专利名称：内部树帽和itc送入工具的制作方法
内部树帽和ITC送入工具本发明涉及内部树帽(internal tree cap)和用于送入内部树帽的工具。另外，本 发明涉及使用树帽和工具的方法。背景由于用于海底碳氢化合物井的两屏障原则，上部塞和下部塞通常被安装在海底 采油树(subsea X-mas tree)的孔或其内部元件例如管道悬挂器(tubing hanger)中。利用 内部树帽取代上部塞是所熟知的，该树帽具有除了仅仅阻塞流体连接之外的特征。已知的内部树帽被安装且穿过海底隔水管(marine riser)从表面设施(surface installation)取回。因此，如此的安装或取回操作是笨重的，因为它们需要从表面并向下 到井树安置隔水管。安置隔水管花费时间，并且人们需要使用井架。井架不总是轻易可 获得的，并且日常租用昂贵。另夕卜，在一些实例中，PTV-线(旋塞试验阀(plug testing valve))可能被堵塞，
使其不可能检验下部塞和内部树帽之间的空间。利用送入隔水管内部的常规内部树帽， 人们面临解决伴随此类状况出现的此类问题的难题。例如，取回内部树帽可能因为由内 部树帽下方的密封空间形成的静液锁闭而不能被完成。国际专利申请公布W02007054644描述了用于海底树和用于管道悬挂器的帽。 该帽适于内部地和外部地布置在树四通(tree spool)的周围，而不适于穿过海底隔水管降 落。其适于被降落在线上。另外，专利申请公布US20040216885描述了用于通过使用ROV将树帽安装在海 底采油树上的方法。帽具有穿过其的通道，以便提供帽下方的空间中的真空或负压，从 而将帽“吸”到适当的位置。目的本发明试图解决以上所提到的涉及常规内部树帽(ITC)和内部树帽工具(ITC工 具)的问题。另外，本发明提供了在现有领域中尚未公开的一些有利特征。本发明根据本发明的第一方面，提供适于安装在海底井单元的孔中或安装到海底井单 元的内部管状元件的内部树帽(ITC)。ITC包括用于可释放地将ITC锁定到所述海底井 单元或内部管状元件的锁定元件。ITC还包括延伸穿过在内部树帽的下部部分和上部部 分之间的流体屏障(fluid barrier)的流体通道，该流体通道被爆裂元件阻塞，爆裂元件适 于当暴露到超过爆裂元件的预定压力差时破裂并且打开以使流体流穿过流体通道。利用 此类ITC，可以在不使用ROV的情况下使流体进入所安装的ITC下方的空间，即使PTV 线(压力试验阀)被阻塞。这将在以下进一步描述。优选地，根据本发明第一方面的ITC包括阀，该阀被布置成与在树帽的上部部 分和下部部分之间的所述流体屏障中的流体通路相连接。当进入ITC的入口未被阻止 时，例如通过海底隔水管，ROV可以打开阀，以便提供到ITC下方的空间的流体连接。管道可被布置成流体连接到所述流体通道的顶部，并且可以有利地设置有弯曲 部分或过滤器，以便防止掉落的碎屑阻塞流体通道。
ITC可以优选地包括相互地布置在内部套管上的外部套管，该外部套管适于当被 迫使相对于内部套管向下时迫使锁定开口环(Iockingsplitring)向外进 入与海底井元件或 其内部管状元件的接合中。这样，ITC适于由ITC送入工具(ITCraraiingt00I)送入，例 如以下进一步所描述的ITC送入工具。海底井单元可以为树四通，并且所述内部管状元件可以为布置在树四通中的管 道悬挂器。优选地，ITC的上部部分适于布置成与布置了 ITC的海底井单元例如树四通的上 部部分齐平或低于海底井单元的上部部分。ITC可具有热入扣接收器(hotstab receptacle)，该热入扣接收器用于ROV热入
扣，并具有到内部树帽下方的空间的流体连接，使得在安装时能够通过ROV进行所述空 间的压力测试。根据本发明的第二方面，提供穿过海底隔水管从海底井元件的孔取回内部树帽 的方法，其中PTV-线(旋塞试验阀)被阻塞，该阻塞导致内部树帽和下部屏障例如下部 塞之间的密封空间。该方法包括以下步骤a)将内部树帽取回工具连接到内部树帽；b)将如此大小的压力施加在隔水管中，使得在所述空间和内部树帽的上侧之间 的流体通道中的爆裂元件爆裂，从而打开所述通道；以及c)拉起所述取回工具，从而将内部树帽从与海底井单元的接合中脱离。根据本发明的第三方面，提供用于将内部树帽(ITC)锁定到海底井单元的孔或 从海底井单元取回内部树帽(ITC)的工具，该工具适于直接地或间接地锁定在海底井单 元上。该工具包括用于将工具线悬挂在表面设施上的线连接构件和用于将所述内部树帽 直接地或间接地锁定在海底井单元的孔中的致动装置，以及用于支撑内部树帽的ITC支 撑装置。该工具适于在安装时从所述海底井单元和内部树帽上取回，因为所述ITC支撑 装置适于优选地由通过ROV的致动而从工具上释放ITC。工具优选地适于在垂直的方向上将ITC移动到降落的位置，并且进一步将 ITC-构件垂直地向下推到ITC锁定位置。另外，工具优选地包括用于指示未降落位置、 降落位置和锁定位置的指示装置，其中所述指示装置为从工具的外部可见的。在一个实施方式中，工具可通过闩把手(latching handle)闩到或解闩到ITC，并 且所述闩把手可通过锁定销锁定在闩住的位置，防止ITC从工具上非故意的解闩。优选地，工具适于可释放地连接到内部树帽的外部套管，并且在降落内部树帽 之后，通过致动至少一个ROV致动的液压活塞来迫使所述外部套管向下，以便将内部树 帽锁定到所述孔中的管道悬挂器。在工具的一个实施方式中，ITC支撑装置包括主体，其具有沿主体的外部周边布置的多个锁定构件，锁定构件关于相应的旋 转轴可旋转地支撑在主体上；致动环，其被布置在主体的内部周边内，所述致动环包括多个接合元件，多个 接合元件延伸进入锁定构件的接合槽，以便通过相对于主体旋转致动环来关于所述轴旋 转锁定构件；其中，根据它们的旋转位置，锁定构件适于呈锁定位置和解锁位置，在锁定位置，它们的周边从ITC支撑装置向外延伸第一距离，在解锁位置，所述距离短于第一距 离，因为从锁定构件的轴到它们的周边的距离沿周边变化。优选地，ITC支撑装置可由ROV通过在工具的外部上延伸的ITC闩把手来操
作。
根据本发明的第四方面，提供一种用于从表面设施穿过海底隔水管将内部树帽 安装在海底井单元的孔中的方法。方法包括以下步骤a)穿过所述隔水管将送入工具下降到海底井单元，送入工具携带内部树帽，直 到内部树帽已经降落在所述海底井单元的孔中；b)将球下降穿过所述隔水管，从而封闭所述送入工具中的通道；C)将压力施加在所述隔水管的中，从而提供液压活塞的向下运动，液压活塞的 向下运动迫使内部树帽的外部套管向下移动，这进一步导致迫使内部树帽的开口环进入 与海底井单元的孔或孔外形或者其内部管状构件的接合中。此类用于安装的方法使得还穿过海底隔水管安装根据本发明第一方面的ITC成 为可能。因此，ITC不限于用于线悬挂的送入工具。根据本发明的第五方面，还提供一种穿过海底隔水管从海底井元件的孔取回内 部树帽的方法，其中PTV-线(旋塞试验阀-线)被阻塞，其中阻塞导致内部树帽和下部 塞之间的密封空间。该方法包括以下步骤a)将内部树帽取回工具连接到内部树帽；b)将如此大小的压力施加在隔水管中，使得在所述空间和内部树帽的上侧之间 的流体通道中的爆裂元件爆裂，从而打开所述通道；以及c)拉起所述取回工具，从而将内部树帽从与海底井单元的接合中脱离。根据本发明的第六方面，提供一种用于分别锁定到圆形孔或构件的内部锁定凹 槽或外部锁定凹槽的锁定机构。该锁定机构包括主体，其具有沿主体的内部周边或外部周边布置的多个锁定构件，锁定构件关 于相应的旋转轴可旋转地支撑在主体上；致动环，其被分别地布置在主体的内部周边内或其外部周边外，所述致动环包 括多个接合元件，多个接合元件延伸进入锁定构件的接合槽，或反之亦然，以便通过相 对于主体旋转致动环来关于所述轴旋转锁定构件；其中，根据它们的旋转位置，锁定构件适于呈锁定位置和解锁位置，在锁定位 置，它们的周边分别从锁定机构径向向外或从锁定机构径向向内延伸第一距离，在解锁 位置，所述距离短于第一距离或不存在，因为从锁定构件的轴到它们的周边的距离沿周 边变化。此类锁定机构适合于将构件锁定到孔中的内部凹槽，例如树四通或内部树帽的 内部凹槽，例如本文所说明的一个。锁定机构还可被布置成，锁定到圆形构件的外部凹 槽，例如在外部锁定在树四通上。该机构通过相对于主体旋转致动环来致动。因此，主 体还可被旋转，以获得相同的功能。应该理解到，锁定机构可以锁定在同心的形状以及 非同心的形状上，例如具有椭圆形环横截面的锁定凹槽。锁定构件可具有板的形状。这将通过能够吸收较大的力并通过避免改变形状 (例如开口环)而具有超过其他解决方案如锁定销或可扩展的开口环的优势。
板可以 优选地被布置在两个表面之间，其中的一个为主体的表面。因此，板可 以被优选地通过从表面中的一个穿过所述板延伸到另一个的螺栓支撑。代替在锁定构件中布置接合槽，锁定构件还可设置有接合构件，例如延伸进入 致动环中的接合槽中的突起。如本领域技术人员将轻易理解到的，本发明呈现出多个优势。ITC工具在不使用海底隔水管的情况下给予了送入ITC的可能性。其同等地成 本有效且易于使用。ITC可以通过根据本发明的第一方面的工具且穿过海底隔水管被送入。另外， 其呈现给与了多种优势和可能性的优选特征。已经描述了本发明的主要特征，以下将给予对于示例性实施方式的更详细描 述。实施方式的实施例以下，将参照附图给予对于根据本发明的内部树帽(ITC)和ITC工具的示例性实 施方式的描述，其中图IA和IB为根据本发明的ITC送入工具的透视图；图2为图IA和IB中的ITC送入工具的俯视图；图3为图2中的工具沿截面A-A的横截面视图；图4为图2中的工具沿截面C-C的横截面视图；图5为图2中的工具沿截面D-D的横截面视图；图6为根据本发明的内部树帽(ITC)的俯视图；图7A和7B分别为图6中的ITC沿面B-B和C-C的横截面视图；图8为图6中的ITC的透视横截面视图；图9为在送入ITC期间降落在树四通上的工具的横截面视图；
图10为穿过海洋隔水管通过BPRT (井眼保护器送入工具)安装在管道悬挂器上 的ITC的横截面视图。图11为图10中的已经被锁定到管道悬挂器的ITC的横截面视图；图12为ITC送入工具的顶部部分的横截面视图；图13为图12示出的顶部部分的放大的透视图；图14为可选择的ITC保持元件的俯视图；图15为图12和图13示出的ITC送入工具的部分的透视图；图16为可选择的ITC保持元件的横截面视图；图17为留在树四通中的ITC的横截面视图，同时送入工具被撤出；以及图18为图17中的ITC的横截面视图，其示出有布置在树四通上的碎屑帽。在图IA和IB中，说明了根据本发明第一方面的内部树帽送入工具101。实际 上，ITC工具101为改造的轻的树送入工具。ITC工具101适于通过工具101的顶部上的 眼103悬挂在悬挂支架上的线(未示出)上。因此，其适于通过绞车和ROV降落在树四 通(未示出)上。工具具有圆柱形的外壳部分105a和顶部外壳部分105b。漏斗状物107 被布置在外壳105下，使得在将工具101降落在四通上时确保了工具101和树四通(未示 出)之间轻柔的接触。圆形的把手109被连接到顶部外壳105b，用于保护工具101并用于通过ROV(远程操控装置)(未示出)操作。用于接收ROV热入扣的ROV热入扣接收 器111也被示出在图IA和IB中。其功能将在以下进一步解释，图IA和IB示出的其他 元件同样将是。图2示出以上的ITC工具。这里人们可以看到两个ROV热入扣接收器111、把 手109、顶部外壳105b以及具有眼103的悬挂支架。图2的主要目的为显示接下来的图 3、4和5的横截面。图3示出ITC工具101通过截面A-A的横截面视图。在此附图中，闩元件113 被示出成支撑在外壳105a中。闩元件113适于移动进入或离开与树四通的外部凹槽的接 合(见图9)。为了提供此运动，闩元件113被可操作地连接到致动环115，致动环115 可以由ROV(未示出)操作。以此方式，ITC工具101可被闩到树四通或从树四通上解 闩。图9示出降落在树四通上的工具101。ITC保持元件117也被示出在图3中。保持元件117适于借助于多个保持销119 来保持ITC，多个保持销119适于延伸进入ITC外部部分中的配合凹槽。在图3中，保持 销119被示出在非保持的撤出位置。借助于弹簧，保持销119被偏置朝向此位置。当在 此位置时，它们的内部端延伸进入ITC保持元件117的旋转内部部分117a中的配合凹槽 117c。所述凹槽具有倾斜面，该倾斜面根据旋转内部部分117a的角位置确定保持销119 的径向位置。旋转内部部分117a可从ITC工具101的外部旋转。这通过利用ROV旋转 ITC闩柄121来实现。因此，在适当地安装ITC之后，ITC可被从送入工具101拆下。将ITC锁定到管道悬挂器的过程通过激活两个液压活塞125来产生。借助于 ROV,液压压力可通过热入扣接收器111中的一个供应到它们的上部液压腔。此压力迫 使ITC保持元件117向下，使得提供ITC与管道悬挂器之间牢固的连接。此过程步骤将 在以下进一步描述(尤其见图9)。图4说明了图2中的工具的截面C-C，示出了图3的横截面视图中示出的元件中 的大部分。另外，图4示出热入扣接收器111中的一个，其被连接到顶部外壳105b。工 具降落指示销123也被示出在图4中。指示销123通过弹簧向下偏置。当ITC工具101 被降落在树四通的顶部上时(图9)，指示销123将与树四通的上部部分接触，导致销123 相对于工具101的其余部分的向上运动。当工具101被完全降落在树四通上时，工具降 落指示销123将延伸到顶部外壳105b之上一预定长度。以此方式，操作者将通过检查销 123的位置例如通过ROV摄像机来知道什么时候工具101被完全降落。图5为图2中的ITC工具101的附加视图，示出了横截面D-D。这里，旋转内 部部分117a的延伸部分117b可被看到向上延伸穿过顶部外壳105b并被连接到ROV可操 作的ITC闩柄121。已经描述了根据本发明第一方面的ITC送入工具101的主要特征，现在将描述根 据本发明第二方面的内部树帽201。图6为根据本发明第二方面的内部树帽201的俯视图。在图6中，图7A和7B的横截面被分别显示为B-B和C-C。图7A描述了图6中的ITC 201的横截面B_B。ITC 201具有被相互地连接到内 部套管205的外部套管203。外部套管203可以在上部位置和下部位置之间在内部套管 2005上滑动。在图7A(和图7B)中，外部套管203被示出处在上部位置。多个剪切销207从外部套管203延伸进入内部套管205中的凹进部分，并且通过弹簧向内偏置。当向 下滑动到下部位置时，剪切销207将在倾斜面上滑动，使得迫使销207径向向外，直到它 们卡进邻近的下部凹进部分中，使得将外部套管203固定在下部位置。此位置在图8中 说明。外部套管203设置有内部锁定凹槽202，该内部锁定凹槽202适于接收送入工具 101的保持销119或相应的锁定元件。参照图7A和7B，开口环209形式的ITC锁定元件被布置在外部套管203下方。 开口环209适于径向扩展并锁定到管道悬挂器的内部形状(见图9)。为了扩展开口环 209，外部套管203被迫使向下，使得外部套管203的倾斜面203a迫使开口环209径向向 夕卜。外部套管203的向下运动通过致动ITC工具101的活塞125来提供。这使保持元件 117迫使外部套管203向下。当外部套管203已经向下移动到其下部位置时，其通过剪 切销207保持在适当的位置，如以上所解释的(图8)。为了使操作者知道活塞125的位 置，锁定指示器127 (见图IA和1B)被可操作地连接到ITC保持元件117。因此，锁定 指示器127垂直地和活塞125 —起移动，使得指示ITC201的外部套管203的位置。为了与管道悬挂器密封接合，ITC 201设置有一对密封件225。
在图9中，ITC 201被示出连接到ITC工具101，其中工具101已经降落在树四 通301上，并且ITC 201已经被降落并连接到管道悬挂器303。因此，ITC 201的外部套 管203处于其下部位置，并且开口环209与管道悬挂器303的内部形状接合。在成功的 压力测试之后，ITC工具101可被取回。工具101被通过转动旋转内部部分117a从ITC 201拆下，如以上所解释的，从而将保持销119从与ITC 201的接合中撤出。为了利用ITC工具101从管道悬挂器303上取回ITC 201，工具被降低到ITC 201 上。在此位置上，保持销119处于撤回的位置。通过旋转保持元件117的旋转内部部分 117a,旋转内部部分117a的倾斜面(未示出)将迫使保持销119进入外部套管203的面凹 槽(facing groove)中。当ITC保持元件117被当前固定到外部套管203时，通过ROV致 动活塞125将迫使外部套管203向上，并且将ITC 201的开口环209从与管道悬挂器303 的接合中释放。ITC 201现在可以通过将工具101从树四通301解锁并由线(未示出)将 其拉起而被取回。此过程实质上与安装ITC 201相反，如以上所解释的。根据本发明第二方面的ITC 201还可以在孔保护器送入工具401 (BPRT)上穿过 海洋隔水管(未示出)送入，如图10和11所说明的。在图10中，ITC201已经被降落 在树四通301内的管道悬挂器303上。在BPRT 401内部，存在用于使流体自由地流进 和流出BPRT孔的通道403。ITC 201现在通过将外部套管203向下移至其下部位置来固 定到管道悬挂器303。这通过穿过海洋隔水管(未示出)施加液压压力来将液压活塞405 向下移动到外部套管203上而完成。为此，通道403首先通过使球407下降穿过隔水管 并密封地覆盖通道403的开口来隔离。随后将压力施加在海洋隔水管中，这将提供活塞 405上方的液压腔409中的压力。此压力被转移通过液压通道411。液压活塞405产生的运动将向下移动ITC 201的外部套管203，如图11所说明 的。以如以上所说明的相同的方式，外部套管203将迫使开口环209进入与管道悬挂器 303的锁定接合中。为了取回BPRT 401，其现在必须被从ITC 201上拆下。这通过进一步向下移动液压活塞405来产生。此运动将导致开口环413的撤出，直到此运动处于与ITC 201的 内部凹槽的接合中。为了穿过海洋隔水管通过孔保护器送入工具401 (BPRT)取回ITC201，BPRT 401 被降低抵住ITC201，同时开口环413处于扩展的位置。当接触ITC 201的外部套管203 的上部部分时，开口环413将被迫使径向向内。当进一步向下移动BPRT 401时，开口环 413将卡进外部套管203的上部部分中的面凹槽中，从而构成与ITC 201的牢固接合。向 后拉起BPRT 401将从管道悬挂器拆除ITC 201，并且ITC 201可被穿过海洋隔水管(未示 出)取回。再次参照图8(以及图7A和7B)，ITC 201呈现出盘阀211，用于打开或关闭ITC 201的下部部分和上部部分之间的流体通道。盘阀211呈现大的操作法兰213，用于与 ROV接口。 因此，由于以上，ROV可以打开和关闭盘阀211。
根据此示例性实施方式的ITC 201还呈现除了盘阀211之外的在ITC201的上部 部分和下部之间延伸的流体通道215。爆裂隔膜217形式的爆裂元件被布置在流体通道 215内，爆裂隔膜217适于在ITC 201的上部部分和下部部分之间的预定压力差下破裂。 如果ITC 201被穿过海底隔水管取回并且PTV-线(旋塞试验阀)(未示出)被碎屑阻塞， 那么此特征是有利的。PTV-线通常被用于下部塞与上部塞之间，或下部塞与ITC之间 的压力试验。但是，如果PTV-线被阻塞，并且盘阀211被关闭，那么ITC201由于ITC 201的静水锁定而不能被取回。此问题通过在ITC 201上方在隔水管中施加足够的压力来 解决，以便使爆裂隔膜217破裂。这提供了 ITC201下方空间的通风，以便其可被穿过隔 水管取回。与流体通道215相连并且在流体通道215之上，存在具有180度的弯曲部分的管 道219，其防止流体通道215被降落的碎屑阻塞。再次参照图7A，ITC 201还呈现出ROV热入扣接收器221。在图7A中，热入 扣模型(hot stab dummy) 223被布置在接收器221中。通过接收器221，ROV可以通过穿 过接收器221施加进入ITC 201下面的空间的压力来从下面实施ITC 201的压力试验。存 在从接收器221到ITC 201下面的空间的未显示的流体连接。因此，如果PTV-线被碎屑 阻塞，那么压力试验仍然可以由ROV实施。以下，给出另外实施方式的一些实施例。在图12和图13中，ITC送入工具 101'的顶部被分别示出在侧视图和透视图中。此送入工具101'设置有覆盖物105c'， 该覆盖物105c'覆盖三个液压活塞125'(不可见)，以及布置在顶部外壳部分105b'的 顶部上的液压线。三个液压活塞125'具有与以上描述的(活塞125)相同的功能，即在 垂直的方向上致动ITC201'的外部套管203'。为了显示当被连接到ITC送入工具101' 时的ITC20r的所述外部套管203'的垂直位置，相应于图5中的延伸部分117b的延伸 部分117b'延伸到位置指示环129'。位置指示环129'包围从顶部外壳部分105b'延 伸到工具的最顶部处的提升接口 103'的柄131'。柄131'上有三个位置指示U、Ll和 L2，每个代表了 ITC 201'的外部套管203'的特定的垂直位置。位置U指示解锁的位 置，其中ITC 201'。位置Ll指示降落的位置，其中ITC 201'的内部套管205'已经降 落在管道悬挂器303'上(参见图9)。位置L2指示了外部套管203'已经被迫相对于内 部套管205'向下，在此情形，ITC已经被锁定到管道悬挂器303'。
以如以上参照图3所描述的方式，工具101'可通过闩把手121'的旋转操作来 从ITC 201'闩住和解闩。为了避免闩把手121'非故意的旋转，延伸部分117b'设置有 ROV可操作的锁定销133'，锁定销133'延伸进入柄131'的孔135'。在此实施方式 中，柄131'设置有两个此类的孔135'，使得当工具101'被锁定到ITC 201'时，闩把 手121'在解锁位置U和锁定位置L2上的旋转固定成为可能，如以上所述。图14示出具有用于将送入工具201 “闩到ITC的可选择的ITC支撑装置或ITC 保持元件117〃的ITC送入工具101〃的实施方式的俯视图。ITC保持元件117〃包括非 旋转地布置在相应于图5示出的部分105a的圆柱形外壳部分内的主体118"。旋转内部 部分117a"被连接到延伸部分117b"(图15)。旋转内部部分117a"具有延伸进入四个 保持板119〃的槽117e〃内的四个引导螺栓117d〃。保持板119"被旋转地布置到ITC 保持元件117"的主体118"，利用旋转螺栓117f"连接。因此，当旋转旋转内部部分 117a"时，因为引导螺栓117d〃延伸进入所述槽117e〃，所以保持板119"被旋转。在 图14中，保持板119"被示出处在闩住的位置，其中它们中的一部分延伸到主体118"的 圆形周边外面。在此位置中，板可以通过延伸进入ITC的外部套管的内部锁定凹槽(例 如图7A和7B示出的凹槽202)来锁定到ITC。旋转内部部分117a"还可以被旋转，以 将保持板119"移动或旋转进入其中它们不能延伸到所述周边外面的位置。在此位置， ITC送入工具将不会被闩到ITC。对于本领域技术人员将是明显的是，保持板119"的数 量可视情况自由地选定。保持板119"呈现超过了之前所提到的保持销119的优势，因为它们可承受实质 上较大的力。图15为根据此实施方式的送入工具的部分的透视图。在此附图中，人们可以看 到保持板119"的一部分延伸出保持元件117"的主体118"，以及其他之前所描述的组 件。图16为送入工具101"的部分的放大的横截面视图，其从侧面示出了保持元件 117〃。在此表现形式中，保持板119"不延伸到以上所提到的周边外面，并且因此处于
“解闩”位置。ITC未被示出。图17为示出了在 利用如本文所描述的，例如图12和图13示出的送入工具101' 的送入工具送入之后留在树四通中的ITC 201'的横截面图。图18示出具有布置在其上 的碎屑帽501'的相同的ITC 201'，用于防止碎屑从上方掉落在其中。
权利要求
1.一种内部树帽(201)，适于安装在海底井单元(301)的孔中或安装到海底井单元 (301)的内部管状元件(303)，所述内部树帽(201)包括用于可释放地将所述内部树帽 (201)锁定到所述海底井单元(301)或所述内部管状元件(303)的锁定元件(209)，其特 征在于，所述内部树帽(201)还包括流体通道(215)，所述流体通道(215)延伸穿过在所 述内部树帽(201)的下部部分和上部部分之间的流体屏障，所述流体通道(215)被爆裂元 件(217)阻塞，所述爆裂元件(217)适于当暴露到超过所述爆裂元件(217)的预定压力差 时破裂并且打开以使流体流穿过所述流体通道(215)。
2.根据权利要求1所述的内部树帽(201)，其特征在于，所述内部树帽(201)还包括 阀(211)，所述阀(211)被布置成与在所述树帽(201)的所述上部部分和所述下部部分之 间的所述流体屏障中的流体通路相连接。
3.根据权利要求1或2所述的内部树帽(201)，其特征在于，管道(219)被布置成流 体连接到所述流体通道(215)的顶部，并且设置有弯曲部分或过滤器，以便防止掉落的 碎屑阻塞所述流体通道(215)。
4.根据上述权利要求中的一项所述的内部树帽(201)，其特征在于，所述内部树帽 (201)包括外部套管(203)，所述外部套管(203)被相互地布置在内部套管(205)上，所 述外部套管(203)适于在相对于所述内部套管(205)被迫向下时迫使锁定开口环(209)向 外进入与海底井元件(301)或其内部管状元件(303)的接合中。
5.根据上述权利要求中的一项所述的内部树帽(201)，其特征在于，所述海底井单 元为树四通(301)，并且所述内部管状元件为布置在所述树四通(301)中的管道悬挂器 (303)。
6.根据上述权利要求中的一项所述的内部树帽(201)，其特征在于，所述内部树帽 (201)的上部部分适于布置成与布置了所述内部树帽(201)的海底井单元(301)例如树四 通的上部部分齐平或低于海底井单元(301)的上部部分。
7.根据上述权利要求中的一项所述的内部树帽(201)，其特征在于，所述内部树帽 (201)包括热入扣接收器(221)，所述热入扣接收器(221)用于ROV热入扣，并具有到所 述内部树帽(201)下方的空间的流体连接，使得在安装时能够通过ROV进行所述空间的 压力测试。
8.—种穿过海底隔水管从海底井元件的孔取回内部树帽(201)的方法，其中， PTV-线(旋塞试验阀-线)被阻塞，所述阻塞导致所述内部树帽(201)和下部屏障例如 下部塞之间的密封空间，其特征在于a)将内部树帽取回工具(401)连接到所述内部树帽(201)；b)将如此大小的压力施加在所述隔水管中，使得在所述空间和所述内部树帽(201) 的上侧之间的流体通道(215)中的爆裂元件(217)爆裂，从而打开所述通道；以及C)拉起所述取回工具(401)，从而将所述内部树帽(201)从与所述海底井单元(301) 的接合中脱离。
9.一种工具(101)，用于将内部树帽(201) (ITC)锁定到海底井单元(301、303)的孔 或从海底井单元(301、303)取回内部树帽(201) (ITC)，所述工具适于直接地或间接地锁 定在所述海底井单元(301)上，所述工具(101)包括用于将所述工具(101)线悬挂在表面 设施上的线连接构件(103)和用于将所述内部树帽(201)直接地或间接地锁定在所述海底井单元(301)的孔中的致动装置(125)，以及用于支撑所述内部树帽(201)的ITC支撑装 置(117)，其特征在于，所述工具(101)适于在被安装时从所述海底井单元(301、303)和 所述内部树帽(201)取回，因为所述ITC支撑装置(117)适于优选地由通过ROV的致动 而从所述工具(101)释放所述ITC (201)。
10.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述工具(101)适于在垂直的方向上 将所述ITC(201)移动到降落的位置，并且进一步垂直地向下将ITC-构件推到锁定的ITC 位置，并且所述工具包括用于指示未降落位置、降落位置和锁定位置的指示装置，所述 指示装置为从所述工具的外部可见的。
11.根据权利要求9或10所述的工具，其特征在于，所述工具能通过闩把手(121、 121')闩到和解闩到所述ITC，并且所述闩把手(121')能通过锁定销(133')锁定在 闩住的位置，从而防止所述ITC从所述工具上非故意的解闩。
12.根据权利要求9至11中的一项所述的工具(101)，其特征在于，所述工具(101) 适于可释放地连接到所述内部树帽(201)的外部套管(203)，并且在降落所述内部树帽 (201)之后，通过致动至少一个ROV致动的液压活塞(125)来迫使所述外部套管(203)向 下，以便将所述内部树帽(201)锁定到所述孔中的管道悬挂器(303)。
13.根据权利要求9至12中的一项所述的工具(101)，其特征在于，所述ITC支撑装 置(117〃 )包括主体(118")，其具有沿所述主体(118")的外部周边布置的多个锁定构件 (119")，所述锁定构件关于相应的旋转轴(117f")可旋转地支撑在所述主体(118") 上；致动环(117a")，其被布置在所述主体(118")的内部周边内，所述致动环 (117a")包括多个接合元件(117d")，所述多个接合元件(117d")延伸进入所述锁定 构件(119")的接合槽(117e")，以便通过相对于所述主体(118")旋转所述致动环 (117a")来关于所述轴(117f")旋转所述锁定构件(119")；其中，根据所述锁定构件(119")的旋转位置，所述锁定构件(119")适于呈锁 定位置和解锁位置，在锁定位置，所述锁定构件(119")的周边从所述ITC支撑装置 (117")向外延伸第一距离，在解锁位置，所述距离短于所述第一距离，因为从所述锁 定构件(119")的所述轴(117f")到所述锁定构件(119")的周边的距离沿所述周边变 化。
14.根据权利要求9至13中的一项所述的工具，其特征在于，所述ITC支撑装置 (117、117〃 )能由ROV通过在所述工具(101)的外部上延伸的ITC闩把手(121)来操作。
15.—种用于从表面设施穿过海底隔水管将内部树帽(201)安装在海底井单元(301) 的孔中的方法，其特征在于，包括以下步骤a)穿过所述隔水管将送入工具(401)下降到所述海底井单元(301)，所述送入工具 (401)携带内部树帽(201)，直到所述内部树帽(201)降落在所述海底井单元(301)的所 述孔中；b)将球(407)下降穿过所述隔水管，从而封闭所述送入工具(401)中的通道(403)；C)将压力施加在所述隔水管的所述孔中，从而提供液压活塞(405)的向下运动，所述液压活塞(405)的向下运动迫使所述内部树帽(201)的外部套管(203)向下移动，从而 进一步导致迫使所述内部树帽(201)的开口环(209)进入与所述海底井单元(301)的所述 孔或孔外形或者所述海底井单元(301)的内部管状构件(303)的接合中。
16.—种穿过海底隔水管从海底井元件的孔取回内部树帽(201)的方法，其中， PTV-线(旋塞试验阀-线)被阻塞，所述阻塞导致所述内部树帽(201)和下部塞之间的 密封空间，其特征在于a)将内部树帽取回工具(401)连接到所述内部树帽(201)；b)将如此大小的压力施加在所述隔水管中，使得在所述空间和所述内部树帽(201) 的上侧之间的流体通道(215)中的爆裂元件(217)爆裂，从而打开所述通道；以及C)拉起所述取回工具(401)，从而将所述内部树帽(201)从与所述海底井单元(301) 的接合中脱离。
17.—种用于分别锁定到圆形孔或构件的内部锁定凹槽或外部锁定凹槽的锁定机构， 其特征在于，所述锁定机构包括主体(118")，其具有沿所述主体(118")的内部周边或外部周边布置的多个锁定构 件(119")，所述锁定构件关于相应的旋转轴(117f")可旋转地支撑在所述主体(118") 上；致动环(117a")，其分别地布置在所述主体(118")的内部周边内或其外部周边 外，所述致动环(117a")包括多个接合元件(117d")，所述多个接合元件(117d") 延伸进入所述锁定构件(119")的接合槽(117e")，或反之亦然，以便通过相对于所 述主体(118")旋转所述致动环(117a")来关于所述轴(117f")旋转所述锁定构件 (119")；其中，根据所述锁定构件(119")的旋转位置，所述锁定构件(119")适于呈锁定 位置和解锁位置，在锁定位置，所述锁定构件(119")的周边分别从所述锁定机构径向 向外或从所述锁定机构径向向内延伸第一距离，在解锁位置，所述距离短于所述第一距 离或不存在，因为从所述锁定构件(119")的所述轴(117f")到所述锁定构件(119") 的周边的距离沿所述周边变化。
全文摘要
适于安装在海底井单元(301)的孔中或安装到海底井单元(301)的内部管状元件(303)的内部树帽(201)(ITC)，包括锁定元件(209)，用于可释放地将所述内部树帽(201)锁定到所述海底井单元(301)或内部管状元件(303)。ITC还包括流体通道(215)，该流体通道(215)延伸穿过在内部树帽(201)的下部部分和上部部分之间的流体屏障，该流体通道(215)被爆裂元件(217)阻塞，爆裂元件(217)适于当暴露到超过爆裂元件(217)的预定压力差时破裂并且打开以使流体流穿过流体通道(215)。本发明还涉及ITC送入工具(101)和用于在工具中支撑ITC的锁定机构(117)。
文档编号E21B33/035GK102016226SQ200980115187
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月28日 优先权日2008年4月28日
发明者安德烈·M·史密斯, 拉赛·E·奥尔内斯 申请人:阿克海底公司