一种海上钻井用隔水导管提升装置的制作方法

本发明属于石油天然气等资源的钻井工程领域，具体涉及一种海上钻井用隔水导管提升装置。

背景技术：

隔水管是连接海上浮式钻井平台和海底井口装置的重要设备，是整个钻井设备系统中较为薄弱的环节，其在钻井过程中主要起着隔离内部钻井液和外部海水的作用。在海洋钻井作业过程，隔水管系统受到复杂浪、流等恶劣环境载荷和气候的影响，加之海洋环境的复杂多变，当井口载荷大于临界值时，隔水导管在水平风浪流载荷作用下发生弯曲失效，使用小尺寸隔水导管面临着巨大的风险，小尺寸隔水导管临界载荷较少，严重限制着海上钻井作业井身结构的优化。近年来，随着深井、超深井钻井技术的发展，常规大尺寸隔水导管虽然井口稳定有所保障，但已无法满足钻井作业持续优化改善的发展需求。从现场应用来看，常规大尺寸隔水导管存在以下弊端：1)相同地层，大尺寸井眼钻井速度、效率较小尺寸井眼低；2)大尺寸井眼钻井作业材料消耗较多、费用高；3)严重限制着海上钻井作业井身结构的优化及调整等。为进一步提质增效进行钻井作业，很有必要发明一种海上钻井用隔水导管提升装置。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，在于需要提供一种海上钻井用隔水导管提升装置，避免小尺寸隔水导管在复杂海况作业下发生弯曲失效的风险。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种海上钻井用隔水导管提升装置，其特征在于：包括隔水导管提升架、隔水导管提升用卡瓦和隔水导管锁紧结构，隔水导管提升架上设有吊耳，隔水导管提升架的中心部设有安装固定孔，所述安装固定孔内的上部设有坐卡台阶，隔水导管提升用卡瓦设在安装固定孔内并坐落于坐卡台阶上，并用螺纹固定套旋拧在安装固定孔内将隔水导管提升用卡瓦顶紧固定，隔水导管锁紧结构设在安装固定孔的下端口处。

进一步地，所述隔水导管提升用卡瓦由对称的两半组成，隔水导管提升用卡瓦内装有卡瓦片。

进一步地，所述隔水导管提升架是由对称的两部分构成的十字形结构，两部分通过连接螺栓连接在一起。

进一步地，所述吊耳设有四个，四个吊耳分布在所述隔水导管提升架的四角处。

进一步地，所述吊耳处设有挡杆和安全销，挡杆的一端与吊耳处铰接，另一端向上翻起将吊耳挡住后插入安全销固定。

进一步地，所述坐卡台阶为变径台阶，角度设置为40～60°。

进一步地，所述安装固定孔中，坐卡台阶上方的安装固定孔内径比隔水导管外径大5～8cm，坐卡台阶下方的安装固定孔内径比上部内径小4cm。

进一步地，所述隔水导管锁紧结构，包括锁紧固定套、锁紧顶丝和锁紧卡瓦，锁紧固定套通过螺丝固定在安装固定孔内的下端口处，所述锁紧固定套内设有锁紧台阶，所述锁紧台阶为变径台阶，锁紧卡瓦坐落在锁紧台阶上，锁紧顶丝横向穿入安装固定孔推压锁紧卡瓦上端的斜面，使锁紧卡瓦沿着锁紧台阶下行，直至将隔水导管锁紧。

进一步地，所述锁紧固定套是由对称的两半部分构成。

进一步地，所述锁紧卡瓦是由四块1/4圆周的卡瓦片构成，四块1/4圆周的卡瓦片分别对应四个所述的锁紧顶丝。

本发明具有以下优点：

(1)结构简单，加工方便，投资成本低，操作方便。

(2)应用前景良好，能够与非常规小尺寸隔水导管配套使用，避免小尺寸隔水导管在复杂海况作业下发生弯曲失效的风险。

(3)提升装置能有效承担隔水管顶端载荷及部分隔水管重量。

(4)能有效提高小尺寸隔水导管井口稳定性，解放了海上钻井作业井身结构的优化及调整的限制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1所示沿a-a线的剖视图；

图3为图1所示安装固定孔的结构示意图。

图中：1、隔水导管提升架；2、隔水导管提升用卡瓦；3、吊耳；4、安装固定孔；5、坐卡台阶；6、卡瓦片；7、挡杆；8、安全销；9、锁紧固定套；10、锁紧顶丝；11、锁紧卡瓦；12、螺丝；13、锁紧台阶；14、连接螺栓；15、螺纹固定套。

具体实施方式

如图1、2所示，一种海上钻井用隔水导管提升装置，包括隔水导管提升架1、隔水导管提升用卡瓦2、吊耳3和隔水导管锁紧结构，所述隔水导管提升架是由对称的两部分构成的十字形结构，两部分通过连接螺栓14连接在一起，所述吊耳3设有四个，四个吊耳3分布在所述隔水导管提升架1的四角处，所述吊耳3处设有挡杆7和安全销8，挡杆7的一端与吊耳3处铰接，另一端向上翻起将吊耳3挡住后插入安全销8固定。隔水导管提升架1的中心部设有安装固定孔4，所述安装固定孔4内的上部设有坐卡台阶5，隔水导管提升用卡瓦2设在安装固定孔4内并坐落于坐卡台阶5上，并用螺纹固定套15旋拧在安装固定孔4内将隔水导管提升用卡瓦2顶紧固定，隔水导管锁紧结构设在安装固定孔的下端口处。

进一步地，所述隔水导管提升用卡瓦2由对称的两半组成，隔水导管提升用卡瓦2内装有卡瓦片6。

所述隔水导管锁紧结构，包括锁紧固定套9、锁紧顶丝10和锁紧卡瓦11，锁紧固定套9通过螺丝12固定在安装固定孔4内的下端口处，所述锁紧固定套9内设有锁紧台阶13，所述锁紧台阶为变径台阶，锁紧卡瓦11坐落在锁紧台阶13上，锁紧顶丝10横向穿入安装固定孔4推压锁紧卡瓦11上端的斜面，使锁紧卡瓦11沿着锁紧台阶13下行，直至将隔水导管锁紧。

进一步地，所述锁紧固定套9是由对称的两半部分构成。

进一步地，所述锁紧卡瓦11是由四块1/4圆周的卡瓦片构成，四块1/4圆周的卡瓦片分别对应四个所述的锁紧顶丝10。

如图3所示，所述坐卡台阶5为变径台阶，角度设置为40～60°，所述安装固定孔4中，坐卡台阶5上方的安装固定孔内径比隔水导管外径大5～8cm，坐卡台阶5下方的安装固定孔内径比上部内径小4cm。

本专利的安装：

①该提升装置在隔水导管下入到位后即可开始安装；

②将隔水导管提升架1的两部分放置在井口小平台的操作台上，在安装过程中保持其水平，沿着隔水导管对齐两边提升装置两排螺栓孔；

③将连接螺栓14安装并用扳手均匀上紧；

④用吊装工具将连接好的隔水导管提升架1水平吊起至合适位置；

⑤安装过程中保持其水平，提升装置到位后，使用水平仪进行确认(最大倾斜角不超过2度)；

⑥在锁紧结构中放入四块锁紧卡瓦，并将隔水导管提升架1上的锁紧顶丝10退出；

⑦对准隔水导管提升架1底部的螺孔，用螺丝将锁紧结构中的锁紧固定套9的螺栓固定在隔水导管提升架1，使锁紧固定套9位于安装固定孔的下端口处；

⑧将所有锁紧顶丝拧入，直至锁紧卡瓦咬合住隔水导管。

2)坐卡

①将卡瓦片6保养，装入隔水导管提升用卡瓦2内，确保卡瓦活动灵活；

②放上哈呋板组装两半部分的隔水导管提升用卡瓦2；

③组装完毕，抽出盖板让隔水导管提升用卡瓦2自由下落，对角敲击隔水导管提升用卡瓦2至卡瓦到位，丈量隔水导管提升用卡瓦2上端面距离提升装置端面距离确认卡瓦水平；

④张力器收紧张力，观察隔水导管是否存在打滑下行现象，确认坐挂。

3)提升

①继续收紧张力至设计张力要求。隔水导管提升用卡瓦2根据隔水导管的材料强度及预计提升拉力，确认套隔水导管提升用卡瓦牙接触面积，并通过调整隔水导管提升用卡瓦长度调节接触面积，防止隔水导管挤坏，将对角的四个吊耳与钻井装置张力器连接，由张力器提供隔水导管提升拉力，将隔水导管提升。

工作原理：本专利适用于海上钻井使用非常规小尺寸隔水导管时为满足井口稳定要求的提升装置。主要针对13-3/8"～16"非常规隔水导管，根据不同隔水导管外径，来确定提升装置本体内径尺寸，台阶上部内径比隔水导管外径大5～8cm，下部内径比上部内径小4cm，坐卡结构内部台阶为变径台阶，角度设置为40～60°，坐卡结构与隔水导管之间为套管卡瓦及卡瓦牙配合，达到坐卡目的。隔水导管提升卡瓦和卡瓦片坐卡后，卡瓦片与隔水导管产生反倒咬合力，由坐卡台阶受力，保证提升装置本体拉力传递至隔水导管上，所述隔水导管卡瓦安装完成后实现提升功能，无密封功能。隔水导管锁紧结构中，所有锁紧卡瓦锁紧后与隔水导管本体沿着外径贴合，由锁紧顶丝拧入，锁紧卡瓦沿着锁紧台阶下行，与隔水导管产生咬合力，方便上部卡瓦安装，同时锁紧后能限制本提升装置往下发生位移。