[发明专利]旋转控制装置的轴承夹和安全锁的远程操作

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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1是体现本发明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发明的原理，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。

具体实施方式

图1中代表性地示出能够体现本发明的原理的井系统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1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发明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发明的原理。

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。