[发明专利]高性能单次起下作业锁定衬套和用于操作其的方法

说明书

技术领域

本发明一般而言涉及井管件和悬挂器，且具体而言涉及用于提高管件锁定性能的锁定衬套和用于操作其的方法。

背景技术

典型地，锁定衬套可被下送至井下以坐放(land)并坐封(set)在套管悬挂器上方，从而提供另外的套管锁定性能。由于套管柱的热膨胀，可需要锁定衬套。锁定衬套通过共享施加至套管悬挂器的循环轴向负载而提高锁定衬套下方的长期坐置(seat)可靠性。为了适当地坐放和坐封锁定衬套，锁定衬套典型地紧邻锁环凹槽下送，锁环凹槽在套管悬挂器轴向上方形成在海底井口中。通常，操作需要在锁定衬套的下送和坐封前下送印模(lead impression)工具。印模工具确定用于锁定衬套的适当坐放的锁环凹槽的高度。但是，该步骤常常由于与使用钻机执行另外的工具起下作业(trip)相关的成本而被回避。典型地，在不检查锁环凹槽高度的情况下下送、坐放和坐封锁定衬套。

如果锁定衬套存在问题，则随后可移除锁定衬套并使用印模工具来检查锁环凹槽的高度。这增加了另外的井下起下作业且可显著增加与完井相关的成本。在使用印模工具的情况下，井套管的用于处理向上的轴向负载的性能将下降，直至安装了锁定衬套。这会使井更易于在较长的时间段发生井喷。再者，许多锁定衬套在一些较深的井装置中不具有充分的抵抗施加至套管悬挂器的向上的轴向力的性能。因此，存在对可在不使用印模工具的情况下下送的单次起下作业锁定衬套的需求，该锁定衬套还具有大于本领域中已知的负载性能。

发明内容

通过提供了一种单次起下作业高性能锁定衬套和一种操作其的方法的本发明的优选实施例来大体解决或规避这些和其它问题并且大体实现技术优点。

根据本发明的一个实施例，公开了一种井口组件。该井口组件包括具有包含带槽轮廓的孔眼的井口、在带槽轮廓下方坐放在孔眼中的一个或多个套管悬挂器、以及锁定衬套，该锁定衬套具有管状本体、锁环和可取回地坐放在孔眼中的赋能环。该锁定衬套适于提高井口的锁定性能。该锁定衬套包括具有轴线和中心孔眼的管状本体，该管状本体具有适于坐放在悬挂器上的下端和位于管状本体的外径部分上的面朝上的台肩。该锁定衬套还包括定位在面朝上的台肩上并包围管状本体的锁环。该锁环在锁环的内径上具有环形锁环凸轮表面。赋能环包围管状本体并适于使锁环与井口的内径表面接合。赋能环包括在未坐封位置插置在管状本体与锁环之间的下部部分。该下部部分具有外径凸轮表面，其适于接合环形锁环凸轮表面，使得当赋能环向下轴向地移动时，赋能环的外径凸轮表面接合环形锁环凸轮表面，以使锁环移动成与井口的内径接合而到达提高锁定性能的坐封位置。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种适于提高在单次起下作业中的锁定性能的锁定衬套。该锁定衬套包括具有轴线和中央孔眼的管状本体。该管状本体具有适于坐放在悬挂器上的下端和位于管状本体的外径部分上的面朝上的台肩。锁环定位在面朝上的台肩上并包围管状本体。该锁环在锁环的内径上具有环形锁环凸轮表面。赋能环包围管状本体并适于使锁环与井口的内径表面接合。赋能环包括在未坐封位置插置在管状本体与锁环之间的下部部分。该下部部分具有外径凸轮表面，其适于接合环形锁环凸轮表面，使得当赋能环向下轴向地移动时，赋能环的外径凸轮表面接合环形锁环凸轮表面，以使锁环移动成与井口的内径接合而到达提高锁定性能的坐封位置。

根据本发明的又一个实施例，公开了一种将锁定衬套下送并坐放在井口中的方法。该方法提供锁定衬套，其具有配置在锁定衬套的面朝上的台肩上的锁环以及赋能环，该赋能环被固连在锁定衬套的上部部分上，使得赋能环的被插置在锁环与锁定衬套之间的凸轮部分与锁环重叠。该方法将锁定衬套下送到坐放并坐封在井口的孔眼中的套管悬挂器。该方法致动下送工具以使赋能环向下轴向地移动以使在赋能环的凸轮部分上的赋能环凸轮表面与在锁环的内径上的锁环凸轮表面接合。该方法使锁环响应于赋能环的向下轴向移动而向外径向地移动成与井口的内径接合，由此坐封锁定衬套。