CN201620794U - 水下井口头回收工具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种水下井口头回收工具,应用于海洋弃井时水下井口头的切割回收。主要包括支撑座、锁紧臂、销轴、锁紧臂弹簧、支撑盖、支撑管和旋转提拉总成。其中,旋转提拉总成包括旋转壳体、导向帽、推力轴承、弹簧总成和心轴。支撑座坐放到井口头后,心轴带动旋转提拉总成完成旋转和提拉功能,使锁紧臂锁紧井口头,实现心轴在受拉状态下的旋转作业,作业完成后,心轴带动旋转提拉总成旋转、提升,锁紧臂在锁紧臂弹簧的辅助作用下与井口头脱离,实现井口头回收工具的脱离与回收。特点是结构紧凑、工作状态可视、安全可靠,完全适应海洋水下井口头回收作业需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及海洋石油钻井技术领域。具体就是一种适于海洋钻探弃井用的水下井口头回收专用工具。
背景技术
海洋石油勘探开发过程中,完成探井钻探后,需要进行测试并分析是否能转化为生产井。若判断不能转化为生产井,此井要放弃。在弃井过程中需把水下井口头系统从泥线以下一定深度切割开,并回收上部井口头,以免在泥线以上留有隐患。因而需要一种专门的井口头切割回收工具。传统的弃井方法采用的是下压式弃井回收工具,即采用旋转体直接坐落在井口头的上端面上,并在对井口头施加向下压力的状态下旋转钻柱,钻柱带动下端的切割工具完成对套管的切割。随着水深的增加,这种传统的下压式弃井回收工具的缺点逐渐暴露出来。如:由于井口头处于受压状态,钻柱在旋转时容易发生径向摆动,造成切割不稳定,作业效率低,严重时造成钻杆折断事故发生。
发明内容
本实用新型的目的是:提供一种适于海洋钻探弃井用的水下井口头回收工具,能与井口头对接;在钻柱旋转切割套管时,能通过锁紧臂对井口头施加上提拉力;在套管被割断后,能实现水下井口头的安全回收,并且结构紧凑,操作安全、简便。
本实用新型采用的技术方案是:水下井口头回收工具主要由支撑座、锁紧臂、销轴、锁紧臂弹簧、支撑盖、支撑管和旋转提拉总成组成。
旋转提拉总成由旋转壳体、导向帽、推力轴承、压缩弹簧和心轴组成。其中,心轴为空心圆柱状,心轴上端有内螺纹,下端有外螺纹;在心轴外壁上有一个圆环形台肩,台肩下表面有上捏合凸台。
旋转壳体为圆筒状,内有阶梯形中心孔;旋转壳体上部套在心轴外壁上,下部套在心轴台肩的外壁上;在心轴与旋转壳体之间的环形空间内有压缩弹簧和推力轴承,压缩弹簧和推力轴承套在心轴的外壁上,并且压缩弹簧在心轴台肩上平面与推力轴承之间。
旋转壳体的外壁上纵向均匀分布有三个凸键,三个凸键与支撑座内壁上的三组环槽和竖槽配合。
旋转壳体上端均匀分布有三个凹槽,三个凹槽是锁紧臂释放槽;旋转壳体上端均匀分布有三个凸起,三个凸起是定位台阶,实现下井口头回收工具与井口头的快速、安全解脱。
圆锥体形的导向帽套在心轴的外壁上,并且导向帽与旋转壳体上端面与旋转壳体下端面相对,导向帽通过导帽螺栓固定在旋转壳体下端。在导向帽上端面上有条形下捏合凸台,导向帽的下捏合凸台与心轴台肩下表面的上捏合凸台配合。当上捏合凸台与下捏合凸台捏合后,心轴能带动旋转壳体和导向帽一起旋转;当上捏合凸台与下捏合凸台分离后,心轴能单独旋转。
支撑座为同心双层圆筒状,内层圆筒套在旋转壳体的外壁上,内层圆筒顶部均匀分布有三个凹槽,即三个锁紧臂安装槽。在外层圆筒上平面上有与三个凹槽分别相对的锁紧臂销孔。在内层圆筒的内壁上有台阶状的环槽和与之联通的竖槽,环槽和竖槽共三组,呈周向均匀分布。
锁紧臂为90度弯曲板,锁紧臂有横壁和竖壁,锁紧臂竖壁下端内侧有与井口头外壁环槽相配合的凸起台阶,台阶能挂在井口头外壁环槽上。锁紧臂内侧转角处有销孔。三个销轴分别穿过支撑座的三个锁紧臂销孔和锁紧臂内侧销孔,将锁紧臂连接在支撑座上,锁紧臂能沿销轴摆动,锁紧臂的下端台阶能挂在井口头外壁环槽上或脱离井口头外壁环槽。锁紧臂横壁端部上平面有弹簧固定槽。在弹簧固定槽内有锁紧臂弹簧。
支撑盖为圆盘状有中心孔,支撑盖套在心轴上,支撑盖的下平面压在支撑座的上平面上,并且通过螺钉将支撑盖固定在支撑座的上平面上。三个锁紧臂和锁紧臂弹簧压在支撑盖下部,阻挡锁紧臂向上移动。
为了加强支撑盖的强度,支撑盖上部面有筋板;在支撑盖下平面与支撑座外筒的上平面之间垫有支撑管,螺栓穿过支撑盖固定孔和支撑管固定在支撑座上平面螺孔内,将支撑盖固定在支撑座的上部。
支撑座外层圆筒的下端内侧有45度斜锥面。
支撑座内层圆筒的外径与井口头内壁直径相同;支撑座外层圆筒的内径与井口头外壁直径相同。
水下井口头回收工具的工作原理:参阅图1。
旋转提拉总成心轴1上端接钻柱,下端接扶正器和切割工具。下放时,旋转壳体6外壁上的凸键23位于支承座内壁环槽18内,凸键23上端与环槽18上端接触,悬挂着回收工具下放,此时,锁紧臂4位于锁紧臂释放槽20内,在锁紧臂弹簧3的作用下张开。下放到位,支承座坐落到井口头9时,缓慢下放旋转提拉总成,凸键23下端触及环槽18下端,锁紧臂4脱离锁紧臂释放槽20。顺时缓慢转动旋转提拉总成,凸键23碰到环槽18台阶,上提旋转提拉总成,旋转壳体6上端面与锁紧臂4内端接触,锁紧臂4转动与井口头9咬合。继续顺时转动旋转提拉总,凸键23进入环槽18上部台阶,锁紧臂4与井口头9的咬合被锁死。上提心轴1,心轴1下端的上捏合凸台21与导向帽8上的下捏合凸台7脱离,心轴1在受拉状态下顺时旋转,进入工作状态。在更换刀具等需要使回收工具与井口头9解脱时,首先下放心轴1,在压缩弹簧11的作用下心轴1与旋转壳体6咬合,然后逆时转动心轴1,锁紧臂4与定位台阶24接触,此时锁紧臂4位置与锁紧臂释放槽20对正,锁紧臂4在锁紧臂弹簧3作用下转动,下端与井口脱离,上提心轴1,凸键23与环槽18上端接触,带动回收工具上移。
心轴1带动旋转提拉总成完成旋转和提拉功能,使锁紧臂4锁紧井口头9,实现心轴1在受拉状态下的旋转作业,作业完成后,心轴1带动旋转提拉总成旋转、提升,锁紧臂4在锁紧臂弹簧3的辅助作用下与井口头9脱离,实现井口头回收工具的脱离与回收。
本实用新型的特征在于:
1、采用了外挂式锁紧臂4结构,实现了回收工具与井口头9的可视化锁紧与解脱;
2、旋转壳体6为圆筒状,外壁有均匀分布的三个凸键23,与支撑座10内壁上的三组环槽18和竖槽17配合,实现井口头回收工具与井口头9的咬合与锁紧。
3、旋转壳体6顶端设有锁紧臂释放槽20和定位台阶24,实现井口头回收工具与井口头9的快速、安全解脱;
4、旋转提拉总成心轴1和导向帽8上设置了相配合的突台,在压缩弹簧11的作用下,实现心轴1单独旋转与心轴1带动旋转壳体6一起转动两种工作状态的转换。
本实用新型的有益效果:水下井口头回收工具,能适于海洋钻探弃井用水下井口头回收,实现了井口头在受拉状态下的钻柱旋转专业,减小了钻柱工作状态下的径向摆动,提高了切割作业的稳定性和工作效率,能实现水下井口头的安全、快速回收。
附图说明
图1是本实用新型水下井口头回收工具结构剖面示意图;
图2是支撑座剖面示意图;
图3是旋转提拉总成剖面示意图。
附图序号:1-心轴,2-支撑盖,3-锁紧臂弹簧,4-锁紧臂,5-销轴,6-旋转壳体,7-下捏合凸台,8-导向帽,9-井口头,10-支撑座,11-压缩弹簧,12-推力轴承,13-支撑管,14-螺栓,15-螺钉,16-锁紧臂安装槽,17-竖槽,18-环槽19-销孔,20-锁紧臂释放槽,21-上捏合凸台,22-导帽螺栓,23-凸键,24-定位台阶。
具体实施方式
以一个适用于18-3/4″井口头9(内径为473毫米)的水下井口头回收工具为例,结合附图,对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图1。本实用新型水下井口头回收工具,主要由支撑座10、锁紧臂4、销轴5、锁紧臂弹簧3、支撑盖2、支撑管13和旋转提拉总成组成。
参阅图2。旋转提拉总成由旋转壳体6、导向帽8、推力轴承12、压缩弹簧11和心轴1组成。其中,心轴1为空心圆柱状,心轴1外径为203.2毫米。心轴1上端有钻具内螺纹,下端有钻具外螺纹。在心轴1外壁上有一个圆环形台肩,圆环形台肩的厚度为48毫米。圆环形台肩下表面有四个上捏合凸台21。上捏合凸台21的高度为10毫米,宽度为10毫米。
旋转壳体6为圆筒状,外径为400毫米。旋转壳体6的内有阶梯形中心孔;旋转壳体6上部小中心孔套在心轴1外壁上,下部大中心孔套在心轴1台肩的外壁上;在心轴1与旋转壳体6之间的环形空间内有一个压缩弹簧11和一个推力轴承12。压缩弹簧11和推力轴承12套在心轴1的外壁上,并且压缩弹簧11在心轴1台肩上平面与推力轴承12之间。
旋转壳体6的外壁上纵向均匀分布有三个凸键23,三个凸键23与支撑座10内壁上的三组环槽18和竖槽17配合。(在工作原理部分有如何配合的叙述)
旋转壳体6上端均匀分布有三个凹槽,凹槽的宽度为47.61°,高度为50毫米。三个凹槽是锁紧臂释放槽20;旋转壳体6上端均匀分布有三个凸起,凸起的宽度为21.2°,高度为30毫米。三个凸起是定位台阶24,实现下井口头回收工具与井口头9的快速、安全解脱。(在工作原理部分有如何解脱的叙述)
圆锥体形的导向帽8套在心轴1的外壁上,锥体的锥度为45°。导向帽8与旋转壳体6上端面与旋转壳体6下端面相对,并且导向帽8通过五个导帽螺栓22固定在旋转壳体6下端。在导向帽8上端面上有四个条形下捏合凸台7,导向帽8的下捏合凸台7与心轴1台肩下表面的上捏合凸台21配合。
参阅图2。支撑座10为同心双层圆筒状,内层圆筒套在旋转壳体6的外壁上,内层圆筒顶部均匀分布有三个宽度为120毫米的凹槽,即三个锁紧臂安装槽16。在外层圆筒上平面上有与三个凹槽分别相对的锁紧臂销孔19。在内层圆筒的内壁上有台阶状的环槽18和与之联通的竖槽17,环槽18和竖槽17共三组,呈周向均匀分布。支撑座10内层圆筒的外径与井口头9内壁直径相同;支撑座10外层圆筒的内径与井口头9外壁直径相同。
参阅图1。锁紧臂4为90度弯曲板,锁紧臂4有横壁和竖壁,锁紧臂4的厚度为118毫米。锁紧臂4竖壁下端内侧有与井口头9外壁环槽相配合的凸起台阶,台阶能挂在井口头9外壁环槽上。锁紧臂4内侧转角处有一个销孔19。三个销轴5分别穿过支撑座10的三个锁紧臂销孔19和锁紧臂4内侧销孔19,将锁紧臂4连接在支撑座10上,锁紧臂4能沿销轴5摆动,锁紧臂4的下端台阶能挂在井口头9外壁环槽上或脱离井口头9外壁环槽。锁紧臂4横壁端部上平面有弹簧固定槽。在弹簧固定槽内有锁紧臂弹簧3。锁紧臂弹簧3是压缩弹簧。
支撑盖2为圆盘状有中心孔,支撑盖2中心孔套在心轴1上,支撑盖2的下平面压在支撑座10的上平面上,并且通过三个螺栓14和三个螺钉15将支撑盖2固定在支撑座10的上平面上。三个锁紧臂4和锁紧臂弹簧3压在支撑盖2下部,阻挡锁紧臂4向上移动。
支撑盖2上部面有六个筋板;在支撑盖2下平面与支撑座10外筒的上平面之间垫有三个支撑管13,螺栓14穿过支撑盖2固定孔和支撑管13固定在支撑座10上平面螺孔内,将支撑盖2固定在支撑座10的上部。支撑座10外层圆筒的下端内侧有一个45度斜锥面。
Claims (4)
1.一种水下井口头回收工具主要由支撑座(10)、锁紧臂(4)、销轴(5)、锁紧臂弹簧(3)、支撑盖(2)、支撑管(13)和旋转提拉总成组成;
旋转提拉总成由旋转壳体(6)、导向帽(8)、推力轴承(12)、压缩弹簧(11)和心轴(1)组成;其中,心轴(1)为空心圆柱状,心轴(1)上端有内螺纹,下端有外螺纹;在心轴(1)外壁上有一个圆环形台肩,台肩下表面有上捏合凸台(21);
旋转壳体(6)为圆筒状,内有阶梯形中心孔;旋转壳体(6)上部套在心轴(1)外壁上,下部套在心轴(1)台肩的外壁上;在心轴(1)与旋转壳体(6)之间的环形空间内有压缩弹簧(11)和推力轴承(12),压缩弹簧(11)和推力轴承(12)套在心轴(1)的外壁上,并且压缩弹簧(11)在心轴(1)台肩上平面与推力轴承(12)之间;
旋转壳体(6)的外壁上纵向均匀分布有三个凸键(23),三个凸键(23)与支撑座(10)内壁上的三组环槽(18)和竖槽(17)配合;
旋转壳体(6)上端均匀分布有三个凹槽,三个凹槽是锁紧臂释放槽(20);旋转壳体(6)上端均匀分布有三个凸起,三个凸起是定位台阶(24);
圆锥体形的导向帽(8)套在心轴(1)的外壁上,并且导向帽(8)与旋转壳体(6)上端面与旋转壳体(6)下端面相对,导向帽(8)通过导帽螺栓(22)固定在旋转壳体(6)下端,在导向帽(8)上端面上有条形下捏合凸台(7),导向帽(8)的下捏合凸台(7)与心轴(1)台肩下表面的上捏合凸台(21)配合;
支撑座(10)为同心双层圆筒状,内层圆筒套在旋转壳体(6)的外壁上,内层圆筒顶部均匀分布有三个凹槽,即三个锁紧臂安装槽(16);在外层圆筒上平面上有与三个凹槽分别相对的锁紧臂销孔(19),在内层圆筒的内壁上有台阶状的环槽(18)和与之联通的竖槽(17),环槽(18)和竖槽(17)共三组,呈周向均匀分布;
锁紧臂(4)为90度弯曲板,锁紧臂(4)有横壁和竖壁,锁紧臂(4)竖壁下端内侧有与井口头(9)外壁环槽相配合的凸起台阶,台阶能挂在井口头(9)外壁环槽上,锁紧臂(4)内侧转角处有销孔(19),三个销轴(5)分别穿过支撑座(10)的三个锁紧臂销孔(19)和锁紧臂(4)内侧销孔(19),将锁紧臂(4)连接在支撑座(10)上,锁紧臂(4)能沿销轴(5)摆动,锁紧臂(4)的下端台阶能挂在井口头(9)外壁环槽上或脱离井口头(9)外壁环槽,锁紧臂(4)横壁端部上平面有弹簧固定槽,在弹簧固定槽内有锁紧臂弹簧(3);
支撑盖(2)为圆盘状有中心孔,支撑盖(2)套在心轴(1)上,支撑盖(2)的下平面压在支撑座(10)的上平面上,并且通过螺钉(15)将支撑盖(2)固定在支撑座(10)的上平面上;三个锁紧臂(4)和锁紧臂弹簧(3)被压在支撑盖(2)下部。
2.根据权利要求1所述的水下井口头回收工具,其特征是:支撑盖(2)上部面有筋板;在支撑盖(2)下平面与支撑座(10)外筒的上平面之间垫有支撑管(13),螺栓(14)穿过支撑盖(2)固定孔和支撑管(13)固定在支撑座(10)上平面螺孔内,将支撑盖(2)固定在支撑座(10)的上部。
3.根据权利要求1或2所述的水下井口头回收工具,其特征是:支撑座(10)外层圆筒的下端内侧有45度斜锥面。
4.根据权利要求1或2所述的水下井口头回收工具,其特征是:支撑座(10)内层圆筒的外径与井口头(9)内壁直径相同;支撑座(10)外层圆筒的内径与井口头(9)外壁直径相同。
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Cited By (2)
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CN101798911A (zh) * | 2010-03-10 | 2010-08-11 | 中国石油天然气集团公司 | 水下井口头回收工具 |
CN107842332A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-27 | 重庆前卫海洋石油工程设备有限责任公司 | 一种冠状塞回收工具 |
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2010
- 2010-03-10 CN CN2010201395759U patent/CN201620794U/zh not_active Expired - Lifetime
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CN101798911B (zh) * | 2010-03-10 | 2012-05-30 | 中国石油天然气集团公司 | 水下井口头回收工具 |
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