專利名稱：井口搭接件維修工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及井口維修，并且更具體地涉及用于維修井口處的搭接件(wicker)的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
井口罩包括在井口罩插入井眼之前形成于井口罩的內(nèi)徑表面中的搭接件。搭接件包括構(gòu)造成用以接合井內(nèi)的裝置和密封件并防止所接合的海底裝置和密封件的軸向移動的環(huán)形內(nèi)徑輪廓。通常，搭接件是小的平行的周向凹槽。該凹槽可使在徑向上與搭接件相接觸的接合表面變形，例如，套管懸掛器或金屬密封件的表面。搭接件通常形成在井口裝置平臺附近以便在安放井口中的裝置之后，該裝置(常常通過井口密封件的使用)可接合搭接件并在軸向上將其位置維持在井口內(nèi)。海底裝置和密封件以若干方式接合搭接件。例如，該裝置可徑向地擴大到搭接件中，導致搭接件使裝置的外表面變形。作為備選，該裝置 可在另一被安放的裝置和搭接件之間壓擠成干涉配合。關(guān)于搭接件的附加細節(jié)可在美國專利 4，960，172,4, 714，111,4, 561，499 以及 5，255，746 中找到。在鉆探操作期間，工具和裝置可拖曳越過搭接件。當這些工具和裝置被拖曳越過搭接件時它們對搭接件的影響導致搭接件變形。因此，當裝置壓擠成與搭接件相接觸時，在變形的位置處搭接件不再能夠接合裝置表面。這導致密封件的失效，因為流體可在搭接件的變形位置處流過密封件。例如，當設(shè)置套管懸掛器時，該懸掛器安放在井口罩內(nèi)緊接搭接件的肩部上。然后，將金屬密封件壓擠到懸掛器和井口之間的間隙中以通過接合搭接件而密封并設(shè)置懸掛器。該密封防止流體流動穿過懸掛器和井口罩之間的環(huán)形空間，并且作為金屬搭接件與密封件金屬表面相接合的結(jié)果而形成。對搭接件的損壞防止了密封接合。因為用于設(shè)置套管懸掛器的密封件在受損的搭接件位置處未能與搭接件接合，故不能在套管懸掛器的外徑和井口的內(nèi)徑之間形成為設(shè)置套管懸掛器所需的密封。流體將能夠在搭接件損壞的位置經(jīng)過密封件而流經(jīng)環(huán)形空間。通常，這可通過使用代替金屬密封件或除金屬密封件之外的彈性體環(huán)而克服。彈性體環(huán)在安放之后將突出至搭接件的受損區(qū)域中。這“修理” 了搭接件的受損區(qū)域。然后，密封件或海底裝置能夠變形成與搭接件接合，以利用在裝置和井口之間實施密封的彈性體元件而建立經(jīng)由環(huán)形空間的流體密封。彈性體密封元件不能在高壓、高溫或低溫狀況下“修理”受損搭接件。在此類狀況下，彈性體將顯著地偏離所需的彈性，變得過于彈性或過于非彈性。結(jié)果，彈性體密封元件將不能變形至受損的搭接件區(qū)域中或者反之以過大的速率流動進入受損的搭接件區(qū)域中。因此，彈性體密封件將不能向受損的搭接件區(qū)域提供有效的解決方案，潛在地導致井口的廢棄。另外，彈性體密封元件的使用顯著減小了密封件的壽命。甚至當不在高壓、高溫、低溫環(huán)境的應變下時，彈性體密封元件也將比金屬密封件更快地磨損。因此，需要一種設(shè)備和方法以在不依賴彈性體元件的情況下，一旦井口定位并固定在井眼內(nèi)便維修井口上的受損搭接件。

發(fā)明內(nèi)容
通過本發(fā)明的提供用于維修井口中的受損搭接件的設(shè)備及其使用方法的優(yōu)選實施例，大體上解決或規(guī)避了這些和其它的問題，并且大體上實現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的實施例，公開了一種用于在井眼的上端處現(xiàn)場維修井口部件內(nèi)孔(bore)中的搭接件的設(shè)備。該設(shè)備包括具有適于聯(lián)接至管柱(string)的上端的管狀部件。該設(shè)備還包括與管狀部件的軸線共軸的管狀工具頭部。該管狀工具頭部形成于管狀部件的下端上以便安放在井口部件的內(nèi)孔中。該設(shè)備還包括聯(lián)接至工具頭部的至少一個切割器。所述至少一個切割器在徑向上能夠相對于工具頭部而在接合位置和未接合位置之間移動。當處于接合位置時，所述至少一個切割器適于接合井口部件中的搭接件，使得工具頭部相對于井口部件的旋轉(zhuǎn)將重切和維修搭接件。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，公開了一種海底井口。該海底井口包括具有包含一組搭接件的內(nèi)孔的海底井口。套管懸掛器安放在海底井口的內(nèi)孔中鄰近搭接件的肩部上。海底井口包括具有上端的搭接件維修工具，該上端帶有螺紋以便聯(lián)接至管柱。搭接件維修工具安放在套管懸掛器的上部上，使得搭接件維修工具的裙緣(skirt)部分在套管懸掛器和海底井口之間延伸。搭接件維修工具包括聯(lián)接至該工具并在徑向上能夠相對于該工具在未接合位置向外至接合位置之間移動的至少'一個切割器。該切割器具有當處于接合位置時接合搭接件的多個齒，使得工具相對于井口的旋轉(zhuǎn)將重切搭接件。根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，公開了一種用于維修海底井口的內(nèi)孔中的搭接件的方法。該方法開始于在管柱上伸展搭接件維修工具并使工具安放在海底井口的內(nèi)孔內(nèi)的套管懸掛器上。接著，該方法促動搭接件維修工具的切割器以接合海底井口的搭接件。然后，該方法使搭接件維修工具旋轉(zhuǎn)以重切海底井口中的搭接件。優(yōu)選實施例的優(yōu)點在于，所公開的實施例提供了一種設(shè)備和方法以在將井口安置在井眼內(nèi)之后維修井口中的搭接件。所公開的實施例允許在不添加彈性體元件的情況下使用金屬密封件來實施在金屬密封件和受損搭接件之間的密封。另外，通過利用本文中公開的設(shè)備來維修井口，防止了井口的廢棄。


通過參照顯示在形成本說明書的一部分的附圖中的本發(fā)明的實施例，可具有以下方式使得在上文簡要概述的本發(fā)明的更加詳細、更加具體的描述中獲得并能夠理解本發(fā)明的特征、優(yōu)點和目標以及將變得顯而易見的其它特征、優(yōu)點和目標。然而，將注意到，附圖僅顯示本發(fā)明的優(yōu)選實施例，且因而不應認為是對其范圍的限制，因為本發(fā)明可允許其它同等有效的實施例。圖IA是搭接件維修工具的局部剖面示意圖。圖IB和圖IC是圖IA的搭接件維修工具的一部分的局部剖面示意圖。圖2是在海底井口中就位的圖IA的搭接件維修工具的剖面示意圖。圖3是處于未接合位置的圖IA的搭接件維修工具的局部剖面示意圖。圖4是井口中的受損搭接件的局部剖面圖。圖5是與圖4的受損搭接件接合的圖IA的搭接件維修工具的局部剖面圖。 圖6是井口中的已維修搭接件的局部剖面圖。
具體實施例方式現(xiàn)在，將在下文中參照顯示本發(fā)明的實施例的附圖而更加完整地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以很多不同的方式實施并且不應解釋為限于文中闡述的所示實施例。而是，這些實施例提供為使得該公開內(nèi)容將是徹底和完整的，并且將把本發(fā)明的范圍完全傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。相似的標號始終是指相似的元件，并且基本符號(如果使用的話)表示備選實施例中的類似元件。在下述討論中，闡述了大量的具體細節(jié)以 提供對本發(fā)明的徹底理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯然的是，本發(fā)明在沒有這種具體細節(jié)的情況下也可予以實施。另外，對于大部分而言，關(guān)于井口組件、實施、操作、使用等的細節(jié)已經(jīng)省略，因為此類細節(jié)不認為是獲得對本發(fā)明的完整理解所必需，并且認為是在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員的技能范圍內(nèi)。參照圖1A，顯示了搭接件維修工具11。搭接件維修工具11具有接合位置(圖IA中所示)和未接合位置(圖3中所示)。如圖IA所示，搭接件維修工具11包括管狀部件13，其限定了用于流體通路的中心內(nèi)孔15。內(nèi)孔15具有軸線17。工具頭部19形成在與聯(lián)接器21相對的管狀部件13的一端上。聯(lián)接器21構(gòu)造成用以將搭接件維修工具11聯(lián)接至管柱(未顯示)。在所示的實施例中，工具頭部19具有比管狀部件13的外徑更大的外徑23。工具頭部19從管狀部件13的外徑23向工具頭部19的外徑23成漸縮形。外徑23可以是比海底井口(圖IA中未顯示)的內(nèi)徑稍小的直徑，使得工具頭部19可插入海底井口的內(nèi)徑腔室中，如下文關(guān)于圖2顯示和描述。仍參照圖1A，搭接件維修工具11包括形成在工具頭部19和管狀部件13中的切割器促動組件。作為切割器促動組件的一部分，工具頭部19可限定活塞腔室25。在示例性實施例中，活塞腔室25包括具有直徑與內(nèi)孔15的直徑大致相等的腔室?；钊?7可插入活塞腔室25中，基本上填滿活塞腔室25的寬度。如圖所示，活塞27可密封在活塞腔室25內(nèi)，使得內(nèi)孔15中的流體可不傳送至活塞腔室25的在軸向上低于活塞27的區(qū)域。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會懂得，任何合適的密封機構(gòu)都可使用。工具頭部19包括在活塞腔室25內(nèi)沿軸向位于活塞27下方的彈簧29。在所示的實施例中，彈簧29的下端位于緊接活塞腔室25底部的基座(未顯示)上，并且活塞27的下端位于彈簧29的上端上，使得如果活塞27沿軸向向下移動，則彈簧29將響應而施加沿軸向向上的反作用力。如圖IA所示，彈簧29由活塞27壓縮。工具頭部19包括多個液壓端口 31。在示例性實施例中，液壓端口 31在工具頭部19的漸縮表面上從工具頭部19的外部延伸至形成在工具頭部19中的上液壓通路33中。外部液壓管線32(圖2)可聯(lián)接至液壓端口 31以在搭接件維修工具11的操作期間，將液壓壓力供應至上液壓通路33中。當搭接件維修工具11仍在表面上時，液壓管線32也可用于測試搭接件維修工具11的操作。作為備選，液壓流體可在搭接件維修工具11的插入之前穿過液壓端口 31而供應至上液壓通路33和活塞腔室25、下液壓通路43 (在下文更加詳細地描述)。在填滿下液壓通路43、活塞腔室25以及上液壓通路33之后，液壓端口 31可被堵塞而密封上液壓通路33和下液壓通路43以及活塞腔室25。在沒有液壓管線32的情況下，搭接件維修工具11然后可伸展至井口。上液壓通路33在液壓端口 31和活塞腔室25之間延伸，當活塞27處于其上部位置時而終止于活塞27下方以將流體壓力從外部源供應至活塞腔室25。液壓流體可穿過彈簧29的中心，如下文更加詳細地描述。工具頭部19包括從工具頭部19的下部突出的圓筒形切割器延伸部或裙緣35。切割器延伸部35包括環(huán)形突起，該環(huán)形突起具有與工具頭部19的外徑23相等的外徑并限定海底部件腔室37的內(nèi)徑。海底部件腔室37具有一定的尺寸和形狀以容納設(shè)置在海底井口中的諸如管式懸掛器的海底管狀部件，如下文關(guān)于圖2更加詳細描述。繼續(xù)參照圖1A，多個切割器39固定至切割器延伸部35。各個切割器39均具有帶有多個齒的徑向外表面。各個切割器39的齒適于匹配將要維修的搭接件的形狀和節(jié)距(pitch)。各個切割器39的齒均具有足夠的硬度、強度等，以接合并切割形成搭接件的材料或者使其變形。切割器39聯(lián)接至切割器延伸部35，使得它們可在圖IA所示的接合位置和圖3所示的未接合位置之間移動。如圖IA所示，切割器39可通過多個切割促動器4而沿徑向向外促動，單獨的切割促動器41緊接各個相應的切割器39。在所示的實施例中，使用了四個切割器39和四個切割促動器41。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會懂得，可使用更多或更少的切割器39和切割促動器41。切割促動器41位于形成在工具頭·部19的下部中的下液壓通路43內(nèi)。下液壓通路43在軸向地位于彈簧29下方的活塞腔室25下端至緊接切割器39的各個切割促動器41之間延伸。切割促動器41基本上填滿緊接的下液壓通路43的直徑，并且通過諸如所示0形環(huán)的任何合適器件而密封至下液壓通路43。液壓通路43內(nèi)的液壓壓力的累積將在切割促動器41的上端上施加力，導致切割促動器41向下移動至圖IA所示的接合位置。下液壓通路43與活塞空腔25成流體連通，使得從上液壓通路33傳入活塞腔室25中的流體然后可流入下液壓通路43中。切割促動器41具有適于與切割器39的漸縮內(nèi)表面相干涉的漸縮下端。當流體壓力在液壓通路43內(nèi)增大時，流體壓力將導致切割促動器41響應而沿軸向向下移動，使得各個切割促動器41的下端將滑動越過相應的切割器39的內(nèi)表面，作為響應而將相鄰的切割器39沿徑向向外移動。在所示的實施例中，切割促動器41和切割器39之間的界面包括一對相向的傾斜表面。切割器39偏移至未接合位置，如關(guān)于圖IB和圖IC所述。如圖IB所示，各個切割器39均包括保持突耳(lug)63。保持突耳63從各個切割器39的下部延伸至在軸向上形成于各個切割器39下方的凹部65中。凹部65從切割器延伸部35的外徑表面沿徑向向內(nèi)延伸至徑向向外面對的肩部67。凹部65具有與各個切割器39的深度基本上相等的徑向深度，使得當保持突耳的徑向向內(nèi)表面鄰接肩部67時，齒62不會突出超過切割器延伸部35的徑向向外表面。凹部65在凹部65的軸向向下部分上包括保持凹部68。保持凹部68從切割器延伸部35的徑向向外表面向徑向向外面對的肩部67延伸。保持板71在保持凹部68內(nèi)位于肩部69處固定至切割器延伸部35。保持板71的外表面與切割器延伸部35的外表面大致齊平并且鄰接肩部69和切割器39的下端，使得切割器39可滑動越過保持板71的上端邊沿。諸如波形彈簧73的彈簧部件置于保持突耳63和保持板71之間。在所示的實施例中，波形彈簧73的徑向移位將在保持突耳63上施加徑向向內(nèi)的力。如圖IC所示，當切割促動器41沿徑向向下移動而使切割器39與井口 57的搭接件58相接合時，波形彈簧73將在保持突耳63和保持板71之間經(jīng)受壓縮。當活塞27在搭接件58的維修之后沿軸向向上移動時，受壓縮的波形彈簧73將在保持突耳63上施加徑向向內(nèi)的力。作為響應，切割器39將沿徑向向內(nèi)移動，導致切割器39的內(nèi)表面滑動經(jīng)過切割促動器41的下端，將切割促動器41沿軸向向上移動至下液壓通路43中。定中板45通過軸承49而在海底部件腔室37的終點(terminus)處聯(lián)接至工具頭部19的下端。定中板45具有外徑，使得當定中板45如下文更加詳細描述的那樣安放在海底部件上時，定中板45的外徑將與海底部件的外徑大體一致。定中板45可摩擦地接合海底部件的邊沿，如下文關(guān)于圖2更加詳細地描述。如圖IA所示，板突起47從定中板45的下部延伸并具有基底外徑，在此板突起47連結(jié)定中板45。板突起47的基底外徑與海底部件的內(nèi)徑大致相等，使得當工具頭部19安放在海底部件上時，板突起47將基本上填滿海底部件的內(nèi)徑，如下文更加詳細地描述。板突起47從定中板45處的基底外徑漸縮至其外部終點處的更窄的直徑。定中板45的一部分以水平的方式從板突起47的基底延伸至定中板45的外徑。軸承49可置于工具頭部19和定中板45之間。軸承49位于軸承凹部51內(nèi)，使得定中板45可聯(lián)接至軸承49。軸承49繼而聯(lián)接至工具頭部19。軸承49支承定中板45的 軸向負荷，并且允許定中板45在腔室內(nèi)相對于工具頭部19旋轉(zhuǎn)以及允許工具頭部19相對于定中板45旋轉(zhuǎn)。軸承49可以是任何合適的軸承類型，例如密封滾子軸承。在鉆探操作期間，套管懸掛件55將沿鉆探立管向下伸展并且安放在井口 57內(nèi)的圖2所示的位置中。井口 57被示意性地示出并且可以是多種類型，包括多種表面和海底井口兩者。操作人員然后將試圖以與美國專利No. 4，960，172中描述的方式類似的常規(guī)方式利用井口密封件來設(shè)置套管懸掛器55。在井口密封件的設(shè)置之后，將試圖測試該密封件以確保套管懸掛器55的設(shè)置正確。如果在套管懸掛器55處對井口密封件的測試失敗，則將拉動密封件，并且搭接件維修工具11將如下文描述那樣用于在套管懸掛器55處維修搭接件，使得套管懸掛器55可設(shè)置到井口 57。參照圖6，搭接件58是小的平行的周向凹槽。各個搭接件58在截面上呈三角形，具有相對于井口 57的縱向軸線傾斜相同量的上側(cè)面(flank)和下側(cè)面。搭接件58具有恒定的深度。優(yōu)選的是，該深度為大約1/8英寸。參照圖4，在其它鉆探操作后，搭接件58可在多個位置具有受損的輪廓60。將金屬密封件設(shè)置到如上所述的搭接件58受損輪廓60的嘗試將導致密封失效。在操作中，搭接件維修工具11聯(lián)接至管柱53并且伸展至圖2所示的位置。如圖2所示，搭接件維修工具11安放在套管懸掛器55上。切割器延伸部35將安放在套管懸掛器55的外徑和海底井口 57的內(nèi)徑之間。板突起47將安放在套管懸掛器55的內(nèi)徑腔室59內(nèi)。板突起47的漸縮表面將把板突起47的外端引導成與定中板45接合并使定中板45與套管懸掛器55共軸對齊。結(jié)果，搭接件維修工具11將與套管懸掛器55對齊且共軸。在示例性實施例中，在定中板45的外徑和板突起47的外基底直徑之間延伸的定中板45的下表面將鄰接套管懸掛器55的邊沿61，摩擦地接合套管懸掛器55。當安放在套管懸掛器55上時，工具頭部19的構(gòu)件將處于圖3所示的位置中。切割器39將處于縮回的未接合位置中，并且切割促動器41將位于下液壓通路43內(nèi)的上部位置中?；钊?7將處于活塞腔室25內(nèi)的抬升位置，并且彈簧29將如圖3所示處于靜態(tài)。在安放在套管懸掛器55上之后，如圖2所示，流體壓力將通過外部液壓管線32和液壓端口 31而供應以基本上填滿上液壓通路33和下液壓通路43以及活塞腔室25。作為備選，在搭接件維修工具11的插入之前，流體壓力可供應至上液壓通路33和下液壓通路43以及活塞腔室25，并且液壓端口 31被堵塞。在備選情況下，液壓管線32將不在操作期間沿井身向下延伸至搭接件維修工具11。在兩個實施例中，流體隨后將沿中心內(nèi)孔15向下流通，直至從活塞27沿井身向上的流體壓力在活塞27上施加軸向向下的力。作為響應，活塞27沿軸向向下移動，壓縮彈簧29并且迫使在軸向上位于活塞27下方的活塞腔室25中的流體進入下液壓通路43中。作為響應，切割促動器41從其在圖3中的位置沿軸向向下移動。各個切割促動器41的下端將與相應的切割器39的內(nèi)表面接觸并且滑動經(jīng)過該內(nèi)表面，將對應的切割器39從圖3所示的未接合位置移動至圖IA所示的接合位置。如圖5所示，切割器39將接合井口 57的內(nèi)徑表面。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會懂得，切割器39和切割促動器41可相適應，使得切割器39將接合套管懸掛器55的外徑以改造(或改良)套管懸掛器55的搭接件。如圖5所示，切割器39從未接合位置到接合位置的移動將使各個切割器39的外表面與井口 57的搭接件58的受損輪廓60相接觸。各個切割器39的外表面包括具有足夠硬度、強度等的多個齒或切割元件62，以接合搭接件58處的井口 57的材料并使受損輪廓60變形成如圖6所示的搭接件58。該組齒62優(yōu)選地具有與搭接件58的軸向長度相同的 軸向長度，使得所有搭接件58同時被接合。一旦切割器39接合井口 57的內(nèi)徑表面，如圖5所示，則搭接件維修工具11將通過管柱53而旋轉(zhuǎn)。如上所述，搭接件維修工具11將在定中板45和軸承49上相對于套管懸掛器55和井口 57而旋轉(zhuǎn)。搭接件維修工具11的旋轉(zhuǎn)導致切割器39將搭接件切入井口57的內(nèi)徑表面中。在示例性實施例中，當安放在套管懸掛器55上時，切割器39將與井口57中的此前形成的搭接件對齊。因此，當切割器39接合井口 57并旋轉(zhuǎn)以切割搭接件時，切割器39將改造井口 57中的現(xiàn)有的搭接件，如圖6所示，從而維修在此前的運行操作期間造成的損壞。在搭接件維修工具11的旋轉(zhuǎn)期間，流體壓力將維持在活塞27上并通過液壓端口 31以維持切割器39與井口 57內(nèi)徑的接合。如圖2所示，在切割器39的安放和接合之后，搭接件維修工具11旋轉(zhuǎn)經(jīng)過足夠數(shù)量的轉(zhuǎn)數(shù)以確保搭接件已在井口 57中被改造/重切而將圖4的受損輪廓60維修成圖6中的搭接件58的輪廓。搭接件維修工具11的旋轉(zhuǎn)然后停止，并且從活塞27的上表面移除流體壓力，作為響應，彈簧29在活塞27的下表面上施加軸向的彈簧力。這導致活塞27沿軸向向上移動并從活塞腔室25和下液壓通路43釋放流體壓力。作為響應，偏移至未接合位置的切割器39將從圖IA的接合位置移動至圖3的未接合位置，將切割促動器41移動至其如在圖3所示的下液壓通路43內(nèi)的位置。然后，可從井眼拉動搭接件維修工具11，并且可在正常操作中設(shè)置套管懸掛器55。因此，所公開的實施例提供了眾多優(yōu)點。例如，所公開的實施例提供了一種手段以維修受損井口中的搭接件。通過重切內(nèi)徑表面上的搭接件，裝置再次能夠密封并設(shè)置在井口內(nèi)。這防止了井口的廢棄。另外，所公開的實施例的使用允許密封和設(shè)置井口內(nèi)的裝置而無需另外的彈性體密封件；這能減少安放、設(shè)置以及伸展裝置所需的脫扣數(shù)量。消除對彈性體密封件的需要在彈性體密封件由于因環(huán)境造成的密封件的彈性性質(zhì)的改變而不能維修受損的搭接件區(qū)域的高壓和高溫情形下尤其有用。因此，所公開的實施例提供了一種手段以維修受損的搭接件并繼續(xù)金屬井口密封件的使用。用于管式懸掛器密封件的管頭中的搭接件可以類似的方式維修。套管外部和管式懸掛器上的搭接件也可類似地維修。
理解的是，本發(fā)明可采取很多形式和實施例。因此，在不脫離本發(fā)明的要旨或范圍的情況下，在前文中可做出若干變化。因 此已通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例而描述了本發(fā)明，但注意的是，所公開的實施例在性質(zhì)上是說明性的而非限制性的，并且在前述公開內(nèi)容中構(gòu)思出寬泛范圍的變化、修改、改變以及替換，并且在一些情況下，本發(fā)明的一些特征可以采用而無需對應地使用其它特征?；趯η笆鰞?yōu)選實施例的描述的研讀，本領(lǐng)域技術(shù)人員可認為很多此類變化和修改是顯然的和所期望的。因此正確的是，應寬泛地并以與本發(fā)明的范圍相一致的方式解釋所附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備(11)，用于在井眼的上端處現(xiàn)場維修井口部件(57)的內(nèi)孔中的搭接件(58)，所述設(shè)備(11)包括 管狀部件(13)，其具有適于聯(lián)接至管柱的上端，所述管狀部件(13)具有軸線； 管狀工具頭部(19)，其與所述管狀部件(13)共軸并形成在所述管狀部件(13)的下端上以便安放在所述井口部件(57)的內(nèi)孔中；以及 聯(lián)接至所述工具頭部(19)的至少一個切割器(39)，所述至少一個切割器(39)在徑向上能夠相對于所述工具頭部(19)在接合位置和未接合位置之間移動；以及 當處于所述接合位置時，所述至少一個切割器(39)適于接合所述井口部件(57)中的搭接件(58)，使得所述工具頭部(19)相對于所述井口部件(57)的旋轉(zhuǎn)將重切和維修所述搭接件(58)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備(11)，其特征在于，所述工具頭部(19)包括 從所述工具頭部(19)的下部延伸的圓柱形延伸部(35)，所述圓柱形延伸部(35)限定了內(nèi)部腔室(37)用于接收位于所述井口部件(57)中的懸掛器(55)； 所述至少一個切割器(39)，其承載在所述圓柱形延伸部(35)的外徑部分上；以及切割器促動組件，其固定至所述工具頭部(19)以使所述切割器(39)在所述接合位置和所述未接合位置之間選擇性地移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備(11)，其特征在于，所述工具頭部(19)還包括 定中板(45)，其具有比所述腔室(37)的內(nèi)徑更小的外徑；并且 所述定中板(45)在所述腔室(37)內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至所述工具頭部(19)的下部，使得所述工具頭部(19)的定中板(45)安放在所述井口(57)內(nèi)的懸掛器(55)上并且將所述工具頭部(19)定位成與所述懸掛器(55)共軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備(11)，其特征在于，軸承(49)置于所述定中板(45)和所述工具頭部(19)之間，使得所述工具頭部(19)可相對于所述定中板(45)旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備(11)，其特征在于，所述切割器促動組件包括 活塞腔室(25)，其由所述工具頭部(19)限定在沿軸向位于所述管狀部件(13)下方的所述工具頭部(19)的內(nèi)部中； 活塞(27)，其定位成在所述活塞腔室(25)內(nèi)與所述管狀部件(13)共軸，使得所述活塞(27)響應于施加至所述管柱的流體壓力而移動以將所述切割器(39)移動至所述接合位置；以及 至少一個切割促動器(41)，其由所述工具頭部(19)保持而緊接所述至少一個切割器(39)，所述至少一個切割促動器(41)響應于由所述活塞(27)的移動所施加的流體壓力而接合所述至少一個切割器(39)并移動所述切割器(39)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備(11)，其特征在于，所述至少一個切割促動器(41)具有面對所述至少一個切割器(39)的傾斜表面；并且所述至少一個切割器(39)具有面對所述至少一個切割促動器(41)的傾斜表面，使得當所述至少一個切割促動器(41)在軸向上相對于所述至少一個切割器(39)移動時，所述至少一個切割促動器(41)的傾斜表面將滑動地鄰接所述至少一個切割器(39)的傾斜表面，作為響應而在徑向上移動所述至少一個切割器(39)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備(11)，其特征在于，所述切割器(39)偏移至所述未接合位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備(11)，其特征在于，所述設(shè)備還包括 彈簧(29)，其與所述活塞(27)共軸并且定位成使所述活塞(27)沿軸向向上偏移；以及 液壓管線(32)，其在所述工具頭部(19)的上部上的液壓端口(31)和所述活塞(27)之間延伸并且進一步地在所述活塞(27)和所述切割器(39)之間延伸，所述至少一個切割促動器(41)的一端位于所述液壓管線(32)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備(11)，其特征在于，所述設(shè)備還包括 液壓驅(qū)動的促動器(41)，其承載在所述工具頭部(19)中而與所述切割器(39)接合以便將所述切割器(39)從所述未接合位置移動至所述接合位置；以及 偏移彈簧(73)，其承載在所述工具頭部(19)中而與所述切割器(39)接合以便將所述切割器(39)從所述接合位置移動至所述未接合位置。
10.一種海底井口(57)，包括 具有包含一組搭接件(58)的內(nèi)孔的海底井口(57)； 套管懸掛器(55)，其安放在所述海底井口(57)的內(nèi)孔中鄰近所述搭接件(58)的肩部上；以及 具有上端(21)的搭接件維修工具(11)，所述上端(21)帶有螺紋以便聯(lián)接至管柱；所述搭接件維修工具(11)安放在所述套管懸掛器(55)的上部上，使得所述搭接件維修工具(11)的裙緣部分(35)在所述套管懸掛器(55)和所述海底井口(57)之間延伸；所述搭接件維修工具(11)包括 至少一個切割器(39)，其聯(lián)接至所述搭接件維修工具(11)并且在徑向上能夠相對于所述搭接件維修工具(11)而在未接合位置向外至接合位置之間移動；并且 所述切割器(39)具有當處于所述接合位置時接合所述搭接件(58)的多個齒，使得所述搭接件維修工具(11)相對于所述井口部件(57)的旋轉(zhuǎn)將重切所述搭接件(58)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述搭接件維修工具(11)還包括 定中板(45)，其位于所述裙緣部分(35)內(nèi)并安放在所述懸掛器(55)上；并且 所述搭接件維修工具(11)的定中板(45)能夠相對于所述搭接件維修工具(11)的工具頭部(19)旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述軸承(49)置于所述定中板(45)和所述工具頭部(19)之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述搭接件維修工具(11)還包括切割器促動組件以響應于沿所述管柱向下施加的流體壓力而使所述切割器(39)在所述接合位置和所述未接合位置之間促動。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述切割器促動組件包括 活塞腔室(25)，其適于與所述管柱成流體連通； 至少一個切割促動器(41)，其由所述工具頭部(19)保持而緊接所述至少一個切割器(39)，所述至少一個切割促動器(41)能夠響應于所述活塞(27)的移動而在軸向上移動并且接合所述至少一個切割器(39);以及 活塞(27)，其位于所述活塞腔室(25)內(nèi)，使得所述活塞(27)響應于從所述管柱供應的流體壓力而向下移動。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述切割器促動組件還包括 所述至少一個切割促動器(41)具有面對所述至少一個切割器(39)的傾斜表面；并且 所述至少一個切割器(39)具有面對所述至少一個切割促動器(41)的傾斜表面，使得當所述至少一個切割促動器(41)在軸向上相對于所述至少一個切割器(39)移動時，所述至少一個切割促動器(41)的傾斜表面將滑動地鄰接所述至少一個切割器(39)的傾斜表面，作為響應而在徑向上移動所述至少一個切割器(39)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述切割器促動組件還包括 彈簧(29)，其與所述活塞(27)共軸并且定位成使得所述彈簧(29)可阻擋所述活塞(27)的軸向運動；以及 液壓管線(32)，其在所述工具頭部(19)的上部上的液壓端口(31)和所述活塞(27)之間延伸并且進一步地在所述活塞(27)和所述切割器(39)之間延伸，所述至少一個切割促動器(41)的一端位于所述液壓管線(32)內(nèi)。
17.一種用于維修海底井口(57)的內(nèi)孔中的搭接件(58)的方法，所述方法包括 (a)在管柱上伸展搭接件維修工具(11)并使所述搭接件維修工具(11)安放在所述海底井口(57)的內(nèi)孔內(nèi)的套管懸掛器(55)上； (b)使所述搭接件維修工具(11)的切割器(39)促動而接合所述海底井口(57)的搭接件(58);然后 (c)使所述搭接件維修工具(11)旋轉(zhuǎn)以重切所述海底井口(57)中的搭接件(58)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括沿所述管柱向下施加流體壓力。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括沿從鉆機延伸至所述搭接件維修工具(11)的液壓管線向下分配液壓流體。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，步驟(c)包括使所述管柱旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及井口搭接件維修工具。具體而言，搭接件維修工具(11)安放在井口(57)內(nèi)的套管懸掛器(55)上。搭接件維修工具(11)使切割器(39)與井口(57)的內(nèi)徑接合并且旋轉(zhuǎn)以改造井口(57)中的搭接件(58)。搭接件維修工具(11)包括具有聯(lián)接至管柱的上端(21)的管狀部件(13)。管狀工具頭部(19)形成在管狀部件(13)的下端上。至少一個切割器(39)聯(lián)接至工具頭部(19)，并且在徑向上能夠在接合位置和未接合位置之間移動。切割器(39)適于接合井口(57)的內(nèi)徑表面，使得工具頭部(19)相對于井口(57)的旋轉(zhuǎn)將改造搭接件(58)。
文檔編號E21B33/043GK102733770SQ201210129999
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者D·西爾弗 申請人:韋特柯格雷公司