CN105863521A - 一种钻井隔水管安全接头 - Google Patents

一种钻井隔水管安全接头 Download PDF

Info

Publication number
CN105863521A
CN105863521A CN201610183471.XA CN201610183471A CN105863521A CN 105863521 A CN105863521 A CN 105863521A CN 201610183471 A CN201610183471 A CN 201610183471A CN 105863521 A CN105863521 A CN 105863521A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydraulic cylinder
arranges
bayonet lock
safety joint
top connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610183471.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘秀全
陈国明
傅景杰
畅元江
宋强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum East China
Original Assignee
China University of Petroleum East China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum East China filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN201610183471.XA priority Critical patent/CN105863521A/zh
Publication of CN105863521A publication Critical patent/CN105863521A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/04Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/06Releasing-joints, e.g. safety joints
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04Accumulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423Component parts; Constructional details
    • F15B15/1433End caps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423Component parts; Constructional details
    • F15B15/1457Piston rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2215/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another
    • F15B2215/30Constructional details thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明涉及一种钻井隔水管安全接头,其特征在于:它包含上接头,控制器,电源,固定卡箍,密封圈,下接头,蓄能器,换向阀,传感器和液压缸装置;上接头设置外设安装座,液压缸装置安装座及密封圈安装槽;下接头设置卡销插槽;液压缸装置包含液压缸前盖,液压缸,液压缸后盖,活塞杆,套筒,伸缩杆,弹簧和卡销;液压缸前盖设置液压油通道,液压缸后盖设置液压油通道及腔室;活塞杆与套筒通过螺纹连接,伸缩杆与卡销通过螺纹连接,伸缩杆能够在套筒中滑动;弹簧一端抵在液压缸后盖腔室内部,另一端抵在卡销端面;卡销端部设置圆弧面。本发明结构简单,操作方便,反应灵敏,可靠性高,效率较高,可广泛用于各种海上钻井隔水管的紧急脱离中。

Description

一种钻井隔水管安全接头
技术领域
本发明涉及一种安全接头,尤其是一种用于深水钻井隔水管紧急脱离的安全接头。
背景技术
深水钻井隔水管是连接海底井口与钻井平台的重要装备,极易受到海洋自然环境以及钻井平台运动的影响,是深水钻井系统关键而又薄弱的环节。当海洋自然环境比较恶劣,钻井平台无法保持在安全作业范围内,或钻井平台动力定位系统失效平台发生漂移运动,隔水管系统顶部在平台运动的牵引下不断远离水下井口,需要及时脱离隔水管底部总成与防喷器之间的连接接头,以确保隔水管和井口系统的结构完整性。然而,深水钻井作业中常发生隔水管无法正常脱离现象,导致井口及隔水管的损坏。为了防止隔水管脱离失效事故的发生,需要设计钻井隔水管安全接头,在隔水管受力达到临界值之前,隔水管安全接头自动完成脱离,提高深水钻井隔水管系统作业安全性能。
发明内容
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紧急脱离的安全接头。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种钻井隔水管安全接头,其特征在于:它包含上接头,控制器,电源,固定卡箍,密封圈,下接头,蓄能器,换向阀,传感器和液压缸装置;所述上接头外侧沿周向设置数组外设安装座,所述外设安装座设置固定卡箍安装槽,所述卡箍安装槽设置数个螺纹孔;所述上接头外侧沿周向设置数组液压缸装置安装座,所述液压缸装置安装座设置数个螺纹孔;所述上接头内侧设置密封圈安装槽;所述下接头设置卡销插槽;所述液压缸装置包含液压缸前盖,液压缸,液压缸后盖,活塞杆,套筒,伸缩杆,弹簧和卡销;所述液压缸前盖设置一液压油通道,所述液压缸前盖设置数个螺栓孔;所述液压缸设置数个螺栓孔;所述液压缸后盖设置一液压油通道,所述液压缸后盖端部设置数个螺纹孔,所述液压缸后盖设置数个螺栓孔,所述液压缸后盖设置一腔室;所述活塞杆与所述套筒通过螺纹连接;所述伸缩杆与所述卡销通过螺纹连接;所述伸缩杆能够在所述套筒中滑动;所述弹簧一端抵在所述液压缸后盖腔室内部,另一端抵在所述卡销端面;所述卡销端部设置圆弧面。
所述蓄能器包含高压瓶和低压瓶;所述高压瓶内部装有液压油和高压氮气,所述低压瓶内部装有液压油。
所述卡销横截面为正方形。
所述下接头端部外侧设置锥形面,所述上接头内部设置锥形面。
所述传感器沿周向均布于所述上接头外侧。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:1、本发明通过下接头推开卡销与上接头进行连接,连接快速方便,提高效率。2、本发明通过液压驱动并联的数个液压缸,能够实现多个卡销同步收回,保证了脱离的可靠性,多个卡销同时承载,保证了接头连接强度。3、本发明配有蓄能器和电源,无需借助其他液压源及供电设备,对原隔水管系统影响小。4、本发明由传感器通过控制器控制换向阀,实现紧急脱离,反应灵敏,过程自动实现,能有效保护井口及隔水管。5、本发明的卡销端面设置圆弧面,下接头端部外侧设置锥形面,保证下接头能够轻松推开卡销。6、本发明通过均布的多个传感器,能够保证隔水管任意方向变形时都能实现换向阀动作,从而保证脱离的可靠性。本发明结构简单,操作方便,反应灵敏,可靠性高,效率较高,可广泛用于各种海上钻井隔水管的紧急脱离中。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明的上接头示意图。
图3为本发明的下接头示意图。
图4为本发明的液压缸装置示意图。
图5为本发明的液压线路示意图。
图中,1.上接头,2.控制器,3.电源,4.固定卡箍,5.密封圈,6.下接头,7.蓄能器,8.换向阀,9.传感器,10.液压缸装置,11.外设安装座,12.密封圈安装槽,13.液压缸装置安装座,14.卡销插槽,15.液压缸前盖,16.液压缸,17.液压缸后盖,18.活塞杆,19.套筒,20.伸缩杆,21.弹簧,22.卡销。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明主要包括上接头1、控制器2、电源3、固定卡箍4、密封圈5、下接头6、蓄能器7、换向阀8、传感器9和液压缸装置10。
如图1、图2所示,本发明的上接头1外侧沿周向每间隔90°设置一个外设安装座11,用于安装控制器2、电源3、蓄能器7和换向阀8。外设安装座11上下对称设置有两个固定卡箍安装槽,用来安装固定卡箍4。固定卡箍安装槽设置螺纹孔,固定卡箍4通过螺柱将外设固定在外设安装座11。上接头1外侧沿周向每间隔45°设置一个传感器9,该传感器为应变传感器,能够测量上接头1外表面的应力。上接头1外侧沿周向每间隔45°设置一个液压缸装置安装座13,用来安装液压缸装置10。液压缸装置安装座13设置螺纹孔,液压缸装置10通过螺柱固定于液压缸装置安装座13。液压缸装置安装座13中心设置一正方形通孔,该通孔与卡销22配合。上接头1内部设置一密封圈安装槽12,用来安装密封圈5。上接头1内部设置锥形面,与下接头6端部外侧锥形面配合。
如图1、图3所示,本发明的下接头6外侧设置一卡销插槽14,用来卡住卡销22。下接头6端部外侧设置锥形面,与上接头1内部锥形面配合,同时起到方便推开卡销22的作用。
如图1、图4所示,本发明的液压缸装置10包括液压缸前盖15、液压缸16、液压缸后盖17、活塞杆18、套筒19、伸缩杆20、弹簧21和卡销22。液压缸前盖15设置一液压油通道,用于导入液压油。液压缸前盖15设置螺栓孔。液压缸16设置螺栓孔。液压缸后盖17设置一液压油通道,用来导入液压油。液压缸后盖设置螺纹孔,液压缸前盖15和液压缸16通过螺柱固定于液压缸后盖17。液压缸后盖17设置螺栓孔,液压缸后盖17通过螺柱安装于液压缸装置安装座13。液压缸后盖17设置一腔室,用来安装套筒19、伸缩杆20和弹簧21,抵住弹簧21一端以及为卡销22提供伸缩空间。活塞杆18端部设置外螺纹,套筒19端部设置内螺纹,活塞杆18与套筒19通过螺纹进行连接。伸缩杆20端部设置外螺纹,卡销22端部设置内螺纹,伸缩杆20和卡销22通过螺纹进行连接。伸缩杆20能够在套筒19中沿轴向滑动,保证安装过程中下接头6能够顺利推开卡销22。弹簧21一端抵在液压缸后盖17腔室内部,另一端抵在卡销22端面,用来复位由下接头6推开的卡销22。卡销22端部设置圆弧面,该圆弧面与下接头6端部外侧锥形面接触,便于下接头6推开卡销22。卡销22截面为正方形,与液压缸装置安装座13中间的正方形孔配合,避免卡销22在工作过程中沿其轴向发生旋转。
如图1、图5所示,本发明的蓄能器7包括高压瓶和低压瓶,用来为液压缸装置10提供高压和低压。高压瓶内部装有液压油和高压氮气,低压瓶内部装有液压油。高压氮气用来给液压油加压。换向阀8为两位四通电磁换向阀,该换向阀由传感器9通过控制器2控制进行换向。液压缸装置10活塞端及活塞杆端分别进行并联,实现各卡销22同时动作,保证了紧急脱离的可靠性。
本发明工作原理为:正常情况下,换向阀8位于弹簧位,液压缸装置10活塞端为高压,下接头6推动卡销22时,卡销22通过伸缩杆20在套筒19内部滑动实现收回,并在弹簧21回复力作用下弹出,插入卡销插槽14,实现快速连接。当海况恶劣,钻井隔水管受力过大导致上接头1外侧应力达到设定值时,传感器9发出信号,并通过控制器2控制换向阀8换向,液压缸装置10活塞杆端为高压,活塞杆18带动套筒19、伸缩杆20、卡销22收回,实现上接头1与下接头6紧急脱离。脱离后,上接头1应力小于设定值,传感器9信号消失,换向阀8失电,回到弹簧位,液压缸装置10活塞端成为高压,活塞杆18带动套筒19、伸缩杆20、卡销22伸出。海况好转后,下接头6推动卡销22实现快速回接。整个装置的电能由电源3提供。

Claims (5)

1.一种钻井隔水管安全接头,其特征在于:它包含上接头,控制器,电源,固定卡箍,密封圈,下接头,蓄能器,换向阀,传感器和液压缸装置;
所述上接头外侧沿周向设置数组外设安装座,所述外设安装座设置固定卡箍安装槽,所述卡箍安装槽设置数个螺纹孔;所述上接头外侧沿周向设置数组液压缸装置安装座,所述液压缸装置安装座设置数个螺纹孔;所述上接头内侧设置密封圈安装槽;所述下接头设置卡销插槽;
所述液压缸装置包含液压缸前盖,液压缸,液压缸后盖,活塞杆,套筒,伸缩杆,弹簧和卡销;所述液压缸前盖设置一液压油通道,所述液压缸前盖设置数个螺栓孔;所述液压缸设置数个螺栓孔;所述液压缸后盖设置一液压油通道,所述液压缸后盖端部设置数个螺纹孔,所述液压缸后盖设置数个螺栓孔,所述液压缸后盖设置一腔室;所述活塞杆与所述套筒通过螺纹连接;所述伸缩杆与所述卡销通过螺纹连接;所述伸缩杆能够在所述套筒中滑动;所述弹簧一端抵在所述液压缸后盖腔室内部,另一端抵在所述卡销端面;所述卡销端部设置圆弧面。
2.根据权利要求1所述一种钻井隔水管安全接头,其特征在于,所述蓄能器包含高压瓶和低压瓶;所述高压瓶内部装有液压油和高压氮气,所述低压瓶内部装有液压油。
3.根据权利要求1所述一种钻井隔水管安全接头,其特征在于,所述卡销横截面为正方形。
4.根据权利要求1所述一种钻井隔水管安全接头,其特征在于,所述下接头端部外侧设置锥形面,所述上接头内部设置锥形面。
5.根据权利要求1所述一种钻井隔水管安全接头,其特征在于,所述传感器沿周向均布于所述上接头外侧。
CN201610183471.XA 2016-03-28 2016-03-28 一种钻井隔水管安全接头 Pending CN105863521A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610183471.XA CN105863521A (zh) 2016-03-28 2016-03-28 一种钻井隔水管安全接头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610183471.XA CN105863521A (zh) 2016-03-28 2016-03-28 一种钻井隔水管安全接头

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105863521A true CN105863521A (zh) 2016-08-17

Family

ID=56626168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610183471.XA Pending CN105863521A (zh) 2016-03-28 2016-03-28 一种钻井隔水管安全接头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105863521A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107448449A (zh) * 2017-07-04 2017-12-08 贵州航天天马机电科技有限公司 一种定点自锁紧机构
CN108625798A (zh) * 2018-03-30 2018-10-09 东北石油大学 一种深水隔水管应急脱接器
CN109184587A (zh) * 2018-11-06 2019-01-11 江苏和信石油机械有限公司 一种滑块驱动式海洋螺纹钻杆
CN109209253A (zh) * 2018-11-06 2019-01-15 江苏和信石油机械有限公司 一种密封抵压式海洋螺纹钻杆
CN111561289A (zh) * 2020-05-26 2020-08-21 中海石油(中国)有限公司 一种深水钻井的水下井口应急解脱封井装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4431215A (en) * 1981-04-20 1984-02-14 Exxon Production Research Co. Riser connector
CN201738862U (zh) * 2010-03-19 2011-02-09 中国石油天然气集团公司 海洋深水液压连接器
CN103122753A (zh) * 2013-01-04 2013-05-29 中国石油大学(华东) 一种防台风钻井隔水管近海面脱离及回接装置
CN203097850U (zh) * 2012-12-25 2013-07-31 中国海洋石油总公司 一种深水钻井隔水管应急解脱装置
CN204941503U (zh) * 2015-07-29 2016-01-06 中石化石油工程机械有限公司第四机械厂 压裂高压管汇快速分离装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4431215A (en) * 1981-04-20 1984-02-14 Exxon Production Research Co. Riser connector
CN201738862U (zh) * 2010-03-19 2011-02-09 中国石油天然气集团公司 海洋深水液压连接器
CN203097850U (zh) * 2012-12-25 2013-07-31 中国海洋石油总公司 一种深水钻井隔水管应急解脱装置
CN103122753A (zh) * 2013-01-04 2013-05-29 中国石油大学(华东) 一种防台风钻井隔水管近海面脱离及回接装置
CN204941503U (zh) * 2015-07-29 2016-01-06 中石化石油工程机械有限公司第四机械厂 压裂高压管汇快速分离装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107448449A (zh) * 2017-07-04 2017-12-08 贵州航天天马机电科技有限公司 一种定点自锁紧机构
CN108625798A (zh) * 2018-03-30 2018-10-09 东北石油大学 一种深水隔水管应急脱接器
CN108625798B (zh) * 2018-03-30 2019-09-10 东北石油大学 一种深水隔水管应急脱接器
CN109184587A (zh) * 2018-11-06 2019-01-11 江苏和信石油机械有限公司 一种滑块驱动式海洋螺纹钻杆
CN109209253A (zh) * 2018-11-06 2019-01-15 江苏和信石油机械有限公司 一种密封抵压式海洋螺纹钻杆
CN111561289A (zh) * 2020-05-26 2020-08-21 中海石油(中国)有限公司 一种深水钻井的水下井口应急解脱封井装置及方法
CN111561289B (zh) * 2020-05-26 2022-04-08 中海石油(中国)有限公司 一种深水钻井的水下井口应急解脱封井装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105863521A (zh) 一种钻井隔水管安全接头
US11319766B2 (en) Pressure-retaining connector useful on wellheads
US9212103B2 (en) Pyrotechnic pressure accumulator
CN102658555B (zh) 气压驱动式水下解脱装置
BR112014001298B1 (pt) sistema de suspensão de linha de condução de lama ajustável
BR112017010022B1 (pt) Método de acionar um dispositivo hidraulicamente operado
CN202215184U (zh) 海洋水下井口头保护装置
CN202251323U (zh) 水压解锁螺栓
CN105156040A (zh) 一种方钻杆防溅接头
CN103850662B (zh) 一种水下环形防喷器
CN207598653U (zh) 一种轴杆锁紧装置
CN105569593B (zh) 用于水下油气钻采设备的二次锁紧装置
CN205477581U (zh) 用于海上测试管柱和完井管柱的液动阀
CN108150132A (zh) 一种深水油气测试承留装置
CN105840172B (zh) 一种用于海上测试管柱和完井管柱的液动阀
CN201013282Y (zh) 一种新型防护水力锚
CN103742710B (zh) 一种带压更换阀门装置
CN202152659U (zh) 井口防盗封井器
US3350104A (en) Seal ring retaining apparatus
CN106948764B (zh) 一种深水油气测试管柱安全控制系统连接装置
CN202731809U (zh) 多功能封井防盗井口
US11131166B2 (en) Landing string retainer system
CN203742523U (zh) 水下环形防喷器
CN202467681U (zh) 芯轴式油(套)管挂安全防脱锁紧装置
CN211573466U (zh) 一种可伸缩式防喷管

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160817