用于钻井隔水管的软悬挂装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于钻井隔水管的软悬挂装置及其操作方法，该装置包括如下部件：液压减震系统，包括液压缸和装配于所述液压缸中的中空活塞杆，所述中空活塞杆将所述液压缸划分为有杆腔和无杆腔，所述中空活塞杆内设置有空腔；悬挂短节系统，包括悬挂短节、顶部悬挂机构和铰接接头，所述铰接接头装配于所述悬挂短节的下端，用于与隔水管连接，所述悬挂短节穿过所述中空活塞杆的空腔后，其上端通过所述顶部悬挂机构与所述中空活塞杆连接。该装置在悬挂短节的下端装配铰接接头，铰接接头由互为90度的两个销轴的万向节组成，可实现水平面360度的自由旋转，隔水管可绕其旋转，以达到释放隔水管所承受的弯矩载荷的目的。水管所承受的弯矩载荷的目的。水管所承受的弯矩载荷的目的。

【技术实现步骤摘要】
用于钻井隔水管的软悬挂装置及其操作方法


[0001]本专利技术涉及一种用于钻井隔水管的软悬挂装置及其操作方法，属于海洋石油工程和钻采


技术介绍

[0002]深水钻井作业中，钻井隔水管是连接海底井口与海面作业平台的重要通道，是深水油气勘探开发的重要设备。隔水管在遇到恶劣天气或工况(如台风、强内波流)时，钻井平台需要紧急撤离，保证人员及设备的安全。目前常用的常规避台方案是平台解脱并回收全部隔水管后航行至安全区域，待环境条件允许后，隔水管需要重新下放重新开始钻井作业。这种情况效率极低，会导致非作业时间增长从而增加钻井的成本。另外一种避台方案是悬挂避台。当遇到紧急台风天气时，平台回收部分隔水管，未回收的隔水管悬挂于平台卡盘上，与原位抗台或者隔水管随平台一起航行撤离至安全区域。这种方案可以延长钻井作业时间，比常规的回收全部隔水管具备一定的优势。该方案作为紧急状态下的备用方案(尤其在台风工况下)，存在一定的安全风险，悬挂隔水管可能与转喷器外壳发生碰撞，而且常规隔水管在恶劣环境下由于载荷过大自身易发生破坏。由于没有专门的加强措施，制约了悬挂隔水管对恶劣环境的适应能力。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于钻井隔水管的软悬挂装置及其操作方法，该装置在悬挂短节的下端装配铰接接头，铰接接头由互为90度的两个销轴的万向节组成，可实现水平面360度的自由旋转，隔水管可绕其旋转，以达到释放隔水管所承受的弯矩载荷的目的。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0005]一种用于钻井隔水管的软悬挂装置，包括如下部件：
[0006]液压减震系统，包括液压缸和装配于所述液压缸中的中空活塞杆，所述中空活塞杆将所述液压缸划分为有杆腔和无杆腔，所述中空活塞杆内设置有空腔；
[0007]悬挂短节系统，包括悬挂短节、顶部悬挂机构和铰接接头，所述铰接接头装配于所述悬挂短节的下端，用于与隔水管连接，所述悬挂短节穿过所述中空活塞杆的空腔后，其上端通过所述顶部悬挂机构与所述中空活塞杆连接。
[0008]所述的软悬挂装置，优选地，所述悬挂短节的顶部和中部为等径管，所述悬挂短节的底部为锥形管状的应力短节结构，所述悬挂短节的底部设置有沿其周向延伸的卡槽。
[0009]所述的软悬挂装置，优选地，所述悬挂短节系统还包括对中机构，所述对中机构套设在所述卡槽中。
[0010]所述的软悬挂装置，优选地，所述对中机构为两瓣对称设置的半圆筒形结构，两瓣所述半圆筒形结构套设在所述卡槽中，并通过螺钉紧固连接。
[0011]所述的软悬挂装置，优选地，所述顶部悬挂机构由两半圆形卡环组成，两所述半圆形卡环套设在所述悬挂短节的上端，并通过螺钉紧固在所述中空活塞杆的顶端。
[0012]所述的软悬挂装置，优选地，所述铰接接头是由互为90度的两个销轴万向节组成，其可实现水平面360度的自由旋转。
[0013]所述的软悬挂装置，优选地，所述悬挂短节系统还包括防磨衬套，所述防磨衬套装配于所述液压缸的下端并套设在所述悬挂短节的下端，所述防磨衬套为筒形结构，其外壁面与钻台和转喷器外壳的内壁面相接触，其内壁面与所述对中机构的外壁面相接触。
[0014]所述的软悬挂装置，优选地，所述液压缸的外壁上设置有凸台，所述凸台卡接在钻台的卡盘上。
[0015]所述的软悬挂装置，优选地，所述液压减震系统还包括液压控制系统，所述液压控制系统与所述液压缸连接，用于控制所述液压缸的流量和压力。
[0016]基于上述软悬挂装置的操作方法，本专利技术还提供该装置的操作方法，包括如下步骤：
[0017]连接状态的所述隔水管与海底设备解脱，利用钻井平台的大钩起甩部分所述隔水管至预定悬挂长度，所述隔水管的上端坐落在钻台的卡盘上；
[0018]将离线组装好的所述软悬挂装置吊装至钻台面处，将所述铰接接头与所述隔水管的上端进行连接，下放所述软悬挂装置以及相连的所述隔水管，直到所述液压缸外壁上的所述凸台卡接在卡盘上，完成所述隔水管的悬挂。
[0019]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0020]1、本专利技术装置中悬挂短节的底部采用锥形管的应力短节结构形式，可以承担波浪海流产生的较大横向载荷。
[0021]2、本专利技术装置中悬挂短节的下端锥形管上设置卡槽，对照机构套设在卡槽中，对中机构用于对悬挂短节进行扶正，对中机构将悬挂短节所受的横向载荷通过防磨衬套传递到转喷器外壳，使得悬挂短节在中空液压缸的中空活塞杆内可以上下往复运动，而不将弯曲载荷传递给液压缸。
[0022]3、本专利技术装置中的防磨衬套用于保护转喷器外壳的密封面，防止其磨损，并与对中机构配合，将悬挂短节底端传递而来的横向载荷传递到转喷器外壳上，而且可以抑制悬挂短节在中空活塞杆内部的横向变形。
[0023]4、本专利技术装置在悬挂短节的下端装配铰接接头，铰接接头由互为90度的两个销轴的万向节组成，可实现水平面360度的自由旋转，隔水管可绕其旋转，以达到释放隔水管所承受的弯矩载荷的目的。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例提供的中空活塞杆在完全伸出状态时的软悬挂装置的示意图；
[0025]图2为图1中的中空活塞杆在完全缩回状态时的软悬挂装置的示意图；
[0026]图3为图1中的顶部悬挂机构的示意图，其中a为主视图，b为俯视图；
[0027]图4为图1中的对中机构的俯视图；
[0028]图中各标记如下：
[0029]1‑
悬挂短节系统，1
‑1‑
悬挂短节，1
‑2‑
顶部悬挂机构，1
‑
3对中机构，1
‑
4防磨衬套，1
‑5‑
铰接接头；2
‑1‑
中空活塞杆，2
‑2‑
液压缸，2
‑3‑
液压控制系统；3
‑
卡盘；4
‑
钻台；5
‑
转喷
器外壳；6
‑
隔水管。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钻井隔水管的软悬挂装置，其特征在于，包括如下部件：液压减震系统，包括液压缸(2
‑
2)和装配于所述液压缸(2
‑
2)中的中空活塞杆(2
‑
1)，所述中空活塞杆(2
‑
1)将所述液压缸(2
‑
2)划分为有杆腔和无杆腔，所述中空活塞杆(2
‑
1)内设置有空腔；悬挂短节系统(1)，包括悬挂短节(1
‑
1)、顶部悬挂机构(1
‑
2)和铰接接头(1
‑
5)，所述铰接接头(1
‑
5)装配于所述悬挂短节(1
‑
1)的下端，用于与隔水管(6)连接，所述悬挂短节(1
‑
1)穿过所述中空活塞杆(2
‑
1)的空腔后，其上端通过所述顶部悬挂机构(1
‑
2)与所述中空活塞杆(2
‑
1)连接。2.根据权利要求1所述的软悬挂装置，其特征在于，所述悬挂短节(1
‑
1)的顶部和中部为等径管，所述悬挂短节(1
‑
1)的底部为锥形管状的应力短节结构，所述悬挂短节(1
‑
1)的底部设置有沿其周向延伸的卡槽。3.根据权利要求2所述的软悬挂装置，其特征在于，所述悬挂短节系统(1)还包括对中机构(1
‑
3)，所述对中机构(3)套设在所述卡槽中。4.根据权利要求3所述的软悬挂装置，其特征在于，所述对中机构(1
‑
3)为两瓣对称设置的半圆筒形结构，两瓣所述半圆筒形结构套设在所述卡槽中，并通过螺钉紧固连接。5.根据权利要求1所述的软悬挂装置，其特征在于，所述顶部悬挂机构(1
‑
2)由两半圆形卡环组成，两所述半圆形卡环套设在所述悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中，王金龙，许亮斌，盛磊祥，刘健，李朝玮，李梦博，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司北京研究中心，
类型：发明
国别省市：