一种深水钻井导管的钻井平台操作工具的制作方法

本发明涉及深水钻井领域，尤其涉及一种深水钻井导管的钻井平台操作工具。

背景技术：

深水喷射导管吸入技术是在喷射钻井和泥浆马达应用的基础上发展起来的新技术。它将钻头和泥浆马达通过钻井导管下入到钻具用的专门工具中并与钻井导管一起组成喷射下入管柱串。在该喷射下入管柱串中，钻头的主要作用是破碎和清除导管管鞋前的泥土，再通过钻柱泵向喷射下入管柱串泵入泥浆，进而把岩屑从导管内壁与钻柱之环形空间中携带出井底，直接排入海床。钻井导管在其自重以及钻柱等设备的重力作用下随钻头钻出的领眼下沉并挤压周围地层直至设计深度。经过一定时间的“等待时间”，钻井导管与地层粘土之间建立了胶结应力，并随时间增长而加固，从而确保钻井导管被“悬住”而不下沉。

喷射下入管柱串的钻井导管需要在钻井平台上进行组装、转移、起下等步骤。组装、转移、起下等步骤需要专用工具进行吊运、转移作业。但钻井平台上由于空间受限无其他辅助性作业机械，只有大钩、折臂吊可以作为吊运、转移工具使用。因此，在甲板空间有限的钻井平台上对重达10—100吨的钻井导管进行操作作业时，需要专门的工具来协助完成。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种深水钻井导管的钻井平台操作工具，用于解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供的一种深水钻井导管的钻井平台操作工具，所述深水钻井导管的钻井平台操作工具包括：

本体，所述本体具有一沿纵向设置的第一贯通孔；

穿设在所述本体的第一贯通孔内的第一轴套，所述第一轴套具有沿纵向设置的第二贯通孔，所述钻井导管能穿设在所述第二贯通孔上，所述轴套的外周壁上形成有自上而下直径不断减小的变径部；

所述第一轴套的内周壁上形成有能与钻井导管相配合的配合部，以使当所述钻井导管相对所述本体转动时，所述第一轴套能相对所述本体上下运动；

至少一个设置在所述本体上的压杆，所述压杆的一端与所述变径部相抵并适配，以使所述第一轴套能带动所述压杆相对本体运动；

设置在所述本体上的弹性件，所述弹性件与所述压杆的另一端相接触，当所述压杆朝向所述弹性件运动时，所述弹性件对所述压杆施加一朝向所述变径部的逐渐增大的挤压力。

优选的，所述深水钻井导管的钻井平台操作工具具有至少两个工作状态，第一工作状态时，所述钻井导管相对所述本体沿第一方向转动，所述第一轴套相对所述本体向下运动，所述压杆朝向所述弹性件运动，所述弹性件施加一朝向所述变径部的逐渐增大的挤压力；

第二工作状态时，所述钻井导管相对所述本体沿第二方向转动，所述第一轴套相对所述本体向上运动，所述压杆背离所述弹性件运动，所述弹性件施加一朝向所述变径部的逐渐减小的挤压力，所述第一方向和所述第二方向相反。

优选的，所述压杆为三个，所述压杆沿周向对称设置。

优选的，所述弹性件套设在所述本体上，所述弹性件分别与各所述压杆的端部相抵。

优选的，所述弹性件为卡簧。

优选的，所述压杆与所述卡簧相抵的一端设置有能与所述卡簧相适配的受力部，所述受力部具有一能与所述卡簧贴紧的弧面。

优选的，所述本体的上端设置有密封压盖，所述钻井导管穿设在所述密封压盖上，所述密封压盖与所述钻井导管相适配。

优选的，所述配合部为螺纹，所述钻井导管和所述第一轴套螺纹配合，以使所述钻井导管能带动所述第一轴套运动。

优选的，所述螺纹为矩形螺纹。

优选的，所述本体上设置有示位件，所述示位件沿纵向设置，所述示位件的一端与所述第一轴套的上端相抵，所述示位件的另一端伸出所述本体外，所述示位件能在所述第一轴套的带动下相对所述本体运动，通过观察所述示位件伸出所述本体的部分的长度判断所述第一轴套相对本体的位置。

优选的，所述本体的下端还设置有用于对所述第一轴套限位的限位件。

优选的，所述本体上设置有过流通孔，用于流体的通过。

优选的，所述本体的下端形成有导向头。

优选的，所述钻井导管上设置有沿径向向外延伸的台阶部，所述台阶部能与所述本体的下端相抵以对所述导管进行限位。

通过在本体上按照不同的旋转方向转动钻井导管，第一轴套与弹性件以及压杆的共同配合下能将钻井导管锁紧或者释放松开，进而使该装置能对钻井导管完成组装、转移、起下等步骤。

附图说明

图1为本发明的实施方式中提供的深水钻井导管的钻井平台操作工具的结构示意图；

图2为本发明的实施方式中提供的深水钻井导管的钻井平台操作工具的俯视图；

图3为本发明的实施方式中提供的图1中的深水钻井导管的钻井平台操作工具A-A位置的剖面图。

以上附图说明：

1、本体；11、第一贯通孔；2、第一轴套；21、第二贯通孔；22、变径部；23、配合部；3、压杆；31、受力部；4、弹性件；5、过流通孔；6、导向头；7、矩形螺纹副；8、限位件；9、密封压盖；91、密封圈；10、示位件；12、保养孔；13、钻井导管；14、台阶部。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种深水钻井导管的钻井平台操作工具。参照图1至图3所示，该深水钻井导管的钻井平台操作工具可以包括：本体1，本体1具有一沿纵向设置的第一贯通孔11；穿设在本体1的第一贯通孔11内的第一轴套2，第一轴套2具有沿纵向设置的第二贯通孔21，钻井导管13能穿设在第二贯通孔21上，第一轴套2的外周壁上形成有自上而下直径不断减小的变径部22；第一轴套2的内周壁上形成有能与钻井导管13相配合的配合部23，以使当钻井导管13相对本体1转动时，第一轴套2能相对本体1上下运动；至少一个设置在本体1上的压杆3，压杆3的一端与变径部22相抵并适配，以使第一轴套2能带动压杆3相对本体1运动；设置在本体1上的弹性件4，弹性件4与压杆3的另一端相接触，当压杆3朝向弹性件4运动时，弹性件4对压杆3施加一朝向变径部22的逐渐增大的挤压力。

深水钻井导管的钻井平台操作工具具有至少两个工作状态，第一工作状态时，钻井导管13可以穿设在本体1上且能相对本体1沿第一方向转动。第一轴套2能在钻井导管13的带动下相对本体1向下运动。压杆3的一端进而能沿着变径部22直径逐渐增大的方向滑动，使压杆3能朝向弹性件4运动，弹性件4进而施加一朝向变径部22的逐渐增大的挤压力。最后，压杆3与变径部22直径相对较大的一端相抵，挤压力的值达到最大。

第二工作状态时，钻井导管13相对本体1沿第二方向转动。第一轴套2相对本体1向上运动，压杆3背离弹性件4运动，弹性件4施加一朝向变径部22的逐渐减小的挤压力。

其中，弹性件4向变径部22施加挤压力时，尤其在压杆3与变径部22的最大直径处相抵时，第一轴套2能在挤压力的作用下将钻井导管13锁紧。第一方向与第二方向相反，当沿第一方向进行转动时，钻井导管13能被旋紧。当沿第二方向转动时，钻井导管13被释放松开。

综合上述的内容可以看出：通过在本体1上按照不同的旋转方向转动钻井导管13，第一轴套2与弹性件4以及压杆3的共同配合下能将钻井导管13锁紧或者释放松开，进而使该装置能对钻井导管13完成组装、转移、起下等步骤。

在本实施方式中，参照图1所示，本体1可以为一圆柱体或者横向截面为多边形的柱体。在对钻井导管13进行操作时，本体1可以放置在钻井平台上或者地面上。本体1上可以设置与能与钻井平台上的起吊工具相连接的连接部，使得起吊工具能与本体1相连接，进而对该工具进行起吊操作。本体1上还可以设置有一沿纵向设置的第一贯通孔11。较佳的，第一贯通孔11的延伸方向与本体1的轴线可以相重合，使得钻井导管13穿设在本体1上时，钻井导管13位于本体1的中心位置，进而能保证本体1的各侧受力均衡，从而保证本体1放置在钻井平台或者起吊时能保证稳定。

在一可选的实施方式中，本体1上还可以设置有沿纵向延伸的过流通孔5。过流通孔5可以贯穿本体1设置。过流通孔5用于在本体1下入到水中的过程中，使本体1下端的水能通过过流通孔5流到本体1的上端，进而防止本体1在下入到水中时会受到一较大的阻力(浮力)，实现方便该工具的下入。另外，设置过流通孔5还可以降低本体1的重量，优化本体1的结构，降低该工具对起吊工具的负荷。

在一具体的实施方式中，参照图2所示，过流通孔5的数量可以为三个。其可以围绕第一贯通孔11周向设置。其中，过流通孔5的截面形状可以大体呈梯形。当然，本申请并不对过流通孔5的数量作具体的限制，在其它可选的实施方式中，为了使用本体的结构设计或者流体的流量，过流通孔5的数量也可以为三个以上。

在另一可选的实施方式中，本体1的下端形成有导向头6。导向头6用于对本体1下入到水中的过程起导向的作用。具体的，导向头6可以为沿本体1的下端沿纵向延伸的筒状件或者支撑件。导向头6的直径可以与本体1的直径相同。

在本实施方式中，参照图1所示，第一轴套2可以套设在第一贯通孔11内且能在钻井导管13的带动下相对本体1在第一贯通孔11内上下运动。具体的，第一轴套2的外侧壁上可以形成有自上而下直径不断减小的变径部22。其中，变径部22的结构可以为多种，例如，第一轴套2上可以开设有能使压杆3的一端在其内滑动的凹槽。凹槽的深度自上而下不断的增大，使得压杆3的一端相对凹槽滑动时，压杆3位于凹槽内的部分的长度会不断的发生变化，从而使压杆3能相对本体1运动。变径部22还可以为其它类型，例如，第一轴套2的外径可以自上而下不断的变小，即第一轴套2的外侧壁可以为一倾斜面，只要满足压杆3的一端在第一轴套2的变径部22上运动时，压杆3会因变径部22的直径不同而相对本体1运动，都是符合本申请的要求。

在本实施方式中，压杆3至少为一个且可以设置在本体1上。压杆3的一端与变径部22相抵并适配，使得压杆3能在变径部22的带动下相对本体1运动。

在一具体的实施方式中，压杆3可以沿横向设置在本体1上。本体1与变径部22相抵的一端形成有能与变径部22相贴合的弧面。压杆3进而能在变径部22的带动下相对本体1运动。较佳的，压杆3的数量可以为三个，三个压杆3可以沿周向对称设置在本体1上。

在本实施方式中，本体1上还可以设置有弹性件4。弹性件4的设置位置与压杆3相适配。例如，当压杆3的数量为三个时，弹性件4的数量可以为三个，其分别设置在压杆3远离变径部22的一端。弹性件4能与压杆3远离变径部22的一端相接触，进而对压杆3施加一挤压力。其中，当压杆3相对本体1运动时，压杆3的位置不同，弹性件4施加给压杆3的挤压力也不同。

在本实施方式中，第一轴套2的内周壁上形成有能与钻井导管13相配合的配合部23，以使当钻井导管13相对本体1转动时，第一轴套2能相对本体1上下运动。具体的，该配合部23可以为螺纹，即第一轴套2上可以形成有螺纹。钻井导管13的外周壁上也可以形成有能与设置在第一轴套2上的内螺纹相配合的外螺纹。钻井导管13进而能通过自身的转动而带动第一轴套2上下运动。

在一可选的实施方式中，配合部23可以为矩形螺纹。其中，矩形螺纹具有较大的受力面，使得其可以适用于负载较大的设备中，从而保证该工具能满足对重达10—100吨的钻井导管13进行操作。

在另一可选的实施方式中，为了避免因第一轴套2的外径小于第一贯通孔11的直径而使得第一轴套2不能很好的与钻井导管13相配合的问题。第一轴套2的下方还设置有矩形螺纹副7。该矩形螺纹副7可以套设在第一贯通孔11内并与第一轴套2传动连接。矩形螺纹副7的外径能与第一贯通孔11的内径相适配，使得矩形螺纹副7能与钻井导管13紧密配合。当钻井导管13相对本体1转动时，钻井导管13将扭矩传递给矩形螺纹副7。矩形螺纹副7再将扭矩传递给第一轴套2，进而使第一轴套2能相对本体1上下运动。

在一可选的实施方式中，为了保证第一轴套2的变径部22不会因为直径小于第一贯通孔11的直径而在本体1内产生晃动。本体1的下端还可以设置有用于对第一轴套2限位的限位件8。限位件8可以设置在矩形螺纹副7的上方且限位件8的一端能与第一轴套2的外侧壁相抵。限位件8的另一端能伸出本体1外并具有能与调节装置相适配的适配部，调节工具进而能调节限位件8伸入本体1内的部分的长度。限位件8进而能在调节工具的配合下将第一轴套2抵紧，进而可以防止第一轴套2不会在本体1内晃动。

钻井导管13可以穿设在本体1上且钻井导管13可以相对本体1沿第一方向转动。第一轴套2能在钻井导管13的带动下相对本体1向下运动。压杆3朝向弹性件4运动。弹性件4可以施加一朝向变径部22的逐渐增大的挤压力，设置有变径部22的第一轴套2进而能将管柱锁紧。

钻井导管13相对本体1沿第二方向转动，第一轴套2相对本体1向上运动，压杆3背离弹性件4运动，弹性件4施加一朝向变径部22的逐渐减小的挤压力。其中，当压杆3与变径部22的直径最大的位置相抵时，弹性件4能施加给压杆3一相对最大的挤压力，进而将钻井导管13锁紧。当压杆3与变径部22的直径最小的位置相抵时，弹性件4能施加给压杆3一相对最小的挤压力或者没有挤压力，钻井导管13进而被释放松开。

更具体的，参照图3所示，弹性件4可以套设在本体1上，弹性件4分别与各压杆3的端部相抵。具体的，弹性件4可以为卡簧。卡簧为一环形的弹性件4，使得卡簧能套设在本体1上。当压杆3相对本体1向外运动时，随着压杆3向外运动的路径增大，卡簧施加给压杆3的挤压力就越大，当达到预设的路径距离值时，挤压力达到最大，钻井导管13被锁紧。

在另一可选的实施方式中，压杆3与卡簧相抵的一端设置有能与卡簧相适配的受力部31，受力部31具有一能与卡簧贴紧的弧面，进而使得卡簧与压杆3之间能稳定的配合，防止压杆3与卡簧之间滑脱。

在本实施方式中，本体1的上端可以设置有密封压盖9，钻井导管13穿设在密封压盖9上，密封压盖9与钻井导管13相适配，密封压盖9内还设置有能套设在钻井导管13上的密封圈91，进而对钻井导管13和本体1上端的连接处密封。

在一可选的实施方式中，本体1上还设置有示位件10。示位件10沿可以沿纵向设置在本体10上。示位件10的一端与第一轴套2的上端相抵。示位件10的另一端伸出本体1外。示位件10能在第一轴套2的带动下相对本体1运动。具体的，当第一轴套2向上运动时，第一轴套2能顶着示位件10向上运动，示位件10伸出本体1外的部分的长度变长。当第一轴套2向下运动时，示位件10能在重力的作用下跟随第一轴套2向下运动，示位件10伸出本体1外的部分的长度相对变短，从而通过观察示位件10伸出本体1的部分的长度判断第一轴套2相对本体1的位置。

在一可选的实施方式中，为了防止钻井导管13相对本体1向上运动时的距离在预设范围内，钻井导管13上可以设置有沿径向延伸的台阶部14，台阶部14能与本体1的下端相抵以对钻井导管13进行限位。

在一可选的实施方式中，参照图2所示，本体1上还可以设置有保养孔12。保养孔12用于向本体1内加入润滑油或者对设置在本体1内的各部件进行保养。保养孔12可以为3个并沿周向设置。保养孔12上还可以设置有销钉。销钉可以将保养孔12打开或者封闭。

综合上述的内容可以看出：通过在本体1上按照不同的旋转方向转动钻井导管13，第一轴套2与弹性件4以及压杆3的共同配合下能将钻井导管13锁紧或者释放松开，进而使该装置能对钻井导管13完成组装、转移、起下等步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。