立管切削工具的制作方法
【专利摘要】一种用于分离立管的方法，包括以下步骤：配置一种立管，该立管具有内表面、外表面、所述外表面的外周、纵轴线、以及第一端和第二端；用爆炸性的聚能药包材料径向包围所述立管，其中，所述爆炸性的聚能药包材料响应于致动信号能产生高速等离子射流，其中，所述爆炸性材料包括导电层；将所述致动信号传输给所述爆炸性材料；产生所述高速等离子射流；以及，当所述高速等离子射流穿过所述立管的所述外表面、离开所述立管的所述内表面时，将所述立管分离成包括所述第一端的第一部分和包括所述第二端的第二部分。
【专利说明】立管切削工具
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请请求美国临时申请61/601，874号的权益，该美国临时专利申请的申请日为2012年2月22日，其全部内容引入文中作为参考。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种用于分离立管的方法，特别地，该立管是将水下井头连接到浮仓上的立管。
【背景技术】
[0004]美国专利5，253，585号公开了一种主炸药对称地布置在形成通道的管件(例如井管装置)周围。该炸药位于管件外侧，与其径向间隔开，通过重介质(如，土壤)连接到管件上，其中，该重介质适于将所产生的爆炸能量以所述重介质施加的压力脉冲的形式传递给管件。将起爆药包提供在主药包外表面处，以启动被引导到管件上的爆轰波。提供一层重介质以封闭药包的非连接表面并防止爆炸气体远离管件排出。最终，聚集的压力脉冲施加到正在爆轰的管件上，引起管件对称地弯曲以限制通道。美国专利5，253，585号的全部内容引入文中作为参考。
[0005]美国专利7，779，760号公开了一种聚能药包组件，该聚能药包组件包括壳体、第一聚能药包、波形中继药包以及位于壳体中的第二聚能药包。该组件被构造成，使得起爆第一聚能药包所形成的第一活性成分引起波形中继药包爆炸，进而起爆第二聚能药包形成第二活性成分。第一活性成分越过壳体的第二端，对外部目标造成第一种破坏，第二活性成分也越过第二端，对目标造成第二种破坏。聚能药包是现有公知的，美国专利7，779，760号中公开了这样的例子，该美国专利的全部内容引入文中作为参考。
[0006]现有技术需要进行下面的一种或多种改进:
[0007]需要改进分离立管的系统和方法；
[0008]需要改进远程分离立管的系统和方法；
[0009]如果立管是将浮仓连接到水下井头上的立管，需要改进远程分离立管的系统和方法。
【发明内容】
[0010]本发明提供了一种分离立管的方法，该方法包括以下步骤:配置一种立管，该立管具有内、外表面、所述外表面的外周以及第一端和第二端；用爆炸性的聚能药包材料径向包围所述立管，其中，所述爆炸性的聚能药包材料响应于致动信号能产生高速等离子射流，其中，所述爆炸性材料包括导电层；将所述致动信号传输给所述爆炸性材料；产生所述高速等离子射流；以及，当所述高速等离子射流穿过所述立管的所述外表面以及离开所述立管的所述内表面时，将所述立管分离成包括所述第一端的第一部分和包括所述第二端的第二部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面的附图中示出了本发明的实施例，参照这些实施例更具体地详细描述了本发明，通过对本发明的描述将能理解本发明的特征和优点。由于本发明可采用其他效果等同的实施例，因此，这些附图仅用于示出本发明的典型实施例，并不用于限制本发明。为了清楚和简洁起见，附图不一定按照比例绘制，附图中的某些特征和某些角度被放大示出或简要示出。
[0012]图1是示意图，示出了定位在水下储层上方的立管切削工具的一个实施例；
[0013]图2A、2B和2C示出了立管切削工具的某个实施例。
【具体实施方式】
[0014]本发明提供了一种将表面结构与位于井头上的防喷器组分离的方法。液压分离系统通常用于进行这种分离，但是，立管角度如果超过3 %，那么液压系统将不会进行分离。从而不能将表面结构与防喷器组和井头分离开，这样将可能会损害防喷器组。本发明解决了这种问题，通过用立管切削工具切断立管能将立管与防喷器组分离开。
[0015]上面提到的附图中示出了本发明的优选实施例，下面将对这些优选实施例进行详细描述。可参照水下环境中用于井的某些特征和技术来描述这些实施例。
[0016]图1:
[0017]图1示出了定位在井场601周围的立管切削工具626。立管602流体连接到表面结构604上。
[0018]表面结构604在海606上漂浮。表面结构604例如可以是撑梁、半潜式钻井船、张力腿平台(TLP)、浮式采油、储油和储油系统(FPSO)、临时或固定储存系统、容器、容纳装置、或将流体成分(如，气体和液体等)分离的分离器。
[0019]在表面结构604对面，立管602流体连接到立管切削工具626上。立管切削工具626包括包围立管的爆炸物，可切断立管。立管切削工具还可包括分开的多枚爆炸物，它们包围沿立管外侧布置的压井管线、阻流管线和任何其他管线。这些管线可以与立管分开或构成立管外侧的一部分。立管越过立管切削工具626，延伸到防喷器组(BOP) 612上。套管614是流体连接到防喷器组612上的立管。防喷器组612可以位于泥线618处或其上方。防喷器组612可以是在商业上可获得的任何公知的防喷器组,例如，Cameron, Vetco-Gray,Patterson, Hydril等公司提供的防喷器组以及美国专利7，410, 003号中公开的防喷器组，该美国专利7，410，003号的全部内容引入文中作为参考。流体可在箭头620所示的方向上通过套管614从储层616朝表面流动。
[0020]在钻井或修井作业期间，工作管柱622可从表面结构604向套管614延伸。工作管柱622容纳在立管602内，穿过立管切削工具626和防喷器组612。
[0021]期望将多个立管切削工具626安装在立管602和防喷器组612之间。可包括第二立管切削工具626以备用。安装多组立管切削工具600是合适的，可提高设计灵活性。钻井作业开始时可安装立管切削工具626，一直使其保持在井上，仅当关闭井或立管切削工具626的某些部分需要维修或置换时可将立管切削工具626移走。
[0022]图2是立管切削工具600的一个实施例的内部结构的示意图。图2A示出了已安装有立管切削工具220的立管段210。从图中可看出，立管切削工具还包括包围处于立管外部的压井管线、节流管线和增压管线的部分。
[0023]图2B示出了立管切削工具的某实施例。该图示出了爆炸物230在立管切削工具中的位置。图2C是同一立管切削工具的分解图，示出了如何将立管切削工具容易地安装在立管上。
[0024]在一个实施例中，公开了一种分离立管的方法，包括以下步骤:配置立管，该立管具有内表面、外表面、所述外表面的外周、纵轴线、第一端和第二端；用爆炸性材料径向包围所述立管，其中，所述爆炸性材料响应于致动信号能产生高速等离子射流，所述爆炸性材料包括导电层；将所述致动信号传递给所述爆炸性材料；产生所述高速等离子射流；所述高速等离子射流穿透所述立管的所述外表面、离开所述立管的所述内表面时，将所述立管分离成包括所述第一端的第一部分和包括所述第二端的第二部分。在某些实施例中，该方法还包括固定所述立管的所述第一端的步骤。在某些实施例中，该方法还包括以下步骤:沿所述爆炸性材料构成的导电层布置电路。在某些实施例中，该方法还包括以下步骤:配置减震器，在产生所述高速等离子射流步骤之前致动所述减震器。在某些实施例中，该减震器是通过将惰性气体喷射到流体中所形成的气泡幕。在某些实施例中，该方法还包括以下步骤:使所述立管的所述第二部分远离所述第一部分移动。在某些实施例中，立管定位在井场上方，其中，所述井场包括井和流量控制装置，该井使井产流体以第一流量流动，流动控制装置连接到所述井上。在某些实施例中，该方法还包括以下步骤:所述立管的所述第二部分已经远离所述第一部分移动之后，关闭所述流动控制装置。在某些实施例中，所述流动控制装置是闸板防喷器。
[0025]在某些实施例中，该方法包括以下步骤:配置安全外壳使其包围爆炸性材料，其中安全外壳能承受得住所产生的高速等离子射流的冲击而基本上不会受损。在某些实施例中，该方法包括以下步骤:使用条形药包形式的爆炸性材料。在某些实施例中，该方法包括以下步骤:使用聚能药包形式的爆炸性材料。条形药包或聚能药包可以是对于本领域的普通技术人员来说公知的任何一种类型的药包。在某些实施例中，该方法包括步骤，将爆炸性材料布置在独立的炸药托架中。该托架可以由任何材料制成，但优选由复合材料制成。在某些实施例中，聚能药包可布置在垂直于立管纵轴线的一个以上的几何平面中。在某些实施例中，聚能药包可以以一定的角度布置，使得高速等离子射流以非垂直于立管纵轴线的角度接触立管外表面。在某些实施例中，聚能药包可以以一定的角度布置而使得高速等离子射流与立管纵轴线成45至89度的角度接触立管外表面。
[0026]在另一实施例中，公开了一种用于分离立管的立管切削工具，其包括:立管，该立管具有内表面、外表面、所述外表面的外周、纵轴线、第一端和第二端；爆炸性材料，所述爆炸性材料径向包围所述立管；独立的炸药托架，其中，至少一部分所述爆炸性材料容纳在所述炸药托架内；以及，触发器，该触发器适于将致动信号发送给所述爆炸性材料。在某些实施例中，爆炸性材料为聚能药包的形式。在某些实施例中，该工具包括包围爆炸性材料的安全外壳，其能足以承受得住爆炸性材料产生的高速等离子射流的冲击以及爆炸引起的震动和振动。在某些实施例中，炸药托架由复合材料制成。在某些实施例中，工具中的聚能药包位于垂直于立管纵轴线的一个以上的几何平面中。聚能药包可位于两个以上的几何平面中。在某些实施例中，聚能药包的定位角度可让聚能药包产生的高速等离子射流以非垂直于立管纵轴线的角度朝立管外表面被引导。在某些实施例中，聚能药包的定位角度可让聚能药包产生的高速等离子射流以与立管纵轴线成45至89度的角度朝立管外表面被引导。在某些实施例中，触发器使用直接液压驱动装置发出致动信号。在某些实施例中，触发器使用无线传输方式发送致动信号，该无线传输方式可选自于声波传输、可视的声呐传输和电磁传输方式。
[0027]从前面的描述可理解到，在不脱离本发明的真实实质范围的情况下，可对本发明的优选替换实施例进行各种改进和改变。
[0028]这些描述仅用于阐释，不应理解为是限制性的。本发明的范围仅由下面的权利要求书来决定。权利要求书中的术语“包括”意为“至少包括”，即，权利要求中列举出的元素是开放式的。术语“一”、“一个”以及其他单数术语意为包括这些术语的复数形式，除非明确排除在外。
【权利要求】
1.一种用于分离立管的方法，包括以下步骤: 配置一种立管，该立管具有内表面、外表面、所述外表面的外周、纵轴线、以及第一端和A-Ap ~.上山弟.~-? ； 用爆炸性的聚能药包材料径向包围所述立管，其中，所述爆炸性的聚能药包材料响应于致动信号能产生高速等离子射流，其中，所述爆炸性材料包括导电层； 将所述致动信号传输给所述爆炸性材料； 产生所述高速等离子射流；以及 当所述高速等离子射流穿过所述立管的所述外表面、离开所述立管的所述内表面时，将所述立管分离成包括所述第一端的第一部分和包括所述第二端的第二部分。
2.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤:固定所述立管的所述第一端。
3.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤:沿所述爆炸性材料的所述导电层布置电路。
4.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤:配置减震器，在产生所述高速等离子射流的步骤之前致动所述减震器。
5.根据权利要求4的方法，其中，所述减震器是通过将惰性气体注入流体中所形成的气泡幕。
6.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤:使所述立管的所述第二部分远离所述第一部分移动。
7.根据权利要求1的方法，其中，所述立管定位在井场上方，所述井场包括使井产流体流经所述立管的井。
8.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤:配置安全外壳使其包围爆炸性材料，其中，安全外壳能承受得住所产生的所述高速等离子射流的冲击，而基本上不会受损。
9.根据权利要求8的方法，其中，爆炸性材料位于由复合材料制成的独立炸药托架中。
10.根据权利要求9的方法，其中，聚能药包位于垂直于立管纵轴线的一个以上的几何平面中。
11.根据权利要求8的方法，其中，聚能药包的布置角度可让高速等离子射流以非垂直于立管纵轴线的角度接触立管外表面。
12.根据权利要求8的方法，其中，聚能药包的布置角度可让高速等离子射流以与立管纵轴线成45至89的角度接触立管外表面。
13.根据权利要求1的方法，其中，爆炸性材料足以能将外径至少为16英寸的立管分离。
14.根据权利要求1的方法，还包括以下步骤:用爆炸性的聚能药包材料径向包围压井管线、节流管线和增压管线，其中，所述爆炸性的聚能药包材料响应于致动信号能产生高速等离子射流，所述爆炸性材料包括导电层。
【文档编号】E21B31/16GK104136710SQ201380010304
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年2月20日 优先权日:2012年2月22日
【发明者】C·L·维利 申请人:国际壳牌研究有限公司