立管反冲阻尼制造技术

一种与海底井一起使用的器具，其包括：上立管部分，下立管部分，和将该上和下立管部分联接在一起的弱联接部；和联接在该上和下立管部分之间的机构，其用于阻抑跟着该弱联接部的断裂的该上立管部分的反冲，该阻抑是由于当该上和下立管部分分开时发生该机构的部件或多个部件的塑性变形产生的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】立管反冲阻尼
本公开总得涉及立管反冲阻尼，并且更具体地涉及跟着立管弱联接部的断开的立管反冲的阻尼，该立管弱联接部设计成提供故障保护机构。
技术介绍
立管是从海表面上的钻探平台延伸到海床的管并且用于有效地将海底井延伸到表面钻井设施。立管可以在海床处被连接至防喷器和井口。在海表面处，立管可以被连接至钻探船(或平台)。该立管可以被用于将钻探泥浆从钻孔输送到钻探船，并且还提供了用于钻探管和其它从该船延伸至井口的工具的通道。当该船位于海表面上时，该船将随着海表面上的浪上下移动。提供装置来允许该船在一范围值内的竖直移动，同时保持立管上的张紧。然而，这些装置不足以补偿该船的极端运动，例如在非常恶劣的天气条件期间。这些装置可以不注意地停止工作，结果是没有补偿的船或漂浮平台。因此，弱联接部可以在预定位置或高度处被设置在立管或立管联接部中，其在立管上在预定量的张力、弯曲力矩或其组合下失效或释放。如果弱联接部失效或释放，该弱联接部下方的立管部分可仍连接到防喷器，而弱联接部上方的立管部分可仍连接到该船。该上立管部分的突然释放和其向上的动能可对该钻探船造成严重危险。该向上移动可被立管内的气体或流体的正压力进一步驱动。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了与海底井一起使用的器具，其包括：上立管部分，下立管部分，和将该上和下立管部分联接在一起的弱联接部；和联接在该上和下立管部分之间的机构，其用于阻抑跟着该弱联接部的断裂的该上立管部分的反冲，该阻抑是由于当该上和下立管部分分开时发生该机构的部件或多个部件的塑性变形产生的。该机构可以包括联接至所述下立管部分或者与所述下立管部分形成整体的第一部分，和联接至所述上立管部分或者与所述上立管部分形成整体的第二部分，跟着该弱联接部的断裂该第一和第二部分配合以使该部分中的一个或两者塑性变形。该塑性变形可以是由该第一部分切削过该第二部分。该第一部分可以包括一个或多个剪切刀，和所述第二部分包括剪切板或多个剪切板，其中所述塑性变形通过剪切刀或多个剪切刀切削过该(多个)剪切板来实现。第二部分可以包括圆筒形剪切板，该圆筒形剪切板关于立管部分的一个或两者同轴地设置，并且所述剪切刀或多个剪切刀从上或下立管部分径向向外延伸。该或每个剪切板可以形成有沿着该板轴向延伸的弱化区域或多个弱化区域，从而跟着该弱联接部的断裂，每个弱化区域被剪切刀接合。该或每个弱化区域可以具有沿其轴向范围的恒定径向厚度；或者沿其轴向范围的变化的径向厚度，从而当该上和下立管部分分开时由该机构施加的阻尼力被控制。所述塑性变形可以是由所述第一部分的所述第二部分内或的弯曲。所述第一和第二部分可以包括各自的圆筒，该各自的圆筒可伸缩地彼此接合。流体紧封件可以被形成在所述第一和第二部分之间，以便在该立管内容纳流体。圆筒中的一个可以具有形成在其上的限制部，在立管反冲以造成所述塑性变形期间该限制部由该圆筒中的另一个接合，或者由该圆筒中的另一个支撑的部件接合。所述部件可以是支撑在形成在支撑圆筒中的肩部上的环形套筒。根据本专利技术的第二方面，提供了与海底井一起使用的立管或立管区段，其包括：定位在该立管或立管区段内、弱联接部上方的阀，该阀被配置成在正常使用中打开并且紧跟着该弱联接部的断裂关闭，以便实质上容纳在该立管内、该阀上方的流体。所述阀是挡板阀。该立管或立管区段可以还包括保持打开的部件，该保持打开的部件被联接至所述弱联接部下面的下立管部分或者与下立管部分形成整体，当该弱联接部完整无损时该保持打开的部件保持所述阀打开，并且跟着该弱联接部的断裂，该保持打开的部件被从所述阀移位，以允许该阀关闭。附图说明图1示出了通过在第一、正常操作配置中的立管弱联接部区段的左手侧的竖直横截面；图2示出了通过跟着举起的在第二、启动配置中的立管弱联接部区段的右手侧的竖直横截面；图3示出了通过跟着落下的在第二、启动配置中的立管弱联接部区段的右手侧的竖直横截面；图4示出了通过结合了替换反冲阻尼机构的立管弱联接部的局部竖直横截面；图5示出了通过剪切管或板的水平横截面；图6示出了通过阻尼设备的竖直横截面；图7示出了通过具有压力端负载抑制阻尼设备的弱联接设备的竖直横截面；图8示出了通过具有压力端负载抑制阻尼设备的弱联接设备的竖直横截面，作为该弱联接部释放的结果该压力端负载抑制阻尼设备被接合。具体实施方式图1示出了用于反冲阻尼的机构，其可以被结合到接近弱联接机构的立管内。通过举例，下立管部分1可以被耦合到井的顶部处的海底组件，例如结合防喷器，而第二立管部分2包括主立管区段的底端。阻尼机构的负荷承载能力确保了其在负荷下在弱联接部的失效或释放之前不会失效。尽管这里不详细介绍，但是其他配置是可能的，例如其中上和下立管部分1、2实际上是连接在上和下立管部分的相应端周围的分开的部件，或者是连接到上和下立管部分的表面上的条或面板。在所示实施例中，该弱联接部由连接在上和下立管部分之间的简单剪切销来提供。尽管在图中仅示出了单独的剪切销，但是可以提供多个这样的销或者任何其他弱连接机构。当立管上的张力超过一些预定的阈值，该弱联接部将会释放。实际的阈值能通过使用例如具有不同默认阈值的剪切销来调整。在弱联接部失效之后，该阻尼机构将起作用。在弱联接部的失效或释放后，阻尼机构将允许上立管部分2相对于下立管部分1的向上行进，如果该上立管部分2克服了阈值力。该阈值力小于释放弱连接设备所需的力。该阈值力是足以克服由阻尼机构产生的阻力，该阻尼机构由结构件4、5和6形成。该机构包括部分1的内直径限制部4.环形套筒或挡块5设置在立管部分1和2之间。套筒5具有大于该限制部4的外直径。套筒5围绕部分2，形成了部分1和2之间的环形空间中的流体密封。肩部6形成在上立管部分2的外表面的周围以支撑套筒5。套筒5最初搁靠在肩部6上并且被形成在下立管部分1中的内直径限制部4限制向上运动。在弱联接部3失效的情况下，上立管部分2将能够相对于下立管部分1向上行程，只要足够大的张力持续被施加。套筒5被肩部6迫使上升，当其行进时使下立管部分1变形，即，使下立管部分1的直径变大。图2示出了弱联接部3和上立管部分2的向上行进的立管配置。上立管1的变形是材料的塑性变形并且该变形是永久性的。下立管部分1优选是由例如相对软的金属或金属合金的易延展材料形成的。上立管2和套筒5具有表面硬度，该表面硬度大于下立管部分1的表面硬度以避免磨损问题。上立管部分2或套筒5的较大强度可以通过使用当与下立管部分1相比较大的厚度来获得。使下立管部分1变形所需的能量阻抑了上立管部分2的反冲。该反冲能通过适当选择可变形部位的长度，以及可变形部分的形状来控制。上和下立管部分的完全分开可以或不可以发生，根据立管移动的程度和对分开的期望。变形过程是这样的，即，在立管部分分开之前，如果立管部分1和2之间的分开力由于一些原因减小或者反方向，套筒5很卡能保持在其相对于下立管部分1的最高位置，同时上立管部分2向下行程到下立管部分1内。图3示出了该情形。套筒5保持连续密封上和下立管部分之间的环状部，以防止泄漏。当然，如果张力回复，在立管部分的分开发生之前能实现进一步的变形。应理解，跟着剪切销或弱联接部3的破裂，可以允许上和下立管部分的相对旋转。这是有优势的，因为这有助于降低立管内的扭力。由于上立管中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
与海底井一起使用的器具，其包括：上立管部分，下立管部分，和将该上和下立管部分联接在一起的弱联接部；和联接在该上和下立管部分之间的机构，其用于阻抑跟着该弱联接部的断裂的该上立管部分的反冲，该阻抑是由于当该上和下立管部分分开时发生该机构的部件或多个部件的塑性变形产生的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.与海底井一起使用的器具，其包括：上立管部分，下立管部分，和将该上和下立管部分联接在一起的弱联接部；和联接在该上和下立管部分之间的机构，其用于阻抑该上立管部分的反冲，该上立管部分的反冲跟着该弱联接部的断裂，该阻抑是由于当该上和下立管部分分开时发生该机构的至少一个部件的塑性变形产生的；其中所述机构包括联接至所述下立管部分或者与所述下立管部分形成整体的第一部分，和联接至所述上立管部分或者与所述上立管部分形成整体的第二部分，跟着该弱联接部的断裂，该第一和第二部分配合以使所述第一和第二部分中的一个或两者塑性变形。2.根据权利要求1的器具，其中所述塑性变形是由该第一部分切削过该第二部分。3.根据权利要求2的器具，所述第一部分包括剪切刀，和所述第二部分包括剪切板，其中所述塑性变形通过该剪切刀切削过该剪切板来实现。4.根据权利要求3的器具，其中所述第二部分包括圆筒形剪切板，该圆筒形剪切板围绕该上或下立管部分同轴地设置，并且所述剪切刀从该上或下立管部分径向地向外延伸。5.根据权利要求3或4的器具，其中该剪切板形成有沿着该剪切板轴向延伸的一个或多个弱化区域，从而跟着该弱联接部的断裂，所述弱化区域被剪切刀接合。6.根据权利要求5的器具，其中所述弱化区域具有：沿其轴向范围的恒定径向厚度；或者沿其轴向范围的变化的径向厚度，从而当该上和下...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·雷纳斯，T·G·威诺尔，M·赛特，
申请(专利权)人：斯塔特伊石油公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO