用于抛光井口密封表面的工具的制作方法
【专利摘要】一种用于抛光井口组件的密封表面的工具包括圆柱形工具本体，其具有基部部件和从基部部件延伸的管状裙部部件(31)。沿周向间隔开的轴向槽(59)延伸穿过裙部部件且抛光带交织穿过槽。
【专利说明】
用于抛光井口密封表面的工具
技术领域
[0001]本公开大体涉及用于修复井口组件的密封表面的工具，且尤其涉及带有砂磨或抛光带以精细地抛光井口组件的内部或外部密封表面的工具。
【背景技术】
[0002 ]常规井口组件的表面(包括标准井口、多筒(multibowl)井口、组合井口或吊架的表面)易受来自形成钻柱组件、套管柱组件和延伸穿过这样的井口组件的其他采油工具的部分的构件的损伤的影响。划痕可损伤或恶化预期用于弹性材料、非弹性材料或金属对金属密封的密封区域。
[0003]尽管存在可用于清洁井口组件的内表面的若干工具，但是这些工具利用刀片、刮具、刷子或射流，用于从井口组件的内表面移除碎片。这些装置中的刀片、刮具、刷子或射流将不提供实现使用弹性材料、非弹性材料或金属对金属密封构件的承压密封所要求的恢复水平。相反，刀片、刮具、刷子或射流可在其移除碎片时自身引起对密封表面的额外擦伤和损伤。
[0004]用于抛光井口组件的内孔的当前方法包括移除防喷器(BOP)，以使手动抛光工具能够到达受影响区域。通过移除Β0Ρ，井不再处于完全的井控制之下。而且，其花费显著的时间来获得移除BOP的允许、移除BOP且然后在抛光操作已经完成之后再次替换和再测试Β0Ρ。
【发明内容】
[0005]当前公开的实施例提供了一种工具，其可穿过BOP或其他井口设备且与密封区域相对地定位，且然后旋转以清洁或抛光被损坏的区域。该工具可布置成抛光在井口的内部表面或诸如套管、套管吊架或未完成的管道的管状部件的外部表面上的密封区域。该工具可使用充分细粒的砂磨带或软的抛光带执行湿式或干式砂磨和抛光来达到密封表面上要求的光滑程度，以允许承压密封的设置。
[0006]在本公开的一个实施例中，用于抛光井口组件的密封表面的工具包括带有轴线的圆柱形工具本体。工具本体包括带有第一端部和第二端部的基部部件。管状裙部部件从基部部件的第二端部延伸。裙部部件具有侧壁、连接到基部部件的基部端部和与基部端部相对的开放端部。多个轴向槽延伸穿过裙部部件的侧壁，轴向槽围绕裙部部件沿周向间隔开。抛光带交织穿过裙部部件的轴向槽。
[0007]在当前公开的备选实施例中，用于抛光井口组件的密封表面的工具包括带有轴线的圆柱形工具本体。工具本体具有带有上端部和下端部的基部部件。基部部件具有从上端部朝下延伸的外螺纹。管状裙部部件从基部部件的下端部延伸。裙部部件具有裙部内孔、侧壁、连接到基部部件的上基部端部和与基部端部相对的下开放端部。多个轴向槽从裙部部件的开放端部朝基部端部延伸穿过裙部部件的侧壁。轴向槽围绕裙部部件沿周向间隔开。环状抛光带交织穿过裙部部件的轴向槽。抛光带穿过一个轴向槽到裙部内孔中，且穿过相邻轴向槽从裙部内孔出来。保持器位于抛光带下方以用于将抛光带保持在轴向槽中。
[0008]在本公开的另一备选实施例中，一种用于抛光井口组件的密封表面的方法包括提供带有裙部部件的抛光工具，裙部部件具有侧壁和延伸穿过侧壁的多个轴向槽。轴向槽围绕裙部部件沿周向间隔开。抛光带交织穿过裙部部件的轴向槽，使得抛光带的一些部分位于裙部部件内，且抛光带的一些部分位于裙部部件的外部。将工具连接到钻柱的端部且下降到井口中。旋转钻柱以使工具旋转且抛光井口组件的密封表面。
【附图说明】
[0009]已经陈述了本公开的特征和益处中的一些，当结合附图进行描述时其他将变得显而易见，在附图中:
图1是带有位于井口内的当前公开的实施例的工具的截面视图。
[0010]图2是图1的工具的裙部部件的截面视图。
[0011]图3是没有抛光带的图1的工具的透视图。
[0012]虽然将结合优选实施例描述本公开，但是将理解不意在使本公开限于该实施例。相反，意在覆盖如可包括在由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的全部备选、修改和等同物。
【具体实施方式】
[0013]现在将在下文中参考在其中示出实施例的附图更全面地描述本公开的方法和系统。本公开的方法和系统可具有许多不同的形式，且不应当解释为限于本文中阐述的图示实施例;相反，提供了这些实施例以便本公开是彻底和完整的，且将完全地传达其范围给本领域技术人员。类似的附图标记始终表示类似的元件。
[0014]还应当理解，本公开的范围不限于示出和描述的结构、操作、确切材料或实施例的精确细节，因为修改和等同物将对本领域技术人员显而易见。在附图和说明书中，已经公开了说明性的实施例，且尽管采用了特定用语，但是其仅以一般和描述性的意义使用，且不用于限制目的。
[0015]参考图1，井口组件11具有带有中心井口孔15的井口13。吊架17或其他管状部件可位于井口孔15中。吊架17可支撑井口 13内的套管或其他管。井口组件11还可包括在井口 13上方的采油树(未示出)和连接到树或井口 13的流管线19。井口组件11可在地面上或者可在海下。井口 13可为标准井口、多筒井口、组合井口或具有井口孔15的其他类型的井口。在其他实施例中，额外或备选的部件可处于井口孔15内，诸如套管或未完成的管道。
[0016]为了防止流体在井口13和吊架17之间流动，承压密封(未示出)可设置在井口密封表面21和吊架密封表面22之间。井口密封表面21位于井口孔15的内表面上，且吊架密封表面22位于吊架17的外表面上。抛光工具23可用于在设置承压密封之前抛光密封表面21、22。
[0017]抛光工具23具有带有中心轴线27的圆柱形工具本体25。工具本体25包括基部部件29和裙部部件31。基部部件29是管状形状，其带有基部内孔30、第一端部或上端部33和与上端部31相对的第二端部或下端部35。外螺纹37从基部部件29的外表面上的上端部31朝下延伸。基部内孔30具有基部内径39，且基部部件29具有基部外径41。
[0018]裙部部件31从基部部件29的下端部35朝下延伸。裙部部件31是带有裙部内孔43的管状形状。裙部内孔43具有裙部内径45。裙部部件31具有裙部外径47。在图1的实施例中，裙部内径45大于基部内径39，且裙部外径47大于基部外径41。裙部内径45大小形成为允许吊架17的一部分在裙部内孔43内同心定位。位于基部部件29的下端部35处的面朝下的肩部49可接触吊架17的上端部51，从而限制吊架17可定位在裙部内孔43内的距离。
[0019]裙部部件31具有连接到基部部件29的基部端部55和相对的开放端部57。裙部部件31具有在基部端部55和开放端部57之间延伸的侧壁53。多个轴向槽59(图2-图3)从裙部部件31的开放端部57朝基部端部55—直延伸穿过侧壁53。轴向槽59围绕裙部部件31沿周向间隔开。抛光带61交织穿过轴向槽59。抛光带61的材料、磨粒尺寸和其他参数可基于对密封表面21、22的损伤的严重程度和性质选择。抛光带61可适用于湿式或干式抛光。抛光带61是环状部件，且取决于待抛光的密封表面21、22，可在其内表面、外表面或两者上具有磨料、研磨剂或其他抛光材料62，如下文中将进一步论述的那样。
[0020]转到图2，抛光带61穿过轴向槽59中的一个到裙部内孔43中，然后穿过相邻轴向槽59从裙部内孔43出来。该交织模式围绕裙部部件31的圆周重复，导致抛光带61的位于裙部部件31外的外部部分63和抛光带61的位于裙部内孔43中的内部部分65。抛光带61的周长大于裙部部件31的周长，以便抛光带61宽松地适配在裙部部件31上。外部部分63从裙部部件31的外表面沿径向朝外定位，从而限定在裙部部件31的外表面与抛光带61的外部部分63之间的外部间隙64。类似地，内部部分65从裙部部件31的内表面沿径向朝内定位，从而限定在裙部孔43的内表面与抛光带61的内部部分65之间的内部间隙66。抛光带61可为预成型的连续环状带，其大小形成为适配裙部部件31。作为备选，抛光带61可为切割以适配的材料长度，其中抛光带61的端部通过粘合剂、机械接头或其他公知装置紧固在一起。
[0021]转到图1，保持器67定位成接近裙部部件31的开放端部57，用于将抛光带61保持在轴向槽59中。保持器67不径向限制抛光带61，而是接合抛光带61的下部侧来限制抛光带61的轴向移动，以便抛光带61不从轴向槽59的底部端部掉落出来。在图1的实施例中，保持器67是位于周向凹部69内的扣环，周向凹部69位于抛光带61的下部侧下方。周向凹部69形成在裙部内孔43的内部表面上。在备选实施例中，保持器67可位于裙部部件31的外部表面上，或可为锁定环或帽螺纹或者本领域中的其他公知装置。在图1的实施例中，轴向槽59完全地延伸到裙部部件31的底部边缘。在其他备选实施例中，轴向槽59可在裙部部件31的底部边缘上方开始。在这样的实施例中，抛光带61的端部在交织穿过轴向槽59之后紧固在一起，且保持器67可包括在每个轴向槽59正下方的裙部部件31的一部分。
[0022]在图1的实施例中，抛光工具23具有接合器71，其邻近基部部件29的基部上端部33定位，用于将工具本体25连接到钻柱73。接合器71是管状部件，其带有位于上部或钻柱区域75处的内螺纹74和位于下部或工具区域77处的内螺纹76。工具区域77中的内螺纹76与基部外螺纹37配合，以将接合器71连接到基部部件29。在理想的实施例中，内螺纹76和基部外螺纹37是右旋螺纹，以便基部部件29相对于接合器71向右转以将内螺纹76配合到基部外螺纹37。钻柱区域75处的内螺纹74与钻柱73的外螺纹配合。在备选实施例中，工具本体25可在不使用接合器71的情况下直接连接到钻柱73。尽管工具本体25和钻柱73之间的连接示出为螺纹连接，但是还可利用本领域中公知的备选装置。
[0023]在操作中，作为示例，当操作员希望抛光井口组件11的密封表面(诸如井口密封表面21或吊架密封表面22)时，操作员选择适当的抛光带61且使抛光带61交织穿过抛光工具23的轴向槽59。保持器67紧固到抛光工具23，以将抛光带61在轴向槽59中保持就位。工具本体25然后连接到钻柱73的端部。这可通过将工具区域77中的内螺纹76与基部外螺纹37匹配以将接合器71连接到基部部件29，然后将钻柱区域75处的内螺纹74与钻柱73中的外螺纹匹配来完成。钻柱73然后通过BOP和井口组件11上方的任何其他井控制或其他设备降低，且进入井口 13中。抛光工具23大小形成为允许其传送到井口 13中，而不必移除BOP或位于密封表面21、22上方的其他装置。
[0024]如果操作员期望抛光井口组件13的内部表面，诸如井口密封表面21，则钻柱73下降到抛光带61邻近井口密封表面21为止。在该实施例中，至少抛光带61的外部表面包括抛光材料62。钻柱73然后可旋转以使抛光工具23旋转，且抛光带61的外部部分63将抛光井口密封表面21。如果操作员期望抛光井口组件11的外部表面，诸如吊架密封表面22，则钻柱73下降到吊架17的一部分在裙部内孔43内同心定位且抛光带61邻近吊架密封表面22为止。在这样的实施例中，至少抛光带61的内部表面包括抛光材料62。钻柱73然后可旋转以使抛光工具23旋转，且抛光带61的内部部分65将抛光吊架密封表面22。如果操作员期望同时抛光内部密封表面21和外部密封表面22，则抛光带61的外部表面和内部表面都将包括抛光材料
62ο
[0025]裙部部件31大小形成为使得其将容易地适配在井口孔15内，且裙部内孔43大小形成为使得吊架17的一部分可容易地适配在裙部内孔43内。抛光工具23将具有用于井口组件11内的微小径向移动的空间，且抛光带61可在其旋转时振动或摆动以沿着密封表面21、22弹跳，以轻柔地抛光密封表面21、22而不施加过多的径向力至密封表面21、22。此外，轴向槽59允许裙部部件31的侧壁53在轴向槽59的区域中弯曲。裙部部件31的大小、裙部部件31的柔性和抛光带61与裙部部件31之间的间隙64、66，连同抛光带61自身的弹性，单独地和在组合时，减少过多的径向力施加至井口密封表面21、22的可能性。这将允许抛光工具23将密封表面21、22抛光到实现承压密封的设置所要求的光滑程度，同时减少抛光工具23可能对密封表面21、22引起进一步损伤的可能性。
[0026]因此，本文中所述的本公开良好地适于执行目的，且达到所提及的目标和优点，以及其中固有的其他事项。虽然本公开目前优选的实施例已经给定用于公开的目的，但是在步骤的细节中存在许多改变以用于实现期望的结果。这些和其他类似的修改将容易使其被本领域技术人员想到，且意在包含在本文中公开的本公开的精神和所附权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种用于抛光井口组件的密封表面的工具，包括: 带有轴线的圆柱形工具本体，所述工具本体包括: 带有第一端部和第二端部的基部部件； 从所述基部部件的第二端部延伸的管状裙部部件，所述裙部部件具有侧壁、连接到所述基部部件的基部端部和与所述基部端部相对的开放端部；以及 延伸穿过所述裙部部件的侧壁的多个轴向槽，所述轴向槽围绕所述裙部部件沿周向间隔开；以及 交织穿过所述裙部部件的轴向槽的抛光带。2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具还包括保持器，其与所述抛光带的下部侧接合以用于将所述抛光带保持在所述轴向槽中。3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述管状裙部部件具有形成在所述抛光带的下部侧下方的内部表面上的周向凹部，并且其中，所述工具还包括位于所述凹部内以用于将所述抛光带保持在所述轴向槽中的扣环。4.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具还包括连接到所述基部部件的第一端部的接合器，所述接合器具有在钻柱区域处的内螺纹以用于与钻柱的外螺纹选择性地匹配。5.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述轴向槽延伸到所述裙部部件的开放端部。6.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述裙部部件具有裙部内孔，且所述抛光带穿过所述多个轴向槽中的一个到所述裙部内孔内，且穿过相邻轴向槽从所述裙部内孔出来。7.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述抛光带具有位于所述裙部部件外的外部部分以用于选择性地抛光所述井口组件的内部表面。8.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述裙部部件具有裙部内孔且所述抛光带具有位于所述裙部内孔中的内部部分以用于选择性地抛光所述井口组件的外部表面。9.根据权利要求1所述的工具，其特征在于: 所述基部部件具有基部外径和带有基部内径的基部内孔； 所述裙部部件具有裙部外径、带有裙部内径的裙部内孔;并且 所述裙部外径大于所述基部外径，且所述裙部内径大于所述基部内径。10.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述抛光带包括多个外部部分和多个内部部分，所述多个外部部分从所述裙部部件的外表面沿径向朝外定位，从而限定在所述裙部部件的外表面与所述抛光带的外部部分之间的外部间隙;且所述多个内部部分从所述裙部部件的内表面沿径向朝内定位，从而限定在所述裙部部件的内表面与所述抛光带的内部部分之间的内部间隙。11.一种用于抛光井口组件的密封表面的工具，包括: 带有轴线的圆柱形工具本体，所述工具本体包括: 带有上端部和下端部的基部部件，所述基部部件具有从所述上端部朝下延伸的外螺纹； 从所述基部部件的下端部延伸的管状裙部部件，所述裙部部件具有裙部内孔、侧壁、连接到所述基部部件的上基部端部和与所述基部端部相对的下开放端部；以及 从所述裙部部件的开放端部朝基部端部延伸穿过所述裙部部件的侧壁的多个轴向槽，所述轴向槽围绕所述裙部部件沿周向间隔开； 交织穿过所述裙部部件的轴向槽的环状抛光带，所述抛光带穿过一个轴向槽到所述裙部内孔中，且穿过相邻轴向槽从所述裙部内孔出来;以及 位于所述抛光带下方以用于将所述抛光带保持在所述轴向槽中的保持器。12.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述抛光带包括多个外部部分和多个内部部分，所述多个外部部分从所述裙部部件的外表面沿径向朝外定位，从而限定在所述裙部部件的外表面与所述抛光带的外部部分之间的外部间隙;且所述多个内部部分从所述裙部部件的内表面沿径向朝内定位，从而限定在所述裙部内孔的内表面与所述抛光带的内部部分之间的内部间隙。13.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述抛光带具有内部表面和外部表面，以及位于所述内部表面和所述外部表面两者上的研磨材料。14.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述抛光带具有位于所述裙部部件外的外部部分以用于选择性地抛光所述井口组件的内部表面。15.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述抛光带具有位于所述裙部内孔中的内部部分以用于选择性地抛光所述井口组件的外部表面。16.一种用于抛光井口组件的密封表面的方法，包括: (a)提供带有裙部部件的抛光工具，所述裙部部件具有侧壁和延伸穿过所述侧壁的多个轴向槽，所述轴向槽围绕所述裙部部件沿周向间隔开； (b)使抛光带交织穿过所述裙部部件的轴向槽，使得所述抛光带的一些部分位于所述裙部部件内且所述抛光带的一些部分位于所述裙部部件的外部； (c)将所述工具连接到钻柱的端部，且将所述工具下降到所述井口组件中；以及 (d)旋转所述钻柱以使所述工具旋转，且抛光所述井口组件的密封表面。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括使所述抛光带交织穿过所述多个轴向槽中的一个到所述裙部部件中，且穿过所述多个轴向槽中的相邻轴向槽从所述裙部部件出来。18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括使所述抛光带交织穿过所述裙部部件的轴向槽，使得所述抛光带的位于所述裙部部件内的部分从所述裙部部件的内表面沿径向朝内定位，从而限定在所述抛光带与所述裙部部件之间的内部间隙；且所述抛光带的位于所述裙部部件的外部的部分从所述裙部部件的外表面沿径向朝外定位，从而限定在所述抛光带和所述裙部部件之间的外部间隙。19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，抛光所述井口组件的密封表面的步骤包括抛光所述井口组件的内部表面。20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，将所述工具下降到井口中的步骤包括将管状部件的一部分同心地定位在所述裙部内孔内，且抛光所述井口组件的密封表面的步骤包括抛光所述管状部件的外部表面。
【文档编号】B24B5/40GK105848829SQ201480060835
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年10月21日
【发明人】N.A.蒙朱尔, E.A.博拉克, A.B.赫尔文斯顿
【申请人】通用电气石油和天然气压力控制有限公司