CN107148508A - 控制管线连接技术 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于将控制管线连接到组件的连接组件。在一个实施例中，一种系统包含通过连接组件(64，90，94)耦接到油管悬挂器(22，46，80)的控制管线(36，62，88)。该连接组件包含连接到该控制管线和该油管悬挂器的第一配件(102)，其中该第一配件抵靠该控制管线和该油管悬挂器密封；以及主体(100)，其绕该控制管线设置并且连接到该油管悬挂器，其中该主体抵靠该油管悬挂器密封。该连接组件还包含连接到该控制管线和该主体以抵靠该控制管线和该主体密封的第二配件(104)、内部腔室(128)和测试端口(130)。还公开了附加的系统、装置和方法。

Description

控制管线连接技术

背景技术

本部分旨在向读者介绍可能与当前描述的实施例的各个方面相关的技术的各个方面。该讨论被认为有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本实施例的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应从这个角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。

为了满足消费者和工业对自然资源的需求，公司经常投入大量的时间和金钱来从地球中寻找和提取油、天然气和其它地下资源。特别地，一旦发现例如石油或天然气的期望的地下资源，则通常使用钻井和生产系统来接近并提取资源。这些系统可以位于陆上或离岸，这取决于期望资源的位置。进一步，这种系统通常包含安装在通过其接近或提取资源的井上的井口组件。这些井口组件可以包含各种组件，例如辅助钻井或生产操作的各种套管、阀、悬挂器、泵、流体管道等。

可以理解到的是，各种管柱可以通过井口组件进入井中。例如，井通常衬有套管，套管通常用于稳定井并且将井眼内的流体与井穿透的某些地层隔离(例如，防止淡水储集层的污染)。井还可以包含辅助流体流过井的管柱。悬挂器可以附接到套管和油管柱并且被接纳在井口内，以使这些管柱能够从悬挂器悬挂在井中。还可以在悬挂器下方的井中设置各种组件。控制管线可用于辅助与这些组件的电子或流体连通，并且在一些情况下，控制管线被耦接到井口悬挂器。

发明内容

以下阐述本文公开的一些实施例的某些方面。应当理解，呈现这些方面仅仅是为了向读者提供本发明可能采取的某些形式的简要概述，并且这些方面并不旨在限制本发明的范围。实际上，本发明可以包含可能未在下面阐述的各种方面。

本公开的实施例一般涉及用于将控制管线连接到其它组件(例如井口悬挂器)的连接组件。在一些情况下，控制管线耦接到油管悬挂器并且用于控制井内的井下组件。连接组件可以包含用于将控制管线紧固到油管悬挂器的液压配件。在一个实施例中，连接组件包含耦接到控制管线的一对配件和绕该配件设置的主体。配件中的一个被连接以抵靠油管悬挂器密封，主体的一端也被连接以抵靠油管悬挂器密封，并且另一个配件被连接以抵靠主体的另一端密封。在安装期间组件的正确装配可以通过在连接组件的内部腔室内的压力测试来验证。

上述特征的各种改进可以相对于本实施例的各个方面存在。其它特征也可以并入这些各个方面。这些改进和附加特征可以单独地或以任何组合存在。例如，下面关于一个或多个所示实施例讨论的各种特征可单独或以任何组合并入到本公开的任何上述方面中。同样，上面呈现的简要概述仅旨在使读者熟悉某些实施例的某些方面和背景，而不限于所要求保护的主题。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解某些实施例的这些和其它特征、方面和优点，其中贯穿附图相同的符号表示相同的组件，在附图中：

图1总体上示出了根据本公开的一个实施例可以安装在井处的各种组件，包含一个或多个管柱和相关联的悬挂器；

图2总体上示出了根据一个实施例具有耦接到例如井下阀的装置的控制管线的控制系统；

图3示出了根据一个实施例具有通过连接组件耦接到油管悬挂器的控制管线的井口装置；

图4示出了根据一个实施例具有经由连接组件耦接到油管悬挂器的控制管线的另一井口装置；以及

图5和图6是图4的连接组件中的一个的详细视图，示出了根据一个实施例的连接组件的各种组件。

具体实施方式

下面描述本公开的具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，实际实施方式的所有特征可能不在说明书中描述。应当理解，在任何这种实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多实施方式特定的决定以实现开发者的特定目标，例如符合系统相关和商业相关的约束，这可在一个实施方式到另一个实施方式间变化。此外，应当理解，这种开发努力可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说，仍将是设计、制作和制造的常规任务。

当介绍各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可以存在除所列元件之外的附加元件。此外，为了方便起见，对“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、其它方向性术语和这些术语的变型进行使用，但并不要求组件的任何特定取向。

现在转到附图，图1中示出了根据一个实施例的系统10。值得注意的是，系统10是便于从储存器12通过井14提取资源(例如油)的生产系统。井口设备16安装在井14上。如图所示，井口设备16包含至少一个套管头18和油管头20以及井口悬挂器22。但是井口设备16的组件在不同应用之间可以不同，并且可以包含(仅举几个为例)各种套管头、油管头、线轴、悬挂器、密封组件、填料箱、泵送三通和压力计。

井口悬挂器22可以布置在中空井口主体内(例如，在油管和套管头内)的着陆肩24上。这些着陆肩24可以是油管头和套管头的组成部分，或者可以由其它组件来提供，例如设置在油管头和套管头中的密封组件或着陆环。悬挂器22中的每一个都可以连接到管柱，例如油管柱26或套管柱28，以将柱悬挂在井14内。井14可以包含单个套管柱28或包含不同直径的多个套管柱28。

可以在井14内使用各种井下装置以有促进所期望的井操作。这种井下装置的实例包含安全阀、其它阀、化学品注射单元和传感器。在一些情况下，将控制管线连接到这样的井下装置以使得能够与装置进行流体连通或电通信。控制管线可以被设置为(例如，用于控制例如阀的液压致动组件，或用于将化学品投送到化学品注射单元的)流体管线或作为(例如，用于与电动阀或传感器通信的)电线。

在图2中总体上示出控制系统30的一个实例。在一些实施例中，受控装置或组件32由经过控制管线36从流体源34提供的流体(例如，液压控制流体)来操作。控制管线36可以沿着井14向下延伸到井下装置32。供应阀38可用于控制流体从源34到装置32的流动。

在一些情况下，一个或多个控制管线36可以沿着管柱(例如，管柱26)从悬挂器22沿井14向下延伸。悬挂器22可以包含促进悬挂器22下方的井下组件(例如受控装置32)与悬挂器22上方的其它组件(例如流体源34或电子控制系统)之间的流体或电连通的管道。控制管线36可以穿过悬挂器22的管道来路由。在其它情况下，控制管线36(例如，液压控制管线)可以终止于悬挂器22处，以允许流体经过悬挂器22的管道而流到控制管线36。无论控制管线36是穿过悬挂器22的管道而连续提供还是终止于管道处，控制管线36都可以通过连接组件而耦接到悬挂器22。这些连接组件可以在控制管线36和悬挂器22之间提供密封，以防止在连接处的流体泄漏。

作为实例，在图3中示出了根据一个实施例的具有将控制管线耦接到油管悬挂器的连接组件的井口装置44。如图所示，油管悬挂器46设置在油管头48内并且包含落在封隔件52上的台肩50。锁定环54和56用于将封隔件52和油管悬挂器46紧固在油管头48的孔内。控制管线62通过连接组件64耦接到油管悬挂器46的下端，该连接组件64也可以称为塞子组件或端接组件。如上总体上所述的，在至少一些实施例中，连接组件64将控制管线62密封到油管悬挂器46，以防止流体通过连接件泄漏。控制管线62的下端可以耦接到井下组件22。

在所示出的实施例中，控制管线62是与油管悬挂器46中的管道68以流体连通来耦接的液压控制管线。这允许(例如，来自流体源34的)液压控制流体经过管道68泵送到控制管线62，以控制液压井下组件32的操作。在其它情况下，一个或多个控制管线62可以是与井下化学品注射单元流体连通的化学品注射管线。期望的流体可以例如经过附接到油管头48的阀芯或其它组件72的外部端口而引入管道68。尽管在图3中描述了两个控制管线62，但是可以理解到的是，井口装置44在实践中可以包含更多或更少的控制管线62。

在图4中示出了井口装置78的另一个实例。在该实施例中，油管悬挂器80安装在油管头82中，其台肩50定位在封隔件52上。如在前面的实例中，锁定环54和56用于将封隔件52和油管悬挂器80紧固在油管头82的孔内，但是可以理解到的是，井口的孔中的组件可以以其它方式紧固。

控制管线88通过控制管线连接组件90和94而耦接到油管悬挂器80。更具体地，第一对控制管线88在这里被示出通过下连接组件90而耦接到油管悬挂器80，并且第二对控制管线88在这里被示出通过上连接组件94而耦接到油管悬挂器80。连接组件90和94通过油管悬挂器80而耦接到管道96的相对端，以使得上控制管线和下控制管线88经过管道96流体连通。虽然这里未示出，但是其它组件可以在油管头82上方耦接，并且上控制管线88可以延伸经过这样的其它组件并且耦接到流体源34。可以通过流体管线88和管道96将来自源34的流体馈送到井下组件32，如上所述。类似于装置44，井口装置78可以包含比图4所示的控制管线更多或更少的控制管线88。

在图5和图6中更详细地示出了控制管线连接组件90中的一个。虽然在这两个图中仅通过实例示出了连接组件90中的一个，但是连接组件64、90和94可以具有相同的特征，并且甚至可以是相同的。但是在其它实施例中，连接组件64、90和94中的一些或全部可以采取其它形式，并且可以彼此不同。此外，尽管连接组件64、90和94示出为将控制管线连接到油管悬挂器，但是可以理解到的是，连接组件64、90和94可以用于将管线(例如，软管或油管)耦接到其它类型的悬挂器或其它油田或非油田组件。

如图5和图6所示，连接组件90是端接组件，因为其附接到控制管线88的端部并将控制管线88耦接到油管悬挂器80。连接组件90包含主体100，主体100也可称为连接到油管悬挂器80的轴环或塞子100。连接组件90还包含设置在控制管线88周围且连接到控制管线88的配件102和104(例如，液压配件)。配件102和104可以以任何合适的方式连接到控制管线88。如图5和图6所示，配件102和104包含螺母106，该螺母106可以旋转以前进到相对的组件中，以使得配件的密封件108(例如，金属密封件)活动并夹紧控制管线88。密封件108阻止流体沿着控制管线88的外部流过配件102和104。

主体100、配件102、配件104以及油管悬挂器80可以以任何合适的方式耦接在一起。如图所示，当配件104连接到主体100时，配件102和主体100被收纳在油管悬挂器80的同心凹部中并且耦接到油管悬挂器80。更具体地，如目前所示，配件102通过配合螺纹表面110和112而耦接到油管悬挂器80，主体100通过配合螺纹表面122和124而耦接到油管悬挂器80，并且配件104通过配合螺纹表面116和118而耦接到主体100。在至少一些实施例中，这些配合螺纹表面被构造以提供流体紧密密封，以使得配件102抵靠油管悬挂器80(经由螺纹表面110和112)密封，主体100抵靠油管悬挂器80(经由螺纹表面122和124)密封，并且配件104抵靠主体100(经由螺纹表面116和118)密封。这些螺纹表面可以具有任何合适的螺纹(例如，国家管锥形(NPT)螺纹)，并且密封剂化合物可以用于帮助螺纹表面彼此密封。

在油管悬挂器80下降到油管头82中之前，控制管线88可以通过连接组件90耦接到油管悬挂器80。一旦组装好，也可以在将油管悬挂器80穿到管道头82中之前测试该连接组件的正确就位(例如，以校验密封)。连接组件的组件可以以任何合适的方式安装。作为实例，配件102和104以及主体100可以滑动到控制管线88上，配件102可以旋入油管悬挂器80中，主体100的一端可以旋入油管悬挂器80中，并且配件104可以旋入主体100的相对端中。主体100可以包含六边形外表面126以有助于(例如通过扳手或用手)安装。配件102和104可以通过转动螺母106以夹紧并密封控制管线88而被紧固。可以理解到的是，在将主体100旋入油管悬挂器80之前，配件102可以被拧紧在控制管线88上。

如图5和图6所示，封闭的内部腔室128由主体100、油管悬挂器80以及配件102和104来界定。一旦连接组件90被组装，与腔室128流体连通的一个或多个测试端口130就可用于校验主体100和配件102和104的正确就位。更具体地，压力测试可以经由测试端口130进行，以校验在配件102与油管悬挂器80之间的连接处、主体100与油管悬挂器80之间的连接处以及配件104与主体100之间的连接处的充分密封。例如，腔室128可以经由测试端口130加压(或减压)并监测，以确定连接组件是否泄漏。在测试期间，内部腔室128通常通过连接组件90的组件的密封啮合而与外部环境隔离。因此，连接组件中的泄漏可以通过在压力测试期间内部腔室128内的压力的变化来指示。以这种方式，连接组件90有助于测试控制管线88到油管头80的连接，并且能够校验配件102与控制管线88和油管悬挂器80的密封啮合、主体100与油管悬挂器80的密封啮合以及配件104与控制管线88和主体100的密封啮合。

虽然本公开的方面可以容许各种修改和替代形式，但是已经通过附图中的实例示出了具体实施例，并且已经在本文中详细描述了具体实施例。但是应当理解，本发明不旨在限于所公开的特定形式。相反，本发明将覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和保护范围内的所有修改、等同物和替代物。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

油管悬挂器；以及

控制管线，其通过控制管线连接组件耦接到所述油管悬挂器，所述控制管线连接组件包含：

第一配件，其绕所述控制管线设置并且连接到所述控制管线和所述油管悬挂器，以使得所述第一配件抵靠所述控制管线和所述油管悬挂器二者而密封；

主体，其绕所述控制管线设置并且连接到所述油管悬挂器，以使得所述主体抵靠所述油管悬挂器密封；以及

第二配件，其绕所述控制管线设置并且连接到所述控制管线和所述主体，以使得所述第二配件抵靠所述控制管线和所述主体二者密封；

由所述主体、所述油管悬挂器、所述第一配件和所述第二配件界定的内部腔室；以及

测试端口，其流体连通地与所述内部腔室连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测试端口能够验证所述第一配件与所述控制管线和所述油管悬挂器的密封啮合、所述主体与所述油管悬挂器的密封啮合以及所述第二配件与所述控制管线和所述主体的密封啮合。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述测试端口设置在所述主体中。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一配件经由配合螺纹表面连接到所述油管悬挂器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述主体经由配合螺纹表面连接到所述油管悬挂器。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二配件经由配合螺纹表面连接到所述主体。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制管线与所述油管悬挂器的内部管道流体连通。

8.根据权利要求1所述的系统，包括通过附加控制管线连接组件耦接到所述油管悬挂器的附加控制管线。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制管线和所述附加控制管线经由所述油管悬挂器的内部管道彼此流体连通。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制管线被耦接到设置在井中的液压致动组件。

11.一种控制管线连接组件，包括：

塞子，其包含被配置成耦接到油管悬挂器的第一螺纹端，以及第二螺纹端；以及

液压配件，其包含被配置成耦接到所述塞子的所述第二螺纹端的螺纹端；

其中所述塞子包含与所述塞子的内部流体连通的测试端口。

12.根据权利要求11所述的控制管线连接组件，包括附加液压配件，所述附加液压配件包含被配置成耦接到所述油管悬挂器的螺纹端。

13.根据权利要求12所述的控制管线连接组件，其中，所述液压配件和所述附加液压配件耦接到控制管线，所述附加液压配件的所述螺纹端耦接到所述油管悬挂器，所述塞子的所述第一螺纹端耦接到所述油管悬挂器，并且所述液压配件的所述螺纹端耦接到所述塞子，从而在所述塞子和所述油管悬挂器内界定封闭的腔室，所述封闭的腔室包含所述塞子的内部。

14.根据权利要求12所述的控制管线连接组件，其中，所述塞子的所述第一螺纹端被拧入所述油管悬挂器的第一凹部，并且所述附加液压配件的所述螺纹端被拧入与所述第一凹部同心的所述油管悬挂器的第二凹部。

15.一种方法，包括：

将控制管线上的第一液压配件连接到井口悬挂器；

将绕所述控制管线设置的塞子连接到所述井口悬挂器；

将所述控制管线上的第二液压配件连接到所述塞子；以及

使用所述塞子中的测试端口来验证如下各处的适当密封：所述第一液压配件和所述井口悬挂器之间的所述连接、所述塞子和所述井口悬挂器之间的所述连接以及所述第二液压配件和所述塞子之间的所述连接。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述控制管线上的所述第一液压配件连接到所述井口悬挂器包含将所述第一液压配件旋入所述井口悬挂器中。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述塞子连接到所述井口悬挂器包含将所述塞子旋入所述井口悬挂器中，以使得所述第一液压配件的端部被收纳在所述塞子内侧的内部腔室内。

18.根据权利要求15所述的方法，包括拧紧所述第一和第二液压配件以抵靠所述控制管线夹紧并密封。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述塞子连接到所述井口悬挂器包含将所述塞子连接到油管悬挂器。

20.根据权利要求15所述的方法，包括在使用所述塞子中的所述测试端口以验证适当的密封之后将所述井口悬挂器降入到井口中。