用于确保钻井中连续循环的装置制造方法及图纸

一种用于确保钻井中连续循环的装置(1)，包括管状体(2)，其具有轴向通道(2)，该轴向通道(2)具有能被可拆卸的塞子(5)关闭的侧向开口(3)。所述轴向通道中设置有管状支撑件(9)，其支撑通过保持元件(14)保持在适当位置的截流构件(6)。有利的是，所述装置(1)包括一调节环形螺母(50)，其在所述保持元件(14)和所述管状支撑件(9)之间施加压力，以迫使所述管状支撑件(9)在一轴向限位停止位置抵靠定位和定心装置(11)，从而能恢复在将所述管状支撑件(9)以及由其支撑的阀装置(6)设置到所述管状体(2)的内部的过程中产生的间隙。

Device for ensuring continuous circulation in drilling

A device (1) for ensuring a continuous circulation in drilling comprises a tubular body (2) having an axial passage (2) having an axial opening (2) with removable plug (5) closed (3). The axial channel is provided with a tubular support (9) that supports a stop member (6) that holds the retaining element (14) in an appropriate position. Advantageously, the device (1) comprises an adjusting ring nut (50), the holding element in the (14) and the tubular support member (9) between the pressure to force the tubular support member (9) in an axial limit stop position against the positioning and centering device (11), which can restore the tubular support member (9) and supported by the valve device (6) is set to the tubular body (2) creates a gap in the internal process.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确保钻井中连续循环的装置
本专利技术涉及如权利要求1的前序部分所限定的、用于确保钻井过程中，尤其是在用于油气勘探和生产的井中插入或移除钻柱过程中的连续循环的装置。为简单起见，本专利技术将在不受到具体涉及插入新的钻柱步骤限制的情况下进行，同样的考虑也可适用于必须从井中移除钻井头，例如进行更换时的钻柱移除步骤。
技术介绍
油气钻井时，需要插入钻柱的操作以提高钻井深度。在插入新的钻柱过程中，必须确保钻井泥浆在整个过程中的连续循环，直至获得完整的管道，并恢复整个液压回路。事实上，已经发现泥浆循环过程中的压力下降或变化将在所钻的井中造成相当大的结构应力，这将导致所钻的井的未固化结构的崩塌。为了确保钻井泥浆在整个钻井过程中以及在插入新的钻柱或移除现有的钻柱的步骤期间的连续循环，长久以来提供了一种装置，以确保即便是在钻柱的插入或是移除期间，所述钻井泥浆的稳定循环。现有技术文献US3298385中公开了上述类型的装置。具体地，该现有技术文献中公开了使用具有单个截流构件的挡板阀，以用于选择性地调节钻井泥浆通过所述阀的中心轴向通道的流通，或者可选地，通过插入在所述阀的相对端部之间的侧向通道的可能性。使用单个截流构件以提供上述选择性调节钻井泥浆通过阀的中心轴向通道，或是可选地通过侧向通道的技术方案优于例如，在现有技术文献US7845433中所公开的使用两个不同的截流构件，此外，还由于单个截流构件所假定的关闭位置没有不确定性的事实。然而，应当注意的是，尽管使用单个截流构件交替地关闭阀的中心轴向通道或是插入在所述阀的相对端部之间的上述侧向通道在操作方面提供了优点，但是造成了关于所述截流构件的主体在所述阀的中心轴向通道内的适当定位和定中心的问题。这是因为单个截流构件必须能确保紧密的密封效果，无论是在第一角度位置还是在第二角度位置，其中，在第一角度位置，所述截流构件的座横向于所述阀的轴线定位，而在所述第二角度位置，所述截流构件的座沿着所述阀的轴线纵向延伸。因此，相对于所述阀主体，即使是较小的角度或是轴向定位误差也可能导致所述截流构件在所述截流构件的两个座中的至少一个中的不完全的密封作用，这与所述钻井泥浆的高压力不兼容。具体地，所述截流构件的主体和其铰接到所述阀体的点的适当的轴向定位是有问题的。为了解决这个问题，形成所述移动截流组件的阀体和部件应该以非常严格的加工公差形成，但是有时这种情况实际上并不足够。在所述阀和移动截流部件的组装过程中，各部件的加工公差可累加，且有时会导致所述截流构件在所述截流构件的两个座中的不完全关闭。由于上述原因，所述单个截流构件的这些阀在该领域尚未取得成功。因此，不考虑由于已经形成的各种连接的公差的总和而导致在组装过程中可能遇到的任何特定的临界状况，确保所述截流构件在两个关闭位置中的适当关闭操作是无法实现的。
技术实现思路
本专利技术是基于设想一种用于确保钻井，尤其是用于油气勘探和生产的井中插入或移除钻柱过程中的连续循环的装置的问题，其具有能满足上述需求的结构和功能特征，而不受上述现有技术问题的影响。该问题通过如权利要求1所限定的用于确保钻井中的连续循环的装置来解决。附图说明结合附图，通过对以下几种以示例性而非限制性的优选实施方式的描述，本专利技术的用于确保钻井中的连续循环的装置的其它特征和优点将变得显而易见，其中：图1示出了本专利技术的装置的简化的平面纵向剖视图，其中，侧向通道由所述截流构件在纵向位置关闭；图2示出了图1的装置的纵向截面图，其中，所述轴向通道由所述截流构件在横向位置关闭；图3和图4示出了沿两个不同的平面截取的图2的装置的两个相应的透视纵向剖视截面图；图5示出了图4的放大细节图；图6示出了图1的装置的分解透视图；图7示出了图1的装置的分解平面图；图8示出了图1的装置的管状体的纵向截面视图细节；图9示出了图1的装置的纵向截面平面图，其中，锁定导向件及其西格(Seeger)环被移除；图10示出了沿图9的X-X线的剖视图。具体实施方式参考附图，附图标记1概况地表示本专利技术用于确保钻井中的连续循环的装置，即，用于确保钻井，尤其是在用于油气勘探和生产的井中插入或移除钻柱过程中的连续循环的装置。所述装置1包括：在预设的轴线方向X-X从上游端2a延伸到下游端2b的大致管状体2，所述管状体2被示出为具有圆柱形部分；从上游端2a延伸到下游端2b的轴向通道，以供钻井泥浆从所述装置1中流过；位于上游端2a处的第一螺纹连接装置，以用于将所述装置1的下游端2b连接到钻柱的一端；位于下游端2b处的第二螺纹连接装置，以用于将所述装置1的下游端2b连接到钻柱的一端；所述管状体2上、位于所述上游端2a和下游端2b之间的侧向开口3，其限定装置1中与上述轴向通道流体连通的侧向通道，所述轴向通道具有轴线Y-Y，其优选垂直于所述轴向通道的轴线X-X；通过螺纹螺母螺钉接合以耐压密封的方式可拆卸地装配到所述侧向开口3中的塞子5；阀装置6，其位于所述轴向通道中以阻挡钻井泥浆并阻止其从上游端2a流动到下游端2b；其中：上述阀装置包括截流构件6，其可移动地支撑在所述轴向通道中以在一横向于轴向通道的位置(图1，9)以及一相对于所述轴向通道的纵向位置(图2，4，5)之间移动，其中，在所述横向于轴向通道的位置，所述截流构件6横向于所述轴向通道的轴线延伸，以阻止在所述轴向通道中的上游端2a和下游端2b之间的流体连续性，在所述轴向通道的纵向位置，所述截流构件6沿着所述轴向通道的轴线大致延伸并且位于靠近所述管状体2内的侧壁部分的位置；在该横向位置(见图1，9)，相对于所述钻井泥浆在所述轴向通道中从所述上游端2a和下游端2b的之间流动，所述截流构件6位于所述侧向通道和所述管状体2的上游端之间，位于上述侧向开口3的上游；以及在该纵向位置(见图2，4，5)，所述截流构件6以耐压密封的方式关闭所述侧向开口3，以阻止所述侧向通道和所述管状体的轴向通道之间的流体连续性。关于钻柱，应当注意的是，根据适用的工业标准，它们具有公螺纹下游端以及相对的螺母螺纹上游端，其被设计用于与另一钻柱的下游端螺母螺钉连接。根据该标准，在所述装置1中，所述上游端2a的第一螺纹连接装置由螺母构成，且所述下游端2b的第二螺纹连接装置由公螺钉构成，所述螺母和公螺钉分别等同于设置在每一钻柱的上游端和下游端的螺母以及公螺钉。在所述侧向开口3处，所述装置1的管状体2具有用于截流构件的座，其被设计成用于通过所述截流构件6进行耐压密封接合，当该截流构件处于上述纵向位置(见图2，4，5)时，该用于所述截流构件的座允许所述侧向开口3以及由此限定的侧向通道以如上所述的耐压密封的方式被关闭。优选地，用于所述截流构件的座是插入座7，且其与所述管状体2以整体和耐压密封的方式相关联。在所示的实施方式中，所述用于截流构件的插入座7由螺纹环螺母限定，其具有：具有公螺钉螺纹的外部部分，以用于与设置在所述侧向开口3处的相应螺母螺纹进行紧密的螺母螺纹接合；以及具有螺母螺纹的内部部分，以用于与塞子5的公螺钉螺纹进行紧密的螺纹接合。或者，上述用于所述截流构件的插入座可以与所述管状体2形成为一体，并且，用于将所述截流构件的插入座焊接或是以除如上所述的螺纹连接外的其它方式固定到所述管状体。类似地，应注意的是，尽管可以提供不同的可拆卸的耐压密封连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确保钻井中、尤其是在用于油气勘探和生产的井中插入或移除钻柱过程中的连续循环的装置，包括：大致的管状体(2)，其在预设的轴线方向(X‑X)上从上游端(2a)延伸至下游端(2b)；轴向通道，其在所述管状体(2)内从所述上游端(2a)延伸到下游端(2b)，以供钻井泥浆流过所述装置(1)；位于所述上游端(2a)处的第一螺纹连接装置，以用于将所述装置的上游端(2a)连接到钻柱的一端；位于所述下游端(2b)处的第二螺纹连接装置，以用于将所属装置的下游端(2b)连接到钻柱的一端；设置在所述管状体(2)上、位于所述上游端(2a)和下游端(2b)之间的侧向开口(3)，其限定了所述装置中与所述轴向通道流体连通的侧向通道；塞子(5)，其通过螺纹螺母螺钉以耐压密封的方式可拆卸地装配到所述侧向开口(3)中；阀装置(6)，其包括至少一个截留构件，并位于所述轴向通道中以阻挡钻井泥浆并阻止其从所述上游端(2a)流动到所述下游端(2b)；管状支撑件(9)，其以耐压密封的方式被同轴地插入在所述管状通道的上游端(2a)以及由定位和定心装置(11，12)所限定的轴向限位停止位置之间，所述阀装置(6)由所述管状支撑件(9)承载以从所述管状通道中移除；以及保持装置(13)，将插入在所述轴向通道的所述管状支撑件(9)保持在所述轴向限位停止位置上，其中，所述保持装置(13)包括：多个保持元件(14)，其设置在所述轴向通道内的轴向偏置位置中，并靠近面向所述管状体(2)的上游端(2a)的管状支撑件(9)的头端部(9a)，所述保持元件(14)作为保持装置以防止所述管状支撑件(9)朝向所述管状体(2)的上游端(2a)轴向移动；设置在所述管状体(2)的内管壁上的内底座(15)，其容纳所述保持元件(14)的第一部分(14a)；以及锁定导向件(16)，其与所述管状体(2)的内管壁相接合以将所述保持元件的第一部分保持在所述内底座(15)内；并且，所述多个保持元件(14)中的保持元件(14)沿所述内底座(15)偏置且周向间隔设置，且它们的第二部分(14b)从所述内底座(15)中朝着所述管状体(2)的内部伸出以限定整体位于所述管状通道(2)中的内肩部，相对于所述管状通道(2)的内管壁间的内径，所述内肩部具有较小的内径；其特征在于：其包括调节按压/推动部件(50)，其中：所述调节按压/推动部件(50)以动态螺母螺钉与所述管状支撑件(9)接合同轴关联，从而使得所述调节按压/推动部件(50)相对于所述管状支撑件(9)在第一方向或相反方向上的相对转动对应于所述调节按压/推动部件(50)相对于所述管状支撑件(9)沿着所述轴向(X‑X)在第一方向或相反方向上的相对移动；在相对于所述管状支撑件(9)相对转动后，所述调节按压/推动部件(50)可在所述轴向(X‑X)上从一离所述上游端(2a)更靠后的位置可逆地移动到一相对于所述上游端(2a)更靠前的位置，且反之亦然；在所述靠后的位置，所述调节按压/推动部件(50)不与保持元件(14)过盈，相对于所述保持元件(14)，其与所述管状体(2)的上游端(2a)之间具有更远的距离；由所述保持元件(14)限定在所述管状体(2)内的所述内肩部限定了一限位停止挡块，以防止所述调节按压/推动部件(50)朝着所述更靠前的位置移动；以及所述调节按压/推动部件(50)抵接并压靠在所述限定在管状通道(2)内的内肩部，以迫使所述内底座(15)内的保持元件(14)朝向所述管状体(2)的上游端(2a)；并同时迫使所述管状支撑件(9)在所述轴向限位停止位置抵靠所述定位和定心装置(11，12)，以便于恢复在所述管状体(2)内定位所述管状支撑件(9)以及由其支撑的阀装置(6)时所产生的间隙。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.16 IT MI2014A0021581.一种用于确保钻井中、尤其是在用于油气勘探和生产的井中插入或移除钻柱过程中的连续循环的装置，包括：大致的管状体(2)，其在预设的轴线方向(X-X)上从上游端(2a)延伸至下游端(2b)；轴向通道，其在所述管状体(2)内从所述上游端(2a)延伸到下游端(2b)，以供钻井泥浆流过所述装置(1)；位于所述上游端(2a)处的第一螺纹连接装置，以用于将所述装置的上游端(2a)连接到钻柱的一端；位于所述下游端(2b)处的第二螺纹连接装置，以用于将所属装置的下游端(2b)连接到钻柱的一端；设置在所述管状体(2)上、位于所述上游端(2a)和下游端(2b)之间的侧向开口(3)，其限定了所述装置中与所述轴向通道流体连通的侧向通道；塞子(5)，其通过螺纹螺母螺钉以耐压密封的方式可拆卸地装配到所述侧向开口(3)中；阀装置(6)，其包括至少一个截留构件，并位于所述轴向通道中以阻挡钻井泥浆并阻止其从所述上游端(2a)流动到所述下游端(2b)；管状支撑件(9)，其以耐压密封的方式被同轴地插入在所述管状通道的上游端(2a)以及由定位和定心装置(11，12)所限定的轴向限位停止位置之间，所述阀装置(6)由所述管状支撑件(9)承载以从所述管状通道中移除；以及保持装置(13)，将插入在所述轴向通道的所述管状支撑件(9)保持在所述轴向限位停止位置上，其中，所述保持装置(13)包括：多个保持元件(14)，其设置在所述轴向通道内的轴向偏置位置中，并靠近面向所述管状体(2)的上游端(2a)的管状支撑件(9)的头端部(9a)，所述保持元件(14)作为保持装置以防止所述管状支撑件(9)朝向所述管状体(2)的上游端(2a)轴向移动；设置在所述管状体(2)的内管壁上的内底座(15)，其容纳所述保持元件(14)的第一部分(14a)；以及锁定导向件(16)，其与所述管状体(2)的内管壁相接合以将所述保持元件的第一部分保持在所述内底座(15)内；并且，所述多个保持元件(14)中的保持元件(14)沿所述内底座(15)偏置且周向间隔设置，且它们的第二部分(14b)从所述内底座(15)中朝着所述管状体(2)的内部伸出以限定整体位于所述管状通道(2)中的内肩部，相对于所述管状通道(2)的内管壁间的内径，所述内肩部具有较小的内径；其特征在于：其包括调节按压/推动部件(50)，其中：所述调节按压/推动部件(50)以动态螺母螺钉与所述管状支撑件(9)接合同轴关联，从而使得所述调节按压/推动部件(50)相对于所述管状支撑件(9)在第一方向或相反方向上的相对转动对应于所述调节按压/推动部件(50)相对于所述管状支撑件(9)沿着所述轴向(X-X)在第一方向或相反方向上的相对移动；在相对于所述管状支撑件(9)相对转动后，所述调节按压/推动部件(50)可在所述轴向(X-X)上从一离所述上游端(2a)更靠后的位置可逆地移动到一相对于所述上游端(2a)更靠前的位置，且反之亦然；在所述靠后的位置，所述调节按压/推动部件(50)不与保持元件(14)过盈，相对于所述保持元件(14)，其与所述管状体(2)的上游端(2a)之间具有更远的距离；由所述保持元件(14)限定在所述管状体(2)内的所述内肩部限定了一限位停止挡块，以防止所述调节按压/推动部件(50)朝着所述更靠前的位置移动；以及所述调节按压/推动部件(50)抵接并压靠在所述限定在管状通道(2)内的内肩部，以迫使所述内底座(15)内的保持元件(14)朝向所述管状体(2)的上游端(2a)；并同时迫使所述管状支撑件(9)在所述轴向限位停止位置抵靠所述定位和定心装置(11，12)，以便于恢复在所述管状体(2)内定位所述管状支撑件(9)以及由其支撑的阀装置(6)时所产生的间隙。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述调节按压/推动部件(50)为螺纹环形螺母，且所述面朝所述管状体(2)的上游端(2a)的管状支撑件(9)的头端部(9a)具有可与所述螺纹环形螺母以螺母/螺钉连接的螺纹。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：包括作用于所述调节按压/推动部件(50)上的停止装置，以可逆地锁定所述调节按压/推动部件(50)相对于管状元件(9)的角位置，从而防止所述调节按压/推动部件(50)相对于所述管状体(9)的转动以及随之发生的轴向移动。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述停止装置包括插入在通孔(52)中的锁定销(51)，所述通孔(52)在所述调节按压/推动部件(50)处横向形成于所述管状体(2)的管壁上，且所述锁定销(51)以预设的预负荷抵靠所述调节按压/推动部件(50)的外壁，以防止其绕所述轴线(X-X)转动；优选地，所述锁定销(51)强制插入或通过螺纹螺母/螺钉连接在所述横向形成于所述管状体(2)的管壁上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·吉罗拉，
申请(专利权)人：海德工程公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT