具有打开和关闭位置的用于管状螺纹连接元件的阳端的保护装置及相应的方法和固定机器制造方法及图纸

技术编号:5496750 阅读:169 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于油气井的钻井和开采的管状螺纹连接元件(T)的阳端(EM)的保护装置(D),阳端(EM)的外部设有至少一个外螺纹(FE1),并且包括自由末端部分(P1)。该装置(D)包括:i)保护体(CP),以第一套筒的形式实现,用于至少部分地保护外螺纹(FE1)和自由末端部分(P1);ii)密封零件(EE),适于一方面至少在位于阳端(EM)的外螺纹(FE1)下游的一部分与元件(T)接触,另一方面与所述保护体(CP)接触,以在外螺纹(FE1)的下游保证第一密封;以及iii)固定部件(MF),用于使密封零件(EE)和/或保护体(CP)向元件(T)径向移动,确定装置(D)的“打开”和“关闭”位置,在这些位置,密封零件(EE)和/或保护体(CP)分别与元件(T)不接触及紧密接触。另外,在装置(D)的关闭位置得到第一密封。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如在石油领域中使用的管状螺紋连接元件,更准确 地说,本专利技术涉及某些这种元件的阳端的保护。
技术介绍
这里所使用的术语"元件"是指任何用于钻井或开采的零件或附 件,并且用于通过螺紋连接到另一个元件上,以构成一个管状螺紋连 接。元件例如可以是长度比较大的管(尤其是约十几米长)、数十厘米 长的套管、用于这些管的附件(悬挂装置、更换件、安全阀、钻杆接头 等)。这些元件一般装配在一起,以下降到油气井或类似的井中,并且 构成一个钻杆柱、 一个套管柱或一个生产套管(油管)柱(开采柱)。美国石油学会(API)发布的规范API 5CT,等效于国际标准化组织 (ISO)的ISO标准11960:2004,规定了用作套管或油管的管,并且规 范API 5B定义了用于这些管的标准螺紋。API规范7定义了用于旋转钻杆的具有凸肩的螺紋连接器。管状螺紋连接元件的制造商也已经开发了高级螺紋连接,这些螺 紋连接具有特定的螺紋几何形状、和为它们在服务中提供更好性能的 特定装置,特别是关于机械强度和密封。这样的高级螺紋连接和所述 特定装置的例子,例如已经在专利文献EP0488912、 US4494777及 EP0767335中描述。所述元件包括一个螺紋阳端,该螺紋阳端用于旋入到另一个钻井 或开采元件的螺紋阴端中。因而,至关重要的是,从它们离开它们的 生产线的时刻到使用时端尽可能少地被损害、污染或损坏。可以理解,不仅螺紋而且每个具 有特定和互补功能的任何承载表面或止挡,特别是为了保证在使用期 间的密封,应该保护免受腐蚀、灰尘及冲击(或撞击)。所述元件的端部在装配之前一般涂有具有抗磨损性能的润滑脂。API RP5A3(以前的API Bul. 5A2)或ISO 13678:2000定义了所述润滑 脂,并且可使用所述润滑脂的方式在APIRP5C1中描述。然而,在API RP 5A3中的润滑脂具有多个缺点,这些缺点与它 们的有毒成分、特别是铅的含量、与涂敷的过量润滑脂及与刚好在将 元件下降到井中之前涂敷润滑脂的需要有关。因而,专利文献US6933264、 US6869111及WO2003/102457提出 用 一个预定厚度的、在工厂涂敷的"半干"润滑剂的薄层代替最后用刷 子涂敷到元件的端部上的该润滑脂,该润滑剂没有重金属。而且,专利文献US6027145、 EP1211451及FR0510503(未公布的 专利申请)提出用一个预定厚度的、在工厂涂敷的干燥润滑剂的薄层代 替用刷子最后涂敷到元件的端部上的润滑脂,该干燥润滑剂基于固体 润滑剂颗粒。在工厂涂敷干燥或半干润滑剂的情况下,同样并且更加特别必要 的是尽可能地保护涂敷元件端部的润滑剂产品层,使其免受对于润滑 剂产品的效力有害的机械去除以及污染(沙子、碎屑)。为了实现这种保护, 一般地,如由规范API 5CT要求的那样(段 落12.2),将一个保护装置安置在管状螺紋连接元件的阳端和阴端上。 已经提出该类型的多种装置,特别是在专利文献EP0148807、 US2006/0042709、 WO2005/075877及WO2005/024282中,最后三个 文件更针对于已经预先在工厂涂有润滑剂的连接件的保护器。根据它们的实施例,这些已知保护装置提供了相当满意的抗冲击 (或撞击)保护,但在用于阳端的保护装置的情况下,它们在螺紋的下 游(因而在一个其直径通常是元件本体或常规部分的直径的区域中)提 供密封,该密封随元件尺寸的变化而变化。因而,满足规范API5CT 的管的外径对于直径小于114.3毫米的管可以变化士0.79毫米,而对于直径大于或等于114.3毫米的管,直径的变化为-0.5%至+1%(即对于 直径为177.8毫米的管,变化为从-0.89毫米至+1.78毫米)。换句话说,这些用于阳端的保护装置不能为元件的尺寸偏差提供 密封的适应性(除非对元件进行外部的机加工,而这具有其缺陷),并 且可能非常紧因而难以安装。它们的安装可能特别是导致对于保护装 置的损害,并且/或者擦伤和去除涂敷阳端的润滑剂层的全部或部分, 特别是当它被永久地安装时。事实上,必须考虑如下事实保护器必 须能够容易多次地安装和卸下,而不去除润滑剂,从而允许在元件的 存储期间检查阳端,或者保护从井中取出的元件的阳端。已知的保护装置均不能完全令人满意,因此本专利技术的目的是改进 该状况。
技术实现思路
为此,本专利技术提供出一种装置,该装置一方面用于保护用于油气 井的钻井和开采的一个管状螺紋连接元件的阳端,其在外部设有至少 一个外螺紋并且包括一个自由末端部分,并且该装置另一方面包括-一个保护体,以一个第一套筒的形式实现,并且用于至少部分 保护外螺紋和自由末端部分;-一个密封零件,能够至少在位于阳端的外螺紋下游的部分处与 元件接触,另一方面与保护体相接触,从而在外螺紋下游提供第一密 封。这种装置的特征在于-还包括固定部件,该固定部件用于径向地向元件移动密封零件 和/或保护体,形成装置的"打开"和"关闭"位置,在这些位置,密封零 件和/或保护体分别与元件不接触、及与其紧密接触;并且-在装置的关闭位置得到第一密封。本专利技术的保护装置可以具有多种变型;至少某些特征可以组合, 特别是-第一密封可以提供在位于阳端紧下游的元件的常规部分上;-可以包括用于在阳端的自由末端部分处提供第二密封的装置; o例如可以提供在自由末端部分的端部处的横向环形表面上保证所述第二密封;-其保护体可以覆盖自由末端部分的环形横向端面; -其密封零件可以由软弹性材料形成;-其固定部件可以是环形圆周夹持部件; -它可以布置成,在打开位置,它可自由套到阳端上; -其密封零件可以以第二套筒的形式实现;-所述第二套筒例如可以由透明材料形成;-所述第二套筒例如可以位于所述第一套筒的轴向延长线上。在 这种情况下,互补固定部件可以布置在保护体上和密封零件上,从而 将保护体和密封零件安装在一起;o密封零件例如可以形成环,该环包括用于接受固定部件并且由边缘延伸的部分,该边缘具有旋转的一般截头锥体形式。在这种情况 下,保护体可以包括延伸到阳端的自由末端部分的末端部分,并且相 对所述末端部分,另一个末端部分包括第一子部分,该第一子部分具 有旋转的一般截头锥体形式,并且用于强迫配合到密封零件的锥形边 缘上。第一子部分和锥形边缘然后形成互补固定部件的部分;o端部部分也可以包括设有内螺紋的第二子部分,该内螺紋用于 旋紧到阳端的外螺紋的选定部分上;-在一种变型中,第二套筒例如可以插入在阳端与第一套筒之间在第一套筒的轴向长度的至少一部分上;。第二套筒然后可以延伸以覆盖阳端的末端部分的横向环形端面;o第二套筒例如可以包括i)一个第一部分,至少部分地位于阳端 的外螺紋上方;和ii)一个第二部分,延伸在与阳端的自由末端部分相 对的侧上的第一部分,切割成舌片及能够接受固定部件。在这种情况 下,固定部件可以包括环或螺母,该环或螺母用于在打开位置安置在 第二部分上,布置成与舌片配合以将舌片向阳端径向移动,在固定部件的轴向移动之后,沿舌片向其自由端移动,及在关闭位置,使第二套筒相对于元件在阳端的外螺紋的下游不动;-第二部分可以选择性包括锥形外螺紋。在这种情况下,固定部件可以包括螺母,该螺母用于在打开位置安置在第二部分上,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于油气井的钻井和开采的管状螺纹连接的元件(T)的阳端(EM)的保护装置(D),该阳端(EM)的外部设有至少一个外螺纹(FE1),并且包括一个自由末端部分(P1),所述装置(D)包括:i)以第一套筒的形式实现的一个保护体(CP),并设置为至少部分地保护所述外螺纹(FE1)和所述自由末端部分(P1);和ii)一个密封零件(EE),适于一方面至少在位于阳端(EM)的所述外螺纹(FE1)下游的一个部分与所述元件(T)接触,另一方面与所述保护器体(CP)接触,从而保证所述外螺纹(FE1)下游的一个第一密封;其特征在于,该装置包括固定部件(MF),用于使所述密封零件(EE)和/或所述保护体(CP)向所述元件(T)径向移动,以限定装置(D)的“打开”和“关闭”位置,在这些位置,密封零件(EE)和/或保护体(CP)分别与所述元件(T)不接触及紧密接触;并且在所述装置(D)的关闭位置得到第一密封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:S库尔图瓦S莫雷尔E卡迪乌R维拉斯克斯
申请(专利权)人:瓦卢莱克曼内斯曼油气法国公司VAM墨西哥可变资本股份公司
类型:发明
国别省市:FR[法国]

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