CN107191145A - 一种隔水管悬挂专用短节及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔水管悬挂专用短节及其使用方法，其中，该短节包括为一端开口中空腔体的外筒，封闭外筒的开口端的端盖，设置在外筒内并将外筒的内腔分为上部腔室和弹簧腔室的活塞，固定设置在外筒的筒壁上的销钉，一端穿过外筒的封闭端进入弹簧腔室内并与活塞固定连接的内筒，与内筒的另一端固定连接的隔水管接头和在弹簧腔室内围绕内筒设置的弹簧；外筒的开口端端面的横向尺寸大于外筒的筒体横向尺寸；上部腔室与出油口相连通，弹簧腔室与进油口相连通；多个销钉夹住活塞的两端，将活塞在外筒内的位置固定，当销钉受剪断裂时活塞能在外筒内滑动；隔水管接头用于与隔水管串相连接；弹簧的两端分别与活塞和外筒的封闭端相接触。

Description

一种隔水管悬挂专用短节及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种悬挂短节及其使用方法，尤其涉及一种具有缓冲功能的隔水管悬挂专用短节及其使用方法。

背景技术

深水钻井隔水管是连接水下井口到钻井平台的重要设施。钻完井作业过程中可能遇到台风、强流等紧急情况而导致钻井平台位置的偏移，如果此时仍然保持钻井平台与水下井口的连接状态，可能会引起水下井口的弯曲破坏，因此此时需要解脱钻井隔水管系统，并将上千米的隔水管串悬挂于钻井平台上。如果海况恶劣，悬挂的隔水管串会随着钻井平台的升沉而发生轴向的振动。常规条件下，由于隔水管串是直接坐在转盘面上的，钻井平台的升沉载荷直接刚性地传递到隔水管串上，导致隔水管串可能产生轴向压缩、应力超标等风险。为了避免这种风险，现场作业时，有时候会采用软悬挂的方式，即通过钻井补偿系统和张紧器的补偿系统实现隔水管轴向升沉运动的补偿。但是，传统的软悬挂需要钻井补偿系统和隔水管张紧器协同作业，采用这种方法需要在浮式钻井平台区域和月池区域进行张紧器系统的连接，利用伸缩节和液压张紧器实现隔水管上下运动的缓冲功能。这种悬挂方案作业程序复杂耗时，而且在紧急海况下月池区域作业风险较高。另外，常规的伸缩节和液压张紧器系统一般适用于相对温和海况的钻井作业工况，台风等恶劣海况条件下采用常规作业设备进行隔水管悬挂，对伸缩节和液压张紧器系统的性能可能造成损伤，恢复正常钻井时还需要进行检查测试，耽误作业时间。因此，目前缺少专门适用于隔水管的软悬挂的短节装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种隔水管悬挂专用短节及其使用方法，能够快速实现隔水管悬挂，通过液压弹簧系统缓冲悬挂隔水管在钻井船升沉运动过程中产生的动态载荷，提高悬挂隔水管的安全性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种隔水管悬挂专用短节，其特征在于，该短节包括：为一端开口中空腔体的外筒，封闭所述外筒的开口端的端盖，设置在所述外筒内并将所述外筒的内腔分为上部腔室和弹簧腔室的活塞，固定设置在所述外筒的筒壁上的销钉，一端穿过所述外筒的封闭端进入所述弹簧腔室内并与所述活塞固定连接的内筒，与所述内筒的另一端固定连接的隔水管接头和在所述弹簧腔室内围绕所述内筒设置的弹簧；其中，所述外筒的开口端端面的横向尺寸大于所述外筒的筒体横向尺寸，所述隔水管悬挂专用短节能够通过所述开口端端面坐在转盘面悬挂装置的楔块上；所述上部腔室与出油口相连通，所述弹簧腔室与进油口相连通；多个所述销钉夹住所述活塞的两端，将所述活塞在所述外筒内的位置固定，当所述销钉受剪断裂时所述活塞能在所述外筒内滑动；所述隔水管接头用于与隔水管串相连接；所述弹簧的两端分别与所述活塞和外筒的封闭端相接触。

所述销钉能够承受所述内筒和隔水管接头的重量，并留有安全余量。

所述隔水管接头的截面形式与常规隔水管接头的截面形式一致。

所述端盖通过螺栓固定安装在所述外筒的所述开口端端面上；所述隔水管接头与所述内筒通过丝扣形式固定连接。

一种如上述任一项所述的隔水管悬挂专用短节的使用方法，包括以下步骤：

1)将需要悬挂的隔水管串的端面坐在转盘面悬挂装置的楔块上，使用提升吊机提起组装好的隔水管悬挂专用短节，将隔水管悬挂专用短节与隔水管串通过隔水管接头相连接；

2)将出油口和进油口与液压管线相连接，将隔水管悬挂专用短节的弹簧腔室和上部腔室内都注满液压油，通过调节进油口和出油口的压力差，剪切销钉，使得内筒与外筒之间可以轴向相对运动；

3)缓慢提升隔水管悬挂专用短节，使得隔水管串上提离开转盘面悬挂装置的楔块，此时整个隔水管串的重量由隔水管悬挂专用短节承担，隔水管悬挂专用短节的内筒内的弹簧压缩到最短；将隔水管悬挂专用短节和隔水管串组合体通过隔水管悬挂专用短节的外筒的开口端端面坐在转盘面悬挂装置的楔块上；

4)调节进油口和出油口之间的压力差，使得隔水管串的载荷主要由压力差承担，完成隔水管串的悬挂。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的一种隔水管悬挂专用短节及其使用方法，利用销钉结构控制内外筒结构补偿功能的开关，常规状态下处于锁定状态，一旦悬挂隔水管就剪切内外筒销钉，具备伸缩和运动补偿的功能。2、本发明的一种隔水管悬挂专用短节及其使用方法，内外筒环空配有活塞、弹簧和液压系统，当海浪引起浮式钻井平台上下升沉时，隔水管串的升沉由弹簧和液压系统控制得到缓冲，大大降低了长隔水管串因钻井平台升沉而产生轴向压缩破坏的风险，提高隔水管悬挂的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明显示液压管路的结构示意图；

图3是图1中A-A剖面的结构示意图；

图4是图1中B-B剖面的结构示意图；

图5是图1中C-C剖面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～图5所示，本发明提供的一种隔水管悬挂专用短节100，采用组合式结构，其包括外筒1、端盖2、活塞3、销钉4、内筒5、隔水管接头6和弹簧7；其中，外筒1为一端开口的中空腔体，开口端端面13的横向尺寸大于外筒1的筒体横向尺寸，隔水管悬挂专用短节100通过开口端端面13坐在转盘面悬挂装置300的楔块301上；端盖2封闭外筒1的开口端11；活塞3设置在外筒1内，并将外筒1的内腔分为上部腔室14和弹簧腔室15两部分，且上部腔室14与出油口16相连通，弹簧腔室15与进油口17相连通；多个销钉4固定设置在外筒1的筒壁上，并夹住活塞3的两端，从而将活塞3在外筒1内的位置固定，当销钉4受剪断裂时活塞3能在外筒1内滑动；内筒5一端穿过外筒1的封闭端12进入弹簧腔室15内并与活塞3固定连接；隔水管接头6位于外筒1外部，并与内筒5的另一端固定连接，用于与隔水管串200相连接；弹簧腔室15内围绕内筒5设置有多个弹簧7，弹簧7的两端分别与活塞3和外筒1的封闭端12相接触。

上述实施例中，销钉4的设计剪切载荷能够承受内筒5的重量，并考虑一定的安全余量，以确保组装好的隔水管悬挂专用短节100在吊装过程中不会发生剪切断裂。

上述实施例中，端盖2通过螺栓固定安装在外筒1的开口端端面13上；隔水管接头6通过丝扣的形式固定连接到内筒5上。

上述实施例中，隔水管接头6的截面形式与常规的隔水管接头截面形式一致，以确保与隔水管串200的连接。

本发明的一种隔水管悬挂专用短节100在使用时，包括以下步骤：

1)将需要悬挂的隔水管串200的端面坐在转盘面悬挂装置300的楔块301上，使用提升吊机提起组装好的隔水管悬挂专用短节100，将隔水管悬挂专用短节100与隔水管串200通过隔水管接头6相连接，常规情况下隔水管的接头都是法兰形式的。

2)将出油口16和进油口17与液压管线相连接，将隔水管悬挂专用短节100的弹簧腔室15和上部腔室14内都注满液压油，通过调节进油口17和出油口16的压力差，剪切销钉4，使得内筒5与外筒1之间可以轴向相对运动。

3)缓慢提升隔水管悬挂专用短节100，使得隔水管串200上提离开转盘面悬挂装置300的楔块301，此时整个隔水管串200的重量由隔水管悬挂专用短节100承担；由于悬挂载荷增加，隔水管悬挂专用短节100的内筒5内的弹簧7压缩到最短，将隔水管悬挂专用短节100及隔水管串200通过隔水管悬挂专用短节100的外筒1的开口端端面13坐在转盘面悬挂装置300的楔块301上。

4)通过调节进油口17和出油口16之间的压力差(也就是弹簧腔室15和上部腔室14之间的压力差)，使得隔水管串200的载荷主要由压力差承担，完成隔水管串200的悬挂。此时钻井平台再随波浪发生升沉运动时，隔水管串200的升沉通过弹簧7和液压系统得到缓解，减小了隔水管串的轴向振动载荷，避免了隔水管串200发生压缩的风险。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、设置位置及其连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种隔水管悬挂专用短节，其特征在于，该短节包括：

为一端开口中空腔体的外筒，

封闭所述外筒的开口端的端盖，

设置在所述外筒内并将所述外筒的内腔分为上部腔室和弹簧腔室的活塞，

固定设置在所述外筒的筒壁上的销钉，

一端穿过所述外筒的封闭端进入所述弹簧腔室内并与所述活塞固定连接的内筒，

与所述内筒的另一端固定连接的隔水管接头，和

在所述弹簧腔室内围绕所述内筒设置的弹簧；

其中，所述外筒的开口端端面的横向尺寸大于所述外筒的筒体横向尺寸，所述隔水管悬挂专用短节能够通过所述开口端端面坐在转盘面悬挂装置的楔块上；所述上部腔室与出油口相连通，所述弹簧腔室与进油口相连通；多个所述销钉夹住所述活塞的两端，将所述活塞在所述外筒内的位置固定，当所述销钉受剪断裂时所述活塞能在所述外筒内滑动；所述隔水管接头用于与隔水管串相连接；所述弹簧的两端分别与所述活塞和外筒的封闭端相接触。

2.如权利要求1所述的一种隔水管悬挂专用短节，其特征在于，所述销钉能够承受所述内筒和隔水管接头的重量，并留有安全余量。

3.如权利要求1或2所述的一种隔水管悬挂专用短节，其特征在于，所述隔水管接头的截面形式与常规隔水管接头的截面形式一致。

4.如权利要求1或2所述的一种隔水管悬挂专用短节，其特征在于，所述端盖通过螺栓固定安装在所述外筒的所述开口端端面上；所述隔水管接头与所述内筒通过丝扣形式固定连接。

5.如权利要求3所述的一种隔水管悬挂专用短节，其特征在于，所述端盖通过螺栓固定安装在所述外筒的所述开口端端面上；所述隔水管接头与所述内筒通过丝扣形式固定连接。

6.一种如权利要求1至5中任一项所述的隔水管悬挂专用短节的使用方法，包括以下步骤：

1)将需要悬挂的隔水管串的端面坐在转盘面悬挂装置的楔块上，使用提升吊机提起组装好的隔水管悬挂专用短节，将隔水管悬挂专用短节与隔水管串通过隔水管接头相连接；

2)将出油口和进油口与液压管线相连接，将隔水管悬挂专用短节的弹簧腔室和上部腔室内都注满液压油，通过调节进油口和出油口的压力差，剪切销钉，使得内筒与外筒之间可以轴向相对运动；

3)缓慢提升隔水管悬挂专用短节，使得隔水管串上提离开转盘面悬挂装置的楔块，此时整个隔水管串的重量由隔水管悬挂专用短节承担，隔水管悬挂专用短节的内筒内的弹簧压缩到最短；将隔水管悬挂专用短节和隔水管串组合体通过隔水管悬挂专用短节的外筒的开口端端面坐在转盘面悬挂装置的楔块上；

4)调节进油口和出油口之间的压力差，使得隔水管串的载荷主要由压力差承担，完成隔水管串的悬挂。