專利名稱：海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及海洋石油深水鉆采技術(shù)領(lǐng)域。具體就是一種適于海洋深水鉆井使用的水下井口頭下入工具，能夠?qū)⒈韺犹坠芎捅韺犹坠茴^及永久導(dǎo)向基座(與表層套管頭安裝在一起)下入安裝到海底泥線上。
背景技術(shù)：
隨著海洋石油勘探開發(fā)不斷向深水發(fā)展，采用傳統(tǒng)的平臺(tái)完井方式顯得經(jīng)濟(jì)效果差。于是產(chǎn)生了水下完井方式，即將生產(chǎn)井口和采油樹安裝到水下泥線上。這種水下完井方式需要專門的水下井口頭系統(tǒng)，用于鉆井時(shí)懸掛套管和完井時(shí)安裝水下采油樹，而水下井口頭的安裝需要專門的配套安裝工具。目前，我國(guó)在這方面還處于技術(shù)空白狀態(tài)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具，適應(yīng)海洋深水石油鉆井，實(shí)現(xiàn)水下為油井安裝井口頭。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具，主要由心軸、指示桿、指示桿密封、蓋環(huán)、防轉(zhuǎn)螺栓、鎖緊環(huán)、推桿、殼體、傳動(dòng)套筒、防轉(zhuǎn)螺釘和固定螺栓組成。心軸為空心階梯圓柱體，心軸的上下兩端有鉆具螺紋，能與鉆桿相連；其特征在于在心軸下部較大直徑的圓柱外壁上有矩形右旋內(nèi)螺紋；在心軸上通過(guò)右旋螺紋固定有傳動(dòng)套筒。所述的傳動(dòng)套筒為環(huán)形圓柱體，傳動(dòng)套筒內(nèi)壁下端有矩形右旋內(nèi)螺紋，右旋內(nèi)螺紋與心軸外壁右旋外螺紋配合，鉆桿帶動(dòng)心軸旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)右旋螺紋實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)套筒的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)；傳動(dòng)套筒外壁下端有軸向豎槽；傳動(dòng)套筒外壁上端有環(huán)槽，傳動(dòng)套筒外壁上的環(huán)槽上下端面為斜面；傳動(dòng)套筒上端面有一個(gè)垂直上端面的指示桿螺紋孔；在傳動(dòng)套筒的外壁上套有殼體。所述的殼體為兩個(gè)同心圓筒狀，在內(nèi)圓筒與外圓筒之間有平板連接；在殼體外壁上端有徑向防轉(zhuǎn)螺栓；在殼體外壁上有四個(gè)階梯狀推桿通孔，推桿通孔水平穿過(guò)內(nèi)圓筒與外圓筒之間的平板，在推桿通孔內(nèi)分別有一個(gè)推桿；推桿為階梯圓柱體，推桿內(nèi)端部為 45°圓錐體；推桿的內(nèi)端部在傳動(dòng)套筒的環(huán)槽內(nèi)；在推桿的外端并在殼體的外壁環(huán)形槽內(nèi)有鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)的外壁有橫向凸起齒，傳動(dòng)套筒的軸向移動(dòng)推動(dòng)推桿徑向向外滑動(dòng)，推桿撐開鑲嵌在殼體外壁上的鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)凸起齒能與井口頭內(nèi)壁上的環(huán)形凹槽嚙合，將下入工具與井口頭鎖緊在一起；在殼體的內(nèi)圓筒下端有螺孔，在螺孔內(nèi)固定有防轉(zhuǎn)螺釘，防轉(zhuǎn)螺釘?shù)膬?nèi)端插入傳動(dòng)套筒的豎槽內(nèi)；在殼體的內(nèi)圓筒下端底部與心軸外壁之間有密封環(huán)； 在殼體內(nèi)圓筒的上端通過(guò)螺栓固定有蓋環(huán)，并且蓋環(huán)套在心軸外壁上；在蓋環(huán)上有一個(gè)插裝有指示桿的通孔，通孔與傳動(dòng)套筒上端面的指示桿螺紋孔相對(duì)，在動(dòng)套筒上端指示桿螺紋孔內(nèi)插有指示桿，指示桿穿過(guò)蓋環(huán)，指示桿能顯示傳動(dòng)套筒的升高位置，用來(lái)判斷鎖緊環(huán)與井口頭的鎖緊狀態(tài)。殼體的內(nèi)圓筒與外圓筒之間平板上有兩個(gè)注水孔，用以在下入時(shí)往套管內(nèi)注水， 注水完成后用閥門關(guān)閉該孔。為了提高密封性，在殼體與井口頭之間有密封圈；在蓋環(huán)與心軸之間有內(nèi)密封環(huán)， 在蓋環(huán)與殼體之間有外密封環(huán)；在指示桿與蓋環(huán)之間有指示桿密封。本實(shí)用新型的有益效果海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具，能適應(yīng)海洋深水石油鉆井，使用該套工具能安全可靠的完成水下井口頭的下入安裝。采用了整體式殼體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠；推桿內(nèi)端部采用了 45°圓錐面，從而不用考慮防止推桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，提高了安全性。

圖1是本實(shí)用新型海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具在井口頭1內(nèi)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是傳動(dòng)套筒12剖面示意圖。附圖序號(hào)說(shuō)明1-井口頭，2-心軸，3-指示桿，4-指示桿密封，5-內(nèi)密封環(huán)，6_蓋環(huán)7-外密封環(huán)，8-防轉(zhuǎn)螺栓，9-鎖緊環(huán)，10-推桿，11-殼體，12-傳動(dòng)套筒，13-防轉(zhuǎn)螺釘， 14-密封圈，15-密封環(huán)，16-注水孔，17-螺栓，18-指示桿螺紋孔，19-環(huán)槽，20-右旋內(nèi)螺紋，21-豎槽。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :以一個(gè)海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具為例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參閱圖1。本實(shí)用新型海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具，主要由心軸2、指示桿3、指示桿密封4、蓋環(huán)6、防轉(zhuǎn)螺栓8、鎖緊環(huán)9、推桿10、殼體11、傳動(dòng)套筒12、防轉(zhuǎn)螺釘 13、密封圈14、密封環(huán)15和固定螺栓17組成。心軸2為空心階梯圓柱體，心軸2的上端有5〃 API鉆具內(nèi)螺紋，心軸2的下端有 5" API鉆具外螺紋，兩能與鉆桿相連。在心軸2下部較大直徑的圓柱外壁上有矩形右旋內(nèi)螺紋；在心軸2上通過(guò)右旋螺紋固定有傳動(dòng)套筒12。參閱圖3。所述的傳動(dòng)套筒12為環(huán)形圓柱體，傳動(dòng)套筒12內(nèi)壁下端有矩形右旋內(nèi)螺紋20，右旋內(nèi)螺紋與心軸2外壁右旋外螺紋配合。傳動(dòng)套筒12外壁下端有軸向豎槽21。 傳動(dòng)套筒12外壁上端有環(huán)槽19，傳動(dòng)套筒12外壁上的環(huán)槽19上下端面為45°斜面；傳動(dòng)套筒12上端面有一個(gè)垂直上端面的指示桿螺紋孔18。在傳動(dòng)套筒12的外壁上套有殼體 11。參閱圖1。殼體11的外壁與井口頭1內(nèi)壁配合，在殼體11與井口頭1之間有兩道密封圈14。所述的殼體11為兩個(gè)同心圓筒狀，在內(nèi)圓筒與外圓筒之間有平板連接；在殼體 11外壁上端有徑向防轉(zhuǎn)螺栓8 ；在殼體11外壁上均勻分布有四個(gè)階梯狀推桿通孔，推桿通孔水平穿過(guò)內(nèi)圓筒與外圓筒之間的平板，在推桿通孔內(nèi)分別有一個(gè)推桿10。推桿10為階梯圓柱體，推桿10內(nèi)端部為45°圓錐體。推桿10的內(nèi)端部在傳動(dòng)套筒12的環(huán)槽19內(nèi)；在推桿10的外端并在殼體11的外壁環(huán)形槽內(nèi)有鎖緊環(huán)9，鎖緊環(huán)9的外壁有橫向凸起齒，將下入工具與井口頭鎖緊在一起。在殼體11的內(nèi)圓筒下端有螺孔，在螺孔內(nèi)固定有防轉(zhuǎn)螺釘 13，防轉(zhuǎn)螺釘13的內(nèi)端插入傳動(dòng)套筒12的豎槽21內(nèi)；在殼體11的內(nèi)圓筒下端底部與心軸 2外壁之間有兩道密封環(huán)15。在殼體11內(nèi)圓筒的上端通過(guò)螺栓17固定有蓋環(huán)6，并且蓋環(huán) 6套在心軸2外壁上，在蓋環(huán)6與心軸2之間有內(nèi)密封環(huán)5，在蓋環(huán)6與殼體11之間有外密封環(huán)7。在蓋環(huán)6上有一個(gè)插裝有指示桿3的通孔，通孔與傳動(dòng)套筒12上端面的指示桿螺紋孔18相對(duì)，在動(dòng)套筒12上端指示桿螺紋孔18內(nèi)插有指示桿3，指示桿3穿過(guò)蓋環(huán)6，在指示桿3與蓋環(huán)6之間有指示桿密封4。參閱圖2。殼體11的內(nèi)圓筒與外圓筒之間平板上有兩個(gè)注水孔16。簡(jiǎn)述海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具的使用過(guò)程。參閱圖1。初始狀態(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)套筒12上端與蓋環(huán)6接觸，推桿3內(nèi)端位于環(huán)槽19內(nèi)，鎖緊環(huán)9為自然收縮狀態(tài)。將下入工具坐到井口頭1內(nèi)壁抬肩上后，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)心軸2，旋轉(zhuǎn)套筒12下行，環(huán)槽19斜面推動(dòng)推桿3向外移動(dòng)，推桿3推動(dòng)鎖緊環(huán)9徑向張開與井口頭內(nèi)壁上相應(yīng)的環(huán)槽咬合，使下入工具與井口頭1鎖緊在一起。在心軸2下端連接一柱5"內(nèi)管柱，用鉆桿提起并下入井口頭1，下到海水面時(shí)，通過(guò)注水孔16往套管柱內(nèi)泵入海水，待套管柱內(nèi)灌滿海水時(shí)，通過(guò)安裝在注水孔16上的閥門將注水孔16關(guān)閉。然后繼續(xù)下入，當(dāng)井口頭1下入到位并固井后， 反向旋轉(zhuǎn)鉆桿，傳動(dòng)套筒12上移，推桿3內(nèi)端進(jìn)入傳動(dòng)套筒12外壁上的環(huán)槽19，鎖緊環(huán)9 收縮，下入工具與井口頭脫離。起出下入工具，完成下套管與套管頭作業(yè)。
權(quán)利要求1.一種海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具，主要由心軸(2)、指示桿(3)、蓋環(huán)(6)、 防轉(zhuǎn)螺栓(8)、鎖緊環(huán)(9)、推桿(10)、殼體(11)、傳動(dòng)套筒(12)、防轉(zhuǎn)螺釘(13)和固定螺栓 (17)組成；心軸(2)為空心階梯圓柱體，心軸(2)的上下兩端有鉆具螺紋，其特征在于在心軸(2)下部較大直徑的圓柱外壁上有矩形右旋內(nèi)螺紋；在心軸(2)上通過(guò)右旋螺紋固定有傳動(dòng)套筒(12)；所述的傳動(dòng)套筒(12)為環(huán)形圓柱體，傳動(dòng)套筒(12)內(nèi)壁下端有矩形右旋內(nèi)螺紋(20)， 右旋內(nèi)螺紋與心軸(2)外壁右旋外螺紋配合，傳動(dòng)套筒(12)外壁下端有軸向豎槽(21) ’傳動(dòng)套筒(12)外壁上端有環(huán)槽(19)，傳動(dòng)套筒(12)外壁上的環(huán)槽(19)上下端面為斜面 ’傳動(dòng)套筒(12)上端面有一個(gè)垂直上端面的指示桿螺紋孔(18)；在傳動(dòng)套筒(12)的外壁上套有殼體(11)；所述的殼體(11)為兩個(gè)同心圓筒狀，在內(nèi)圓筒與外圓筒之間有平板連接；在殼體(11) 外壁上端有徑向防轉(zhuǎn)螺栓(8)；在殼體(11)外壁上有四個(gè)階梯狀推桿通孔，推桿通孔水平穿過(guò)內(nèi)圓筒與外圓筒之間的平板，在推桿通孔內(nèi)分別有一個(gè)推桿(10)；推桿(10)為階梯圓柱體，推桿(10)內(nèi)端部為45°圓錐體；推桿(10)的內(nèi)端部在傳動(dòng)套筒(12)的環(huán)槽(19) 內(nèi)；在推桿(10)的外端并在殼體(11)的外壁環(huán)形槽內(nèi)有鎖緊環(huán)(9)，鎖緊環(huán)(9)的外壁有橫向凸起齒；在殼體(11)的內(nèi)圓筒下端有螺孔，在螺孔內(nèi)固定有防轉(zhuǎn)螺釘(13)，防轉(zhuǎn)螺釘 (13)的內(nèi)端插入傳動(dòng)套筒(12)的豎槽(21)內(nèi)；在殼體(11)的內(nèi)圓筒下端底部與心軸(2) 外壁之間有密封環(huán)(15)；在殼體(11)內(nèi)圓筒的上端通過(guò)螺栓(17)固定有蓋環(huán)(6)，并且蓋環(huán)(6)套在心軸(2)外壁上；在蓋環(huán)(6)上有一個(gè)插裝有指示桿(3)的通孔，通孔與傳動(dòng)套筒(12)上端面的指示桿螺紋孔(18)相對(duì)，在動(dòng)套筒(12)上端指示桿螺紋孔(18)內(nèi)插有指示桿(3)，指示桿(3)穿過(guò)蓋環(huán)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具，其特征是殼體(11) 的內(nèi)圓筒與外圓筒之間平板上有兩個(gè)注水孔(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具，其特征是在殼體 (11)與井口頭⑴之間有密封圈(14)；在蓋環(huán)(6)與心軸⑵之間有內(nèi)密封環(huán)(5)，在蓋環(huán)(6)與殼體(11)之間有外密封環(huán)(7)；在指示桿(3)與蓋環(huán)(6)之間有指示桿密封⑷。
專利摘要海洋深水鉆井用水下井口頭下入工具，用于海洋深水鉆井時(shí)水下井口頭的下放安裝。在心軸下部較大直徑的圓柱外壁上有矩形右旋內(nèi)螺紋；在心軸上通過(guò)右旋螺紋固定有傳動(dòng)套筒；在傳動(dòng)套筒的外壁上套有殼體；在推桿通孔內(nèi)分別有一個(gè)推桿；推桿內(nèi)端部為45°圓錐體；推桿的內(nèi)端部在傳動(dòng)套筒的環(huán)槽內(nèi)；在推桿的外端有鎖緊環(huán)；防轉(zhuǎn)螺釘?shù)膬?nèi)端插入傳動(dòng)套筒的豎槽內(nèi)；在殼體內(nèi)圓筒的上端通過(guò)螺栓固定有蓋環(huán)，在蓋環(huán)上插裝有指示桿。能完成水下井口頭的下入安裝。采用了整體式殼體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。
文檔編號(hào)E21B23/00GK202108443SQ20112019553
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者任榮權(quán), 侯福祥, 王宏偉, 耿莉 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院