專利名稱：可擴(kuò)張的錨定機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及在井口組件內(nèi)的橋接懸掛器支承，并且更具體地涉及用以提高橋接懸掛器密封能力的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
海底井組件包括固定到大直徑導(dǎo)管上的井口外罩(housing)，該導(dǎo)管延伸至井中的第一深度。在經(jīng)由導(dǎo)管鉆到第二深度后，套管柱(string)降入井中并且通過套管懸掛器而懸置在井口外罩中。封隔裝置(packoff)在套管懸掛器的外徑部分與井口外罩的內(nèi)孔之間密封。一些井具有兩個(gè)或多個(gè)套管柱，各套管柱均由井口外罩中的套管懸掛器支承。在一種類型的完井(completion)中，生產(chǎn)管道柱降入最末的套管柱中。管道懸掛器搭接并密封到上部套管懸掛器上。生產(chǎn)管道柱從管道懸掛器懸置并且井然后通過管道生產(chǎn)。在運(yùn)行管道和管道懸掛器之前，作業(yè)者將對(duì)套管懸掛器封隔裝置進(jìn)行壓力測(cè)試。封隔裝置可能未能通過壓力測(cè)試，這可能歸因于在井口外罩內(nèi)壁上的損害。如果這樣的話，一種補(bǔ)救是在井口外罩中安裝應(yīng)急或橋接懸掛器。橋接懸掛器不支承套管柱，但具有與上部套管懸掛器中的輪廓通常相同的內(nèi)部輪廓。作業(yè)者搭接并且密封橋接懸掛器的下部到套管懸掛器上。作業(yè)者在橋接懸掛器的上部外部部分與套管懸掛器上方的井口外罩之間安裝封隔裝置。作業(yè)者然后運(yùn)行管道并且在橋接懸掛器中搭接和密封管道懸掛器。隨著井眼深度增大，在井眼內(nèi)的壓力增加，從而對(duì)懸掛器的懸置套管和襯墊柱施加越來(lái)越高的負(fù)荷。在需要橋接懸掛器以補(bǔ)充套管懸掛器封隔裝置的情況下，這些壓力可大于橋接懸掛器的最大壓力定額。結(jié)果，在搭接和設(shè)置橋接懸掛器之后，井眼壓力可導(dǎo)致將橋接懸掛器密封到井眼上的封隔裝置失效，使得橋接懸掛器不適合用于搭接隨后的管道懸掛器。因此，需要裝置和方法來(lái)提高橋接懸掛器及其對(duì)應(yīng)密封件的壓力定額。

發(fā)明內(nèi)容
通過提供可擴(kuò)張的錨定系統(tǒng)及其使用方法的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，大體解決或規(guī)避了這些及其它問題，并且通常取得了技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，公開了用于固定到海底套管懸掛器上的橋接懸掛器。橋接懸掛器包括管狀主體和管狀密封套筒。管狀密封套筒與管狀主體的外徑部分共軸并且安裝到該外徑部分上。管狀主體能夠相對(duì)于密封套筒從上部插入位置移動(dòng)到下部設(shè)置位置。橋接懸掛器包括第一鎖定環(huán)，第一鎖定環(huán)由密封套筒攜帶并且適合于響應(yīng)主體從插入位置到設(shè)置位置的移動(dòng)而接合套管懸掛器的內(nèi)部?jī)?nèi)的輪廓。橋接懸掛器還包括第二鎖定環(huán)，第二鎖定環(huán)由密封套筒攜帶以響應(yīng)主體從插入位置到設(shè)置位置的移動(dòng)而將管狀主體鎖定在設(shè)置位置中。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，公開了海底井口組件。海底井口組件包括套管懸掛器、橋接懸掛器和錨定機(jī)構(gòu)。套管懸掛器適合于搭接并設(shè)置在井口中。橋接懸掛器搭接并設(shè)置在井口中與套管懸掛器相接合。錨定機(jī)構(gòu)與搭接在套管懸掛器上的橋接懸掛器相結(jié)合。錨定機(jī)構(gòu)響應(yīng)施加到橋接懸掛器上的重量而促動(dòng)以將橋接懸掛器鎖定到套管懸掛器上。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，公開了用于錨定橋接懸掛器到布置在海底井口中的套管懸掛器上的方法。該方法安裝錨定機(jī)構(gòu)組件到橋接懸掛器的主體上。該方法然后將錨定機(jī)構(gòu)和橋接懸掛器搭接在套管懸掛器上，以及然后通過施加重量到橋接懸掛器組件上而促動(dòng)錨定機(jī)構(gòu)以將橋接懸掛器鎖定到套管懸掛器上。優(yōu)選實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于可提高橋接懸掛器的加壓能力。這不需要將要求額外兩個(gè)井下分離機(jī)構(gòu)(trip)來(lái)搭接和設(shè)置的鎖住套筒或懸掛器便可實(shí)現(xiàn)。因而，當(dāng)前實(shí)施例減少 了為提高橋接懸掛器的加壓能力到井眼內(nèi)需要的水平所必需的分離機(jī)構(gòu)的總數(shù)。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的帶有安裝的可擴(kuò)張錨定機(jī)構(gòu)的井口組件的一部分的豎直截面視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的可擴(kuò)張錨定機(jī)構(gòu)的透視圖。圖3是圖2的結(jié)構(gòu)的豎直截面視圖。圖4是圖2的結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)張錨定機(jī)構(gòu)的密封套筒構(gòu)件的透視圖。圖5是圖4的密封套筒的豎直截面視圖。圖6是圖2的結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)張錨定機(jī)構(gòu)的下部鎖定環(huán)構(gòu)件的透視圖。圖7是圖2的可擴(kuò)張錨定機(jī)構(gòu)的管狀主體構(gòu)件的正視圖。圖8是沿圖7的線8-8截取的截面視圖。圖9是沿圖I的線9-9截取的可擴(kuò)張錨定機(jī)構(gòu)的局部截面視圖。圖10是示出本發(fā)明的操作的圖I的結(jié)構(gòu)的部分的示意剖視圖。圖IOA是通過圖10中的參考標(biāo)記IOA環(huán)繞和標(biāo)識(shí)的結(jié)構(gòu)的一部分的放大視圖。圖11是示出本發(fā)明的操作的圖I的結(jié)構(gòu)的部分的示意剖視圖。圖IlA是通過圖11中的參考標(biāo)記IlA環(huán)繞和標(biāo)識(shí)的結(jié)構(gòu)的一部分的放大視圖。圖12是示出本發(fā)明的操作的圖I的結(jié)構(gòu)的部分的示意剖視圖。圖12A是通過圖12中的參考標(biāo)記12A環(huán)繞和標(biāo)識(shí)的結(jié)構(gòu)的一部分的放大視圖。圖12B是通過圖12中的參考標(biāo)記12B環(huán)繞和標(biāo)識(shí)的結(jié)構(gòu)的一部分的放大視圖。圖13是示出本發(fā)明的操作的圖I的結(jié)構(gòu)的部分的示意剖視圖。圖13A是通過圖13中的參考標(biāo)記13A環(huán)繞和標(biāo)識(shí)的結(jié)構(gòu)的一部分的放大視圖。圖14是示意地示出本發(fā)明的操作的圖I的結(jié)構(gòu)的部分的剖視圖。圖15是示意地示出本發(fā)明的操作的圖I的結(jié)構(gòu)的部分的剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考示出本發(fā)明的實(shí)施例的附圖在下文中更充分地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以許多不同的形式實(shí)施并且不應(yīng)當(dāng)解釋為受限于在本文中陳述的所示實(shí)施例。確切而言，這些實(shí)施例提供為使得本公開內(nèi)容將是全面和完整的，并且將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。全文中相同數(shù)字指代相同元件，并且上標(biāo)注釋(如果使用的話)表示在可選實(shí)施例中的類似元件。在下文的討論中，陳述大量的具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯然可實(shí)踐本發(fā)明而無(wú)需這些具體細(xì)節(jié)。此外，在很大程度上，與鉆機(jī)操作、套管懸掛器和套管操作、結(jié)構(gòu)、安裝等有關(guān)的細(xì)節(jié)已經(jīng)省略，因?yàn)檫@些細(xì)節(jié)不認(rèn)為是為獲得本發(fā)明的完整理解所必需的，并且被認(rèn)為是在相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的技能之內(nèi)。參考圖1，錨定機(jī)構(gòu)M作為位于海床的海底井口組件的構(gòu)件進(jìn)行搭接和設(shè)置。錨定機(jī)構(gòu)M安裝在海底井口組件中的常規(guī)井口外罩32中的套管懸掛器36中。導(dǎo)管柱(未示出)安裝在井口外罩32中并且延伸到井中的第一深度。套管懸掛器36提供成用以固定到膠凝就位的套管柱(未示出)上。在海底井口組件中的井口外罩32及其連接的進(jìn)一步細(xì)節(jié)在共同所有的美國(guó)專利No. 7，073，591中陳述，該專利通過弓I用結(jié)合在本文中。
參考圖2，錨定機(jī)構(gòu)M包括主體40，密封套筒42安裝到主體40上。錨定機(jī)構(gòu)M包括周向延伸的C形第一或上部鎖定環(huán)44。上部鎖定環(huán)44裝配到處在密封套筒42中鄰近密封套筒42的弓形(或弧形，arcuate)凸輪外罩槽口 76的周向延伸的環(huán)形槽或槽口 88 (圖5)中。上部鎖定環(huán)44提供成用于在密封套筒42與套管懸掛器36之間密封和鎖定，如下所述。參考圖2，錨定機(jī)構(gòu)M包括安裝在密封套筒42中的徑向延伸端口或通道60中的多個(gè)剪切銷58。剪切銷58延伸到形成在主體40中的徑向延伸承座62(圖10)中。如圖2所示，錨定機(jī)構(gòu)M還包括通過連接螺釘或銷66而安裝到密封套筒42上的內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵64和固定在內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵64的保持槽或槽口 70內(nèi)的外部防旋轉(zhuǎn)鍵68，如圖9所示。柱形組裝螺母50安裝到主體40的下端上。如圖3所示，上部鎖定環(huán)44包括具有外徑輪廓的C形環(huán)，該外徑輪廓適應(yīng)于匹配套管懸掛器36中的內(nèi)徑輪廓或槽37 (圖10A)。參考圖3，上部鎖定環(huán)44具有處在上部鎖定環(huán)44的內(nèi)徑上端上的促動(dòng)斜面(bevel) 55。促動(dòng)斜面55可接合主體40上的匹配斜面57以促使第一或上部鎖定環(huán)44沿徑向朝外，如下文關(guān)于圖10和IOA所述。如圖3所示，柱形組裝螺母50具有螺紋內(nèi)表面52以接合和安裝在對(duì)應(yīng)的螺紋外表面54上，該螺紋外表面54沿軸向在密封套筒42下方形成在主體40的下部或頸部56上。柱形組裝螺母50可允許密封套筒42在主體40上沿軸向滑動(dòng)，如下所述，同時(shí)將密封套筒42固定到主體40上。錨定機(jī)構(gòu)M還包括安裝在位于密封套筒42的內(nèi)部下部中的下部鎖定環(huán)環(huán)形槽48中的C形第二或下部鎖定環(huán)46。下部鎖定環(huán)46將在下文關(guān)于圖6更詳細(xì)地描述?，F(xiàn)在參考圖4和圖5，密封套筒42可為限定密封套筒中央通道43的管狀體。下部鎖定環(huán)環(huán)形槽48形成在密封套筒42的下端中并從密封套筒42的內(nèi)徑表面沿徑向朝外地延伸。上部鎖定環(huán)環(huán)形槽88形成在密封套筒42的上端中并從密封套筒42的外徑表面沿徑向朝內(nèi)地延伸。密封套筒中央通道43具有處于密封套筒42下端的第一直徑并且朝外漸縮至處于密封套筒42上端在面朝上的漸縮肩部45處的第二直徑。密封套筒弓形凸輪外罩槽口 76形成在密封套筒42的內(nèi)徑部分中并從面向上的漸縮肩部45沿軸向向下延伸以搭接在面向上的槽口肩部47處。密封套筒肋狀物51將各個(gè)密封套筒弓形凸輪外罩槽口 76與相鄰的密封套筒弓形凸輪外罩槽口 76相分離。如圖4所示，密封套筒42通過密封套筒42的側(cè)壁限定倒T形防旋轉(zhuǎn)開口 53。如下文更詳細(xì)地描述，內(nèi)部和外部防旋轉(zhuǎn)鍵64、68將安裝到密封套筒42上處于防旋轉(zhuǎn)開口 53中。端口 60經(jīng)由密封套筒42從密封套筒42的外徑表面延伸到密封套筒中央通道43。密封套筒42還限定處在密封套筒42外徑部分上的面朝下的肩部41。面朝下的肩部41可搭接在如下文更詳述地描述的套管懸掛器36的緣邊上。如圖6所示，下部鎖定環(huán)46具有適當(dāng)數(shù)目的徑向間隔的、朝內(nèi)延伸的鎖定指狀物80，這些指狀物80圍繞鎖定環(huán)46的內(nèi)表面形成在間隔位置處。一組周向布置的槽口 84存在于鎖定指狀物80之間。槽口 84相對(duì)于下文更詳細(xì)描述的主體40上的指狀件72 (圖8)具有可比較的弓形12°尺寸?，F(xiàn)在參考圖7和圖8，主體40具有多個(gè)徑向間隔的朝外延伸的鍵或指狀件72 (圖8)，其圍繞外部柱形表面74形成。指狀件72如圖8所示那樣延伸12°的弓形尺寸并且位于主體40的表面上。指狀件72彼此等距地間隔，但除開如78處所示，在該處間距提供成 用以接收和容納密封套筒42的防旋轉(zhuǎn)鍵64和68。如圖9所示，密封套筒42的弓形凸輪外罩槽口 76形成為用以延伸24°的弓形尺寸，兩倍于主體40的指狀件72的延伸程度。指狀件72延伸過主體40的軸向長(zhǎng)度的一部分并且包括位于各指狀件72的下端上的斜面57。如下文更詳細(xì)地描述，密封套筒42將在主體40上滑動(dòng)使得主體40的指狀件72將置于對(duì)應(yīng)弓形凸輪外罩槽口 76內(nèi)。參考圖7，主體40還包括形成在主體40的下部外部部分上的下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81。下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81為與指狀件72沿軸向?qū)?zhǔn)的突出體并且其寬度大致等于指狀件72的寬度。此外，下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81的寬度使得下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81可穿過下部鎖定環(huán)46的槽口 84。在操作期間，當(dāng)?shù)诙蛳虏挎i定環(huán)46接合時(shí)，指狀件80可裝配到環(huán)形凹部82 (圖3和圖12A)中以在主體40和密封套筒42之間形成承載連接(圖12和圖12A)，其中，環(huán)形凹部82形成為圍繞主體40的下部外部部分沿軸向處在指狀件72下方。如圖9所示，外部防旋轉(zhuǎn)鍵68裝配在內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵64的朝下延伸槽口 70內(nèi)。如圖所示，內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵64的槽口 70具有T形徑向輪廓，其中T形的桿部緊鄰內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵64的內(nèi)徑。外部防旋轉(zhuǎn)鍵68包括外部防旋轉(zhuǎn)鍵肋狀物69，該肋狀物69適合于插入內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵64的槽口 70的T形徑向輪廓的桿部中。優(yōu)選的是，槽口 70的桿部具有徑向深度大于肋狀物69的徑向深度；因而，外部防旋轉(zhuǎn)鍵68可在徑向朝內(nèi)的位置與徑向朝外的位置之間移動(dòng)。內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵64包括內(nèi)孔以接收連接件66，該連接件66然后可將內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵64固定到密封套筒42上。外部防旋轉(zhuǎn)鍵68可通過來(lái)自槽口 70中的彈簧(未示出)的彈性力而促使朝外。外部防旋轉(zhuǎn)鍵68能夠響應(yīng)該彈性力朝外和朝內(nèi)接合和移動(dòng)以便緊急解鎖，如下文將陳述的那樣。當(dāng)錨定機(jī)構(gòu)M初始搭接在套管懸掛器36上時(shí)，外部旋轉(zhuǎn)鍵68搭接套管懸掛器36的內(nèi)部表面并由套管懸掛器36的內(nèi)部表面徑向朝內(nèi)按壓。外部防旋轉(zhuǎn)鍵68在如將要描述的那樣搭接在槽口 86 (圖15)內(nèi)之后能夠朝外移動(dòng)，其中，若干槽口 86可提供在沿周向間隔的位置處，形成為沿套管懸掛器36的內(nèi)表面縱向地延伸。錨定機(jī)構(gòu)M通過首先將上部鎖定環(huán)44、下部鎖定環(huán)46和防旋轉(zhuǎn)鍵64和68組裝到密封套筒42上而組裝。上部鎖定環(huán)44將裝配到上部鎖定環(huán)環(huán)形槽88中，使得促動(dòng)斜面55的一部分將在弓形凸輪外罩槽口 76處暴露在密封套筒中央通道43中。第二或下部鎖定環(huán)46將裝配到下部鎖定環(huán)環(huán)形槽48中使得指狀件80面向密封套筒中央通道43。主體40然后裝配到密封套筒42中，其中在主體40與密封套筒42之間提供間隙配合。如在操作之前的組裝那樣，各指狀件72下端上的斜面57將經(jīng)由如圖3所示的弓形凸輪外罩槽口 76抵接上部鎖定環(huán)44上的促動(dòng)斜面55。第二或下部鎖定環(huán)46的指狀件80將沿軸向在主體40的下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81下方外接主體40，其中促動(dòng)部件81沿軸向位于環(huán)形凹部82下方。下部鎖定環(huán)46的槽口 84將與主體40的各指狀件72之間的空間對(duì)齊，如圖9中的虛線所示。參考圖2，剪切銷58然后通過密封套筒42中的端口 60插入并進(jìn)入主體40中的承座62。組裝螺母50然后安裝在主體40上并使其螺紋表面52和54(圖3)形成接合以便柱形組裝螺母50的上部緣邊抵接第二或下部鎖定環(huán)46的下表面，將密封套筒42保持在主體40上。組裝的錨定機(jī)構(gòu)M因而以柱形密封套筒42的形式間隙配合到主體40上，以便柱 形密封套筒42相對(duì)于主體40的軸向移動(dòng)通過剪切銷58的存在而受到約束。C形鎖定環(huán)44和46當(dāng)受到外力時(shí)能夠關(guān)于密封套筒42相對(duì)朝內(nèi)和朝外徑向移動(dòng)，但相對(duì)于密封套筒42的軸向移動(dòng)分別通過環(huán)形槽88、48而受到抑制。組裝的錨定機(jī)構(gòu)M可以朝下移動(dòng)并以常規(guī)方式搭接到套管懸掛器36上以便鎖定就位。操作中，密封套筒42的面朝下的肩部41搭接在套管懸掛器36的上部坐置表面上，如圖I中示出且在圖IlA中以100示意地示出。同時(shí)，在密封套筒42與套管懸掛器46的表面之間的外部金屬對(duì)金屬密封如在圖IlA中102處所示那樣形成。為此目的，第一水平的負(fù)荷，例如大約60，000磅，施加到錨定機(jī)構(gòu)M上以施力于外部金屬對(duì)金屬密封102。其后，額外的更大負(fù)荷，例如大約80，000磅，施加到錨定機(jī)構(gòu)M上以剪切剪切銷58。當(dāng)剪切銷58斷裂，如圖10中104處所示，在主體40與密封套筒42之間的連接破壞，且主體40提供相對(duì)于密封套筒42的軸向移動(dòng)自由度。主體40然后能夠關(guān)于密封套筒42和套管懸掛器36沿軸向朝下移動(dòng)。當(dāng)主體40開始朝下移動(dòng)時(shí)，上部鎖定環(huán)44和下部鎖定環(huán)46 二者都通過如圖IOA所示那樣在位置106和108處的凸輪輪廓表面受力。各指狀件72的斜面57接觸第一或上部鎖定環(huán)44的促動(dòng)斜面55。當(dāng)主體40持續(xù)相對(duì)于密封套筒42沿軸向朝下移動(dòng)時(shí)，隨著促動(dòng)斜面55沿斜面57滑動(dòng)，各指狀件72的斜面57將促使第一或上部鎖定環(huán)44沿徑向朝夕卜。當(dāng)?shù)谝换蛏喜挎i定環(huán)44沿徑向朝外移動(dòng)時(shí)，它將搭接在套管懸掛器36上的匹配輪廓中。在示出的實(shí)施例中，套管懸掛器36將包括面朝下的肩部37，第一或上部鎖定環(huán)44將抵接該肩部37以阻止密封套筒42相對(duì)于套管懸掛器36的朝上軸向移動(dòng)。同時(shí)，第二或下部鎖定環(huán)46的指狀件80和下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81的匹配斜面輪廓將彼此滑過，迫使第二或下部鎖定環(huán)46沿徑向進(jìn)入環(huán)形槽48中。當(dāng)主體40相對(duì)于密封套筒42沿軸向朝下持續(xù)移動(dòng)時(shí)，環(huán)形凹部82將緊鄰第二或下部鎖定環(huán)46移動(dòng)。第二或下部鎖定環(huán)46然后將沿徑向朝內(nèi)移動(dòng)到環(huán)形凹部82中，使得第二或下部鎖定環(huán)46的斜面輪廓將在環(huán)形凹部82內(nèi)抵接主體40。如圖12所示，在主體40朝下移動(dòng)的終點(diǎn)，主體40維持上部鎖定環(huán)44受力以便牽拉來(lái)自套管懸掛器36的一定程度的錨定,如圖12A中110處所不。下部鎖定環(huán)46朝內(nèi)收縮其直徑到環(huán)形凹部82中以便如圖12A中在112處所示那樣設(shè)置在主體40的下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81上并且抵靠主體40的下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81裝配，并且因而將密封套筒42和主體40鎖定在一起。另外，在密封套筒42的上部與主體40的內(nèi)部周向表面之間的內(nèi)部金屬對(duì)金屬密封如圖12B在114處所示那樣受力。密封套筒42和主體40然后鎖定就位并且形成金屬對(duì)金屬密封接合。一旦接合并且鎖定在一起，為了從密封套筒42將主體40解鎖，對(duì)主體40執(zhí)行沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)12°。這通過密封套筒42的弓形凸輪外罩槽口 76而移動(dòng)主體40的指狀件72。繼而，這將移動(dòng)主體40的下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81從抵接下部鎖定環(huán)46的指狀件80到與第二或下部鎖定環(huán)46的槽口 84對(duì)準(zhǔn)。密封套筒42的弓形凸輪外罩槽口 76相比于主體40的指狀件72的凸輪輪廓的寬度(圖9)具有兩倍的寬度以允許該12°的旋轉(zhuǎn)。。
當(dāng)主體40上的指狀件72移動(dòng)到它們的各自凸輪外罩槽口 76 (圖9)的相對(duì)側(cè)時(shí)，主體40上的指狀件72和下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81如圖14中在120處示意性所示地那樣對(duì)準(zhǔn)，其中，指狀件80之間的槽口 84處在下部鎖定環(huán)46中。主體40的下部鎖定環(huán)促動(dòng)部件81然后能夠關(guān)于密封套筒42沿縱向移動(dòng)，通過從圖12A中所示位置到圖13A中所示位置的朝上軸向移動(dòng)而將主體40與密封套筒42解鎖。在該移動(dòng)的終點(diǎn)，組裝螺母50的上表面116(圖13A)搭接在第二或下部鎖定環(huán)46的指狀件80的朝內(nèi)延伸部分之下，從而通過主體40提供提升支承。主體40可因此朝上移動(dòng)，并且現(xiàn)在通過主體40支承的密封套筒42可從套管懸掛器36移出。為了應(yīng)急程序并且為了確保解鎖，主體40、密封套筒42和套管懸掛器36由于金屬對(duì)金屬密封的效果，通常不僅受到軸向而且受到轉(zhuǎn)動(dòng)抑制。通常，在主體40抵靠密封套筒42之間的內(nèi)部金屬對(duì)金屬密封114 (圖12A)的強(qiáng)度小于在密封套筒42和套管懸掛器36之間以100和102(圖11A)所示的外部連接力。因此，在上文所述的正常解鎖過程期間發(fā)生的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在主體40與密封套筒42之間發(fā)生。然而，如果旋轉(zhuǎn)發(fā)生在密封套筒42與套管懸掛器36之間，則安裝的錨定機(jī)構(gòu)M可能未解鎖。然而，在這種事件中，密封套筒42在套管懸掛器36內(nèi)旋轉(zhuǎn)至其中外部防旋轉(zhuǎn)鍵68通過彈性力而促使朝外的位置。外部防旋轉(zhuǎn)鍵68在朝外移動(dòng)中裝配在形成于套管懸掛器36 (圖15)中的槽口 86的其中一個(gè)內(nèi)并與其接合。密封套筒42和套管懸掛器36然后互連以便共同地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。然后給予到主體40上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致在主體40和套管懸掛器36之間發(fā)生旋轉(zhuǎn)。錨定機(jī)構(gòu)M然后可解鎖并且與套管懸掛器36和井口外罩32分離。因此，所公開的實(shí)施例提供了許多優(yōu)點(diǎn)。例如，通過使橋接懸掛器接合套管懸掛器以從套管懸掛器和懸掛的套管柱牽拉額外負(fù)荷能力，可利用所公開的實(shí)施例而提高橋接懸掛器的加壓能力。這無(wú)需將要求額外的兩個(gè)井下分離結(jié)構(gòu)來(lái)搭接和設(shè)置的單獨(dú)鎖住套筒或懸掛器便可實(shí)現(xiàn)。因而，當(dāng)前實(shí)施例減少了為提高橋接懸掛器的加壓能力至井眼內(nèi)需要的水平所必需的分離結(jié)構(gòu)的總數(shù)。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明可采用許多形式和實(shí)施例。因此，可不脫離本發(fā)明的精神或范圍在上文中做出若干變型。盡管因此已參照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的一些描述了本發(fā)明，但注意的是所公開的實(shí)施例實(shí)際上為示意而非限制的，并且在上文的公開內(nèi)容中構(gòu)思出大量變型、修改、改變和替代物，以及在一些情況下，可使用本發(fā)明的一些特征而無(wú)需相應(yīng)地利用其它特征。在閱讀上文描述的優(yōu)選實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易和合乎需要地想到許多此類變型和修改。因此，適當(dāng)?shù)氖?，所附?quán)利要求應(yīng)寬泛且以與本發(fā)明 的范圍相一致的方式予以解釋。
權(quán)利要求
1.一種用于固定到海底套管懸掛器(36)上的橋接懸掛器(M)，包括 管狀主體(40)； 管狀密封套筒(42)，其與所述管狀主體(40)的外徑部分共軸并且安裝在所述管狀主體(40)的外徑部分上，所述主體(40)能夠相對(duì)于所述密封套筒(42)從上部插入位置移動(dòng)到下部設(shè)置位置； 第一鎖定環(huán)(44)，其由所述密封套筒(42)攜帶并且適合于響應(yīng)所述主體(40)從插入位置到設(shè)置位置的移動(dòng)而接合處于所述套管懸掛器(36)的內(nèi)部?jī)?nèi)的輪廓(37);以及 第二鎖定環(huán)(46)，其由所述密封套筒(42)攜帶以響應(yīng)所述主體(40)從所述插入位置到所述設(shè)置位置的移動(dòng)而將所述管狀主體(40)鎖定在所述設(shè)置位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括柱形組裝螺母(50)，所述柱形組裝螺母(50)安裝到所述主體(40)的末端沿軸向處于所述密封套筒(42)下方，并且具有與所述主體(40)的對(duì)應(yīng)螺紋外表面(54)相配合以將所述密封套筒(42)固定到所述主體(40)上的螺紋內(nèi)表面(52)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第二鎖定環(huán)(46)包括 C形環(huán)(46)，其安裝在由所述密封套筒(42)的內(nèi)徑下部所限定的環(huán)形槽(48)中； 至少一個(gè)徑向間隔的朝內(nèi)延伸的鎖定指狀件(80)，其形成在所述C形環(huán)的內(nèi)徑表面中；以及 所述鎖定指狀件(80)適合于裝配到圍繞所述主體(40)的外徑部分形成的環(huán)形凹部(82)中，由此形成承載連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一鎖定環(huán)(44)包括 C形環(huán)(44)，其安裝在由所述密封套筒(42)的外徑上部所限定的圓形凹部(88)中；以及 所述C形環(huán)(44)具有凸輪輪廓(57)，所述凸輪輪廓(57)構(gòu)造成用以接合所述主體(40)的匹配輪廓(55)以便所述主體(40)當(dāng)處在所述設(shè)置位置時(shí)將促使所述C形環(huán)(44)朝外以接合所述套管懸掛器(36)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述管狀密封套筒(42)通過剪切銷(58)而安裝到所述主體(40)上，所述剪切銷(58)延伸通過位于所述密封套筒(42)中的孔口(60)并且進(jìn)入處在所述主體(40)中的對(duì)應(yīng)孔口 ￠2)以將所述主體(40)保持在所述插入位置直到施加到所述主體(40)上的重量剪切所述剪切銷(58)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵(64)，所述內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵(64)安裝到所述密封套筒(42)上用于接合所述密封套筒(42)以阻止所述密封套筒(42)相對(duì)于所述套管懸掛器(36)旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括外部防旋轉(zhuǎn)鍵(68)，所述外部防旋轉(zhuǎn)鍵￠8)安裝到所述密封套筒(42)上用于接合所述套管懸掛器(36)以便通過由所述內(nèi)部防旋轉(zhuǎn)鍵￠4)內(nèi)部的彈簧所施加的彈簧力而促使所述外部防旋轉(zhuǎn)鍵￠8)朝外。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括多個(gè)指狀件(72)，所述指狀件(72)形成在所述主體(40)的外表面中緊鄰形成在所述密封套筒(42)的內(nèi)表面中的對(duì)應(yīng)指狀槽口(76)，所述指狀件(72)和槽口(76)圍繞所述主體(40)的直徑沿周向放置，以及所述指狀槽口(76)具有兩倍于所述指狀件(72)的弓形寬度，以便所述指狀件(72)可插入到所述指狀槽口(76)中并從第一位置旋轉(zhuǎn)到第二位置以將所述橋接懸掛器(M)從所述設(shè)置位置移動(dòng)到收回位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述密封套筒(42)的外徑表面形成金屬對(duì)金屬密封表面以便當(dāng)所述主體(40)處在所述設(shè)置位置時(shí)密封到所述套管懸掛器(36)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述密封套筒(42)的內(nèi)徑表面形成金屬對(duì)金屬密封表面以便當(dāng)所述主體(40)處在所述設(shè)置位置時(shí)密封到所述主體(40)上。
11.一種用于錨定橋接懸掛器(M)到布置在海底井口中的套管懸掛器(36)上的方法，所述方法包括 (a)將錨定機(jī)構(gòu)組件安裝到橋接懸掛器(M)的主體(40)上； (b)將所述錨定機(jī)構(gòu)和橋接懸掛器(M)搭接到所述套管懸掛器(36)上；然后 (c)通過施加重量到所述橋接懸掛器(M)上而促動(dòng)所述錨定機(jī)構(gòu)以將所述橋接懸掛器(M)鎖定到所述套管懸掛器(36)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，步驟(c)包括使第一鎖定部件(44)從所述密封套筒(42)沿徑向朝外擴(kuò)張以鎖定所述密封套筒(42)到所述套管懸掛器(36)上，以及使第二鎖定部件(46)沿徑向朝內(nèi)移動(dòng)以鎖定所述橋接懸掛器的主體(40)到所述套筒(42)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法還包括相對(duì)于所述錨定機(jī)構(gòu)的管狀套筒(42)旋轉(zhuǎn)所述錨定機(jī)構(gòu)的管狀主體(40)以使鎖定環(huán)(44)與所述套管懸掛器(36)脫離接合，由此允許所述橋接懸掛器(M)收回。
全文摘要
本發(fā)明涉及可擴(kuò)張的錨定機(jī)構(gòu)。帶有可擴(kuò)張錨定機(jī)構(gòu)的橋接懸掛器(M)搭接在海底井口(32)中的套管懸掛器(36)上并促動(dòng)以錨定到套管懸掛器上。錨定機(jī)構(gòu)包括管狀主體(40)和管狀密封套筒(42)。管狀密封套筒(42)與管狀主體(40)的外徑部分共軸并且安裝在其上。主體(40)能夠相對(duì)于密封套筒(42)從上部插入位置移動(dòng)到下部設(shè)置位置。錨定機(jī)構(gòu)還包括第一和第二鎖定環(huán)(44，46)，二者都由密封套筒攜帶。第一鎖定環(huán)(44)響應(yīng)主體(40)從插入位置到設(shè)置位置的移動(dòng)而接合套管懸掛器(36)內(nèi)部?jī)?nèi)的輪廓(37)。第二鎖定環(huán)(46)響應(yīng)主體(40)從插入位置到設(shè)置位置的移動(dòng)而將管狀主體(40)鎖定在設(shè)置位置。
文檔編號(hào)E21B33/035GK102808590SQ201110354590
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者F·K·科巴塔, L·A·佩魯奇, D·A·費(fèi)爾丹 申請(qǐng)人:韋特柯格雷公司