一种用于海洋钻井中的沉降补偿方法以及沉降补偿器技术

本发明专利技术公开了一种用于海洋钻井中的沉降补偿方法以及沉降补偿器，该沉降补偿器包括外部套筒以及螺纹连接在外部套筒上下两端的上接头和六方外套，在外部套筒内设置有贯穿六方外套的心轴，所述心轴的下端从六方外套内伸出，在心轴的上端螺纹连接有密封限位座，在心轴上且位于密封限位座与六方外套之间套有缓冲弹簧，所述心轴的外形为六方结构，心轴与六方外套上的内六方孔滑动配合。本发明专利技术通过六方结构来传递上部钻具和下部钻具之间的扭矩，并能在轴线方向自由移动，消除钻压波动带来的影响；同时，在钻压波动剧烈的情况下，由于在两个活动组件之间安装缓冲弹簧，当两个活动组件即将碰撞时发挥缓冲作用，避免出现刚性碰撞而对钻柱产生伤害。

A settlement compensation method and settlement compensator for offshore drilling

【技术实现步骤摘要】
一种用于海洋钻井中的沉降补偿方法以及沉降补偿器
本专利技术涉及一种用于海洋钻井中的沉降补偿方法以及沉降补偿器，属于石油开采

技术介绍
随着石油天然气的使用开发和储量探测，陆地资源已逐渐达到饱和状态。以之形成鲜明对比的是海洋油气的探明储量逐年增加。海洋石油、天然气的开发已经成为各国目前主要的发展方向。特别是近年来可燃冰资源的出现，为未来的能源使用提供了更多的选择。海洋能源的不断探明和扩展，使得海洋资源的开发具有更加重要的战略意义。海洋钻井是在海面上建立钻井平台，通过钻井平台在海面以下进行钻井作业。由于海面受潮汐和海浪的影响，一直处于一种上下移动的动态，使得钻井作业中，钻压波动明显，大大降低了钻井效率，制约了海洋资源的开发速度。遇到海面风浪较大的时候，钻压波动剧烈，严重时会出现钻头失压，无法工作，情况特别严重的还会造成钻头的损坏，导致钻井工作暂停，延误钻井周期。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种结构巧妙、使用方便、安全可靠的用于海洋钻井中的沉降补偿方法以及沉降补偿器，以克服钻井作业过程中受到海面受潮汐和海浪的影响而导致的钻压波动剧烈的问题，保证钻井能够正常进行，提高钻井效率。本专利技术的技术方案：一种用于海洋钻井中的沉降补偿方法，首先将即能够正常传递扭矩，又能够上下自由移动的沉降补偿器连接在上部钻具和下部钻具之间的拉压平衡位置，在作业时，沉降补偿器发挥正常扭矩传递功能，带动钻头进行正常钻井作业；当海面受到潮汐和海浪的影响时，作业平台上下移动，此时沉降补偿器通过发挥上下自由移动功能，消除海面沉降对下部钻具的影响，保证钻井工作的正常进行。上述方法中，当海面受到潮汐和海浪的影响很大时，作业平台上下剧烈移动，此时沉降补偿器通过发挥上下自由移动功能而无法完全消除海面沉降对正常钻井的影响，在沉降补偿器内部设有缓冲弹簧，缓冲弹簧受到压缩而进入工作状态，减缓上下位移对钻头的影响状态，并保证上部钻具和下部钻具之间不会出现刚性碰撞，最大限度的保护整个钻柱体系。同时，本专利技术还提供基于上述沉降补偿方法的一种用于海洋钻井中的沉降补偿器，包括外部套筒以及螺纹连接在外部套筒上下两端的上接头和六方外套，在外部套筒内设置有贯穿六方外套的心轴，所述心轴的下端从六方外套内伸出，在心轴的上端螺纹连接有密封限位座，在心轴上且位于密封限位座与六方外套之间套有缓冲弹簧，所述心轴的外形为六方结构，心轴上的六方结构与六方外套上的内六方孔滑动配合，在上接头上设置有上部连接螺纹，在心轴的下端设置有下部连接螺纹。进一步，所述密封限位座的外壁与外部套筒的内壁滑动配合，在密封限位座的外壁上开设有环形沟槽，在环形沟槽内安装有密封圈。进一步，所述密封限位座与心轴的连接处安装有密封圈。进一步，所述外部套筒的侧壁上开设有外部压力平衡孔。由于采用了上述技术方案，本专利技术的优点在于：本专利技术通过即能够正常传递扭矩，又能够上下自由移动的沉降补偿器，消除海面和钻压波动给整个钻柱带来的影响；同时，在海面和钻压波动剧烈的情况下，由于在沉降补偿器内部两个活动组件之间安装有缓冲弹簧，当两个活动组件即将碰撞时发挥缓冲作用，通过缓冲弹簧避免出现刚性碰撞而对钻柱产生伤害。因此，本专利技术能够在海面受潮汐和海浪的影响的情况下，保证钻井能够正常进行，提高钻井效率。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是图1的A-A剖视图；图3是本专利技术处于悬浮状态时的结构示意图；图4是本专利技术处于缓冲弹簧减震状态时的结构示意图。附图中的标记为：1-上接头，2-外部套筒，3-六方外套，4-心轴，5-密封圈，6-密封限位座，7-缓冲弹簧，8-外部压力平衡孔，9-上部连接螺纹，10-下部连接螺纹。具体实施方式为了使本专利技术目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图以及实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术的实施例：用于海洋钻井中的沉降补偿器如图1及图2所示，包括外部套筒2以及螺纹连接在外部套筒2上下两端的上接头1和六方外套3，在外部套筒2内设置有贯穿六方外套3的心轴4，所述心轴4的下端从六方外套3内伸出，在心轴4的上端螺纹连接有密封限位座6，在心轴4上且位于密封限位座6与六方外套3之间套有缓冲弹簧7，所述心轴4的外形为六方结构，心轴4上的六方结构与六方外套3上的内六方孔滑动配合，在上接头1上设置有上部连接螺纹9，在心轴4的下端设置有下部连接螺纹10。所述密封限位座6的外壁与外部套筒2的内壁滑动配合，在密封限位座6的外壁上开设有环形沟槽，在环形沟槽内安装有密封圈5；所述密封限位座6与心轴4的连接处安装有密封圈5，密封圈5能够阻断内部和外部之间的液体流动，保证钻井液正常循环。所述外部套筒2的侧壁上开设有外部压力平衡孔8，用于平衡内外压差。本专利技术的工作原理：使用时，将本专利技术的沉降补偿器连接在上部钻具和下部钻具之间，即通过上部连接螺纹9和下部连接螺纹10分别连接上部钻具和下部钻具。参见图3，在工作过程中由于上部钻具受拉，下部钻具受压，沉降补偿器处于悬浮状态，正常作业时，沉降补偿器通过心轴4上的六方结构与六方外套3上的内六方孔传递扭矩，带动钻头进行正常钻井作业；当海面受到潮汐和海浪的影响时，作业平台上下移动，此时心轴4上的六方结构在六方外套3上的内六方孔内上下移动，消除海面沉降对上部钻具和下部钻具的影响，保证钻井工作的正常进行。参见图4，当海面受到潮汐和海浪的影响很大时，作业平台上下剧烈移动，此时心轴4上的六方结构在六方外套3上的内六方孔内上下剧烈移动，无法完全消除海面沉降对正常钻井的影响，当心轴4上下位移幅度增大时，缓冲弹簧7受到压缩而进入工作状态，减缓上下位移对钻头的影响状态，并保证上部钻具和下部钻具之间不会出现刚性碰撞，最大限度的保护整个钻柱体系。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海洋钻井中的沉降补偿方法，其特征在于：首先将即能够正常传递扭矩，又能够上下自由移动的沉降补偿器连接在上部钻具和下部钻具之间的拉压平衡位置，在作业时，沉降补偿器发挥正常扭矩传递功能，带动钻头进行正常钻井作业；当海面受到潮汐和海浪的影响时，作业平台上下移动，此时沉降补偿器通过发挥上下自由移动功能，消除海面沉降对下部钻具的影响，保证钻井工作的正常进行。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋钻井中的沉降补偿方法，其特征在于：首先将即能够正常传递扭矩，又能够上下自由移动的沉降补偿器连接在上部钻具和下部钻具之间的拉压平衡位置，在作业时，沉降补偿器发挥正常扭矩传递功能，带动钻头进行正常钻井作业；当海面受到潮汐和海浪的影响时，作业平台上下移动，此时沉降补偿器通过发挥上下自由移动功能，消除海面沉降对下部钻具的影响，保证钻井工作的正常进行。


2.根据权利要求1所述的用于海洋钻井中的沉降补偿方法，其特征在于：当海面受到潮汐和海浪的影响很大时，作业平台上下剧烈移动，此时沉降补偿器通过发挥上下自由移动功能而无法完全消除海面沉降对正常钻井的影响，在沉降补偿器内部设有缓冲弹簧，缓冲弹簧受到压缩而进入工作状态，减缓上下位移对钻头的影响状态，并保证上部钻具和下部钻具之间不会出现刚性碰撞，最大限度的保护整个钻柱体系。


3.一种基于权利要求1或2所述的用于海洋钻井中的沉降补偿方法的用于海洋钻井中的沉降补偿器，包括外部套筒(2)以及螺纹连接在外部套筒(2)上下两端的上接头(1)和六...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄保黔，王文，郑波强，张腾飞，万文财，
申请(专利权)人：贵州高峰石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52