自升式钻井平台表层套管用环板结构的制作方法

文档序号:15518163发布日期:2018-09-25 18:49阅读:165来源:国知局

本实用新型涉及海上油气钻井领域,具体涉及自升式钻井平台表层套管用环板结构。



背景技术:

固井,是指向井内下入套管,并向井眼和套管之间的环形空间注入水泥的施工作业。是钻完井作业过程中不可缺少的一个重要环节,它包括下套管和注水泥。固井技术是多学科的综合应用技术,具有系统性、一次性和时间短的特点。固井的主要目的是保护和支撑油气井内的套管,封隔油、气和水等地层。对于海上钻井工程而言,由于工程部门在架设导管架时就会锤入隔水导管入泥,因此与陆地表层套管不同的是,海上钻井工程中表层套管是下入在隔水导管内的。同时,目前国内各海上油田均大力提倡“优快”作业模式,对于表层一开作业而言,其作业模式是下入表层套管后,在井口小平台座设环板于隔水导管上,将表层套管的接箍放置在环板上进行承载,之后从环板上的接箍处卸开表层套管,即可调整钻井平台的悬臂梁和井架位置进行下一口井的作业,同时在井口小平台使用简易水泥头进行表层固井作业,从而实现工期的大量节省。此种作业模式已经是目前国内海上生产井批钻的常规开采模式,在此种作业模式中,环板需要座在隔水导管上同时将表层套管保住,因此环板安装精度的高低、环板与隔水导管的同心率会直接影响到表层套管的居中度,进而严重影响表层套管固井时水泥浆上返率,若环板位置调整不佳,非常容易导致表层套管固井效果不佳,这对于海上生产平台的丛式井而言,甚至可能引起水泥浆窜槽等现象发生,为井碰事故埋下安全隐患。针对上述问题,现有技术中都是在座环板时,在井口小平台将两个半圆环式的环片固定组成环板座在隔水导管上、将表层套管抱住,再由多名工人通过导链(手动葫芦)缠绕在表层套管上进行拉动,从而调整表层套管的居中度,由表层套管带动环板居中就位。但是这种调整方式需要耗费大量的人力才能完成,同时在现场还需要找到合适的固定导链的地方,导致效率低下、耗时很长。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供自升式钻井平台表层套管用环板结构,以解决现有技术中海上平台一开作业时调整表层套管居中度耗时耗力的问题,实现通过环板对表层套管的居中度进行直接调整的目的。

本实用新型通过下述技术方案实现:

自升式钻井平台表层套管用环板结构,包括两个半圆环体,所述半圆环体的两端均设置沿径向向外伸出的凸出部,所述凸出部上设置螺纹通孔,两个半圆环体上的凸出部包括分别正对的两组,每组相互正对的凸出部之间都设置两端敞口的筒体,筒体的两个敞口端分别正对两个凸出部,所述筒体内部固定隔板,隔板两侧均设置有螺杆,两根螺杆分别贯穿凸出部上的螺纹通孔,所述螺杆与所述螺纹通孔相匹配;还包括用于限制所述螺杆沿轴向移动的限位机构;所述半圆环体的底面还固定若干第一卡块、第二卡块,若干第一卡块沿周向均匀分布,若干第二卡块沿周向均匀分布,所述第一卡块、第二卡块所围绕形成的圆形均与半圆环体同心,且第一卡块所围绕形成的圆形半径大于第二卡块所围绕形成的圆形半径。

针对现有技术中海上平台一开作业时调整表层套管居中度耗时耗力的问题,本实用新型提出自升式钻井平台表层套管用环板结构,本实用新型的环板也包括两个半圆环体,两个半圆环体共同构成环板用于座在隔水导管上,半圆环体的两端均设置沿径向向外伸出的凸出部,传统的环板即是将两个半圆环体的两组凸出部相互正对然后进行螺栓连接即可。而本实用新型中两个半圆环体之间通过两个筒体进行连接。所述筒体两端敞口且筒体内部固定有隔板,因此通过隔板将筒体分隔为两部分,两部分的敞口端分别正对两个半圆环体上的凸出部,由两根螺杆分别放置在筒体的两侧内,同时螺杆从筒体的敞口端外露从凸出部上的螺纹通孔中穿过,以此实现通过筒体对两侧凸出部的连接。还包括用于限制所述螺杆沿轴向移动的限位机构,所述限位机构可以是固定在筒体内部的结构如轴承等,也可以是外接在螺杆外部的各种挡块限位夹持件等,对于本领域人员而言,限制螺杆不朝着自身轴线方向移动而仅仅进行转动具有很多的实现方式,任何能够限制螺杆在轴线方向上移动的结构均能够满足本申请的需要,简单的,如在螺杆穿过凸出部的部位套设一个嵌于凸出部内的轴承即可实现。由于有限位机构的限制,因此当用外力驱动螺杆转动时,只能是凸出部沿着螺杆的轴线进行运动,从而带动半圆环体进行移动。具体的,本实用新型使用时,首先将两个半圆环体套在表层套管上,分别将每组相对的凸出部所需的两个螺杆从两侧穿过相应的凸出部上的螺纹通孔,使得两个螺杆分别进入筒体两端直至螺杆抵在隔板上,此时由于限位机构的存在,螺杆则无法沿轴线进行移动。此时根据表层套管的偏心情况,通过外力驱动所需方向的螺杆进行转动,在限位机构的作用下,螺杆的正转或反转使得相应的凸出部在螺杆轴线方向上进行直线的移动,从而能够对所调整方向的凸出部进行简单快速的调整,凸出部移动过程中带动半圆环体进行移动,从而对表层套管也进行推动,使得表层套管和环板都逐渐居中稳定。驱动螺杆进行转动的外力可以是人力使用扳手等,也可以更为方便的使用步进电机等得以实现。本实用新型由于两个半圆环体之间的连接由两个筒体进行实现,因此转动半圆环体,使得筒体所朝方向得以变化,即能够在任意方向上对表层套管的居中度进行调整,从而对于表层套管任意方向的偏心,都能够简单方便的进行修正与调整,克服了现有技术中针对不同的方位需要对导链寻找不同的固定点,不便操作,时常出现某些方位在井口小平台上不好连接导链的问题;同时本实用新型仅需驱动螺杆转动即能够进行调整,无需多人拉动导链,极大的降低了人力消耗,也降低了调整表层套管居中度所需的时间,相较于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步。此外,本实用新型还包括了设置在半圆环体底面的第一卡块、第二卡块,其中第一卡块用于卡设在隔水导管的外侧,由于各第一卡块环形均布,因此当每个第一卡块都与隔水导管外侧壁相贴合时,整个环板也就居中放置,因此本方案通过第一卡块的设置,还能够对两个半圆环体的放置情况进行辅助判断,便于工人快速的确认居中情况。第二卡块用于卡在隔水导管和表层套管之间的环空内、贴合在隔水导管的内侧壁,从而使得隔水导管的整个壁厚都落在第一卡块和第二卡块之间,从而进一步提高本实用新型与隔水导管相连后的整体强度与稳定,提高本实用新型使用安全性。

优选的,所述第一卡块为楔形块,所述楔形块的一侧平面正对半圆环体的圆心。通过楔形块正对半圆环体圆心的一侧平面,使该平面在工作状态下抵靠在隔水导管的外表面,使得第一卡块与隔水导管之间为线接触而非面接触,从而极大的提高本实用新型使用时对半圆环体的转动调整能力,从而便于灵活的调整筒体方向,从而更加灵活的调整表层套管的居中度。

优选的,所述第二卡块呈弧形的条状,所有第二卡块均与半圆环体同心。第二卡块位于隔水导管内部,因此设置为弧形的条状,使得第二卡块能够贴合在隔水导管内壁,通过第二卡块为隔水导管提供更为稳定可靠的限位与阻挡。此外第二卡块与第一卡块之间各自所围绕形成的圆形之间的间距还可优选为恰好等于该平台所使用的隔水导管的壁厚,从而更加提高稳定性。

优选的,所述限位机构包括凸缘、挡块,所述凸缘固定在螺杆朝向隔板的一端,凸缘朝着螺杆的径向凸出;所述挡块固定在筒体内壁,挡块面向隔板的一侧为垂直于筒体轴线的平面,挡块远离隔板的一侧为从内至外逐渐向远离筒体轴线方向倾斜的斜面;所述凸缘位于挡块和隔板之间。本方案中的限位机构包括凸缘和挡块,其中凸缘位于螺杆上,挡块位于筒体内壁,凸缘与挡块相互匹配。螺杆插入至隔板端时,挡块在凸缘的外侧,因此通过挡块和隔板共同限制了凸缘沿螺杆轴向的移动,从而限制了螺杆沿自身轴线的移动。本方案中挡块面向隔板的一侧为垂直于筒体轴线的平面,便于对凸缘提供更有效的限制。而挡块远离隔板的一侧为从内至外逐渐向远离筒体轴线方向倾斜的斜面,便于从外向内插入螺杆时,凸缘沿着斜面瞬间被挤压,从而将螺杆顺利的插入至筒体中同时即完成限位机构的限位连接。本方案中无需额外采用外部的限位机构,降低工人操作使用时的难度可复杂程度,进一步提高本实用新型的对人力和时间成本的节约。

优选的,位于筒体两侧的凸出部上还设置有凹槽,所述凹槽正对筒体,所述筒体能够收纳于两个凹槽中;同一个凸出部上的凹槽和螺纹通孔相连通。即是当筒体两侧的两个凸出部相互贴合时,筒体能够收纳于两个凹槽中进行放置,从而有利于对两个半圆环体的充分连接。

本实用新型与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

1、本实用新型自升式钻井平台表层套管用环板结构,根据表层套管的偏心情况,通过外力驱动相应方向的螺杆进行转动,在限位机构的作用下,螺杆的正转或反转使得相应的凸出部在螺杆轴线方向上进行直线的移动,从而能够对所调整方向的凸出部进行简单快速的调整,凸出部移动过程中带动半圆环体进行移动,从而对表层套管也进行推动,使得表层套管和环板都逐渐居中稳定。

2、本实用新型自升式钻井平台表层套管用环板结构,由于两个半圆环体之间的连接由两个筒体进行实现,因此转动半圆环体,使得筒体所朝方向得以变化,即能够在任意方向上对表层套管的居中度进行调整,从而对于表层套管任意方向的偏心,都能够简单方便的进行修正与调整,克服了现有技术中针对不同的方位需要对导链寻找不同的固定点、不便操作、时常出现某些方位在井口小平台上不好连接导链的问题。

3、本实用新型自升式钻井平台表层套管用环板结构,仅需驱动螺杆转动即能够进行调整,无需多人拉动导链,极大的降低了人力消耗,也降低了调整表层套管居中度所需的时间,相较于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步。

4、本实用新型自升式钻井平台表层套管用环板结构,通过第一卡块的设置,还能够对两个半圆环体的放置情况进行辅助判断,便于工人快速的确认居中情况。第二卡块用于卡在隔水导管和表层套管之间的环空内、贴合在隔水导管的内侧壁,从而进一步提高本实用新型与隔水导管相连后的整体强度与稳定,提高本实用新型使用安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中:

图1为本实用新型具体实施例的仰视图;

图2为图1中A处的局部放大图;

图3为本实用新型具体实施例中一个半圆环体的外部示意图。

附图中标记及对应的零部件名称:

1-半圆环体,2-凸出部,3-第二卡块,4-筒体,5-隔板,6-螺杆,7-螺纹通孔,8-凸缘,9-挡块,10-凹槽,11-第一卡块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本实用新型作进一步的详细说明,本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型,并不作为对本实用新型的限定。

实施例1:

如图1至图3所示的自升式钻井平台表层套管用环板结构,包括两个半圆环体1,所述半圆环体1的两端均设置沿径向向外伸出的凸出部2,所述凸出部2上设置螺纹通孔7,两个半圆环体1上的凸出部2包括分别正对的两组,每组相互正对的凸出部2之间都设置两端敞口的筒体4,筒体4的两个敞口端分别正对两个凸出部2,所述筒体4内部固定隔板5,隔板5两侧均设置有螺杆6,两根螺杆6分别贯穿凸出部2上的螺纹通孔7,所述螺杆6与所述螺纹通孔7相匹配;还包括用于限制所述螺杆6沿轴向移动的限位机构;所述半圆环体1的底面还固定若干第一卡块11、第二卡块3,若干第一卡块11沿周向均匀分布,若干第二卡块3沿周向均匀分布,所述第一卡块11、第二卡块3所围绕形成的圆形均与半圆环体1同心,且第一卡块11所围绕形成的圆形半径大于第二卡块3所围绕形成的圆形半径。本实施例中的限位机构使用能够直接插入在井口小平台底面网格中的卡盘即可。

实施例2:

如图1至图3所示的所述第一卡块11为楔形块,所述楔形块的一侧平面正对半圆环体1的圆心。所述第二卡块3呈弧形的条状,所有第二卡块3均与半圆环体1同心。所述限位机构包括凸缘8、挡块9,所述凸缘8固定在螺杆6朝向隔板5的一端,凸缘8朝着螺杆6的径向凸出;所述挡块9固定在筒体4内壁,挡块9面向隔板5的一侧为垂直于筒体4轴线的平面,挡块9远离隔板5的一侧为从内至外逐渐向远离筒体4轴线方向倾斜的斜面;所述凸缘8位于挡块9和隔板5之间。位于筒体4两侧的凸出部2上还设置有凹槽10,所述凹槽10正对筒体4,所述筒体4能够收纳于两个凹槽10中;同一个凸出部2上的凹槽10和螺纹通孔7相连通。

以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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