一种油管悬挂器水下安装高度检测工具

摘要

本发明公开了一种油管悬挂器水下安装高度检测工具，其特征是：包括一根心轴；心轴的其中一端同轴固定设置有法兰盘，法兰盘上同轴固定连接有高度检查座；高度检查座具有第一级台阶、第二级台阶和第三级台阶；其中，第一级台阶的外径与法兰盘的外径相匹配；第二级台阶的外径与锁紧驱动环的内径相匹配；第三级台阶的外径与油管悬挂器的主体部分的上端的内径相匹配；高度检查座还包括短测针和长测针；其中，短测针沿高度检查座的轴向贯穿第一级台阶；长测针沿轴向贯穿第一级台阶和第二级台阶；还包括有维持结构。利用上述油管悬挂器水下安装高度检测工具能够通过测得油管悬挂器的锁紧驱动环的移动量，进而判断出油管悬挂器在井口头上的锁紧状态。

权利要求

1.一种油管悬挂器水下安装高度检测工具，包括一根心轴；所述心轴的一端用于与钻杆固定连接，所述心轴的另一端同轴固定设置有法兰盘，所述法兰盘的外径与防喷器内部的竖向通道的内径相匹配；所述法兰盘上同轴固定连接有高度检查座；

所述高度检查座具有同轴的，向背离所述法兰盘方向延伸，外径逐渐缩小且整体呈圆柱状的第一级台阶、第二级台阶和第三级台阶，并使得所述高度检查座的外表面整体呈具有三级台阶的圆柱状；其中，所述第一级台阶的外径与所述法兰盘的外径相匹配并能够落放在所述油管悬挂器上端的锁紧驱动环上；

所述第二级台阶的外径与所述锁紧驱动环的内径相匹配并能够落放到所述油管悬挂器的主体部分的上端；所述第三级台阶的外径与所述油管悬挂器的主体部分的上端的内径相匹配；

所述高度检查座还包括短测针和长测针；其中，所述短测针沿所述高度检查座的轴向贯穿所述第一级台阶，并向背离所述法兰盘方向伸出至所述第一级台阶的外部；所述长测针沿所述高度检查座的轴向贯穿所述第一级台阶和第二级台阶，并向背离所述法兰盘方向伸出至所述第二级台阶的外部；

所述高度检查座上还包括有能够用于维持所述短测针和长测针动作后处于静止状态的维持结构。

2.根据权利要求1所述的油管悬挂器水下安装高度检测工具，其特征在于：所述维持结构包括止动螺钉、沉头孔和压簧；所述止动螺钉上远离螺钉头部的端部具有能够供所述短测针或所述长测针可滑动贯穿的穿孔；

所述第一级台阶轴向的外侧面上邻近所述短测针和所述长测针处分别设置有一个沉头孔，所述沉头孔内设置有所述止动螺钉，所述短测针和所述长测针在位于所述第一级台阶内部的部分贯穿其相邻的所述止动螺钉的所述穿孔；所述沉头孔的底部与所述止动螺钉上远离螺钉头部的端部之间抵接设置有所述压簧。

3.根据权利要求1所述的油管悬挂器水下安装高度检测工具，其特征在于：还包括角度检查结构；所述角度检查结构包括在所述心轴上靠近上端处固定设置有印块，所述印块能够在油管悬挂器水下安装高度检测工具着落到油管悬挂器上时与防喷器上的导向销正对；

所述印块由铅材料制得，所述导向销沿自身轴向的投影落在所述印块上与所述导向销正对的侧面的内部。

4.根据权利要求3所述的油管悬挂器水下安装高度检测工具，其特征在于：所述角度检查结构还包括周向定位结构，所述周向定位结构包括所述高度检查座上远离所述法兰盘的端部的侧面沿径向外凸设置的一个导向键；所述周向定位结构还包括所述油管悬挂器的主体部分的上端内侧面设有与所述导向键相对应的一个导槽。

5.根据权利要求3所述的油管悬挂器水下安装高度检测工具，其特征在于：所述角度检查结构还包括有用于固定所述印块的固定结构；所述固定结构包括固定块和压块，所述固定块固定在所述心轴上；所述压块的中部具有梯形台状结构的镂空部；

所述印块与所述镂空部的形状和大小相匹配并压放在所述镂空部中，所述压块通过螺钉固定连接在所述固定块上并形成对所述印块的固定。

说明书

一种油管悬挂器水下安装高度检测工具

技术领域

[0001] 本发明属于水下采油设备的安装工具领域，具体涉及一种油管悬挂器水下安装高度检测工具。

背景技术

[0002] 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烈，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。

[0003] 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。

[0004] 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，且该油管悬挂器安装方法可进一步包括对安装后的油管悬挂器的锁紧状态进行检测的步骤，并通过该步骤来获知安装后的油管悬挂器的锁紧状态是否符合规定，从而确保油管悬挂器安装的可靠性。但如何设计一种工具来对油管悬挂器的锁紧状态进行准确的测量是亟需考虑解决的技术问题。

发明内容

[0005] 针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够对安装后的油管悬挂器的锁紧状态进行准确测量的一种油管悬挂器水下安装高度检测工具。

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

[0007] 一种油管悬挂器水下安装高度检测工具，包括一根心轴；所述心轴的一端用于与钻杆固定连接，所述心轴的另一端同轴固定设置有法兰盘，所述法兰盘的外径与防喷器内部的竖向通道的内径相匹配；所述法兰盘上同轴固定连接有高度检查座；

[0008] 所述高度检查座具有同轴的，向背离所述法兰盘方向延伸，外径逐渐缩小且整体呈圆柱状的第一级台阶、第二级台阶和第三级台阶，并使得所述高度检查座的外表面整体呈具有三级台阶的圆柱状；其中，所述第一级台阶的外径与所述法兰盘的外径相匹配并能够落放在所述油管悬挂器上端的锁紧驱动环上；

[0009] 所述第二级台阶的外径与所述锁紧驱动环的内径相匹配并能够落放到所述油管悬挂器的主体部分的上端；所述第三级台阶的外径与所述油管悬挂器的主体部分的上端的内径相匹配；

[0010] 所述高度检查座还包括短测针和长测针；其中，所述短测针沿所述高度检查座的轴向贯穿所述第一级台阶，并向背离所述法兰盘方向伸出至所述第一级台阶的外部；所述长测针沿所述高度检查座的轴向贯穿所述第一级台阶和第二级台阶，并向背离所述法兰盘方向伸出至所述第二级台阶的外部；

[0011] 所述高度检查座上还包括有能够用于维持所述短测针和长测针动作后处于静止状态的维持结构。

[0012] 上述油管悬挂器水下安装高度检测工具即能够对安装后的油管悬挂器上的锁紧驱动环的上端面和主体部分的上端面之间的高度差值进行测量，从而检测出油管悬挂器在井口头上的锁紧状态。使用时，采用立管来下放该油管悬挂器水下安装高度检测工具，该油管悬挂器水下安装高度检测工具下端的高度检查座上的第三级台阶先行落入到油管悬挂器的主体部分内部并能够在竖向上导向；继续下放，长测针在油管悬挂器的主体部分的上端的推动下动作，短测针在油管悬挂器上的锁紧驱动环的上端推动下动作，当油管悬挂器水下安装高度检测工具下放到位时，长测针和短测针的退回量也确定，并在维持结构的作用下处于静止状态。随后，对高度检测工具进行回收，并将高度检查座拆离下来对其中的长测针和短测针的退回量进行测量。

附图说明

[0013] 图1为本发明的油管悬挂器水下安装高度检测工具的主视图。

[0014] 图2为本发明的油管悬挂器水下安装高度检测工具的俯视图。

[0015] 图3为图2中A-A剖视图。

[0016] 图4为图3中K向视图（局部）。

[0017] 图5为图3中J处放大图。

[0018] 图6为图3中B-B剖视图。

[0019] 图7为图6 中C-C剖视图（局部）。

[0020] 图中标记为：

[0021] 8油管悬挂器水下安装高度检测工具：801心轴，802法兰盘，803高度检查座，804第一级台阶，805第二级台阶，806第三级台阶，807短测针，808长测针，809止动螺钉，810压簧，811印块，812导向键，813固定块，814压块。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

[0023] 具体实施时：如图1至图7所示，油管悬挂器水下安装高度检测工具8包括一根心轴801；所述心轴801的一端用于与钻杆固定连接，所述心轴801的另一端同轴固定设置有法兰盘802，所述法兰盘802的外径与防喷器内部的竖向通道的内径相匹配；所述法兰盘802上同轴固定连接有高度检查座803；

[0024] 所述高度检查座803具有同轴的、向背离所述法兰盘802方向延伸、外径逐渐缩小且整体呈圆柱状的第一级台阶804、第二级台阶805和第三级台阶806，并使得所述高度检查座803的外表面整体呈具有三级台阶的圆柱状；其中，所述第一级台阶804的外径与所述法兰盘802的外径相匹配并能够落放在所述油管悬挂器上端的锁紧驱动环上；

[0025] 所述第二级台阶805的外径与所述锁紧驱动环的内径相匹配并能够落放到所述油管悬挂器的主体部分的上端；

[0026] 所述第三级台阶806的外径与所述油管悬挂器的主体部分的上端的内径相匹配；

[0027] 所述高度检查座803还包括短测针807和长测针808；其中，所述短测针807沿所述高度检查座803的轴向贯穿所述第一级台阶804，并向背离所述法兰盘802方向伸出至所述第一级台阶804的外部；

[0028] 所述长测针808沿所述高度检查座803的轴向贯穿所述第一级台阶804和第二级台阶805，并向背离所述法兰盘802方向伸出至所述第二级台阶805的外部；

[0029] 所述高度检查座803上还包括有能够用于维持所述短测针807和长测针808动作后处于静止状态的维持结构。

[0030] 上述油管悬挂器水下安装高度检测工具8即能够对安装后的油管悬挂器上的锁紧驱动环的上端面和主体部分的上端面之间的高度差值进行测量，从而检测出油管悬挂器在井口头上的锁紧状态。使用时，采用立管来下放该油管悬挂器水下安装高度检测工具8，该油管悬挂器水下安装高度检测工具8下端的高度检查座803上的第三级台阶806先行落入到油管悬挂器的主体部分内部并能够在竖向上导向；继续下放，长测针808在油管悬挂器的主体部分的上端的推动下动作，短测针807在油管悬挂器上的锁紧驱动环的上端推动下动作，当油管悬挂器水下安装高度检测工具8下放到位时，长测针808和短测针807的退回量也确定，并在维持结构的作用下处于静止状态。随后，对高度检测工具进行回收，并将高度检查座803拆离下来对其中的长测针808和短测针807的退回量进行测量。从而检测出油管悬挂器上的锁紧驱动环的上端面和主体部分的上端面之间的高度差值，进而计算出锁紧驱动环的移动量并判断出油管悬挂器在井口头上的锁紧状态。

[0031] 实施时，优选所述法兰盘802与高度安装座之间采用螺钉形成可拆卸连接，这样即可更便捷地将高度检查座803从法兰盘802上拆离，提高操作效率。

[0032] 此外，优选心轴801与立管之间为螺纹连接，这样的结构设计更为简单，且将心轴801从立管上拆卸或与其装配起来更加便捷。

[0033] 所述维持结构可采取所述短测针807和长测针808与其分别贯穿的孔之间为间隙配合的结构（间隙配合是指孔与轴之间具有间隙（包括最小间隙等于零）的配合）。进一步，所述短测针807和长测针808的表面还设置有滚花，这样能够增大与其分别贯穿的孔之间的摩擦力，从而利用摩擦力来更好地维持所述短测针807和长测针808动作后处于静止状态，提升短测针807和长测针808测度数据的准确度。

[0034] 实施时，优选所述短测针807上伸出距离与所述短测针807上邻近所述法兰盘802的端部到所述法兰盘802之间的距离相等；所述长测针808上伸出距离与所述长测针808上邻近所述法兰盘802的端部到所述法兰盘802之间的距离相等。这样更便于对短测针807和长测针808进行观察和测量。

[0035] 实施时，优选所述第二级台阶805在轴向上的高度等于所述油管悬挂器的锁紧环胀开至具有最大外径时所述锁紧驱动环的上端至所述油管悬挂器的主体部分的上端之间的高度。这样，因油管悬挂器水下安装高度检测工具8上第二级台阶805具有特定的高度，且只有当油管悬挂器的锁紧环胀开至具有最大外径时，长测针808和短测针807将伸出部分完全退回，其余情况均会导致长测针808未能完全退回并测得油管悬挂器上用于推动锁紧环锁紧的锁紧驱动环上端与油管悬挂器的主体部分上端之间的距离，从而能够更快速地检测出该距离是否在允许的误差范围之内，进而判断出油管悬挂器的锁紧状态是否符合要求。

[0036] 其中，所述维持结构包括止动螺钉809、沉头孔和压簧810；所述止动螺钉809上远离螺钉头部的端部具有能够供所述短测针807或所述长测针808可滑动贯穿的穿孔；

[0037] 所述第一级台阶轴向的外侧面上邻近所述短测针807和所述长测针808处分别设置有一个沉头孔，所述沉头孔内设置有所述止动螺钉809，所述短测针807和所述长测针808在位于所述第一级台阶内部的部分贯穿其相邻的所述止动螺钉809的所述穿孔；所述沉头孔的底部与所述止动螺钉809上远离螺钉头部的端部之间抵接设置有所述压簧810。

[0038] 上述维持结构，止动螺钉809在压簧810弹力的作用下，利用其穿孔的内壁来提拉住所述长测针808或短测针807，加大长测针808或短测针807在其相应孔之间的摩擦力，从而能够更好保证所述短测针807和长测针808动作后处于静止状态，确保能够获取更加准确的高度检查数据。

[0039] 其中，上述油管悬挂器水下安装高度检测工具还包括角度检查结构；所述角度检查结构包括在油管悬挂器水下安装高度检测工具8的心轴801上靠近上端处固定设置有印块811，所述印块811能够在油管悬挂器水下安装高度检测工具8着落到油管悬挂器上时与防喷器上的导向销正对；所述印块811由铅材料制得，所述导向销沿自身轴向的投影落在所述印块811上与所述导向销正对的侧面的内部。

[0040] 设置上述角度检查工具后，当油管悬挂器水下安装高度检测工具8的高度检查座803着陆到油管悬挂器上时，此时油管悬挂器水下安装高度检测工具8与油管悬挂器为同轴；随后控制导向销顶出并在印块811上压出印记，随后可通过测量来计算出导向销与印块
811之间是否垂直，若垂直则可得知油管悬挂器的轴向与防喷器的轴向一致，则油管悬挂器未偏斜；若不垂直也可通过导向销与印块811之间的夹角来计算得出油管悬挂器的轴向与防喷器的轴向之间的夹角，并查看该夹角是否在误差范围内，从而得出是否适于安装水下立式采油树的结论。

[0041] 其中，所述角度检查结构还包括周向定位结构，所述周向定位结构包括所述高度检查座803上远离所述法兰盘802的端部的侧面沿径向外凸设置的一个导向键812；所述周向定位结构还包括所述油管悬挂器的主体部分的上端内侧面设有与所述导向键812相对应的一个导槽。

[0042] 具体实施时，本领域技术人员公知：导向键812和导槽的设置也可相互交换，即在高度检查座803设置导槽，在油管悬挂器上设置导向键，这样同样能够实现精准的导向定位作用。

[0043] 上述导向键812和导槽结构的设置，即使得油管悬挂器水下安装高度检测工具8能够在周向上进行准确的定位，从而能够保证印块811与导向销准确定位，进而确保测得数据的准确性。

[0044] 其中，所述角度检查结构还包括有用于固定所述印块811的固定结构；所述固定结构包括固定块813和压块814，所述固定块813固定在所述心轴上；所述压块814的中部具有梯形台状结构的镂空部；

[0045] 所述印块811与所述镂空部的形状和大小相匹配并压放在所述镂空部中，所述压块814通过螺钉固定连接在所述固定块813上并形成对所述印块811的固定。

[0046] 上述固定结构的设置，不仅能够对印块811进行固定限位，以此来保证角度检查功能能够正常使用。还更便于对印块811进行拆离或更换，从而显著提高操作效率。

[0047] 以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。