[发明专利]用于钻井孔中的间隔操作的具有无限狭槽机构的移动接头

说明书

技术领域

本发明总的涉及结合在地下井眼中执行的操作而使用的设备，尤其是，涉及用于钻井孔中的间隔操作的具有无限狭槽（infinite slot）机构的移动接头。

背景技术

无意限制本发明的范围，作为一实例，本发明的技术背景将参照从浮动平台上实施地下井眼操作来进行描述。

由浮动钻探船或浮动平台支承的钻探台架经常被用于离岸井眼的开发。这些台架对台架操作者呈现出的问题是，海洋波浪和潮汐力致使钻探台架相对于海底和地下井眼升起和下落。在操作井眼的同时必须对该垂直运动加以控制或补偿。若不补偿的话，那么，如此的垂直运动会将不希望的轴向载荷传递到从钻探台架向下延伸的刚性管形钻具组。在涉及固定底部孔组件（诸如，闭塞器）的井眼操作中，该问题变得特别严重。

例如，一旦下部完井已经安装在井框组或敞开孔部位内，通常的做法是，在使上部完井的下端下管入井，进入管道钻具组上的井眼中，移入下部完井组件顶部处的闭塞器内。一般地，该连接操作要求管道钻具组对闭塞器施加预定量的轴向力和/或转动力。一旦连接好，来自船舶或平台的垂直运动将在闭塞器上形成不期望的向下和向上力，或可造成部件过早的失效。

一种减小不希望的向下和向上力的方式是在管道钻具组上安装移动接头，其可使管道钻具组伸缩式地延伸和缩回。一般地，移动接头朝着井下方向移动到锁定位置中，然后，一旦管道钻具组连接到闭塞器，就解锁。然而，业已发现，在诸如高度偏离的钻井孔之类的一些钻井孔中，移动接头会过早地开锁。例如，在深水的离岸钻探操作中，常规的做法是从单一平台钻出多个井。每个井在感兴趣的区域中定向地钻入目标部位，该目标部位可以是距离平台一定长度的水平距离。因此，当管道钻具组沿着井框组的内壁滑动时，有时需要很大的力来推压管道钻具组。该力会在移动接头刺入闭塞器内之前使该移动接头开锁。一旦开锁，不再次锁定移动接头的话，实际上就不可能刺入闭塞器内，这可能需要移出井外附加的行程，以矫正移动接头。

此外，业已发现，关于是否已经发生了过早的开锁可能是不确定性的事情。对于某些现有技术类型的移动接头，没有精确的装置可供于量度移动接头是否已开锁。通常地，当管道钻具组不再刺入闭塞器内时，这给出了表明移动接头处于开锁位置中的第一指示。此时，可能需要将整个管道钻具组从钻井孔中移出，进行重新设置或矫正，然后，再次进入，并希望移动接头不会再开锁。

因此，需要有一种移动接头，其能操作而伸缩性地延伸和缩回管道钻具组，以便补偿浮动平台的垂直运动。此外，本发明的移动接头具有可靠的锁定和开锁机构，该机构适用于在高度偏移的井眼或具有限制的井眼中的管道钻具组的安装。此外，需要一种如此的移动接头，即使移动接头已经变得开启锁定无需为了重新设定或矫正而将移动接头移出井外，本发明的移动接头也能将管道钻具组刺入闭塞器内。

发明内容

本文披露的发明涉及一种移动接头，对其进行操作，可伸缩地延伸和收缩管道钻具组，以便补偿浮动平台的垂直运动。此外，本发明的移动接头具有可靠的锁定和开锁机构，该机构适用于高度偏移井或具有限制的井中的管道钻具组装置。此外，即使移动接头已经变得开锁，本发明的移动接头也能将管道钻具组下管入井而进入闭塞器内，而无需为了重新设定或矫正而将移动接头移出井外。

在一个方面，本发明涉及在钻井孔中用于间隔操作的移动接头。该移动接头包括大致管形的心轴组件和大致管形的外壳组件，外壳组件可滑动地设置在心轴组件周围。心轴组件具有无限狭槽和至少一个轴向狭槽。锁定组件定位在心轴组件和外壳组件之间。可操作锁定组件，以有选择地阻止和允许心轴组件和外壳组件之间的相对轴向运动。浮动突耳环定位在心轴组件和外壳组件之间。浮动突耳环包括至少一个突耳，并可操作，以在突耳移入无限狭槽内时，相对于心轴组件和外壳组件转动。

在一个实施例中，无限狭槽包括沿周向按顺序反复出现的如下部分：沿朝着井上方向的斜坡、沿朝着井上方向的支路、沿朝着井下方向的斜坡和沿朝着井下方向的支路。在某些实施例中，围绕心轴组件的周向按顺序沿周向地反复出现四次。在某些实施例中，沿朝着井下方向的支路与轴向狭槽轴向地对齐。在这些的和其它的实施例中，在开锁构造中，响应于外壳组件相对于心轴组件沿第一方向和第二方向的顺序轴向迁移，突耳在无限狭槽内移动。