一种防碰撞钻井隔水管横向约束装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种横向约束装置，尤其是一种用于深水油气钻井领域的防碰撞钻井隔水管横向约束装置。
【背景技术】
[0002]深水钻井隔水管是海底井口与钻井平台之间最薄弱最重要的连接单元，极易受到恶劣天气条件的影响，特别是我国南海频繁发生的台风等灾害性天气，易造成隔水管断裂事故。台风条件下的隔水管断裂事故预防措施方面，除了提高台风预报精度和建立一套行之有效的台风应急方案之外，可以采用软悬挂模式进行隔水管悬挂作业。软悬挂作业模式下隔水管系统悬挂于张紧器上，张紧器可以看作一个可以伸缩的弹簧，能有效的减小平台引起的隔水管系统轴向振动。此外，软悬挂模式下隔水管顶部一般使用上挠性接头，上挠性接头可以大大减小钻井隔水管系统上部弯矩，从而增加隔水管系统在台风条件下的存活机率。但采用软悬挂模式悬挂隔水管，平台月池附近的隔水管系统横向变形较大，易造成隔水管与平台月池碰撞。为了防止软悬挂模式下隔水管与平台月池的碰撞，需设计钻井隔水管横向约束装置，约束钻井隔水管横向变形，提高深水钻井隔水管系统作业安全性能。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作简便并能有效实现钻井隔水管横向变形约束装置。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:一种防碰撞钻井隔水管横向约束装置，其特征在于:它包含内体，弹性体，球面压圈，防松法兰，外体，滚动支承装置、挡片和伸缩支架；所述内体沿周向设置数组安装孔，所述安装孔设置键槽，所述安装孔内外侧均有平面；所述滚动支承装置包含支撑轴和滚轮，所述支撑轴与所述安装孔配合，所述支撑轴设置防旋转平键，所述防旋转平键与所述安装孔的键槽配合，所述支撑轴端部加工有螺纹；所述外体上下端面连接防松法兰，所述外体环向设置挡片，所述外体外侧通过法兰与伸缩支架连接；所述伸缩支架包括一外筒和一位于所述外筒内部的内筒，所述伸缩支架通过液压控制伸缩及锁紧；所述弹性体一面与所述内体接触，一面与球面压圈接触，所述球面压圈与所述外体上的防松法兰连接。
[0005]所述装置包括完全相同的两部分，工作时配合使用。
[0006]所述内体上的安装孔为上下对称分布的通孔。
[0007]所述弹性体、球面压圈、防松法兰均为上下对称分布的相同的两部分。
[0008]所述内体与所述弹性体之间接触面为球面；所述弹性体与所述球面压圈之间接触面为球面。
[0009]所述滚轮的外形为漏斗形。
[0010]本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本发明设置成两半式，通过简单对接即可完成与钻井隔水管的配合，实现钻井隔水管横向约束。2、本发明通过内体与弹性体以及弹性体与球面压圈之间两组球面接触实现隔水管各个方向转动的有效约束。3、本发明通过挡片与球面压圈、弹性体接触，避免其脱落，保证内体位移由弹性体限制，实现隔水管各个方向转动的有效约束，提高了隔水管作业安全性。4、本发明中的滚轮外形设计成漏斗形，其曲率与隔水管曲率相同，增大滚轮与隔水管接触面积，减小对隔水管的损坏。5、本发明中的伸缩支架采用液压驱动，将两半装置安装于隔水管上，安装拆卸方便；通过液压锁紧，提高装置约束可靠性。本发明结构简单，操作方便，可靠性高，装配简便，具有较强的承载能力，可广泛用于各种海上钻井隔水管的防碰撞中。
【附图说明】
[0011]图1为本发明结构示意图。
[0012]图2为本发明的内体示意图。
[0013]图3为本发明的外体示意图。
[0014]图4为本发明的滚动支承装置示意图。
[0015]图5为本发明的伸缩支架示意图。
[0016]图中，1.上防松法兰，2.上球面压圈，3.上弹性体，4.外体，5.内体，6.滚动支承装置，7.下弹性体，8.下球面压圈，9.下防松法兰，10.伸缩支架，11.挡片，12.滚动支承装置安装孔，13.外体连接法兰，14.防松法兰安装螺纹孔，15.挡片安装螺纹孔，16.滚动支承装置防旋转平键，17.滚动支承装置连接螺纹，18.滚轮，19.支撑轴，20.外体法兰安装螺纹孔。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
[0018]如图1所示，本发明主要包括上防松法兰1、上球面压圈2、上弹性体3、外体4、内体5、滚动支承装置6、下弹性体7、下球面压圈8、下防松法兰9、伸缩支架10和挡片11。
[0019]如图1、图2所示，本发明的内体5沿周向每间隔60°设置一组滚动支承装置安装孔12，用于安装滚动支承装置6。滚动支承装置安装孔12为上下对称分布的通孔，并且配有防止滚动支承装置6沿其轴向旋转的键槽。内体5内外侧均加工有平面，便于滚动支撑装置安装孔12的加工以及滚动支撑装置6的安装。内体5上下两端均去除部分材料，避免内体5与挡片11接触，保证内体位移由上弹性体3和下弹性体7约束，达到装置功能要求。
[0020]如图1、图3所示，本发明的外体4外侧有外体连接法兰13，外体4通过外体连接法兰13与伸缩支架10连接。外体4上下端面沿周向每间隔20°设置一个防松法兰安装螺纹孔14，外体4与上防松法兰1以及下防松法兰9之间通过螺栓进行连接；外体4上下两端均去除部分材料，并加工有挡片安装螺纹孔15，与挡片11进行连接。
[0021]如图1、图4所示，本发明的滚动支承装置6包括滚轮18和支撑轴19。支撑轴19设置有滚动支承装置防旋转平键16以及滚动支承装置连接螺纹17。滚轮18外形设计成漏斗形，其曲率与隔水管曲率相同，增大滚轮18与隔水管接触面积，减小对隔水管的破坏。
[0022]如图1、图5所示，本发明的伸缩支架10端部加工有外体法兰安装螺纹孔20，与外体连接法兰13进行连接。
[0023]本发明装配顺序为:将滚轮18、支撑轴19、滚动支承装置防旋转平键16装配成滚动支承装置6 ;将滚动支承装置6安装于滚动支承装置安装孔12中，通过螺母旋入滚动支承装置连接螺纹17进行紧固，组成内体子装配；将下防松法兰9与外体4通过螺栓旋入防松法兰安装螺纹孔14进行连接；将下球面压圈8、下弹性体7装入外体4 ;将下部的挡片11通过螺钉悬入挡片安装螺纹孔15安装于将外体4 ;将由内体5和滚动支撑装置6组成的内体子装配安装于外体4 ;将上弹性体3、上球面压圈2装入外体4 ;将上部的挡片11通过螺钉悬入挡片安装螺纹孔15安装于将外体4 ;将上防松法兰1与外体4通过螺栓旋入防松法兰安装螺纹孔14进行连接；将外体连接法兰13与伸缩支架10通过螺栓旋入外体法兰安装螺纹孔20进行连接；将伸缩支架10安装于平台上；按照同样的方式对装置另一半进行装配；使用时，伸缩支架10通过液压驱动带动装置伸出，到达位置后，滚轮18与隔水管接触，装置通过液压锁紧，开始工作；工作完成，伸缩支架10通过液压驱动带动装置收回即可。
【主权项】
1.一种防碰撞钻井隔水管横向约束装置，其特征在于:它包含内体，弹性体，球面压圈，防松法兰，外体，滚动支承装置，挡片和伸缩支架； 所述内体沿周向设置数组安装孔，所述安装孔设置键槽，所述安装孔内外侧均有平面；所述滚动支承装置包含支撑轴和滚轮，所述支撑轴与所述安装孔配合，所述支撑轴设置防旋转平键，所述防旋转平键与所述安装孔的键槽配合，所述支撑轴端部加工有螺纹； 所述外体上下端面连接防松法兰，所述外体环向设置挡片，所述外体外侧通过法兰与伸缩支架连接；所述伸缩支架包括一外筒和一位于所述外筒内部的内筒，所述伸缩支架通过液压控制伸缩及锁紧； 所述弹性体一面与所述内体接触，一面与球面压圈接触，所述球面压圈与所述外体上的防松法兰连接。2.根据权利要求1所述一种防碰撞钻井隔水管横向约束装置，其特征在于，所述装置包括完全相同的两部分，工作时配合使用。3.根据权利要求1所述一种防碰撞钻井隔水管横向约束装置，其特征在于，所述内体上的安装孔为上下对称分布的通孔。4.根据权利要求1所述一种防碰撞钻井隔水管横向约束装置，其特征在于，所述弹性体、球面压圈、防松法兰均为上下对称分布的相同的两部分。5.根据权利要求1所述一种防碰撞钻井隔水管横向约束装置，其特征在于，所述内体与所述弹性体之间接触面为球面；所述弹性体与所述球面压圈之间接触面为球面。6.根据权利要求1所述一种防碰撞钻井隔水管横向约束装置，其特征在于，所述滚轮的外形为漏斗形。
【专利摘要】本发明涉及一种防碰撞钻井隔水管横向约束装置，其特征在于：它包含内体，弹性体，球面压圈，防松法兰，外体，滚动支承装置，挡片和伸缩支架；内体设置安装孔，安装孔设置键槽，安装孔内外侧均有平面；滚动支承装置包含支撑轴和滚轮，支撑轴设置防旋转平键，防旋转平键与安装孔的键槽配合；外体上下端面连接防松法兰，外体设置挡片，外体外侧通过法兰与伸缩支架连接；伸缩支架包括一外筒和一位于外筒内部的内筒，伸缩支架通过液压控制伸缩及锁紧；弹性体一面与内体接触，一面与球面压圈接触，球面压圈与防松法兰连接。本发明结构简单，操作方便，可靠性高，装配简便，具有较强的承载能力，可广泛用于各种海上钻井隔水管的防碰撞中。
【IPC分类】E21B17/00, E21B17/10
【公开号】CN105298412
【申请号】CN201510897017
【发明人】刘秀全, 陈国明, 傅景杰, 畅元江, 姬景奇
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年12月7日