矩形通孔102，各矩形通孔102中均安装有卡牙40，所述卡牙40可沿矩形通孔102横向滑动，所述卡牙40受装置本体内圈105限位不会从矩形通孔102中脱出，所述促动环30的外圈与卡牙40的内壁配合相接触，所述促动环30向下运动时推动卡牙40向外扩张，所述促动环30向下位移至最底部时与卡牙40紧配合并自锁。

优选的，所述卡牙40内壁具有倾斜的卡牙内壁斜面401，所述促动环30下部对应设置与所述卡牙内壁斜面401配合的促动环外圈斜面303，两斜面与竖直方向的倾角小于两接触面材料之间的摩擦角。

优选的，所述促动环30上部具有与限位环20中心孔配合的上部外圈轮廓301，所述促动环30中部设置与装置本体内圈105轮廓相配合的台肩302，所述台肩302外径大于限位环中心孔201的内径，使所述限位环20限制促动环30向上脱出装置。

优选的，所述卡牙40底部设置卡牙底部凸起402，装置本体内圈105与所述矩形通孔102的相接处设置与卡牙底部凸起402相配合的本体内圈台阶1051，所述主体内圈台阶1051与卡牙底部凸起402配合使卡牙40在受促动环30推动下向外位移一段距离后被限位。

优选的，所述装置本体1的中下部外侧开有密封槽103，所述密封槽103内安装密封总成50。

优选的，所述密封总成50呈环形筒状结构，所述密封总成50的上下两端材质为金属，所述密封总成50中部为非金属材料制成。

优选的，所述促动环30上部设置与装置的安装及取出工具相配合的内圈沟槽304。

优选的，所述限位环20与装置本体1之间由螺纹连接。

优选的，所述装置本体1底部安装下本体10，所述装置本体1与下本体10之间由螺纹连接，所述下本体10设置与油管挂中心孔密封斜面相配合的下本体密封面1002。

优选的，所述下本体10底部端面靠近边缘处设置环形凹槽11。

本发明的有益效果在于：

1、通过促动环与卡牙配合作为装置的锁紧解锁机构，简化了整体结构，降低了水下作业的难度，节约了水下作业时间和成本。

2、通过促动环与卡牙之间自锁斜面的设计，保证了装置锁紧时的稳定性，降低了其脱扣的风险。

3、本发明通过本体与起密封作用的下本体分开设计，并通过螺纹连接的方式，简化了密封件的更换过程，降低了使用成本。

4、本发明先通过下本体密封面1002与油管挂中心孔内壁面接触，形成第一道密封，然后通过带有O型圈的密封总成50与油管挂中心孔内壁形成次级密封，为整个装置在密封性能上提供了双重保障；使该装置一次密封成功率更高，油管挂中心孔的密封效果更好，装置的密封寿命更长。

附图说明

图1是本发明具体实施例结构示意图；

图中标号：1-装置本体 10-下本体 105-装置本体内圈 102-矩形通孔 103-密封槽 20-限位环 201-限位环中心孔 30-促动环 301-上部外圈轮廓 302-台肩 303-促动环外圈斜面 304-本体内圈沟槽 40-卡牙 401-卡牙内圈斜面 402-卡牙底部凸起 1051-本体内圈台阶 11-环形凹槽 1002-下本体密封面 50-密封总成。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明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发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本发明具体实施例提供一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，如图1所示，包括装置本体1，所述装置本体1内具有装置本体内圈105；所述装置本体内圈105中安装促动环30，所述促动环30在装置本体1内上下位移；所述装置本体1顶部安装有限位环20，限位环20对向上位移的促动环30起限位作用，防止促动环30从装置本体内圈105中脱出；所述装置本体1中上部沿周向均匀开有四个矩形通孔102，需要说明的是，所述矩形通孔102的个数也可以是三个、五个或其他多个，无论设置多少个，各矩形通孔102均沿装置本体1周向均匀设置，进一步的，各矩形通孔102中均安装有卡牙40，所述卡牙40可沿矩形通孔102滑动并受装置本体内圈105限位，所述促动环30的外圈与卡牙40的内壁配合相接触。

本实施例中，所述促动环30上下运动可引起卡牙40收回或者扩张；所述促动环30自上向下位移至最底部的同时推动卡牙40向外扩张，直到卡牙40受装置本体内圈105限位无法继续扩张，此时促动环30与卡牙40紧配合形成自锁，所述促动环30上移，卡牙40的锁紧力撤去，装置解锁。

优选的，所述卡牙40内壁具有倾斜的卡牙内壁斜面401，所述促动环30下部对应设置与所述卡牙内壁斜面401配合的促动环外圈斜面303，两斜面与竖直方向的倾角小于两接触面材料之间的摩擦角。

本实施例中，倾角的存在使得促动环30在向下运动时易于将卡牙40推开，从而锁紧整个装置；当促动环30上的锁紧力撤去后，倾角设计小于两材料之间的摩擦角，故卡牙40与促动环30之间不会相对滑动，从而形成自锁结构，在促动环40上的锁紧力撤去以后依然能够保持整个装置的锁紧状态。

优选的，所述促动环30上部具有与限位环20中心孔配合的上部外圈轮廓301，所述促动环30中部设置与装置本体内圈105轮廓相配合的台肩302，所述台肩302外径大于限位环20中心孔内径，使所述限位环20限制促动环30向上脱出装置，所述促动环30上部设置与装置的安装及取出工具相配合配合的本体内圈沟槽304。

需要说明的是，所述限位环20与装置本体1之间由螺纹连接。

其中，所述限位环20安装于装置本体1上部，通过螺纹与装置本体1连接，限位环20旋紧在装置本体20上以后，所述限位环中心孔201只允许促动环30的台肩302以上部分通过，所述台肩302及台肩以下的部分无法通过所述限位环中心孔201，使限位环20限制了促动环30向上的位移行程，确保促动环30不整个装置中脱出。

上述实施例中，进一步的，所述卡牙40底部设置卡牙底部凸起402，装置本体内圈105与所述矩形通孔102底边的相接处设置与卡牙底部凸起402相配合的本体内圈台阶1051，所述主体内圈台阶1051与卡牙底部凸起402配合使卡牙40在受促动环30推动下向外位移一段距离后被限位。

本实施例中，优选的，所述装置本体1的中下部外侧开有密封槽103，所述密封槽103内安装有装置的密封总成50。

具体的，所述密封总成50呈环形筒状结构，所述密封总成50的上下两端材质为金属，所述密封总成50中部为非金属材料制成。

上述实施例中，优选的，所述装置本体1底部安装下本体10，所述装置本体1与下本体10之间由螺纹连接，所述下本体10底部端面靠近边缘处设置环形凹槽11，所述下本体10设置与油管挂中心孔密封斜面相配合的下本体密封面1002。

本实施例中，所述下本体密封面1002与油管挂中心孔内壁面接触，形成第一道密封，所述密封总成50为带有O型圈的次级密封，为整个装置在密封性能上提供了双重保障；其中，首密封为金属密封，其相对非金属密封的抗腐蚀性能更强，密封寿命更长，次级密封为金属端部和非金属密封体结合的密封，非金属密封体具有较强的弹性性能，保证了密封强度，金属端部有效隔离介质液，提高密封总成的抗腐蚀性能，提高密封寿命。

本实施例中，所述下本体10通过与油管挂中心孔密封斜面不同的倾角相配合设计的下本体密封面1002，以及其自身密封斜面上特有的凸起轮廓设计，保证了下本体密封时，在不划伤油管挂中心孔密封面的前提下能够自动导向对中，而且拥有足够的过盈量；所述下本体10底部端面上的环形凹槽11，使得下入过程中下本体10密封结构的变形更加容易，从而保证了一次密封成功率；针对装置需要经常取出再安装的工况，装置本体1与下本体10分开、下本体10密封的设计节省了更换密封件的成本；装置本体1与下本体10通过螺纹连接，易于拆装。

本发明相对现有技术具有明显优势和积极效果。本发明通过促动环与卡牙配合的形式，以促动环的上下运动带动卡牙的扩张和收缩，实现装置的锁紧和解锁。本体和下本体分开的设计，通过螺纹连接两零件，使起密封作用的下本体易于拆装和更换，有效降低了更换密封件的成本和作业时间。本发明提高了水下卧式采油树油管挂使用的中心孔密封锁紧装置的一次密封成功率，有效降低了水下作业的时间和成本。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，其特征在于，包括装置本体(1)，所述装置本体(1)内具有装置本体内圈(105)；所述装置本体内圈(105)中安装促动环(30)，所述促动环(30)在装置本体(1)内上下位移；所述装置本体(1)顶部安装有限位环(20)，限位环(20)对向上位移的促动环(30)起限位作用，防止促动环(30)从装置本体内圈(105)中脱出；所述装置本体(1)中上部沿周向均匀开有数个矩形通孔(102)，各矩形通孔(102)中均安装有卡牙(40)，所述卡牙(40)可沿矩形通孔(102)横向滑动，所述卡牙(40)受装置本体内圈(105)限位不会从矩形通孔(102)中脱出，所述促动环(30)的外圈与卡牙(40)的内壁配合相接触，所述促动环(30)向下运动时推动卡牙(40)向外扩张，所述促动环(30)向下位移至最底部时与卡牙(40)紧配合并自锁。

2.如权利要求1所述的一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，其特征在于，所述卡牙(40)内壁具有倾斜的卡牙内壁斜面(401)，所述促动环(30)下部对应设置与所述卡牙内壁斜面(401)配合的促动环外圈斜面(303)，两斜面与竖直方向的倾角小于两接触面材料之间的摩擦角。

3.如权利要求1所述的一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，其特征在于，所述促动环(30)上部具有与限位环(20)中心孔配合的上部外圈轮廓(301)，所述促动环(30)中部设置与装置本体内圈(105)轮廓相配合的台肩(302)，所述台肩(302)外径大于限位环中心孔(201)的内径，使所述限位环(20)限制促动环(30)向上脱出装置。

4.如权利要求1所述的一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，其特征在于，所述卡牙(40)底部设置卡牙底部凸起(402)，装置本体内圈(105)与所述矩形通孔(102)的相接处设置与卡牙底部凸起(402)相配合的本体内圈台阶(1051)，所述主体内圈台阶(1051)与卡牙底部凸起(402)配合使卡牙(40)在受促动环(30)推动下向外位移一段距离后被限位。

5.如权利要求1所述的一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，其特征在于，所述装置本体(1)的中下部外侧开有密封槽(103)，所述密封槽(103)内安装密封总成(50)。

6.如权利要求5所述的一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，所述密封总成(50)呈环形筒状结构，所述密封总成(50)的上下两端材质为金属，所述密封总成(50)中部为非金属材料制成。

7.如权利要求3所述的一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，其特征在于，所述促动环(30)上部设置与装置的安装及取出工具相配合的内圈沟槽(304)。

8.如权利要求1所述的一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，其特征在于，所述限位环(20)与装置本体(1)之间由螺纹连接。

9.如权利要求1-8任一所述的一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，其特征在于，所述装置本体(1)底部安装下本体(10)，所述装置本体(1)与下本体(10)之间由螺纹连接，所述下本体(10)设置与油管挂中心孔密封斜面相配合的下本体密封面(1002)。

10.如权利要求9所述的一种水下卧式采油树油管挂中心孔密封锁紧装置，其特征在于，所述下本体(10)底部端面靠近边缘处设置环形凹槽(11)。