包括内锁定环和可移除的销的用于组装两个立管部段的连接件制造技术

本发明专利技术涉及使用内锁定环(11)用于连接的紧凑设计。本发明专利技术的连接件包括锁定环(11)，且可用于在两个立管部段的任一侧上卡口连接。此外，连接件包括至少一个可移除的销(12)，用于尤其是在锁定和解锁期间止动锁定环(11)的平移运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括内锁定环和可移除的销的用于组装两个立管部段的连接件
本专利技术涉及深水石油钻井和储层开发领域。它涉及一种立管连接件。
技术介绍
钻井立管(riser)由长度范围在15至27m(50至90英尺)之间的管状元件的组件组成，这些管状元件通过连接件组装。管状元件通常由在每个端部处设置有连接件的主管组成。管状辅助管线、也称作外周管线平行于主管设置，管状辅助管线通常被称为“压井管线”、“节流管线”、“增压管线”和“液压管线”，其允许工艺流体的循环。在钻井现场从漂浮件组装管状元件。随着管状元件被组装，立管下降到一定的水深，直到其到达位于海底的井口为止。从可达到3500m或更多的水深处的钻井的角度来看，立管的重量变得尤为不利。该现象由于以下事实而加重，考虑到限制压降的必要性，对于相同的最大工作压力，立管的长度需要辅助管线的更大的内直径。此外，由于水深度以及因此立管长度大，因而减少立管组装时间的需求总是更加关键。用于其他应用、尤其是生产、完井(completion)或修井(work-over)的立管(riser)还包括由连接件组装的管状元件组件。文献FR2925105、FR2956693和FR2956694描述了各种方案，尤其用于使辅助管线与主管一起吸收施加到立管的纵向应力。然而，对于这些专利中描述的系统，辅助管线相对于主管的紧固导致辅助管线中的拉伸应力。为了承受这些拉伸应力，辅助管线具有大的厚度值，这引起漂浮件的质量和尺寸的增加，并且因此增加了立管的成本。这些连接件的另一问题涉及锁定环的检查和保养。实际上，前述专利中的锁定环不是完全可移除的。因而，不可能检查整个锁定环。为了克服该问题，专利申请WO2015/071411、WO2015/169560和WO2015/169559涉及设置有可借助两个卡口连接而移除的锁定环的连接件。然而，这三种连接件需要特别的凸柱布置，以防止环与两个立管区段同时断开。本专利技术描述了一种具有内锁定环的紧凑的连接件设计。根据本专利技术的连接件包括锁定环，锁定环允许在任一侧上与两个立管区段的卡口类型连接。此外，连接件包括至少一个可移除的销，用于尤其是在锁定和解锁时在平移上止动锁定环(止动锁定环的平移)。因而，根据本专利技术的连接件是可移除的，且防止了同时移除两个立管区段的环。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于组装两个立管区段的连接件，包括由公连接元件延伸的第一主管元件、由母连接元件延伸的第二主管元件，公连接元件装配入所述母连接元件中，从而连接所述两个主管元件，所述连接件包括用于锁定所述组件的锁定装置，该锁定装置包括锁定环，所述锁定环在其外表面上包括第一凸柱系列和第二凸柱系列，且所述公连接元件和母连接元件分别在其内表面上包括分别与所述第一凸柱系列和第二凸柱系列协配的第三凸柱系列和第四凸柱系列。所述锁定装置还包括至少一个可移除的销，至少一个可移除的销布置在所述锁定环中且与所述公连接元件协配，从而相对于所述公连接元件在平移上止动所述锁定环(止动其平移)。根据一个实施例，第一凸柱系列和第二凸柱系列的凸柱在相同的角度范围上突出。有利地，所述可移除的销与设置在所述公连接元件中的沟槽协配或与设置在所述公连接元件中的肩部协配。根据设计，所述公连接元件包括设置有所述沟槽或所述肩部的套管和端件，所述套管适于装配入所述母连接元件中。优选地，套管被栓连(螺栓连接)至所述端件。根据实施方式，每个凸柱系列包括至少一个凸柱排，优选地包括两个凸柱排。根据变型例，具有相同凸柱系列的两个相继的凸柱排的所述凸柱的周向分布是交替(交错)的。根据特征，凸柱系列的至少一个凸柱排与所述凸柱系列的另一排内接不同直径。根据本专利技术的实施例，至少一个凸柱系列的各所述凸柱排内接相同直径。有利地，所述锁定装置包括多个可移除的销，优选地，可移除的销的数量对应于每个凸柱排的凸柱的数量。根据设计，所述可移除的销具有螺纹且所述可移除的销通过旋入布置在所述锁定环中。根据实施例，所述可移除的销布置在所述锁定环中在所述第一凸柱系列与第二凸柱系列之间。根据变形实施例，所述凸柱系列包括至少三个凸柱，优选地至少四个凸柱。根据实施例设计，所述公连接元件和母连接元件分别设置有分别用于第一辅助管元件和第二辅助管元件对应穿过的凸缘。根据第一变型实施例，所述辅助管元件稳固地固定至所述凸缘。根据第二变型例，一个辅助管元件固定至所述凸缘中的一个，另一辅助管元件通过滑动枢转连接而连接至所述凸缘中的另一个，所述滑动枢转连接允许所述主管元件与所述辅助管元件之间在受限距离上的相对平移运动。根据第三变型例，所述两个辅助管元件通过滑动枢转连接而连接至所述凸缘。根据实施例，在所述第一凸柱系列与所述第三凸柱系列之间设置第一轴向间隙，在所述第二凸柱系列与所述第四凸柱系列之间设置第二轴向间隙。有利地，所述第一轴向间隙和第二轴向间隙在0.5至30mm之间、优选为0.5至10mm之间的范围中。本专利技术还涉及一种包括至少两个立管区段的立管，至少两个立管区段通过根据上述特征中的一个的连接件组装。此外，本专利技术涉及一种通过根据上述特征中的任一个的连接件组装两个立管区段的方法。因而执行以下步骤：a)将所述锁定环插入所述公连接元件中；b)将所述可移除的销插入所述锁定环中；c)将所述锁定环插入所述母连接元件中；以及d)锁定所述锁定环。根据本专利技术的实施方式，锁定步骤通过所述锁定环相对于所述主管元件的相对转动执行。根据本专利技术的实施例，所述锁定环到所述公连接元件或母连接元件中的至少一次插入通过所述锁定环相对于所述公连接元件或母连接元件的相对平移执行。根据变型实施例，所述锁定环到所述公连接元件或母连接元件中的至少一次插入至少通过所述锁定环相对于所述公连接元件或母连接元件的第一相对平移、第一相对转动和第二相对平移执行。此外，本专利技术涉及一种拆卸通过根据上述特征中的任一个的连接件组装的两个立管区段的方法，其特征在于，执行以下步骤：a)解锁所述锁定环；b)将第一主管元件从所述锁定环移除；c)将所述可移除的销从所述锁定环移除；以及d)将所述锁定环从第二主管元件移除。根据实施例，解锁步骤通过所述锁定环相对于所述主管元件的相对转动执行。根据变型实施例，至少一个主管元件从所述锁定环的至少一次移除通过所述锁定环相对于所述主管元件的相对平移执行。根据本专利技术的实施方式，至少一个主管元件从所述锁定环的至少一次移除通过锁定环相对于所述主管元件的第一相对平移、第一相对转动和第二相对平移执行。此外，本专利技术涉及使用根据上述特征中的一个的立管用于执行海上钻井、修井或生产操作。附图说明通过阅读下文通过非限制性示例并参考附图对实施例的描述，根据本专利技术的系统和方法的其他的特征和优点将会变得清晰，在附图中：图1示意性地示出了根据本专利技术的立管。图2示出了根据本专利技术的实施例的立管区段。图3示出了根据本专利技术的实施例的连接件。图4是图3中所示的连接件的放大视图。图5示出了用于根据本专利技术的实施例的连接件的公连接元件或母连接元件的局部视图。图6示出了用于根据本专利技术的实施例的连接件的锁定环。图7a和7b示出了根据本专利技术的实施例拆卸锁定环的两个步骤。图8a至8d分别对于以下步骤：接近、环与母连接元件接触、锁定和张紧，示出了本专利技术的实施例的间隙分布。具体实施方式根据非限制性示例性实施例，图1示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于组装两个立管区段的连接件，包括由公连接元件(9)延伸的第一主管元件(6)、由母连接元件(8)延伸的第二主管元件(6)，公连接元件(9)装配入所述母连接元件(8)中，从而连接两个所述主管元件(6)，所述连接件包括用于锁定所述组件的锁定装置，所述锁定装置包括锁定环(11)，所述锁定环(11)在其外表面上包括第一凸柱系列(15)和第二凸柱系列(16)，且所述公连接元件(9)和所述母连接元件(8)分别在其内表面上包括分别与所述第一凸柱系列(15)和所述第二凸柱系列(16)协配的第三凸柱系列(17)和第四凸柱系列(18)，其特征在于，所述锁定装置还包括至少一个可移除的销(12)，所述至少一个可移除的销布置在所述锁定环(11)中且与所述公连接元件(9)协配，从而在平移上相对于所述公连接元件(9)止动所述锁定环(11)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 FR 15626051.一种用于组装两个立管区段的连接件，包括由公连接元件(9)延伸的第一主管元件(6)、由母连接元件(8)延伸的第二主管元件(6)，公连接元件(9)装配入所述母连接元件(8)中，从而连接两个所述主管元件(6)，所述连接件包括用于锁定所述组件的锁定装置，所述锁定装置包括锁定环(11)，所述锁定环(11)在其外表面上包括第一凸柱系列(15)和第二凸柱系列(16)，且所述公连接元件(9)和所述母连接元件(8)分别在其内表面上包括分别与所述第一凸柱系列(15)和所述第二凸柱系列(16)协配的第三凸柱系列(17)和第四凸柱系列(18)，其特征在于，所述锁定装置还包括至少一个可移除的销(12)，所述至少一个可移除的销布置在所述锁定环(11)中且与所述公连接元件(9)协配，从而在平移上相对于所述公连接元件(9)止动所述锁定环(11)。2.根据权利要求1所述的连接件，其特征在于，所述第一凸柱系列(15)和所述第二凸柱系列(16)的凸柱在相同的角度范围上突出。3.根据前述权利要求中任一项所述的连接件，其特征在于，所述可移除的销(12)与设置在所述公连接元件(9)中的沟槽协配或与设置在所述公连接元件(9)中的肩部协配。4.根据权利要求3所述的连接件，其特征在于，所述公连接元件(9)包括设置有所述沟槽(19)或所述肩部的套管(21)和端件(20)，所述套管(21)适于装配入所述母连接元件(8)中。5.根据权利要求4所述的连接件，其特征在于，所述套管(21)被螺栓连接至所述端件(20)。6.根据前述权利要求中任一项所述的连接件，其特征在于，每个凸柱系列(15、16、17、18)包括至少一个凸柱排，优选地包括两个凸柱排。7.根据权利要求6所述的连接件，其特征在于，相同的凸柱系列的两个相继的凸柱排的所述凸柱的周向分布是交错的。8.根据权利要求6或7中任一项所述的连接件，其特征在于，凸柱系列的至少一个凸柱排与所述凸柱系列的另一排内接不同直径。9.根据权利要求6至8中任一项所述的连接件，其特征在于，至少一个凸柱系列的各所述凸柱排内接相同直径。10.根据权利要求6至9中任一项所述的连接件，其特征在于，所述锁定装置包括多个可移除的销(12)，优选地，可移除的销(12)的数量对应于每个凸柱排的凸柱的数量。11.根据前述权利要求中任一项所述的连接件，其特征在于，所述可移除的销(12)具有螺纹且所述可移除的销(12)通过旋入布置在所述锁定环(11)中。12.根据前述权利要求中任一项所述的连接件，其特征在于，所述可移除的销(12)布置在所述锁定环(11)中在所述第一凸柱系列(15)与所述第二凸柱系列(16)之间。13.根据前述权利要求中任一项所述的连接件，其特征在于，所述凸柱系列(15、16、17、18)包括至少三个凸柱，优选地包括至少四个凸柱。14.根据前述权利要求中任一项所述的连接件，其特征在于，所述公连接元件(9)和所述母连接元件(8)分别设置有分别用于第一辅助管元件和第二辅助管元件(7)穿过的凸缘。15.根据权利要求14所述的连接件，其特征在于，所述辅助管元件(7)稳固...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·佩尔森特，G·帕彭，F·德洛，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR