用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节制造技术

本发明专利技术为一种用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，包括贯通的管状短节本体，管状短节本体的外壁面上固定设有多个声波换能器；管状短节本体外侧包覆有隔水绝缘层，所述多个声波换能器密封设置在管状短节本体与隔水绝缘层之间，隔水绝缘层上还设置有能与电源连接的通电接口，多个声波换能器与通电接口电连接。本发明专利技术用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，通过连续通电，使隔水管内部产生与水合物简谐振动频率相近的声波使管内的水合物发生共振，可有效避免在管道内部形成水合物；在管道内部形成水合物后，隔水管短节的声波换能器通电，借助声波引起堵塞管道的水合物发生共振以打破其平衡状态，使其发生分解以实现解堵。

【技术实现步骤摘要】
用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节
本专利技术是关于一种海洋深水钻井设备，尤其涉及一种用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节。
技术介绍
随着海上油气资源的深入开发，油气勘探开发重点区域逐渐由陆地及近海浅水区转向了远海深水区域。一方面，海洋深水区域钻进时，由于泥线附近高压低温的环境条件极易引起管柱及设备中的流体形成水合物，从而堵塞管柱造成流体无法流通；另一方面，深水钻井区域由于水深较深，一但水下管柱内部形成水合物发生堵塞，很难对管柱内部进行解堵以恢复井内循环。当水下管柱及设备发生水合物堵塞时，将会极大的影响钻井作业时效并增加钻井作业成本。对于深水钻井来说，极易形成水合物堵塞的位置主要有两处：一处是靠近水下井口上端的隔水管，另一处是与水下井口下部配合的隔水管段，本段隔水管一部分在泥面以上，另一部分在泥面以下。对于现场深水钻井，通常会通过向井内注入热流体、动力学或热力学抑制剂等方法来抑制水合物在钻井管柱及设备的内部通道中形成，但是目前的方法仅仅只能起到预防的作用，并不能完全阻止水合物在管柱及设备中形成，而且目前现场所用的动力学、热力学抑制剂的成本非常高，同时此类添加剂并非环保型产品，极易污染海洋环境，从而对海洋生态系统造成不可修复的损害。当水合物已经形成并堵塞循环通道之后，目前尚未有一种能够高效、经济、环保的解堵方法。因此研制一套经济、高效、环保的工具对于解决深水钻井泥线附近水合物堵塞难题是相当有必要的。由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，以克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，当深水钻井循环通道内部形成水合物之后，可以通过隔水管短节实现解堵。本专利技术的另一目的在于提供一种用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，该隔水管短节可以防止水合物的形成。本专利技术的目的是这样实现的，一种用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，包括贯通的管状短节本体，管状短节本体的两端具有与隔水管连接的第一连接端和第二连接端，管状短节本体的外壁面上固定设有多个声波换能器；管状短节本体外侧包覆有隔水绝缘层，所述多个声波换能器密封设置在管状短节本体与隔水绝缘层之间，隔水绝缘层上还设置有能与电源连接的通电接口，多个声波换能器与通电接口电连接。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述声波换能器沿着管状短节本体长度方向间隔地设置多组，每组中声波换能器沿着管状短节本体周向均布有多个。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述电源为由水面钻井平台下放的外置电缆。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述电源为设置在管状短节本体外侧的供电系统。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述供电系统包括一旁通管道，旁通管道的一端与管状短节本体的一端内腔连通，旁通管道的另一端与管状短节本体的另一端内腔连通；旁通管道的一端和另一端分别设置一第一单向闸板阀，第一单向闸板阀的开启方向是使流体由旁通管道的另一端流向其一端方向，所述第一单向闸板阀设有第一开启压力；旁通管道中部设有一密封壳体，一水轮发电装置的叶轮设置在该密封壳体内；水轮发电装置连接一输电接口，该输电接口与所述通电接口能密封连接。在本专利技术的一较佳实施方式中，旁通管道的一端并联有第一分支管路，第一分支管路与管状短节本体的一端内腔连通；旁通管道的另一端并联有第二分支管路，第二分支管路与管状短节本体的另一端内腔连通；所述第一分支管路和第二分支管路分别设置一第二单向闸板阀，第二单向闸板阀的开启方向是使流体由第一分支管路流向第二分支管路方向，所述第二单向闸板阀设有第二开启压力。在本专利技术的一较佳实施方式中，密封壳体上对应叶轮周向的两侧分别设置第一管道和第二管道，第一管道的自由端为水流入口，并设有第一螺纹密封盖，第二管道的自由端为水流出口，并设有第二螺纹密封盖；第一螺纹密封盖和第二螺纹密封盖的外端面上分别固定设有一便于水下机器人旋转开合螺纹密封盖的方柱形操作杆。在本专利技术的一较佳实施方式中，第一管道和第二管道分别为向自由端呈渐扩的锥形管道。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述隔水绝缘层为陶瓷绝缘层。在本专利技术的一较佳实施方式中，所述第一连接端和第二连接端分别为螺纹连接端或卡接连接端。由上所述，采用本专利技术用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节后，通过连续通电，使隔水管内部产生与水合物简谐振动频率相近的声波使管内的水合物发生共振，可以有效的避免(预防)在管道内部形成天然气水合物；在管道内部已经形成天然气水合物之后，该隔水管短节的供电系统会自动开始向声波换能器供电，或者也可以通过电缆对隔水管短节进行临时通电，借助声波引起堵塞管道的天然气水合物发生共振以打破其平衡状态，使其发生分解从而实现解堵。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1：为本专利技术用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节的结构示意图一。图2:为本专利技术用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节的结构示意图二。附图标号：100、用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节；1、管状短节本体；11、第一连接端；12、第二连接端；2、声波换能器；3、隔水绝缘层；4、通电接口；41、导线；5、供电系统；51、旁通管道；511、第一单向闸板阀；52、密封壳体；53、叶轮；541、第一分支管路；542、第二分支管路；543、第二单向闸板阀；551、第一管道；552、第二管道；553、第一螺纹密封盖；554、第二螺纹密封盖；555、方柱形操作杆；56、稳压元件；57、过滤装置；58、输电接口。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下等方向均是以本专利技术所示的图1中的上、下等方向为准，在此一并说明。如图1、图2所示，本专利技术提出一种用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节100，包括贯通的管状短节本体1，管状短节本体1的两端具有与隔水管(图中未示出)连接的第一连接端11和第二连接端12，管状短节本体1的外壁面上固定设有多个声波换能器2；管状短节本体1外侧包覆有隔水绝缘层3，在本实施方式中，所述隔水绝缘层3为陶瓷绝缘层；所述多个声波换能器2密封设置在管状短节本体1与隔水绝缘层3之间，隔水绝缘层3上还设置有能与电源连接的通电接口4，多个声波换能器2通过导线41与通电接口4电连接。本专利技术用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，可以以一节或多节的方式连接在隔水管之间，也可以选择长度适合的隔水管短节，安装在容易形成水合物堵塞的位置，当循环通道内部形成水合物之后，可以通过本专利技术用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节的声波共振分解功能实现解堵，同时也可以防止水合物的形成。本专利技术用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节通电之后，声波换能器产生特定频率范围的声波并通过短节本体传播至管体内部，当此声波的频率接近或达到管体内部水合物的简谐振动频率时，将会引起水合物分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，其特征在于，包括贯通的管状短节本体，管状短节本体的两端具有与隔水管连接的第一连接端和第二连接端，管状短节本体的外壁面上固定设有多个声波换能器；管状短节本体外侧包覆有隔水绝缘层，所述多个声波换能器密封设置在管状短节本体与隔水绝缘层之间，隔水绝缘层上还设置有能与电源连接的通电接口，多个声波换能器与通电接口电连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，其特征在于，包括贯通的管状短节本体，管状短节本体的两端具有与隔水管连接的第一连接端和第二连接端，管状短节本体的外壁面上固定设有多个声波换能器；管状短节本体外侧包覆有隔水绝缘层，所述多个声波换能器密封设置在管状短节本体与隔水绝缘层之间，隔水绝缘层上还设置有能与电源连接的通电接口，多个声波换能器与通电接口电连接。2.如权利要求1所述的用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，其特征在于，所述声波换能器沿着管状短节本体长度方向间隔地设置多组，每组中声波换能器沿着管状短节本体周向均布有多个。3.如权利要求1所述的用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，其特征在于，所述电源为由水面钻井平台下放的外置电缆。4.如权利要求1所述的用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，其特征在于，所述电源为设置在管状短节本体外侧的供电系统。5.如权利要求4所述的用于深水钻井水合物声波共振分解的隔水管短节，其特征在于，所述供电系统包括一旁通管道，旁通管道的一端与管状短节本体的一端内腔连通，旁通管道的另一端与管状短节本体的另一端内腔连通；旁通管道的一端和另一端分别设置一第一单向闸板阀，第一单向闸板阀的开启方向是使流体由旁通管道的另一端流向其一端方向，所述第一单向闸板阀设有第一开启压力；旁通管道中部设有一密封壳体，一水轮发电装置的叶轮设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨进，施山山，殷启帅，顾纯巍，陈浩东，刘和兴，冯鹏天，胡南丁，杨育铭，王俊翔，侯欣欣，吴文炜，赵国翔，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11