一种RCD可包括：箱式组件，其包含轴承组件和环形密封件，环形密封件旋转和密封位于管状柱与RCD本体之间的环空；可远程地操作的夹紧装置，其选择性地允许和防止箱式组件与本体之间的相对位移；以及可远程地操作的安全锁，其选择性地允许和防止夹紧装置松开。远程地操作RCD的夹紧装置的方法可包括：远程地操作安全锁，该安全锁选择性地允许和防止夹紧装置松开；以及在安全锁处于解锁位置时，远程地操作夹紧装置，由此从RCD本体松开轴承箱组件。另一种RCD可包括：可远程地操作的夹紧装置，其选择性地允许进入RCD本体的内部；以及可远程地操作的安全锁，其选择性地防止夹紧装置松开。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体涉及与地下井结合使用的设备和所执行的操作，在本文所述的实施例中，更具体地提供旋转控制装置的轴承夹和安全锁的远程操作。
技术介绍
传统旋转控制装置可能需要人靠近旋转控制装置工作，以便维护或更换旋转控制装置的轴承、密封件等。例如，若旋转控制装置与浮式钻机一起使用的话，人靠近旋转控制装置就可能很危险。因此，应理解的是，构建旋转控制装置的技术需要改进。无论旋转控制装置是与海 上钻机还是与陆上钻机一起使用，这些改进都将是有用的。附图说明图I是体现本专利技术的原理的井系统及关联方法的示意图。图2是现有技术的旋转控制装置的局部剖视图。图3是旋转控制装置的改进的代表性的局部俯视剖视图，改进包括夹紧装置并体现本专利技术的原理，并且夹紧装置以松开设置状态示出。图4是处于夹紧设置状态的夹紧装置的代表性局部侧剖视图。图5是处于夹紧设置状态的夹紧装置的代表性局部俯视剖视图。图6是夹紧装置的操作的代表性流路图。图7是夹紧装置的另一构造的代表性局部剖视图。图8A及图8B是夹紧装置的另一构造的代表性局部剖视图。图9A及图9B是夹紧装置的另一构造的代表性局部剖视图。图10是夹紧装置的操作的另一代表性流路图。图11及图12是旋转控制装置的另一构造的代表性侧视图，图11中示出被解锁的安全锁，而图12中示出被闩锁的安全锁。图13是安全锁的按比例放大的代表性侧视图。具体实施例方式图I中代表性地示出能够体现本专利技术的原理的井系统10及关联方法。在系统10中，旋转控制装置(RCD)12连接在立管组件14的上端。立管组件14悬置在浮式钻机16上。本领域技术人员易于理解，包围立管组件14的顶部的区域(被称为“船井”)是相对危险的区域。例如，钻机16可因波浪作用而起伏，多条管线和电缆18可来回摆动，等等。因此，期望减少或消除人在该区域内的活动。旋转控制装置(例如RCD 12)的密封件和轴承可能需要维护或更换，所以图I示出的RCD的一个重要特征是，不需要人在钻机16的船井区域中活动，旋转控制装置的夹紧装置22就能够被松开和夹紧。作为代替，流体压力管线20被用来将压力施加到夹紧装置22，以便夹紧和松开该装置(如以下更完整地描述的)。现在再参照图2，其代表性地示出了现有技术的旋转控制装置。图2示出的旋转控制装置被用作一种能够利用本专利技术的原理来改进的旋转控制装置的示例。然而，应清楚理解，各种其他类型的旋转控制装置也能采纳本专利技术的原理。旋转控制装置也通过术语“旋转控制头”、“旋转防喷器”、“旋转分隔器”和“RCD”而为人所知。旋转控制装置被用来密封旋转控制装置的本体26与位于本体内的管状柱(例如钻柱)28之间的沿径向形成的环空24。甚至在管状柱28在环空中旋转时，环空24也被旋转控制装置密封。 为此，旋转控制装置包括一个或多个环形密封件30。如果使用多个密封件30，则旋转控制装置可包括上密封壳体54。为允许密封件30随管状柱28的旋转而旋转，在轴承箱组件33内设置有轴承组件32。夹持件34将轴承箱组件33 (其中具有轴承组件32和密封件30)可释放地固定到本体26，因此轴承组件和密封件能够从本体被移除以进行维护或更换。然而，在图2的现有技术的构造中，螺栓36被用来固定夹持件34的两端，所以每当轴承组件32和密封件30要从本体26被移除时，都需要人在邻近旋转控制装置的区域中(例如船井中)活动以解开夹持件的两端。这样就限制了图2的旋转控制装置与陆上钻机、浮式钻机、其他类型的海上钻机等使用的兼容性。现在再参照图3，其代表性地示出具有可远程地操作的夹紧装置22的改进的RCD。为了说明清楚起见，仅示出本体26的上部向外伸出的凸缘38,这是因为在本示例中凸缘是本体中的与夹紧装置22接合的部分。图3示出夹紧装置22的被松开的构造。在该构造中，两个夹紧段40已被向外移位，由此允许从本体26移除轴承箱组件33、轴承组件32和密封件30。夹紧段40可以是单个，或被分成多段或多节。夹紧段40通过两个液压马达42而被向外移位(沿相反方向彼此离开)。马达42使被拧入每个夹紧段40的各螺纹构件44旋转。注意，每个螺纹构件44具有两个螺纹相反的螺纹部46、48 (例如其中一个部分为右旋螺纹，而另一部分为左旋螺纹)。因此，随着螺纹构件44旋转，其将引起这两个夹紧段40沿相反方向移位(根据螺纹构件的旋转方向而朝向彼此或离开彼此地移位)。马达42、夹紧段40的端部、以及螺纹构件44的端部由托架式支撑件50来支撑。螺纹构件44的端部优选地例如使用轴承52，而被旋转式地安装到支撑件50。马达42优选地例如使用紧固件(图中未示)而被刚性地安装到支撑件50。尽管图2和图3中示出了两个夹紧段40、两个马达42和两个螺纹构件44中的每一个，但应清楚地理解，依据本专利技术的原理，可使用任何数量(包括一个)的这些部件。现在再参照图4，其代表性示出RCD 12上的夹紧装置22的按比例放大的局部侧剖视图。图4中示出处于夹紧构造状态的夹紧装置22。在该视图中，可看到由于夹紧段40朝向彼此的位移，所以RCD 12的轴承箱组件33和上密封壳体54 (见图2)被牢固地夹紧到本体26。这种位移是由马达42对螺纹构件44的旋转、以及螺纹相反的螺纹部46、48与夹紧段40的端部的螺接式接合引起的。现在再参照图5，其代表性地示出处于闭合构造状态的夹紧装置22的局部俯视剖视图。尽管图5中仅示出夹紧装置22的一个横向侧，但是应理解的是，另一侧优选与被示出的那一侧相同。注意，马达42优选为液压马达，也就是说，响应所施加的流体压力而操作的马达。例如，马达42可以是液压式的或气动式的马达。然而，如果需要的话也可采用其他类型的马达(例如电马达)。现在再参照图6，其代表性地示出夹紧装置22的操作的示意性流路图。在该图中，可看到马达42经由管线20连接到压力源56 (例如泵、蓄压器、加压气体容器等)。在控制系统58的控制下，压力从压力源56被传送到马达42。例如，当期望松开夹紧装置22时，控制系统58可引起压力源56将加压流体流传送到多个管线20之一(流体经由其它的管线返回)，以便引起马达42沿一个方向来使螺纹构件44旋转。当期望夹紧该夹紧装置22时，控制系统58可引起压力源56将加压流体流传送到另一管线20(流体经由第一管线返回)，以便引起马达42沿相反方向使螺纹构件44旋转。 连接器60可设置成将管线20连接到压力源56，压力源优选位于钻机16上的远程位置。马达42和/或螺纹构件44优选被设计成，如果连接器60被断开，或者如果加压流体不流经管线，则这些螺纹构件将不旋转。例如，螺纹构件44上的螺纹的螺距可充分地细，使得从夹紧段40施加到螺纹构件的任何力都不能引起螺纹构件旋转。按这种方式，即使本体26被内部加压，将流体压力施加到马达42的容量损失也不会导致任何夹紧装置22变松的危险。注意，多个马达42优选地被串联连接到管线20，以使得这些马达同时运转。按这种方式，多个夹紧段40的端部将被这些马达42同时沿相等但相反的方向移位相同的距离。尽管图6中示出了两条管线20用于使流体流动到压力源56和马达42并从压力源56和马达42流出，但依据本专利技术的原理可使用任何数量的管线(包括一个)。如果加压气体被用作流体，则可能不需要使气体从马达42回本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.20 US PCT/US2010/0575391.一种旋转控制装置，包括 箱式组件，其包含轴承组件和至少一个环形密封件，所述至少一个密封件旋转和密封位于管状柱与所述旋转控制装置的本体之间的环空； 可远程操作的夹紧装置，其选择性地允许和防止所述箱式组件的相对于所述本体的位移；以及 可远程操作的安全锁，其选择性地允许和防止所述夹紧装置松开。2.如权利要求I所述的旋转控制装置，其中，压力从压力源被选择性地供应到所述安全锁，而且其中，所述压力源相对于所述安全锁被远程地定位。3.如权利要求2所述的旋转控制装置，其中，润滑剂也从所述压力源被供应到所述轴承组件。4.如权利要求I所述的旋转控制装置，其中，所述夹紧装置包括使至少一个螺纹构件旋转的至少一个马达。5.如权利要求I所述的旋转控制装置，其中，所述夹紧装置包括压力操纵式致动器。6.如权利要求I所述的旋转控制装置，其中所述安全锁包括压力操纵式致动器。7.如权利要求I所述的旋转控制装置，其中，所述安全锁包括接合构件，在闩锁位置，所述接合构件防止所述夹紧装置的致动器伸长。8.—种远程地操作位于旋转控制装置上的夹紧装置的方法，所述方法包括 远程地操作安全锁，所述安全锁选择性地允许和防止所述夹紧装置松开；以及 当所述安全锁处在解锁位置时，远程地操作所述夹紧装置，由此从所述旋转控制装置的本体松开轴承箱组件。9.如权利要求8所述的方法，其中，远程地操作所述安全锁还包括将压力供应到所述安全锁的致动器。10.如权利要求8...
【专利技术属性】
技术研发人员：伦纳德·C·林德，里斯·E·卡申，拉里·D·怀特，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：
国别省市：
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