CN110905434B - 一种水下采油树井口电动连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下采油树井口电动连接装置，包括井口和采油管，所述采油管的下端螺纹安装有连接套，所述连接套内从到下依次环形等距开设有多个动力腔和多个传动腔，每个所述动力腔内均固定安装有电机，且每个电机输出轴的下端均延伸至传动腔内，所述电机输出轴的下端同轴焊接有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹套设有压力塞，且压力塞滑动安装在传动腔内,所述传动腔内固定安装有多孔限位板。本发明通过平锁机构和推锁机构使得井口与采油管之间连接更加稳固且密封性更好，通过弹簧增加推锁机构解锁的速度，通过电机控制解锁和锁定更加便捷且距离更远，且电机单独置于动力腔内，增加装置的使用寿命。

Description

一种水下采油树井口电动连接装置

技术领域

本发明涉及石油开采领域，尤其涉及一种水下采油树井口电动连接装置。

背景技术

采油树是自喷井和机采井等用来开采石油的井口装置，它是油气井最上部的控制和调节油气生产的主要设备，采油树与油井的井口通常使用连接装置连接。

现有的连接装置大多采用液压联动的方式来锁进采油树与油井，但液压联动在长距离控制时控制效果差，且液压控制成本高，且控制速度慢，因此需要采用电力控制增加控制难度，而现有的电力控制连接装置通常结构为楔状卡接，结构复杂，且楔状物在锁定与解锁时会造成大量摩擦，长期使用会松动使得井口与采油树连接密封性较差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在结构复杂、易松动导致密封性差的缺点，而提出的一种水下采油树井口电动连接装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水下采油树井口电动连接装置，包括井口和采油管，所述采油管的下端螺纹安装有连接套，所述连接套内从到下依次环形等距开设有多个动力腔和多个传动腔，每个所述动力腔内均固定安装有电机，且每个电机输出轴的下端均延伸至传动腔内，所述电机输出轴的下端同轴焊接有螺纹杆，所述螺纹杆上螺纹套设有压力塞，且压力塞滑动安装在传动腔内；

所述传动腔内固定安装有多孔限位板，且螺纹杆的下端转动插设在多孔限位板的中心，所述连接套内分别嵌设安装有多个平锁机构和多个推锁机构，每个所述传动腔的内壁分别开始有第一连接孔和第二连接孔，且第一连接孔和第二连接孔分别连接相对应的平锁机构和推锁机构；

传动腔内充满液压油，当电机转动时，电机的输出轴带动螺纹杆转动，螺纹杆转动则使得压力塞在传动腔内移动，当压力塞向下移动时，推动液压油向下压缩，则能够使得传动腔内的液压油压入第一连接孔和第二连接孔驱动平锁机构和推锁机构动作，即通过控制电机的转动即可控制平锁机构和推锁机构锁定或解锁井口和采油管的连接。

优选地，所述平锁机构包括开设在连接套内圈侧壁上的液压平槽，且第一连接孔连通液压平槽，所述液压平槽的槽口处密封焊接有弹性金属片；

传动腔内的液压油通过第一连接孔进入液压平槽内，则液压平槽内的压力逐渐增大，逐渐增大的压力使得弹性金属片向液压平槽外突出。

优选地，所述井口的外侧壁上环形等距开设有多个弧形锁槽，且多个弧形锁槽与多个弹性金属片一一对应；

向外突出的弹性金属片抵在弧形锁槽内，即弹性金属片锁进弧形锁槽将井口与采油管固定。

优选地，所述推锁机构包括开设在连接套内的液压斜槽，且第二连接孔连通液压斜槽，所述液压斜槽的槽底固定安装有弹簧，所述弹簧远离槽底的一端固定连接有活塞，所述活塞的一端固定安装有推杆，所述推杆的一端固定安装有锁头；

传动腔内的液压油通过第二连接孔进入液压斜槽内，则液压斜槽内压力逐渐增大，则液压油推动活塞在液压斜槽内向外滑动，且弹簧逐渐被拉伸，活塞向外滑动则推动推杆和锁头向外移动，当液压斜槽内液压油通过第二连接孔回流时，液压斜槽内的压力降低，弹簧收缩辅助活塞、推杆和锁头快速复位。

优选地，所述井口的外侧壁上环形等距开设有多个斜锁槽，且多个斜锁槽与多个锁头一一对应；

锁头从液压斜槽内移出后锁进斜锁槽内。则使得井口与采油管牢固连接，且倾斜的锁头推动井口侧壁上的斜锁槽使得井口与采油管的连接更加紧密，增加其密封性。

优选地，所述井口卡设在采油管的下端，所述采油管的内管壁固定安装有密封圈，且密封圈紧贴井口。

本发明具有以下有益效果：

1、连接套螺纹安装在采油管上，通过连接套即可将井口与采油管牢牢固定，且连接套锁定与解锁井口和采油管均通过控制电机的转动即可，电机控制适用于长距离锁定与解锁，且装置结构更加简单，解锁与锁定操作便捷。

2、弹性金属片密封焊接在液压平槽的槽口，当需要锁定时，通过控制电机使得传动腔内压力增加，从而使得与传动腔通过第一连接孔连接的液压平槽内压力增加，则弹性金属片被压力挤压凸起，凸起的弹性金属片卡在井口侧壁上的弧形锁槽使得井口与采油管被锁定，操作简单，且反应迅速。

3、锁头通过倾斜的液压斜槽移出并锁进井口侧壁上的斜锁槽内，且随着液压斜槽内压力的增大，锁头通过推杆和活塞牢牢抵紧斜锁槽，进一步将井口与采油管固定，且倾斜推紧使得井口与采油管连接更加紧密，增加其密封性。

4、传动腔的内壁上固定安装有多孔限位板，多孔限位板在电机通过螺纹杆控制压力塞移动时避免压力塞移动过限而使得液压平槽失去压力，且能够保证传动腔内的液压油流通顺畅，且能够固定螺纹杆使之转动均匀。

5、在液压斜槽内固定安装有弹簧，弹簧的两端分别固定在液压斜槽的槽底和活塞上，即活塞推动推杆和锁头锁定井口时，弹簧拉伸，当锁头从井口上解锁时，拉伸的弹簧能够帮助活塞、推杆和锁头快速归位，增加解锁速度。

6、电机置于动力腔内，能够避免采油的恶劣环境对其造成影响，增加装置的使用寿命，而传动腔分别与液压平槽和液压斜槽通过第一连接孔和第二连接孔直连，使得液压控制传输速度更快。

综上所述，本发明通过平锁机构和推锁机构使得井口与采油管之间连接更加稳固且密封性更好，通过弹簧增加推锁机构解锁的速度，通过电机控制解锁和锁定更加便捷且距离更远，且电机单独置于动力腔内，增加装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提出的一种水下采油树井口电动连接装置的结构示意图；

图2为图1中A处放大图。

图中：1井口、2采油管、3连接套、4动力腔、5电机、6压力塞、7传动腔、8多孔限位板、9密封圈、10弧形锁槽、11斜锁槽、12螺纹杆、13第一连接孔、14第二连接孔、15液压斜槽、16弹簧、17活塞、18推杆、19锁头、20液压平槽、21弹性金属片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种水下采油树井口电动连接装置，包括井口1和采油管2，采油管2的下端螺纹安装有连接套3，连接套3内从到下依次环形等距开设有多个动力腔4和多个传动腔7，每个动力腔4内均固定安装有电机5，且每个电机5输出轴的下端均延伸至传动腔7内，电机5输出轴的下端同轴焊接有螺纹杆12，螺纹杆12上螺纹套设有压力塞6，且压力塞6滑动安装在传动腔7内；

传动腔7内固定安装有多孔限位板8，且螺纹杆12的下端转动插设在多孔限位板8的中心，连接套3内分别嵌设安装有多个平锁机构和多个推锁机构，每个传动腔7的内壁分别开始有第一连接孔13和第二连接孔14，且第一连接孔13和第二连接孔14分别连接相对应的平锁机构和推锁机构；

传动腔7内充满液压油，当电机5转动时，电机5的输出轴带动螺纹杆12转动，螺纹杆12转动则使得压力塞6在传动腔7内移动，当压力塞6向下移动时，推动液压油向下压缩，则能够使得传动腔7内的液压油压入第一连接孔13和第二连接孔14驱动平锁机构和推锁机构动作，即通过控制电机5的转动即可控制平锁机构和推锁机构锁定或解锁井口1和采油管2的连接。

平锁机构包括开设在连接套3内圈侧壁上的液压平槽20，且第一连接孔13连通液压平槽20，液压平槽20的槽口处密封焊接有弹性金属片21；

传动腔7内的液压油通过第一连接孔13进入液压平槽20内，则液压平槽20内的压力逐渐增大，逐渐增大的压力使得弹性金属片21向液压平槽20外突出。

井口1的外侧壁上环形等距开设有多个弧形锁槽10，且多个弧形锁槽10与多个弹性金属片21一一对应；

向外突出的弹性金属片21抵在弧形锁槽10内，即弹性金属片21锁进弧形锁槽10将井口1与采油管2固定。

推锁机构包括开设在连接套3内的液压斜槽15，且第二连接孔14连通液压斜槽15，液压斜槽15的槽底固定安装有弹簧16，弹簧16远离槽底的一端固定连接有活塞17，活塞17的一端固定安装有推杆18，推杆18的一端固定安装有锁头19；

传动腔7内的液压油通过第二连接孔14进入液压斜槽15内，则液压斜槽15内压力逐渐增大，则液压油推动活塞17在液压斜槽15内向外滑动，且弹簧16逐渐被拉伸，活塞17向外滑动则推动推杆18和锁头19向外移动，当液压斜槽15内液压油通过第二连接孔14回流时，液压斜槽15内的压力降低，弹簧16收缩辅助活塞17、推杆18和锁头19快速复位。

井口1的外侧壁上环形等距开设有多个斜锁槽11，且多个斜锁槽11与多个锁头19一一对应；

锁头19从液压斜槽15内移出后锁进斜锁槽11内。则使得井口1与采油管2牢固连接，且倾斜的锁头19推动井口1侧壁上的斜锁槽11使得井口1与采油管2的连接更加紧密，增加其密封性。

井口1卡设在采油管2的下端，采油管2的内管壁固定安装有密封圈9，且密封圈9紧贴井口1。

本发明在使用时，将连接套3螺纹安装在采油管的下端，然后将连接套3的下端套设在井口1上并使得井口1与采油管2卡接，然后控制电机5转动，则电机5通过输出轴使得螺纹杆12转动，螺纹杆12转动将压力塞6在传动腔7内向下推动，则传动腔7下端的压力增加，则传动腔7内的液压油分别从第一连接孔13和第二连接孔14压入液压平槽20和液压斜槽15，液压油的增多使得液压平槽20内的压力增加，则压力使得弹性金属片21向槽外凸起并抵在井口1侧壁上的弧形锁槽10内，而液压斜槽15内的液压油推动活塞17向外移动，弹簧16拉伸，活塞17推动推杆18和锁头19向外移动，最终插设在井口1侧壁上的斜锁槽11，则弹性金属片21卡进弧形锁槽10和锁头19锁进斜锁槽11将井口1与采油管2牢牢固定，完成锁定；

解锁时，控制电机5反向转动，压力塞6通过螺纹杆12的转动上移，则液压油被传动腔7通过第一连接孔13和第二连接孔14回收，使得液压平槽20和液压斜槽15内压力逐渐减小，则弹性金属片21恢复原状，锁头19在弹簧16的复位下快速被活塞17和推杆18拉进液压斜槽15内，完成解锁。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种水下采油树井口电动连接装置，包括井口(1)和采油管(2)，其特征在于，所述采油管(2)的下端螺纹安装有连接套(3)，所述连接套(3)内从到下依次环形等距开设有多个动力腔(4)和多个传动腔(7)，每个所述动力腔(4)内均固定安装有电机(5)，且每个电机(5)输出轴的下端均延伸至传动腔(7)内，所述电机(5)输出轴的下端同轴焊接有螺纹杆(12)，所述螺纹杆(12)上螺纹套设有压力塞(6)，且压力塞(6)滑动安装在传动腔(7)内；

所述传动腔(7)内固定安装有多孔限位板(8)，且螺纹杆(12)的下端转动插设在多孔限位板(8)的中心，所述连接套(3)内分别嵌设安装有多个平锁机构和多个推锁机构，每个所述传动腔(7)的内壁分别开设 有第一连接孔(13)和第二连接孔(14)，且第一连接孔(13)和第二连接孔(14)分别连接相对应的平锁机构和推锁机构；

所述平锁机构包括开设在连接套(3)内圈侧壁上的液压平槽(20)，且第一连接孔(13)连通液压平槽(20)，所述液压平槽(20)的槽口处密封焊接有弹性金属片(21)；

所述推锁机构包括开设在连接套(3)内的液压斜槽(15)，且第二连接孔(14)连通液压斜槽(15)，所述液压斜槽(15)的槽底固定安装有弹簧(16)，所述弹簧(16)远离槽底的一端固定连接有活塞(17)，所述活塞(17)的一端固定安装有推杆(18)，所述推杆(18)的一端固定安装有锁头(19)。

2.根据权利要求1所述的一种水下采油树井口电动连接装置，其特征在于，所述井口(1)的外侧壁上环形等距开设有多个弧形锁槽(10)，且多个弧形锁槽(10)与多个弹性金属片(21)一一对应。

3.根据权利要求1所述的一种水下采油树井口电动连接装置，其特征在于，所述井口(1)的外侧壁上环形等距开设有多个斜锁槽(11)，且多个斜锁槽(11)与多个锁头(19)一一对应。

4.根据权利要求1所述的一种水下采油树井口电动连接装置，其特征在于，所述井口(1)卡设在采油管(2)的下端，所述采油管(2)的内管壁固定安装有密封圈(9)，且密封圈(9)紧贴井口(1)。

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