CN103443392A - 孔保护器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于油管悬挂器的孔保护器，对于现有的生产井中的油管旋转钻井（TTRD）而言，所述孔保护器被设置在水下生产采油树的管路中的油管悬挂器中，其特征在于，所述孔保护器包含构件和防磨衬套，其中所述构件可释放地固定到所述采油树的管路和所述油管悬挂器中的至少一个上，并且所述防磨衬套向下延伸至所述油管悬挂器，所述防磨衬套遮盖用于所述油管悬挂器栓塞的油管悬挂器密封面，所述防磨衬套包含位于上端或靠近上端的肩部，所述肩部设置在所述孔保护器的主体的座部下方的位置，所述防磨衬套可释放地固定于所述位置。

Description

孔保护器
技术领域
本发明涉及针对水下井的钻井以及来自水下井的碳氢化合物的生产。更具体地说，本发明涉及通过现有的生产井进行钻井，而无须将现有的生产油管取出。本发明提供一种用于油管悬挂器的孔保护器，同时用于承担油管旋转钻井（TTRD）。
背景技术
一些水下采油树（圣诞树），例如水平的采油树，具有垂直的孔，在所述孔中可进行如钢丝绳作业以及进一步钻井。最近的技术称为油管旋转钻井（TTRD），其中进一步钻井在现有的生产井内进行，而无须将现有的生产油管取出。所述油管旋转钻井提供了显著的节约，使得对旧井可实行进一步生产。然而，所述油管悬挂器包含针对被嵌入和启动的栓塞的密封面，以便在生产期间使油管悬挂器的孔密封地关闭，并且所述密封面在钻井作业期间易受破坏。所述密封是金属对金属密封，并且所述密封是十分关键的，以便避免碳氢化合物在生产期间泄露到环境中。
迄今为止，尚不存在令人满意的能在对所述油管悬挂器密封面提供保护的同时还能提供简单易行的测试和维修的技术。
当前存在一些使用于其它位置处的普通孔保护器，但是由于其较大和较简单的几何尺寸和少得多的要求或迥然不同的功能要求，无法将这些孔保护器改造为用作油管悬挂器的孔保护器。现有的普通的孔保护器的示例见于：专利文件WO2006103477中，其涉及井下孔保护器；US6003602A，其涉及针对传统的钻井和完井的大约18.75英寸的孔保护器。然而，在专利文件US2004/0200614A1/US6966381和NO323193B1中描述了更多有关的孔保护器。但是，US2004/0200614A1中的解决方法需要一个测试套管并且没有对易受破坏的密封面提供充分的保护，而NO323193的解决方法需要一根过渡管，所有的密封面可能没有被保护，测试也不方便，两者都不适合于悬挂钻柱。
存在对于在生产采油树中对油管悬挂器的孔进行保护的孔保护器的需求，并且本发明的目标在于提供一种具有所需功能的孔保护器。
发明内容
本发明提供一种用于油管悬挂器的孔保护器，对于现有的生产井中的油管旋转钻井（TTRD）而言，所述孔保护器被设置在水下生产采油树的管路中的油管悬挂器中。所述孔保护器的特征在于，其包含：
构件，所述构件可释放地固定到以下二者中的至少一个上，所述二者为所述采油树的管路和所述油管悬挂器；和
防磨衬套，所述防磨衬套向下延伸入所述油管悬挂器，所述防磨衬套遮盖用于所述油管悬挂器栓塞的油管悬挂器密封面。
优选地，所述防磨衬套包含位于上端或靠近上端的肩部，所述肩部设置在所述孔保护器的主体的一位置在所述肩部下方的座部上，所述防磨衬套可释放地固定于所述位置上。
优选地，所述防磨衬套用螺钉可释放地固定到所述孔保护器的主体或主要部分的位于所述防磨衬套下方的座部上，以便于更换所述防磨衬套。可替代地，所述可释放的固定由其它可行的手段来实现，例如，所述防磨衬套上方位置的开口锁环或所述螺栓按朝外的径向方向设置来替代从所述防磨衬套到主要部分或主体的向下方向的设置。
所述孔保护器是衬套类结构，所述孔保护器具有足够小的外部几何形状以安装在所述管孔或所述油管悬挂器的内部和足够大的内孔以在整个所述孔保护器中允许所述油管旋转钻井的准备和进行并同时保护所述油管悬挂器密封面。所述空间限制由权利要求1的前言隐含地确定。
优选地，所述孔保护器是衬套组件，所述衬套组件具有足够小的几何形状以和连接到所述采油树上的防喷器安装到一起，这意味着这种安装向下穿过立管并且向下穿过水下防喷器（BOP）。优选地，可释放地固定到所述管路孔上，但是可以固定到所述油管悬挂器上或同时固定到所述管路孔和所述油管悬挂器上。优选地，在所述孔保护器具有用于悬挂孔保护器的重量到所述油管悬挂器上的几何形状，在悬挂之后所述可释放的锁定生效。优选地，锁定到所述采油树内孔表面，但是可替代地或除此之外，可锁定到所述油管悬挂器上。优选地，所述锁定构件包含用于轴向锁定和旋转锁定的构件，例如可膨胀地用于锁定到所述管路孔上的开口锁环和径向防旋转锁定键或类似件。优选地，所述锁定构件包含张紧件或预张紧件，例如弹簧。优选地，所述锁定构件由所述孔保护器或所述孔保护器的元件的轴向运动和/或径向运动和/或旋转运动来操纵。
优选地，所述孔保护器包含用于悬挂所述钻柱的座部或肩部或类似部件，当进行钻井时，这对钻井时的安全是十分有益的，如例如因为恶劣天气的紧急切断可以变得非常迅速。所述座部的几何形状适合于与附连到所述钻柱上的悬挂设备的几何形状相匹配。
优选地，所述孔保护器包含便于进行压力测试的构件，优选地，所述构件包含针对所述压力测试起到减少所需增压值的作用的密封件和/或密封座。数个连接或密封需要测试，例如所述采油树和所述防喷器之间连接的密封以及所述防喷器组的密封。
优选地，所述孔保护器的外部结构的几何形状和尺寸适合于标准的采油树的几何形状和尺寸。优选地，所述防磨衬套的下部不仅适合于油管悬挂器个体的几何形状和尺寸，也适合于钻井装备和井下装备的几何形状和尺寸。因此，大多数所述孔保护器零件可以标准化，同时易更换的防磨衬套是唯一必须适合于单口井的油管悬挂器的零件。
优选地，所述防磨衬套包含磨损指示器。所述磨损指示器可以是传感器或基于超声波或电磁的防磨衬套厚度测量发射器，或者是可由绳索作业易读的可视化指示，或者是基于嵌入式光导纤维。
本发明还提供了根据本发明的孔保护器的用途，当进行油管旋转钻井时，所述的孔保护器保护用于所述油管悬挂器栓塞的油管悬挂器密封面。
附图说明
通过四个附图来示出本发明，在附图中：
图1沿纵剖面示出了根据本发明的孔保护器的实施例；
图2示出了，在沿纵剖面中，本发明的孔保护器处于采油树中的油管悬挂器的顶部并锁定于其上，并且采油树还安装有防喷器（BOP）；
图3示出了本发明的孔保护器的安装或取出，所述安装或取出通过油管悬挂器下入工具来实现；以及
图4示出了本发明的孔保护器的安装或取出，所述安装或取出通过机械收回工具来实现。
具体实施方式
参照图1，图1示出了本发明的孔保护器1，对于现有的生产井中的油管旋转钻井（TTRD）而言，在采油树的顶部设置了水下防喷器（BOP）之后，在水下生产采油树的管路上设置所述孔保护器。更具体地说，在纵剖面中仅示出了的孔保护器1。所述孔保护器包含构件2，所述构件2可释放地固定到所述采油树的管路和所述油管悬挂器中的至少一个上。所述孔保护器包含向下延伸至所述油管悬挂器的防磨衬套3，当所述孔保护器在作业位置时，所述防磨衬套3覆盖用于所述油管悬挂器栓塞的油管悬挂器密封面。
亦参考图2，图2示出了沿纵剖面的本发明的孔保护器1，所述孔保护器1处于采油树5（即采油树管路）中的油管悬挂器4的顶部并锁定其上，所述采油树5的顶部安装有防喷器（BOP）6。所述组件为油管旋转钻井（TTRD）做准备。环境密封7（在图示的实施例中为VX密封）在所述采油树管路和所述防喷器（BOP）之间提供流体密封屏障。可膨胀的开口锁环8位于膨胀位置，因此将所述孔保护器锁定在所述采油树孔上。图1示出了所述开口锁环8（即锁定构件2）处于未锁定的非膨胀位置。另外，防旋转键9处于膨胀位置，提供对所述孔保护器的旋转锁定，所述防旋转键9也被称为制动爪。所述锁定构件2即为示出的孔保护器的实施例中的开口锁环8和防旋转键9，优选地，所述开口锁环8和所述放旋转键9由衬套元件的轴向移动和/或旋转来控制。在示出的实施例中，衬套10的轴向移动控制所述开口锁环8。当处于锁定位置时，锁块18旋入锁槽中的位置，因此可将所述执行衬套10保持在锁定位置。所述防磨衬套3用螺钉11可释放地固定到所述孔保护器1的主体12上。所述孔保护器1包含用于悬挂所述钻柱的座部或肩部13。所述孔保护器还包含一个或多个的落在并贴靠在所述油管悬挂器上的肩部19。所述孔保护器包含密封件14a、14b，当对所述采油树和所述防喷器之间的环境隔层密封7（即VX密封）进行压力测试时，所述密封件14a、14b起到减少所需增压值的作用，所述孔保护器还包括用于对压力测试工具进行密封的密封座14c。所述孔保护器进一步包含磨损指示器15。
图3示出了本发明的孔保护器的安装或取出，所述安装或取出通过油管悬挂器下入工具16来实现。更具体地说，用于在生产井中取出和安装所述悬挂器的现有的油管悬挂器下入工具16还可被用于所述孔保护器的安装和取出。所述油管悬挂器下入工具16可释放的固定并能轴向地移动所述执行衬套10，以便对所述管路锁定或解锁所述孔保护器。
图4示出了用于安装或取出本发明的孔保护器的可替代的工具，即机械收回工具17。如下的打捞工具也可用于本发明的孔保护器的安装和取出：该打捞工具能够或加以改进能够提升所述孔保护器和经由立管和防喷器（BOP）操纵所述孔保护器的锁定构件和解锁构件。
本发明所述的孔保护器可包含本文所描述的或图示出的特性的任何有效组合，所述组合是本发明所述的实施例。

Claims (9)

1.一种用于油管悬挂器的孔保护器（1），对于现有的生产井中的油管旋转钻井（TTRD）而言，所述孔保护器被设置在水下生产采油树（5）的管路中的油管悬挂器（4）中，其特征在于，所述孔保护器包含：
构件（2），可释放地固定到以下二者中的至少一个上，所述二者为所述采油树的管路和所述油管悬挂器；和
防磨衬套（3），向下延伸至所述油管悬挂器（4），所述防磨衬套（3）遮盖用于所述油管悬挂器栓塞的油管悬挂器密封面，所述防磨衬套包含位于上端或靠近上端的肩部，所述肩部设置在所述孔保护器的主体的一位置在所述肩部下方的座部上，所述防磨衬套可释放地固定于所述位置上。
2.根据权利要求1所述的孔保护器，其特征在于，所述孔保护器包含开口锁环（8），所述开口锁环（8）是可膨胀的以便锁定在所述管路孔上。
3.根据权利要求1或2所述的孔保护器，其特征在于，所述防磨衬套（3）用螺钉（11）可释放地固定到所述孔保护器的主体（12）上，以便于更换所述防磨衬套。
4.根据权利要求1所述的孔保护器，其特征在于，所述孔保护器包含用于悬挂所述钻柱的座部或肩部（13）。
5.根据权利要求1所述的孔保护器，其特征在于，所述孔保护器包含便于进行压力测试的构件（14a，14b），所述构件（14a，14b）优选地包含针对所述压力测试起到减少所需增压值的作用的密封件和/或密封座。
6.根据权利要求1所述的孔保护器，其特征在于，外部结构的几何形状和尺寸适合于标准的采油树的几何形状和尺寸。
7.根据权利要求1所述的孔保护器，其特征在于，所述防磨衬套的下部的几何形状和尺寸适合于油管悬挂器个体的几何形状和尺寸。
8.根据权利要求1所述的孔保护器，其特征在于，所述防磨衬套包含磨损指示器（15）。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的孔保护器的用途，用于在进行油管旋转钻井时对所述油管悬挂器栓塞的油管悬挂器密封面进行保护。
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