專利名稱：可調(diào)整立管浮力的推力柱的制作方法
可調(diào)整立管浮力的推力柱相關(guān)申請的交叉引用本申請要求享有2009年4月觀日提交的臨時申請S. N. 61/173，401的優(yōu)先權(quán)。本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明大體而言涉及用于海上鉆井的鉆井立管，并且具體而言涉及用于處理由附連到鉆井立管上的浮力模塊所施加的力的裝置。本發(fā)明的背景在鉆海上井時采用鉆井立管。鉆井立管從海床上的水下井口延伸到水面上的鉆井平臺。典型的鉆井立管具有中心立管管路和多個輔助管路或管線。操作者使鉆探管、套管和各種工具通過立管的中心管行進(jìn)。輔助管線平行于中心管，繞中心管間隔開，并且具有較小的直徑。操作者通過輔助管線中的某些管線供應(yīng)液壓流體并采用其它管線作為節(jié)流管線和壓井管線。通常，鉆井立管利用浮力來減小水中的構(gòu)件的總重量。一種類型的浮力包括浮力材料模塊。該模塊在水中時由于浮力而向上推立管聯(lián)接件。當(dāng)在空氣中時，模塊的重量傳遞至立管聯(lián)接件。該模塊在水中時傾向于向上移動，并且這種移動受到多種裝置阻礙。該裝置可為復(fù)雜的或者使用摩擦來阻礙向上移動。這些裝置還包括具有調(diào)整缺口的推力柱。概沭在本發(fā)明中，上部推力凸緣和下部推力凸緣由輔助管線中的至少一個輔助管線攜帶。上部推力凸緣在浮力模塊組件的上端，并且下部推力凸緣在浮力模塊組件的下端。上部推力鏈接部延伸于上部推力凸緣與固定至中心立管管路的上部支承凸緣之間。上部推力鏈接部在浮力模塊組件浸沒時將浮力模塊組件所施加的向上的力傳遞至上部支承凸緣。下部推力鏈接部延伸于下部推力凸緣以及中心立管管路的下部支承凸緣之間。下部推力鏈接部在浮力模塊離開水時將由浮力模塊的重量施加的向下的力傳遞至下部支承凸緣。上部推力凸緣相對于攜帶其的輔助管線可沿軸向移動，使得施加到上部推力凸緣上的向上的推力通過上部推力鏈接部直接傳遞至上部支承凸緣，從而繞開攜帶上部推力凸緣的輔助管線。一種調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整從其中一個推力凸緣到另一推力凸緣的距離。在優(yōu)選實施例中，一組外螺紋位于輔助管線中的至少一個輔助管線上。螺母與外螺紋接合。其中一個推力鏈接部由螺母接合，以便將其中一個推力凸緣選擇性地定位在沿著該組件的長度的選定點處。優(yōu)選地，具有兩個上部凸緣和兩個下部凸緣，每個凸緣相對于中心立管管路的軸線彼此間隔180度。在優(yōu)選實施例中，上部推力鏈接部和下部推力鏈接部包括推力套筒，每個推力套筒接收其中一個輔助管線。附圖簡沭

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的立管接頭組件的局部剖開的側(cè)視立面圖。圖2是圖1的立管接頭組件的上部的立體圖，其中移除了浮力模塊。1的立管接頭組件的下部的立體圖，其中移除了浮力模塊。圖4是圖1的立管接頭組件的頂視圖，其中移除了浮力模塊。圖5是沿著圖1的線5-5得到并且其中移除了浮力模塊的圖1的立管接頭組件的剖視圖。本發(fā)明的詳細(xì)描沭參看圖1，示出了立管接頭組件11的一個部段。立管接頭組件11在長度上通常從大約5英尺至90英尺并且聯(lián)接到從鉆井船延伸到水下井口的一排立管。立管接頭組件11 具有主立管管路13，主立管管路13在一端具有上部連接器15并且在另一端具有下部連接器17。在該實施例中，上部連接器15為盒式連接件，并且下部連接器17為銷式連接器以用于連接至配合立管組件的盒。連接器15、17可為常規(guī)部件，并且可相反(如果需要)。上部支承凸緣19從上部連接器15沿徑向向外延伸。同樣，下部支承凸緣21從下部連接器17沿徑向向外延伸。支承凸緣19和21位于垂直于主立管管路13的軸線22的平行平面中。若干輔助管路或管線23安裝在主立管管路13周圍并平行于主立管管路13。每個輔助管線23在直徑上小于主立管管路13并與軸線22平行。輔助管線23用于各種目的， 例如節(jié)流管線和壓井管線，以及液壓流體供給管線。通常，用作節(jié)流管線和壓井管線的輔助管線23在直徑上大于用作液壓流體供給管線的那些，但這并非必須的。每個輔助管線23在一端具有盒式連接器或聯(lián)接件25，并且在相對端具有銷式連接器或聯(lián)接件26，以用于連接至相鄰立管接頭組件的輔助管線23。在該示例中，盒式聯(lián)接件25在上端并且銷式聯(lián)接件沈在下端，但這也可相反。聯(lián)接件25、26的類型可變化。每個輔助管線23的上部聯(lián)接件25滑到形成于上部支承凸緣19中的槽27 (圖2)內(nèi)。下部聯(lián)接件25穿過形成于下部支承凸緣21中的孔。輔助管線23和聯(lián)接件25、26以常規(guī)方式附連到立管接頭組件11上，使得它們軸向地固定至上部支承凸緣19和下部支承凸緣21。施加于輔助管線23上的任何向上的力傳遞至上部支承凸緣19，并且施加于輔助管線23上的任何向下的力傳遞至下部支承凸緣21。上部推力套筒四位于輔助管線23中的至少兩個上。每個上部推力套筒四為管狀部件，其中上端鄰靠上部支承凸緣19的下側(cè)。每個上部推力套筒四的內(nèi)徑足夠大以便在銷式聯(lián)接件26 (在其插入下部支承凸緣21中的孔內(nèi)之前)上滑動，但并未大到足夠在盒式聯(lián)接件25上滑動。每個上部推力套筒四具有從其沿徑向向外延伸的凸緣31。在該示例中，凸緣31位于每個上部推力套筒四的下端。而且，在該實施例中，兩個上部推力套筒四位于相對于軸線22彼此隔開180°的輔助管線23上。而且，上部推力套筒四位于直徑較大并用作節(jié)流管線和壓井管線的輔助管線23上，但這并非必需的。它們可位于較小的輔助管線23上。在該實施例中，每個上部推力套筒四可在其輔助管線23上軸向地滑動，使得施加到其凸緣31上的任何向上導(dǎo)向的力被傳遞至上部支承凸緣19和上部連接器15，而不傳遞至其輔助管線23。下部推力套筒33位于輔助管線23中的至少兩個的下部上。在該實施例中，每個下部推力套筒33位于其中一個輔助管線23上，該輔助管線23還包括上部推力套筒四中的一個。每個下部推力套筒33也為管狀部件，在將銷聯(lián)接件沈插入下部支承凸緣21中的孔內(nèi)之前，下部推力套筒33在其中一個輔助管線23的銷聯(lián)接件沈上滑動。每個下部推力套筒33在其上端具有凸緣35，凸緣35從下部推力套筒33沿徑向向外延伸。下部推力套筒 33也位于彼此隔開180°的輔助管線23上。但是，下部推力套筒33不必與上部推力套筒 29在相同的輔助管線23上。上部推力套筒31的位置或下部推力套筒33的位置或者兩者都是可調(diào)整的。在該實施例中，可調(diào)整下部推力套筒33以便將其凸緣35定位在距上部推力套筒四的凸緣31 選定距離處。這通過給每個下部推力套筒33提供螺母37而處理，螺母37整體式地固定或焊接到每個下部推力套筒33的下端。螺母37接合形成于輔助管線23的下部上的螺紋39。 沿一個方向旋轉(zhuǎn)各個下部推力套筒33將使凸緣35向上移動；沿另一方向旋轉(zhuǎn)下部推力套筒33將使螺母37順著螺紋39向下行進(jìn)并且使凸緣35向下移動。當(dāng)其凸緣35處于預(yù)期位置時采用定位螺釘(未圖示)來固定每個螺母37。多個浮力模塊部段41被安裝在上部推力套筒凸緣31與下部推力套筒凸緣35之間，以便給立管接頭組件11增添浮力。模塊部段41可由用于此目的的常規(guī)材料形成，例如含珠狀物的泡沫。模塊部段41沿著立管接頭組件11的長度端對端地安裝。每個模塊部段 41包括兩個半圓柱形部件，它們繞立管接頭組件11彼此配合并提供圓柱形外部構(gòu)造。各模塊部段41的每一半具有內(nèi)部凹部，內(nèi)部凹部形成為用以適配在主立管管路13和各輔助管線23周圍。為了將各個浮力部件模塊部段41的兩個半件固定在一起，繞其外側(cè)采用帶狀物或條狀物47。最上部的模塊部段41的上端將位于上部推力套筒凸緣31處。下部推力套筒凸緣35將被調(diào)整得與最下部的模塊部段41的下端接觸。多個夾具43(圖2)可沿著立管接頭組件11的長度間隔開，以便將輔助管線23固定到主立管管路13上。如圖5中所示，每個夾具43包括繞主立管管路13栓接在一起的兩個部件43a和43b。當(dāng)組裝好時，每個夾具43限定輻條44，輻條44相對于軸線22沿徑向向外延伸以便接收輔助管線23。帽45繞輔助管線23固定夾具輻條44。浮力模塊部段41 具有用于接收和包封夾具43的內(nèi)部凹部。圖2示出鄰靠上部推力套筒凸緣31的下側(cè)的夾具43中的一個。最上部的浮力模塊部段41的上端的一部分(圖2~)將鄰靠該最上部的夾具43的下側(cè)。通過使每個模塊的半件繞主立管管路13放置并利用帶狀物47將它們夾持在一起而使浮力模塊部段41組裝到立管接頭組件11內(nèi)。每個模塊部段41的端部將鄰靠上方和/ 或下方的相鄰模塊部段41的端部。一旦組裝好，調(diào)整下部推力套筒33使得它們的凸緣35 鄰靠最下部的浮力模塊部段41的下端。在操作中，當(dāng)立管接頭組件11離開水時，由于浮力模塊部段的端對端鄰靠，每個浮力模塊部段41的重量傳遞至緊鄰的較下方的模塊部段41。最下部的模塊部段41將累計重量傳遞至下部推力套筒凸緣35，其用作推力鏈接部以便將累計重量傳遞至輔助管線23 以及傳遞至下部支承凸緣21和主立管管路13。當(dāng)立管接頭組件11下降到水中時，將通過浮力模塊部段41施加浮力。由于浮力模塊部段的端對端鄰靠，浮力向上傳遞經(jīng)過模塊41 并且到上部推力套筒凸緣31。上部推力套筒凸緣31使力通過上部推力套筒四(其用作上部推力鏈接部)傳遞至上部支承凸緣19和上部連接器15。雖然本發(fā)明僅僅以其形式中的一種形式示出，但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明并不限于這樣，而是可在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下包括各種變化。
權(quán)利要求
1.一種海上立管接頭組件，包括 中心立管管路；位于所述中心立管管路的上端部上的上部支承凸緣以及位于所述中心立管管路的下端部上的下部支承凸緣，所述支承凸緣中的每個支承凸緣具有多個開口 ；繞所述中心立管管路間隔開的多個輔助管線，每個輔助管線具有延伸穿過所述上部支承凸緣中的其中一個開口的上端以及延伸穿過所述下部支承凸緣中的其中一個開口的下端；浮力模塊組件，所述浮力模塊組件安裝在所述中心立管管路和所述輔助管線周圍； 由所述輔助管線的其中至少一個攜帶的上部推力凸緣和下部推力凸緣，所述上部推力凸緣在所述浮力模塊組件的上端并且所述下部推力凸緣在所述浮力模塊組件的下端；上部推力鏈接部，所述上部推力鏈接部延伸于所述上部推力凸緣與所述上部支承凸緣之間，以用于在所述浮力模塊組件浸沒時將由所述浮力模塊組件施加的向上的力傳遞至所述上部支承凸緣；以及，下部推力鏈接部，所述下部推力鏈接部延伸于所述下部推力凸緣與所述下部支承凸緣之間，以用于在所述浮力模塊組件離開水時將由所述浮力模塊組件的重量施加的向下的力傳遞至所述下部支承凸緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立管接頭組件，其特征在于所述上部推力凸緣相對于攜帶其的輔助管線能沿軸向移動，使得施加于所述上部推力凸緣上的向上的推力通過所述上部推力鏈接部直接傳遞至所述上部支承凸緣，從而繞開攜帶所述上部推力凸緣的所述輔助管線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立管接頭組件，其特征在于，還包括調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述調(diào)整機(jī)構(gòu)選擇性地調(diào)整從所述推力凸緣的其中一個到另一個的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立管接頭組件，其特征在于所述上部推力凸緣包括所述上部凸緣中的兩個上部凸緣，各自相對于所述中心立管管路的軸線彼此間隔180度；并且所述下部推力凸緣包括所述下部凸緣中的兩個下部凸緣，各自相對于所述中心立管管路的軸線彼此間隔180度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立管接頭組件，其特征在于，所述上部推力鏈接部和所述下部推力鏈接部包括推力套筒，每個推力套筒接收所述輔助管線中的一個輔助管線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立管接頭組件，其特征在于，所述上部推力鏈接部包括上部推力套筒，所述輔助管線中的一個輔助管線穿過所述上部推力套筒，所述上部推力凸緣被固定至所述上部推力套筒，所述上部推力套筒具有鄰靠所述上部支承凸緣的下側(cè)的上端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立管接頭組件，其特征在于，還包括 位于所述輔助管線的其中至少一個輔助管線上的一組外螺紋； 與所述外螺紋接合的螺母；以及所述推力鏈接部中的一個由所述螺母接合，以便將所述推力凸緣中的一個推力凸緣選擇性地定位在沿著所述立管接頭組件的長度的選定點處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立管接頭組件，其特征在于，還包括至少一個夾具，所述夾具在所述支承凸緣之間栓接在所述中心立管管路周圍，所述夾具具有轂部以及從所述轂部向外延伸的多個腿部；以及，保持裝置，所述保持裝置將所述輔助管線中的每個輔助管線固定至所述腿部的其中一個腿部的外端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立管接頭組件，其特征在于，所述浮力模塊組件包括多個泡沫塊部段，每個泡沫塊部段具有至少兩個區(qū)段，所述至少兩個區(qū)段適配在所述中心立管管路和所述輔助管線周圍并被捆綁就位，所述泡沫塊部段端對端地疊置在所述推力凸緣之間。
10.一種海上立管接頭組件，包括 中心立管管路；位于所述中心立管管路的上端部上的上部支承凸緣以及位于所述中心立管管路的下端部上的下部支承凸緣，所述凸緣中的每個凸緣具有多個開口 ；繞所述中心立管管路間隔的多個輔助管線，每個輔助管線具有延伸穿過所述上部支承凸緣中的其中一個開口的上端以及延伸穿過所述下部支承凸緣中的其中一個開口的下端；由浮力材料制成的浮力模塊組件，所述浮力模塊組件安裝在所述中心立管管路和所述輔助管線周圍；一對上部推力套管，所述上部推力套筒中的每個上部推力套筒在所述輔助管線中的一個上滑動，所述上部推力套筒中的每個上部推力套筒具有由所述浮力模塊組件的上端接合的上部推力凸緣，所述上部推力套筒中的每個上部推力套筒安裝成使得將由所述浮力模塊組件施加的向上的推力傳遞至所述上部支承凸緣；以及，一對下部推力套筒，所述下部推力套筒中的每個下部推力套筒在所述輔助管線中的一個上滑動，所述下部推力套筒中的每個下部推力套筒具有由所述浮力模塊組件的下端接合的下部推力凸緣，所述下部推力套筒中的每個下部推力套筒安裝成使得在所述浮力模塊組件離開水時將所述浮力模塊組件的重力傳遞至所述下部支承凸緣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的立管接頭組件，其特征在于所述上部推力套筒中的每個上部推力套筒相對于攜帶其的輔助管線能軸向地移動，使得施加于所述上部推力凸緣上的向上的推力通過所述上部推力鏈接部直接傳遞至所述上部支承凸緣，從而繞開攜帶所述上部推力套筒的所述輔助管線。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的立管接頭組件，其特征在于，還包括調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述調(diào)整機(jī)構(gòu)與所述成對的推力套筒中的一個推力套筒協(xié)作地接合，以便選擇性地調(diào)整從所述成對的下部推力套筒到所述成對的上部推力套筒的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的立管接頭組件，其特征在于，還包括位于攜帶所述成對的下部推力套筒的輔助管線中的每個輔助管線上的一組外螺紋； 螺母，所述螺母與每組外螺紋和每個下部推力套筒接合，以用于改變所述下部推力套筒中的每個下部推力套筒相對于所述上部推力套筒的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的立管接頭組件，其特征在于 所述上部推力凸緣位于所述上部推力套筒的下端上；并且所述下部推力凸緣位于所述下部推力套筒的上端上。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的立管接頭組件，其特征在于，還包括至少一個夾具，所述夾具在所述支承凸緣之間栓接在所述中心立管管路周圍，所述夾具具有轂部以及從所述轂部向外延伸的多個腿部；以及，保持裝置，所述保持裝置將所述輔助管線中的每個輔助管線固定至所述腿部的其中一個腿部的外端。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的立管接頭組件，其特征在于，所述浮力模塊組件包括多個泡沫塊部段，每個泡沫塊部段具有至少兩個區(qū)段，所述至少兩個區(qū)段適配在所述中心立管管路和所述輔助管線周圍并被捆綁就位，所述泡沫塊部段端對端地疊置在所述推力凸緣之間。
17.一種提供浮力給海上立管組件的方法，所述海上立管組件具有中心立管管路、位于所述中心立管管路的上端部上的上部支承凸緣、位于所述中心立管管路的下端部上的下部支承凸緣，以及繞所述中心立管管路間隔的多個輔助管線，每個輔助管線具有延伸穿過所述上部支承凸緣和下部支承凸緣中的開口的端部，所述方法包括將上部推力凸緣和下部推力凸緣放置在所述輔助管線的其中至少一個輔助管線上；將浮力模塊組件安裝在所述中心立管管路和所述輔助管線周圍，其中所述浮力模塊組件的上端與所述上部推力凸緣接合，并且所述浮力模塊組件的下端與所述下部推力凸緣接合；當(dāng)所述浮力模塊組件浸沒時將由所述浮力模塊組件所施加的向上的力從所述上部推力凸緣傳遞至所述上部支承凸緣；并且當(dāng)所述浮力模塊組件離開水時將由所述浮力模塊組件的重量施加的向下的力從所述下部推力凸緣傳遞至所述下部支承凸緣。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法還包括選擇性地調(diào)整所述上部凸緣和所述下部凸緣的其中一個相對于另一個的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將上部推力鏈接部安裝在所述上部推力凸緣與所述上部支承凸緣之間；并且，其中，傳遞向上的力包括使所述向上的力通過所述上部推力鏈接部傳遞至所述上部支承凸緣，從而繞開放置所述上部推力凸緣的輔助管線。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，放置上部推力凸緣和下部推力凸緣包括將所述推力凸緣放置在所述中心立管管路的相對側(cè)上。
全文摘要
一種海上鉆井立管接頭具有中心立管管路。安裝于該中心立管管路周圍的多個輔助管線，以及由浮力材料制成的浮力模塊組件。一對上部推力套筒在其中兩個輔助管線上滑動，其中每個上部推力套筒具有與浮力模塊組件的上端接觸的凸緣。其中每個上部推力套筒將由浮力模塊組件施加的向上的推力傳遞至安裝于中心立管管路上的上部支承凸緣。一對下部推力套筒在其中兩個輔助管線上滑動。每個下部推力套筒具有由浮力模塊組件的下端接合的下部推力凸緣。其中每個下部推力套筒在浮力模塊組件離開水時將浮力模塊組件的重量傳遞至安裝于中心立管管路上的下部支承凸緣。
文檔編號E21B17/01GK102421985SQ201080018361
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者E·D·拉森, J·L·布拉爾, J·R·里姆斯, R·L·斯特林費羅 申請人:韋特柯格雷公司