[发明专利]立管反冲阻尼

说明书

技术领域

本公开总得涉及立管反冲阻尼，并且更具体地涉及跟着立管弱联接部的断开的立管反冲的阻尼，该立管弱联接部设计成提供故障保护机构。

背景技术

立管是从海表面上的钻探平台延伸到海床的管并且用于有效地将海底井延伸到表面钻井设施。立管可以在海床处被连接至防喷器和井口。在海表面处，立管可以被连接至钻探船(或平台)。该立管可以被用于将钻探泥浆从钻孔输送到钻探船，并且还提供了用于钻探管和其它从该船延伸至井口的工具的通道。当该船位于海表面上时，该船将随着海表面上的浪上下移动。提供装置来允许该船在一范围值内的竖直移动，同时保持立管上的张紧。然而，这些装置不足以补偿该船的极端运动，例如在非常恶劣的天气条件期间。这些装置可以不注意地停止工作，结果是没有补偿的船或漂浮平台。因此，弱联接部可以在预定位置或高度处被设置在立管或立管联接部中，其在立管上在预定量的张力、弯曲力矩或其组合下失效或释放。如果弱联接部失效或释放，该弱联接部下方的立管部分可仍连接到防喷器，而弱联接部上方的立管部分可仍连接到该船。该上立管部分的突然释放和其向上的动能可对该钻探船造成严重危险。该向上移动可被立管内的气体或流体的正压力进一步驱动。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了与海底井一起使用的器具，其包括：上立管部分，下立管部分，和将该上和下立管部分联接在一起的弱联接部；和联接在该上和下立管部分之间的机构，其用于阻抑跟着该弱联接部的断裂的该上立管部分的反冲，该阻抑是由于当该上和下立管部分分开时发生该机构的部件或多个部件的塑性变形产生的。

该机构可以包括联接至所述下立管部分或者与所述下立管部分形成整体的第一部分，和联接至所述上立管部分或者与所述上立管部分形成整体的第二部分，跟着该弱联接部的断裂该第一和第二部分配合以使该部分中的一个或两者塑性变形。

该塑性变形可以是由该第一部分切削过该第二部分。

该第一部分可以包括一个或多个剪切刀，和所述第二部分包括剪切板或多个剪切板，其中所述塑性变形通过剪切刀或多个剪切刀切削过该(多个)剪切板来实现。

第二部分可以包括圆筒形剪切板，该圆筒形剪切板关于立管部分的一个或两者同轴地设置，并且所述剪切刀或多个剪切刀从上或下立管部分径向向外延伸。

该或每个剪切板可以形成有沿着该板轴向延伸的弱化区域或多个弱化区域，从而跟着该弱联接部的断裂，每个弱化区域被剪切刀接合。

该或每个弱化区域可以具有沿其轴向范围的恒定径向厚度；或者沿其轴向范围的变化的径向厚度，从而当该上和下立管部分分开时由该机构施加的阻尼力被控制。

所述塑性变形可以是由所述第一部分的所述第二部分内或的弯曲。

所述第一和第二部分可以包括各自的圆筒，该各自的圆筒可伸缩地彼此接合。

流体紧封件可以被形成在所述第一和第二部分之间，以便在该立管内容纳流体。

圆筒中的一个可以具有形成在其上的限制部，在立管反冲以造成所述塑性变形期间该限制部由该圆筒中的另一个接合，或者由该圆筒中的另一个支撑的部件接合。所述部件可以是支撑在形成在支撑圆筒中的肩部上的环形套筒。

根据本发明的第二方面，提供了与海底井一起使用的立管或立管区段，其包括：定位在该立管或立管区段内、弱联接部上方的阀，该阀被配置成在正常使用中打开并且紧跟着该弱联接部的断裂关闭，以便实质上容纳在该立管内、该阀上方的流体。所述阀是挡板阀。

该立管或立管区段可以还包括保持打开的部件，该保持打开的部件被联接至所述弱联接部下面的下立管部分或者与下立管部分形成整体，当该弱联接部完整无损时该保持打开的部件保持所述阀打开，并且跟着该弱联接部的断裂，该保持打开的部件被从所述阀移位，以允许该阀关闭。

附图说明

图1示出了通过在第一、正常操作配置中的立管弱联接部区段的左手侧的竖直横截面；

图2示出了通过跟着举起的在第二、启动配置中的立管弱联接部区段的右手侧的竖直横截面；

图3示出了通过跟着落下的在第二、启动配置中的立管弱联接部区段的右手侧的竖直横截面；

图4示出了通过结合了替换反冲阻尼机构的立管弱联接部的局部竖直横截面；

图5示出了通过剪切管或板的水平横截面；

图6示出了通过阻尼设备的竖直横截面；

图7示出了通过具有压力端负载抑制阻尼设备的弱联接设备的竖直横截面；