【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于防止在水下立管中的立管封闭设备顶部聚集碎屑和钻屑(cuttings)的装置。
技术介绍
1、有时，立管使用立管密封设备(riser sealing device，rsd)进行操作，例如位于该立管内部某一位置的旋转控制设备(rotating control device，rcd)。这种情况可能持续很短的时间，也可能持续很长的时间。需要rcd的情况包括ecd-c和cml+操作，例如wo2021/086200中描述的操作。
2、wo2021/086200非常笼统地提到了对封堵元件上方的区域进行冲洗。在这种装置中，不需要复杂的冲洗装置，因为立管插入件安装在该旋转密封设备(rsd)上方以及连接管线上方。该连接管线用于冲洗该rsd和该立管插入件之间的腔体。目的是防止颗粒进入该立管插入件和该rsd之间的空间。
3、除非该装置中存在任何缺陷，否则该rsd上方的泥浆几乎不含任何颗粒。来源于钻孔的泥浆循环进入该插入件上方的立管。该泥浆将在该插入件上方进入立管，并且干净流体在该插入件下方进入立管，干净流体通过形成向上穿过该插入件的流动，将会防止颗粒通过插入件进入腔体。
4、通过增压管路进入的该流体仅仅是新鲜流体流入该rsd上方的空间中。该冲洗不指向rsd的上表面。文中描述了如何防止碎屑进入该插入件和该rsd之间的空间，而不是如何从该空间中清除可能已经进入的碎屑。
5、如果该rsd上方的立管内存在钻屑或其他碎屑，这些钻屑和碎屑可能会聚集在该rsd顶部。这可能是由于流体(例如泥浆)进入立管
6、由于多种原因，该rsd顶部聚集的碎屑可能会造成操作故障。下面列出了其中一些原因。碎屑可能含有足够小的颗粒，小到可以进入该rsd内的小空间中，这可能会损害该rsd的可操作性及其保持压差的能力。此外，随着该rsd和钻杆的旋转，累积的碎屑可能会开始磨损该立管的壁。当需要回收该rsd时，碎屑可能会在该rsd顶部被挤得非常紧，以致无法回收rsd。
7、碎屑收集难题在一种类型的泵送立管技术中尤为突出，在该类型的泵送立管技术中，带有钻屑的泥浆返回物被泵送回该立管内的rsd上方并通过该立管返回表面，而不是像传统泵送立管解决方案那样通过单独的泥浆返回管线。
8、现有技术的解决方案已尝试通过安装碎屑捕集器来避免碎屑的聚集，该碎屑捕集器将接收下落的颗粒并容纳它们，使得它们不会落到该封堵元件上。us4060140中示出了这种捕集器的示例。然而，这种捕集器可能会对井内作业造成妨碍，有时可能需要在执行某些操作之前将其从该立管中移除。
9、us 8403059还示出了一种可用作碎屑捕集器的密封组件，尽管并未具体说明该功能。
10、wo2017/115344示出了密封元件和在该密封元件上方连接至立管的增压管线。然而，说明书中没有提到该增压管线用于从该密封元件顶部冲洗钻屑。
11、us5839511定义了一种包含在钻柱中的子组件(sub)，其具有翅片或刷子。多个喷嘴布置在该翅片附近。未显示封闭密封元件。
12、wo2017/115344的解决方案的目的是利用来自钻柱的流体的液压动力将颗粒向上冲洗并远离(打开的)防喷器(bop)，然后将其向上泵送。该工具是一个位于该钻柱上的子组件。这意味着，无论何时需要清洁井筒，都必须将该旋流元件连接到该钻柱。然后，它会通过井筒/立管下降到bop。在这里，它会在需要清理碎屑时发挥作用。清理完成后，该钻柱和工具将再次从井筒拉出，以从钻柱中取出该工具。在使用过该工具的之间的时间段，碎屑都会堆积在bop内的缝隙中。因此，必须定期使用该工具，包括拉动钻柱、连接工具、降低钻柱、用工具旋转和冲洗、再次拉动钻柱、断开工具并插入钻柱以继续正常运行。
13、us2014/0096972不涉及去除密封设备顶部的颗粒。它与wo2017/115344类似，描述了一种子组件，该子组件具有一组配有磁铁的翅片。该翅片之间具有喷嘴，以使该子组件周围的流体运动起来。磁性粒子被该磁铁吸附。因此，液体运动不是用来将该颗粒传送到表面。由于喷嘴布置在随钻柱移动的子组件上，因此它将只会短时间处于碎屑可能聚集的位置。
14、us2021/0213490还描述了一种可随管柱行进的设备，在此案中为盘管。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是防止碎屑(如钻屑)在封闭的立管密封设备(rsd)顶部聚集到有害的程度，并确保进入该立管的碎屑返回至表面。
2、本专利技术的目的还在于帮助清除该rsd顶部的任何积聚的碎屑。
3、在本专利技术的第一个方面中，这些目的通过一种新的冲洗装置来实现，通过该冲洗装置，流体可以作为射流注入到该立管内紧邻rsd上方的空间中。
4、在该第一个方面中，这些目的还通过新的方法实现，该方法将流体射流作为射流注入至立管内紧邻rsd上方的空间中。
5、“紧邻rsd上方”是指在该rsd上方足够短的距离处，以使进入该立管的冲洗流体能够使聚集在该rsd顶部的碎屑处于运动中。
6、在本专利技术的第二方面中，这些目标通过旋流元件实现，该旋流元件旋转地连接至该钻柱，使得其随该钻柱一起旋转但当该钻柱沿该井筒移动时其可以沿该钻柱滑动，从而使得紧邻该rsd上方的流体产生旋转运动，搅起任何钻屑。
7、该旋流元件可以直接旋转地连接至该钻柱，或者其可以通过该封堵元件中的旋转元件连接至该钻柱，而该旋转元件则旋转地连接至该钻柱。
8、在该第二个方面中，这些目标还通过新的方法实现，该方法使用旋流元件引起对紧邻该rsd上方的流体的搅动。
9、本专利技术的主要目的，在其不同的表现形式中，是在立管内紧邻该rsd上方的区域中，在该钻柱周围整个360度范围内产生旋流流体运动，产生足够的流体运动使得任何碎屑均处于运动中，从而使颗粒从该rsd的表面升离，并保持颗粒悬浮在液体中，从而防止它们积累在该rsd的顶部。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于防止在水下立管(1)中的封闭立管密封元件(215)顶部聚集诸如钻屑的碎屑或从该顶部去除碎屑的装置，其特征在于，包括冲洗管线(292)和进入所述立管(1)的至少一个冲洗流体入口(294)，所述入口(294)将冲洗流体的射流引导到至立管(11)内紧邻所述封堵元件(215)上方的空间中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冲洗管线(292)从沿所述立管(1)延伸的增压管线(23)分支出来。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述至少一个入口(294)相对于所述立管(1)的圆周呈锐角定向。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，围绕所述立管(1)的圆周并且紧邻所述密封元件(215)的上方布置有冲洗流体的多个入口(294)。
5.根据权利要求2和4所述的装置，其特征在于，所述多个入口(294)连接至从所述增压管线(23)分支出来的分配管线(293)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分配管线(293)为围绕所述立管(1)的环形管线。
7.根据前述权利
8.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述碎屑搅动设备包括流体引导元件(350)，其成形为朝着所述立管(1)的外围引导颗粒。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述流体引导元件(350)为锥形。
10.一种用于防止在水下立管中的封闭立管密封设备(215)顶部聚集诸如钻屑的碎屑或从该顶部去除碎屑的装置，其特征在于，包括位于紧邻立管密封设备(215)上方的旋流元件(351)，所述旋流元件(351)旋转地连接至钻柱(11)，但允许所述旋流元件(351)相对于该钻柱轴向滑动。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述旋流元件(351)配备有弹性材料部，所述弹性材料部提供相对于钻柱的摩擦力，并且所述弹性材料部具有足够使变化直径的所述钻杆通过的柔性。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述旋流元件具有使其保持抵靠至所述立管密封元件(215)的重量，或者以允许其旋转的方式机械地附接至所述密封元件。
13.根据权利要求10-12中的任一项所述的装置，其特征在于，所述旋流元件(351)附接至流体引导元件(350)。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述旋流元件(351)包括至少一个翅片。
15.一种用于防止在水下立管(1)中封闭的封堵元件(215)顶部聚集诸如钻屑的碎屑或从该顶部去除碎屑的方法，其特征在于，通过注入立管(1)内紧邻所述封堵元件(215)上方的空间中的流体射流搅动所述碎屑，以从所述封堵元件(215)的顶部搅起任何碎屑。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述射流相对于所述立管(1)的圆周呈锐角定向。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在沿所述立管(1)的圆周的多个位置处将射流注入所述立管中。
18.根据权利要求15-17中的任一项所述的方法，其特征在于，产生所述射流的所述流体通过沿所述立管(1)延伸的增压管线(23)注入。
19.根据权利要求15至18中的任一项所述的方法，其特征在于，所述搅动通过旋转地连接至钻柱(11)的旋流元件(351)协助。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于防止在水下立管(1)中的封闭立管密封元件(215)顶部聚集诸如钻屑的碎屑或从该顶部去除碎屑的装置，其特征在于，包括冲洗管线(292)和进入所述立管(1)的至少一个冲洗流体入口(294)，所述入口(294)将冲洗流体的射流引导到至立管(11)内紧邻所述封堵元件(215)上方的空间中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冲洗管线(292)从沿所述立管(1)延伸的增压管线(23)分支出来。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述至少一个入口(294)相对于所述立管(1)的圆周呈锐角定向。
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，围绕所述立管(1)的圆周并且紧邻所述密封元件(215)的上方布置有冲洗流体的多个入口(294)。
5.根据权利要求2和4所述的装置，其特征在于，所述多个入口(294)连接至从所述增压管线(23)分支出来的分配管线(293)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分配管线(293)为围绕所述立管(1)的环形管线。
7.根据前述权利要求1至6中的任一项所述的装置，其特征在于，所述入口(294)相对于所述立管(1)的纵向轴线呈锐角设置。
8.根据前述权利要求任一项所述的装置，其特征在于，所述碎屑搅动设备包括流体引导元件(350)，其成形为朝着所述立管(1)的外围引导颗粒。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述流体引导元件(350)为锥形。
10.一种用于防止在水下立管中的封闭立管密封设备(215)顶部聚集诸如钻屑的碎屑或从该顶部去除碎屑的装置，其特征在于，包括位于紧邻立管密封设备(215)上方的...
【专利技术属性】
技术研发人员：皮尔·克里斯汀·斯腾肖恩，
申请(专利权)人：增强钻井有限公司，
类型：发明
国别省市：
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