CN115075763B - 一种可重复下入密封装置的吸入模块及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可重复下入密封装置的吸入模块及工艺方法，涉及海洋钻探密封装置技术领域，包括导向引入机构、密封导流机构和密封板，密封板设置于导向引入机构和密封导流机构之间；密封导流机构侧壁上设置有排浆口；密封板中部设置有通孔，通孔周围沿径向设置有多个豁口。吸入模块为封闭式，改变以往吸入模块的开放式结构，实现了密封，避免了返出泥浆外泄入海风险。密封装置可重复下入，实现密封的同时、大大减小了将吸入模块起出、下放的工作量，提高了作业效率。整套吸入模块为分体式结构，外筒体由法兰连接，在从海底起出吸入模块后，可更方便快捷的将其拆开，进行更换密封装置、维修更换引入锥、导出锥等工作。
Description
技术领域
本发明涉及海洋钻探密封装置技术领域，特别是涉及一种可重复下入密封装置的吸入模块及工艺方法。
背景技术
在进行海洋钻井作业时，由于海水具有一定的深度，所以目前有两种钻井液循环方式，一种是开路钻井，直接将钻井液排入海水中，另外一种是下入隔水管，在隔水管内部进行钻井作业及泥浆循环。开路钻井的缺点是浪费原材料，泥浆无法进行回收，另外会对海水环境造成污染，而隔水管钻井的缺点是隔水管体积庞大，价格昂贵，钻井时如果遇到特殊情况，既要处理隔水管系统，还要处理钻井系统，无疑增大了钻井的风险系数。所以需要研制一种用于海洋钻井泥浆回收的封闭式吸入模块，既可以实现泥浆的回收工作，工作起来又简易方便。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种可重复下入密封装置的吸入模块及工艺方法，将海水和泥浆分隔开来，还可以在不将吸入模块从海底起出的情况下，实现密封装置的重复下入，保证装置的密封性及作业的持续性，减少吸入模块的海底回收与重新下放工作量，大大提高钻井效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种可重复下入密封装置的吸入模块，包括导向引入机构、密封导流机构和密封板，所述导向引入机构设置于所述密封导流机构上方，所述密封板设置于所述导向引入机构和所述密封导流机构之间；所述密封导流机构侧壁上设置有排浆口；所述密封板中部设置有通孔，所述通孔周围沿径向设置有多个豁口。
可选的，所述通孔的直径小于钻柱外径。
可选的，所述密封板包括固定密封板和活动密封板，所述固定密封板设置于所述密封导流机构的顶部，所述活动密封板用于设置于所述固定密封板上方。
可选的，所述密封导流机构的顶部位于所述固定密封板周围设置有多个弹卡机构，所述弹卡机构用于限制所述活动密封板向上移动。
可选的，所述弹卡机构包括定位板、弹卡、定位销和限位销；所述定位板底部与所述密封导流机构的顶部固定连接；所述弹卡上部设置有朝向钻杆的钩体，所述定位板外侧的上部和下部分别设置有一所述限位销，所述定位板内侧的中部设置有所述定位销，所述定位销贯通所述弹卡的中部。
可选的，所述弹卡下部与所述密封导流机构的顶部之间设置有弹性装置。
可选的，所述导向引入机构内设置有上部引入锥，所述上部引入锥的从上到下直径逐渐缩小，所述上部引入锥底部的直径大于所述活动密封板的最大直径。
可选的，所述密封导流机构内上部设置有下部引出锥。
本发明还公开一种基于上述的可重复下入密封装置的吸入模块的工艺方法，钻井作业中，固定密封板与钻柱的摩擦而受损，影响密封性时，通过在作业平台上将活动密封板套在钻柱上，活动密封板沿钻柱进入导向引入机构内部，通过弹卡落在固定密封板之上，形成第二道密封；再进行了一定工作量的钻井作业之后，待第一块活动密封板受损后，下入第二块活动密封板，如此反复，直至所有活动密封板厚度超过弹卡本身高度，至弹卡无法工作为止；提出吸入模块，通过拆卸导向引入机构和密封导流机构之间的连接部分，将活动密封板及固定密封板取出，重新安装固定密封板，连接导向引入机构和密封导流机构，重新下入吸入模块继续钻井作业。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1.吸入模块为封闭式，改变以往吸入模块的开放式结构，实现了密封，避免了返出泥浆外泄入海风险。
2.密封装置可重复下入，实现密封的同时、大大减小了将吸入模块起出、下放的工作量，提高了作业效率。
3.整套吸入模块为分体式结构，外筒体由法兰连接，在从海底起出吸入模块后，可更方便快捷的将其拆开，进行更换密封装置、维修更换引入锥、导出锥等工作。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明可重复下入密封装置的吸入模块的结构示意图；
图2为本发明可重复下入密封装置的吸入模块的俯视结构示意图；
图3为本发明可重复下入密封装置的吸入模块中导向引入机构的结构示意图；
图4为本发明可重复下入密封装置的吸入模块中密封导流机构的结构示意图；
图5为本发明可重复下入密封装置的吸入模块中密封导流机构的俯视结构示意图；
图6为本发明可重复下入密封装置的吸入模块中活动密封板的剖视结构示意图；
图7为本发明可重复下入密封装置的吸入模块中活动密封板的俯视结构示意图；
图8为本发明钻杆管体穿过密封板时的结构示意图；
图9为本发明钻杆接头穿过密封板时的结构示意图。
附图标记说明：1、导向引入机构；2、密封导流机构；3、螺栓；4、活动密封板；5、固定密封板；6、排浆口；7、上部引入锥；8、上法兰；9、下法兰；10、弹簧；11、定位销；12、弹卡；13、定位板；14、限位销；15、下部引出锥；41、金属部；42、橡胶部；100、钻井船或钻井平台；200、海水；300、水下地层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1至9所示，本实施例提供一种可重复下入密封装置的吸入模块，包括导向引入机构1、密封导流机构2和密封板，密封板设置于导向引入机构1和密封导流机构2之间；密封导流机构2侧壁上设置有排浆口6；密封板中部设置有通孔，通孔周围沿径向设置有多个豁口。
于本具体实施例中，密封板包括固定密封板5和活动密封板4，固定密封板5设置于密封导流机构2的顶部，活动密封板4通过弹卡12固定在固定密封板5上方。
更具体的，固定密封板5为圆饼状橡胶板，固定密封板5中部的通孔直径略小于钻柱外径，沿通孔周围均匀设置六个矩形的豁口，以保证钻头和钻柱的通过性，钻柱通过时，橡胶板紧贴钻柱实现密封。
更具体的，活动密封板4为圆饼状，可以整体都是橡胶结构，也可以外围设置金属部41，中间设置橡胶部42，利用金属的重量，使活动密封板4更加顺畅的沿钻杆下滑至弹卡12机构。活动密封板4中部的通孔略小于钻杆的外径，通孔周围均匀设置六个豁口。活动密封板4周围的下方设置有楔口，以便于推动弹卡12下落至固定密封板5上方，形成第二道密封。钻柱通过时，金属部41通过弹卡12限位保证固定密封板5位置不发生大的变化，橡胶部42通过紧贴钻柱实现密封。
密封导流机构2的顶部位于固定密封板5周围设置有多个弹卡12机构，弹卡12机构用于限制活动密封板4向上移动。弹卡12机构包括定位板13、弹卡12、定位销11和限位销14；定位板13底部与密封导流机构2的顶部固定连接；弹卡12上部设置有朝向钻杆的钩体，定位板13外侧的上部和下部分别设置有一限位销14，定位板13内侧的中部设置有定位销11，定位销11贯通弹卡12的中部。弹卡12下部与密封导流机构2的顶部之间设置有弹性装置。该弹性装置包括弹簧10，当活动密封板4从上部落下时，推动弹卡12顶部的钩体，使弹卡12克服弹簧10的弹力绕定位销11转动一定角度，从而活动密封板4下落到固定密封板5上方，弹卡12在弹簧10的弹力下复位。本实施例中，弹卡12机构共设置有四个，四个弹卡12装置均匀分布在密封导流机构2的顶部。
导向引入机构1内设置有上部引入锥7，上部引入锥7的从上到下直径逐渐缩小，上部引入锥7底部的直径大于活动密封板4的最大直径。密封导流机构2内上部设置有下部引出锥15。
于更具体的实施例中，导向引入机构1底部设置有上法兰8，密封导流机构2顶部设置有下法兰9，上法兰8与下法兰9通过螺栓3连接。
实施例二：
本实施例公开一种基于实施例一的可重复下入密封装置的吸入模块的工艺方法，钻井作业中，固定密封板5与钻柱的摩擦而受损，影响密封性时，通过在钻井船或钻井平台100上将活动密封板4套在钻柱上，活动密封板4沿钻柱进入导向引入机构1内部，通过弹卡12落在固定密封板5之上，形成第二道密封；再进行了一定工作量的钻井作业之后，待第一块活动密封板4受损后，下入第二块活动密封板4，如此反复，直至所有活动密封板4厚度超过弹卡12本身高度，至弹卡12无法工作为止；提出吸入模块，通过拆卸导向引入机构1和密封导流机构2之间的连接部分，将活动密封板4及固定密封板5取出，重新安装固定密封板5，连接导向引入机构1和密封导流机构2，吸入模块重新穿过海水200至水下地层300上，继续钻井作业。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种可重复下入密封装置的吸入模块，其特征在于，包括导向引入机构、密封导流机构和密封板，所述导向引入机构设置于所述密封导流机构上方，所述密封板设置于所述导向引入机构和所述密封导流机构之间；所述密封导流机构侧壁上设置有排浆口；所述密封板中部设置有通孔，所述通孔周围沿径向设置有多个豁口；
所述密封板包括固定密封板和活动密封板，所述固定密封板设置于所述密封导流机构的顶部，所述活动密封板用于设置于所述固定密封板上方；
所述密封导流机构的顶部位于所述固定密封板周围设置有多个弹卡机构，所述弹卡机构用于限制所述活动密封板向上移动；
所述弹卡机构包括定位板、弹卡、定位销和限位销；所述定位板底部与所述密封导流机构的顶部固定连接；所述弹卡上部设置有朝向钻杆的钩体，所述定位板外侧的上部和下部分别设置有一所述限位销，所述定位板内侧的中部设置有所述定位销，所述定位销贯通所述弹卡的中部。
2.根据权利要求1所述的可重复下入密封装置的吸入模块，其特征在于，所述通孔的直径小于钻柱外径。
3.根据权利要求1所述的可重复下入密封装置的吸入模块，其特征在于，所述弹卡下部与所述密封导流机构的顶部之间设置有弹性装置。
4.根据权利要求1所述的可重复下入密封装置的吸入模块，其特征在于，所述导向引入机构内设置有上部引入锥，所述上部引入锥的从上到下直径逐渐缩小，所述上部引入锥底部的直径大于所述活动密封板的最大直径。
5.根据权利要求1所述的可重复下入密封装置的吸入模块，其特征在于，所述密封导流机构内上部设置有下部引出锥。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述的可重复下入密封装置的吸入模块的工艺方法，其特征在于，钻井作业中，固定密封板与钻柱的摩擦而受损，影响密封性时，通过在作业平台上将活动密封板套在钻柱上，活动密封板沿钻柱进入导向引入机构内部，通过弹卡落在固定密封板之上，形成第二道密封；再进行了一定工作量的钻井作业之后，待第一块活动密封板受损后，下入第二块活动密封板，如此反复，直至所有活动密封板厚度超过弹卡本身高度，至弹卡无法工作为止；提出吸入模块，通过拆卸导向引入机构和密封导流机构之间的连接部分，将活动密封板及固定密封板取出，重新安装固定密封板，连接导向引入机构和密封导流机构，重新下入吸入模块继续钻井作业。
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