CN102900405A

CN102900405A - 海洋水下井口头回接装置

Info

Publication number: CN102900405A
Application number: CN2012103985241A
Authority: CN
Inventors: 金连登; 邓平; 李磊; 张元洪; 陈晖�
Original assignee: Baoji Oilfield Machinery Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; Baoji Oilfield Machinery Co Ltd; CNPC National Oil and Gas Drilling Equipment Engineering Technology Research Center Co Ltd
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2012-10-18
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2032-10-18
Also published as: CN102900405B

Abstract

本发明公开了一种海洋水下井口头回接装置，主要由隔水导管和回接头、133/8〃套管和133/8〃套管回接头、95/8〃套管和95/8〃套管回接头及回接悬挂器等组成。当海洋水下井口头需要回接作业时，回接头通过锁紧块与海洋水下井口头实现锁固连接，回接头和海洋水下井口头之间通过密封Ⅴ和密封Ⅵ实现密封；133/8〃套管回接头通过螺纹与回接悬挂器连接，通过密封Ⅶ实现密封；95/8〃套管回接头通过连接环上的螺纹与回接悬挂器连接，通过金属密封实现环空密封。本发明结构紧凑、操作方便，较好地满足了海洋水下井口头回接工艺的要求。

Description

海洋水下井口头回接装置

技术领域

本发明属于海洋石油钻采装备技术领域，涉及一种海洋水下井口头回接装置。

背景技术

在浅海进行油气开采时，当钻井平台钻完一口井后，一般都采用固定式平台进行采油、采气作业，由于固定式平台和海洋水下井口头之间有很长一段距离，所以要采用海洋水下井口头回接装置来隔离海水，为固定式平台和海洋水下井口头之间建立一个油气通道。

海洋水下井口头回接装置是油气通道畅通的保证，其上端承接各层套管，下端连接海洋水下井口头，起到承上启下的作用。为确保安全和回接作业的质量，海洋水下井口头回接装置一般采用3层回接管柱，其作业程序一般是先回接隔水导管，然后回接133/8〃套管，最后回接95/8〃套管。当固定式平台安装好平台采油树后，在95/8〃套管回接管柱内下入油管便可进行采油、采气作业。

现有的这种海洋水下井口头回接装置与海洋水下井口头之间，由于距离长，连接操作复杂，工作效率低，影响了其广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋水下井口头回接装置，解决了现有技术距离长，连接操作复杂，工作效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种海洋水下井口头回接装置，

包括隔水导管和回接头，隔水导管通过螺纹和回接头连接，

回接头的结构是，从上到下依次包括上端盖、旋转环、支撑管、驱动块、上端连接块、导向座、下端连接块和锁紧块，

所述的上端盖通过外台阶通孔中的螺栓与导向座固定连接，在上端盖与导向座之间的内圆台阶之间设置有旋转环，旋转环的内圆中部设置有凹槽；在上端盖与导向座之间的螺栓圆周上套装有支撑管，支撑管下段外圆周套装有驱动块；

导向座下端与锁紧块、海洋水下井口头接触连接；

上端连接块下端内圆周与下端连接块上端的外圆周套接，上端连接块的内圆周同时套装在上端盖外圆周、驱动块的外圆周上，下端连接块的内圆周同时套装在导向座外圆周和锁紧块外圆周上。

本发明的有益效果是：通过专用工具驱动锁紧机构可实现海洋水下井口头回接装置和海洋水下井口头的锁固，通过驱动连接环可实现海洋水下井口头和固定式平台的金属对金属密封回接，为海洋水下井口头和固定式平台提供安全的油气通道，节约海洋石油的开发成本，缩短海上油气田投产的时间；结构紧凑、操作方便，较好地满足了海洋水下井口头回接工艺的要求。

附图说明

图1是本发明海洋水下井口头回接装置的结构示意图；

图2是本发明装置在回接133/8〃套管22时的结构示意图；

图3是本发明装置在回接95/8〃套管27时的结构示意图。

图中，1.隔水导管，2.回接头，3.上端盖，4.螺栓，5.密封Ⅰ，6.密封Ⅱ，7.旋转环，8.支撑管，9.凹槽，10.驱动块，11.上端连接块，12.密封Ⅲ，13.密封Ⅳ，14.导向座，15.密封Ⅴ，16.密封Ⅵ，17.下端连接块，18.锁紧块，19.海洋水下井口头，20.金属密封组合体，21.回接悬挂器，22.133/8〃套管，23.133/8〃套管回接头，24.密封Ⅶ，25.密封面A，26.斜面，27.95/8〃套管，28.转换接头，29.95/8〃套管回接头，30.金属密封，31.密封面B，32.台阶Ⅰ，33.连接环。

具体实施方式

参照图1、图2、图3，本发明的海洋水下井口头回接装置结构是，包括隔水导管1和隔水导管的回接头2，隔水导管1通过螺纹和回接头2连接。回接头2从上到下为上端盖3、旋转环7、支撑管8、驱动块10、上端连接块11、导向座14、下端连接块17和锁紧块18；上端盖3通过外台阶通孔中的螺栓4与导向座14固定连接，在上端盖3与导向座14之间的内圆台阶之间设置有旋转环7，旋转环7的内圆中部设置有凹槽9，在上端盖3与导向座14之间的螺栓4圆周上套装有支撑管8（起支撑作用），支撑管8下段外圆周套装有驱动块10，导向座14下端与锁紧块18、海洋水下井口头19接触连接；上端连接块11下端内圆周与下端连接块17上端的外圆周套接，上端连接块11的内圆周同时套装在（紧压包裹）在上端盖3外圆周、驱动块10的外圆周上，下端连接块17的内圆周同时套装在（紧压包裹）导向座14外圆周和锁紧块18外圆周上；

回接头2上端的上端盖3与隔水导管1通过螺纹连接；回接头2下端的锁紧块18与海洋水下井口头19锁固连接；

旋转环7上端外壁和上端盖3下端台阶内壁之间设置有密封Ⅰ5；旋转环7下端外壁和导向座14上端台阶内壁之间设置有密封Ⅳ13；上端盖3外壁与上端连接块11内壁接触面之间设置有密封Ⅱ6；下端连接块17内壁和导向座14外壁之间设置有密封Ⅲ12；海洋水下井口头19上端面及内圆周斜面与导向座14相应的接触面之间分别设置有密封Ⅴ15、密封Ⅵ16。

参照图2，回接头2和海洋水下井口头19的内腔中，用于下入133/8〃套管22、133/8〃套管回接头23和回接悬挂器21，133/8〃套管22下端外圆周与133/8〃套管回接头23上端内圆周通过套管螺纹扣连接，133/8〃套管回接头23下端外圆周与回接悬挂器21上端内圆周通过螺纹连接。

回接悬挂器21上端外圆周与海洋水下井口头19内圆周之间设置有金属密封组合体20，133/8〃套管回接头23与回接悬挂器21的密封面A25之间设置有密封Ⅶ24；回接悬挂器21的密封面A25下方设置有斜面26。

参照图3，133/8〃套管22和133/8〃套管回接头23内腔用于下入95/8〃套管27、转换接头28、95/8〃套管回接头29和连接环33，95/8〃套管27下端外圆周与转换接头28上端内圆周通过套管螺纹连接，转换接头28下端外圆周与95/8〃套管回接头29内圆周通过套管螺纹连接，95/8〃套管回接头29内圆周套装有连接环33，连接环33下端外圆周与回接悬挂器21通过螺纹连接；95/8〃套管回接头29下端坐在回接悬挂器21内表面的台阶Ⅰ32上，95/8〃套管回接头29下端外圆周与回接悬挂器21的密封面B31之间设置有金属密封30。

导向座14下端圆周设置有安装锁紧块18的孔，导向座14底部设置有方便插入海洋水下井口头19外沿的导向喇叭口。

锁紧块18设置有与海洋水下井口头19上端外圆周相配的锁紧齿形面。

95/8〃套管回接头29和回接悬挂器21之间的金属密封30为直插式、旋转挤压金属密封结构。

本发明装置的工作原理是，当海洋水下井口头需要回接到固定式平台进行平台上采油气时，根据油田钻井工艺要求，金属密封组合体20和回接悬挂器21与油层套管一起下入井口，坐在海洋水下井口头内，经试压合格后，进行回接作业。在执行回接作业前首先要对每一个回接头螺纹及密封进行检查，并彻底清洗，涂上黄油。其次，要对每一个回接头及专用工具等的功能进行检查，验证回接头的锁紧情况及专用工具的旋转位置。海洋水下井口头回接的顺序一般是从大尺寸套管到小尺寸套管，即先回接隔水导管1，然后回接133/8〃套管22，最后回接95/8〃套管27。

本发明装置的回接工作过程是，

1）如图1所示，当固定式平台安装好后，经检验海洋水下井口头19和回接悬挂器21之间的金属密封组合体20的密封性安全可靠后，在ROV的帮助下，回接头2随着隔水导管1一起下入，直至回接头2坐在海洋水下井口头19上。此时，密封Ⅴ15和密封Ⅵ16分别与海洋水下井口头19上端面及内圆周斜面很好贴合，形成密封。然后，从固定式平台上下入专用工具，插入回接头2内腔的凹槽9内，对回接头2的锁紧机构施加正扣扭矩，驱动锁紧块18进入海洋水下井口头19上端外圆周锁紧凹槽中，使得回接头2锁紧海洋水下井口头19。经试压合格，预提后按设计要求切割隔水导管1，安装203/4〃平台井口套管头，完成隔水导管1的回接。

2）如图2所示，当133/8〃套管回接头23随着133/8〃套管22下放到位后，133/8〃套管回接头23下端外圆周的螺纹公扣和回接悬挂器21上端内圆周螺纹母扣相啮合。然后，利用133/8〃套管22的大钳工具旋转133/8〃套管22，使得133/8〃套管回接头23向下移动，直至133/8〃套管回接头23下端坐在回接悬挂器21的斜面26上。此时，133/8〃套管回接头23下端外圆周和回接悬挂器21上端密封面A25很好贴合，使得密封Ⅶ24与回接悬挂器21上端密封面A25形成密封。经试压合格，预提后，坐卡瓦，按设计要求切割，安装203/4〃×135/8〃平台井口套管头，完成133/8〃套管22的回接。

3）如图3所示，95/8〃套管回接头29、金属密封30、转换接头28和连接环33装配好后随着95/8〃套管27下放，直至95/8〃套管回接头29下端坐在回接悬挂器21台阶Ⅰ32上。然后，从固定式平台下入专用工具，插入连接环33的凹槽上，继续下放专用工具，使得连接环33螺纹公扣和回接悬挂器21下端内圆周螺纹母扣相啮合。然后，利用专用工具对连接环33施加正扣扭矩，使得连接环33向下移动，通过旋转挤压使得金属密封30产生变形。此时，金属密封30和回接悬挂器21密封面B31很好贴合，形成密封。经试压合格，预提后，坐卡瓦，按设计要求切割，安装135/8〃×11〃平台井口套管头，完成95/8〃套管27的回接。

Claims

1.一种海洋水下井口头回接装置，其特征在于：

包括隔水导管（1）和回接头（2），隔水导管（1）通过螺纹和回接头（2）连接，

回接头（2）的结构是，从上到下依次包括上端盖（3）、旋转环（7）、支撑管（8）、驱动块（10）、上端连接块（11）、导向座（14）、下端连接块（17）和锁紧块（18），

所述的上端盖（3）通过外台阶通孔中的螺栓（4）与导向座（14）固定连接，在上端盖（3）与导向座（14）之间的内圆台阶之间设置有旋转环（7），旋转环（7）的内圆中部设置有凹槽（9）；在上端盖（3）与导向座（14）之间的螺栓（4）圆周上套装有支撑管（8），支撑管（8）下段外圆周套装有驱动块（10）；

导向座（14）下端与锁紧块（18）、海洋水下井口头（19）接触连接；

上端连接块（11）下端内圆周与下端连接块（17）上端的外圆周套接，上端连接块（11）的内圆周同时套装在上端盖（3）外圆周、驱动块（10）的外圆周上，下端连接块（17）的内圆周同时套装在导向座（14）外圆周和锁紧块（18）外圆周上。

2.根据权利要求1所述的海洋水下井口头回接装置，其特征在于：所述的旋转环（7）上端外壁和上端盖（3）下端台阶内壁之间设置有密封Ⅰ（5）；

旋转环（7）下端外壁和导向座（14）上端台阶内壁之间设置有密封Ⅳ（13）；

上端盖（3）外壁与上端连接块（11）内壁接触面之间设置有密封Ⅱ（6）；

下端连接块（17）内壁和导向座（14）外壁之间设置有密封Ⅲ（12）；

海洋水下井口头（19）上端面及内圆周斜面与导向座（14）相应的接触面之间分别设置有密封Ⅴ（15）、密封Ⅵ（16）。

3.根据权利要求1或2所述的海洋水下井口头回接装置，其特征在于：所述的回接头（2）上端的上端盖（3）与隔水导管（1）通过螺纹连接；回接头（2）下端的锁紧块（18）与海洋水下井口头（19）锁固连接。

4.根据权利要求3所述的海洋水下井口头回接装置，其特征在于：所述的导向座（14）下端圆周设置有安装锁紧块（18）的孔，导向座（14）底部设置有导向喇叭口。

5.根据权利要求4所述的海洋水下井口头回接装置，其特征在于：所述的锁紧块（18）设置有与海洋水下井口头（19）上端外圆周相配的锁紧齿形面。

6.根据权利要求5所述的海洋水下井口头回接装置，其特征在于：所述的回接头（2）和海洋水下井口头（19）的内腔中，用于下入13 3/8〃套管（22）、13 3/8〃套管回接头（23）、金属密封组合体（20）和回接悬挂器（21），13 3/8〃套管（22）下端外圆周与13 3/8〃套管回接头（23）上端内圆周通过套管螺纹扣连接，13 3/8〃套管回接头（23）下端外圆周与回接悬挂器（21）上端内圆周通过螺纹连接；

回接悬挂器（21）上端外圆周与海洋水下井口头（19）内圆周之间设置有金属密封组合体（20），13 3/8〃套管回接头（23）与回接悬挂器（21）的密封面A（25）之间设置有密封Ⅶ（24）；回接悬挂器（21）的密封面A（25）下方设置有斜面（26）。

7.根据权利要求6所述的海洋水下井口头回接装置，其特征在于：所述的13 3/8〃套管（22）和13 3/8〃套管回接头（23）内腔用于下入9 5/8〃套管（27）、转换接头（28）、9 5/8〃套管回接头（29）和连接环（33），9 5/8〃套管（27）下端外圆周与转换接头（28）上端内圆周通过套管螺纹连接，转换接头（28）下端外圆周与9 5/8〃套管回接头（29）内圆周通过套管螺纹连接，9 5/8〃套管回接头（29）内圆周套装有连接环（33），连接环（33）下端外圆周与回接悬挂器（21）通过螺纹连接；9 5/8〃套管回接头（29）下端坐在回接悬挂器（21）内表面的台阶Ⅰ（32）上，9 5/8〃套管回接头（29）下端外圆周与回接悬挂器（21）的密封面B（31）之间设置有金属密封（30）。