CN116752925A - 一种水下井口头防腐帽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下井口头防腐帽，包括用于套设在水下井口头上的护帽、安装于护帽内侧的储液筒以及贯穿储液筒设置的芯棒；储液筒具有储液腔，储液筒底部设有连通储液腔的出液孔；芯棒顶端外露于护帽，芯棒底端设于出液孔中，芯棒相对于储液筒可滑动以启闭出液孔。本水下井口头防腐帽通过与钻柱连接的送入工具配合以下放至海底的井口头顶部，直至护帽套设于井口头顶部，位于护帽内侧的储液筒的部分区域进入水下井口头中，此时只需要进行钻柱内部加压驱使芯棒相对于储液筒向下移动从而开启出液孔，即可使储液腔中的防腐液通过出液孔注入井口头中，完成向井口头内加注防腐液的作业，无需采用水下机器人，耗时短，具有较高的时效性与经济性。

Description

一种水下井口头防腐帽

技术领域

本发明涉及海洋石油钻井技术领域，尤其涉及一种水下井口头防腐帽。

背景技术

在使用水下井口系统进行海洋油气勘探和开采过程中，当需要进行临时弃井时，为防止出现外物拖拽损伤井口、海水腐蚀、岩屑及海洋生物污染井口头等情况，需要使用井口头防腐帽对井口头进行保护，通常还要求其具有防腐液注入功能。现有井口头防腐帽通常为钢丝绳送入，在防腐帽送入到作业水深后，需要使用水下机器人进行辅助方能完成安装和解锁过程繁琐，耗时较长。当需要向井口头内注入防腐液时，须采用水下机器人携带防腐液注入包进行作业，由于水下机器人作业能力的限制，在应对复杂洋流和恶劣天气的作业工况时尤为困难，因此，开发一款适用于钻柱送入的井口头防腐帽是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种便于注入防腐液的水下井口头防腐帽。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种水下井口头防腐帽，包括用于套设在水下井口头上的护帽、安装于护帽内侧的储液筒以及贯穿储液筒设置的芯棒；所述储液筒具有储液腔，储液筒底部设有连通储液腔的出液孔；所述芯棒顶端外露于所述护帽，芯棒底端设于所述出液孔中，芯棒相对于所述储液筒可滑动以启闭所述出液孔。

本发明的有益效果在于：本水下井口头防腐帽通过与钻柱连接的送入工具配合以下放至海底的井口头顶部，直至护帽套设于井口头顶部，位于护帽内侧的储液筒的部分区域进入水下井口头中，此时只需要进行钻柱内部加压驱使芯棒相对于储液筒向下移动从而开启出液孔，即可使储液腔中的防腐液通过出液孔注入井口头中，完成向井口头内加注防腐液的作业，无需采用水下机器人，耗时短，具有较高的时效性与经济性。

附图说明

图1为本发明实施例一的水下井口头防腐帽的整体结构示意图；

图2为本发明实施例一的水下井口头防腐帽的剖视图一；

图3为图2中A部分细节放大图；

图4为本发明实施例一的水下井口头防腐帽的剖视图二(工作状态)；

图5为本发明实施例一的水下井口头防腐帽中储液筒的结构示意图；

图6为本发明实施例一的水下井口头防腐帽的部分结构爆炸视图。

标号说明：

1、护帽；11、装配部；111、防转销；12、护筒；121、窗口；122、安装槽；

2、储液筒；21、安装部；211、J型槽；212、限位环；213、防转卡槽；22、储液部；221、储液腔；222、出液孔；223、充填孔；224、丝堵；23、翻边；24、剪切销；

3、芯棒；31、剪切环；32、密封凸台；33、第三密封圈；34、第一限位凸台；

4、锁爪；41、折弯部；42、连接部；43、锁合部；44、转轴；

5、弹性件；

6、封盖。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图6，一种水下井口头防腐帽，包括用于套设在水下井口头上的护帽1、安装于护帽1内侧的储液筒2以及贯穿储液筒2设置的芯棒3；所述储液筒2具有储液腔221，储液筒2底部设有连通储液腔221的出液孔222；所述芯棒3顶端外露于所述护帽1，芯棒3底端设于所述出液孔222中，芯棒3相对于所述储液筒2可滑动以启闭所述出液孔222。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本水下井口头防腐帽通过与钻柱连接的送入工具配合以下放至海底的井口头顶部，直至护帽1套设于井口头顶部，位于护帽1内侧的储液筒2的部分区域进入水下井口头中，此时只需要进行钻柱内部加压驱使芯棒3相对于储液筒2向下移动从而开启出液孔222，即可使储液腔221中的防腐液通过出液孔222注入井口头中，完成向井口头内加注防腐液的作业，无需采用水下机器人，耗时短，具有较高的时效性与经济性。

进一步的，所述储液筒2包括安装部21以及连接于所述安装部21下方的储液部22，所述储液部22具有所述储液腔221和出液孔222，所述安装部21远离所述储液部22的一端外露于所述护帽1，所述安装部21和所述护帽1的外周面上分别开设有J型槽211。

由上述描述可知，本水下井口头防腐帽可通过J型槽211与钻柱上的送入工具相连。

进一步的，所述安装部21外露于所述护帽1的一端上套设有限位环212。

由上述描述可知，限位环212用于限制储液筒2和护帽1的相对位置关系，防止储液筒2和护帽1相分离。

进一步的，所述安装部21与所述护帽1的接触面上分别设有防转销111以及与所述防转销111配合的防转卡槽213。

由上述描述可知，防转销111卡入防转卡槽213中能够防止储液筒2和护帽1相对转动，保证本水下井口头防腐帽各部件的安装结构保持稳定，在作业过程中为操作工具提供足够的扭转力矩。

进一步的，所述储液部22顶部设有连通所述储液腔221的充填孔223以及用于封闭所述充填孔223的丝堵224。

由上述描述可知，利用丝堵224打开充填孔223，即可通过充填孔223朝储液腔221中注入防腐液，随后用丝堵224封闭充填孔223，即可完成储液筒2的防腐液充填作业。

进一步的，所述护帽1的内周面上设有锁爪4，所述锁爪4包括由上至下依次相连的折弯部41、连接部42和锁合部43，所述连接部42与所述护帽1转动连接，所述折弯部41朝内侧弯折延伸，所述折弯部41用于抵触水下井口头以驱使所述锁合部43朝内转动。

由上述描述可知，护帽1套设于水下井口头上时，井口头的周壁将抵触锁爪4的折弯部41，从而驱使锁合部43朝内转动直至与井口头外周面上的锁合槽贴合，从而锁定本水下井口头防腐帽与井口头的相对位置，确保本水下井口头防腐帽与井口头对齐，防止本水下井口头防腐帽松动脱落。

进一步的，所述储液筒2相对于所述护帽1可升降，所述储液筒2的外周面上设有凸出的翻边23，所述折弯部41抵触于所述翻边23底部，且所述折弯部41相对于所述护帽1可转动以使所述折弯部41与翻边23分离。

由上述描述可知，在送入过程中，锁爪4的折弯部41将用于限制储液筒2与护帽1的相对高度，当护帽1套设于水下井口头上时，井口头的周壁将抵触锁爪4的折弯部41从而驱使锁合部43朝内转动直至与井口头外周面上的锁合槽贴合，此时折弯部41与翻边23分离，储液筒2将相对于护帽1下沉从而深入井口头中直至翻边23抵触于井口头的周壁上，翻边23外侧与折弯部41相抵触，防止锁爪4的锁合部43转动着远离井口头导致井口头解锁。

进一步的，还包括弹性件5，所述弹性件5的两端分别抵触所述储液筒2和护帽1，以使所述储液筒2相对于所述护帽1向下移动。

由上述描述可知，当储液筒2失去折弯部41的支撑之后，弹性件5将对储液筒2施加向下的弹力，以帮助储液筒2下行到位。

进一步的，还包括封盖6和转轴44，所述护帽1的周壁上开设有窗口121，所述窗口121位于所述护帽1外周面上的开口两侧分别向内凹陷形成安装槽122，所述转轴44贯穿所述连接部42，且所述转轴44的两端分别设于两个所述安装槽122中，所述封盖6固定连接于所述护帽1上以封闭所述窗口121位于所述护帽1外周面上的开口。

由上述描述可知，锁爪4的安装结构简单，拆装便捷，利于后期维护或更换。

进一步的，所述芯棒3上套设有剪切环31，所述储液筒2的内壁面上设有凸出的剪切销24，所述剪切销24抵触于所述剪切环31底部。

由上述描述可知，剪切环31和剪切销24配合能够对芯棒3施加朝上的支撑力，以防止在送入过程中芯棒3意外受力相对于储液筒2下降，有效避免出液孔222被打开导致防腐液意外泄露的事故发生。

请参照图1至图6，本发明的实施例一为：一种水下井口头防腐帽，用于套设在水下井口头上进行保护并将防腐液注入井口头中。

所述水下井口头防腐帽包括用于套设在水下井口头上的护帽1、安装于护帽1内侧的储液筒2以及贯穿储液筒2设置的芯棒3；储液筒2具有储液腔221，储液筒2底部设有连通储液腔221的出液孔222；芯棒3顶端外露于护帽1，芯棒3底端设于出液孔222中，芯棒3相对于储液筒2可滑动以启闭出液孔222。

具体的，如图1和图2所示，护帽1包括护筒12以及连接于护筒12上方的装配部11，护筒12和装配部11均为圆筒状，护筒12和装配部11的轴向竖直且同轴设置，护筒12的直径大于装配部11的直径。护筒12的底部朝下延伸形成环边，环边的直径由顶部向底部逐渐增大。容易理解的，环边能够起到导向的作用，以便于护帽1套设于井口头上。

如图2和图5所示，储液筒2包括安装部21以及连接于安装部21下方的储液部22，储液部22具有储液腔221和出液孔222。具体的，安装部21呈圆筒状，储液部22为中空的圆柱状，储液部22的顶壁设有连通安装部21内腔的通孔，储液部22的底壁上开设有所述出液孔222。出液孔222为圆形，且出液孔222与储液部22同轴设置。安装部21设于装配部11内侧，且安装部21远离储液部22的一端外露于护帽1。安装部21与装配部11之间设有至少一个第一密封圈。储液部22设于护筒12内侧，储液部22的最大半径与护筒12的最小半径之差大于或等于井口头的周壁的厚度。芯棒3贯穿储液部22和安装部21设置，芯棒3与装配部11之间设有至少一个第二密封圈。芯棒3为圆柱状，且芯棒3、安装部21和储液部22同轴设置。芯棒3的底端设有环形的密封凸台32，密封凸台32的直径小于或等于出液孔222的直径，密封凸台32的外周面上设有一个环形的第一卡槽，第一卡槽中设有一个第三密封圈33。密封凸台32及密封圈用于封堵出液孔222。在其它实施例中，为了能够增强储液筒2的密封性，在密封凸台32的外周面上设置多个第一卡槽以装配多个第三密封圈33也是可行的。芯棒3的中部设有环形的第一限位凸台34，第一限位凸台34设于储液部22的储液腔221中，且第一限位凸台34的直径大于储液部22与安装部21连通处的通孔的直径。第一限位凸台34抵触于储液腔221的顶面能够限制芯棒3和储液筒2的相对高度，防止芯棒3相对于储液筒2向上移动而意外开启出液孔222。

如图1所示，安装部21外露于护帽1的一端的外周面以及护帽1的装配部11的外周面上分别开设有J型槽211。具体的，分别设于安装部21及装配部11上的J型槽211的顶端分别连通安装部21即装配部11的顶面。J型槽211的顶端开口呈喇叭状，能够在与送入工具卡接的过程中起到导向作用。J型槽211的数量为多个，多个J型槽211围绕安装部21或护帽1的周向均布。本实施例中，安装部21和护帽1的装配部11上分别设有两个J型槽211。在其它实施例中，安装部21和装配部11上可设有两个、三个或更多个J型槽211。

优选的，如图1和图3所示，安装部21外露于护帽1的一端上套设有限位环212。限位环212与安装部21的接触面上分别设有第二限位凸台以及与第二限位凸台配合的第二卡槽。第二限位凸台及第二卡槽设于安装部21的J型槽211下方。本实施例中，限位环212的内周面上设有环形的第二限位凸台，安装部21的外周面上设有与第二限位凸台配合的环形的第二卡槽。在其它实施例中，将第二限位凸台设于安装部21的外周面上，第二卡槽设于限位环212的内周面上也是可行的。

优选的，如图1和图3所示，安装部21与护帽1的接触面上分别设有防转销111以及与防转销111配合的防转卡槽213。具体的，防转销111优选为螺钉，护帽1的装配部11上设有供防转销111穿过的螺纹通孔，螺纹通孔的轴向垂直于装配部11的轴向。防转卡槽213呈长圆形，防转卡槽213的长度方向竖直设置，以使储液筒2能够相对于护帽1上升或下降。

优选的，如图2和图5所示，储液部22顶部设有连通储液腔221的充填孔223以及用于封闭充填孔223的丝堵224。具体的，丝堵224与充填孔223的数量一一对应设置。充填孔223开设于储液部22的顶部，充填孔223的轴向竖直设置，充填孔223为螺纹孔。本实施例中，充填孔223的数量为两个，两个充填孔223以安装部21为中心对称设置。在其它实施例中，充填孔223的数量可设为一个、三个或更多个。

优选的，如图2和图6所示，护帽1的内周面上设有锁爪4，锁爪4包括由上至下依次相连的折弯部41、连接部42和锁合部43，连接部42与护帽1转动连接，折弯部41朝内侧弯折延伸，折弯部41用于抵触水下井口头以驱使锁合部43朝内转动。具体的，锁爪4的横截面呈倒L字形。锁合部43内侧设有与井口头的锁合槽配合的锁合凸台，锁合凸台呈弧形，锁合凸台的内侧面为圆弧面。锁合凸台的数量与井口头的锁合槽的数量一一对应设置。本实施例中，锁爪4的数量为四个，四个锁爪4绕护帽1的周向均匀布置。在其它实施例中，锁爪4的数量可设为两个、三个或更多个。

优选的，如图2和图4，储液筒2相对于护帽1可升降，储液筒2的外周面上设有凸出的翻边23，折弯部41抵触于翻边23底部，且折弯部41相对于护帽1可转动以使折弯部41与翻边23分离。具体的，翻边23呈圆环状，折弯部41的内侧面与翻边23的外周面相适配。折弯部41的端部的上侧边缘倒圆角设置，以便于折弯部41相对于翻边23转动。水下井口头防腐帽在送入过程中，储液筒2的翻边23置于折弯部41上，当护帽1套设于井口头上时，井口头的周壁抵触于折弯部41，从而驱使折弯部41向上转动直至与翻边23分离，随后储液筒2相对于护帽1向下移动直至翻边23抵触于井口头的周壁。

优选的，如图2和图4所示，所述水下井口头防腐帽还包括弹性件5，弹性件5的两端分别抵触储液筒2和护帽1，以使储液筒2相对于护帽1向下移动。本实施例中，弹性件5优选为弹簧。弹性件5套设于安装部21外侧，位于装配部11和安装部21之间。装配部11顶部朝内侧凸出形成限位坎肩，弹性件5的顶端抵触于限位坎肩底面，弹性件5的底端抵触于储液部22顶面。在其它实施例中，弹性件5可设为弹垫或弹片。

优选的，如图2和图6所示，所述水下井口头防腐帽还包括封盖6和转轴44，护帽1的周壁上开设有窗口121，窗口121位于护帽1外周面上的开口两侧分别向内凹陷形成安装槽122，转轴44贯穿连接部42，且转轴44的两端分别设于两个安装槽122中，封盖6固定连接于护帽1上以封闭窗口121位于护帽1外周面上的开口。具体的，封盖6、转轴44、窗口121和锁爪4的数量一一对应设置，封盖6、转轴44和窗口121的数量均对应锁爪4的数量设为四个。转轴44呈圆柱状，转轴44的轴向水平设置，锁爪4的连接部42上设有供转轴44通过的通孔。窗口121呈矩形。封盖6为矩形板状，封盖6的两侧分别通过多个螺钉固定安装于护帽1的外周面上。封盖6底部的外侧边缘倒斜角设置，以防止渔网等外物挂意外挂住封盖底部，产生过大的拖拽力使井口帽与水下井口头脱离。封盖6的内侧面还设有凹陷的凹槽，凹槽用于容纳锁爪4的部分区域，有利于对转轴44提供足够大的支撑力，以保证锁爪4对井口头产生足够大的锁紧力。

优选的，如图1和图3所示，芯棒3上套设有剪切环31，储液筒2的内壁面上设有凸出的剪切销24，剪切销24抵触于剪切环31底部。具体的，芯棒3的外周面上分别设有环形的第三卡槽，剪切环31的内周面上设有与第三卡槽配合的环形的第三限位凸台。剪切销24优选为螺丝，安装部21的周壁上设有供剪切销24穿过的螺纹通孔。剪切销24的数量为两个，两个剪切销24绕安装部21的周向均布。剪切环31套设于芯棒3的顶端，安装部21的顶端的内侧面上设有用于收容剪切环31的容纳槽。剪切环31、芯棒3和安装部21的顶面平齐。在其它实施例中，将第三卡槽设于剪切环31的内周面上，第三限位凸台设于芯棒3的外周面上也是可行的。

本发明实施例一的工作原理简述如下：使用前，令芯棒3贯穿储液筒2并使密封凸台32封闭出液孔222，通过充填孔223向储液腔221中充填防腐液，充填完毕后利用丝堵224封闭充填孔223；随后将芯棒3和储液筒2安装于护帽1内侧，令锁爪4的折弯部41朝内侧转动至极限位置，使储液筒2的翻边23置于折弯部41的端部上方(如图2所示)，此时弹性件5受力压缩。使用时，利用J型槽211与钻柱上的送入工具连接，通过送入工具将本水下井口头防腐帽送至水下井口头上方；令护帽1套设于井口头上，使井口头的周壁伸入护帽1和储液筒2之间；本水下井口头防腐帽继续下降，使得井口头的周壁抵触于折弯部41；折弯部41受力朝上转动，锁合部43朝内转动直至卡入井口头外周面上的锁合槽中以将本水下井口头防腐帽固定于井口头上，折弯部41不再支撑翻边23，储液筒2与芯棒3在弹性件5的弹力作用下向下移动直至翻边23抵触于井口头周壁(如图4所示)，此时折弯部41的端部抵触于翻边23的外周面，能够有效防止锁合部43朝外侧转动而退出井口头的锁合槽，导致井口头意外解锁；通过钻柱对芯棒3施加向下的轴向推力，令芯棒3克服来自剪切环31和储液筒2的摩擦力而相对于储液筒2向下移动以打开出液孔222，随后储液腔221中的防腐液即可穿过出液孔222注入井口头中。

综上所述，本发明提供的水下井口头防腐帽通过与钻柱连接的送入工具配合以下放至海底的井口头顶部，直至护帽套设于井口头顶部，位于护帽内侧的储液筒的部分区域进入水下井口头中，此时只需要进行钻柱内部加压驱使芯棒相对于储液筒向下移动从而开启出液孔，即可使储液腔中的防腐液通过出液孔注入井口头中，完成向井口头内加注防腐液的作业，无需采用水下机器人，耗时短，具有较高的时效性与经济性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种水下井口头防腐帽，其特征在于：包括用于套设在水下井口头上的护帽、安装于护帽内侧的储液筒以及贯穿储液筒设置的芯棒；所述储液筒具有储液腔，储液筒底部设有连通储液腔的出液孔；所述芯棒顶端外露于所述护帽，芯棒底端设于所述出液孔中，芯棒相对于所述储液筒可滑动以启闭所述出液孔。

2.根据权利要求1所述的水下井口头防腐帽，其特征在于：所述储液筒包括安装部以及连接于所述安装部下方的储液部，所述储液部具有所述储液腔和出液孔，所述安装部远离所述储液部的一端外露于所述护帽，所述安装部和所述护帽的外周面上分别开设有J型槽。

3.根据权利要求2所述的水下井口头防腐帽，其特征在于：所述安装部外露于所述护帽的一端上套设有限位环。

4.根据权利要求2所述的水下井口头防腐帽，其特征在于：所述安装部与所述护帽的接触面上分别设有防转销以及与所述防转销配合的防转卡槽。

5.根据权利要求2所述的水下井口头防腐帽，其特征在于：所述储液部顶部设有连通所述储液腔的充填孔以及用于封闭所述充填孔的丝堵。

6.根据权利要求1所述的水下井口头防腐帽，其特征在于：所述护帽的内周面上设有锁爪，所述锁爪包括由上至下依次相连的折弯部、连接部和锁合部，所述连接部与所述护帽转动连接，所述折弯部朝内侧弯折延伸，所述折弯部用于抵触水下井口头以驱使所述锁合部朝内转动。

7.根据权利要求6所述的水下井口头防腐帽，其特征在于：所述储液筒相对于所述护帽可升降，所述储液筒的外周面上设有凸出的翻边，所述折弯部抵触于所述翻边底部，且所述折弯部相对于所述护帽可转动以使所述折弯部与翻边分离。

8.根据权利要求7所述的水下井口头防腐帽，其特征在于：还包括弹性件，所述弹性件的两端分别抵触所述储液筒和护帽，以使所述储液筒相对于所述护帽向下移动。

9.根据权利要求6所述的水下井口头防腐帽，其特征在于：还包括封盖和转轴，所述护帽的周壁上开设有窗口，所述窗口位于所述护帽外周面上的开口两侧分别向内凹陷形成安装槽，所述转轴贯穿所述连接部，且所述转轴的两端分别设于两个所述安装槽中，所述封盖固定连接于所述护帽上以封闭所述窗口位于所述护帽外周面上的开口。

10.根据权利要求1所述的水下井口头防腐帽，其特征在于：所述芯棒上套设有剪切环，所述储液筒的内壁面上设有凸出的剪切销，所述剪切销抵触于所述剪切环底部。