CN117355661A - 钻井口连接装置以及用于减少在管路中的轴向应力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于深井的管路的顶侧连接的钻井口连接装置(10)。根据本发明的钻井口连接装置(10)具有：壳体(12)，所述壳体(12)具有贯通开口(14)；和布置在所述壳体(12)中的贯通开口(14)内的管连接元件(36)。在此，所述管连接元件(36)为了平衡在按照规定的运行中的轴向应力而在所述壳体(12)中在轴向上可移动地布置。此外，本发明涉及一种用于减少在管路中的轴向应力的方法，所述管路与钻井口连接装置(10)的管连接元件(36)固定连接。

Description

钻井口连接装置以及用于减少在管路中的轴向应力的方法

技术领域

本发明涉及一种用于深井的管路的顶侧连接的钻井口连接装置，该钻井口连接装置具有：壳体，所述壳体具有贯通开口；和布置在所述壳体中的贯通开口内的管连接元件。此外，本发明涉及一种用于减少在管路中、尤其在深井的管路中的轴向应力的方法。

背景技术

用于深井的管路的顶侧连接的钻井口连接装置从实践中是已知的并且因此是现有技术。钻井口连接装置是专业术语称为“井口(英文：wellhead)”的设备的元件，其在管路和用于处理待通过管路输送的介质的地面处理设施的管线路系统之间建立流体连接。带有钻井口连接装置的井口通常在地表上或水体基部上安装于深井的钻井(英文：well)上方。管路布置在深井的钻井中并且通常在地下用水泥固定。与此相应地，这种类型的管路由一根长管或多根轴向相互连接的管形成。管路可以通过钻井向地球内部延伸几百米并且也可以延伸超过一千米。通常，各种介质(如气体或液体)通过深井的管路进行输送。尤其是输送天然气、水和/或石油。例如，输送天然气，以为了从天然气储藏中提取气体，或者为了给人工岩洞馈送和排空。这种岩洞尤其可以通过冲刷地下盐层而形成。

为了在位于钻井中的管路和钻井口连接装置之间建立流体连接，钻井口连接装置具有管连接元件，该管连接元件基本上具有管件的几何结构并且以在轴向方向上流体可穿流的方式与管路的上侧端部连接。管连接元件和管路通常具有相同或基本上相同的直径。

在管连接元件与管路之间的连接通常通过以下方式建立，即在第一步骤中钻井口连接装置(专业术语中也称为“张力轴”或“管头/套管头”)的壳体以贯通开口如此地围绕从钻井中伸出的管路定位，使得当壳体处于其按照规定的位置中时，管路的上侧端部完全被贯通开口接纳。在这方面，壳体中的贯通开口与管路的主伸展方向同轴地延伸。这个方向在这里和下文中被称为“轴向方向”。贯通开口可以柱状地构造成带有在轴向方向上恒定的直径或带有在轴向方向上可变的直径。直径在此总是略大于管路的直径。由于管路和贯通开口通常竖直地取向，因此壳体围绕管路的定位可以通过在上方放下来实现。在第二步骤中，将管连接元件从上方导入贯通开口中并且在上方放下于管路上。在另一步骤中，将管连接元件和管路连接。管连接元件和管路的连接通常通过材料锁合的接合来进行。但是对此备选或附加地，该连接也以形锁合的方式和/或力锁合的方式实现，尤其通过楔住和夹紧来实现。附加地也可以的是，在与管连接元件连接之前或之后，在轴向方向上对管路进行弹性拉伸，由此可以得到特定于应用的优势。

在从现有技术中已知的钻井口连接装置中，布置在壳体的贯通开口中的管连接元件在径向方向上通过壳体内壁固定。在这里和下文中，径向方向是与轴向方向正交定向的任何方向。在轴向方向上，管连接元件至少向下、即在管路的轴向延伸方向上支承。例如，管连接元件——由于其自身重量和固定在其处的管路的附加重量——可以座靠在壳体的在贯通开口中径向向内构造的肩部上，或者在所谓的抵靠螺栓(可通过螺纹拧入的螺栓)上。在这种情况下，管连接元件的外径略大于管路的外径。管连接元件的这种固定基于在专业术语中被称为“油管挂”的管连接元件。

备选地也可以的是，管连接元件的固定基于在专业术语中被称为“卡瓦式悬挂器(即楔形悬挂器)”的管连接元件来实现。

如果管连接元件如上所述那样地支承且对管路进行轴向弹性预拉伸，则管路力求在轴向方向上的弹性压缩。然而，这种压缩通过管路的地下用水泥固定以及与管路连接的管连接元件在钻井口连接装置的壳体中的支承而被禁止。就此而言，管路通过拉伸应力受载，并且因此被预紧。在从实践中已知的钻井口连接装置中，管路附加地被固定，以防止在轴向方向上移动，从而使管连接元件刚性地支承在壳体中。

钻井口连接装置和管路必须满足专门的特定于应用的要求。尤其是需要钻井口连接装置的高的功能安全性以及钻井口连接装置的高的机械可承载性。这些要求产生于管连接元件的上文描述的刚性支承以及在管连接元件中出现的机械应力。例如，机械应力可通过管路的上述弹性预拉伸而产生。附加地或备选地，这种应力可通过管路中的温度波动产生，例如，当待输送的介质从很深的地方输送到地表且热量由管路吸收或释放热量到管路处时。在管路温度增加时该管路膨胀，并且在温度降低时该管路收缩。由于管路的大的长度，小的温度变化就已经可以导致整个管路的相对大的长度变化。然而，管路通常在地面和地下进行的固定阻止了长度变化，从而在管路中以及在管连接元件中在轴向方向上出现高的热诱导应力。出于地质条件原因也针对钻井口连接装置和管路产生特殊要求。例如，地球运动可造成管路移动和/或对管路产生附加的力作用，尤其是在地层发生地下沉降时。如果管连接元件在轴向方向上刚性固定在地表处，通过这种地下地球运动也可在管路中以及在管连接元件中在轴向方向上产生应力。这种应力可导致管路和/或钻井口连接装置的不期望的损伤。

例如由GB2554102A已知一种钻井口连接装置。该钻井口连接装置包括壳体、布置在壳体中的管连接元件和由管连接元件承载的管路。钻井口连接装置如此设计，使得管路可以相对于壳体运动。为此，管连接元件可构造为多个在彼此之上静置地布置的管连接元件。在管路竖直运动的情况下，多个管连接元件可以向上运动，但不能向下运动。在这方面，运动是被动的。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种钻井口连接装置，该钻井口连接装置适用于减少管连接元件中的以及连接到管连接元件处的管路中的轴向作用的应力，并且该钻井口连接装置具有改进的功能安全性。此外，还应提供了一种用于减少管路中的轴向应力的方法。

根据本发明，所述任务的解决利用独立权利要求的特征来实现。本发明的另外的实际实施方式和优点结合从属权利要求进行描述。

根据本发明的用于深井的管路的顶侧连接的钻井口连接装置包括：壳体，该壳体具有贯通开口；和布置在所述壳体中的贯通开口内的管连接元件。管连接元件为了平衡在按照规定的运行中的轴向应力而在所述壳体中在轴向上能移动地布置。

附加地，在所述壳体中设置有在功能上与所述管连接元件共同作用的流体空间，所述流体空间布置为，使得所述管连接元件在按照规定的运行中的轴向位置与所述流体空间中的流体量和/或流体压力在功能上相关联。据此，当流体空间中的流体量和/或流体压力发生变化时，可以主动改变管连接元件的轴向位置。例如，可以主动通过泵以液体或气体填充流体空间或排空流体空间。通过使管连接元件的轴向位置是可主动调整的，还可以主动控制管连接元件和管路中的轴向应力。如果应维持恒定的轴向应力，这是特别有利的。如上所述，管路可以在与管连接元件连接之前或之后进行弹性预拉伸。这种弹性预拉伸相应于管路中的轴向拉伸应力，例如，这种轴向拉伸应力在管路温度升高的情况下通过管路的膨胀而减小，或在管路温度降低的情况下通过管路的收缩而增大。轴向应力的变化可以通过增加在与管连接元件在按照规定的运行中处于功能关联的流体空间中的流体量和/或流体压力来补偿。当然，即使设置了突出的流体空间，管连接元件的移动也可以被动地进行。为此，流体可以自由地流入流体空间中或从流体空间流出，而不是主动地输送进入或取出。

在钻井口连接装置的合适的改进方案中，在壳体的轴向端部处布置有壳体盖。壳体盖可以尤其是在贯通开口的顶侧气密地且位置固定地与钻井口连接装置的壳体连接。在这个位置中，壳体盖尤其可以如此构造，使得壳体盖限制管连接元件的轴向可移动性。对此备选或补充地，壳体盖能以在轴向方向上流体可穿流的方式构造，从而通过管路输送的介质可以经过盖并且流入井口中。

在实践中，管连接元件可以具有径向上构造在外侧的至少一个引导区段，并且所述至少一个引导区段在外侧由支承元件包围。管连接元件通过引导区段如此支承在支承元件中，使得管连接元件在径向方向上是不可运动的，但在轴向上是可移动的。引导区段和/或支承元件分别可以具有经过特殊处理的表面，例如光滑和/或耐磨的表面，其使管连接元件的移动变得容易和/或延长钻井口连接装置的使用寿命。

如果管连接元件具有根据上文的描述内容的至少一个引导区段，那么在实践的实施方式中，所述至少一个引导区段可以构造为在所述管连接元件的轴向长度的一部分上的径向突出的凸缘。换句话说，管连接元件可以在轴向方向上具有带有增大的直径的区段，该区段用作为引导区段。将引导区段构造为凸缘实现管连接元件在壳体中在轴向和径向方向上的精确定位并且相对于具有在管连接元件的整个长度上形成的引导区段的管连接元件减少了与支承元件的摩擦面。管连接元件的具有凸缘的区段与管连接元件的其余部分相比能够以更大的壁厚为特征。那么，即使存在向外伸出的凸缘，管连接元件在轴向方向上的内径也是恒定的。因此，穿过管连接元件流动的介质的流动部尽可能小地受干扰。如果需要，孔可在轴向方向上引导通过凸缘。例如，这些孔可用作导引部或用于引导穿过线路或线缆(所谓的“控制线”)。

在具有构造为凸缘的至少一个引导区段的根据本发明的钻井口连接装置的实践的实施方式中，流体空间可以与所述凸缘直接邻接。在这种情况下，具有在径向上定向的延伸方向的限界所述凸缘的凸肩面用作为针对所述流体空间中的作用于所述管连接元件上的压力的作用面。换句话说，凸缘的凸肩面可以构成流体空间的横向于管连接元件的轴向方向定向的壁。通过改变流体空间中的流体量或流体空间中的流体压力，在流体空间中产生静液压力。该压力直接作用于凸缘的凸肩面。通过主动改变流体量或流体压力，由此可以主动引起管连接元件的轴向位置的改变和/或管连接元件及连接到该管连接元件处的管路中的轴向应力的改变。

在带有至少一个引导区段的钻井口连接装置的另一实践的构造方案中，壳体和/或壳体盖在内侧构造为支承元件。支承元件则尤其为贯通开口和/或壳体盖的径向向内指向的表面或表面区段。由于不需要附加的元件，因此这种构造方案可以成本适宜地实现。如果壳体盖具有支承元件，壳体盖例如可以构造为管连接件并且如此地与壳体法兰连接，使得管连接元件与支承元件对齐。如果在壳体中以及在壳体盖中设置有支承元件，则可以精确地支承和轴向引导管连接元件。

附加地或备选地，在所述壳体和/或在所述壳体盖中在壳体处固定地布置有用作为支承元件的至少一个支承套筒。支承套筒可以由不同于壳体的其他材料制成，并且因此具有特别合适的支承特性，所述支承特性通过在壳体中或在壳体盖中构造的引导区段是不能实现的。所期望的支承特性尤其为高耐磨性和在径向向内定向的支承侧上的低的静摩擦和/或滑动摩擦。例如，支承套筒在壳体中的固定在壳体处的定位可以通过过盈配合和/或通过在贯通开口中径向向内指向的肩部来实现。

在带有布置在壳体中的支承套筒的钻井口连接装置的合适的改进方案中，支承套筒可以构造成单件式或多件式的。支承套筒在壳体中的位置可以在轴向方向上通过抵靠螺栓和/或通过保持螺纹件预定。抵靠螺栓和保持螺纹件是具有基本上柱状形状的元件。作为螺栓和/或螺纹件描述的实施方案只能理解为示例性的。也可以使用其他元件或几何结构，所述其他元件或几何结构在本发明的意义上满足抵靠螺栓和/或保持螺纹件的功能。例如，抵靠螺栓和/或保持螺纹件可以如此布置在壳体中的径向孔中，使得其至少部分伸入贯通开口中。为此，抵靠螺栓和/或保持螺纹件尤其可以从外部穿过这些孔引导并且以适当的方式固定在其中。

如果设置抵靠螺栓，单件或多件式支承套筒可以以在轴向方向上指向的表面靠置在抵靠螺栓的突出到贯通开口中的区段处，且由此在轴向方向上得到支撑。如果设置有保持螺纹件，则可将其压靠支承套筒的指向径向方向上的表面。

通过使用抵靠螺栓和/或保持螺纹件可以特别简单且灵活地实现钻井口连接装置的装配。由此，由维修引起的拆卸也能够以适宜的方式实现。

附加地或备选地，在钻井口连接装置中可以在实践中设置有以下器件中的至少一种：

a)用于测量所述流体空间中的静液压力的器件，和/或

b)用于识别管连接元件在所述壳体内的轴向位置的器件，和/或

c)用于管连接元件位移的被动阻尼的器件。

如果设置至少一个用于测量流体空间中的静液压力的器件，则可以附加于改变管连接元件的轴向位置通过位于流体空间中的流体来测量相反地由管连接元件作用于流体的压力。然后，通过流体的静液压力可计算在管路和管连接元件中的轴向应力。如果该轴向应力由于超出或低于允许的应力上限或应力下限而离开设定范围，则可通过将流体引入流体空间中或从流体空间排出流体来主动改变管连接元件的位置。由此，管路可以膨胀或收缩，且轴向应力也可以主动和有针对性地调整，尤其是补偿。由于流体中的压力是静液的，因此可将流体从钻井口连接装置的壳体中导出，并且在该处布置至少一个用于测量静液压力的器件。例如，可以将所述至少一个压力测量器件布置在流体线路的旁路处，流体空间通过该流体线路馈送以流体。由此为这种压力测量提供了足够的空间。此外，有故障的压力测量器件也可以容易修理或更换。

如果附加地或备选地设置至少一个用于识别管连接元件在所述壳体内的轴向位置的器件，则可以检查管路是否被轴向拉伸、压缩或移位。例如，这种器件可以是光学测量器件。如果除了用于识别管连接元件的轴向位置的器件外没有附加地设置至少一个用于测量流体空间中的静液压力的器件，则可以至少基于位置测量仪的测量结果来决定是否应主动向流体空间馈送附加的流体，或者是否应主动从流体空间中排出流体。如果附加于位置测量仪，还设置有至少一个用于测量流体空间中的静液压力的器件，则可基于两种不同的测量结果来决定是给流体空间附加地馈送流体，还是从流体空间中排出流体。由此可以识别测量器件之中的一个测量器件的测量误差和/或缺陷，并且进一步提高钻井口连接装置的功能安全性。

此外，如果附加地或备选地设置用于管连接元件位移的被动阻尼的器件，则可以被动调节突发性的作用到管连接元件和/或壳体上的机械负载。例如，用于被动阻尼的器件可以是节流止回阀，其布置在流体线路中，流体空间通过该流体线路馈送以流体。节流止回阀限制流向流体空间或从其中流出的流体的流速。由此不能发生管连接元件的轴向的突然的——即突然出现的——位置变化，并且管连接元件不能通过破坏性事件、例如地下地球运动而撞击壳体。以简单的方式，可压缩的流体也可以是用于管连接元件位移的被动阻尼的器件，因为可压缩的流体随着压缩的增大而施加增大的抵抗压缩的反压力。

本发明还涉及一种用于减少在管路中的轴向应力的方法，管路与管连接元件固定连接，其中，根据上述描述内容设置有在功能上与管连接元件共同作用的流体空间。该方法包括以下方法步骤：

a)将所述管连接元件定位在所述壳体中，使得所述管连接元件处于中心位置中，并且流体压力处于设定范围内；

b)连续或至少定期测量流体的静液压力；

c)如果压力离开所述设定范围或由于达到边缘区域而有离开所述设定范围的危险，则增加或减少位于所述流体空间中的流体量，以便通过轴向移动所述管连接元件使静液压力尽可能保持在所述设定范围内，或使所述静液压力再次回到所述设定范围中。

通过这种方法可实现，监测作用到管路上和管连接元件上的轴向应力，并且有针对性地调节应力，尤其是减少或甚至完全补偿应力。对于与该方法相关的其他优点，参见根据本发明的钻井口连接装置的上述优点。下面结合附图对本发明的其它实践的实施方式和优点进行描述。

附图说明

图1A以竖直剖视图示出根据本发明的钻井口连接装置，其中管连接元件处于第一位置；

图1B以竖直剖视图示出图1A中的钻井口连接装置，其中管连接元件处于第二位置；

图2以沿着剖切平面A-A的水平剖视图示出图1A中的钻井口连接装置。

具体实施方式

图1A和1B示出本钻井口连接装置10在同一竖直剖视图中在不同位置中的实施方式。钻井口连接装置10具有基本上呈柱状的壳体12，该壳体具有在轴向方向上定向的且基本上同心的柱状的贯通开口14。

备选地，贯通开口14也可以构造成不同的几何结构(未示出)。

与贯通开口14的直径相比，壳体12的壁厚是大的，以便能够吸收在按照规定的运行中高的机械载荷。在轴向下端部处，壳体12在径向外侧构造成法兰管接头15，通过该法兰管接头可以将壳体12牢固地固定在基部处。备选地，但在图中并未示出，壳体12也能以其他合适的方式——例如通过焊接——与基部连接。在径向内侧，壳体12在下端部处具有第一组凹槽16，用于密封环(未示出)。密封环与壳体12和从下方伸入壳体12的贯通开口14中的管路(未示出)共同作用，从而贯通开口14相对于周围环境向下气密地密封。

在贯通开口14中设置有支承元件，其在形状设计上为中空柱状的、以周面贴靠在壳体12的内壁处的两件式的支承套筒18。

支承套筒18由下套筒元件20和上套筒元件22组成。各套筒元件20、22在轴向方向上彼此邻接并在支承套筒18的内侧上形成共同的、基本上连续的表面24，所述表面用作为支承面或滑动面。在下套筒元件20的沿轴向方向向下指向的端部处设置有径向向内指向的凸肩26。在上套筒元件22的沿轴向方向朝上指向的端部处也构造有径向向内指向的凸肩28。凸肩26在整个周部上沿着下套筒元件20的内侧延伸。凸肩28部分区段地沿着上套筒元件22的内侧构造。在下套筒元件20和壳体12之间设置有密封环(未示出)，该密封环被引入到壳体12中的第二组凹槽30中。

套筒元件20、22以固定在壳体处的方式固定在壳体12中，即位置固定地布置。所述固定在径向方向上通过将支承套筒18抵着壳体12的内壁支撑来进行。在轴向方向上，下套筒元件20以凸肩26的朝下指向的面抵着多个抵靠螺栓32支承。向上，下套筒元件20抵着上套筒元件22支承。上套筒元件22通过多个在径向上从外部压抵上套筒元件22的并固定在壳体12中的保持螺纹件34固定。为了这种固定，上套筒元件22在周面处具有凹陷部，其中至少一子集通过保持螺纹件34在上套筒元件22的按照规定的位置中接合。

当前，抵靠螺栓32和保持螺纹件34布置在沿径向设置在壳体12中的孔中。孔、抵靠螺栓32和保持螺纹件34在周向方向上均匀分布。此外，它们关于其相应的纵向轴线基本上旋转对称地构造。当前，抵靠螺栓32附加地具有在横截面方面呈多面体形的——尤其是正方形的——区段33，该区段从孔中伸出到贯通开口14中，并且下套筒元件20以凸肩26的底侧靠置在其平坦的水平取向的侧面上。

管连接元件36沿轴向可移动地布置在支承套筒18中。在图1A、1B中，管连接元件36水平分开地示出。管连接元件36构造为基本上旋转对称的管件，且设置用于在轴向下侧处与管路连接。在这方面，管连接元件36大致具有与按照规定连接的管路直径相同的直径。在轴向方向上，大约在中心处，管连接元件36具有用作为引导区段的、径向突出的凸缘38。管连接元件36的壁厚在凸缘38的区域中局部增加。以在径向方向上向外指向的凸缘面40，管连接元件36可以在轴向方向上沿着支承套筒18的表面24滑动或在支承套筒的表面处移动。凸缘38以及管连接元件36的移动路径在轴向方向上通过凸肩26、28限制。如图1A中所示，当到达凸缘38的移动路径的下端时，具有径向定向的延伸方向的限界凸缘38的下凸肩面42与下套筒元件20的凸肩26实现贴靠。备选地，如图1B中所示，当到达凸缘38的移动路径的上端时，具有径向定向的延伸方向的限界凸缘38的上凸肩面44与上套筒元件22的凸肩28实现贴靠。

如在图1B中也可以看出的，当下凸肩面42没有与下凸肩26处于贴靠时，在管连接元件36和支承套筒18之间在轴向方向上在凸缘38下方构造有用作为流体空间46的气密的中空空间。流体空间46可以通过设置在凸缘38中的馈送孔48和/或与之流体连接的流体线路50填充以流体。流体也可通过此路径从流体空间流出。流体空间46通过密封环(未示出)气密地封闭，该密封环被引入下套筒元件20中的第三组凹槽52中并且与管连接元件36共同作用。

流体线路50在壳体12的沿轴向方向的上端部处围绕管连接元件36呈螺旋状铺设。在图1A、1B中，这种布置可以通过管连接元件36的分开的图示来看出。附加地或备选地，也可以围绕管连接元件36设置多于图示的线路50的圈数，和/或围绕管连接元件36铺设另外的线路和/或线缆(例如“控制线”，未示出)。为了可靠地接纳这一个线路/多个线路和/或线缆，贯通开口14的直径在壳体12的沿竖直方向的上端部处被局部放大。流体线路50以及可能存在的线缆(未示出)通过在该区域中的孔54从壳体12中引出到周围环境中。流体线路50在这里与泵(未示出)连接并且通入填充有待输送的流体的储存容器(未示出)中。

当流体主动地被泵送到流体空间46中时，将压力施加到凸缘38的凸肩面42上，并且管连接元件36在轴向方向上抬起。当管连接元件36按照规定与不可运动的管路连接时(该管路因此也不能被简单地抬起，且尽管如此流体仍被泵送到流体空间46中)，轴向拉伸应力被施加到管连接元件36和与其连接的管路上。与此相对，如果管连接元件36在轴向方向上是可运动的，当在流体空间46中的流体量减少时，由流体承载的管连接元件36随着流体的填充高度而下降。如果管连接元件36是不可运动的，例如因为与其连接的管路是刚性的，管连接元件36就不能下降。与此相应地，当尽管如此流体仍从流体空间46中主动排出时，管连接元件36及与其连接的管路中的轴向的拉伸应力减小，或引入轴向的压缩应力。因此，流体空间46与管连接元件36在功能上如此共同作用，使得管连接元件36在按照规定的运行中的轴向位置与流体空间46中的流体量和/或流体压力在功能上相关联。

在轴向方向上在顶侧在壳体12上布置有壳体盖(也称为“封盖(packoff)”)56。壳体盖56基本上构造为管件，其在朝向壳体12定向的下端部处有具有法兰管接头58。壳体盖56通过法兰管接头58以位置固定和可脱开的方式与壳体12连接。在顶侧，壳体盖56与井口剩余部分(未示出)连接。在壳体12和壳体盖56的贴靠在壳体处的面处相对地设置有第四组凹槽60，可将密封件(未示出)引入其中。壳体盖56具有轴向柱状的孔62，其直径与贯通开口14的直径大致相当。轴向的柱状的孔62和贯通开口14同心布置。

在壳体盖56的孔62中引入另外的支承套筒64，该另外的支承套筒在轴向方向在顶侧抵着壳体盖56的肩部66支承。在壳体盖56和支承在其中的支承套筒64之间设置有密封环，该密封环可置入设置在壳体盖56中的第五组凹槽68中。布置在壳体盖56中的支承套筒64的内径相应于管连接元件36的沿轴向方向的上部区段的外径。因此，管连接元件36的上部区段可以被支承套筒64接纳。在布置在壳体盖56中的支承套筒64的内侧上设置有第六组凹槽70，可将密封器件引入所述第六组凹槽中，以密封在管连接元件36与布置在壳体盖56中的支承套筒64之间的接触面。

通过所描述的结构和所提及的密封件，管路或管连接元件36的内部空间向外气密地密封。此外，流体空间46相对于贯通开口14气密地密封，并且贯通开口14相对于围绕壳体12的周围环境气密地密封。因此提高了钻井口连接装置10的功能安全性，因为待输送的介质不能从钻井口连接装置10中简单地排出。附加地，在密封的贯通开口14中可以监测压力，且如果贯通开口中的压力离开设定范围，则发出警告信号。

在图2中以沿着图1中绘出的剖切平面A-A的水平剖视图示出钻井口连接装置10。孔54从贯通开口14在切向上穿过壳体12向外引导至周围环境。多个上文所述的与用于测量流体空间中的静液压力的器件72连接的流体线路50铺设穿过孔54。从图2中此外可以看出均匀地围绕壳体12的周部布置的保持螺纹件34、均匀分布的抵靠螺栓32、上套筒元件22的径向向内指向的且部分区段地构造的凸肩28以及管连接元件36。

本发明的在本说明书中、在附图中以及在权利要求书中公开的特征，对于以其不同实施方式实现本发明而言，不仅单个地可以是重要的，而且以任意组合也可以是重要的。本发明并不局限于所描述的实施方式。本发明可在权利要求书的范围内并且在考虑到本领域技术人员的认知的情况下变型。

附图标记列表

10 钻井口连接装置

12 壳体

14 贯通开口

15 壳体处的法兰管接头

16 第一凹槽

18 壳体中的两件式的支承套筒

20 下套筒元件

22 上套筒元件

24 滑动面，表面

26 下套筒元件的凸肩

28 上套筒元件的凸肩

30 第二凹槽

32 抵靠螺栓

33 抵靠螺栓的正方形的区段

34 保持螺纹件

36 管连接元件

38 管连接元件的凸缘

40 径向向外指向的凸缘面

42 凸缘的下凸肩面

44 凸缘的上凸肩面

46 流体空间

48 凸缘中的馈送孔

50 流体线路

52 第三凹槽

54 壳体的上端部处的孔

56 壳体盖(“封盖”)

58 壳体盖处的法兰管接头

60 第四凹槽

62 壳体盖中的轴向孔

64 壳体盖中的支承套筒

66 壳体盖的肩部

68 第五凹槽

70 第六凹槽

72 用于测量静液压力的器件

Claims (9)

1.用于深井的管路的顶侧连接的钻井口连接装置(10)，所述钻井口连接装置具有：壳体(12)，所述壳体具有贯通开口(14)；和布置在所述壳体(12)中的贯通开口(14)内的管连接元件(36)，其中，所述管连接元件(36)为了平衡在按照规定的运行中的轴向应力而在所述壳体(12)中在轴向上能移动地布置，

其特征在于，在所述壳体(12)中设置有在功能上与所述管连接元件(36)共同作用的流体空间(46)，所述流体空间布置为，使得所述管连接元件(36)在按照规定的运行中的轴向位置与所述流体空间(46)中的流体量和/或流体压力在功能上相关联。

2.根据前一项权利要求所述的钻井口连接装置(10)，其特征在于，在所述壳体(12)的轴向端部处布置有壳体盖(56)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的钻井口连接装置(10)，其特征在于，所述管连接元件(36)具有在径向上构造在外侧的至少一个引导区段，并且所述至少一个引导区段在外侧由支承元件包围。

4.根据前一项权利要求所述的钻井口连接装置(10)，其特征在于，所述管连接元件(36)的至少一个引导区段构造为在所述管连接元件(36)的轴向长度的一部分上的径向突出的凸缘(38)。

5.根据前一项权利要求所述的钻井口连接装置(10)，其特征在于，所述流体空间(46)与所述凸缘(38)直接邻接，并且具有在径向上定向的延伸方向的限界所述凸缘的凸肩面(42)用作为针对所述流体空间(46)中的作用于所述管连接元件(36)上的压力的作用面。

6.根据前三项权利要求中任一项所述的钻井口连接装置(10)，其特征在于：

a)所述壳体(12)和/或所述壳体盖(56)在内侧构造为支承元件，

和/或

b)在所述壳体(12)中和/或在所述壳体盖(56)中在壳体处固定地布置有用作为支承元件的至少一个支承套筒(64)。

7.根据前一项权利要求所述的钻井口连接装置(10)，所述钻井口连接装置具有在所述壳体(12)中布置的单件式或多件式的支承套筒(64)，其特征在于，所述支承套筒(64)在所述壳体中在轴向方向上的位置通过抵靠螺栓(32)和/或通过保持螺纹件(34)预定。

8.根据前述权利要求中任一项所述的钻井口连接装置(10)，其特征在于，设置有：

a)用于测量所述流体空间(46)中的静液压力(72)的器件，和/或

b)用于识别所述管连接元件(36)在所述壳体(12)内的轴向位置的器件，和/或

c)用于管连接元件位移的被动阻尼的器件。

9.用于减少在管路中的轴向应力的方法，所述管路与根据权利要求1-8中任一项所述的钻井口连接装置(10)的管连接元件(36)固定连接，其特征在于以下方法步骤：

a)将所述管连接元件(36)定位在所述壳体(12)中，使得所述管连接元件(36)处于中心位置中，并且流体压力处于设定范围内；

b)连续或至少定期测量流体的静液压力；

c)如果压力离开所述设定范围或由于达到边缘区域而有离开所述设定范围的危险，则增加或减少位于所述流体空间(46)中的流体量，以便通过轴向移动所述管连接元件(36)使静液压力尽可能保持在所述设定范围内或使所述静液压力再次回到所述设定范围中。