專(zhuān)利名稱(chēng)：內(nèi)部樹(shù)帽和itc送入工具的制作方法
內(nèi)部樹(shù)帽和ITC送入工具本發(fā)明涉及內(nèi)部樹(shù)帽(internal tree cap)和用于送入內(nèi)部樹(shù)帽的工具。另外，本 發(fā)明涉及使用樹(shù)帽和工具的方法。背景由于用于海底碳?xì)浠衔锞膬善琳显瓌t，上部塞和下部塞通常被安裝在海底 采油樹(shù)(subsea X-mas tree)的孔或其內(nèi)部元件例如管道懸掛器(tubing hanger)中。利用 內(nèi)部樹(shù)帽取代上部塞是所熟知的，該樹(shù)帽具有除了僅僅阻塞流體連接之外的特征。已知的內(nèi)部樹(shù)帽被安裝且穿過(guò)海底隔水管(marine riser)從表面設(shè)施(surface installation)取回。因此，如此的安裝或取回操作是笨重的，因?yàn)樗鼈冃枰獜谋砻娌⑾蛳?到井樹(shù)安置隔水管。安置隔水管花費(fèi)時(shí)間，并且人們需要使用井架。井架不總是輕易可 獲得的，并且日常租用昂貴。另夕卜，在一些實(shí)例中，PTV-線(旋塞試驗(yàn)閥(plug testing valve))可能被堵塞，
使其不可能檢驗(yàn)下部塞和內(nèi)部樹(shù)帽之間的空間。利用送入隔水管內(nèi)部的常規(guī)內(nèi)部樹(shù)帽， 人們面臨解決伴隨此類(lèi)狀況出現(xiàn)的此類(lèi)問(wèn)題的難題。例如，取回內(nèi)部樹(shù)帽可能因?yàn)橛蓛?nèi) 部樹(shù)帽下方的密封空間形成的靜液鎖閉而不能被完成。國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公布W02007054644描述了用于海底樹(shù)和用于管道懸掛器的帽。 該帽適于內(nèi)部地和外部地布置在樹(shù)四通(tree spool)的周?chē)?，而不適于穿過(guò)海底隔水管降 落。其適于被降落在線上。另外，專(zhuān)利申請(qǐng)公布US20040216885描述了用于通過(guò)使用ROV將樹(shù)帽安裝在海 底采油樹(shù)上的方法。帽具有穿過(guò)其的通道，以便提供帽下方的空間中的真空或負(fù)壓，從 而將帽“吸”到適當(dāng)?shù)奈恢?。目的本發(fā)明試圖解決以上所提到的涉及常規(guī)內(nèi)部樹(shù)帽(ITC)和內(nèi)部樹(shù)帽工具(ITC工 具)的問(wèn)題。另外，本發(fā)明提供了在現(xiàn)有領(lǐng)域中尚未公開(kāi)的一些有利特征。本發(fā)明根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供適于安裝在海底井單元的孔中或安裝到海底井單 元的內(nèi)部管狀元件的內(nèi)部樹(shù)帽(ITC)。ITC包括用于可釋放地將ITC鎖定到所述海底井 單元或內(nèi)部管狀元件的鎖定元件。ITC還包括延伸穿過(guò)在內(nèi)部樹(shù)帽的下部部分和上部部 分之間的流體屏障(fluid barrier)的流體通道，該流體通道被爆裂元件阻塞，爆裂元件適 于當(dāng)暴露到超過(guò)爆裂元件的預(yù)定壓力差時(shí)破裂并且打開(kāi)以使流體流穿過(guò)流體通道。利用 此類(lèi)ITC，可以在不使用ROV的情況下使流體進(jìn)入所安裝的ITC下方的空間，即使PTV 線(壓力試驗(yàn)閥)被阻塞。這將在以下進(jìn)一步描述。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的ITC包括閥，該閥被布置成與在樹(shù)帽的上部部 分和下部部分之間的所述流體屏障中的流體通路相連接。當(dāng)進(jìn)入ITC的入口未被阻止 時(shí)，例如通過(guò)海底隔水管，ROV可以打開(kāi)閥，以便提供到ITC下方的空間的流體連接。管道可被布置成流體連接到所述流體通道的頂部，并且可以有利地設(shè)置有彎曲 部分或過(guò)濾器，以便防止掉落的碎屑阻塞流體通道。
ITC可以優(yōu)選地包括相互地布置在內(nèi)部套管上的外部套管，該外部套管適于當(dāng)被 迫使相對(duì)于內(nèi)部套管向下時(shí)迫使鎖定開(kāi)口環(huán)(Iockingsplitring)向外進(jìn) 入與海底井元件或 其內(nèi)部管狀元件的接合中。這樣，ITC適于由ITC送入工具(ITCraraiingt00I)送入，例 如以下進(jìn)一步所描述的ITC送入工具。海底井單元可以為樹(shù)四通，并且所述內(nèi)部管狀元件可以為布置在樹(shù)四通中的管 道懸掛器。優(yōu)選地，ITC的上部部分適于布置成與布置了 ITC的海底井單元例如樹(shù)四通的上 部部分齊平或低于海底井單元的上部部分。ITC可具有熱入扣接收器(hotstab receptacle)，該熱入扣接收器用于ROV熱入
扣，并具有到內(nèi)部樹(shù)帽下方的空間的流體連接，使得在安裝時(shí)能夠通過(guò)ROV進(jìn)行所述空 間的壓力測(cè)試。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供穿過(guò)海底隔水管從海底井元件的孔取回內(nèi)部樹(shù)帽 的方法，其中PTV-線(旋塞試驗(yàn)閥)被阻塞，該阻塞導(dǎo)致內(nèi)部樹(shù)帽和下部屏障例如下部 塞之間的密封空間。該方法包括以下步驟a)將內(nèi)部樹(shù)帽取回工具連接到內(nèi)部樹(shù)帽；b)將如此大小的壓力施加在隔水管中，使得在所述空間和內(nèi)部樹(shù)帽的上側(cè)之間 的流體通道中的爆裂元件爆裂，從而打開(kāi)所述通道；以及c)拉起所述取回工具，從而將內(nèi)部樹(shù)帽從與海底井單元的接合中脫離。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供用于將內(nèi)部樹(shù)帽(ITC)鎖定到海底井單元的孔或 從海底井單元取回內(nèi)部樹(shù)帽(ITC)的工具，該工具適于直接地或間接地鎖定在海底井單 元上。該工具包括用于將工具線懸掛在表面設(shè)施上的線連接構(gòu)件和用于將所述內(nèi)部樹(shù)帽 直接地或間接地鎖定在海底井單元的孔中的致動(dòng)裝置，以及用于支撐內(nèi)部樹(shù)帽的ITC支 撐裝置。該工具適于在安裝時(shí)從所述海底井單元和內(nèi)部樹(shù)帽上取回，因?yàn)樗鯥TC支撐 裝置適于優(yōu)選地由通過(guò)ROV的致動(dòng)而從工具上釋放ITC。工具優(yōu)選地適于在垂直的方向上將ITC移動(dòng)到降落的位置，并且進(jìn)一步將 ITC-構(gòu)件垂直地向下推到ITC鎖定位置。另外，工具優(yōu)選地包括用于指示未降落位置、 降落位置和鎖定位置的指示裝置，其中所述指示裝置為從工具的外部可見(jiàn)的。在一個(gè)實(shí)施方式中，工具可通過(guò)閂把手(latching handle)閂到或解閂到ITC，并 且所述閂把手可通過(guò)鎖定銷(xiāo)鎖定在閂住的位置，防止ITC從工具上非故意的解閂。優(yōu)選地，工具適于可釋放地連接到內(nèi)部樹(shù)帽的外部套管，并且在降落內(nèi)部樹(shù)帽 之后，通過(guò)致動(dòng)至少一個(gè)ROV致動(dòng)的液壓活塞來(lái)迫使所述外部套管向下，以便將內(nèi)部樹(shù) 帽鎖定到所述孔中的管道懸掛器。在工具的一個(gè)實(shí)施方式中，ITC支撐裝置包括主體，其具有沿主體的外部周邊布置的多個(gè)鎖定構(gòu)件，鎖定構(gòu)件關(guān)于相應(yīng)的旋 轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支撐在主體上；致動(dòng)環(huán)，其被布置在主體的內(nèi)部周邊內(nèi)，所述致動(dòng)環(huán)包括多個(gè)接合元件，多個(gè) 接合元件延伸進(jìn)入鎖定構(gòu)件的接合槽，以便通過(guò)相對(duì)于主體旋轉(zhuǎn)致動(dòng)環(huán)來(lái)關(guān)于所述軸旋 轉(zhuǎn)鎖定構(gòu)件；其中，根據(jù)它們的旋轉(zhuǎn)位置，鎖定構(gòu)件適于呈鎖定位置和解鎖位置，在鎖定位置，它們的周邊從ITC支撐裝置向外延伸第一距離，在解鎖位置，所述距離短于第一距 離，因?yàn)閺逆i定構(gòu)件的軸到它們的周邊的距離沿周邊變化。優(yōu)選地，ITC支撐裝置可由ROV通過(guò)在工具的外部上延伸的ITC閂把手來(lái)操
作。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種用于從表面設(shè)施穿過(guò)海底隔水管將內(nèi)部樹(shù)帽 安裝在海底井單元的孔中的方法。方法包括以下步驟a)穿過(guò)所述隔水管將送入工具下降到海底井單元，送入工具攜帶內(nèi)部樹(shù)帽，直 到內(nèi)部樹(shù)帽已經(jīng)降落在所述海底井單元的孔中；b)將球下降穿過(guò)所述隔水管，從而封閉所述送入工具中的通道；C)將壓力施加在所述隔水管的中，從而提供液壓活塞的向下運(yùn)動(dòng)，液壓活塞的 向下運(yùn)動(dòng)迫使內(nèi)部樹(shù)帽的外部套管向下移動(dòng)，這進(jìn)一步導(dǎo)致迫使內(nèi)部樹(shù)帽的開(kāi)口環(huán)進(jìn)入 與海底井單元的孔或孔外形或者其內(nèi)部管狀構(gòu)件的接合中。此類(lèi)用于安裝的方法使得還穿過(guò)海底隔水管安裝根據(jù)本發(fā)明第一方面的ITC成 為可能。因此，ITC不限于用于線懸掛的送入工具。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，還提供一種穿過(guò)海底隔水管從海底井元件的孔取回內(nèi) 部樹(shù)帽的方法，其中PTV-線(旋塞試驗(yàn)閥-線)被阻塞，其中阻塞導(dǎo)致內(nèi)部樹(shù)帽和下部 塞之間的密封空間。該方法包括以下步驟a)將內(nèi)部樹(shù)帽取回工具連接到內(nèi)部樹(shù)帽；b)將如此大小的壓力施加在隔水管中，使得在所述空間和內(nèi)部樹(shù)帽的上側(cè)之間 的流體通道中的爆裂元件爆裂，從而打開(kāi)所述通道；以及c)拉起所述取回工具，從而將內(nèi)部樹(shù)帽從與海底井單元的接合中脫離。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種用于分別鎖定到圓形孔或構(gòu)件的內(nèi)部鎖定凹 槽或外部鎖定凹槽的鎖定機(jī)構(gòu)。該鎖定機(jī)構(gòu)包括主體，其具有沿主體的內(nèi)部周邊或外部周邊布置的多個(gè)鎖定構(gòu)件，鎖定構(gòu)件關(guān) 于相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地支撐在主體上；致動(dòng)環(huán)，其被分別地布置在主體的內(nèi)部周邊內(nèi)或其外部周邊外，所述致動(dòng)環(huán)包 括多個(gè)接合元件，多個(gè)接合元件延伸進(jìn)入鎖定構(gòu)件的接合槽，或反之亦然，以便通過(guò)相 對(duì)于主體旋轉(zhuǎn)致動(dòng)環(huán)來(lái)關(guān)于所述軸旋轉(zhuǎn)鎖定構(gòu)件；其中，根據(jù)它們的旋轉(zhuǎn)位置，鎖定構(gòu)件適于呈鎖定位置和解鎖位置，在鎖定位 置，它們的周邊分別從鎖定機(jī)構(gòu)徑向向外或從鎖定機(jī)構(gòu)徑向向內(nèi)延伸第一距離，在解鎖 位置，所述距離短于第一距離或不存在，因?yàn)閺逆i定構(gòu)件的軸到它們的周邊的距離沿周 邊變化。此類(lèi)鎖定機(jī)構(gòu)適合于將構(gòu)件鎖定到孔中的內(nèi)部凹槽，例如樹(shù)四通或內(nèi)部樹(shù)帽的 內(nèi)部凹槽，例如本文所說(shuō)明的一個(gè)。鎖定機(jī)構(gòu)還可被布置成，鎖定到圓形構(gòu)件的外部凹 槽，例如在外部鎖定在樹(shù)四通上。該機(jī)構(gòu)通過(guò)相對(duì)于主體旋轉(zhuǎn)致動(dòng)環(huán)來(lái)致動(dòng)。因此，主 體還可被旋轉(zhuǎn)，以獲得相同的功能。應(yīng)該理解到，鎖定機(jī)構(gòu)可以鎖定在同心的形狀以及 非同心的形狀上，例如具有橢圓形環(huán)橫截面的鎖定凹槽。鎖定構(gòu)件可具有板的形狀。這將通過(guò)能夠吸收較大的力并通過(guò)避免改變形狀 (例如開(kāi)口環(huán))而具有超過(guò)其他解決方案如鎖定銷(xiāo)或可擴(kuò)展的開(kāi)口環(huán)的優(yōu)勢(shì)。
板可以 優(yōu)選地被布置在兩個(gè)表面之間，其中的一個(gè)為主體的表面。因此，板可 以被優(yōu)選地通過(guò)從表面中的一個(gè)穿過(guò)所述板延伸到另一個(gè)的螺栓支撐。代替在鎖定構(gòu)件中布置接合槽，鎖定構(gòu)件還可設(shè)置有接合構(gòu)件，例如延伸進(jìn)入 致動(dòng)環(huán)中的接合槽中的突起。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將輕易理解到的，本發(fā)明呈現(xiàn)出多個(gè)優(yōu)勢(shì)。ITC工具在不使用海底隔水管的情況下給予了送入ITC的可能性。其同等地成 本有效且易于使用。ITC可以通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的工具且穿過(guò)海底隔水管被送入。另外， 其呈現(xiàn)給與了多種優(yōu)勢(shì)和可能性的優(yōu)選特征。已經(jīng)描述了本發(fā)明的主要特征，以下將給予對(duì)于示例性實(shí)施方式的更詳細(xì)描 述。實(shí)施方式的實(shí)施例以下，將參照附圖給予對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部樹(shù)帽(ITC)和ITC工具的示例性實(shí) 施方式的描述，其中圖IA和IB為根據(jù)本發(fā)明的ITC送入工具的透視圖；圖2為圖IA和IB中的ITC送入工具的俯視圖；圖3為圖2中的工具沿截面A-A的橫截面視圖；圖4為圖2中的工具沿截面C-C的橫截面視圖；圖5為圖2中的工具沿截面D-D的橫截面視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)部樹(shù)帽(ITC)的俯視圖；圖7A和7B分別為圖6中的ITC沿面B-B和C-C的橫截面視圖；圖8為圖6中的ITC的透視橫截面視圖；圖9為在送入ITC期間降落在樹(shù)四通上的工具的橫截面視圖；

圖10為穿過(guò)海洋隔水管通過(guò)BPRT (井眼保護(hù)器送入工具)安裝在管道懸掛器上 的ITC的橫截面視圖。圖11為圖10中的已經(jīng)被鎖定到管道懸掛器的ITC的橫截面視圖；圖12為ITC送入工具的頂部部分的橫截面視圖；圖13為圖12示出的頂部部分的放大的透視圖；圖14為可選擇的ITC保持元件的俯視圖；圖15為圖12和圖13示出的ITC送入工具的部分的透視圖；圖16為可選擇的ITC保持元件的橫截面視圖；圖17為留在樹(shù)四通中的ITC的橫截面視圖，同時(shí)送入工具被撤出；以及圖18為圖17中的ITC的橫截面視圖，其示出有布置在樹(shù)四通上的碎屑帽。在圖IA和IB中，說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明第一方面的內(nèi)部樹(shù)帽送入工具101。實(shí)際 上，ITC工具101為改造的輕的樹(shù)送入工具。ITC工具101適于通過(guò)工具101的頂部上的 眼103懸掛在懸掛支架上的線(未示出)上。因此，其適于通過(guò)絞車(chē)和ROV降落在樹(shù)四 通(未示出)上。工具具有圓柱形的外殼部分105a和頂部外殼部分105b。漏斗狀物107 被布置在外殼105下，使得在將工具101降落在四通上時(shí)確保了工具101和樹(shù)四通(未示 出)之間輕柔的接觸。圓形的把手109被連接到頂部外殼105b，用于保護(hù)工具101并用于通過(guò)ROV(遠(yuǎn)程操控裝置)(未示出)操作。用于接收ROV熱入扣的ROV熱入扣接收 器111也被示出在圖IA和IB中。其功能將在以下進(jìn)一步解釋?zhuān)瑘DIA和IB示出的其他 元件同樣將是。圖2示出以上的ITC工具。這里人們可以看到兩個(gè)ROV熱入扣接收器111、把 手109、頂部外殼105b以及具有眼103的懸掛支架。圖2的主要目的為顯示接下來(lái)的圖 3、4和5的橫截面。圖3示出ITC工具101通過(guò)截面A-A的橫截面視圖。在此附圖中，閂元件113 被示出成支撐在外殼105a中。閂元件113適于移動(dòng)進(jìn)入或離開(kāi)與樹(shù)四通的外部凹槽的接 合(見(jiàn)圖9)。為了提供此運(yùn)動(dòng)，閂元件113被可操作地連接到致動(dòng)環(huán)115，致動(dòng)環(huán)115 可以由ROV(未示出)操作。以此方式，ITC工具101可被閂到樹(shù)四通或從樹(shù)四通上解 閂。圖9示出降落在樹(shù)四通上的工具101。ITC保持元件117也被示出在圖3中。保持元件117適于借助于多個(gè)保持銷(xiāo)119 來(lái)保持ITC，多個(gè)保持銷(xiāo)119適于延伸進(jìn)入ITC外部部分中的配合凹槽。在圖3中，保持 銷(xiāo)119被示出在非保持的撤出位置。借助于彈簧，保持銷(xiāo)119被偏置朝向此位置。當(dāng)在 此位置時(shí)，它們的內(nèi)部端延伸進(jìn)入ITC保持元件117的旋轉(zhuǎn)內(nèi)部部分117a中的配合凹槽 117c。所述凹槽具有傾斜面，該傾斜面根據(jù)旋轉(zhuǎn)內(nèi)部部分117a的角位置確定保持銷(xiāo)119 的徑向位置。旋轉(zhuǎn)內(nèi)部部分117a可從ITC工具101的外部旋轉(zhuǎn)。這通過(guò)利用ROV旋轉(zhuǎn) ITC閂柄121來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，在適當(dāng)?shù)匕惭bITC之后，ITC可被從送入工具101拆下。將ITC鎖定到管道懸掛器的過(guò)程通過(guò)激活兩個(gè)液壓活塞125來(lái)產(chǎn)生。借助于 ROV,液壓壓力可通過(guò)熱入扣接收器111中的一個(gè)供應(yīng)到它們的上部液壓腔。此壓力迫 使ITC保持元件117向下，使得提供ITC與管道懸掛器之間牢固的連接。此過(guò)程步驟將 在以下進(jìn)一步描述(尤其見(jiàn)圖9)。圖4說(shuō)明了圖2中的工具的截面C-C，示出了圖3的橫截面視圖中示出的元件中 的大部分。另外，圖4示出熱入扣接收器111中的一個(gè)，其被連接到頂部外殼105b。工 具降落指示銷(xiāo)123也被示出在圖4中。指示銷(xiāo)123通過(guò)彈簧向下偏置。當(dāng)ITC工具101 被降落在樹(shù)四通的頂部上時(shí)(圖9)，指示銷(xiāo)123將與樹(shù)四通的上部部分接觸，導(dǎo)致銷(xiāo)123 相對(duì)于工具101的其余部分的向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工具101被完全降落在樹(shù)四通上時(shí)，工具降 落指示銷(xiāo)123將延伸到頂部外殼105b之上一預(yù)定長(zhǎng)度。以此方式，操作者將通過(guò)檢查銷(xiāo) 123的位置例如通過(guò)ROV攝像機(jī)來(lái)知道什么時(shí)候工具101被完全降落。圖5為圖2中的ITC工具101的附加視圖，示出了橫截面D-D。這里，旋轉(zhuǎn)內(nèi) 部部分117a的延伸部分117b可被看到向上延伸穿過(guò)頂部外殼105b并被連接到ROV可操 作的ITC閂柄121。已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明第一方面的ITC送入工具101的主要特征，現(xiàn)在將描述根 據(jù)本發(fā)明第二方面的內(nèi)部樹(shù)帽201。圖6為根據(jù)本發(fā)明第二方面的內(nèi)部樹(shù)帽201的俯視圖。在圖6中，圖7A和7B的橫截面被分別顯示為B-B和C-C。圖7A描述了圖6中的ITC 201的橫截面B_B。ITC 201具有被相互地連接到內(nèi) 部套管205的外部套管203。外部套管203可以在上部位置和下部位置之間在內(nèi)部套管 2005上滑動(dòng)。在圖7A(和圖7B)中，外部套管203被示出處在上部位置。多個(gè)剪切銷(xiāo)207從外部套管203延伸進(jìn)入內(nèi)部套管205中的凹進(jìn)部分，并且通過(guò)彈簧向內(nèi)偏置。當(dāng)向 下滑動(dòng)到下部位置時(shí)，剪切銷(xiāo)207將在傾斜面上滑動(dòng)，使得迫使銷(xiāo)207徑向向外，直到它 們卡進(jìn)鄰近的下部凹進(jìn)部分中，使得將外部套管203固定在下部位置。此位置在圖8中 說(shuō)明。外部套管203設(shè)置有內(nèi)部鎖定凹槽202，該內(nèi)部鎖定凹槽202適于接收送入工具 101的保持銷(xiāo)119或相應(yīng)的鎖定元件。參照?qǐng)D7A和7B，開(kāi)口環(huán)209形式的ITC鎖定元件被布置在外部套管203下方。 開(kāi)口環(huán)209適于徑向擴(kuò)展并鎖定到管道懸掛器的內(nèi)部形狀(見(jiàn)圖9)。為了擴(kuò)展開(kāi)口環(huán) 209，外部套管203被迫使向下，使得外部套管203的傾斜面203a迫使開(kāi)口環(huán)209徑向向 夕卜。外部套管203的向下運(yùn)動(dòng)通過(guò)致動(dòng)ITC工具101的活塞125來(lái)提供。這使保持元件 117迫使外部套管203向下。當(dāng)外部套管203已經(jīng)向下移動(dòng)到其下部位置時(shí)，其通過(guò)剪 切銷(xiāo)207保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，如以上所解釋?圖8)。為了使操作者知道活塞125的位 置，鎖定指示器127 (見(jiàn)圖IA和1B)被可操作地連接到ITC保持元件117。因此，鎖定 指示器127垂直地和活塞125 —起移動(dòng)，使得指示ITC201的外部套管203的位置。為了與管道懸掛器密封接合，ITC 201設(shè)置有一對(duì)密封件225。
在圖9中，ITC 201被示出連接到ITC工具101，其中工具101已經(jīng)降落在樹(shù)四 通301上，并且ITC 201已經(jīng)被降落并連接到管道懸掛器303。因此，ITC 201的外部套 管203處于其下部位置，并且開(kāi)口環(huán)209與管道懸掛器303的內(nèi)部形狀接合。在成功的 壓力測(cè)試之后，ITC工具101可被取回。工具101被通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)內(nèi)部部分117a從ITC 201拆下，如以上所解釋的，從而將保持銷(xiāo)119從與ITC 201的接合中撤出。為了利用ITC工具101從管道懸掛器303上取回ITC 201，工具被降低到ITC 201 上。在此位置上，保持銷(xiāo)119處于撤回的位置。通過(guò)旋轉(zhuǎn)保持元件117的旋轉(zhuǎn)內(nèi)部部分 117a,旋轉(zhuǎn)內(nèi)部部分117a的傾斜面(未示出)將迫使保持銷(xiāo)119進(jìn)入外部套管203的面凹 槽(facing groove)中。當(dāng)ITC保持元件117被當(dāng)前固定到外部套管203時(shí)，通過(guò)ROV致 動(dòng)活塞125將迫使外部套管203向上，并且將ITC 201的開(kāi)口環(huán)209從與管道懸掛器303 的接合中釋放。ITC 201現(xiàn)在可以通過(guò)將工具101從樹(shù)四通301解鎖并由線(未示出)將 其拉起而被取回。此過(guò)程實(shí)質(zhì)上與安裝ITC 201相反，如以上所解釋的。根據(jù)本發(fā)明第二方面的ITC 201還可以在孔保護(hù)器送入工具401 (BPRT)上穿過(guò) 海洋隔水管(未示出)送入，如圖10和11所說(shuō)明的。在圖10中，ITC201已經(jīng)被降落 在樹(shù)四通301內(nèi)的管道懸掛器303上。在BPRT 401內(nèi)部，存在用于使流體自由地流進(jìn) 和流出BPRT孔的通道403。ITC 201現(xiàn)在通過(guò)將外部套管203向下移至其下部位置來(lái)固 定到管道懸掛器303。這通過(guò)穿過(guò)海洋隔水管(未示出)施加液壓壓力來(lái)將液壓活塞405 向下移動(dòng)到外部套管203上而完成。為此，通道403首先通過(guò)使球407下降穿過(guò)隔水管 并密封地覆蓋通道403的開(kāi)口來(lái)隔離。隨后將壓力施加在海洋隔水管中，這將提供活塞 405上方的液壓腔409中的壓力。此壓力被轉(zhuǎn)移通過(guò)液壓通道411。液壓活塞405產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)將向下移動(dòng)ITC 201的外部套管203，如圖11所說(shuō)明 的。以如以上所說(shuō)明的相同的方式，外部套管203將迫使開(kāi)口環(huán)209進(jìn)入與管道懸掛器 303的鎖定接合中。為了取回BPRT 401，其現(xiàn)在必須被從ITC 201上拆下。這通過(guò)進(jìn)一步向下移動(dòng)液壓活塞405來(lái)產(chǎn)生。此運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致開(kāi)口環(huán)413的撤出，直到此運(yùn)動(dòng)處于與ITC 201的 內(nèi)部凹槽的接合中。為了穿過(guò)海洋隔水管通過(guò)孔保護(hù)器送入工具401 (BPRT)取回ITC201，BPRT 401 被降低抵住ITC201，同時(shí)開(kāi)口環(huán)413處于擴(kuò)展的位置。當(dāng)接觸ITC 201的外部套管203 的上部部分時(shí)，開(kāi)口環(huán)413將被迫使徑向向內(nèi)。當(dāng)進(jìn)一步向下移動(dòng)BPRT 401時(shí)，開(kāi)口環(huán) 413將卡進(jìn)外部套管203的上部部分中的面凹槽中，從而構(gòu)成與ITC 201的牢固接合。向 后拉起B(yǎng)PRT 401將從管道懸掛器拆除ITC 201，并且ITC 201可被穿過(guò)海洋隔水管(未示 出)取回。再次參照?qǐng)D8(以及圖7A和7B)，ITC 201呈現(xiàn)出盤(pán)閥211，用于打開(kāi)或關(guān)閉ITC 201的下部部分和上部部分之間的流體通道。盤(pán)閥211呈現(xiàn)大的操作法蘭213，用于與 ROV接口。 因此，由于以上，ROV可以打開(kāi)和關(guān)閉盤(pán)閥211。

根據(jù)此示例性實(shí)施方式的ITC 201還呈現(xiàn)除了盤(pán)閥211之外的在ITC201的上部 部分和下部之間延伸的流體通道215。爆裂隔膜217形式的爆裂元件被布置在流體通道 215內(nèi)，爆裂隔膜217適于在ITC 201的上部部分和下部部分之間的預(yù)定壓力差下破裂。 如果ITC 201被穿過(guò)海底隔水管取回并且PTV-線(旋塞試驗(yàn)閥)(未示出)被碎屑阻塞， 那么此特征是有利的。PTV-線通常被用于下部塞與上部塞之間，或下部塞與ITC之間 的壓力試驗(yàn)。但是，如果PTV-線被阻塞，并且盤(pán)閥211被關(guān)閉，那么ITC201由于ITC 201的靜水鎖定而不能被取回。此問(wèn)題通過(guò)在ITC 201上方在隔水管中施加足夠的壓力來(lái) 解決，以便使爆裂隔膜217破裂。這提供了 ITC201下方空間的通風(fēng)，以便其可被穿過(guò)隔 水管取回。與流體通道215相連并且在流體通道215之上，存在具有180度的彎曲部分的管 道219，其防止流體通道215被降落的碎屑阻塞。再次參照?qǐng)D7A，ITC 201還呈現(xiàn)出ROV熱入扣接收器221。在圖7A中，熱入 扣模型(hot stab dummy) 223被布置在接收器221中。通過(guò)接收器221，ROV可以通過(guò)穿 過(guò)接收器221施加進(jìn)入ITC 201下面的空間的壓力來(lái)從下面實(shí)施ITC 201的壓力試驗(yàn)。存 在從接收器221到ITC 201下面的空間的未顯示的流體連接。因此，如果PTV-線被碎屑 阻塞，那么壓力試驗(yàn)仍然可以由ROV實(shí)施。以下，給出另外實(shí)施方式的一些實(shí)施例。在圖12和圖13中，ITC送入工具 101'的頂部被分別示出在側(cè)視圖和透視圖中。此送入工具101'設(shè)置有覆蓋物105c'， 該覆蓋物105c'覆蓋三個(gè)液壓活塞125'(不可見(jiàn))，以及布置在頂部外殼部分105b'的 頂部上的液壓線。三個(gè)液壓活塞125'具有與以上描述的(活塞125)相同的功能，即在 垂直的方向上致動(dòng)ITC201'的外部套管203'。為了顯示當(dāng)被連接到ITC送入工具101' 時(shí)的ITC20r的所述外部套管203'的垂直位置，相應(yīng)于圖5中的延伸部分117b的延伸 部分117b'延伸到位置指示環(huán)129'。位置指示環(huán)129'包圍從頂部外殼部分105b'延 伸到工具的最頂部處的提升接口 103'的柄131'。柄131'上有三個(gè)位置指示U、Ll和 L2，每個(gè)代表了 ITC 201'的外部套管203'的特定的垂直位置。位置U指示解鎖的位 置，其中ITC 201'。位置Ll指示降落的位置，其中ITC 201'的內(nèi)部套管205'已經(jīng)降 落在管道懸掛器303'上(參見(jiàn)圖9)。位置L2指示了外部套管203'已經(jīng)被迫相對(duì)于內(nèi) 部套管205'向下，在此情形，ITC已經(jīng)被鎖定到管道懸掛器303'。
以如以上參照?qǐng)D3所描述的方式，工具101'可通過(guò)閂把手121'的旋轉(zhuǎn)操作來(lái) 從ITC 201'閂住和解閂。為了避免閂把手121'非故意的旋轉(zhuǎn)，延伸部分117b'設(shè)置有 ROV可操作的鎖定銷(xiāo)133'，鎖定銷(xiāo)133'延伸進(jìn)入柄131'的孔135'。在此實(shí)施方式 中，柄131'設(shè)置有兩個(gè)此類(lèi)的孔135'，使得當(dāng)工具101'被鎖定到ITC 201'時(shí)，閂把 手121'在解鎖位置U和鎖定位置L2上的旋轉(zhuǎn)固定成為可能，如以上所述。圖14示出具有用于將送入工具201 “閂到ITC的可選擇的ITC支撐裝置或ITC 保持元件117〃的ITC送入工具101〃的實(shí)施方式的俯視圖。ITC保持元件117〃包括非 旋轉(zhuǎn)地布置在相應(yīng)于圖5示出的部分105a的圓柱形外殼部分內(nèi)的主體118"。旋轉(zhuǎn)內(nèi)部 部分117a"被連接到延伸部分117b"(圖15)。旋轉(zhuǎn)內(nèi)部部分117a"具有延伸進(jìn)入四個(gè) 保持板119〃的槽117e〃內(nèi)的四個(gè)引導(dǎo)螺栓117d〃。保持板119"被旋轉(zhuǎn)地布置到ITC 保持元件117"的主體118"，利用旋轉(zhuǎn)螺栓117f"連接。因此，當(dāng)旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)內(nèi)部部分 117a"時(shí)，因?yàn)橐龑?dǎo)螺栓117d〃延伸進(jìn)入所述槽117e〃，所以保持板119"被旋轉(zhuǎn)。在 圖14中，保持板119"被示出處在閂住的位置，其中它們中的一部分延伸到主體118"的 圓形周邊外面。在此位置中，板可以通過(guò)延伸進(jìn)入ITC的外部套管的內(nèi)部鎖定凹槽(例 如圖7A和7B示出的凹槽202)來(lái)鎖定到ITC。旋轉(zhuǎn)內(nèi)部部分117a"還可以被旋轉(zhuǎn)，以 將保持板119"移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)進(jìn)入其中它們不能延伸到所述周邊外面的位置。在此位置， ITC送入工具將不會(huì)被閂到ITC。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的是，保持板119"的數(shù) 量可視情況自由地選定。保持板119"呈現(xiàn)超過(guò)了之前所提到的保持銷(xiāo)119的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兛沙惺軐?shí)質(zhì) 上較大的力。圖15為根據(jù)此實(shí)施方式的送入工具的部分的透視圖。在此附圖中，人們可以看 到保持板119"的一部分延伸出保持元件117"的主體118"，以及其他之前所描述的組 件。圖16為送入工具101"的部分的放大的橫截面視圖，其從側(cè)面示出了保持元件 117〃。在此表現(xiàn)形式中，保持板119"不延伸到以上所提到的周邊外面，并且因此處于
“解閂”位置。ITC未被示出。圖17為示出了在 利用如本文所描述的，例如圖12和圖13示出的送入工具101' 的送入工具送入之后留在樹(shù)四通中的ITC 201'的橫截面圖。圖18示出具有布置在其上 的碎屑帽501'的相同的ITC 201'，用于防止碎屑從上方掉落在其中。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)部樹(shù)帽(201)，適于安裝在海底井單元(301)的孔中或安裝到海底井單元 (301)的內(nèi)部管狀元件(303)，所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)包括用于可釋放地將所述內(nèi)部樹(shù)帽 (201)鎖定到所述海底井單元(301)或所述內(nèi)部管狀元件(303)的鎖定元件(209)，其特 征在于，所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)還包括流體通道(215)，所述流體通道(215)延伸穿過(guò)在所 述內(nèi)部樹(shù)帽(201)的下部部分和上部部分之間的流體屏障，所述流體通道(215)被爆裂元 件(217)阻塞，所述爆裂元件(217)適于當(dāng)暴露到超過(guò)所述爆裂元件(217)的預(yù)定壓力差 時(shí)破裂并且打開(kāi)以使流體流穿過(guò)所述流體通道(215)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)部樹(shù)帽(201)，其特征在于，所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)還包括 閥(211)，所述閥(211)被布置成與在所述樹(shù)帽(201)的所述上部部分和所述下部部分之 間的所述流體屏障中的流體通路相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)部樹(shù)帽(201)，其特征在于，管道(219)被布置成流 體連接到所述流體通道(215)的頂部，并且設(shè)置有彎曲部分或過(guò)濾器，以便防止掉落的 碎屑阻塞所述流體通道(215)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的內(nèi)部樹(shù)帽(201)，其特征在于，所述內(nèi)部樹(shù)帽 (201)包括外部套管(203)，所述外部套管(203)被相互地布置在內(nèi)部套管(205)上，所 述外部套管(203)適于在相對(duì)于所述內(nèi)部套管(205)被迫向下時(shí)迫使鎖定開(kāi)口環(huán)(209)向 外進(jìn)入與海底井元件(301)或其內(nèi)部管狀元件(303)的接合中。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的內(nèi)部樹(shù)帽(201)，其特征在于，所述海底井單 元為樹(shù)四通(301)，并且所述內(nèi)部管狀元件為布置在所述樹(shù)四通(301)中的管道懸掛器 (303)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的內(nèi)部樹(shù)帽(201)，其特征在于，所述內(nèi)部樹(shù)帽 (201)的上部部分適于布置成與布置了所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)的海底井單元(301)例如樹(shù)四 通的上部部分齊平或低于海底井單元(301)的上部部分。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的內(nèi)部樹(shù)帽(201)，其特征在于，所述內(nèi)部樹(shù)帽 (201)包括熱入扣接收器(221)，所述熱入扣接收器(221)用于ROV熱入扣，并具有到所 述內(nèi)部樹(shù)帽(201)下方的空間的流體連接，使得在安裝時(shí)能夠通過(guò)ROV進(jìn)行所述空間的 壓力測(cè)試。
8.—種穿過(guò)海底隔水管從海底井元件的孔取回內(nèi)部樹(shù)帽(201)的方法，其中， PTV-線(旋塞試驗(yàn)閥-線)被阻塞，所述阻塞導(dǎo)致所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)和下部屏障例如 下部塞之間的密封空間，其特征在于a)將內(nèi)部樹(shù)帽取回工具(401)連接到所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)；b)將如此大小的壓力施加在所述隔水管中，使得在所述空間和所述內(nèi)部樹(shù)帽(201) 的上側(cè)之間的流體通道(215)中的爆裂元件(217)爆裂，從而打開(kāi)所述通道；以及C)拉起所述取回工具(401)，從而將所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)從與所述海底井單元(301) 的接合中脫離。
9.一種工具(101)，用于將內(nèi)部樹(shù)帽(201) (ITC)鎖定到海底井單元(301、303)的孔 或從海底井單元(301、303)取回內(nèi)部樹(shù)帽(201) (ITC)，所述工具適于直接地或間接地鎖 定在所述海底井單元(301)上，所述工具(101)包括用于將所述工具(101)線懸掛在表面 設(shè)施上的線連接構(gòu)件(103)和用于將所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)直接地或間接地鎖定在所述海底井單元(301)的孔中的致動(dòng)裝置(125)，以及用于支撐所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)的ITC支撐裝 置(117)，其特征在于，所述工具(101)適于在被安裝時(shí)從所述海底井單元(301、303)和 所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)取回，因?yàn)樗鯥TC支撐裝置(117)適于優(yōu)選地由通過(guò)ROV的致動(dòng) 而從所述工具(101)釋放所述ITC (201)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工具，其特征在于，所述工具(101)適于在垂直的方向上 將所述ITC(201)移動(dòng)到降落的位置，并且進(jìn)一步垂直地向下將ITC-構(gòu)件推到鎖定的ITC 位置，并且所述工具包括用于指示未降落位置、降落位置和鎖定位置的指示裝置，所述 指示裝置為從所述工具的外部可見(jiàn)的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的工具，其特征在于，所述工具能通過(guò)閂把手(121、 121')閂到和解閂到所述ITC，并且所述閂把手(121')能通過(guò)鎖定銷(xiāo)(133')鎖定在 閂住的位置，從而防止所述ITC從所述工具上非故意的解閂。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的一項(xiàng)所述的工具(101)，其特征在于，所述工具(101) 適于可釋放地連接到所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)的外部套管(203)，并且在降落所述內(nèi)部樹(shù)帽 (201)之后，通過(guò)致動(dòng)至少一個(gè)ROV致動(dòng)的液壓活塞(125)來(lái)迫使所述外部套管(203)向 下，以便將所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)鎖定到所述孔中的管道懸掛器(303)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中的一項(xiàng)所述的工具(101)，其特征在于，所述ITC支撐裝 置(117〃 )包括主體(118")，其具有沿所述主體(118")的外部周邊布置的多個(gè)鎖定構(gòu)件 (119")，所述鎖定構(gòu)件關(guān)于相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸(117f")可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述主體(118") 上；致動(dòng)環(huán)(117a")，其被布置在所述主體(118")的內(nèi)部周邊內(nèi)，所述致動(dòng)環(huán) (117a")包括多個(gè)接合元件(117d")，所述多個(gè)接合元件(117d")延伸進(jìn)入所述鎖定 構(gòu)件(119")的接合槽(117e")，以便通過(guò)相對(duì)于所述主體(118")旋轉(zhuǎn)所述致動(dòng)環(huán) (117a")來(lái)關(guān)于所述軸(117f")旋轉(zhuǎn)所述鎖定構(gòu)件(119")；其中，根據(jù)所述鎖定構(gòu)件(119")的旋轉(zhuǎn)位置，所述鎖定構(gòu)件(119")適于呈鎖 定位置和解鎖位置，在鎖定位置，所述鎖定構(gòu)件(119")的周邊從所述ITC支撐裝置 (117")向外延伸第一距離，在解鎖位置，所述距離短于所述第一距離，因?yàn)閺乃鲦i 定構(gòu)件(119")的所述軸(117f")到所述鎖定構(gòu)件(119")的周邊的距離沿所述周邊變 化。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13中的一項(xiàng)所述的工具，其特征在于，所述ITC支撐裝置 (117、117〃 )能由ROV通過(guò)在所述工具(101)的外部上延伸的ITC閂把手(121)來(lái)操作。
15.—種用于從表面設(shè)施穿過(guò)海底隔水管將內(nèi)部樹(shù)帽(201)安裝在海底井單元(301) 的孔中的方法，其特征在于，包括以下步驟a)穿過(guò)所述隔水管將送入工具(401)下降到所述海底井單元(301)，所述送入工具 (401)攜帶內(nèi)部樹(shù)帽(201)，直到所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)降落在所述海底井單元(301)的所 述孔中；b)將球(407)下降穿過(guò)所述隔水管，從而封閉所述送入工具(401)中的通道(403)；C)將壓力施加在所述隔水管的所述孔中，從而提供液壓活塞(405)的向下運(yùn)動(dòng)，所述液壓活塞(405)的向下運(yùn)動(dòng)迫使所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)的外部套管(203)向下移動(dòng)，從而 進(jìn)一步導(dǎo)致迫使所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)的開(kāi)口環(huán)(209)進(jìn)入與所述海底井單元(301)的所述 孔或孔外形或者所述海底井單元(301)的內(nèi)部管狀構(gòu)件(303)的接合中。
16.—種穿過(guò)海底隔水管從海底井元件的孔取回內(nèi)部樹(shù)帽(201)的方法，其中， PTV-線(旋塞試驗(yàn)閥-線)被阻塞，所述阻塞導(dǎo)致所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)和下部塞之間的 密封空間，其特征在于a)將內(nèi)部樹(shù)帽取回工具(401)連接到所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)；b)將如此大小的壓力施加在所述隔水管中，使得在所述空間和所述內(nèi)部樹(shù)帽(201) 的上側(cè)之間的流體通道(215)中的爆裂元件(217)爆裂，從而打開(kāi)所述通道；以及C)拉起所述取回工具(401)，從而將所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)從與所述海底井單元(301) 的接合中脫離。
17.—種用于分別鎖定到圓形孔或構(gòu)件的內(nèi)部鎖定凹槽或外部鎖定凹槽的鎖定機(jī)構(gòu)， 其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)包括主體(118")，其具有沿所述主體(118")的內(nèi)部周邊或外部周邊布置的多個(gè)鎖定構(gòu) 件(119")，所述鎖定構(gòu)件關(guān)于相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸(117f")可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述主體(118") 上；致動(dòng)環(huán)(117a")，其分別地布置在所述主體(118")的內(nèi)部周邊內(nèi)或其外部周邊 外，所述致動(dòng)環(huán)(117a")包括多個(gè)接合元件(117d")，所述多個(gè)接合元件(117d") 延伸進(jìn)入所述鎖定構(gòu)件(119")的接合槽(117e")，或反之亦然，以便通過(guò)相對(duì)于所 述主體(118")旋轉(zhuǎn)所述致動(dòng)環(huán)(117a")來(lái)關(guān)于所述軸(117f")旋轉(zhuǎn)所述鎖定構(gòu)件 (119")；其中，根據(jù)所述鎖定構(gòu)件(119")的旋轉(zhuǎn)位置，所述鎖定構(gòu)件(119")適于呈鎖定 位置和解鎖位置，在鎖定位置，所述鎖定構(gòu)件(119")的周邊分別從所述鎖定機(jī)構(gòu)徑向 向外或從所述鎖定機(jī)構(gòu)徑向向內(nèi)延伸第一距離，在解鎖位置，所述距離短于所述第一距 離或不存在，因?yàn)閺乃鲦i定構(gòu)件(119")的所述軸(117f")到所述鎖定構(gòu)件(119") 的周邊的距離沿所述周邊變化。
全文摘要
適于安裝在海底井單元(301)的孔中或安裝到海底井單元(301)的內(nèi)部管狀元件(303)的內(nèi)部樹(shù)帽(201)(ITC)，包括鎖定元件(209)，用于可釋放地將所述內(nèi)部樹(shù)帽(201)鎖定到所述海底井單元(301)或內(nèi)部管狀元件(303)。ITC還包括流體通道(215)，該流體通道(215)延伸穿過(guò)在內(nèi)部樹(shù)帽(201)的下部部分和上部部分之間的流體屏障，該流體通道(215)被爆裂元件(217)阻塞，爆裂元件(217)適于當(dāng)暴露到超過(guò)爆裂元件(217)的預(yù)定壓力差時(shí)破裂并且打開(kāi)以使流體流穿過(guò)流體通道(215)。本發(fā)明還涉及ITC送入工具(101)和用于在工具中支撐ITC的鎖定機(jī)構(gòu)(117)。
文檔編號(hào)E21B33/035GK102016226SQ200980115187
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者安德烈·M·史密斯, 拉賽·E·奧爾內(nèi)斯 申請(qǐng)人:阿克海底公司