一种联顶管串的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种联顶管串，包括上光滑短接管段、剪切短接管段、下光滑短接管段、配长短接管段，上光滑短接管段连接在剪切短接管段的上端，下光滑短接管段连接在剪切短接管段的下端，下光滑短接管段的下端连接在配长短接管段的上端。本实用新型能大幅降低成本、提高可靠性，同时还能用于井控、试压及应急剪切解脱等功能，实现防喷器组上下总成的分离。
【专利说明】一种联顶管串
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及深海石油开发的一种设备，特别涉及一种深海石油开发中用到的联顶管串。
【背景技术】
[0002]在石油天然气工业，除了近岸的人工岛礁外，海洋石油通常都是采用特殊的平台方式进行勘探开采。比如动力定位或抛锚固定方式的钻井船，以及半潜式钻井平台。海洋石油钻井平台通常都使用隔水导管来联通海床面上的水下井口头，建立一个可以供井液、钻井液和钻具出入的安全通道。有了这条通道才能在不污染海洋环境的前提下钻井。
[0003]钻井过程中钻杆带动的钻头在井里不断的切割岩石，产生的岩石屑被从钻杆里泵入井底，又从隔水导管里返回到钻井平台的泥浆带出来，这样循环往复最终钻到储层，完成钻井过程。在钻井的过程中，因为地层的压力和构造情况不清楚，随时都有可能钻到压力较高的构造导致压力释放到井眼中，但是这些压力会被装在水下井口或者采油树顶部，隔水导管底部的水下防喷器控制住，而不会将井液或者天然气喷出。如果作为井控的最后屏障，防喷器不起作用了，就会发生井喷事故。如国外的墨西哥湾溢油事故、国内的开县特大井喷事故等等。
[0004]在钻井完成后，会安装采油树，然后给井眼里装上油管，将井里的天然气或者石油引导到新建的水下管汇，然后通过海管将气或者油送到原油处理油轮(FPSO)或者有原油(气)处理能力的平台进行处理。
[0005]在钻井钻通储层后要对油(气)井的井液成分、产能等进行测试，即试油，英文叫well testing，钻杆试油就是使用特定工具将井液或者天然气通过诱喷的方式喷发出井，然后测试产能、关井压力等参数；气井在完井后，开井生产前需要将井中用于压井防止溢流事故的盐水清理出来，这样才能生产；完井，在水下采油树(井口头上)这端的工作就是将连着井下油管的油管悬挂器下放到采油树或者井口头内；修井，就是通过生产油管进行井下作业，或者在隔水导管和水下防喷器内更换生产油管及油管悬挂器的过程。
[0006]上述的这些作业都要通过联顶管串这个工具作为载体和桥梁来实现。
[0007]API RP17G即IS013628-7中有明确的联顶管串定义:隔水管与防喷器内，在油管挂以上直到第一根油管或套管，叫做联顶管串。
[0008]根据的不同的用途，连顶管柱的配置有所不同；在用于需要不压井、完井或者需要试油诱喷和清喷等情况下使用通常包括油管挂送入工具，水下测试树，剪切短接，内部剪切与保持阀以及钢丝防喷阀；在已压井的井口上作业，通常联顶管串只配置油管挂送入工具，以及环空试压短接。
[0009]典型的联顶管串一，带水下测试树、最安全的配置。
[0010]由于该型连顶管柱在用于座放油管挂或者井下作业时，如果是在深水作业(千米以上)突然来了恶劣天气，没有时间回收上千米的联顶管串，就需要用到水下测试树的应急解脱功能与防喷器的应急解脱功能配合使用。以保证在防喷器解脱的同时，防喷器内的连顶管串也解脱了，并且与防喷器闸板配合良好，封住了油井的出口，就能防止环境污染，并且为逃离台风提供了时间。另外如果是在动力定位的钻井船上试油、完井或者井下作业，都会遇到一个突然动力定位(DP)脱离位置的问题。如果此时不用带解脱回接功能的全套完整的送入工具就会带来灾难性后果。
[0011]典型的联顶管串二:除了油管挂送入工具就是一个跨越防喷器组的BOP贯穿节联顶管串，这是最简配最经济的配置。
[0012]在已压井的井口上作业，通常特简配的联顶管串只配置油管挂送入工具，以及环空试压短接或者BOP贯穿节联顶管串。此配置目的不包括试油，清喷，而且要求油井始终都是在过平衡的状态下，通过此配置，油管挂送入工具能够锁紧和解锁油管挂，而BOP贯穿节联顶管串能够配合防喷器试压等工作，以及采取压井等措施，所以说此配置能提供基本的安全保障以及完全的油管挂座封、测试以及井下作业功能。
[0013]在一些水下油田，水深不超过1000米，工作船又是用锚链系泊的半潜钻井船，地层压力甚至都不足以驱动原油流动到井外去。此时就选择了特别简配的连顶管柱系统，只一个油管挂送入工具，加上一个BOP贯穿节联顶管串用于与防喷器的万能以及闸板防喷器配合，但不能被剪切，非常之简单。
实用新型内容
[0014]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的联顶管串。
[0015]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种联顶管串，包括上光滑短接管段、剪切短接管段、下光滑短接管段、配长短接管段，所述上光滑短接管段连接在所述剪切短接管段的上端，所述下光滑短接管段连接在所述剪切短接管段的下端，所述下光滑短接管段的下端连接在所述配长短接管段的上端。
[0016]优选地，所述联顶管串还包括油管挂送入工具适配接头管段，所述油管挂送入工具适配接头管段连接所述配长短接管段的下端。
[0017]优选地，所述联顶管串还包括油管挂送入工具管段，所述油管挂送入工具管段连接在所述油管挂送入工具适配接头管段的下端。
[0018]优选地，所述联顶管串还包括变径接头管段，所述变径接头管段连接在所述上光滑短接管段的上端。
[0019]优选地，所述变径接头管段的外侧设有脐带缆卡子。
[0020]优选地，所述联顶管串还包括转换接头管段，所述转换接头管段连接在所述变径接头管段的上端。
[0021]优选地，所述转换接头管段、变径接头管段、上光滑短接管段、剪切短接管段、下光滑短接管段、配长短接管段、油管挂送入工具适配接头管段、油管挂送入工具管段相邻的管段之间均通过螺纹连接。
[0022]优选地，所述上光滑短接管段的外侧面中部周圈设有与防喷器的阀芯匹配的第一沉槽。
[0023]优选地，所述剪切短接管段的外侧面中部周圈设有与防喷器的阀芯匹配的第二沉槽。
[0024]优选地，所述下光滑短接管段的外侧面中部周圈设有与防喷器的阀芯匹配的第三沉槽。
[0025]实施本实用新型的联顶管串，具有以下有益效果:能够在大量降低成本提高可靠性的前提下，还能够用于井控、试压及应急剪切解脱等功能，实现各防喷器上下总成的分离。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0027]图1是本实用新型联顶管串的结构示意图；
[0028]图2是本实用新型联顶管串与隔水管、各防喷器的组合A-A剖面示意图。
【具体实施方式】
[0029]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0030]如图1所示，本实用新型实施例中的联顶管串包括转换接头管段10、变径接头管段20、上光滑短接管段30、剪切短接管段40、下光滑短接管段50、配长短接管段60、油管挂送入工具适配接头管段70、油管挂送入工具管段80，其均为管状结构，联顶管串还包括设置在在变径接头管段20上用于固定油管的脐带缆卡子90。
[0031]变径接头管段20包括下端大直径的大端接头及上端小直径的小端接头，转换接头管段10通过内螺纹连接设置在变径接头管段20小端接头上端外围的外螺纹上，用于将套管连接到联顶管串上。
[0032]如图2所示，脐带缆卡子90为环形结构，通过内孔套接的方式套设在变径接头管段20的外径上，用于绑扎控制脐带缆，防止脐带缆松散被隔水管100内物体刮破。
[0033]在一些实施例中，在隔水管100的外侧向下依次设有下万能防喷器110、剪切闸板防喷器120、上闸板防喷器130。
[0034]上光滑短接管段30的上下两端内孔内设有内螺纹，通过上光滑短接管段30上端的内螺纹连接在变径接头管段20大端接头外围的外螺纹上将两者连接。上光滑短接管段30的外侧面中部周圈设有与下万能防喷器110的阀芯匹配的第一沉槽31，第一沉槽31的表面为光滑表面。下万能防喷器110的阀芯与第一沉槽31的光滑表面配合，能起到很好的密封效果，实现井控、试压、液压解锁与隔离环空等功能。
[0035]剪切短接管段40的上下两端的外圈设有外螺纹，通过其上端的外螺纹与上光滑短接管段30的下端的内螺纹连接配合将二者连接。剪切短接管段40的外侧面中部周圈设有与剪切闸板防喷器120的阀芯匹配的第二沉槽41。
[0036]下光滑短接管段50的上下两端内孔内均设有内螺纹，下光滑短接管段50的上端内螺纹和剪切短接管段40的下端外螺纹配合将二者连接。
[0037]在一些实施例中，剪切短接管段40设置在上光滑短接管段30下端和下光滑短接管段50的上端之间，在应急解脱时，可以人工操作剪切闸板防喷器120，通过剪切闸板防喷器120的阀芯将该剪切短接管段40剪切断，以实现各防喷器上下总成的分离。
[0038]下光滑短接管段50设置在剪切短接管段40的下端，本实施例中，下光滑短接管段50与上闸板防喷器130的阀芯对应配合。下光滑短接管段50的外侧面中部周圈设有与上闸板防喷器130的阀芯匹配的第三沉槽51，第三沉槽51的表面为光滑表面，上闸板防喷器130的阀芯与第三沉槽51的光滑表面配合，能起到很好的密封效果。这样联顶管串就有上光滑短接管段30、下光滑短接管段50两个位置可供下万能防喷器110、上闸板防喷器130配合使用，实现了上下双安全屏障，保证井控、试压、液压解锁与隔离环空等功能。
[0039]配长短接管段60的上下两端的外圈设有外螺纹，通过其上端的外螺纹和下光滑短接管段50下端的内螺纹配合实现二者的连接。在设计和组装联顶管串时，可以选择不同长度的配长短接管段60来进行安装，用以控制上光滑短接管段30、下光滑短接管段50在各防喷器中的相对位置，以保证剪切闸板防喷器120的阀芯能作用于剪切短接管段40，以实现在合适的位置关闭下万能防喷器110或上闸板防喷器130的功能。
[0040]油管挂送入工具适配接头管段70的上下两端内孔设有内螺纹，通过上端的内螺纹和配长短接管段60下端的外螺纹连接。油管挂送入工具管段80的上端外圈设有外螺纹，通过上端的外螺纹和油管挂送入工具适配接头管段70下端的内螺纹配合实现二者连接，油管挂送入工具管段80的下端与油管挂连接。
[0041]油管挂送入工具适配接头管段70将联顶管串的液压控制管线81对应的连接到油管挂送入工具管段80顶部；得以对油管挂送入工具管段80实现液压控制，完成油管挂送入工具管段80对油管挂，油管挂与采油树的锁，解锁，锁定验证等一系列功能。
[0042]可以理解的，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
[0043]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种联顶管串，其特征在于，包括上光滑短接管段(30)、剪切短接管段(40)、下光滑短接管段(50)、配长短接管段(60)，所述上光滑短接管段(30)连接在所述剪切短接管段(40 )的上端，所述下光滑短接管段(50 )连接在所述剪切短接管段(40 )的下端，所述下光滑短接管段(50)的下端连接在所述配长短接管段(60)的上端。
2.根据权利要求1所述的联顶管串，其特征在于，所述联顶管串还包括油管挂送入工具适配接头管段(70)，所述油管挂送入工具适配接头管段(70)连接所述配长短接管段(60)的下端。
3.根据权利要求2所述的联顶管串，其特征在于，所述联顶管串还包括油管挂送入工具管段(80)，所述油管挂送入工具管段(80)连接在所述油管挂送入工具适配接头管段(70)的下端。
4.根据权利要求1所述的联顶管串，其特征在于，所述联顶管串还包括变径接头管段(20),所述变径接头管段(20)连接在所述上光滑短接管段(30)的上端。
5.根据权利要求4所述的联顶管串，其特征在于，所述变径接头管段(20)的外侧设有脐带缆卡子(90)。
6.根据权利要求5所述的联顶管串，其特征在于，所述联顶管串还包括转换接头管段(10),所述转换接头管段(10)连接在所述变径接头管段(20)的上端。
7.根据权利要求6所述的联顶管串，其特征在于，所述转换接头管段(10)、变径接头管段(20)、上光滑短接管段(30)、剪切短接管段(40)、下光滑短接管段(50)、配长短接管段(60)、油管挂送入工具适配接头管段(70)、油管挂送入工具管段(80)相邻的管段之间均通过螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的联顶管串，其特征在于，所述上光滑短接管段(30)的外侧面中部周圈设有与防喷器的阀芯匹配的第一沉槽(31)。
9.根据权利要求7所述的联顶管串，其特征在于，所述剪切短接管段(40)的外侧面中部周圈设有与防喷器的阀芯匹配的第二沉槽(41)。
10.根据权利要求7所述的联顶管串，其特征在于，所述下光滑短接管段(50)的外侧面中部周圈设有与防喷器的阀芯匹配的第三沉槽(51)。
【文档编号】E21B17/00GK203441383SQ201320477878
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月6日 优先权日:2013年8月6日
【发明者】阳建军, 王雪斌, 张宁, 冒家友, 刘义勇, 乐钻 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司深圳分公司, 中海石油深海开发有限公司