CN219299289U

CN219299289U - 井口立管

Info

Publication number: CN219299289U
Application number: CN202090000801.7U
Authority: CN
Inventors: G·M·拉特兰; M·尼姆苏克; P·兰斯里旺
Original assignee: PTT Exploration and Production PCL
Current assignee: PTT Exploration and Production PCL
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2030-06-04
Also published as: WO2021002809A3; WO2021002809A2

Abstract

本发明旨在提供一种井口立管(100)，其能够通过使用连接至外端口(300)的外连接工具(310)来监测井口立管与井口的连接有效性，其中，井口立管(100)包括：中空筒形本体(110)，其连接在所述中空筒形本体的防喷器连接器(BOP连接器)(120)与井口连接器(130)之间，其中，在井口连接器(130)中设置有垫片槽(131)；环形垫片(200)，其设置在垫片10槽(131)中具有垫片通道(210)；以及外端口(300)，其设置在井口连接器(130)中；其特征在于，井口连接器(130)包括至少一个环形开孔(132)，其中，环形开孔(132)的一个侧部连接在外端口(300)和垫片槽(131)之间，以允许中空筒形本体(110)内的流体流动通过垫片通道(210)至外端口(300)或者反之亦然，以便测试所述井口立管(100)与井口(500)的连接是否有效。

Description

井口立管

技术领域

本发明涉及石油工程领域、具体涉及原油、天然气及自然资源平台装置。

背景技术

在石油工业中，井口立管是用于井口生产甲板上的井口与上层甲板上的防喷器(BOP)之间的竖向连接的最重要的钻探设备之一。在钻探期间和钻探之后安装井口立管以输送钻探期间形成的流体是非常重要的。此外，当需要控制井压时，井口立管还可以起到井的压力保护器的作用。因此，在安装之后、用于实际钻探作业之前，井口立管的连接接头需要进行耐压测试。

通常，对井口至井口立管和石油防喷器装置内流体的耐压性测试可以通过在所有设备安装并连接之后将测试塞工具置于井口中来完成以在实际钻探作业之前测试现场连接有效性。该测试由于测试装置的移位和安装而可能需要较长时间。

此外，在钻探行业常用的井口立管非常重，并且需要进行井内耐压性试验和石油防喷器装置的耐压性试验。通过钻机系统将重型井口立管从一口井移位至另一口井需要很长时间。此外，井口立管通常设计为可承受约10,000磅/平方英寸(psi)的压力。发现在诸如马尔塔班湾的一些地区的工作压力仅为5,000psi。因此，井口立管通常设计为承受约10,000psi的压力意味着井口立管非常粗且是不必要地重的。这增加了移位时间。

本发明的目的是开发一种井口立管，该井口立管可以连接到用于测试和直接监测所述井口立管与井口的连接有效性的装置中，以提高性能有效性，这是在天然气和原油平台行业竞争中成功获利的一个重要因素。

发明内容

本发明旨在提供一种井口立管，该井口立管能够通过使用连接至外端口的外连接工具来测试和直接监测井口立管与井口的连接有效性，其中，井口立管(100)包括：

中空筒形本体(110)，该中空筒形本体(110)连接在所述中空筒形本体的防喷器连接器(BOP连接器)(120)与井口连接器(130)之间，其中，在所述井口连接器(130)中设置有垫片槽(131)；

环形垫片(200)，该环形垫片(200)设置在垫片槽(131)中具有垫片通道(210)；以及

c.外端口(300)，该外端口(300)设置在井口连接器(130)中；

其特征在于，井口连接器(130)包括至少一个环形开孔(132)，其中，环形开孔(132)的一侧连接在外端口(300)与垫片槽(131)之间，以允许中空筒形本体(110)内的流体流动通过垫片通道(210)至外端口(300)或者反之亦然，以便测试所述井口立管(100)与井口(500)的连接是否有效。

本发明的另一目的是提供一种能够承受井口立管压力的轻质井口立管。

当结合附图和下面将详细描述的本发明的最佳实施方式的详细说明考虑时，本发明的其他目的和特征将会更加清楚。

附图说明

图1示出了连接至下井口并连接至上石油防喷器装置的井口立管。

图2示出了根据本发明的井口立管，其包括中空筒形本体、石油防喷器连接器和井口连接器。

图3示出了根据本发明的井口立管的另一视图，其包括中空筒形本体、防喷器连接器和井口连接器。

图4示出了根据本发明的井口立管，其示出了环形开孔、垫片槽和外端口。

图5示出了包括在测试套件中的连接部分的实验室耐压测试模型，其中，连接部分具有带有垫片通道的BX垫片。

图6示出了测试套件中的连接部分对内部压力的实验室耐压测试模型。

图7示出了测试套件中的连接部分对外部压力的实验室耐压测试模型。

具体实施方式

本发明旨在提供一种井口立管，该井口立管能够通过使用连接至外端口的外连接工具来测试和直接监测井口立管与井口的连接有效性，如下面的描述和附图中详细描述的。

除非另有说明，否则此处描述的任何方面都意味着包括本发明其他方面的应用。

定义

除非另有说明，否则此处使用的技术术语或科学术语具有本领域技术人员使用的定义。

此处命名的任何工具、设备、方法或化学品是指本领域技术人员通常使用的工具、设备、方法或化学品，除非另有说明它们是仅在本发明中特有的工具、设备、方法或化学品。

在权利要求或说明书中与“包括”一起使用的单数名词或单数代词表示“一个”，也包括“一个或更多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”。

在整个本申请中，术语“大约”是指在此处出现或示出的任何数字可能会因设备、方法或使用所述设备或方法的个人的任何误差而发生改变或偏差。

“井口”包括用于但不限于原油、天然气、海底资源等的钻探井口。

“外连接工具”是指可以组装至外端口以便测试连接装置的连接有效性和/或管道内的流体特性的装置，包括但不限于压力测试装置、压力计、真空计、闸阀、针阀、止回阀、泵、滑脂塞和泄放塞、或具有类似作用的其他装置。

“安置”、“增加”、“插入”、“连接”、“连结至”、“连接至”、“设置”、“安置有”、“增加有”、“插入有”、“连接有”、“联接至”或其他类似词语在与根据本发明的外连接工具一起使用时是指通过安置、增加、插入、连接、连接至井口立管的外端口来使用所述装置，以便使所述外连接工具与管道内的流体——所述流体会流动通过垫片通道至外端口或者反之亦然——接触，以确定所述井口立管(100)与井口(500)的连接是否有效。需要指出的是，所述外连接工具的形状不一定要与外端口相同，也不必完全配装、固定、附接或锁定到外端口中。

在一个实施方式中，井口立管(100)包括：

中空筒形本体(110)，该中空筒形本体(110)连接在所述中空筒形本体的防喷器连接器(BOP连接器)(120)与井口连接器(130)之间，其中，在井口连接器(130)中设置有垫片槽(131)；

外端口(300)，该外端口(300)设置在井口连接器(130)中；

其特征在于，井口连接器(130)包括至少一个环形开孔(132)，其中，所述环形开孔(132)的一侧连接在外端口(300)与垫片槽(131)之间，以允许中空筒形本体(110)内的流体流动通过垫片通道(210)至外端口(300)或者反之亦然，以便测试所述井口立管(100)与井口(500)的连接是否有效。

在另一实施方式中，石油防喷器连接器(120)进一步包括与井口连接器(130)相同的垫片槽、设置在垫片槽中的垫片通道、外端口和环形开孔。

在另一实施方式中，环形开孔(132)具有在0.15英寸至0.25英寸范围内的直径。

在另一实施方式中，环形开孔(132)具有选自半球形、圆顶形、筒形或圆锥形的形状。在井口连接器(130)包括多于一个环形开孔(132)的情况下，环形开孔(132)的形状不限于是相同的。

在另一实施方式中，井口立管还包括设置在外端口(300)中以用于监测所述井口立管(100)与井口(500)的连接有效性的外连接工具(310)。

在另一实施方式中，外连接工具(310)选自压力测试装置、压力计、真空计、闸阀、针阀、止回阀、泵、滑脂塞和泄放塞。

在优选实施方式中，外连接工具(310)为压力测试装置。

在另一实施方式中，外端口(300)具有在0.125英寸至2.0英寸范围内的直径。

在优选实施方式中，外端口(300)具有在0.375英寸至0.75英寸范围内的直径。

在另一实施方式中，中空筒形本体(110)具有在15英寸至20英寸范围内的外径。

在另一实施方式中，井口立管还包括用于将井口立管紧固至井口的连接螺栓(140)。

在下文中，示出了本发明的实施方式，而不是为了限制本发明的任何范围。

图1示出了井口立管(100)的外部构型，井口立管(100)是筒形管道并且包括两个连接部分。下连接部分固定到井口(500)中，井口(500)固定到从海床(600)突出的套管中。上连接部分固定到石油防喷器装置(400)中。在两个连接部分中，井口连接器(130)固定到井口(500)中，并且防喷器连接器(120)通过螺栓固定到石油防喷器装置(400)中，如图中所示。从井口(500)获得的原油或天然气将经由井口立管(100)输送至石油防喷器装置(400)直至上部海上平台(图中未示出)。

图2示出了井口立管(100)的内部构型，井口立管(100)包括中空筒形本体(110)、防喷器连接器(120)和井口连接器(130)。中空筒形本体(110)具有直的筒形形状，并且连接部分为两端的法兰。

图3示出了中空筒形本体(110)、防喷器连接器(120)和井口连接器(130)的另一视图。

图4示出了井口连接器(130)，其示出了设置在井口连接器(130)中的环形开孔(132)、垫片槽(131)和外端口(300)。根据本发明的井口连接器包括与环形开孔(132)和外端口(300)连接的垫片槽(131)。然而，垫片通道(210)的布置不受限制，无论其是否位于与环形开孔(132)相同的阵列中。此外，井口立管可以包括用于将井口立管紧固至井口的连接螺栓(140)。

此外，防喷器连接器(120)可以包括与井口连接器(130)中相同的垫片槽(131)、设置在垫片槽中具有垫片通道(210)的环形垫片(200)、外端口(300)以及环形开孔(132)。

在井口立管与井口之间完全连接或有效连接的情况下，管道内的流体将无法流动通过垫片通道(210)和环形开孔(132)至外端口(300)。另一方面，外部流体将无法流入管道中。这使得能够通过井口立管完全输送至井口。在不完全连接或内部压力高于过去曾经测试出的导致不完全连接或无效连接的值的情况下，连接部分将分离。因此，管道内的流体可以流动通过垫片通道(210)和环形开孔(132)进入外端口(300)。另一方面，在不完全连接的情况下，外部流体可以流动通过外端口(300)、通过环形开孔(132)和垫片通道(210)进入管道的内部。

通过上述构型，根据本发明的装置可以根据下面对井口立管的连接的测试方法的描述，通过将外连接工具(310)连接至外端口(300)，应用于测试井口立管(100)的连接有效性。外连接工具(310)、例如压力测试装置设置到外端口(300)中，外连接工具(310)能够提供压力并且能够测量压力。因此，外连接工具可以用来测试对连接部分的压力。替代性地，压力计可以设置到外端口(300)中，以测量管道的从连接部分泄漏的内部压力。此外，在与上述相同的方面，外连接工具(310)还可以针对不同目的选自但不限于真空计、闸阀、针阀、止回阀、泵、滑脂塞或泄放塞。然而，在不对环形开孔(132)进行操作的情况下，可以将螺钉添加到外端口(300)中以阻塞管道的内部压力。

作为示例并且为了更好地理解本发明，本发明在现场使用前使用连接部分的实验室耐压测试装置对垫片和垫片槽的耐压性进行了测试。在测试中使用了API BX受压自紧式(pressure-energized)环形垫片。BX-160用于针对5,000psi的最大压力进行测试。BX-159用于针对10,000psi的最大压力进行测试。连接部分的耐压测试装置如图5中所示。因此，5,000psi的压力是现场使用的平均压力。10,000psi的压力是根据实验室测试规定的压力。

图5示出了具有通道的BX垫片的实验室耐压性测试的概览，该测试用于测试连接部分的耐压性。具有垫片通道(210)的垫片(200)设置在4个外测试端口的垫片槽(131)(图5中在放大圆圈中示出)中，4个外测试端口包括外测试端口a(350)、外测试端口b(360)、外测试端口c(370)和外测试端口d(380)。在该测试中，外测试端口b(360)和外测试端口d(380)未被使用并且被关闭。测试步骤如下。

1、管道的内部压力对连接有效性的测试

在5,000psi、7,500psi和10,000psi的压力水平测试连接部分对管道内部压力的耐压性。外测试端口c(370)连接至压力测试工具，该压力测试工具为外连接工具以提供测试装置的顶部的流体静压力。压力计连接至另一测试端口、即外测试端口a(350)，如图6中所示。当管道内部的水压超过连接有效性的限制时，连接是不完全的。当连接是不完全的时，管道内的水会流动通过外测试端口c(370)、经由垫片通道(210)和环形开孔(132)流动至外测试端口a(350)。因此，连接至所述外端口的压力计可以记录在发现外测试端口a(350)处的压力时的压力以及在终止测试时增加的流体静压力。

2、管道的外部压力对连接有效性的测试

在5,000psi、7,500psi和10,000psi的压力水平测试连接部分对管道外部压力的耐压性。外测试端口a(350)连接至压力测试工具，该压力测试工具为外连接工具以提供测试装置的顶部的流体静压力，如图7中所示。当管道外部水压超过连接有效性的限制时，连接是不完全的。当连接是不完全的时，管道外部的水会流动通过外测试端口a(350)、经由环形开孔(132)和垫片通道(210)流动至外测试端口c(370)。会看到水从外测试端口c(370)流出。从压力测试装置获得的结果表明，来自外部压力的压力导致无效连接。

从使用BX-159和BX-160垫片、使用实验室外测试装置通过外测试端口在5,000psi、7,500psi和10,000psi的压力水平测试连接部分的耐压性的测试中发现，可以在现场工作中在约10,000和约5,000psi测试耐压性。结果表明，根据本发明的井口立管可以实际地使用。它可以抵抗比实际出现在井口中的压力和/或实际出现的对石油防喷器装置的压力高的压力。根据本发明的井口立管与常规井口立管相比具有更轻的重量，这可以减少吊升的时间和计划。

如上所示，根据本发明的对耐压性的测试也可以在现场工作中通过将压力从外连接工具(310)施加至测试装置来执行，其中，可以通过逐步增加压力至需要测试的水平而将压力从外端口(300)经由环形开孔(132)传递至垫片通道(210)。该方法的优点在于，可以对根据本发明的井口立管的连接有效性进行测试，而无论其是否可以抵抗实际现场工作中的压力。

本发明中描述的装置和方法的原理旨在涵盖没有实施、修改或改变任何参数的下述实施方式：对于本领域技术人员而言，这些实施方式与本发明显著不同、可以获得与本发明相似的特性、效用和结果、没有在所附权利要求中特别描述。因此，本发明的各方面的可替换方面或类似方面、包括本领域技术人员可以清楚地看到的任何微小的修改或变化均应视为包含在本发明的如在所附权利要求中示出的范围、精神和构思中。

本发明的最佳方式或优选实施方式

本发明的最佳方式或优选实施方式为如在本发明的描述中所提供的。

Claims

1.一种井口立管(100)，包括：

中空筒形本体(110)，所述中空筒形本体(110)连接在所述中空筒形本体的防喷器连接器(120)与井口连接器(130)之间，其中，在所述井口连接器(130)中设置有垫片槽(131)；

环形垫片(200)，所述环形垫片(200)设置在所述垫片槽(131)中具有垫片通道(210)；以及

外端口(300)，所述外端口(300)设置在所述井口连接器(130)中；

其特征在于，所述井口连接器(130)包括至少一个环形开孔(132)，其中，所述环形开孔(132)的一侧连接在所述外端口(300)与所述垫片槽(131)之间，以允许所述中空筒形本体(110)内的流体流动通过所述垫片通道(210)至所述外端口(300)或者反之亦然，以便测试所述井口立管(100)与井口(500)的连接是否有效。

2.根据权利要求1所述的井口立管，其中，所述环形开孔(132)具有在0.15英寸至0.25英寸范围内的直径。

3.根据权利要求1所述的井口立管，其中，所述环形开孔(132)具有选自半球形、圆顶形、筒形或圆锥形的形状。

4.根据权利要求1所述的井口立管，其中，所述井口立管还包括设置在所述外端口(300)中以用于监测所述井口立管(100)与所述井口(500)的连接有效性的外连接工具(310)。

5.根据权利要求4所述的井口立管，其中，所述外连接工具(310)选自压力测试装置、压力计、真空计、闸阀、针阀、止回阀、泵、滑脂塞和泄放塞。

6.根据权利要求5所述的井口立管，其中，所述外连接工具(310)为压力测试装置。

7.根据权利要求1所述的井口立管，其中，所述外端口(300)具有在0.125英寸至2.0英寸范围内的直径。

8.根据权利要求7所述的井口立管，其中，所述外端口(300)具有在0.375英寸至0.75英寸范围内的直径。

9.根据权利要求1所述的井口立管，其中，所述中空筒形本体(110)具有在15英寸至20英寸范围内的外径。

10.根据权利要求1所述的井口立管，其中，所述井口立管还包括用于将所述井口立管紧固至所述井口的连接螺栓(140)。