专利名称：套管悬挂器锁定滑环的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及井口套管悬挂器，并且特别地，涉及将轴向负载转化成径向负载的套管悬挂器锁定滑环。
背景技术：
在内外井口管状部件之间使用密封件，以保持内部井压力。内井口部件可以是支撑着延伸入井中用于生产流体的流的油管串的油管悬挂器。油管悬挂器落在外井口部件中，该部件可以是井口外罩、采油树或者油管头。密封件或者封隔器(packoff)在油管悬挂器和外井口部件之间进行密封。作为备选，内井口部件可以是位于井口外罩中且固定至延伸入井中的套管串的套管悬挂器。密封件或封隔器在油管悬挂器和井口外罩之间进行密封。这种特性的各种密封件已经用在现有技术中。现有技术密封件包括弾性体的和部分金属及弾性体的环。也采用了完全由金属制成以形成金属-金属密封的现有技术密封环。密封件可以由运行工具进行设置，或者它们可以响应于套管或油管串的重量来设置。一种类型的现有技术金属-金属密封件具有由锥形槽分离的内壁和外壁。增能环被推入该槽而使内壁和外壁变形成与内外井口部件密封接合。增能环是实心楔形部件。内壁和外壁的变形超过密封环的材料的屈服強度，使得该变形是永久的。套管或油管和井口之间的热增长可能发生，特别地与位于表面的井ロー起，而不是海底的。向上流动通过油管的井流体加热油管串，并将周围的套管加热至更少程度。温度増加可能导致油管悬挂器和/或套管悬挂器相对于外井口部件或彼此在径向上移动少量。在加热瞬间，由于构件之间的温度差和构成构件材料的不同热膨胀率，油管悬挂器和/或套管悬挂器也能够在径向上移动。如果密封件已经由于楔进作用而设置在增能环的轴向位移引起密封件靠着其配合表面的径向移动的地方，那么如果由于压カ或热效应而在轴向方向上存在着移动，则密封力可能减小。增能环上的轴向カ的减小导致了密封环的内壁和外壁上的径向向内和向外的カ的减小，这可能导致密封件泄漏。由于热瞬变引起的密封件和其配合表面之间的径向负载的损失也可以导致密封件泄漏。试图克服由套管悬挂器或油管悬挂器的轴向移动导致的问题的现有技术装置包括锁定密封件。锁定密封件在制造过程中需要在联顶接头(landing sub)或井口中形成凹槽。在井口和联顶接头定位在井眼内之后，锁定密封件运行至联顶接头的位置，在此，锁定密封件的环膨胀或收缩至分别在井口或联顶接头中形成的凹槽中。不幸的是，在锁定密封件的插入之前，凹槽通常填充有碎屑。碎屑防止环的接合，从而防止没有锁定密封件带来的锁定益处。
锁定密封件需要生产成本的显著增加。这部分地是由于用于修改基础井ロ或联顶接头以包括锁定环凹槽的增加的成本。另外，这些装置的使用需要使用专门的工具和其他元件，以恰当地使锁定密封件就位并接合锁定密封件。此外，现有技术锁定密封件需要联顶接头和锁定密封件的锁定装置之间的某个间隙。该间隙允许锁定密封件相对于井ロ和联顶接头落在适宜的位置中，同时也为密封件的锁定部分提供了必要的空间，以接合井口或联顶接头。该间隙还允许联顶接头在锁定装置恰当地接合并遏制联顶接头的移动之前移位。在这样的情况下，联顶接头可以轴向地移位并导致密封失效。因此，需要ー种克服上述现有技术中的问题的锁定密封件
发明内容
通过提供了套管悬挂器锁定滑环和使用该滑环的方法的本发明的优选实施例，这些问题和其他问题大体上得以解决或避开，并且大体上获得了技术优点。根据本发明的实施例，公开了海底井口组件。海底井口组件包括海底井ロ，该井口限定了具有台肩的孔。海底井口组件还包括套管悬挂器，该套管悬挂器落在海底井ロ的孔内的台肩上，并且限定了海底井口和套管悬挂器之间的环状空间。套管悬挂器密封环设置在环状空间内。密封环与井ロ的内径表面接合并与套管悬挂器的外径表面接合，使得密封环防止了穿过环状空间的流动。锁定滑环固定至密封环的下端，使得当密封环被增能时，锁定滑环接合井口的基本光滑的内径表面部分和套管悬挂器的基本光滑的外径表面部分，以限制套管悬挂器的向上轴向移动。根据本发明的另ー个实施例，公开了用于密封内外管状部件之间的环状空间的密封件，其中，内管状部件落在外管状部件的孔中。密封件包括密封环，该密封环适于落在环状空间中，并且适于当被增能时径向扩张而接合外管状部件的内径表面和内管状部件的外径表面。密封件还包括锁定滑环，该锁定滑环固定至密封环的下端，使得当被增能时，锁定滑环可以接合外管状部件的内径表面和内管状部件的外径表面，以限制内管状部件的向上轴向移动。锁定滑环具有位于该锁定滑环的上端的颈部，并且该颈部具有位于颈部的外径上的凹槽。密封环具有位于该密封环的下端的下腿部，并且该下腿部具有位于下腿部的内径上的凹部。包括开ロ环的止动环介入锁定滑环的颈部和密封环的下腿部之间，使得止动环部分位于凹槽内且部分位于凹部内，将锁定滑环固定至密封环。根据本发明的又ー实施例，公开了用于将套管悬挂器密封至井口的方法。该方法开始于使套管悬挂器落在井口中的台肩上。接着，该方法将锁定滑环固定到套管悬挂器密封件的下端并使套管悬挂器密封件落在套管悬挂器和井口之间的环状空间中。然后通过对套管悬挂器密封件施加向下的轴向カ而对套管悬挂器密封件增能，以挤压密封件和锁定滑环靠着套管悬挂器的台肩。向下的轴向カ导致锁定滑环接合井口的基本光滑的内径表面和套管悬挂器的基本光滑的外径表面，以限制套管悬挂器的向上轴向移动。优选实施例的优点在于，所公开的实施例提供了锁定密封件，其在不需要在套管悬挂器或井ロ中形成凹槽的情况下将套管悬挂器密封到井ロ。另外，所公开的实施例不需要为了接合而在套管悬挂器和密封件的锁定部分之间形成间隙。因此，所公开的实施例可以提供防止由高压和热膨胀引起的套管悬挂器的轴向运动的锁定能力。
为了获得井能够更加详细地了解本发明的特征、优点和目的，以及其他将变得显而易见的方式，可以通过參考显示在形成本说明书的一部分的附图中的本发明的实施例而具有上面简要概述的本发明的更加特别的描述。然而，将注意到，附图仅仅显示了本发明的优选实施例，并且由于本发明可以认同其他同等有效的实施例，因而不认为是其范围的限制。图I是落在套管悬挂器和井口之间的环状空间内的位置中的套管悬挂器锁定滑环的示意表示。图2是备选的锁定滑环的示意表示。
图3是在井口和套管悬挂器之间的环状空间内被增能的图2的锁定滑环的示意表
/Jn ο图4是备选的锁定滑环的示意表示。图5是在井口和套管悬挂器之间的环状空间内被增能的图4的锁定滑环的示意表
/Jn ο
具体实施例方式现在，将參考显示了本发明的实施例的附图更完整地描述本发明。然而，本发明可以很多不同形式实施，且不应当被认为限于本文中阐述的所示的实施例。而是，提供了这些实施例，使得该公开将是透彻且完整的，并且将把本发明的范围完全传达给本领域技术人员。全文中相似的标号指代相似的元件，并且主要的符号，如果使用的话，表示备选实施例中的类似元件。在下面的讨论中，阐述了众多具体的细节，以提供本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言将明显的是，本发明可以在没有这样的具体细节的情况下实行。另外，对于大部分，关于钻井、运行操作等的细节已经尽多地省去，因为这些细节不被认为是获得本发明的完整的理解所必需的，并且被认为是落在相关领域的技术人员的技术内。參考图I，具有轴线14的套管悬挂器11显示为设置在海底井口 13内。通常，套管悬挂器11将落在形成于井口 13中的台肩12上，以在套管悬挂器11和井口 13之间形成环状空间15。在所示实施例中，套管悬挂器11的外表面的一部分与井口 13的内表面的一部分在台肩12处接触。本领域普通技术人员将会懂得，套管悬挂器11和井口 13可以是任意内外管状部件，使得内管状部件可以装配在外管状部件的孔内。套管悬挂器密封环17介入套管悬挂器11和井口 13之间。套管悬挂器密封环17基本上填满套管悬挂器11和井口 13之间的环状空间15，密封环状空间15并将套管悬挂器11设置到井口 13。套管悬挂器密封环17具有被增能和不被增能的位置。当在被增能位置中时，如关于图3和图5更加详细地描述的，套管悬挂器密封环17将通过接合井口 13的内径表面和套管悬挂器11的外径表面两者而密封环状空间。当在不被增能位置中时，如图2和图4所示，套管悬挂器密封环17可以进入到井眼中而落入套管悬挂器11和井口 13之间的环状空间15中，或者从套管悬挂器11和井口 13之间的环状空间15被拉出。在所示实施例中，套管悬挂器17包括增能环19、密封环21、锁定滑环23以及锁定环25。在所示实施例中，锁定滑环23联接到密封环21的下端，并且限定了环形突起，如图I所示，其在下端可以包括外径上的拔梢18。锁定滑环23在其内径上具有倾斜表面20，其适于与套管悬挂器11的外部渐缩表面16对接，使得套管悬挂器11的向上轴向移动将接合锁定滑环23。优选地，倾斜表面20的斜度可以配合套管悬挂器11的外部渐缩表面16的斜度。在所示实施例中，斜度可以包括与竖直方向成大约20度的角度；然而，本领域技术人员将会懂得，可以使用任意合适的角度。在所示实施例中，锁定滑环23不相对于密封环21轴向移动；然而，锁定滑环23可以相对于密封环21径向移动。倾斜表面20和拔梢18的表面可以具有不同的摩擦系数，使得倾斜表面20比拔梢18更有可能滑动。这可以以任意合适的方式获得，例如通过采用拔梢18的表面上的搭接件(wicker)或齿，通过使用各种摩擦抓紧涂层等。本领域技术人员将会懂得，拔梢18的表面和倾斜表面20两者都可以包括摩擦涂层、搭接件等。 当套管悬挂器11相对于井口 13在轴向上朝上移动时，套管悬挂器11的外表面轮廓16将首先邻接，然后通过相邻的锁定滑环23的倾斜表面20对套管悬挂器密封件17施加向上的轴向力。锁定滑环23上的向上轴向カ将导致锁定滑环23径向向外移动，作为响应，接合拔梢18与井口 13的内径接合。由于由拔梢18和倾斜表面20之间的不同摩擦力引起的摩擦抓紧カ的増加，套管悬挂器密封件17可能不响应于套管悬挂器11的向上轴向移动而轴向移动。结果，由于套管悬挂器密封件17与套管悬挂器11的接合，套管悬挂器11的向上轴向移动将受限。如图2所示，锁定滑环23的备选实施例可以包括两个环形环，联接环27和滑环29。联接环27在上端具有突起31，该上端在突起31的外径表面中限定了保持凹槽或槽33。凹槽33可以是环形凹槽，或者作为备选，凹槽33可以仅仅部分地围绕突起31的外周边延伸。联接环27还限定了环形的向上面对台肩35。向上面对台肩35从联接环27的外径延伸到突起31的基部，使得凹槽33面对着在轴向上位于向上面对台肩35之上的区域。在所示实施例中，向上面对台肩35具有大约为联接环27横截面的宽度的一半的宽度。联接环27的下端具有大致三角形的横截面形状，其具有形成从下端延伸到向上面对台肩35的联接环27的外径的基本竖直的表面和从联接环27的下端延伸到在轴向上位于突起31之下的向下面对台肩39的倾斜表面37。联接环27的外径表面的下端可以包括适于如图3所示接合井口 13的内径表面的搭接件73。搭接件73可以包括抓紧齿等。參考图2，向下面对台肩39从联接环27的内径延伸到倾斜表面37的基部。滑环限制器41可以从倾斜表面37的一部分突出而分别限定环形的上下联接环通道43、45。在所示实施例中，滑环限制器41定位在联接环27的下端和向下面对台肩39之间的大约一半位置处。滑环29包括大致楔形的物体，其具有基本竖直的内径和包括适于与联接环27倾斜表面37配合的倾斜表面47的外径。内径表面的下端可以包括搭接件71，其适于接合套管悬挂器11的外径表面，或者作为备选，接合套管悬挂器11的外表面轮廓16。搭接件71可以包括抓紧齿等。滑环凹部49形成于倾斜表面47中并从倾斜表面47向内延伸。滑环凹部49是适于容纳滑环限制器41的环形凹部。在所示实施例中，滑环凹部49的高度大于滑环限制器41的高度，允许滑动限制器41在滑环凹部49内轴向移动。如所示，滑环29可以穿过滑环凹部49相对于联接环27轴向滑动。滑动限制器41将通过与滑环凹部49的向上面对台肩51和滑环凹部49的向下面对台肩53接触而限制滑环29的轴向移动。滑环29可以通过诸如剪切止动销55的剪切元件固定到联接环27。剪切止动销55将防止在套管悬挂器17的运行期间滑环29相对于联接环27的轴向移动。在所示实施例中，密封环21包括具有大致U形的横截面57的环形部件，其带有密封环腿部59、61和下腿部63。下腿部63延伸越过联接环29的突起31，靠近联接环27的向上面对台肩35。在所示实施例中，下腿部63限定了靠近并面对凹槽33的止动器凹部65。止动环67可以介入密封环21的下腿部63和联接环27的突起31之间，使得止动环67基本填满凹槽33。止动环67的一部分将延伸至止动器凹部65中，导致联接环27响应于密封环21的轴向移动而在轴向上移动。因此，当定位好后，结 合的联接环27的突起31和密封环21的下腿部63的宽度大致等于横过U形横截面57的基部的密封环21的宽度。止动环67可以是任意合适的环，例如开ロ环等。增能环19包括具有比限定在密封环21的密封环腿部59、61之间的槽稍大的轴向下端的环。增能环19具有适于可释放地联接到运行工具的上端，使得运行工具可以使套管悬挂器密封件17运行到图I所示的位置，然后操作增能环19而对套管悬挂器密封件17增倉^:。更为详细的说明如下，运行工具将向增能环19施加轴向力，迫使增能环19轴向进入密封环21中，提供了将把密封环21的密封环腿部61、59压入相邻的搭接件67和69中(图I和图3)的干渉配合。这将在密封环21处密封套管悬挂器11和井口 13之间的环状空间15。本领域技术人员将会懂得，增能环19可以由运行工具等增能。现在參考图3，套管悬挂器密封件17如典型的运行操作中所示的那样运行而就位并设置。当运行到环状空间15中时，套管悬挂器密封件17的元件为如图2所示。然后例如利用运行工具向增能环19施加轴向力。作为响应，增能环19向下轴向移动，使得增能环19的端部向密封环腿部59、61的上表面施加相应的向下轴向力。对增能环19持续施加的向下轴向カ推动滑环29的下端与套管悬挂器11的外表面轮廓16在靠近图I的位置12处接触。參考图3，然后锁定滑环23在密封环21和套管悬挂器11的外表面之间被增能环19压紧在向上面对台肩16处，导致剪切销55剪切。联接环27然后将穿过滑动凹部49轴向向下移动。最后，滑动止动器41的下表面可以抵靠着滑环29的向上面对台肩51，如图3所
/Jn ο联接环27穿过滑动凹部49的向下移动导致滑环29径向移动，作为反应，与套管悬挂器11接合。当滑环29径向移动至套管悬挂器11中时，搭接件71将抓紧套管悬挂器11的表面，保持滑环29与套管悬挂器11接合。类似地，搭接件73将接合井口 13的内径表面，保持联接环27与井ロ 13接合。增能环19的进ー步向下轴向移动导致增能环19的端部插入由密封环腿部59、61形成的槽中。当增能环19的端部插入到槽中时，密封环腿部59、61将径向变形而分别与搭接件67、69接合。然后套管悬挂器11的搭接件67使密封环腿部59的内径表面变形，并且井口 13的搭接件69使密封环腿部61的外径表面变形，形成环状空间15的密封。在井口 13的海底操作期间，从套管悬挂器11悬挂的套管的热膨胀或者位于套管悬挂器密封件17之下的环状空间15内的流体压カ将在套管悬挂器11上产生向上轴向负载。当套管悬挂器11响应于这ー负载而试图相对于井口外壳13轴向向上移动时,套管悬挂器17将以下面的方式抵消该移动。当套管悬挂器密封件11向上移动时，作为搭接件71与套管悬挂器11的外表面的抓紧接合的结果，滑环29将轴向向上移动。这将导致滑环29使匹配的倾斜表面47和37相对于联接环27进ー步上滑。如图3所示，该移动将导致滑环29径向向内移动，从而导致了套管悬挂器密封件17在滑环29和联接环27处的宽度的增カロ。现在，滑环29和联接环27将在环状空间15内径向相邻，如图3所示。该径向移动将通过套管悬挂器密封件17更加紧密地将套管悬挂器11抓紧至井口 13。当滑环29的向上面对台肩51落在滑动限制器14上时，滑环29的连续的向上移动得以防止，从而防止了套管悬挂器11的进ー步向上轴向移动并增加了环状空间15内的密封強度。
现在參考图4，显示了另ー个备选的套管悬挂器密封件17'。套管悬挂器密封件17'包括修改为如下所述的图2的套管悬挂器密封件17的构件。如图4所示，套管悬挂器密封件17'包括图2的增能环19、密封环21以及锁定环25。图4的增能环19、密封环21和锁定环25被定位并如上面关于图2和图3描述的那样进行操作。如图4所示，套管悬挂器密封件17'还包括锁定滑环23'。锁定滑环23'联接至密封环21的下端。锁定滑环23'可以包括两个环形环，联接环27'和滑环29。联接环27'在上端具有突起31，该上端在突起31'的外径表面中限定了止动凹槽或槽33'。凹槽33'可以是环形凹槽，或者作为备选，凹槽33'可以仅仅部分地围绕突起31'的外周边延伸。联接环27'还限定了环形的向上面对台肩35'。向上面对台肩35'从联接环27'的外径延伸到突起31'的基部。在所示实施例中，向上面对台肩35'具有大约为联接环27'的横截面宽度的一半的宽度。联接环27'的下端具有大致三角形的横截面，其具有形成联接环27'的内径的基本竖直的表面。该基本竖直的表面从下端延伸到突起31'的顶部。联接环27'的下端具有倾斜表面37'，其从联接环27'的下端延伸到在轴向上位于向上面上台肩35'的下方的向下面对台肩39'。联接环27'的外径表面的下端可以包括适于如图5所示接合井口 13的内径表面的搭接件73'。搭接件73'可以包括抓紧齿等。參考图4，向下面对台肩39'从联接环27'的外径延伸到倾斜表面37’的基部。滑环限制器41'可以从倾斜表面37'的一部分突出而分别限定上下联接环通道43'、45'。在所示实施例中，滑环限制器41'定位在联接环27'的下端和向下面对台肩39'之间的大致一半位置处。滑环29'包括大致楔形的物体，其具有基本竖直的外径和包括适于与联接环27'的倾斜表面37'匹配的倾斜表面47'的内径。内径表面的下端可以包括搭接件71'，其适于接合套管悬挂器11的外径表面，或者作为备选，接合套管悬挂器11的向上面对台肩16。搭接件71'可以包括抓紧齿等。滑环凹部49'形成于倾斜表面47'中，并且从倾斜表面47'向内延伸。滑环凹部49'是适于容纳滑环限制器41'的环形凹部。如所示，滑环29'可以穿过滑环凹部49'相对于联接环27'轴向滑动。通过与滑环凹部49'的向上面对台肩51'和滑环凹部49'的向下面对台肩53'接触，滑动限制器41'将限制滑环29'的轴向移动。利用剪切元件，例如剪切止动销55'，滑环29'可以固定到联接环27'。剪切止动销55'将防止在套管悬挂器17'的运行期间滑环29'相对于联接环27'的轴向移动。在所示实施例中，密封环21的下腿部63延伸越过联接环29'的突起31'，靠近联接环27'的向上面对台肩35'。如上所述，下腿部63限定了靠近并面向凹槽33'的止动器凹部65。止动环67可以介入密封环21的下腿部63和联接环27'的突起31'之间，使得止动环67基本上填满凹槽33'。止动环67的一部分将延伸入止动器凹部65中，导致联接环27响应于密封环21的轴向移动而在轴向上移动。
现在參考图5，套管悬挂器密封件17'运行而如所示就位及设置。当运行至环状空间15中时，套管悬挂器密封件17'的元件为如图4所示。然后，例如利用运行工具向增能环19施加轴向力。作为响应，增能环19在轴向上向下移动，使得增能环19的端部接触密封环腿部59、61的上表面。连续施加至增能环19的向下轴向カ推动滑环29'的下端与套管悬挂器11的外表面轮廓16在靠近图I的台肩12处接触。如图3所示，锁定滑环23'然后被增能环19压紧在密封环21和套管悬挂器11的外表面轮廓16之间，导致剪切销55'剪切。作为响应，联接环27'然后将穿过滑动凹部49'轴向向下移动，最后落在滑动保持件41'的下表面处,靠着滑环29'的向上面对台肩51'。 联接环27'穿过滑动凹部49'的向下移动导致滑环29'径向移动，作为响应，与井ロ 13接合。当滑环29'径向移动至井口 13中时，搭接件71'将抓紧井口 13的表面，保持滑环29'与井口 13接合。类似地，搭接件73'将接合套管悬挂器11的外径表面，保持联接环29'与井口 13接合。增能环19的进ー步向下轴向移动导致增能环19的端部插入由密封环腿部59、61形成的槽中。当增能环19的端部插入槽中时，密封环腿部59、61将径向向外变形而分别与搭接件67、69接合。然后，套管悬挂器11的搭接件67将使密封环腿部59的内径表面变形，并且井口 13的搭接件69将使密封环腿部61的外径表面变形，形成环状空间15的密封。在井口 13的海底操作期间，从套管悬挂器11悬挂的套管的热膨胀或者位于套管悬挂器密封件17'之下的环状空间15内的流体压カ可以在套管悬挂器11上产生向上轴向负载。然而，由滑环29'沿着倾斜表面47'的移动引起的套管悬挂器密封件17'的増加的径向宽度将作为某种类型的摩擦闸起作用，在套管悬挂器11上施加径向力。结果，当套管悬挂器11响应于这ー负载而试图相对于井口外壳13轴向向上移动时，由套管悬挂器密封件17'的径向膨胀引起的摩擦闸抵消该移动，防止了套管悬挂器11的移动。由设置期间滑环29'沿着倾斜表面47'的移动引起的锁定滑环23'的额外宽度増加了在井口 13和套管悬挂器11之间施加的径向力。这然后将防止套管悬挂器11的向上轴向移动。因此，所公开的实施例提供了金属密封件，其能够位于并密封套管悬挂器和井口之间的环状空间，而不需要在井口内加工出的就位台肩或夹具凹处。因此，不关心碎屑可能落在台肩上或者填充夹具凹处(dog recess)，其防止了密封件的设置。另外，所公开的实施例提供了强度随着加载在位于密封件之下的环状空间内的压カ增加而增加的金属密封件。此外，本文中公开的金属密封件消除了在密封之前该密封件承受ー些轴向移位的需要；取而代之，密封件靠着其自身的负载台肩预先负载并且防止在ー些周期负载中发现的套管悬挂器的位移，允许密封件比在现有技术设计中运行更多循环。可理解，本发明可以采取很多形式和实施例。因此，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以做出ー些变化。因而已经通过參考其优选实施例中的某些描述了本发明，注意到所公开的实施例是示例性的而非对特性的限制，并且在前述公开中考虑了很宽范围的变形、修该、改变和替代，并且在一些情况下，可以采用本发明的一些特征而没有其他特征的相应使用。基于优选实施例的前述描述的回顾，对于本领域技术人员而言，很多这样的变形和修改可以认为是显然的和期望的。因此，可意识到，所附的权利要求被广泛地解释，并且以与本发明的范围一致的方式。
权利要求
1.ー种海底井口组件，包括 海底井口(13)，限定了具有台肩(12)的孔； 套管悬挂器(11)，落在所述海底井口(13)的所述孔内的所述台肩(12)上，并且限定了所述海底井口(13)和所述套管悬挂器(11)之间的环状空间(15)； 套管悬挂器密封环(17)，设置在所述环状空间(15)内，与所述井口(13)的内径表面接合，并且与所述套管悬挂器(11)的外径表面接合，使得所述密封环(17)防止穿过所述环状空间(15)的流动；以及 锁定滑环(23)，固定至所述密封环(17)的下端，使得当所述密封环(17)被增能时，所述锁定滑环(23)接合所述井口(13)的基本光滑的内径表面部分和所述套管悬挂器(11)的基本光滑的外径表面部分，以限制所述套管悬挂器(11)的向上轴向移动。
2.根据权利要求I所述的海底井口组件，其特征在于，止动环￠7)介入所述锁定滑环(23)和所述密封环(17)之间，以将所述锁定滑环(23)固定至所述密封环(17)。
3.根据权利要求I所述的海底井口组件，其特征在于，所述锁定滑环(23)包括 环形突起，具有与所述海底井口(13)的所述内径的所述光滑表面部分相邻的拔梢(18)； 所述环形突起具有在径向上与所述拔梢(18)相反的倾斜表面(20)，所述倾斜表面(20)适于与所述套管悬挂器(11)的所述基本光滑的外径的台肩(16)对接，使得所述套管悬挂器(11)的向上轴向移动将导致所述台肩(16)接合所述倾斜表面(20)并使所述环形突起径向向外位移，使得所述拔梢(18)接合所述海底井口(13)的所述内径的所述光滑表面； 其中，所述环形突起的所述倾斜表面(20)和所述拔梢(18)的表面限定了适于接合所述套管悬挂器(11)和海底井口(13)的所述基本光滑的表面的搭接件。
4.根据权利要求I所述的海底井口组件，其特征在于，所述锁定滑环(23)包括 联接环(27)，固定至密封环(21)的下端，所述联接环(27)具有倾斜表面(37);以及 滑环(29)，具有邻接所述联接环(27)的所述倾斜表面(37)的倾斜表面(47)，所述滑环(29)由剪切元件(55)相对于所述联接环(27)保持在第一位置； 所述滑环(29)固定至联接环(27)，使得导致了所述剪切元件(55)的剪切的所述滑环(29)的轴向移动将导致所述滑环(29)沿着所述联接环(27)的所述倾斜表面(37)滑动，增加了所述锁定滑环(23)的径向宽度。
5.根据权利要求4所述的海底井口组件，其特征在于，所述联接环(27)的倾斜表面(37)面对着所述套管悬挂器(11)的所述外径表面。
6.根据权利要求4所述的海底井口组件，其特征在于，所述联接环(27)的倾斜表面(37)面对着所述井口(13)的所述内径表面。
7.根据权利要求4所述的海底井口组件，其特征在干 所述联接环(27)的所述倾斜表面(37)面向下井面向外；以及 所述滑环(29)的所述倾斜表面(47)面向上井面向内。
8.根据权利要求I所述的海底井口组件，其特征在干 所述联接环(27)还包括位于平行于所述联接环(27)的轴线且与所述倾斜表面(37)相反的表面上的搭接件(73)，使得所述搭接件(73)接合所述海底井口(13)的所述内径和所述套管悬挂器(11)的所述外径中的至少ー个；以及 所述滑环(29)还包括位于平行于所述滑环(29)的轴线且与所述表面(47)相反的表面上的、与所述联接环(27)滑动接合的搭接件(71)，使得所述搭接件(71)接合所述套管悬挂器(11)的所述外径和所述海底井口(13)的所述内径中的至少ー个。
9.根据权利要求2所述的海底井口组件，其特征在于，还包括 颈部(31)，位于所述锁定滑环(23)的上端，所述颈部(31)具有位于所述颈部(31)的外径上的凹槽(33);以及 下腿部(63)，位于所述密封环(21)的下端，所述下腿部￠3)具有位于所述下腿部(63)的内径上的凹部(65)； 其中，所述止动环￠7)包括介入所述锁定滑环(23)的所述颈部(31)和所述密封环(21)的所述下腿部￠3)之间的开ロ环，使得所述止动环￠7)部分位于所述凹槽(33)内且部分位于所述凹部￠5)内，将所述锁定滑环(21)固定至所述密封环(21)。
10.一种用于将套管悬挂器(11)密封至井口(13)的方法，包括 (a)使所述套管悬挂器(11)落在所述井口(13)中的台肩上； (b)将锁定滑环(23)固定至套管悬挂器密封件(17)的下端，并使所述套管悬挂器密封件(17)落在所述套管悬挂器(11)和所述井口(13)之间的环状空间中； (c)通过对所述套管悬挂器密封件(17)施加向下的轴向カ而对所述套管悬挂器密封件(17)增能，以挤压所述密封件(17)和所述锁定滑环(23)靠着所述套管悬挂器(11)的台肩(16);以及 (d)其中，所述向下的轴向カ导致所述锁定滑环(23)接合所述井口(13)的基本光滑的内径表面和所述套管悬挂器(11)的基本光滑的外径表面，以限制所述套管悬挂器(11)的向上轴向移动。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括位于所述锁定滑环(23)的所述内径和外径上的搭接件(71，73)，其中，在所述套管悬挂器(11)轴向向上移动的情况下，步骤(d)包括通过接合所述锁定滑环(23)的所述内径表面和外径表面上的所述搭接件(71，73)与所述套管悬挂器(11)和井口(13)，在径向上移动所述套管悬挂器密封件(17)的所述锁定滑环(23)而与所述井口(13)的所述内径表面更加紧密地接合。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述锁定滑环(23)包括能够在收缩位置和扩展位置之间轴向移动的联接环(27)和滑环(29) 其中，步骤(a)包括利用剪切元件(55)将所述联接环(27)和所述滑环(29)固定在所述扩展位置；并且 其中，步骤(d)包括剪切所述剪切元件(55)而导致所述联接环(27)和所述滑环(29)向着所述收缩位置移动。
全文摘要
本发明涉及套管悬挂器锁定滑环。一种密封件(17)，密封井口(13)和落在井口(13)的孔内的台肩(12)上的套管悬挂器(11)之间的、海底组件中的环状空间(15)。密封件(17)包括设置在环状空间(15)内的套管悬挂器密封环(21)。密封环(21)与井口(13)的内径表面接合并与套管悬挂器(11)的外径表面接合，使得密封环(21)防止穿过环状空间(15)的流动。锁定滑环(23)固定至密封环(21)的下端，使得当密封环(21)被增能时，锁定滑环(23)接合井口(13)的基本光滑的内径表面部分和套管悬挂器(11)的基本光滑的外径表面部分，以限制套管悬挂器(11)的向上轴向移动。
文档编号E21B23/00GK102691486SQ20121016916
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月23日 优先权日2011年3月24日
发明者C·E·亚特斯, D·C·本森, D·L·福德 申请人:韦特柯格雷公司