超拉指示器 |
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| 申请号 | CN201110355110.6 | 申请日 | 2011-10-27 | 公开(公告)号 | CN102454371A | 公开(公告)日 | 2012-05-16 |
| 申请人 | 韦特柯格雷公司; | 发明人 | S·瓦赫斯; R·赫贝尔; D·阮; J·加西亚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及超拉指示器。一种外部井口部件(11)具有带有第一轮廓部(15)和环形凹部(23)的孔(13)。带有扶正器/超 拉环 (45)的管状内部井口部件(29)下降到外部井口部件(11)内。该扶正器/超拉环(45)偏置以朝外膨胀以接合外部井口部件(11)的孔(13)，以当内部井口部件(29)降低通过孔(13)时将内部井口部件(29)在孔(13)内居中。外部井口部件(11)的凹部(23)适于接收扶正器/超拉环(45)并且抵抗扶正器/超拉环(45)的轴向运动，以能够实现内部井口部件(29)的朝上的试验拖拉。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种井口组件，其包括具有孔(13)的外部井口部件(11)，所述孔(13)具有第一轮廓部(15)和环形凹部(23)，管状内部井口部件(29)适于下降到所述外部井口部件(11)的孔(13)内，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 超拉指示器技术领域[0001] 本技术大体涉及在井眼中运转和放置井管吊架(hanger)，并且特别地涉及井管吊架的扶正器(centralizer)和超拉(overpull)指示器。 背景技术[0002] 扶正器已利用很长时间了。如它们的名字所暗示的，它们用以将管状件在钻孔中居中。扶正器用在井管吊架上以将吊架置于中央，从而允许吊架适当地装载在相应的连接(tag)肩部上，由此防止诸如吊架负荷环的阻力设定器件过早促动。扶正器防止套管面对井口侧向加载吊架，该侧向加载可导致阻力设定器件的过早促动。扶正器由金属和非金属材料，诸如热塑性聚酰胺、玻璃和矿物填充尼龙和也被称为Teflon的聚四氟乙烯和注模聚氨酯制成。这些扶正器以能够夹紧到管状件上的铰接片段制成，并且在某些应用中扶正器形成在杆或管状件正上方或滑过杆或管状件。在吊架输运到适当位置后，没有吊架已输运到适当位置的肯定指示提供给作业者。 [0003] 存在对确保井管吊架适当地居中和放置的技术的需要。以下技术可解决这些问题中的一个或多个。发明内容 [0004] 本技术所包括的井口组件的实施例具有带有孔的外部井口部件。该孔具有第一轮廓部和环形凹部。管状内部井口部件适于下降到外部井口部件的孔内。扶正器/超拉环定位在内部井口部件上。扶正器/超拉环具有下带状部和从下带状部朝上延伸的多个弹性指状部件。多个弹性指状部件各通过槽彼此分离并且偏置以朝外膨胀以接合外部井口部件的孔，以当内部井口部件降低通过该孔时将内部井口部件在孔内居中。外部井口部件的凹部适于接收多个弹性指状部件并且抵抗扶正器/超拉环的轴向运动，以能够实现内部井口部件的朝上的试验拖拉。 [0005] 本技术所包括的井口组件的实施例具有外部井口部件，其具有孔。孔具有第一轮廓部和环形凹部。管状内部井口部件适于下降到外部井口部件的孔内。扶正器/超拉环定位在内部井口部件上。扶正器/超拉环具有下带状部和从下带状部朝上延伸的多个弹性指状部件。多个弹性指状部件各通过槽彼此分离并且偏置以朝外膨胀以接合外部井口部件的孔，以当内部井口部件降低通过该孔时使内部井口部件在孔内居中。外部井口部件的凹部适于接收多个弹性指状部件并且抵抗扶正器/超拉环的轴向运动，以能够实现内部井口部件的朝上的试验拖拉。固定环定位在内部井口部件上在扶正器/超拉环上面，并且适于限制多个弹性指状部件从内部井口部件径向朝外延伸的范围。 [0006] 本技术所包括的用于组装井口组件的方法的实施例包括提供具有孔的外部井口部件。孔具有第一轮廓部和环形凹部。管状内部井口部件具有定位在其上的弹性可伸缩且可膨胀的扶正器/超拉环。内部井口部件下降到外部井口部件内，其中扶正器/超拉环处于膨胀的试钻(run-in)位置。在内部井口部件下降到外部井口部件内时，由于扶正器/超拉环与孔的接触，扶正器/超拉环收缩进在内部井口部件上的凹部。当内部井口部件到达在外部井口部件内的期望位置时，扶正器/超拉环膨胀进外部井口部件的凹部。附图说明 [0007] 为了可更详细地理解如下方式，即以这种方式本技术的特征和益处以及其它将变得明显，上文简明总结的本技术的更特别的描述可通过对其中的在形成该说明书的一部分的附图中示出的实施例的参考得到。然而，还应当注意，附图仅示出本技术的各种实施例并且因此不被看作对本技术的范围的限制，因为它还可包括其它有效的实施例。 [0008] 图1为内部井口部件的分离截面图，内部井口部件包括负荷环和根据本技术构造的扶正器/超拉组件，并且在外部井口部件内的规定位置示出。 [0009] 图2为图1的内部井口部件的分离透视图，内部井口部件包括负荷环和扶正器/超拉组件。 [0010] 图3为图1的扶正器/超拉环的分离透视图。 [0011] 图4为内部井口部件、负荷环和根据本技术构造的扶正器/超拉组件的分离截面图。 [0012] 图5为在外部井口部件内的装载位置示出的图4的内部井口部件的分离截面图。 [0013] 图6为在外部井口部件内的超拉位置示出的图4的内部井口部件的分离截面图。 具体实施方式[0014] 现在将参考本技术的优选实施例在其中示出的附图在下文中更充分地描述本技术。然而，本技术可以以许多不同的形式具体化并且不应解释为受限于本文中陈述的实施例，相反，提供该实施例使得本公开将详细且完整，并且将充分地传递本技术的范围给本领域技术人员。贯穿全文相同数字指示相同元件。 [0015] 参考图1，外部井口部件11的实施例被示出。在该实施例中，外部井口部件11定位在装载接头(sub)内，该装载接头连接到定位在高压井口外壳下面的井管。然而，外部井口部件11可为具有轴向孔13的高压外壳或其它外壳。 [0016] 外部井口部件11的轴向孔13具有置于它内的连接件/负荷肩部15。在该实施例中，连接件/负荷肩部15为圆形突缘，其置于孔13的较大直径的上部与孔13的稍微较小直径的下部之间的接合点处。在该实施例中，负荷环17由外部井口部件11携带并且定位在孔13的连接件/负荷肩部15上。负荷环17的下表面与连接件/负荷肩部15基本几何互补。负荷环17的上表面是锥形的并且形成大致面朝上的肩部19，其相对于孔13的轴线倾斜。固定环21定位在负荷环17上方并且与负荷环17接合，以将负荷环17的位置维持在连接件/负荷肩部15上。孔13还具有置于其内、在连接件/负荷肩部15下面的选定距离处的环形超拉凹部23。在该实施例中，超拉凹部23由锥形的大致面朝下的超拉肩部25和表面27形成，该超拉肩部25相对于孔13的轴线倾斜，该表面27为大致柱形并且与外部井口部件11的孔13的轴线同心且从超拉肩部25朝下延伸。在该实施例中，超拉肩部25相对于外部井口部件11的孔13的轴线以三十度的角度倾斜。在可选实施例中，超拉肩部25相对于外部井口部件11的孔13的轴线以三十度与六十度之间的角度倾斜。 [0017] 内部井口部件29在示出的实施例中的外部井口部件11内装载并且具有轴向孔30。例如，内部井口部件29可为井管吊架，诸如套管吊架。如图1和2所示，内部井口部件 29具有由负荷肩部31构成的轮廓。在该实施例中，存在一个内部井口部件负荷肩部31和一个外部井口部件连接件/负荷肩部15。负荷肩部15、31的数目可变化。直接在负荷肩部 31上面的内部井口部件29的放大部分33具有仅比孔13的内径稍微小的直径。 [0018] 在所示实施例中，负荷环35安装在内部井口部件29上以在外部井口部件连接件/负荷肩部15上支撑内部井口部件29。在该实施例中，负荷环35的上表面与内部井口部件29的负荷肩部31基本几何互补。负荷环35的下表面的外部部分为锥形并且形成大致面朝下的负荷肩部37，其相对于内部井口部件29的孔30的轴线倾斜。大致面朝下的负荷肩部37与负荷环17的面朝上的肩部19基本几何互补。负荷环35的负荷肩部37定尺寸为装载在外部井口部件的孔13(图1)中的负荷环17的负荷肩部19上。 [0019] 扶正器/超拉组件41安装到内部井口部件29，在负荷环35下面。在该实施例中，扶正器/超拉组件41包括固定环43和扶正器/超拉环45，其定位在内部井口部件29的外部表面上的环形凹部47内。如图1所示，固定环43的上端定位成与负荷环35的下表面的部分邻接并且起作用以将它的位置维持在内部井口部件29上。固定环43的下端49是锥形的并且以相对于内部井口部件29的孔30的轴线的角度倾斜。在该实施例中，固定环43的下端49以相对于内部井口部件29的孔30的轴线三十度的角度倾斜。在固定环43下面的选定距离，内部井口部件29的直径稍微减少，由此形成大致面朝下的肩部53。内部井口部件29的直径在面朝下的肩部53下面的选定距离处增加，由此形成大致面朝上的肩部55。在该实施例中，大致面朝上的肩部55以相对于内部井口部件29的孔30的轴线的角度稍微朝上倾斜。 [0020] 如图3所示，在该实施例中，扶正器/超拉环45为开口环，其具有带有多个弹性指状部件59的环形带状件57，多个弹性指状部件59从环形带状件57以偏离内部井口部件29的孔30的轴线的角度θ(图1)朝上并且朝外延伸，以形成夹头(collet)状部件。在该实施例中，存在围绕环形带状件57的直径定位的六个指状部件59，各指状件59通过槽60彼此分离。扶正器/超拉环45的直径从环形带状件57到指状部件59减少，由此形成大致面朝上的肩部61。面朝上的肩部61与在内部井口29上的面朝下的肩部53(图1)基本几何互补。如图1所示，在该实施例中，扶正器/超拉环45通过多个紧固件63连接到内部井口部件29，多个紧固件63延伸通过环45的环形带状件57部分中的多个孔洞64并且进入内部井口部件29。指状部件59的上端65为锥形并且以相对于内部井口部件的孔30的轴线的角度倾斜。指状部件59的上端65与固定环43的下端49基本几何互补。在该实施例中，指状部件59的上端65以相对于内部井口部件29的孔30的轴线三十度的角度倾斜。在固定环43的成角度的下端49与指状部件59的上端65之间的接合限制指状部件59从内部井口部件29超出内部井口部件29的放大部分33的直径而径向朝外延伸的程度。指状部件59的上端65还与在外部井口部件11的凹部23中的大致面朝下的超拉肩部25基本几何互补。扶正器/超拉环45的环形带状件57部分的下端67以相对于内部井口部件29的孔30的轴线的角度倾斜，并且与在内部井口部件29中的面朝上的肩部55基本几何互补。 [0021] 如图4所示，在将内部井口部件29下钻至外部井口部件11(图1)内之前，在内部井口部件29的初始定向中，扶正器/超拉环45充分膨胀，其中，扶正器/超拉环45的外径大于或等于内部井口部件29的放大部分33的外径。在膨胀位置，固定环43的下端49的外部邻接指状部件59的上端65的内部，由此限制指状部件59从内部井口部件29径向朝外延伸的范围。 [0022] 如图5所示，从下钻(trip-in)(图4)位置，在操作中，当内部井口部件29放入井时，随着扶正器/超拉环45将内部井口部件29在外部井口部件11中置于中央，扶正器/超拉环45与外部井口部件11的孔13的表面接触并且压缩进在内部井口部件29的外部表面上的环形凹部47。当指状部件59在凹部47内的充分压缩位置时，指状部件59的上端65不与固定环43的下端49邻接，由此导致在它们的间隙。 [0023] 随着内部井口部件29进一步下降到孔13内，扶正器/超拉环45的指状部件59滑动接合由外部井口部件11携带并且定位在孔13的连接件/负荷肩部15上的负荷环17。扶正器/超拉环45的指状部件59接触负荷环17，由此将指状部件59径向朝内推入凹部 47，进一步压缩指状部件59，从而允许扶正器/超拉环45在负荷环17和连接件/负荷肩部 15的下面移动。 [0024] 如图1所示，随着内部井口部件29进一步进入孔13，内部井口部件29的负荷环35，并且特别地，负荷肩部37在外部井口部件连接件/负荷肩部15上的负荷环17的负荷肩部19上装载。内部井口部件29相对于外部井口部件11朝下移动，直到内部井口部件29的负荷环35与外部井口部件11的负荷环17充分接合，并且内部井口部件29在外部井口部件11内的规定位置。此外，随着内部井口部件29相对于外部井口部件11朝下移动，扶正器/超拉组件41与内部井口部件29一起朝下移动，直到扶正器/超拉环45到达超拉凹部23。当内部井口部件29到达规定位置，扶正器/超拉环45同时到达凹部23，扶正器/超拉环45的弹性指状部件59径向朝外膨胀并且进入超拉凹部23，由此移动扶正器/超拉组件41到膨胀位置。 [0025] 一旦充分接合，内部井口部件29的负荷环35的大致面朝下的负荷肩部37与外部井口部件11的负荷环17的大致面朝上的负荷肩部19接触。在内部井口部件29上的朝下的负荷从内部井口部件负荷肩部31通过负荷环35、负荷环17传递，并且进入外部井口部件连接件/负荷肩部15。 [0026] 下井管柱(running string)的重量的减小是内部井口部件29在外部井口部件11内适当地放置的指示。作为进一步的保证，作业者可施加选定的超拉。超拉是提升力通过下井管柱施加到内部井口部件29上的试验。当在规定位置时，扶正器/超拉环45的指状部件59的上端65保持在外部井口部件11的凹部23内。 [0027] 如图6所示，并且如先前讨论地，扶正器/超拉环45的指状部件59的上端65与凹部23的大致面朝下的肩部25几何互补。为了执行超拉以确定内部井口部件29是否适当地定位在外部井口部件11的孔13内的规定位置内，朝上的力施加到内部井口部件29。内部井口部件29初始地相对于外部井口部件11朝上移动，直到扶正器/超拉环45的指状部件59的上端65邻靠凹部23的大致面朝下的超拉肩部25。限定的超拉力，例如，120,000磅，为以下所必需，即将扶正器/超拉环45的指状部件59径向朝内移动进内部井口部件29上的凹部47，由此移动扶正器/超拉环45到收缩位置。因而，作业者将朝上拖拉该量的一部分，例如，60,000磅，以确定扶正器/超拉环45的指状部件59的成角度的上端65是否邻接凹部23的大致面朝下的超拉肩部25。如果朝上拖拉没有导致内部井口部件29的进一步朝上的移动，这指示扶正器/超拉环45正确地设置，并且因而，内部井口部件29在外部井口部件11内正确地设置并且适当地放置。作业者可然后松开重量。 [0028] 本技术的扶正器/超拉组件41还可在内部井口部件上与负荷环和促动环合并以防止负荷环过早促动。可与本技术合并的非固定负荷环和促动环在本领域中已知。例如，本技术的扶正器/超拉组件41可与诸如在美国专利号7,380,607中公开的吊架合并，该专利通过引用在本文中整体并入。在这种实施例中，扶正器/超拉组件41可从内部井口部件径向朝外延伸，以防止负荷环或促动环的侧向加载和负荷环的过早促动。 [0029] 本技术的扶正器/超拉组件41还可合并在不包括负荷环或负荷肩部的内部井口部件上。例如，本技术的扶正器/超拉组件41可合并在不具有负荷环或负荷肩部的内部井口部件上，并且扶正器/超拉组件41可用以执行超拉试验，以指示内部井口部件适当地定位在外部井口部件内。 [0030] 本技术具有显著的优点。扶正器/超拉组件充当对作业者的内部井口部件适当地定位在外部井口部件内的指示器。此外，扶正器/超拉组件充当扶正器，以防止负荷环的侧向加载和过早促动以确保负荷环适当地放置。 |
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