CN102733770A - 井口搭接件维修工具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及井口搭接件维修工具。具体而言，搭接件维修工具(11)安放在井口(57)内的套管悬挂器(55)上。搭接件维修工具(11)使切割器(39)与井口(57)的内径接合并且旋转以改造井口(57)中的搭接件(58)。搭接件维修工具(11)包括具有联接至管柱的上端(21)的管状部件(13)。管状工具头部(19)形成在管状部件(13)的下端上。至少一个切割器(39)联接至工具头部(19)，并且在径向上能够在接合位置和未接合位置之间移动。切割器(39)适于接合井口(57)的内径表面，使得工具头部(19)相对于井口(57)的旋转将改造搭接件(58)。
Description
技术领域
本发明主要涉及井口维修，并且更具体地涉及用于维修井口处的搭接件(wicker)的设备和方法。
背景技术
井口罩包括在井口罩***井眼之前形成于井口罩的内径表面中的搭接件。搭接件包括构造成用以接合井内的装置和密封件并防止所接合的海底装置和密封件的轴向移动的环形内径轮廓。通常，搭接件是小的平行的周向凹槽。该凹槽可使在径向上与搭接件相接触的接合表面变形，例如，套管悬挂器或金属密封件的表面。搭接件通常形成在井口装置平台附近以便在安放井口中的装置之后，该装置(常常通过井口密封件的使用)可接合搭接件并在轴向上将其位置维持在井口内。海底装置和密封件以若干方式接合搭接件。例如，该装置可径向地扩大到搭接件中，导致搭接件使装置的外表面变形。作为备选，该装置可在另一被安放的装置和搭接件之间压挤成干涉配合。关于搭接件的附加细节可在美国专利4,960,172、4,714,111、4,561,499以及5,255,746中找到。
在钻探操作期间，工具和装置可拖曳越过搭接件。当这些工具和装置被拖曳越过搭接件时它们对搭接件的影响导致搭接件变形。因此，当装置压挤成与搭接件相接触时，在变形的位置处搭接件不再能够接合装置表面。这导致密封件的失效，因为流体可在搭接件的变形位置处流过密封件。例如，当设置套管悬挂器时，该悬挂器安放在井口罩内紧接搭接件的肩部上。然后，将金属密封件压挤到悬挂器和井口之间的间隙中以通过接合搭接件而密封并设置悬挂器。该密封防止流体流动穿过悬挂器和井口罩之间的环形空间，并且作为金属搭接件与密封件金属表面相接合的结果而形成。对搭接件的损坏防止了密封接合。因为用于设置套管悬挂器的密封件在受损的搭接件位置处未能与搭接件接合，故不能在套管悬挂器的外径和井口的内径之间形成为设置套管悬挂器所需的密封。流体将能够在搭接件损坏的位置经过密封件而流经环形空间。通常，这可通过使用代替金属密封件或除金属密封件之外的弹性体环而克服。弹性体环在安放之后将突出至搭接件的受损区域中。这“修理”了搭接件的受损区域。然后，密封件或海底装置能够变形成与搭接件接合，以利用在装置和井口之间实施密封的弹性体元件而建立经由环形空间的流体密封。
弹性体密封元件不能在高压、高温或低温状况下“修理”受损搭接件。在此类状况下，弹性体将显著地偏离所需的弹性，变得过于弹性或过于非弹性。结果，弹性体密封元件将不能变形至受损的搭接件区域中或者反之以过大的速率流动进入受损的搭接件区域中。因此，弹性体密封件将不能向受损的搭接件区域提供有效的解决方案，潜在地导致井口的废弃。另外，弹性体密封元件的使用显著减小了密封件的寿命。甚至当不在高压、高温、低温环境的应变下时，弹性体密封元件也将比金属密封件更快地磨损。因此，需要一种设备和方法以在不依赖弹性体元件的情况下，一旦井口定位并固定在井眼内便维修井口上的受损搭接件。
发明内容
通过本发明的提供用于维修井口中的受损搭接件的设备及其使用方法的优选实施例，大体上解决或规避了这些和其它的问题，并且大体上实现了技术优点。
根据本发明的实施例，公开了一种用于在井眼的上端处现场维修井口部件内孔(bore)中的搭接件的设备。该设备包括具有适于联接至管柱(string)的上端的管状部件。该设备还包括与管状部件的轴线共轴的管状工具头部。该管状工具头部形成于管状部件的下端上以便安放在井口部件的内孔中。该设备还包括联接至工具头部的至少一个切割器。所述至少一个切割器在径向上能够相对于工具头部而在接合位置和未接合位置之间移动。当处于接合位置时，所述至少一个切割器适于接合井口部件中的搭接件，使得工具头部相对于井口部件的旋转将重切和维修搭接件。
根据本发明的另一实施例，公开了一种海底井口。该海底井口包括具有包含一组搭接件的内孔的海底井口。套管悬挂器安放在海底井口的内孔中邻近搭接件的肩部上。海底井口包括具有上端的搭接件维修工具，该上端带有螺纹以便联接至管柱。搭接件维修工具安放在套管悬挂器的上部上，使得搭接件维修工具的裙缘(skirt)部分在套管悬挂器和海底井口之间延伸。搭接件维修工具包括联接至该工具并在径向上能够相对于该工具在未接合位置向外至接合位置之间移动的至少`一个切割器。该切割器具有当处于接合位置时接合搭接件的多个齿，使得工具相对于井口的旋转将重切搭接件。
根据本发明的又一实施例，公开了一种用于维修海底井口的内孔中的搭接件的方法。该方法开始于在管柱上伸展搭接件维修工具并使工具安放在海底井口的内孔内的套管悬挂器上。接着，该方法促动搭接件维修工具的切割器以接合海底井口的搭接件。然后，该方法使搭接件维修工具旋转以重切海底井口中的搭接件。
优选实施例的优点在于，所公开的实施例提供了一种设备和方法以在将井口安置在井眼内之后维修井口中的搭接件。所公开的实施例允许在不添加弹性体元件的情况下使用金属密封件来实施在金属密封件和受损搭接件之间的密封。另外，通过利用本文中公开的设备来维修井口，防止了井口的废弃。
附图说明
通过参照显示在形成本说明书的一部分的附图中的本发明的实施例，可具有以下方式使得在上文简要概述的本发明的更加详细、更加具体的描述中获得并能够理解本发明的特征、优点和目标以及将变得显而易见的其它特征、优点和目标。然而，将注意到，附图仅显示本发明的优选实施例，且因而不应认为是对其范围的限制，因为本发明可允许其它同等有效的实施例。
图1A是搭接件维修工具的局部剖面示意图。
图1B和图1C是图1A的搭接件维修工具的一部分的局部剖面示意图。
图2是在海底井口中就位的图1A的搭接件维修工具的剖面示意图。
图3是处于未接合位置的图1A的搭接件维修工具的局部剖面示意图。
图4是井口中的受损搭接件的局部剖面图。
图5是与图4的受损搭接件接合的图1A的搭接件维修工具的局部剖面图。
图6是井口中的已维修搭接件的局部剖面图。
具体实施方式
现在，将在下文中参照显示本发明的实施例的附图而更加完整地描述本发明。然而，本发明可以很多不同的方式实施并且不应解释为限于文中阐述的所示实施例。而是，这些实施例提供为使得该公开内容将是彻底和完整的，并且将把本发明的范围完全传达给本领域技术人员。相似的标号始终是指相似的元件，并且基本符号(如果使用的话)表示备选实施例中的类似元件。
在下述讨论中，阐述了大量的具体细节以提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员而言显然的是，本发明在没有这种具体细节的情况下也可予以实施。另外，对于大部分而言，关于井口组件、实施、操作、使用等的细节已经省略，因为此类细节不认为是获得对本发明的完整理解所必需，并且认为是在相关领域的技术人员的技能范围内。
参照图1A，显示了搭接件维修工具11。搭接件维修工具11具有接合位置(图1A中所示)和未接合位置(图3中所示)。如图1A所示，搭接件维修工具11包括管状部件13，其限定了用于流体通路的中心内孔15。内孔15具有轴线17。工具头部19形成在与联接器21相对的管状部件13的一端上。联接器21构造成用以将搭接件维修工具11联接至管柱(未显示)。在所示的实施例中，工具头部19具有比管状部件13的外径更大的外径23。工具头部19从管状部件13的外径23向工具头部19的外径23成渐缩形。外径23可以是比海底井口(图1A中未显示)的内径稍小的直径，使得工具头部19可***海底井口的内径腔室中，如下文关于图2显示和描述。
仍参照图1A，搭接件维修工具11包括形成在工具头部19和管状部件13中的切割器促动组件。作为切割器促动组件的一部分，工具头部19可限定活塞腔室25。在示例性实施例中，活塞腔室25包括具有直径与内孔15的直径大致相等的腔室。活塞27可***活塞腔室25中，基本上填满活塞腔室25的宽度。如图所示，活塞27可密封在活塞腔室25内，使得内孔15中的流体可不传送至活塞腔室25的在轴向上低于活塞27的区域。本领域技术人员将会懂得，任何合适的密封机构都可使用。工具头部19包括在活塞腔室25内沿轴向位于活塞27下方的弹簧29。在所示的实施例中，弹簧29的下端位于紧接活塞腔室25底部的基座(未显示)上，并且活塞27的下端位于弹簧29的上端上，使得如果活塞27沿轴向向下移动，则弹簧29将响应而施加沿轴向向上的反作用力。如图1A所示，弹簧29由活塞27压缩。
工具头部19包括多个液压端口31。在示例性实施例中，液压端口31在工具头部19的渐缩表面上从工具头部19的外部延伸至形成在工具头部19中的上液压通路33中。外部液压管线32(图2)可联接至液压端口31以在搭接件维修工具11的操作期间，将液压压力供应至上液压通路33中。当搭接件维修工具11仍在表面上时，液压管线32也可用于测试搭接件维修工具11的操作。作为备选，液压流体可在搭接件维修工具11的***之前穿过液压端口31而供应至上液压通路33和活塞腔室25、下液压通路43(在下文更加详细地描述)。在填满下液压通路43、活塞腔室25以及上液压通路33之后，液压端口31可被堵塞而密封上液压通路33和下液压通路43以及活塞腔室25。在没有液压管线32的情况下，搭接件维修工具11然后可伸展至井口。上液压通路33在液压端口31和活塞腔室25之间延伸，当活塞27处于其上部位置时而终止于活塞27下方以将流体压力从外部源供应至活塞腔室25。液压流体可穿过弹簧29的中心，如下文更加详细地描述。
工具头部19包括从工具头部19的下部突出的圆筒形切割器延伸部或裙缘35。切割器延伸部35包括环形突起，该环形突起具有与工具头部19的外径23相等的外径并限定海底部件腔室37的内径。海底部件腔室37具有一定的尺寸和形状以容纳设置在海底井口中的诸如管式悬挂器的海底管状部件，如下文关于图2更加详细描述。
继续参照图1A，多个切割器39固定至切割器延伸部35。各个切割器39均具有带有多个齿的径向外表面。各个切割器39的齿适于匹配将要维修的搭接件的形状和节距(pitch)。各个切割器39的齿均具有足够的硬度、强度等，以接合并切割形成搭接件的材料或者使其变形。切割器39联接至切割器延伸部35，使得它们可在图1A所示的接合位置和图3所示的未接合位置之间移动。如图1A所示，切割器39可通过多个切割促动器4而沿径向向外促动，单独的切割促动器41紧接各个相应的切割器39。在所示的实施例中，使用了四个切割器39和四个切割促动器41。本领域技术人员将会懂得，可使用更多或更少的切割器39和切割促动器41。切割促动器41位于形成在工具头部19的下部中的下液压通路43内。下液压通路43在轴向地位于弹簧29下方的活塞腔室25下端至紧接切割器39的各个切割促动器41之间延伸。切割促动器41基本上填满紧接的下液压通路43的直径，并且通过诸如所示O形环的任何合适器件而密封至下液压通路43。液压通路43内的液压压力的累积将在切割促动器41的上端上施加力，导致切割促动器41向下移动至图1A所示的接合位置。下液压通路43与活塞空腔25成流体连通，使得从上液压通路33传入活塞腔室25中的流体然后可流入下液压通路43中。
切割促动器41具有适于与切割器39的渐缩内表面相干涉的渐缩下端。当流体压力在液压通路43内增大时，流体压力将导致切割促动器41响应而沿轴向向下移动，使得各个切割促动器41的下端将滑动越过相应的切割器39的内表面，作为响应而将相邻的切割器39沿径向向外移动。在所示的实施例中，切割促动器41和切割器39之间的界面包括一对相向的倾斜表面。
切割器39偏移至未接合位置，如关于图1B和图1C所述。如图1B所示，各个切割器39均包括保持突耳(lug)63。保持突耳63从各个切割器39的下部延伸至在轴向上形成于各个切割器39下方的凹部65中。凹部65从切割器延伸部35的外径表面沿径向向内延伸至径向向外面对的肩部67。凹部65具有与各个切割器39的深度基本上相等的径向深度，使得当保持突耳的径向向内表面邻接肩部67时，齿62不会突出超过切割器延伸部35的径向向外表面。凹部65在凹部65的轴向向下部分上包括保持凹部68。保持凹部68从切割器延伸部35的径向向外表面向径向向外面对的肩部67延伸。保持板71在保持凹部68内位于肩部69处固定至切割器延伸部35。保持板71的外表面与切割器延伸部35的外表面大致齐平并且邻接肩部69和切割器39的下端，使得切割器39可滑动越过保持板71的上端边沿。诸如波形弹簧73的弹簧部件置于保持突耳63和保持板71之间。在所示的实施例中，波形弹簧73的径向移位将在保持突耳63上施加径向向内的力。
如图1C所示，当切割促动器41沿径向向下移动而使切割器39与井口57的搭接件58相接合时，波形弹簧73将在保持突耳63和保持板71之间经受压缩。当活塞27在搭接件58的维修之后沿轴向向上移动时，受压缩的波形弹簧73将在保持突耳63上施加径向向内的力。作为响应，切割器39将沿径向向内移动，导致切割器39的内表面滑动经过切割促动器41的下端，将切割促动器41沿轴向向上移动至下液压通路43中。
定中板45通过轴承49而在海底部件腔室37的终点(terminus)处联接至工具头部19的下端。定中板45具有外径，使得当定中板45如下文更加详细描述的那样安放在海底部件上时，定中板45的外径将与海底部件的外径大体一致。定中板45可摩擦地接合海底部件的边沿，如下文关于图2更加详细地描述。如图1A所示，板突起47从定中板45的下部延伸并具有基底外径，在此板突起47连结定中板45。板突起47的基底外径与海底部件的内径大致相等，使得当工具头部19安放在海底部件上时，板突起47将基本上填满海底部件的内径，如下文更加详细地描述。板突起47从定中板45处的基底外径渐缩至其外部终点处的更窄的直径。定中板45的一部分以水平的方式从板突起47的基底延伸至定中板45的外径。
轴承49可置于工具头部19和定中板45之间。轴承49位于轴承凹部51内，使得定中板45可联接至轴承49。轴承49继而联接至工具头部19。轴承49支承定中板45的轴向负荷，并且允许定中板45在腔室内相对于工具头部19旋转以及允许工具头部19相对于定中板45旋转。轴承49可以是任何合适的轴承类型，例如密封滚子轴承。
在钻探操作期间，套管悬挂件55将沿钻探立管向下伸展并且安放在井口57内的图2所示的位置中。井口57被示意性地示出并且可以是多种类型，包括多种表面和海底井口两者。操作人员然后将试图以与美国专利No.4,960,172中描述的方式类似的常规方式利用井口密封件来设置套管悬挂器55。在井口密封件的设置之后，将试图测试该密封件以确保套管悬挂器55的设置正确。如果在套管悬挂器55处对井口密封件的测试失败，则将拉动密封件，并且搭接件维修工具11将如下文描述那样用于在套管悬挂器55处维修搭接件，使得套管悬挂器55可设置到井口57。
参照图6，搭接件58是小的平行的周向凹槽。各个搭接件58在截面上呈三角形，具有相对于井口57的纵向轴线倾斜相同量的上侧面(flank)和下侧面。搭接件58具有恒定的深度。优选的是，该深度为大约1/8英寸。参照图4，在其它钻探操作后，搭接件58可在多个位置具有受损的轮廓60。将金属密封件设置到如上所述的搭接件58受损轮廓60的尝试将导致密封失效。
在操作中，搭接件维修工具11联接至管柱53并且伸展至图2所示的位置。如图2所示，搭接件维修工具11安放在套管悬挂器55上。切割器延伸部35将安放在套管悬挂器55的外径和海底井口57的内径之间。板突起47将安放在套管悬挂器55的内径腔室59内。板突起47的渐缩表面将把板突起47的外端引导成与定中板45接合并使定中板45与套管悬挂器55共轴对齐。结果，搭接件维修工具11将与套管悬挂器55对齐且共轴。在示例性实施例中，在定中板45的外径和板突起47的外基底直径之间延伸的定中板45的下表面将邻接套管悬挂器55的边沿61，摩擦地接合套管悬挂器55。
当安放在套管悬挂器55上时，工具头部19的构件将处于图3所示的位置中。切割器39将处于缩回的未接合位置中，并且切割促动器41将位于下液压通路43内的上部位置中。活塞27将处于活塞腔室25内的抬升位置，并且弹簧29将如图3所示处于静态。在安放在套管悬挂器55上之后，如图2所示，流体压力将通过外部液压管线32和液压端口31而供应以基本上填满上液压通路33和下液压通路43以及活塞腔室25。作为备选，在搭接件维修工具11的***之前，流体压力可供应至上液压通路33和下液压通路43以及活塞腔室25，并且液压端口31被堵塞。在备选情况下，液压管线32将不在操作期间沿井身向下延伸至搭接件维修工具11。
在两个实施例中，流体随后将沿中心内孔15向下流通，直至从活塞27沿井身向上的流体压力在活塞27上施加轴向向下的力。作为响应，活塞27沿轴向向下移动，压缩弹簧29并且迫使在轴向上位于活塞27下方的活塞腔室25中的流体进入下液压通路43中。作为响应，切割促动器41从其在图3中的位置沿轴向向下移动。各个切割促动器41的下端将与相应的切割器39的内表面接触并且滑动经过该内表面，将对应的切割器39从图3所示的未接合位置移动至图1A所示的接合位置。如图5所示，切割器39将接合井口57的内径表面。本领域技术人员将会懂得，切割器39和切割促动器41可相适应，使得切割器39将接合套管悬挂器55的外径以改造(或改良)套管悬挂器55的搭接件。
如图5所示，切割器39从未接合位置到接合位置的移动将使各个切割器39的外表面与井口57的搭接件58的受损轮廓60相接触。各个切割器39的外表面包括具有足够硬度、强度等的多个齿或切割元件62，以接合搭接件58处的井口57的材料并使受损轮廓60变形成如图6所示的搭接件58。该组齿62优选地具有与搭接件58的轴向长度相同的轴向长度，使得所有搭接件58同时被接合。
一旦切割器39接合井口57的内径表面，如图5所示，则搭接件维修工具11将通过管柱53而旋转。如上所述，搭接件维修工具11将在定中板45和轴承49上相对于套管悬挂器55和井口57而旋转。搭接件维修工具11的旋转导致切割器39将搭接件切入井口57的内径表面中。在示例性实施例中，当安放在套管悬挂器55上时，切割器39将与井口57中的此前形成的搭接件对齐。因此，当切割器39接合井口57并旋转以切割搭接件时，切割器39将改造井口57中的现有的搭接件，如图6所示，从而维修在此前的运行操作期间造成的损坏。在搭接件维修工具11的旋转期间，流体压力将维持在活塞27上并通过液压端口31以维持切割器39与井口57内径的接合。
如图2所示，在切割器39的安放和接合之后，搭接件维修工具11旋转经过足够数量的转数以确保搭接件已在井口57中被改造/重切而将图4的受损轮廓60维修成图6中的搭接件58的轮廓。搭接件维修工具11的旋转然后停止，并且从活塞27的上表面移除流体压力，作为响应，弹簧29在活塞27的下表面上施加轴向的弹簧力。这导致活塞27沿轴向向上移动并从活塞腔室25和下液压通路43释放流体压力。作为响应，偏移至未接合位置的切割器39将从图1A的接合位置移动至图3的未接合位置，将切割促动器41移动至其如在图3所示的下液压通路43内的位置。然后，可从井眼拉动搭接件维修工具11，并且可在正常操作中设置套管悬挂器55。
因此，所公开的实施例提供了众多优点。例如，所公开的实施例提供了一种手段以维修受损井口中的搭接件。通过重切内径表面上的搭接件，装置再次能够密封并设置在井口内。这防止了井口的废弃。另外，所公开的实施例的使用允许密封和设置井口内的装置而无需另外的弹性体密封件；这能减少安放、设置以及伸展装置所需的脱扣数量。消除对弹性体密封件的需要在弹性体密封件由于因环境造成的密封件的弹性性质的改变而不能维修受损的搭接件区域的高压和高温情形下尤其有用。因此，所公开的实施例提供了一种手段以维修受损的搭接件并继续金属井口密封件的使用。用于管式悬挂器密封件的管头中的搭接件可以类似的方式维修。套管外部和管式悬挂器上的搭接件也可类似地维修。
理解的是，本发明可采取很多形式和实施例。因此，在不脱离本发明的要旨或范围的情况下，在前文中可做出若干变化。因此已通过参照本发明的某些优选实施例而描述了本发明，但注意的是，所公开的实施例在性质上是说明性的而非限制性的，并且在前述公开内容中构思出宽泛范围的变化、修改、改变以及替换，并且在一些情况下，本发明的一些特征可以采用而无需对应地使用其它特征。基于对前述优选实施例的描述的研读，本领域技术人员可认为很多此类变化和修改是显然的和所期望的。因此正确的是，应宽泛地并以与本发明的范围相一致的方式解释所附权利要求。
Claims (20)
1.一种设备(11)，用于在井眼的上端处现场维修井口部件(57)的内孔中的搭接件(58)，所述设备(11)包括：
管状部件(13)，其具有适于联接至管柱的上端，所述管状部件(13)具有轴线；
管状工具头部(19)，其与所述管状部件(13)共轴并形成在所述管状部件(13)的下端上以便安放在所述井口部件(57)的内孔中；以及
联接至所述工具头部(19)的至少一个切割器(39)，所述至少一个切割器(39)在径向上能够相对于所述工具头部(19)在接合位置和未接合位置之间移动；以及
当处于所述接合位置时，所述至少一个切割器(39)适于接合所述井口部件(57)中的搭接件(58)，使得所述工具头部(19)相对于所述井口部件(57)的旋转将重切和维修所述搭接件(58)。
2.根据权利要求1所述的设备(11)，其特征在于，所述工具头部(19)包括：
从所述工具头部(19)的下部延伸的圆柱形延伸部(35)，所述圆柱形延伸部(35)限定了内部腔室(37)用于接收位于所述井口部件(57)中的悬挂器(55)；
所述至少一个切割器(39)，其承载在所述圆柱形延伸部(35)的外径部分上；以及
切割器促动组件，其固定至所述工具头部(19)以使所述切割器(39)在所述接合位置和所述未接合位置之间选择性地移动。
3.根据权利要求2所述的设备(11)，其特征在于，所述工具头部(19)还包括：
定中板(45)，其具有比所述腔室(37)的内径更小的外径；并且
所述定中板(45)在所述腔室(37)内可旋转地联接至所述工具头部(19)的下部，使得所述工具头部(19)的定中板(45)安放在所述井口(57)内的悬挂器(55)上并且将所述工具头部(19)定位成与所述悬挂器(55)共轴。
4.根据权利要求3所述的设备(11)，其特征在于，轴承(49)置于所述定中板(45)和所述工具头部(19)之间，使得所述工具头部(19)可相对于所述定中板(45)旋转。
5.根据权利要求1所述的设备(11)，其特征在于，所述切割器促动组件包括：
活塞腔室(25)，其由所述工具头部(19)限定在沿轴向位于所述管状部件(13)下方的所述工具头部(19)的内部中；
活塞(27)，其定位成在所述活塞腔室(25)内与所述管状部件(13)共轴，使得所述活塞(27)响应于施加至所述管柱的流体压力而移动以将所述切割器(39)移动至所述接合位置；以及
至少一个切割促动器(41)，其由所述工具头部(19)保持而紧接所述至少一个切割器(39)，所述至少一个切割促动器(41)响应于由所述活塞(27)的移动所施加的流体压力而接合所述至少一个切割器(39)并移动所述切割器(39)。
6.根据权利要求5所述的设备(11)，其特征在于，
所述至少一个切割促动器(41)具有面对所述至少一个切割器(39)的倾斜表面；并且
所述至少一个切割器(39)具有面对所述至少一个切割促动器(41)的倾斜表面，使得当所述至少一个切割促动器(41)在轴向上相对于所述至少一个切割器(39)移动时，所述至少一个切割促动器(41)的倾斜表面将滑动地邻接所述至少一个切割器(39)的倾斜表面，作为响应而在径向上移动所述至少一个切割器(39)。
7.根据权利要求6所述的设备(11)，其特征在于，所述切割器(39)偏移至所述未接合位置。
8.根据权利要求5所述的设备(11)，其特征在于，所述设备还包括：
弹簧(29)，其与所述活塞(27)共轴并且定位成使所述活塞(27)沿轴向向上偏移；以及
液压管线(32)，其在所述工具头部(19)的上部上的液压端口(31)和所述活塞(27)之间延伸并且进一步地在所述活塞(27)和所述切割器(39)之间延伸，所述至少一个切割促动器(41)的一端位于所述液压管线(32)内。
9.根据权利要求1所述的设备(11)，其特征在于，所述设备还包括：
液压驱动的促动器(41)，其承载在所述工具头部(19)中而与所述切割器(39)接合以便将所述切割器(39)从所述未接合位置移动至所述接合位置；以及
偏移弹簧(73)，其承载在所述工具头部(19)中而与所述切割器(39)接合以便将所述切割器(39)从所述接合位置移动至所述未接合位置。
10.一种海底井口(57)，包括：
具有包含一组搭接件(58)的内孔的海底井口(57)；
套管悬挂器(55)，其安放在所述海底井口(57)的内孔中邻近所述搭接件(58)的肩部上；以及
具有上端(21)的搭接件维修工具(11)，所述上端(21)带有螺纹以便联接至管柱；
所述搭接件维修工具(11)安放在所述套管悬挂器(55)的上部上，使得所述搭接件维修工具(11)的裙缘部分(35)在所述套管悬挂器(55)和所述海底井口(57)之间延伸；
所述搭接件维修工具(11)包括：
至少一个切割器(39)，其联接至所述搭接件维修工具(11)并且在径向上能够相对于所述搭接件维修工具(11)而在未接合位置向外至接合位置之间移动；并且
所述切割器(39)具有当处于所述接合位置时接合所述搭接件(58)的多个齿，使得所述搭接件维修工具(11)相对于所述井口部件(57)的旋转将重切所述搭接件(58)。
11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述搭接件维修工具(11)还包括：
定中板(45)，其位于所述裙缘部分(35)内并安放在所述悬挂器(55)上；并且
所述搭接件维修工具(11)的定中板(45)能够相对于所述搭接件维修工具(11)的工具头部(19)旋转。
12.根据权利要求11所述的***，其特征在于，所述轴承(49)置于所述定中板(45)和所述工具头部(19)之间。
13.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述搭接件维修工具(11)还包括切割器促动组件以响应于沿所述管柱向下施加的流体压力而使所述切割器(39)在所述接合位置和所述未接合位置之间促动。
14.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述切割器促动组件包括：
活塞腔室(25)，其适于与所述管柱成流体连通；
至少一个切割促动器(41)，其由所述工具头部(19)保持而紧接所述至少一个切割器(39)，所述至少一个切割促动器(41)能够响应于所述活塞(27)的移动而在轴向上移动并且接合所述至少一个切割器(39)；以及
活塞(27)，其位于所述活塞腔室(25)内，使得所述活塞(27)响应于从所述管柱供应的流体压力而向下移动。
15.根据权利要求14所述的***，其特征在于，所述切割器促动组件还包括：
所述至少一个切割促动器(41)具有面对所述至少一个切割器(39)的倾斜表面；并且
所述至少一个切割器(39)具有面对所述至少一个切割促动器(41)的倾斜表面，使得当所述至少一个切割促动器(41)在轴向上相对于所述至少一个切割器(39)移动时，所述至少一个切割促动器(41)的倾斜表面将滑动地邻接所述至少一个切割器(39)的倾斜表面，作为响应而在径向上移动所述至少一个切割器(39)。
16.根据权利要求15所述的***，其特征在于，所述切割器促动组件还包括：
弹簧(29)，其与所述活塞(27)共轴并且定位成使得所述弹簧(29)可阻挡所述活塞(27)的轴向运动；以及
液压管线(32)，其在所述工具头部(19)的上部上的液压端口(31)和所述活塞(27)之间延伸并且进一步地在所述活塞(27)和所述切割器(39)之间延伸，所述至少一个切割促动器(41)的一端位于所述液压管线(32)内。
17.一种用于维修海底井口(57)的内孔中的搭接件(58)的方法，所述方法包括：
(a)在管柱上伸展搭接件维修工具(11)并使所述搭接件维修工具(11)安放在所述海底井口(57)的内孔内的套管悬挂器(55)上；
(b)使所述搭接件维修工具(11)的切割器(39)促动而接合所述海底井口(57)的搭接件(58)；然后
(c)使所述搭接件维修工具(11)旋转以重切所述海底井口(57)中的搭接件(58)。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括沿所述管柱向下施加流体压力。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括沿从钻机延伸至所述搭接件维修工具(11)的液压管线向下分配液压流体。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤(c)包括使所述管柱旋转。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109611050A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-04-12 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种深水气田专用水下井口装置 |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8978772B2 (en) * | 2011-12-07 | 2015-03-17 | Vetco Gray Inc. | Casing hanger lockdown with conical lockdown ring |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3126065A (en) * | 1964-03-24 | Chadderdon | ||
| US1789995A (en) * | 1926-11-03 | 1931-01-27 | Barkis Bruce | Casing cutting and pulling tool |
| US3074482A (en) * | 1960-02-10 | 1963-01-22 | Texaco Inc | Down hole pipe plugging tool |
| US3376927A (en) * | 1965-11-29 | 1968-04-09 | Joe R. Brown | Pipe cutting apparatus and methods |
| US3800888A (en) * | 1972-01-19 | 1974-04-02 | Vulcan Iron Works | Cushion pot anvil with mechanical and molded joint |
| US4191255A (en) * | 1978-04-13 | 1980-03-04 | Lor, Inc. | Method and apparatus for cutting and pulling tubular and associated well equipment submerged in a water covered area |
| US4339008A (en) * | 1980-06-09 | 1982-07-13 | D. B. D. Drilling, Inc. | Well notching tool |
| US4415184A (en) * | 1981-04-27 | 1983-11-15 | General Electric Company | High temperature insulated casing |
| US4470458A (en) * | 1982-06-21 | 1984-09-11 | Cameron Iron Works, Inc. | Well tool |
| NO174242C (no) * | 1987-01-29 | 1994-04-06 | Norsk Hydro As | Anordning og fremgangsmåte for preparering av rörender og sammensveising av rör |
| DE3874695T2 (de) * | 1987-12-01 | 1993-04-29 | Nippon Kagaku Sangyo Kk | Verfahren und vorrichtung zum entfernen von alten pfaehlen. |
| NO169399C (no) * | 1988-06-27 | 1992-06-17 | Noco As | Anordning for boring av hull i jordmasser |
| US5018580A (en) * | 1988-11-21 | 1991-05-28 | Uvon Skipper | Section milling tool |
| US4919459A (en) * | 1989-08-03 | 1990-04-24 | Cooper Industries, Inc. | Metal-to-metal backseat lockdown screw |
| US5201817A (en) * | 1991-12-27 | 1993-04-13 | Hailey Charles D | Downhole cutting tool |
| US5273117A (en) * | 1992-06-22 | 1993-12-28 | Dril-Quip, Inc. | Subsea wellhead equipment |
| US6056049A (en) * | 1998-04-01 | 2000-05-02 | Baker Hughes Incorporated | Wellhead retrieving tool |
| US6524368B2 (en) * | 1998-12-31 | 2003-02-25 | Shell Oil Company | Supersonic separator apparatus and method |
| US6598678B1 (en) * | 1999-12-22 | 2003-07-29 | Weatherford/Lamb, Inc. | Apparatus and methods for separating and joining tubulars in a wellbore |
| GB2390106B (en) * | 2002-06-24 | 2005-11-30 | Schlumberger Holdings | Apparatus and methods for establishing secondary hydraulics in a downhole tool |
| US8020619B1 (en) * | 2008-03-26 | 2011-09-20 | Robertson Intellectual Properties, LLC | Severing of downhole tubing with associated cable |
| US7878242B2 (en) * | 2008-06-04 | 2011-02-01 | Weatherford/Lamb, Inc. | Interface for deploying wireline tools with non-electric string |
| US7823632B2 (en) * | 2008-06-14 | 2010-11-02 | Completion Technologies, Inc. | Method and apparatus for programmable robotic rotary mill cutting of multiple nested tubulars |
| US8967270B2 (en) * | 2008-12-31 | 2015-03-03 | Smith International, Inc. | Rigless abandonment system |
| US8245776B2 (en) * | 2009-10-20 | 2012-08-21 | Vetco Gray Inc. | Wellhead system having wicker sealing surface |
-
2011
- 2011-04-15 US US13/087,477 patent/US20120261134A1/en not_active Abandoned
-
2012
- 2012-04-12 SG SG2012026688A patent/SG185215A1/en unknown
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- 2012-04-16 AU AU2012202247A patent/AU2012202247A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109611050A (zh) * | 2018-11-08 | 2019-04-12 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种深水气田专用水下井口装置 |
| CN110644940A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-03 | 中国石油大学(北京) | 一种油井单筒双井套管机械电切割装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB201206510D0 (en) | 2012-05-30 |
| NO20120435A1 (no) | 2012-10-16 |
| US20120261134A1 (en) | 2012-10-18 |
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| AU2012202247A1 (en) | 2012-11-01 |
| GB2490034A (en) | 2012-10-17 |
| SG185215A1 (en) | 2012-11-29 |
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