CN102124182B - 井口环面监测装置 - Google Patents

Abstract

一种海底井口组件，其包括限定一系列通道(20-24)的生产套管悬挂器(2)，所述一系列通道从位于生产套管柱和外部套管(8)之间的环面(B)通到例如通过隔离套筒(9a)的方式与生产树相连通的区域(16)。所述一系列通道延伸到套管悬挂器的内部。位置可调的套筒(17)配合在套管悬挂器内部，并且承载外部密封件(25-27)，所述外部密封件设置成使得对于套管悬挂器(2)内的可调套筒(17)的第一位置，穿过所述一系列通道的流体通路被阻塞，而对于套管悬挂器内的套筒的第二位置，所述流体通道被打开。位置可调的套筒可通过生产树由简单的工具来操作。

Description

井口环面监测装置

技术领域

本发明涉及海底井口，特别地涉及对于在生产套管柱和相应的外部套管之间的区域内的压力的监测。

背景技术

海底井口支撑多个向下延伸到井内的套管柱。这些套管柱包括生产套管柱和相应的外部套管柱。这些管柱通常位于已知作为外部导管的较大的套管内。在生产管柱和相应的外部管柱之间的环形区域通常被称为B环面。希望监测在B环面中的压力并且优选地通过相关的生产树（例如采油树）来执行监测。

存在各种出于这种总体目的的设计，例如在文献GB-2376485-A和GB-2395736-A中所描述的设计。然而，这些和其它现有的设计都相当的复杂。特别是它们包括有井口壳体的穿透件以及穿过该壳体或在壳体外部而到达任何套管悬挂器之上的区域的导管。存在简单但仍可靠的设计的需求。

已知（例如从US5366017已知）提供借助穿过生产套管悬挂器的通道来实现从B环面到生产树之间的连通。然而，该通道在钻井阶段以及套管悬挂器的安装期间需要阻塞，而本发明的目的在于提供一种组件，所述组件通过简易操作的密封调整器（adaptor）来允许通路的选择性关闭和打开。

发明内容

在本发明的一个优选形式中，一种海底井口组件包括生产套管悬挂器，该生产套管悬挂器限定从位于生产套管柱和相应的外部套管之间的环面通到可与生产树相连通的区域的一系列的通道，所述通道延伸到套管悬挂器的内部。位置可调的套筒配合在套管悬挂器内并且承载外部密封件，所述密封件设置成：对于套管悬挂器内部的套筒的第一位置，使得穿过一系列通道的流体通路阻塞，而对于套管悬挂器内部的套筒的第二位置，使得所述流体通路打开。

位置可调的套筒可与套管悬挂器螺纹接合，以使得套筒在两个位置之间的运动可通过套筒的旋转来实现。

穿过套管悬挂器的通道可包括两条通道，所述两条通道在间隔开的位置处与套管悬挂器的内部相连通。这些通道中的一条通道可从套管悬挂器的外侧穿过套管悬挂器沿径向延伸到达其内侧，而另一个通道可从套管悬挂器的内侧部分地穿过套管悬挂器沿径向延伸，并且可通向穿过套管悬挂器的主体向上延伸的竖直通道，以到达与生产树相连通的区域。

所述的密封件可包括两个间隔开的密封件，在所述套筒的第一位置处，所述两个间隔开的密封件被设置成分别位于所述两条通道中的一条通道的上方和下方。所述密封件可包括第三密封件，该第三密封件和所述两个密封件中的至少一个从上方和下方来密封包含所述各位置的空间。

所述组件可包括提供所述区域和生产树之间的连通的隔离套筒，并且特别是借助于从所述区域向上的向上通道。

本发明还提供一种用于海底井口的生产套管悬挂器，所述生产套管悬挂器包括上部圆筒形部分以及与上部圆筒形部分相比具有较小的内径的下部圆筒形部分，其中第一通道从套管悬挂器的所述下部部分的外侧穿过该套管悬挂器的所述下部部分沿径向延伸到达套管悬挂器的所述下部部分的内侧，而第二通道从套管悬挂器的内侧部分地穿过套管悬挂器沿径向延伸，并且一通道从所述第二通道穿过该套管悬挂器的下部向上延伸到达在套管悬挂器的上部部分内的区域，所述套管悬挂器被调整成适于接收内部套筒，该内部套筒为位置可调的，以便允许和防止流体流穿过所述向上通道到达所述区域。

现在，本发明的一个实施例通过参考附图以示例的方式被描述。

附图说明

单独的图1示出了井口组件的相关部件，包括根据本发明的调整器和套管悬挂器。

具体实施方式

在图1中示出的组件1包括生产套管悬挂器2，该生产套管悬挂器具有较大直径的上部部分2a和向下延伸的、较小直径的下部圆筒形部分2b。在此的“向上”和“向下”均为组件在使用时的正常设置。在套管悬挂器部分2a的外侧是设置在套管悬挂器2和井口套管（未示出）之间的上部封隔密封件3。在套管悬挂器部分2a的下方和部分2b的外侧是锁定组件4、5和7的各个部分，锁定组件与设置在套管悬挂器2和井口套管（未示出）之间的下部封隔密封件6相关联。

在该下部封隔密封件6的下面，（相应的）外部套管8（有时被称为133/8"或14"(356毫米)套管）被设置在套管悬挂器2的下部部分2b的外侧并且与其下部部分相层迭。下部封隔密封件6与该套管的外部相接合。

锁定组件的设计并不与本发明直接地相关，但在这个示例中锁定组件包括上部致动环4、与下部封隔密封件6相螺纹接合的外部环5、以及下部致动环7。下部致动环7通过螺纹（未示出）固定到上部致动环4。该下部致动环具有槽71，槽71与外部环5中的槽72相对。在环7中的槽71内的是把持器73，把持器73支承由弹簧75向外偏压的安全销74。把持器73通过螺纹保持环76保持就位。在安装下部封隔密封件6期间，致动环4和7向下运动；弹簧加载的安全销74与槽72接合。通常情况下设置有多个这样的组件但在此处仅有一个被示出。

在外部套管8和生产套管柱（有时被称为95/8"或10"(254毫米)套管）的下部部分之间设置有环形空间，该环形空间通常被称为B环面并且由字母B表示。生产套管柱在图中未示出但其将通过套管悬挂器2支承并位于套管悬挂器2内。

在套管悬挂器2的上部部分2a内示出了用于生产树的二级隔离套筒9a的下部部分。隔离套筒9a的最下部分配合在套管悬挂器2的部分2b内，并且可通过密封件10和密封件12相对于部分2b进行密封，其中密封件10在套筒9a的下部边缘处通过螺纹环11保持就位，密封件12在密封件10的上方设置在套筒9a的外部表面中环形槽内。

一级隔离套筒9b配合在套管悬挂器2的上部部分2a内，并且通过环形密封件13和14相对于上部部分2a进行密封，密封件13和14的每个均设置在隔离套筒9b的外围中的环形槽内。

二级隔离套筒9a提供竖直通道15，该竖直通道15从由隔离套筒9a和9b以及套管悬挂器2所限定的空间16向上引导，并且特别地该空间位于一级隔离套筒9b下方并位于二级隔离套筒9a和套管悬挂器2之间。该通道15向上引导到压力监测装置，所述压力监测装置可以以任何便利的方式设置在生产树中并且可监测在环形空间B内的压力。然而，也可使用其它的装置以便提供空间16和生产树之间的连通。

在套管悬挂器2的下部部分2b内示出了基本上为圆筒形的调整套筒17，该调整套筒17在其下部部分上具有能够与套管悬挂器2的下部部分2b的内侧上的螺纹19相接合的螺纹18。在调整套筒17的顶部和二级隔离套筒9a的底部之间存在间隙A，以便允许调整套筒17在其与套管悬挂器螺纹接合地旋转时的竖直运动。

图中的箭头示出了流体在压力下从B环面穿过由套管悬挂器2提供的一系列通道流向通道15，该通道15在一级隔离套筒9b和二级隔离套筒9a之间并且在这个示例中引导到生产树中。所述一系列的通道包括在套管8和套管悬挂器2之间的通道20、穿过该套管悬挂器的部分2b到达内部的径向通道21、在调整器17的外部和套管悬挂器2的内侧之间的空间22、从空间22部分地穿过套管悬挂器的另一个径向通道23、以及在套管悬挂器2的主体内向上延伸到位于套管悬挂器2以及隔离套筒9a和9b之间的空间16的竖直通道24。因此实现了与通道15的连通。

径向通道21和23被间隔开并与套管悬挂器2的内部相连通。调整套筒17承载外部环形密封件25、26和27，其中密封件25通常总是位于通道21之上。密封件26和27可根据调整器17的竖直位置来设置，一个位于通道23的上方和一个位于通道23的下方，或者两者均在通道23的下方。

对于当密封件26和27横跨通道23时的调整器的位置，流体从B环面到达通道15的通路被阻塞，因为流体将不能从空间22进入通道23。对于如在图中示出的调整器17的位置，位于环面B和通道15之间的一系列通道打开。空间22包含（embrace）通道21和23与套管悬挂器的内部相连通的位置，然而该空间22至少通过密封件25和27从上方和下方进行密封，以防止离开空间22或者进入空间22的、向上或向下的泄漏。

可以指出的是，调整器17可通过简单的机械弹簧加载的键控工具（未示出）来操作，该工具仅被要求旋转调整器。这种工具可被容易地构造为在采油树已经被定位和测试后由采油树来操作，以使得在防喷器（BOP）和完井管柱安装之前允许进行调整器和通信接口的测试。

Claims (8)

1.一种海底井口组件，该海底井口组件包括限定一系列通道的生产套管悬挂器（2），所述一系列通道从位于生产套管柱和相应的外部套管（8）之间的环面（B）穿过套管悬挂器到达套管悬挂器的内部，其特征在于，所述一系列通道在套管悬挂器的主体内进一步从套管悬挂器的内部向上延伸到能够与生产树相连通的区域（16）；该海底井口组件还包括位置可调的套筒（17），所述位置可调的套筒配合在套管悬挂器内并且承载外部密封件（25-27），所述外部密封件设置成：对于套管悬挂器内的套筒的第一位置，使得穿过所述一系列通道的流体通路阻塞，而对于套管悬挂器内的套筒的第二位置，使得所述流体通路打开。

2.根据权利要求1所述的组件，其中套筒（17）与套管悬挂器螺纹接合，以便套筒在所述第一位置和第二位置之间的运动能够通过套筒的旋转来实现。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的组件，其中所述一系列通道包括两条通道（21，23），所述两条通道在间隔开的位置处与套管悬挂器的内部相连通，并且所述外部密封件包括间隔开的两个密封件（26，27），在所述套筒（17）的所述第一位置处，所述间隔开的两个密封件分别设置在所述两条通道中的一条通道的上方和下方。

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述外部密封件包括第三密封件（25），所述两个密封件（26，27）中的至少一个密封件和第三密封件从下方和上方来密封包含所述两条通道（21，23）与套管悬挂器的内部相连通的位置的空间（22）。

5.根据权利要求1或2所述的组件，还包括提供所述区域（16）和生产树之间的连通的隔离套筒（9a）。

6.根据权利要求5所述的组件，其中所述隔离套筒（9a）限定从所述区域向上的向上通道（15）。

7.一种用于海底井口的生产套管悬挂器（2），所述生产套管悬挂器包括上部圆筒形部分（2a）和与上部圆筒形部分相比具有较小的内径的下部圆筒形部分（2b），其特征在于，第一通道（21）从套管悬挂器的所述下部圆筒形部分（2b）的外侧穿过套管悬挂器的所述下部圆筒形部分沿径向延伸到套管悬挂器的所述下部圆筒形部分的内侧，而第二通道（23）从套管悬挂器的内侧部分地穿过套管悬挂器沿径向延伸，一通道（24）从所述第二通道穿过套管悬挂器的下部圆筒形部分（2b）向上延伸到位于套管悬挂器的上部圆筒形部分（2a）内的区域，所述套管悬挂器用于接收内部套筒（17），该内部套筒的位置能够调整，以便允许和防止流体流穿过第二通道（23）。

8.根据权利要求7所述的生产套管悬挂器，其中套管悬挂器（2）具有用于与套筒（17）相接合并且允许其进行位置调整的内部螺纹（19）。

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