专利名称：铅压印耐磨衬套的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及耐磨衬套，并且具体而言，涉及在送入锁定悬挂器或锁定环桥接悬挂器之前测量在井头壳体的内径上的锁定环凹槽的高度的耐磨衬套。
背景技术：
在设定套管悬挂器之后，常常使耐磨衬套沿轴向着落在套管悬挂器的上方。这在可沿轴向从套管悬挂器向井下进行的另外的钻井操作之前完成。在从套管悬挂器向井下进 行的这些操作期间，耐磨衬套保护套管悬挂器和井头壳体不受可由钻头和钻柱导致的损害和磨损。一般而言，设定套管悬挂器，然后从井孔中拉出之前用来使套管悬挂器着落和设定套管悬挂器的套管悬挂器送入工具。耐磨衬套送入和收回工具在套管悬挂器送入工具的位置上联接到钻柱上。耐磨衬套送入和收回工具送入耐磨衬套、使耐磨衬套着落，并且设定耐磨衬套。在使耐磨衬套着落之后，耐磨衬套送入和收回工具可对耐磨衬套进行压力测试，以确保耐磨衬套已经恰当地着落在套管悬挂器上。在成功的压力测试之后，耐磨衬套送入和收回工具与耐磨衬套脱开，并且被从井孔中拉出。然后可在耐磨衬套送入和收回工具的位置上将各种钻井工具附连到钻柱上。然后钻井工具经过耐磨衬套和套管悬挂器而被送入井下，以进行钻井操作。优选地，钻井工具和钻柱将传送通过套管悬挂器的膛孔，而不接触或损害套管悬挂器的内径或缘边。但是，如果钻井工具相对于套管悬挂器未对准，则钻井工具在传送通过套管悬挂器时可接触和损害套管悬挂器。如果耐磨衬套沿轴向着落在套管悬挂器的上方，则钻井工具将首先接触耐磨衬套，而且，在钻井工具传送通过耐磨衬套，钻井工具将对准套管悬挂器。因而，耐磨衬套保护套管悬挂器。另外，如果钻柱在钻井操作期间偏心地旋转，则钻柱将接触和磨损耐磨衬套而非套管悬挂器，从而保护套管悬挂器。在执行期望的钻井操作之后，将从井孔中拉出钻柱和钻井工具。然后可在钻井工具的位置上将耐磨衬套送入和收回工具联接到钻柱上，并且然后送入到耐磨衬套，以从井孔中拉出耐磨衬套。典型地，然后可向井下送入锁定悬挂器，以使其着落和设定在套管悬挂器上方，以提供额外的套管锁定能力。由于套管柱的热膨胀的原因，可能需要锁定悬挂器。通过分担施加到套管悬挂器上的循环轴向载荷，锁定悬挂器会改进锁定悬挂器下方的长期的承坐可靠性。为了使锁定悬挂器恰当地着落和设定，锁定悬挂器必须被送入到形成于海底井头中的、沿轴向在套管悬挂器的上方的锁定环凹槽附近。在着落之后，锁定悬挂器的带凹槽环将促动，以接合锁定环凹槽，从而将锁定悬挂器恰当地固定到井头和套管悬挂器上。在送入和设定锁定悬挂器之前，钻塔的操作一般将需要送入铅压印工具。铅压印工具确定锁定环凹槽的高度，以使锁定悬挂器恰当地着落。但是，这个步骤由于与用钻塔执行额外的工具行程相关联的成本的原因而常常被回避。典型地，在不检查锁定环凹槽高度的情况下，使锁定悬挂器被送入、着落和设定。如果锁定悬挂器存在问题，则可移除锁定悬挂器，并且用铅压印工具检查锁定环凹槽的高度。这会增加额外的下井行程，并且可显著地增加与完井相关联的成本。因此，在不需要额外的钻塔行程的情况下确定锁定环凹槽高度的铅压印工具在确保有较高效的钻塔操作和确保在完井时有较少问题方面是有用的。
发明内容
通过提供一种铅压印耐磨衬套和用于使用该铅压印耐磨衬套的方法的本发明的优选实施例，大体解决或规避了这些和其它问题，并且大体实现了技术优点。根据本发明的一个实施例，公开了一种海底井头组件。该海底井头组件包括具有含有带凹槽轮廓的膛孔的海底井头，以及在该轮廓的下方着落在膛孔中的套管悬挂器。耐磨衬套以能够收回的方式着落在膛孔中，并且保护该轮廓和套管悬挂器的内部部分不受传送通过耐磨衬套的钻井工具的影响。由可变形的材 料形成的压印模由耐磨衬套承载。促动器容纳在耐磨衬套内，并且能够响应于耐磨衬套的着落而移动，以迫使模进入该轮廓中，以促使模形成轮廓的压印，以随后在耐磨衬套被收回时进行检查。根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于设置在井头内的耐磨衬套。该耐磨衬套包括具有轴线的第一管状部件，以及容纳在第一管状部件内且能够相对于第一管状部件在缩回位置和伸出位置之间沿径向移动的至少一个压印组件。耐磨衬套还包括与第一管状部件同轴的第二管状部件。第二管状部件能够相对于第一管状部件在送进位置和设定位置之间沿轴向移动。第二管状部件沿轴向移动到设定位置将促使压印组件自缩回位置移动到伸出位置而与井头部件轮廓接合。压印组件包括用于产生轮廓的印痕的能够永久地变形的模。耐磨衬套包括闩锁件，其安装到管状部件中的一个上，以将第一管状部件和第二管状部件闩锁在井头中；以及密封件，其安装到管状部件中的一个上，以将第一管状部件和第二管状部件密封到井头上。耐磨衬套的第一管状部件和第二管状部件具有大小设置成便于钻井工具通过的膛孔。根据本发明的又一个实施例，公开了一种用于通过海底井头以及在海底井头中执行操作的方法。该方法始于在耐磨衬套中安装压印模，以及然后将耐磨衬套送入到海底，并且使耐磨衬套着落在井头内，使得压印模在井头内的选定的轮廓附近。然后该方法向外移动压印模，并且抵靠着井头中的轮廓而使压印模变形。该方法继续通过耐磨衬套和井头而下放钻柱且旋转钻柱以执行钻井活动。然后与变形的压印模一起收回耐磨衬套。该方法继续检查压印模以确定轮廓的位置。优选实施例的优点在于，公开的铅压印耐磨衬套允许在进行其它钻井操作的同时检查在井头内的锁定环凹槽的高度。这节省了下到井孔的行程，因为不需要使用单独的工具来检查高度。
为了获得其中本发明的特征、优点和目标以及其它将变得显而易见的方式，并且可更加详细地理解该方式，可参照在附图中示出的本发明的实施例而得到在上面简要概述的本发明的更具体的描述，附图形成本说明书的一部分。但是，要注意，图仅示出本发明的优选实施例，并且因此，图不应看作限制本发明的范围，因为本发明可容许有其它同样有效的实施例。图I是铅压印耐磨衬套的两个主要管状部件的透视图。图2A是包括子组件的图I的铅压印耐磨衬套的沿着线2-2得到的截面图。
图2B是图2A的铅压印耐磨衬套的一部分的截面图。图3是图I的铅压印耐磨衬套的沿着线3-3得到的截面图。图4A是图I的铅压印耐磨衬套的一部分的沿着线4A-4A得到的截面图。图4B是在铅压印耐磨衬套的操作步骤之后的图4A的铅压印耐磨衬套的部分的截面图。图4C是图I的铅压印耐磨衬套的一部分的沿着线3-3得到的截面图。图4D是在铅压印耐磨衬套的操作步骤之后的图4C的铅压印耐磨衬套的部分的截面图。图5是在送入操作期间的图I的铅压印耐磨衬套的沿着线2-2得到的截面图。 图6是在设定铅压印耐磨衬套之后的图I的铅压印耐磨衬套的沿着线2-2得到的截面图。图7是在海底井头中着落就位的图I的铅压印耐磨衬套的截面图。
具体实施例方式参照示出了本发明的实施例的附图，现在将在下文中更加全面地描述本发明。但是，本发明可体现为不同的形式，并且不应将本发明理解为限于本文阐述的示出的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，而且将对本领域技术人员全面地传达本发明的范围。贯穿说明书，相同标号指示相同元件，而且点撇符号(如果使用了的话)在备选实施例中指示类似的元件。在以下论述中，阐述了许多具体细节，以提供本发明的透彻的理解。但是，对本领域技术人员将显而易见的是，可在没有这样的具体细节的情况下实践本发明。另外，对于大部分来说，已经省略了关于钻塔操作、套管悬挂器着落和设定等的细节，因为不认为这样的细节对于获得本发明的完整理解是必要的，而是认为它们在相关领域的技术人员的技能之内。参照图I,具有轴线12的铅压印耐磨衬套11包括前导组件耐磨衬套13和促动耐磨衬套15。前导组件耐磨衬套13可为具有中心膛孔17的管状部件，如图2A中显示的那样。沉孔19位于前导组件耐磨衬套13的中心膛孔17的上部端处。沉孔19自前导组件耐磨衬套13的上部端延伸到向上的环形肩部21，环形肩部21在沉孔19至中心膛孔17的过渡部处形成于前导组件耐磨衬套13的内径部分上。沉孔19包括以第一角度自肩部21延伸到第二渐缩表面25的第一渐缩表面23。第二渐缩表面25以第二角度自第一渐缩表面23延伸到前导组件耐磨衬套13的上部缘边27。在示出的实施例中，第一渐缩表面23比第二渐缩表面25具有更大的斜度。前导组件耐磨衬套13包括窗口 29，窗口 29自渐缩表面23沿径向向外延伸到前导组件耐磨衬套13的外径表面。在示出的实施例中，存在四个窗口 29。本领域技术人员将理解，可在备选实施例中包括更多或更少的窗口 29。各个窗口 29包括自前导组件耐磨衬套
13的外径表面沿径向向内延伸到沿径向向外的肩部33的沉孔31。如图I中显示的那样，前导组件耐磨衬套13还包括形成于第一渐缩表面23中的促动耐磨衬套槽口 35。耐磨衬套槽口 35自第二渐缩表面25和第一渐缩表面23之间的过渡部沿轴向向下延伸到向上的肩部21。促动耐磨衬套槽口 35具有基本竖直且平行于轴线12的内径表面。导引凹部37形成于各个促动耐磨衬套槽口 35内，并且自促动耐磨衬套槽口 35的基本竖直的内径表面延伸而沿径向向外终止在平行于轴线12的竖直表面处。各个导引凹部37如图3中显示的那样具有上部肩部36和下部肩部38。参照图2A，诸如铅压印组件39的促动器安装在各个窗口 29内。各个铅压印组件39包括联接环41、偏置弹簧43、铅压印活塞45和诸如铅压印模47的压印模或压印芯(cartridge)。诸如铅压印模47的压印模能够永久地变形的,使得当压印模被压挤到轮廓中时，可在压印模中产生轮廓的印痕。联接环41通过任何适当的手段(例如用示出的螺栓)安装到沉孔31内的肩部33上。联接环41的内径小于窗口 29的直径，使得联接环41将形成沿径向向内的肩部49。参照图2B，铅压印活塞45如所显示的那样可为具有径向内侧活塞头51和径向外侧端53的圆柱形物体。活塞头51可为具有基本等于窗口 29的直径的外径55的锥形表面。端部51的锥形表面形成自活塞头51的中心处的顶点57延伸到活塞头51的外径55的角度。该角度基本等于图2A的第一渐缩表面23的角度。如图2B中显示的那样，活塞头51 包括在活塞头51的外径表面上的密封环56。密封环56适于在活塞头51移动到窗口 29中时形成压力密封，如图6中显示的那样。照这样，在送入钻井工具和钻柱之前，可对铅压印耐磨衬套11进行压力测试，以确保铅压印耐磨衬套11有恰当的设定。参照图2B，活塞头51限定与联接环41的肩部49相对的、沿径向向外的肩部59。铅压印活塞45具有自向外的肩部59延伸到铅模肩部63的内部柄61。内部柄61具有小于窗口 29的直径的外径,使得内部柄61的外径表面在向外的肩部59、联接环肩部49和窗口 29的内径表面之间限定环形腔体。偏置弹簧43安装在这个腔体内，并且具有抵靠联接环41的肩部49的第一端和抵靠活塞头51的肩部59的第二端，使得活塞45沿径向向外的移动将压缩偏置弹簧43。如图2B中显示的那样，偏置弹簧43未被移置。当受压收缩时，偏置弹簧43在活塞头51的肩部59上施加沿径向向内的力，从而将活塞45偏置到图2A和图2B中显示的位置。偏置弹簧43可为盘簧或任何其它适当的弹性装置，使得偏置弹簧43将把活塞45偏置到图2A和图2B的径向内侧位置或缩回位置。偏置弹簧43具有中心开口，从而允许活塞45的内部柄61通过。内部柄61在铅模肩部63处过渡到铅压印模柄65。铅压印模柄65具有小于联接环41的内径的外径。铅压印模47以任何适当的方式(例如用所显示的衬套和螺栓组件)安装到铅压印模柄65上。铅压印模47具有构造成抵靠联接环41的外径表面的内径肩部67。照这样，铅压印模47将通过在活塞45在缩回位置上时使肩部67抵靠联接环41来限制活塞45的沿径向向内移动。参照图2A,促动耐磨衬套15具有带有基本等于前导组件耐磨衬套13的上部端的外径的外径的上部端。促动耐磨衬套15的下部端适于插入到前导组件耐磨衬套13的沉孔19中。促动耐磨衬套15的下部端以两个角度渐缩，使得促动耐磨衬套15的下部端的外径表面将具有抵靠着第一渐缩表面23的第三渐缩表面24和低靠着铅压印耐磨衬套13的第二渐缩表面25的第四渐缩表面26。促动耐磨衬套15包括沿着第三渐缩表面24在促动耐磨衬套15的下部端的外径表面上形成的肋69(图I)。当促动耐磨衬套15如图3中显示的那样完全插入到前导组件耐磨衬套13中时，各个肋69将基本填充前导组件耐磨衬套13的相应的槽口 35(图I)。
参照图3，导引销71插入到各个肋69中的膛孔中。在示出的实施例中，各个肋69中的膛孔是带螺纹的，并且各个导引销71旋过对应的膛孔，使得各个导引销71的径向外侧端插入到相应的凹部37中。导引销71将允许促动耐磨衬套15通过沿轴向行进通过凹部37而相对于前导组件耐磨衬套13沿轴向移动。促动耐磨衬套15相对于前导组件耐磨衬套13的轴向移动将由于导引销71抵靠上部肩部36以及促动耐磨衬套15的下部缘边抵靠前导组件耐磨衬套13的向上的肩部21而受到限制。在示出的实施例中，在送入和收回操作期间，导引销71支承前导组件耐磨衬套13的重量。如图2A中显示的那样，剪切元件73在导引销71附近传送通过促动耐磨衬套15中的膛孔。剪切元件73插入到前导组件耐磨衬套13中的对应的膛孔(未显示)中，并且在剪切元件73的剪切之前防止促动耐磨衬套15相对于前导组件耐磨衬套13有轴向移动。如图4A中显示的那样，在铅压印耐磨衬套11的送入期间，剪切元件73将促动耐磨衬套15 保持在相对于前导组件耐磨衬套13升高的位置处。在示出的实施例中，剪切元件73自促动耐磨衬套15的内径旋到促动耐磨衬套15和前导组件耐磨衬套13中。本领域技术人员将理解，剪切元件73可自前导组件耐磨衬套13的外径旋到前导组件耐磨衬套13中，并且然后旋到促动耐磨衬套15中。剪切元件73可包括允许剪切元件73密封到或者前导组件耐磨衬套13或者促动耐磨衬套15上的密封件，以防止流体从铅压印耐磨衬套11的内部传送到铅压印耐磨衬套11的外部，而且反之亦然。在使铅压印耐磨衬套11着落之后，如下面更加详细地描述的那样，设定重量将被施加到促动耐磨衬套15上,从而剪切剪切元件73,如图4B中显示的那样。参照图4C,在铅压印耐磨衬套11的送入和收回期间，导引销71将在所显示的位置上。再次，在铅压印耐磨衬套11的着落以及剪切元件73 (未在图4C中显示)的剪切之后，促动耐磨衬套15将相对于前导组件耐磨衬套13沿轴向向下移动，从而使促动耐磨衬套15的下部缘边着落在前导组件耐磨衬套13的肩部21上，如图4D中显示的那样。参照图5，显示了在送入位置或送进(run-in)位置上的铅压印耐磨衬套11。剪切元件73和导引销71分别在图4A和4C中显示的位置上。促动耐磨衬套15将接触活塞45，但不会促使活塞45有径向移动。参照图5，在如下面描述的那样着落在套管悬挂器之后，设定重量将被施加到促动耐磨衬套15上,从而促使剪切元件73剪切，以及促使促动耐磨衬套15响应于此而沿轴向向下移动。在促动耐磨衬套15如图6中显示的那样沿轴向向下移动到设定位置上时，随着第三渐缩表面24移动成接触第一渐缩表面23，第三渐缩表面24将沿径向向外移动活塞45，从而压缩偏置弹簧43。在活塞45沿径向向外移动时，联接的铅压印模47将移出沉孔窗口 31，使得压印组件39在伸出位置上，如图6中显示的那样。在铅压印耐磨衬套11的收回期间，对促动耐磨衬套15施加向上的轴向力，从而促使促动耐磨衬套15响应于此而沿轴向向上移动。促动耐磨衬套15最初将相对于铅压印耐磨衬套13向上移动，直到销71着落在凹部37的向下的肩部36上为止。这将促使第三渐缩表面24移动成不与第一渐缩表面23接触。在第三渐缩表面24移动成不与第一渐缩表面23接触时，被活塞45压缩使得弹簧43在活塞45上施加沿径向向内的力的偏置弹簧43将促使活塞45沿径向向内移动。因此，铅压印模47将沿径向向内移动到图5中显示的沉孔窗口 31内的缩回位置。现在参照图7，显示了铅压印耐磨衬套11设置在海底井头77内就位的套管悬挂器75内。铅压印耐磨衬套11联接到耐磨衬套送入和收回工具81上，并且被送入到图7中显示的位置。这在仍然在钻塔甲板上时通过这样的方式完成，即，首先将耐磨衬套送入和收回工具81的下部端插到铅压印耐磨衬套11中，直到耐磨衬套送入和收回工具81的止动环在铅压印耐磨衬套11的内径肩部上达到最低点为止。然后吊起耐磨衬套送入和收回工具81，以使耐磨衬套送入和收回工具81的卡瓦与铅压印耐磨衬套11的内径表面接合。然后，结合的组件被送入到井孔中，以着落在图7中显示的位置处。然后，通过耐磨衬套送入和收回工具81施加工具设定重量，以移动铅压印模47，使其与锁定环凹槽79接合，如上面参照图4-6所描述的那样。本领域技术人员将理解，诸如本文显示的铅压印模47的压印模可由任何适当的材料形成，只要井头中的相关联的轮廓能够使材料变形即可。参照图7，在铅压印模47接合锁定环凹槽79，铅压印模47将变形，以提供在套管悬挂器75的上方的锁定环凹槽79的轮廓的镜像。然后在移除送入工具81和进行进一步的钻井操作之前，送入工具81可对铅压印耐磨衬套11进行压力测试。然后可通过耐磨衬套送入和收回工具81来对铅压印耐磨衬套11进行压力测试。通过这样的方式来收回耐磨衬套送入和收 回工具81，S卩，使耐磨衬套送入和收回工具81顺时针旋转四分之一圈，并且笔直向上拉，以使卡瓦与铅压印耐磨衬套11的内径表面脱开。照这样，可设定耐磨衬套且对其进行压力测试，同时还在单次行程中相对于套管悬挂器75确定在井头77中的锁定环凹槽79的高度。在随后通过铅压印耐磨衬套11的钻井操作之后，铅压印耐磨衬套11将被从井头77中移除，并且锁定悬挂器可被送入就位，并且着落在合适的高度处来接合锁定环凹槽79。通过首先使耐磨衬套送入和收回工具81着落在铅压印耐磨衬套11上来进行收回。然后，在耐磨衬套送入和收回工具81上保持一定重量的同时，施加左手扭矩，以使耐磨衬套送入和收回工具81的卡瓦接合铅压印耐磨衬套11的内径表面。在耐磨衬套送入和收回工具81上保持左手扭矩的同时，对耐磨衬套送入和收回工具施加向上的拉力，以将铅压印耐磨衬套11拉离其在井头内的位置。本领域技术人员将理解，在本文参照耐磨衬套送入和收回工具81所描述的送入和收回过程是示例性的。可使用构造成送入、设定、释放和收回铅 压印耐磨衬套11的任何适当的工具，并且其被公开的实施例所构想到。备选的耐磨衬套送入和收回工具可为液压促动式、气动促动式，或者与本文所描述的相比而接合不同地操作的机械系统。如图7中显示的那样，铅压印耐磨衬套11可包括联接到前导组件耐磨衬套13的下部缘边上的抗旋转销83。抗旋转销83适于插入到套管悬挂器75的对应的槽口中，并且有足够的强度，以在设定和测试铅压印耐磨衬套11之后执行的随后的钻井操作期间，防止铅压印耐磨衬套11相对于套管悬挂器75旋转。另外，耐磨衬套11包括密封件85和可选的闩锁件87。在示出的实施例中，密封件85包括与前导组件耐磨衬套13的下部端的外表面和套管悬挂器75的对应的内径表面进行密封性接合的环。可在前导促动耐磨衬套15上包括类似的密封件89。密封件89可将前导促动耐磨衬套15的上部端密封到井头77上。在使用时，闩锁件87可为锁定“D形”环，如所显示的那样。闩锁件87将驻留在形成于铅压印耐磨衬套13的下部端上的外径通道内，并且具有略微大于套管悬挂器75的上部内径缘边的外径。可通过耐磨衬套11对闩锁件87施加第一重量，以迫使闩锁件87经过套管悬挂器75的上部内径缘边而着落在套管悬挂器75的内径凹槽中。耐磨衬套11上的向上拉力将促使闩锁件87沿径向向外扩张，并且闩锁到套管悬挂器75的向下的肩部上。可通过这样的方式来收回耐磨衬套11，即，拉动闩锁件87经过向上的肩部，这通常需要要求向上的拉力大于施加到设定闩锁件87上的重量。备选实施例可不包括闩锁件87。在这些备选实施例中，铅压印耐磨衬套11将被压印模47在井头75上的凹槽79上的力保持就位。因此，公开的实施例提供许多优点。例如，公开的实施例提供了一种允许在设定耐磨衬套的同时测试在海底井头中的锁定环凹槽的高度的设备。通过在执行其它钻井活动时确定或测试这个高度，公开的设备会减少恰当地完井所需的加工行程的次数。这将节省钻塔时间，同时允许钻塔操作员将这个步骤包括为标准的操作程序。要理解，本发明可采取许多形式和实施例。因此，可在前述内容中作出若干变型，而不偏离本发明的精神或范围。因此虽然参照本发明的某些优选实施例来描述了本发明，但是要注意，公开的实施例在性质上是说明性的而非限制性的，而且在前述公开中构想了广泛范围的变型、改良、改变和替代，并且在一些情况下，可在不对应地使用其它特征的情 况下采用本发明的一些特征。基于对优选实施例的前述描述的审阅，可认为许多这样的变型和改良对于本领域技术人员而言是显而易见和合乎需要的。因此，宽泛地且以与本发明的范围一致的方式来理解所附权利要求是合适的。
权利要求
1.一种海底井头组件，包括 具有含有带凹槽轮廓(79)的膛孔的海底井头(77)； 在所述轮廓(79)的下方着落在所述膛孔中的套管悬挂器(75)； 耐磨衬套(11)，其以能够收回的方式着落在所述膛孔中，从而保护所述轮廓(79)和所述套管悬挂器(75)的内部部分不受传送通过所述耐磨衬套(11)的钻井工具的影响； 由所述耐磨衬套(11)承载的、由可变形的材料制成的压印模(47);以及能够响应于所述耐磨衬套(11)的着落而移动的促动器(39)，其迫使所述压印模(47)进入所述轮廓(79)中，以促使所述压印模(47)形成所述轮廓(79)的压印，以随后在所述耐磨衬套(11)被收回时进行检查。
2.根据权利要求I所述的海底井头组件，其特征在于，所述耐磨衬套(11)进一步包括 具有轴线(12)的第一管状部件(13)； 第二管状部件(15)，其与所述第一管状部件(13)同轴，并且能够相对于所述第一管状部件(13)在送进位置和设定位置之间沿轴向移动；以及 其中，所述第二管状部件(15)移动到所述设定位置会促使所述促动器(39)迫使所述压印模(47)进入所述轮廓(79)中，以促使所述模(47)形成所述轮廓(79)的压印，以随后在所述耐磨衬套(11)被收回时进行检查。
3.根据权利要求2所述的海底井头组件，其特征在于所述促动器(39)容纳在所述第一管状部件(13)的管状壁中的窗口(29)中；以及所述第二管状部件(15)沿轴向设置在所述第一管状部件(13)的上方，并且具有下部端，当所述第二管状部件(15)移动到所述设定位置时，所述下部端插入所述第一管状部件(13)的膛孔(17)内，以移动所述促动器(39)，以及迫使所述压印模(47)进入所述轮廓(79)中。
4.根据权利要求2所述的耐磨衬套(11)，其特征在于 所述第一管状部件(13)在所述膛孔(17)的内径表面(23)上限定多个竖直槽口(35)； 在所述第二管状部件(15)的下部端的外表面(24)上形成多个肋(69)； 当所述第二管状部件(15)的所述下部端插入到所述第一管状部件(13)的所述中心膛孔(17)中时，各个肋(69)基本填充所述槽口(35)中的对应的一个； 其中，在送入操作期间，多个剪切元件(73)使所述第二管状部件(15)相对于所述第一管状部件(13)保持在所述送进位置上； 在所述第一管状部件(13)中的所述多个竖直槽口(35)中的各个槽口(35)中形成导引槽口 (37)； 多个导引销(71)被安装到所述第二管状部件(15)上，各个导引销(71)具有适于装配在所述第一管状部件(13)的对应的导引槽口(37)内的外部端；以及 其中，所述导引销(71)进一步适于在所述耐磨衬套(11)的送入和收回期间支承所述第一管状部件(13)的轴向重量。
5.根据权利要求2所述的海底井头组件，其特征在于 所述第一管状部件(13)限定自所述第一管状部件(13)的内径延伸到所述第一管状部件(13)的外径的多个窗口(29);以及所述促动器(39)包括多个铅压印组件(39)，所述多个铅压印组件(39)各自对应于所述多个窗口(29)中的单独的窗口(29)且定位在其内。
6.根据权利要求5所述的海底井头组件，其特征在于，所述铅压印组件(39)包括 适于在所述第一管状部件(13)的各个窗口(29)内沿径向移动的活塞(45)，所述活塞(45)偏置到缩回位置； 弹簧(43)，其安装到所述活塞(45)上，并且在所述活塞(45)上沿径向向内施加弹簧力； 所述活塞(45)具有内部端，所述内部端适于在所述第二管状部件(15)自所述送进位置移动到所述设定位置时由所述第二管状部件(15)的外表面(24)滑动地接合；以及所述压印模(47)联接到所述活塞(45)的外部端上。
7.一种用于设置在井头(77)内的耐磨衬套(11)，包括 具有轴线(12)的第一管状部件(13)； 至少一个压印组件(39)，其容纳在所述第一管状部件(13)内，并且能够相对于所述第一管状部件(13)在缩回位置和伸出位置之间沿径向移动； 第二管状部件(15)，其与所述第一管状部件(13)同轴，并且能够相对于所述第一管状部件(13)在送进位置和设定位置之间沿轴向移动； 其中，所述第二管状部件(15)移动到所述设定位置会促使所述压印组件(39)自所述缩回位置移动到所述伸出位置而与井头部件轮廓(79)接合，所述压印组件(39)具有用于产生所述轮廓(79)的印痕的能够永久地变形的模(47)； 闩锁件(87)，其安装到所述管状部件中的一个上，以将所述第一管状部件和所述第二管状部件(13，15)闩锁在所述井头(77)中； 密封件(85，89)，其安装到所述管状部件中的一个上，以将所述第一管状部件和所述第二管状部件(15)密封到所述井头(77)上；以及 其中，所述第一管状部件和所述第二管状部件(13，15)具有大小设置成便于钻井工具通过的膛孔。
8.根据权利要求7所述的耐磨衬套(11)，其特征在于所述铅压印组件(39)容纳在所述第一管状部件(13)的管状壁中的窗口(29)内；以及所述第二管状部件(15)沿轴向设置在所述第一管状部件(13)的上方，并且具有下部端，当所述第二管状部件(15)移动到所述设定位置时，所述下部端插入所述第一管状部件(13)的所述膛孔(17)内。
9.根据权利要求8所述的耐磨衬套(11)，其特征在于 所述第一管状部件(13)在所述膛孔(17)的内径表面(23)上限定多个竖直槽口(35)；在所述第二管状部件(15)的下部端的外表面(24)上形成多个肋￠9);以及当所述第二管状部件(15)的所述下部端插入到所述第一管状部件(13)的所述中心膛孔(17)中时，各个肋(69)基本填充所述槽口(35)中的对应的一个。
10.根据权利要求9所述的耐磨衬套(11)，其特征在于，在送入操作期间，多个剪切元件(73)使所述第二管状部件(15)相对于所述第一管状部件(13)保持在所述送进位置上。
11.根据权利要求9所述的耐磨衬套(11)，其特征在于 在所述第一管状部件(13)中的所述多个竖直槽口(35)中的各个槽口(35)中形成导引槽口 (37);以及 多个导引销(71)被安装到所述第二管状部件(15)上，各个导引销(71)具有适于装配在所述第一管状部件(13)的对应的导引槽口(37)内的外部端。
12.根据权利要求11所述的耐磨衬套(11)，其特征在于，所述导引销(71)进一步适于在所述耐磨衬套(11)的送入和收回期间支承所述第一管状部件(13)的轴向重量。
13.根据权利要求8所述的耐磨衬套(11)，其特征在于，所述压印组件(39)包括 适于在所述第一管状部件(13)的各个窗口(29)内沿径向移动的活塞(45)，所述活塞(45)偏置到所述缩回位置； 所述活塞(45)具有内部端，所述内部端适于在所述第二管状部件(15)自所述送进位置移动到所述设定位置时由所述第二管状部件(15)的外表面滑动地接合；以及 所述模(47)联接到所述活塞(45)的外部端上。
14.根据权利要求13所述的耐磨衬套(11)，其特征在于，弹簧(43)安装到所述活塞(45)上，并且在所述活塞(45)上沿径向向内施加弹簧力。
15.根据权利要求7所述的耐磨衬套(11)，其特征在于 所述第一管状部件(13)限定自所述第一管状部件(13)的内径延伸到所述第一管状部件(13)的外径的多个窗口(29);以及 所述压印组件(39)包括多个铅压印组件(39)，所述多个铅压印组件(39)各自对应于所述多个窗口(29)中的单独的窗口(29)且定位在其内。
16.一种用于通过海底井头(77)以及在所述海底井头(77)中执行操作的方法，包括 (a)将压印模(47)安装在耐磨衬套(11)中；然后 (b)将所述耐磨衬套(11)送入到海底，并且使所述耐磨衬套(11)着落在所述井头(77)内，使得所述压印模(47)在所述井头(77)内的选定的轮廓(79)附近； (c)向外移动所述压印模(47)，并且抵靠着所述井头(77)中的所述轮廓(79)而使所述压印模(47)变形； (d)通过所述耐磨衬套(11)和井头(77)而下放钻柱，并且旋转所述钻柱，以执行钻井活动； (e)与所述变形的压印模(47)—起收回所述耐磨衬套(11);以及 (f)检查所述压印模(47)，以确定所述轮廓(79)的位置。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(c)包括对所述耐磨衬套(11)施加重量，这促使所述耐磨衬套(11)的上部部分(15)相对于下部部分(13)向下移动。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，响应于所述耐磨衬套(11)着落在所述井头(77)中而发生步骤(C)。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(c)进一步包括对所述耐磨衬套(11)进行压力测试。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括使所述耐磨衬套(11)着落在位于所述海底井头(77)中的套管悬挂器(75)上。
全文摘要
本发明涉及铅压印耐磨衬套。一种具有铅压印模(47)的耐磨衬套(11)沿轴向着落在套管悬挂器(75)的上方，并且被促动以测试形成于井头(77)中的锁定环凹槽(79)的高度。然后，通过耐磨衬套(11)而执行钻井操作。耐磨衬套(11)包括具有轴线(12)的第一管状部件(13)和与第一管状部件(13)同轴的第二管状部件(15)。第二管状部件(15)向下移动而促动铅压印组件(39)，以用铅压印模(47)测量井头(77)内的高度。在钻井操作完成之后，与耐磨衬套(11)一起收回变形的铅压印模(47)。
文档编号E21B47/098GK102733773SQ20121011507
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月12日 优先权日2011年4月13日
发明者T·M·威尔逊 申请人:韦特柯格雷公司