專利名稱：鉛壓印耐磨襯套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及耐磨襯套，并且具體而言，涉及在送入鎖定懸掛器或鎖定環(huán)橋接懸掛器之前測量在井頭殼體的內(nèi)徑上的鎖定環(huán)凹槽的高度的耐磨襯套。
背景技術(shù)：
在設(shè)定套管懸掛器之后，常常使耐磨襯套沿軸向著落在套管懸掛器的上方。這在可沿軸向從套管懸掛器向井下進行的另外的鉆井操作之前完成。在從套管懸掛器向井下進 行的這些操作期間，耐磨襯套保護套管懸掛器和井頭殼體不受可由鉆頭和鉆柱導(dǎo)致的損害和磨損。一般而言，設(shè)定套管懸掛器，然后從井孔中拉出之前用來使套管懸掛器著落和設(shè)定套管懸掛器的套管懸掛器送入工具。耐磨襯套送入和收回工具在套管懸掛器送入工具的位置上聯(lián)接到鉆柱上。耐磨襯套送入和收回工具送入耐磨襯套、使耐磨襯套著落，并且設(shè)定耐磨襯套。在使耐磨襯套著落之后，耐磨襯套送入和收回工具可對耐磨襯套進行壓力測試，以確保耐磨襯套已經(jīng)恰當?shù)刂湓谔坠軕覓炱魃?。在成功的壓力測試之后，耐磨襯套送入和收回工具與耐磨襯套脫開，并且被從井孔中拉出。然后可在耐磨襯套送入和收回工具的位置上將各種鉆井工具附連到鉆柱上。然后鉆井工具經(jīng)過耐磨襯套和套管懸掛器而被送入井下，以進行鉆井操作。優(yōu)選地，鉆井工具和鉆柱將傳送通過套管懸掛器的膛孔，而不接觸或損害套管懸掛器的內(nèi)徑或緣邊。但是，如果鉆井工具相對于套管懸掛器未對準，則鉆井工具在傳送通過套管懸掛器時可接觸和損害套管懸掛器。如果耐磨襯套沿軸向著落在套管懸掛器的上方，則鉆井工具將首先接觸耐磨襯套，而且，在鉆井工具傳送通過耐磨襯套，鉆井工具將對準套管懸掛器。因而，耐磨襯套保護套管懸掛器。另外，如果鉆柱在鉆井操作期間偏心地旋轉(zhuǎn)，則鉆柱將接觸和磨損耐磨襯套而非套管懸掛器，從而保護套管懸掛器。在執(zhí)行期望的鉆井操作之后，將從井孔中拉出鉆柱和鉆井工具。然后可在鉆井工具的位置上將耐磨襯套送入和收回工具聯(lián)接到鉆柱上，并且然后送入到耐磨襯套，以從井孔中拉出耐磨襯套。典型地，然后可向井下送入鎖定懸掛器，以使其著落和設(shè)定在套管懸掛器上方，以提供額外的套管鎖定能力。由于套管柱的熱膨脹的原因，可能需要鎖定懸掛器。通過分擔施加到套管懸掛器上的循環(huán)軸向載荷，鎖定懸掛器會改進鎖定懸掛器下方的長期的承坐可靠性。為了使鎖定懸掛器恰當?shù)刂浜驮O(shè)定，鎖定懸掛器必須被送入到形成于海底井頭中的、沿軸向在套管懸掛器的上方的鎖定環(huán)凹槽附近。在著落之后，鎖定懸掛器的帶凹槽環(huán)將促動，以接合鎖定環(huán)凹槽，從而將鎖定懸掛器恰當?shù)毓潭ǖ骄^和套管懸掛器上。在送入和設(shè)定鎖定懸掛器之前，鉆塔的操作一般將需要送入鉛壓印工具。鉛壓印工具確定鎖定環(huán)凹槽的高度，以使鎖定懸掛器恰當?shù)刂?。但是，這個步驟由于與用鉆塔執(zhí)行額外的工具行程相關(guān)聯(lián)的成本的原因而常常被回避。典型地，在不檢查鎖定環(huán)凹槽高度的情況下，使鎖定懸掛器被送入、著落和設(shè)定。如果鎖定懸掛器存在問題，則可移除鎖定懸掛器，并且用鉛壓印工具檢查鎖定環(huán)凹槽的高度。這會增加額外的下井行程，并且可顯著地增加與完井相關(guān)聯(lián)的成本。因此，在不需要額外的鉆塔行程的情況下確定鎖定環(huán)凹槽高度的鉛壓印工具在確保有較高效的鉆塔操作和確保在完井時有較少問題方面是有用的。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供一種鉛壓印耐磨襯套和用于使用該鉛壓印耐磨襯套的方法的本發(fā)明的優(yōu)選實施例，大體解決或規(guī)避了這些和其它問題，并且大體實現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，公開了一種海底井頭組件。該海底井頭組件包括具有含有帶凹槽輪廓的膛孔的海底井頭，以及在該輪廓的下方著落在膛孔中的套管懸掛器。耐磨襯套以能夠收回的方式著落在膛孔中，并且保護該輪廓和套管懸掛器的內(nèi)部部分不受傳送通過耐磨襯套的鉆井工具的影響。由可變形的材 料形成的壓印模由耐磨襯套承載。促動器容納在耐磨襯套內(nèi)，并且能夠響應(yīng)于耐磨襯套的著落而移動，以迫使模進入該輪廓中，以促使模形成輪廓的壓印，以隨后在耐磨襯套被收回時進行檢查。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，公開了一種用于設(shè)置在井頭內(nèi)的耐磨襯套。該耐磨襯套包括具有軸線的第一管狀部件，以及容納在第一管狀部件內(nèi)且能夠相對于第一管狀部件在縮回位置和伸出位置之間沿徑向移動的至少一個壓印組件。耐磨襯套還包括與第一管狀部件同軸的第二管狀部件。第二管狀部件能夠相對于第一管狀部件在送進位置和設(shè)定位置之間沿軸向移動。第二管狀部件沿軸向移動到設(shè)定位置將促使壓印組件自縮回位置移動到伸出位置而與井頭部件輪廓接合。壓印組件包括用于產(chǎn)生輪廓的印痕的能夠永久地變形的模。耐磨襯套包括閂鎖件，其安裝到管狀部件中的一個上，以將第一管狀部件和第二管狀部件閂鎖在井頭中；以及密封件，其安裝到管狀部件中的一個上，以將第一管狀部件和第二管狀部件密封到井頭上。耐磨襯套的第一管狀部件和第二管狀部件具有大小設(shè)置成便于鉆井工具通過的膛孔。根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，公開了一種用于通過海底井頭以及在海底井頭中執(zhí)行操作的方法。該方法始于在耐磨襯套中安裝壓印模，以及然后將耐磨襯套送入到海底，并且使耐磨襯套著落在井頭內(nèi)，使得壓印模在井頭內(nèi)的選定的輪廓附近。然后該方法向外移動壓印模，并且抵靠著井頭中的輪廓而使壓印模變形。該方法繼續(xù)通過耐磨襯套和井頭而下放鉆柱且旋轉(zhuǎn)鉆柱以執(zhí)行鉆井活動。然后與變形的壓印模一起收回耐磨襯套。該方法繼續(xù)檢查壓印模以確定輪廓的位置。優(yōu)選實施例的優(yōu)點在于，公開的鉛壓印耐磨襯套允許在進行其它鉆井操作的同時檢查在井頭內(nèi)的鎖定環(huán)凹槽的高度。這節(jié)省了下到井孔的行程，因為不需要使用單獨的工具來檢查高度。


為了獲得其中本發(fā)明的特征、優(yōu)點和目標以及其它將變得顯而易見的方式，并且可更加詳細地理解該方式，可參照在附圖中示出的本發(fā)明的實施例而得到在上面簡要概述的本發(fā)明的更具體的描述，附圖形成本說明書的一部分。但是，要注意，圖僅示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并且因此，圖不應(yīng)看作限制本發(fā)明的范圍，因為本發(fā)明可容許有其它同樣有效的實施例。圖I是鉛壓印耐磨襯套的兩個主要管狀部件的透視圖。圖2A是包括子組件的圖I的鉛壓印耐磨襯套的沿著線2-2得到的截面圖。
圖2B是圖2A的鉛壓印耐磨襯套的一部分的截面圖。圖3是圖I的鉛壓印耐磨襯套的沿著線3-3得到的截面圖。圖4A是圖I的鉛壓印耐磨襯套的一部分的沿著線4A-4A得到的截面圖。圖4B是在鉛壓印耐磨襯套的操作步驟之后的圖4A的鉛壓印耐磨襯套的部分的截面圖。圖4C是圖I的鉛壓印耐磨襯套的一部分的沿著線3-3得到的截面圖。圖4D是在鉛壓印耐磨襯套的操作步驟之后的圖4C的鉛壓印耐磨襯套的部分的截面圖。圖5是在送入操作期間的圖I的鉛壓印耐磨襯套的沿著線2-2得到的截面圖。 圖6是在設(shè)定鉛壓印耐磨襯套之后的圖I的鉛壓印耐磨襯套的沿著線2-2得到的截面圖。圖7是在海底井頭中著落就位的圖I的鉛壓印耐磨襯套的截面圖。
具體實施例方式參照示出了本發(fā)明的實施例的附圖，現(xiàn)在將在下文中更加全面地描述本發(fā)明。但是，本發(fā)明可體現(xiàn)為不同的形式，并且不應(yīng)將本發(fā)明理解為限于本文闡述的示出的實施例。相反，提供這些實施例，使得本公開將是徹底和完整的，而且將對本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地傳達本發(fā)明的范圍。貫穿說明書，相同標號指示相同元件，而且點撇符號(如果使用了的話)在備選實施例中指示類似的元件。在以下論述中，闡述了許多具體細節(jié)，以提供本發(fā)明的透徹的理解。但是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，可在沒有這樣的具體細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明。另外，對于大部分來說，已經(jīng)省略了關(guān)于鉆塔操作、套管懸掛器著落和設(shè)定等的細節(jié)，因為不認為這樣的細節(jié)對于獲得本發(fā)明的完整理解是必要的，而是認為它們在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員的技能之內(nèi)。參照圖I,具有軸線12的鉛壓印耐磨襯套11包括前導(dǎo)組件耐磨襯套13和促動耐磨襯套15。前導(dǎo)組件耐磨襯套13可為具有中心膛孔17的管狀部件，如圖2A中顯示的那樣。沉孔19位于前導(dǎo)組件耐磨襯套13的中心膛孔17的上部端處。沉孔19自前導(dǎo)組件耐磨襯套13的上部端延伸到向上的環(huán)形肩部21，環(huán)形肩部21在沉孔19至中心膛孔17的過渡部處形成于前導(dǎo)組件耐磨襯套13的內(nèi)徑部分上。沉孔19包括以第一角度自肩部21延伸到第二漸縮表面25的第一漸縮表面23。第二漸縮表面25以第二角度自第一漸縮表面23延伸到前導(dǎo)組件耐磨襯套13的上部緣邊27。在示出的實施例中，第一漸縮表面23比第二漸縮表面25具有更大的斜度。前導(dǎo)組件耐磨襯套13包括窗口 29，窗口 29自漸縮表面23沿徑向向外延伸到前導(dǎo)組件耐磨襯套13的外徑表面。在示出的實施例中，存在四個窗口 29。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可在備選實施例中包括更多或更少的窗口 29。各個窗口 29包括自前導(dǎo)組件耐磨襯套
13的外徑表面沿徑向向內(nèi)延伸到沿徑向向外的肩部33的沉孔31。如圖I中顯示的那樣，前導(dǎo)組件耐磨襯套13還包括形成于第一漸縮表面23中的促動耐磨襯套槽口 35。耐磨襯套槽口 35自第二漸縮表面25和第一漸縮表面23之間的過渡部沿軸向向下延伸到向上的肩部21。促動耐磨襯套槽口 35具有基本豎直且平行于軸線12的內(nèi)徑表面。導(dǎo)引凹部37形成于各個促動耐磨襯套槽口 35內(nèi)，并且自促動耐磨襯套槽口 35的基本豎直的內(nèi)徑表面延伸而沿徑向向外終止在平行于軸線12的豎直表面處。各個導(dǎo)引凹部37如圖3中顯示的那樣具有上部肩部36和下部肩部38。參照圖2A，諸如鉛壓印組件39的促動器安裝在各個窗口 29內(nèi)。各個鉛壓印組件39包括聯(lián)接環(huán)41、偏置彈簧43、鉛壓印活塞45和諸如鉛壓印模47的壓印?；驂河⌒?cartridge)。諸如鉛壓印模47的壓印模能夠永久地變形的,使得當壓印模被壓擠到輪廓中時，可在壓印模中產(chǎn)生輪廓的印痕。聯(lián)接環(huán)41通過任何適當?shù)氖侄?例如用示出的螺栓)安裝到沉孔31內(nèi)的肩部33上。聯(lián)接環(huán)41的內(nèi)徑小于窗口 29的直徑，使得聯(lián)接環(huán)41將形成沿徑向向內(nèi)的肩部49。參照圖2B，鉛壓印活塞45如所顯示的那樣可為具有徑向內(nèi)側(cè)活塞頭51和徑向外側(cè)端53的圓柱形物體?；钊^51可為具有基本等于窗口 29的直徑的外徑55的錐形表面。端部51的錐形表面形成自活塞頭51的中心處的頂點57延伸到活塞頭51的外徑55的角度。該角度基本等于圖2A的第一漸縮表面23的角度。如圖2B中顯示的那樣，活塞頭51 包括在活塞頭51的外徑表面上的密封環(huán)56。密封環(huán)56適于在活塞頭51移動到窗口 29中時形成壓力密封，如圖6中顯示的那樣。照這樣，在送入鉆井工具和鉆柱之前，可對鉛壓印耐磨襯套11進行壓力測試，以確保鉛壓印耐磨襯套11有恰當?shù)脑O(shè)定。參照圖2B，活塞頭51限定與聯(lián)接環(huán)41的肩部49相對的、沿徑向向外的肩部59。鉛壓印活塞45具有自向外的肩部59延伸到鉛模肩部63的內(nèi)部柄61。內(nèi)部柄61具有小于窗口 29的直徑的外徑,使得內(nèi)部柄61的外徑表面在向外的肩部59、聯(lián)接環(huán)肩部49和窗口 29的內(nèi)徑表面之間限定環(huán)形腔體。偏置彈簧43安裝在這個腔體內(nèi)，并且具有抵靠聯(lián)接環(huán)41的肩部49的第一端和抵靠活塞頭51的肩部59的第二端，使得活塞45沿徑向向外的移動將壓縮偏置彈簧43。如圖2B中顯示的那樣，偏置彈簧43未被移置。當受壓收縮時，偏置彈簧43在活塞頭51的肩部59上施加沿徑向向內(nèi)的力，從而將活塞45偏置到圖2A和圖2B中顯示的位置。偏置彈簧43可為盤簧或任何其它適當?shù)膹椥匝b置，使得偏置彈簧43將把活塞45偏置到圖2A和圖2B的徑向內(nèi)側(cè)位置或縮回位置。偏置彈簧43具有中心開口，從而允許活塞45的內(nèi)部柄61通過。內(nèi)部柄61在鉛模肩部63處過渡到鉛壓印模柄65。鉛壓印模柄65具有小于聯(lián)接環(huán)41的內(nèi)徑的外徑。鉛壓印模47以任何適當?shù)姆绞?例如用所顯示的襯套和螺栓組件)安裝到鉛壓印模柄65上。鉛壓印模47具有構(gòu)造成抵靠聯(lián)接環(huán)41的外徑表面的內(nèi)徑肩部67。照這樣，鉛壓印模47將通過在活塞45在縮回位置上時使肩部67抵靠聯(lián)接環(huán)41來限制活塞45的沿徑向向內(nèi)移動。參照圖2A,促動耐磨襯套15具有帶有基本等于前導(dǎo)組件耐磨襯套13的上部端的外徑的外徑的上部端。促動耐磨襯套15的下部端適于插入到前導(dǎo)組件耐磨襯套13的沉孔19中。促動耐磨襯套15的下部端以兩個角度漸縮，使得促動耐磨襯套15的下部端的外徑表面將具有抵靠著第一漸縮表面23的第三漸縮表面24和低靠著鉛壓印耐磨襯套13的第二漸縮表面25的第四漸縮表面26。促動耐磨襯套15包括沿著第三漸縮表面24在促動耐磨襯套15的下部端的外徑表面上形成的肋69(圖I)。當促動耐磨襯套15如圖3中顯示的那樣完全插入到前導(dǎo)組件耐磨襯套13中時，各個肋69將基本填充前導(dǎo)組件耐磨襯套13的相應(yīng)的槽口 35(圖I)。
參照圖3，導(dǎo)引銷71插入到各個肋69中的膛孔中。在示出的實施例中，各個肋69中的膛孔是帶螺紋的，并且各個導(dǎo)引銷71旋過對應(yīng)的膛孔，使得各個導(dǎo)引銷71的徑向外側(cè)端插入到相應(yīng)的凹部37中。導(dǎo)引銷71將允許促動耐磨襯套15通過沿軸向行進通過凹部37而相對于前導(dǎo)組件耐磨襯套13沿軸向移動。促動耐磨襯套15相對于前導(dǎo)組件耐磨襯套13的軸向移動將由于導(dǎo)引銷71抵靠上部肩部36以及促動耐磨襯套15的下部緣邊抵靠前導(dǎo)組件耐磨襯套13的向上的肩部21而受到限制。在示出的實施例中，在送入和收回操作期間，導(dǎo)引銷71支承前導(dǎo)組件耐磨襯套13的重量。如圖2A中顯示的那樣，剪切元件73在導(dǎo)引銷71附近傳送通過促動耐磨襯套15中的膛孔。剪切元件73插入到前導(dǎo)組件耐磨襯套13中的對應(yīng)的膛孔(未顯示)中，并且在剪切元件73的剪切之前防止促動耐磨襯套15相對于前導(dǎo)組件耐磨襯套13有軸向移動。如圖4A中顯示的那樣，在鉛壓印耐磨襯套11的送入期間，剪切元件73將促動耐磨襯套15 保持在相對于前導(dǎo)組件耐磨襯套13升高的位置處。在示出的實施例中，剪切元件73自促動耐磨襯套15的內(nèi)徑旋到促動耐磨襯套15和前導(dǎo)組件耐磨襯套13中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，剪切元件73可自前導(dǎo)組件耐磨襯套13的外徑旋到前導(dǎo)組件耐磨襯套13中，并且然后旋到促動耐磨襯套15中。剪切元件73可包括允許剪切元件73密封到或者前導(dǎo)組件耐磨襯套13或者促動耐磨襯套15上的密封件，以防止流體從鉛壓印耐磨襯套11的內(nèi)部傳送到鉛壓印耐磨襯套11的外部，而且反之亦然。在使鉛壓印耐磨襯套11著落之后，如下面更加詳細地描述的那樣，設(shè)定重量將被施加到促動耐磨襯套15上,從而剪切剪切元件73,如圖4B中顯示的那樣。參照圖4C,在鉛壓印耐磨襯套11的送入和收回期間，導(dǎo)引銷71將在所顯示的位置上。再次，在鉛壓印耐磨襯套11的著落以及剪切元件73 (未在圖4C中顯示)的剪切之后，促動耐磨襯套15將相對于前導(dǎo)組件耐磨襯套13沿軸向向下移動，從而使促動耐磨襯套15的下部緣邊著落在前導(dǎo)組件耐磨襯套13的肩部21上，如圖4D中顯示的那樣。參照圖5，顯示了在送入位置或送進(run-in)位置上的鉛壓印耐磨襯套11。剪切元件73和導(dǎo)引銷71分別在圖4A和4C中顯示的位置上。促動耐磨襯套15將接觸活塞45，但不會促使活塞45有徑向移動。參照圖5，在如下面描述的那樣著落在套管懸掛器之后，設(shè)定重量將被施加到促動耐磨襯套15上,從而促使剪切元件73剪切，以及促使促動耐磨襯套15響應(yīng)于此而沿軸向向下移動。在促動耐磨襯套15如圖6中顯示的那樣沿軸向向下移動到設(shè)定位置上時，隨著第三漸縮表面24移動成接觸第一漸縮表面23，第三漸縮表面24將沿徑向向外移動活塞45，從而壓縮偏置彈簧43。在活塞45沿徑向向外移動時，聯(lián)接的鉛壓印模47將移出沉孔窗口 31，使得壓印組件39在伸出位置上，如圖6中顯示的那樣。在鉛壓印耐磨襯套11的收回期間，對促動耐磨襯套15施加向上的軸向力，從而促使促動耐磨襯套15響應(yīng)于此而沿軸向向上移動。促動耐磨襯套15最初將相對于鉛壓印耐磨襯套13向上移動，直到銷71著落在凹部37的向下的肩部36上為止。這將促使第三漸縮表面24移動成不與第一漸縮表面23接觸。在第三漸縮表面24移動成不與第一漸縮表面23接觸時，被活塞45壓縮使得彈簧43在活塞45上施加沿徑向向內(nèi)的力的偏置彈簧43將促使活塞45沿徑向向內(nèi)移動。因此，鉛壓印模47將沿徑向向內(nèi)移動到圖5中顯示的沉孔窗口 31內(nèi)的縮回位置?，F(xiàn)在參照圖7，顯示了鉛壓印耐磨襯套11設(shè)置在海底井頭77內(nèi)就位的套管懸掛器75內(nèi)。鉛壓印耐磨襯套11聯(lián)接到耐磨襯套送入和收回工具81上，并且被送入到圖7中顯示的位置。這在仍然在鉆塔甲板上時通過這樣的方式完成，即，首先將耐磨襯套送入和收回工具81的下部端插到鉛壓印耐磨襯套11中，直到耐磨襯套送入和收回工具81的止動環(huán)在鉛壓印耐磨襯套11的內(nèi)徑肩部上達到最低點為止。然后吊起耐磨襯套送入和收回工具81，以使耐磨襯套送入和收回工具81的卡瓦與鉛壓印耐磨襯套11的內(nèi)徑表面接合。然后，結(jié)合的組件被送入到井孔中，以著落在圖7中顯示的位置處。然后，通過耐磨襯套送入和收回工具81施加工具設(shè)定重量，以移動鉛壓印模47，使其與鎖定環(huán)凹槽79接合，如上面參照圖4-6所描述的那樣。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，諸如本文顯示的鉛壓印模47的壓印?？捎扇魏芜m當?shù)牟牧闲纬桑灰^中的相關(guān)聯(lián)的輪廓能夠使材料變形即可。參照圖7，在鉛壓印模47接合鎖定環(huán)凹槽79，鉛壓印模47將變形，以提供在套管懸掛器75的上方的鎖定環(huán)凹槽79的輪廓的鏡像。然后在移除送入工具81和進行進一步的鉆井操作之前，送入工具81可對鉛壓印耐磨襯套11進行壓力測試。然后可通過耐磨襯套送入和收回工具81來對鉛壓印耐磨襯套11進行壓力測試。通過這樣的方式來收回耐磨襯套送入和收 回工具81，S卩，使耐磨襯套送入和收回工具81順時針旋轉(zhuǎn)四分之一圈，并且筆直向上拉，以使卡瓦與鉛壓印耐磨襯套11的內(nèi)徑表面脫開。照這樣，可設(shè)定耐磨襯套且對其進行壓力測試，同時還在單次行程中相對于套管懸掛器75確定在井頭77中的鎖定環(huán)凹槽79的高度。在隨后通過鉛壓印耐磨襯套11的鉆井操作之后，鉛壓印耐磨襯套11將被從井頭77中移除，并且鎖定懸掛器可被送入就位，并且著落在合適的高度處來接合鎖定環(huán)凹槽79。通過首先使耐磨襯套送入和收回工具81著落在鉛壓印耐磨襯套11上來進行收回。然后，在耐磨襯套送入和收回工具81上保持一定重量的同時，施加左手扭矩，以使耐磨襯套送入和收回工具81的卡瓦接合鉛壓印耐磨襯套11的內(nèi)徑表面。在耐磨襯套送入和收回工具81上保持左手扭矩的同時，對耐磨襯套送入和收回工具施加向上的拉力，以將鉛壓印耐磨襯套11拉離其在井頭內(nèi)的位置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在本文參照耐磨襯套送入和收回工具81所描述的送入和收回過程是示例性的?？墒褂脴?gòu)造成送入、設(shè)定、釋放和收回鉛 壓印耐磨襯套11的任何適當?shù)墓ぞ?，并且其被公開的實施例所構(gòu)想到。備選的耐磨襯套送入和收回工具可為液壓促動式、氣動促動式，或者與本文所描述的相比而接合不同地操作的機械系統(tǒng)。如圖7中顯示的那樣，鉛壓印耐磨襯套11可包括聯(lián)接到前導(dǎo)組件耐磨襯套13的下部緣邊上的抗旋轉(zhuǎn)銷83?？剐D(zhuǎn)銷83適于插入到套管懸掛器75的對應(yīng)的槽口中，并且有足夠的強度，以在設(shè)定和測試鉛壓印耐磨襯套11之后執(zhí)行的隨后的鉆井操作期間，防止鉛壓印耐磨襯套11相對于套管懸掛器75旋轉(zhuǎn)。另外，耐磨襯套11包括密封件85和可選的閂鎖件87。在示出的實施例中，密封件85包括與前導(dǎo)組件耐磨襯套13的下部端的外表面和套管懸掛器75的對應(yīng)的內(nèi)徑表面進行密封性接合的環(huán)?？稍谇皩?dǎo)促動耐磨襯套15上包括類似的密封件89。密封件89可將前導(dǎo)促動耐磨襯套15的上部端密封到井頭77上。在使用時，閂鎖件87可為鎖定“D形”環(huán)，如所顯示的那樣。閂鎖件87將駐留在形成于鉛壓印耐磨襯套13的下部端上的外徑通道內(nèi)，并且具有略微大于套管懸掛器75的上部內(nèi)徑緣邊的外徑?？赏ㄟ^耐磨襯套11對閂鎖件87施加第一重量，以迫使閂鎖件87經(jīng)過套管懸掛器75的上部內(nèi)徑緣邊而著落在套管懸掛器75的內(nèi)徑凹槽中。耐磨襯套11上的向上拉力將促使閂鎖件87沿徑向向外擴張，并且閂鎖到套管懸掛器75的向下的肩部上?？赏ㄟ^這樣的方式來收回耐磨襯套11，即，拉動閂鎖件87經(jīng)過向上的肩部，這通常需要要求向上的拉力大于施加到設(shè)定閂鎖件87上的重量。備選實施例可不包括閂鎖件87。在這些備選實施例中，鉛壓印耐磨襯套11將被壓印模47在井頭75上的凹槽79上的力保持就位。因此，公開的實施例提供許多優(yōu)點。例如，公開的實施例提供了一種允許在設(shè)定耐磨襯套的同時測試在海底井頭中的鎖定環(huán)凹槽的高度的設(shè)備。通過在執(zhí)行其它鉆井活動時確定或測試這個高度，公開的設(shè)備會減少恰當?shù)赝昃璧募庸ば谐痰拇螖?shù)。這將節(jié)省鉆塔時間，同時允許鉆塔操作員將這個步驟包括為標準的操作程序。要理解，本發(fā)明可采取許多形式和實施例。因此，可在前述內(nèi)容中作出若干變型，而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。因此雖然參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例來描述了本發(fā)明，但是要注意，公開的實施例在性質(zhì)上是說明性的而非限制性的，而且在前述公開中構(gòu)想了廣泛范圍的變型、改良、改變和替代，并且在一些情況下，可在不對應(yīng)地使用其它特征的情 況下采用本發(fā)明的一些特征。基于對優(yōu)選實施例的前述描述的審閱，可認為許多這樣的變型和改良對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見和合乎需要的。因此，寬泛地且以與本發(fā)明的范圍一致的方式來理解所附權(quán)利要求是合適的。
權(quán)利要求
1.一種海底井頭組件，包括 具有含有帶凹槽輪廓(79)的膛孔的海底井頭(77)； 在所述輪廓(79)的下方著落在所述膛孔中的套管懸掛器(75)； 耐磨襯套(11)，其以能夠收回的方式著落在所述膛孔中，從而保護所述輪廓(79)和所述套管懸掛器(75)的內(nèi)部部分不受傳送通過所述耐磨襯套(11)的鉆井工具的影響； 由所述耐磨襯套(11)承載的、由可變形的材料制成的壓印模(47);以及能夠響應(yīng)于所述耐磨襯套(11)的著落而移動的促動器(39)，其迫使所述壓印模(47)進入所述輪廓(79)中，以促使所述壓印模(47)形成所述輪廓(79)的壓印，以隨后在所述耐磨襯套(11)被收回時進行檢查。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海底井頭組件，其特征在于，所述耐磨襯套(11)進一步包括 具有軸線(12)的第一管狀部件(13)； 第二管狀部件(15)，其與所述第一管狀部件(13)同軸，并且能夠相對于所述第一管狀部件(13)在送進位置和設(shè)定位置之間沿軸向移動；以及 其中，所述第二管狀部件(15)移動到所述設(shè)定位置會促使所述促動器(39)迫使所述壓印模(47)進入所述輪廓(79)中，以促使所述模(47)形成所述輪廓(79)的壓印，以隨后在所述耐磨襯套(11)被收回時進行檢查。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海底井頭組件，其特征在于所述促動器(39)容納在所述第一管狀部件(13)的管狀壁中的窗口(29)中；以及所述第二管狀部件(15)沿軸向設(shè)置在所述第一管狀部件(13)的上方，并且具有下部端，當所述第二管狀部件(15)移動到所述設(shè)定位置時，所述下部端插入所述第一管狀部件(13)的膛孔(17)內(nèi)，以移動所述促動器(39)，以及迫使所述壓印模(47)進入所述輪廓(79)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐磨襯套(11)，其特征在于 所述第一管狀部件(13)在所述膛孔(17)的內(nèi)徑表面(23)上限定多個豎直槽口(35)； 在所述第二管狀部件(15)的下部端的外表面(24)上形成多個肋(69)； 當所述第二管狀部件(15)的所述下部端插入到所述第一管狀部件(13)的所述中心膛孔(17)中時，各個肋(69)基本填充所述槽口(35)中的對應(yīng)的一個； 其中，在送入操作期間，多個剪切元件(73)使所述第二管狀部件(15)相對于所述第一管狀部件(13)保持在所述送進位置上； 在所述第一管狀部件(13)中的所述多個豎直槽口(35)中的各個槽口(35)中形成導(dǎo)引槽口 (37)； 多個導(dǎo)引銷(71)被安裝到所述第二管狀部件(15)上，各個導(dǎo)引銷(71)具有適于裝配在所述第一管狀部件(13)的對應(yīng)的導(dǎo)引槽口(37)內(nèi)的外部端；以及 其中，所述導(dǎo)引銷(71)進一步適于在所述耐磨襯套(11)的送入和收回期間支承所述第一管狀部件(13)的軸向重量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海底井頭組件，其特征在于 所述第一管狀部件(13)限定自所述第一管狀部件(13)的內(nèi)徑延伸到所述第一管狀部件(13)的外徑的多個窗口(29);以及所述促動器(39)包括多個鉛壓印組件(39)，所述多個鉛壓印組件(39)各自對應(yīng)于所述多個窗口(29)中的單獨的窗口(29)且定位在其內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海底井頭組件，其特征在于，所述鉛壓印組件(39)包括 適于在所述第一管狀部件(13)的各個窗口(29)內(nèi)沿徑向移動的活塞(45)，所述活塞(45)偏置到縮回位置； 彈簧(43)，其安裝到所述活塞(45)上，并且在所述活塞(45)上沿徑向向內(nèi)施加彈簧力； 所述活塞(45)具有內(nèi)部端，所述內(nèi)部端適于在所述第二管狀部件(15)自所述送進位置移動到所述設(shè)定位置時由所述第二管狀部件(15)的外表面(24)滑動地接合；以及所述壓印模(47)聯(lián)接到所述活塞(45)的外部端上。
7.一種用于設(shè)置在井頭(77)內(nèi)的耐磨襯套(11)，包括 具有軸線(12)的第一管狀部件(13)； 至少一個壓印組件(39)，其容納在所述第一管狀部件(13)內(nèi)，并且能夠相對于所述第一管狀部件(13)在縮回位置和伸出位置之間沿徑向移動； 第二管狀部件(15)，其與所述第一管狀部件(13)同軸，并且能夠相對于所述第一管狀部件(13)在送進位置和設(shè)定位置之間沿軸向移動； 其中，所述第二管狀部件(15)移動到所述設(shè)定位置會促使所述壓印組件(39)自所述縮回位置移動到所述伸出位置而與井頭部件輪廓(79)接合，所述壓印組件(39)具有用于產(chǎn)生所述輪廓(79)的印痕的能夠永久地變形的模(47)； 閂鎖件(87)，其安裝到所述管狀部件中的一個上，以將所述第一管狀部件和所述第二管狀部件(13，15)閂鎖在所述井頭(77)中； 密封件(85，89)，其安裝到所述管狀部件中的一個上，以將所述第一管狀部件和所述第二管狀部件(15)密封到所述井頭(77)上；以及 其中，所述第一管狀部件和所述第二管狀部件(13，15)具有大小設(shè)置成便于鉆井工具通過的膛孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐磨襯套(11)，其特征在于所述鉛壓印組件(39)容納在所述第一管狀部件(13)的管狀壁中的窗口(29)內(nèi)；以及所述第二管狀部件(15)沿軸向設(shè)置在所述第一管狀部件(13)的上方，并且具有下部端，當所述第二管狀部件(15)移動到所述設(shè)定位置時，所述下部端插入所述第一管狀部件(13)的所述膛孔(17)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐磨襯套(11)，其特征在于 所述第一管狀部件(13)在所述膛孔(17)的內(nèi)徑表面(23)上限定多個豎直槽口(35)；在所述第二管狀部件(15)的下部端的外表面(24)上形成多個肋￠9);以及當所述第二管狀部件(15)的所述下部端插入到所述第一管狀部件(13)的所述中心膛孔(17)中時，各個肋(69)基本填充所述槽口(35)中的對應(yīng)的一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耐磨襯套(11)，其特征在于，在送入操作期間，多個剪切元件(73)使所述第二管狀部件(15)相對于所述第一管狀部件(13)保持在所述送進位置上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耐磨襯套(11)，其特征在于 在所述第一管狀部件(13)中的所述多個豎直槽口(35)中的各個槽口(35)中形成導(dǎo)引槽口 (37);以及 多個導(dǎo)引銷(71)被安裝到所述第二管狀部件(15)上，各個導(dǎo)引銷(71)具有適于裝配在所述第一管狀部件(13)的對應(yīng)的導(dǎo)引槽口(37)內(nèi)的外部端。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的耐磨襯套(11)，其特征在于，所述導(dǎo)引銷(71)進一步適于在所述耐磨襯套(11)的送入和收回期間支承所述第一管狀部件(13)的軸向重量。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐磨襯套(11)，其特征在于，所述壓印組件(39)包括 適于在所述第一管狀部件(13)的各個窗口(29)內(nèi)沿徑向移動的活塞(45)，所述活塞(45)偏置到所述縮回位置； 所述活塞(45)具有內(nèi)部端，所述內(nèi)部端適于在所述第二管狀部件(15)自所述送進位置移動到所述設(shè)定位置時由所述第二管狀部件(15)的外表面滑動地接合；以及 所述模(47)聯(lián)接到所述活塞(45)的外部端上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的耐磨襯套(11)，其特征在于，彈簧(43)安裝到所述活塞(45)上，并且在所述活塞(45)上沿徑向向內(nèi)施加彈簧力。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐磨襯套(11)，其特征在于 所述第一管狀部件(13)限定自所述第一管狀部件(13)的內(nèi)徑延伸到所述第一管狀部件(13)的外徑的多個窗口(29);以及 所述壓印組件(39)包括多個鉛壓印組件(39)，所述多個鉛壓印組件(39)各自對應(yīng)于所述多個窗口(29)中的單獨的窗口(29)且定位在其內(nèi)。
16.一種用于通過海底井頭(77)以及在所述海底井頭(77)中執(zhí)行操作的方法，包括 (a)將壓印模(47)安裝在耐磨襯套(11)中；然后 (b)將所述耐磨襯套(11)送入到海底，并且使所述耐磨襯套(11)著落在所述井頭(77)內(nèi)，使得所述壓印模(47)在所述井頭(77)內(nèi)的選定的輪廓(79)附近； (c)向外移動所述壓印模(47)，并且抵靠著所述井頭(77)中的所述輪廓(79)而使所述壓印模(47)變形； (d)通過所述耐磨襯套(11)和井頭(77)而下放鉆柱，并且旋轉(zhuǎn)所述鉆柱，以執(zhí)行鉆井活動； (e)與所述變形的壓印模(47)—起收回所述耐磨襯套(11);以及 (f)檢查所述壓印模(47)，以確定所述輪廓(79)的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，步驟(c)包括對所述耐磨襯套(11)施加重量，這促使所述耐磨襯套(11)的上部部分(15)相對于下部部分(13)向下移動。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于所述耐磨襯套(11)著落在所述井頭(77)中而發(fā)生步驟(C)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，步驟(c)進一步包括對所述耐磨襯套(11)進行壓力測試。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括使所述耐磨襯套(11)著落在位于所述海底井頭(77)中的套管懸掛器(75)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及鉛壓印耐磨襯套。一種具有鉛壓印模(47)的耐磨襯套(11)沿軸向著落在套管懸掛器(75)的上方，并且被促動以測試形成于井頭(77)中的鎖定環(huán)凹槽(79)的高度。然后，通過耐磨襯套(11)而執(zhí)行鉆井操作。耐磨襯套(11)包括具有軸線(12)的第一管狀部件(13)和與第一管狀部件(13)同軸的第二管狀部件(15)。第二管狀部件(15)向下移動而促動鉛壓印組件(39)，以用鉛壓印模(47)測量井頭(77)內(nèi)的高度。在鉆井操作完成之后，與耐磨襯套(11)一起收回變形的鉛壓印模(47)。
文檔編號E21B47/098GK102733773SQ20121011507
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者T·M·威爾遜 申請人:韋特柯格雷公司