CN112983332A - 一种重建井口应急抢险装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重建井口应急抢险装置，包括依次连接于切割的井口套管顶部的液压钻井卡瓦总成、防喷器、抢险连接部件及全封闸板防喷器；通过液压钻井卡瓦总成及防喷器实现快速重建油气井井喷应急抢险井控系统，液压钻井卡瓦总成实现了将倒装防喷器的应急抢险装置与井口套管的快速连接，克服了常规防喷器在井喷抢险作业中与井口套管无法安装的问题，位于下部倒装的防喷器与失控井井口套管形成防止液流向下泄露的密封阻挡，位于上部的全封闸板防喷器作为全封整套应急抢险装置，在倒装防喷器与全封闸板防喷器中间形成一个密封的应急抢险通道，通过位于应急抢险通道中的抢险连接部件侧出口进行应急抢险作业，能够完全避免事故进一步扩大。

Description

一种重建井口应急抢险装置

技术领域

本发明涉及钻井井控应急抢险装备技术领域，用于切割套管后油气井井喷失控应急抢险作业重建井口井控系统，更具体的说是涉及一种重建井口应急抢险装置。

背景技术

在石油勘探开发过程中，井底高压含气流体一旦与循环的泥浆失去平衡，高压流体将会溢流到井口，发生井涌，如果控制不及时或操作失误，就会发生井喷，造成人员和设备事故，污染环境。井喷抢险作业时需重新建立井口井控系统，将防喷器设法安装到井口，进行压井抢险作业。由于井喷压力高，人员及设备无法接近发生井喷的井口，井口套管底法兰损坏或因抢险作业需要已被切割，常规防喷器下部法兰无法与井口套管安装就位，不易安装，经常贻误抢险作业时机，造成人员、设备、环境等损失进一步扩大。

因此，快速实现常规防喷器重建井口井控系统是目前本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为此，本发明的目的在于提出一种重建井口应急抢险装置，实现快速重建井口井控系统，降低事故的进一步扩大风险。

本发明提供了一种重建井口应急抢险装置，包括：依次连接于已被切割的井口套管顶部的液压钻井卡瓦总成、防喷器、抢险连接部件及全封闸板防喷器；在防喷器与所述全封闸板防喷器之间形成密封的应急抢险通道，密封井筒向上、向下井喷的流体，经由所述抢险连接部件侧出口进行压井抢险作业。

其中，所述防喷器相对所述井口套管倒置安装形成防下漏密封段，其与所述液压钻井卡瓦总成之间连接有用于使所述井口套管居中的第一连接件；所述防喷器和所述抢险连接部件之间连接有用于限位所述井口套管的第二连接件。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种重建井口应急抢险装置，通过液压钻井卡瓦总成及防喷器实现快速重建事故油气井井喷应急抢险井控系统，液压钻井卡瓦总成实现了将倒装的防喷器的应急抢险装置与井口套管的快速连接，克服了常规防喷器在井喷抢险作业中与井口套管无法安装的问题，位于下部倒装的防喷器与失控井井口套管形成防止液流向下泄露的密封阻挡，位于上部的全封闸板防喷器作为全封整套应急抢险装置，在倒装防喷器与全封闸板防喷器中间形成一个密封的应急抢险通道，通过位于应急抢险通道中的抢险连接部件侧出口进行应急抢险作业，能够完全避免事故进一步扩大。

进一步地，所述第一连接件包括依次连接于所述防喷器和所述液压钻井卡瓦总成之间的井口套管居中定位件及钻井卡瓦连接短节。井口套管居中定位件用于定位和居中井口套管，钻井卡瓦连接短节用于连接液压钻井卡瓦总成。

进一步地，所述井口套管居中定位件包括井口套管居中定位短节和井口套管定位套；所述井口套管居中定位短节连接于所述防喷器和所述钻井卡瓦连接短节之间，其内部嵌设有所述井口套管定位套，所述井口套管穿过所述井口套管定位套。

进一步地，所述井口套管居中定位短节包括居中柱体及居中法兰；所述居中柱体内部限定出定位通孔和设置于所述定位通孔周围的、且用于溢流分压的第一旁通孔；所述井口套管定位套嵌设固定于所述定位通孔内；所述居中柱体两端一体成型有两个所述居中法兰，其通过两个所述居中法兰分别与所述防喷器和所述钻井卡瓦连接短节固定；其中，所述定位通孔内径与所述井口套管外径的公差上差一致。

进一步地，每一个所述居中法兰端面上设置有第一定位槽和止口台阶；所述第一定位槽与所述防喷器的密封垫环槽形状相同；所述止口台阶上开设有第一螺纹孔；所述井口套管定位套对应所述止口台阶处具有定位套台阶，所述定位套台阶上设置有与所述第一螺纹孔对应的第二螺纹孔。

进一步地，所述井口套管定位套中心为定位套通孔，定位套通孔对应所述定位套台阶中心限定有导向锥面。

进一步地，所述第二连接件为井口套管限位短节，呈圆柱状，其两端面上具有第二定位槽，所述第二定位槽与所述防喷器的密封垫环槽形状相同；其中部限定有限位通孔，所述限位通孔直径与所述井口套管最小内径一致。

进一步地，所述井口套管限位短节位于所述限位通孔和所述第二定位槽之间设置有第二旁通孔。

进一步地，所述液压钻井卡瓦总成底部连接有用于给所述井口套管导向的导流罩。

进一步地，所述抢险连接部件为侧向带有阀门的四通结构连接部件，其侧壁的通道与节流压井管线连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种重建井口应急抢险装置的剖视图；

图2附图示出了井口套管居中定位短节的示意图；

图3为图2附图俯视方向的示意图；

图4示出了井口套管的剖视图；

图5附图示出了井口套管限位短节的剖视图；

图6为图5附图俯视方向上的示意图。

图中：1-全封闸板防喷器，2-抢险连接部件，3-井口套管限位短节，31-第二定位槽，32-限位通孔，33-半圆孔，34-圆孔，4-防喷器，5-井口套管居中定位短节，51-居中柱体，52-居中法兰，521-第一定位槽，522-止口台阶，523-第一螺纹孔，53-定位通孔，54-第一旁通孔，6-井口套管定位套，61-定位套台阶，62-第二螺纹孔，63-导向锥面，64-定位套通孔，7-钻井卡瓦连接短节，8-液压钻井卡瓦总成，9-导流罩，10-井口套管，11-管柱或变径闸板总成，12-全封闸板总成。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有技术中发生井喷事故时，需重新建立井口井控系统，将防喷器设法安装到井口，进行压井抢险作业。但是由于井喷压力高，人员及设备无法接近发生井喷的井口，井口套管底法兰损坏或因抢险作业需要切割，使用现有常规的防喷器，其下部法兰无法与井口套管安装就位，导致安装困难，延误抢险作业时机，造成人员、设备、环境等损失进一步扩大。

因此，本发明实施例公开了一种重建井口应急抢险装置，参见附图1，具体包括：依次连接于已被切割的井口套管10顶部的液压钻井卡瓦总成8、防喷器4、抢险连接部件2及全封闸板防喷器1；在防喷器4与全封闸板防喷器1之间形成密封的应急抢险通道，经由抢险连接部件2节流压井管线进行抢险作业；其中，防喷器4相对井口套管10倒置安装形成防下漏密封段，其与液压钻井卡瓦总成8之间连接有用于使井口套管10居中的第一连接件；防喷器4和抢险连接部件2之间连接有用于限位井口套管10的第二连接件。

其中，全封闸板防喷器1内部具有全封闸板总成12，为现有全封闸板防喷器；防喷器4内具有与井口套管10尺寸配合的管柱或变径闸板总成11。

本发明中，全封闸板防喷器安装在抢险连接部件上部，用于全封井口。井口套管限位短节安装在抢险连接部件和倒装的防喷器之间，用于井口套管和防喷器倒装重建井口应急抢险装置限位和承重。抢险连接部件侧出口可通过阀门连接节流压井管线(图中未标注)实现应急抢险作业。井口套管居中短节安装定位套居中定位井口套管。防喷器倒装与井口套管一致的管柱或变径闸板总成，密封井口套管。钻井卡瓦连接短节连接井口套管居中短节和液压钻井卡瓦总成，液压钻井卡瓦总成用于卡住井口套管。

本发明通过常规的防喷器倒装及液压钻井卡瓦实现快速重建事故油气井井喷应急抢险井控系统，克服了常规防喷器在井喷抢险作业中与井口套管无法安装的问题，液压钻井卡瓦总成实现了将倒装的防喷器的应急抢险装置与井口套管的快速连接，位于下部倒装的防喷器与失控井井口套管形成防止液流向下泄露的密封阻挡，位于上部的全封闸板防喷器作为全封整套应急抢险装置，在倒装防喷器与全封闸板防喷器中间形成一个密封的应急抢险通道，通过位于应急抢险通道中的抢险连接部件侧出口进行应急抢险作业，能够完全避免事故进一步扩大。

在本发明的一个实施例中，第一连接件包括依次连接于防喷器4和液压钻井卡瓦总成8之间的井口套管居中定位件及钻井卡瓦连接短节7。

具体而言，井口套管居中定位件包括井口套管居中定位短节5和井口套管定位套6；井口套管居中定位短节5连接于防喷器4和钻井卡瓦连接短节7之间，其内部嵌设有井口套管定位套6，井口套管10穿过井口套管定位套6。井口套管居中定位短节5通过在其内部安装井口套管定位套6居中定位井口套管，方便后续安装其他部件。

参见附图2和3，井口套管居中定位短节5包括居中柱体51及居中法兰52；居中柱体51内部限定出定位通孔53和设置于定位通孔53周围的、且用于溢流分压的第一旁通孔54；第一旁通孔54可以为半圆形或其他形状通孔。井口套管定位套6嵌设固定于定位通孔53内；居中柱体51两端一体成型有两个居中法兰52，其通过两个居中法兰52分别与防喷器4和钻井卡瓦连接短节7固定；其中，定位通孔53内径与井口套管10外径的公差上差一致。

有利的是，每一个居中法兰52端面上设置有第一定位槽521和止口台阶522；第一定位槽521与防喷器4的密封垫环槽形状相同；第一定位槽安装与防喷器一致的密封垫环。止口台阶522上开设有第一螺纹孔523；井口套管定位套6对应止口台阶522处具有定位套台阶61，定位套台阶61上设置有与第一螺纹孔523对应的第二螺纹孔62。

更有利的是，参见附图4，井口套管定位套6中心为定位套通孔64，定位套通孔64对应定位套台阶61中心限定有导向锥面63。其中井口套管定位套6的定位套通孔64与井口套管外径一致。

参见附图5和6，第二连接件为井口套管限位短节3，呈圆柱状，其两端面上具有第二定位槽31，第二定位槽31与防喷器4的密封垫环槽形状相同；其中部限定有限位通孔32，限位通孔32直径与井口套管10最小内径一致。

有利的是，井口套管限位短节3位于限位通孔和第二定位槽31之间设置有第二旁通孔。第二旁通孔可以为与限位通孔32连通或不连通的半圆孔33和/或圆孔34，分流井喷产生的压力。

在本发明的另一些实施例中，液压钻井卡瓦总成8底部连接有用于给井口套管10导向的导流罩9。

上述实施例中，抢险连接部件2为侧向带有阀门的四通结构连接部件，其侧壁的通道与节流压井管线连接。钻井卡瓦连接短节7上端面加工定位槽，定位槽也与与防喷器的法兰密封槽一致，定位槽安装与防喷器一致的密封垫环。液压钻井卡瓦总成8上端面加工螺纹孔，与钻井卡瓦连接短节7连接。

本发明采用现有常规的防喷器倒装和液压钻井卡瓦总成，可快速组建切割套管后的井口井控系统；通过井口套管限位短节的设置，井口套管在此进行定位，便于倒装的防喷器密封井口套管，此处的密封是指密封井口套管内井喷的流体不随着套管周边向下流出。倒装的防喷器安装有与井口套管相配的闸板总成，闸板总成关闭后，可实现密封，阻止流体向下流出。同时，能够承受整套装置的重量；通过井口套管居中定位短节及井口套管定位套，能够使井口套管居中定位，提高倒装防喷器的密封井口套管的可靠性；所有连接部件通过与防喷器密封槽一致的定位槽，能够保证整套装置居中。通过钻井卡瓦连接短节连接钻井卡瓦和倒装的防喷器，能够保证整体装置将井喷产生的力转移到井口套管上，整体装置稳定。

应急抢险作业重建井口井控系统时，首先移除发生井喷井口损坏设备，切割井口套管，然后将本发明部件按图1所示顺序和组装，按井口套管的尺寸配置井口套管定位套、管柱或变径闸板总成、液压钻井卡瓦总成，通过吊车或其他吊运方式将本发明沿通过本发明下部的导向罩导向安装到井口套管上。抢险作业时首先给液压钻井卡瓦总成施加液压控制压力，卡紧井口套管，然后关闭倒装的防喷器内的闸板总成，密封井喷井筒向下的流体，关闭过程中将常规防喷器闸板腔内聚集的泥浆通过井口套管定位居中短节中的半圆孔或其他形状的孔排出，再关闭全封闸板防喷器内的全封闸板总成，密封整个井筒的向上井喷的流体。最后打开四通结构连接部件侧出口阀门，进行应急抢险作业。

液压钻井卡瓦总成用于井口套管切割后无法连接常规防喷器法兰的应急抢险作业，配置全封闸板防喷器、四通结构连接部件、井口套管限位短节、防喷器、井口套管居中定位短节、井口套管定位套、液压钻井卡瓦总成连接短节，通过液压钻井卡瓦总成将整体装置固定在井口套管上。井口套管限位短节用于井口套管限位，将整套应急抢险装置在井口套管限位短节处定位，井口套管居中定位短节及井口套管定位套将井口套管居中在整套装置中心，便于密封井口套管，倒装后的防喷器密封井口套管，避免井喷井液从整套应急抢险装置下部泄露，全封闸板防喷器关闭后，避免井喷液体从整套装置应急抢险装置上部泄露，液压钻井卡瓦总成卡紧井口套管，将井喷作用在整套应急抢险装置上的力转移到井口套管上，四通结构连接部件侧出口接节流压井管线进行应急抢险作业，从而实现井口井控系统的快速重建，并且可以实现与井口完全密封和应急抢险作业，保护现场作业人员安全和避免环境进一步污染。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，包括：依次连接于已被切割的井口套管(10)顶部的液压钻井卡瓦总成(8)、防喷器(4)、抢险连接部件(2)及全封闸板防喷器(1)；在防喷器(4)与所述全封闸板防喷器(1)之间形成密封的应急抢险通道，密封井筒向上、向下井喷的流体，经由所述抢险连接部件(2)侧出口进行压井抢险作业；

其中，所述防喷器(4)相对所述井口套管(10)倒置安装形成防下漏密封段，其与所述液压钻井卡瓦总成(8)之间连接有用于使所述井口套管(10)居中的第一连接件；所述防喷器(4)和所述抢险连接部件(2)之间连接有用于限位所述井口套管(10)的第二连接件。

2.根据权利要求1所述的一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，所述第一连接件包括依次连接于所述防喷器(4)和所述液压钻井卡瓦总成(8)之间的井口套管居中定位件及钻井卡瓦连接短节(7)。

3.根据权利要求2所述的一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，所述井口套管居中定位件包括井口套管居中定位短节(5)和井口套管定位套(6)；所述井口套管居中定位短节(5)连接于所述防喷器(4)和所述钻井卡瓦连接短节(7)之间，其内部嵌设有所述井口套管定位套(6)，所述井口套管(10)穿过所述井口套管定位套(6)。

4.根据权利要求3所述的一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，所述井口套管居中定位短节(5)包括居中柱体(51)及居中法兰(52)；所述居中柱体(51)内部限定出定位通孔(53)和设置于所述定位通孔(53)周围的、且用于溢流分压的第一旁通孔(54)；所述井口套管定位套(6)嵌设固定于所述定位通孔(53)内；所述居中柱体(51)两端一体成型有两个所述居中法兰(52)，其通过两个所述居中法兰(52)分别与所述防喷器(4)和所述钻井卡瓦连接短节(7)固定；其中，所述定位通孔(53)内径与所述井口套管(10)外径的公差上差一致。

5.根据权利要求4所述的一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，每一个所述居中法兰(52)端面上设置有第一定位槽(521)和止口台阶(522)；所述第一定位槽(521)与所述防喷器(4)的密封垫环槽形状相同；所述止口台阶(522)上开设有第一螺纹孔(523)；所述井口套管定位套(6)对应所述止口台阶(522)处具有定位套台阶(61)，所述定位套台阶(61)上设置有与所述第一螺纹孔(523)对应的第二螺纹孔(62)。

6.根据权利要求5所述的一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，所述井口套管定位套(6)中心为定位套通孔(64)，所述定位套通孔(64)对应所述定位套台阶(61)中心限定有导向锥面(63)。

7.根据权利要求3所述的一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，所述第二连接件为井口套管限位短节(3)，呈圆柱状，其两端面上具有第二定位槽(31)，所述第二定位槽(31)与所述防喷器(4)的密封垫环槽形状相同；其中部限定有限位通孔(32)，所述限位通孔(32)直径与所述井口套管(10)最小内径一致。

8.根据权利要求7所述的一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，所述井口套管限位短节(3)位于所述限位通孔和所述第二定位槽(31)之间设置有第二旁通孔。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，所述液压钻井卡瓦总成(8)底部连接有用于给所述井口套管(10)导向的导流罩(9)。

10.根据权利要求1-8任一项所述的一种重建井口应急抢险装置，其特征在于，所述抢险连接部件(2)为侧向带有阀门的四通结构连接部件，其侧壁的通道与节流压井管线连接。

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