专利名称：海洋深水钻井用水下井口头下入工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及海洋石油深水钻采技术领域。具体就是一种适于海洋深水钻井使用的水下井口头下入工具，能够将表层套管和表层套管头及永久导向基座(与表层套管头安装在一起)下入安装到海底泥线上。
背景技术：
随着海洋石油勘探开发不断向深水发展，采用传统的平台完井方式显得经济效果差。于是产生了水下完井方式，即将生产井口和采油树安装到水下泥线上。这种水下完井方式需要专门的水下井口头系统，用于钻井时悬挂套管和完井时安装水下采油树，而水下井口头的安装需要专门的配套安装工具。目前，我国在这方面还处于技术空白状态。
发明内容本实用新型的目的是提供一种海洋深水钻井用水下井口头下入工具，适应海洋深水石油钻井，实现水下为油井安装井口头。本实用新型采用的技术方案是海洋深水钻井用水下井口头下入工具，主要由心轴、指示杆、指示杆密封、盖环、防转螺栓、锁紧环、推杆、壳体、传动套筒、防转螺钉和固定螺栓组成。心轴为空心阶梯圆柱体，心轴的上下两端有钻具螺纹，能与钻杆相连；其特征在于在心轴下部较大直径的圆柱外壁上有矩形右旋内螺纹；在心轴上通过右旋螺纹固定有传动套筒。所述的传动套筒为环形圆柱体，传动套筒内壁下端有矩形右旋内螺纹，右旋内螺纹与心轴外壁右旋外螺纹配合，钻杆带动心轴旋转，并通过右旋螺纹实现传动套筒的轴向转动；传动套筒外壁下端有轴向竖槽；传动套筒外壁上端有环槽，传动套筒外壁上的环槽上下端面为斜面；传动套筒上端面有一个垂直上端面的指示杆螺纹孔；在传动套筒的外壁上套有壳体。所述的壳体为两个同心圆筒状，在内圆筒与外圆筒之间有平板连接；在壳体外壁上端有径向防转螺栓；在壳体外壁上有四个阶梯状推杆通孔，推杆通孔水平穿过内圆筒与外圆筒之间的平板，在推杆通孔内分别有一个推杆；推杆为阶梯圆柱体，推杆内端部为 45°圆锥体；推杆的内端部在传动套筒的环槽内；在推杆的外端并在壳体的外壁环形槽内有锁紧环，锁紧环的外壁有横向凸起齿，传动套筒的轴向移动推动推杆径向向外滑动，推杆撑开镶嵌在壳体外壁上的锁紧环，锁紧环凸起齿能与井口头内壁上的环形凹槽啮合，将下入工具与井口头锁紧在一起；在壳体的内圆筒下端有螺孔，在螺孔内固定有防转螺钉，防转螺钉的内端插入传动套筒的竖槽内；在壳体的内圆筒下端底部与心轴外壁之间有密封环； 在壳体内圆筒的上端通过螺栓固定有盖环，并且盖环套在心轴外壁上；在盖环上有一个插装有指示杆的通孔，通孔与传动套筒上端面的指示杆螺纹孔相对，在动套筒上端指示杆螺纹孔内插有指示杆，指示杆穿过盖环，指示杆能显示传动套筒的升高位置，用来判断锁紧环与井口头的锁紧状态。壳体的内圆筒与外圆筒之间平板上有两个注水孔，用以在下入时往套管内注水， 注水完成后用阀门关闭该孔。为了提高密封性，在壳体与井口头之间有密封圈；在盖环与心轴之间有内密封环， 在盖环与壳体之间有外密封环；在指示杆与盖环之间有指示杆密封。本实用新型的有益效果海洋深水钻井用水下井口头下入工具，能适应海洋深水石油钻井，使用该套工具能安全可靠的完成水下井口头的下入安装。采用了整体式壳体，结构简单，安全可靠；推杆内端部采用了 45°圆锥面，从而不用考虑防止推杆的转动，简化了结构，提高了安全性。
图1是本实用新型海洋深水钻井用水下井口头下入工具在井口头1内的结构剖面示意图。图2是图1的俯视图。图3是传动套筒12剖面示意图。附图序号说明1-井口头，2-心轴，3-指示杆，4-指示杆密封，5-内密封环，6_盖环7-外密封环，8-防转螺栓，9-锁紧环，10-推杆，11-壳体，12-传动套筒，13-防转螺钉， 14-密封圈，15-密封环，16-注水孔，17-螺栓，18-指示杆螺纹孔，19-环槽，20-右旋内螺纹，21-竖槽。
具体实施方式
实施例1 :以一个海洋深水钻井用水下井口头下入工具为例，对本实用新型作进一步详细说明。参阅图1。本实用新型海洋深水钻井用水下井口头下入工具，主要由心轴2、指示杆3、指示杆密封4、盖环6、防转螺栓8、锁紧环9、推杆10、壳体11、传动套筒12、防转螺钉 13、密封圈14、密封环15和固定螺栓17组成。心轴2为空心阶梯圆柱体，心轴2的上端有5〃 API钻具内螺纹，心轴2的下端有 5" API钻具外螺纹，两能与钻杆相连。在心轴2下部较大直径的圆柱外壁上有矩形右旋内螺纹；在心轴2上通过右旋螺纹固定有传动套筒12。参阅图3。所述的传动套筒12为环形圆柱体，传动套筒12内壁下端有矩形右旋内螺纹20，右旋内螺纹与心轴2外壁右旋外螺纹配合。传动套筒12外壁下端有轴向竖槽21。 传动套筒12外壁上端有环槽19，传动套筒12外壁上的环槽19上下端面为45°斜面；传动套筒12上端面有一个垂直上端面的指示杆螺纹孔18。在传动套筒12的外壁上套有壳体 11。参阅图1。壳体11的外壁与井口头1内壁配合，在壳体11与井口头1之间有两道密封圈14。所述的壳体11为两个同心圆筒状，在内圆筒与外圆筒之间有平板连接；在壳体 11外壁上端有径向防转螺栓8 ；在壳体11外壁上均勻分布有四个阶梯状推杆通孔，推杆通孔水平穿过内圆筒与外圆筒之间的平板，在推杆通孔内分别有一个推杆10。推杆10为阶梯圆柱体，推杆10内端部为45°圆锥体。推杆10的内端部在传动套筒12的环槽19内；在推杆10的外端并在壳体11的外壁环形槽内有锁紧环9，锁紧环9的外壁有横向凸起齿，将下入工具与井口头锁紧在一起。在壳体11的内圆筒下端有螺孔，在螺孔内固定有防转螺钉 13，防转螺钉13的内端插入传动套筒12的竖槽21内；在壳体11的内圆筒下端底部与心轴 2外壁之间有两道密封环15。在壳体11内圆筒的上端通过螺栓17固定有盖环6，并且盖环 6套在心轴2外壁上，在盖环6与心轴2之间有内密封环5，在盖环6与壳体11之间有外密封环7。在盖环6上有一个插装有指示杆3的通孔，通孔与传动套筒12上端面的指示杆螺纹孔18相对，在动套筒12上端指示杆螺纹孔18内插有指示杆3，指示杆3穿过盖环6，在指示杆3与盖环6之间有指示杆密封4。参阅图2。壳体11的内圆筒与外圆筒之间平板上有两个注水孔16。简述海洋深水钻井用水下井口头下入工具的使用过程。参阅图1。初始状态时，旋转套筒12上端与盖环6接触，推杆3内端位于环槽19内，锁紧环9为自然收缩状态。将下入工具坐到井口头1内壁抬肩上后，顺时针旋转心轴2，旋转套筒12下行，环槽19斜面推动推杆3向外移动，推杆3推动锁紧环9径向张开与井口头内壁上相应的环槽咬合，使下入工具与井口头1锁紧在一起。在心轴2下端连接一柱5"内管柱，用钻杆提起并下入井口头1，下到海水面时，通过注水孔16往套管柱内泵入海水，待套管柱内灌满海水时，通过安装在注水孔16上的阀门将注水孔16关闭。然后继续下入，当井口头1下入到位并固井后， 反向旋转钻杆，传动套筒12上移，推杆3内端进入传动套筒12外壁上的环槽19，锁紧环9 收缩，下入工具与井口头脱离。起出下入工具，完成下套管与套管头作业。
权利要求1.一种海洋深水钻井用水下井口头下入工具，主要由心轴(2)、指示杆(3)、盖环(6)、 防转螺栓(8)、锁紧环(9)、推杆(10)、壳体(11)、传动套筒(12)、防转螺钉(13)和固定螺栓 (17)组成；心轴(2)为空心阶梯圆柱体，心轴(2)的上下两端有钻具螺纹，其特征在于在心轴(2)下部较大直径的圆柱外壁上有矩形右旋内螺纹；在心轴(2)上通过右旋螺纹固定有传动套筒(12)；所述的传动套筒(12)为环形圆柱体，传动套筒(12)内壁下端有矩形右旋内螺纹(20)， 右旋内螺纹与心轴(2)外壁右旋外螺纹配合，传动套筒(12)外壁下端有轴向竖槽(21) ’传动套筒(12)外壁上端有环槽(19)，传动套筒(12)外壁上的环槽(19)上下端面为斜面 ’传动套筒(12)上端面有一个垂直上端面的指示杆螺纹孔(18)；在传动套筒(12)的外壁上套有壳体(11)；所述的壳体(11)为两个同心圆筒状，在内圆筒与外圆筒之间有平板连接；在壳体(11) 外壁上端有径向防转螺栓(8)；在壳体(11)外壁上有四个阶梯状推杆通孔，推杆通孔水平穿过内圆筒与外圆筒之间的平板，在推杆通孔内分别有一个推杆(10)；推杆(10)为阶梯圆柱体，推杆(10)内端部为45°圆锥体；推杆(10)的内端部在传动套筒(12)的环槽(19) 内；在推杆(10)的外端并在壳体(11)的外壁环形槽内有锁紧环(9)，锁紧环(9)的外壁有横向凸起齿；在壳体(11)的内圆筒下端有螺孔，在螺孔内固定有防转螺钉(13)，防转螺钉 (13)的内端插入传动套筒(12)的竖槽(21)内；在壳体(11)的内圆筒下端底部与心轴(2) 外壁之间有密封环(15)；在壳体(11)内圆筒的上端通过螺栓(17)固定有盖环(6)，并且盖环(6)套在心轴(2)外壁上；在盖环(6)上有一个插装有指示杆(3)的通孔，通孔与传动套筒(12)上端面的指示杆螺纹孔(18)相对，在动套筒(12)上端指示杆螺纹孔(18)内插有指示杆(3)，指示杆(3)穿过盖环(6)。
2.根据权利要求1所述的海洋深水钻井用水下井口头下入工具，其特征是壳体(11) 的内圆筒与外圆筒之间平板上有两个注水孔(16)。
3.根据权利要求1所述的海洋深水钻井用水下井口头下入工具，其特征是在壳体 (11)与井口头⑴之间有密封圈(14)；在盖环(6)与心轴⑵之间有内密封环(5)，在盖环(6)与壳体(11)之间有外密封环(7)；在指示杆(3)与盖环(6)之间有指示杆密封⑷。
专利摘要海洋深水钻井用水下井口头下入工具，用于海洋深水钻井时水下井口头的下放安装。在心轴下部较大直径的圆柱外壁上有矩形右旋内螺纹；在心轴上通过右旋螺纹固定有传动套筒；在传动套筒的外壁上套有壳体；在推杆通孔内分别有一个推杆；推杆内端部为45°圆锥体；推杆的内端部在传动套筒的环槽内；在推杆的外端有锁紧环；防转螺钉的内端插入传动套筒的竖槽内；在壳体内圆筒的上端通过螺栓固定有盖环，在盖环上插装有指示杆。能完成水下井口头的下入安装。采用了整体式壳体，结构简单，安全可靠。
文档编号E21B23/00GK202108443SQ20112019553
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者任荣权, 侯福祥, 王宏伟, 耿莉 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院