海洋钻井隔水管伸缩节装置制造方法
【专利摘要】一种海洋钻井隔水管伸缩节装置，包括外筒和内筒，内筒插入外筒内并可滑动，内、外筒连接处置有密封包和锁紧机构。密封包由密封套、下推力环、嵌入环、密封环、支撑套筒、上推力环等组成，并在支撑套与密封套之间形成密闭空间。锁紧机构包括衬套以及能够沿衬套径向位移的卡块构成。本实用新型通过压力补偿方式实现稳定动密封，相比传统静态密封在于能够保证伸缩节在长时间磨损情况下还能实现良好的密封功能，减少了更换次数，同时也提高了隔水管使用可靠性。伸缩节内外筒锁紧装置操作更方便，安全性更高。本实用新型能够适应比较恶劣的海洋环境等特点。
【专利说明】海洋钻井隔水管伸缩节装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种连接海底井口和钻井船之间的导管，特别是海洋钻井隔水管伸缩节装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中，伸缩节系海洋钻井隔水管系统组件的一个重要组成部分，安装于海洋隔水管系统的顶部，其功能是通过不断地调节隔水管长度补偿钻井船平台的升沉运动，提供分流器组与隔水管的连接方式，为隔水管辅助管线至钻井船柔性软管提供终端，提供隔水管张力系统的作用点。伸缩节由外筒、内筒及辅件构成，伸缩节外筒连接最上端隔水管的单根立管，内筒连接水面分流器的挠性/球接头。伸缩节的密封件是为了密封内外筒间环空，防止钻井液从隔水管漏出。伸缩节也是钻井液从井内返回的通道。伸缩节终端接头连接节流压井和辅助管线的悬挂管到隔水管硬管上。
[0003]在海洋恶劣环境下工作，传统的伸缩节采用的是静态密封型式，因此在长时间磨损情况下密封功能减退，需要更换密封件的次数增加。另外，在安装吊运时内、外筒不能相对锁定，使安全性能骤然降低。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种通过压力补偿方式实现稳定动密封形式的海洋钻井隔水管伸缩节装置，并在伸缩节内外筒上置有锁紧机构。
[0005]本实用新型采用了下列技术方案解决了其技术问题:一种海洋钻井隔水管伸缩节装置，包括外筒和内筒，外筒一端通过连接管连接一公接头，另一端通过延伸的支撑环与张力环结合，内筒的一端插入外筒内，另一端通过套管与一母接头相连接，内筒可以在外筒中滑动，其特征在于:内、外筒连接处置有密封包和锁紧机构，
[0006]密封包包括:外筒一端所述延伸的支撑环通过法兰与密封套一端固定连接，该密封套的另一端也与另一法兰固定连接，密封套两端内分别固定连接上、下推力环，该上、下推力环之间分别置有上、下嵌入环，该上、下嵌入环之间置有密封环，该密封环外侧置有呈圆弧状的支撑套，该支撑套的外壁与密封套的内壁形成一储存介质的密闭空间，
[0007]锁紧机构包括:内筒另一端所述的套管置有一圈向外的凸台，一衬套与该凸台固定连接，该衬套沿径向置有四个直槽，该直槽中置有能够沿衬套径向位移的圆弧状卡块，该卡块上开有圆弧形通孔，一固定置有凸轮块的驱动杆，穿越该圆弧形通孔并分别与凸台以及衬套呈转动连接。
[0008]本实用新型通过压力补偿方式实现稳定动密封形式的隔水管伸缩节，相比传统静态密封型式的优势在于能够保证伸缩节在长时间磨损情况下还能实现良好的密封功能，减少了更换密封件的次数，同时也提高了隔水管使用可靠性。可通过向密闭空间注入适当压力的介质来满足不同条件下的密封要求。[0009]伸缩节内外筒锁紧装置与使用螺栓顶死的装置相比，操作更方便，安全性更高。
[0010]本实用新型是一种适用于深海钻井的隔水管系统。它具有安装快速，操作简单，能够适应比较恶劣的海洋环境等特点。
[0011]本实用新型执行标准API 16F，能满足不同客户指定的要求，适用工作温度在(TC?82V之间，产品规范级别为PSL3。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型结构示意图。
[0013]图2为图1中局部放大图。
[0014]图3为图2中A-A向剖视图。
[0015]图4为卡块呈锁紧状态时的局部放大图。
[0016]图5为卡块呈放松状态时的局部放大图。
[0017]图中各序号分别表示为:
[0018]1-外筒；2_公接头；3_连接管；4_张力环；5_支撑环；6_套管;6.1-凸台；7_母接头；11-内筒；12-法兰(II ) ;13_密封套；14_法兰(I ) ;15_下推力环；16_嵌入环；17-密封环；18-支撑套；19-上推力环；20_防磨套；21_堵头；22_法兰(III) ;23_驱动杆；24-凸轮块；25_衬套；25.1-直槽；26_卡块；27_密闭空间；28_螺栓；29-导向杆。
【具体实施方式】
[0019]以下结合实施例以及附图对本实用新型作进一步的描述。
[0020]参照图1和图2，本实用新型包括外筒I和内筒11，外筒I 一端通过连接管3连接一公接头2，另一端通过延伸的支撑环5与张力环4结合，并通过张力环4和张力绳连接于张力器(图中未画出)，张力器产生的张紧力通过张力绳作用于张力环4，张力环4将张紧力传递给伸缩节外筒I，进而给整个隔水管系统提供张力。
[0021]内筒11的一端插入外筒I内，另一端通过套管6与一母接头7相连接，内筒11可以在外筒I中滑动。
[0022]本实用新型在所述的内筒11、外筒I的连接处置有密封包和锁紧机构。
[0023]密封包是保证隔水管正常工作的重要装置，它作为外筒I和内筒11外壁直接接触，并在环空形成密封。
[0024]所述的密封包包括:外筒I 一端所述延伸的支撑环5通过法兰(I ) 14与密封套13 一端固定连接，该密封套13的另一端也与另一法兰(II ) 12固定连接，密封套13两端内分别固定连接上推力环19和下推力环15，该上推力环19和下推力环15之间分别置有上、下嵌入环16，该上、下嵌入环16之间置有密封环17，该密封环17外侧置有呈圆弧状的支撑套18，该支撑套18的外壁与密封套13的内壁形成一储存介质的密闭空间27。
[0025]本实施例中，在内筒11和外筒I连接处的置有两个密封包，两个密封包之间依靠连接法兰(II ) 12进行固定连接。
[0026]所述的密封套13通过螺钉或螺栓与两端的法兰(I ) 14和法兰(II ) 12固定连接。下推力环15通过螺栓与密封套13固定连接，上推力19通过螺栓与法兰(II ) 12固定连接。[0027]本实用新型还在在上推力环19与法兰(II ) 12之间的部位置有防磨套20。
[0028]正常状态下密封包内部的密闭空间27会注入适当压力的介质，在压力作用下，呈两半圆弧状的支撑套18会挤压材料为非金属的密封环17，这样就能使密封环17紧贴内筒11，以达到密封的目的。
[0029]当维修或拆卸隔水管伸缩节时，须拧下堵头21，释放密封包中密闭空间27的压力，减小内外筒的阻力，同时保护密封包内部脆弱零件。
[0030]参照图2和图3，本实用新型所述的伸缩节在安装吊运时需要锁紧机构把内外筒锁在一起，使内筒11不能伸缩，以免出现不确定情况。
[0031]所述的锁紧机构包括:内筒11另一端所述的套管6置有一圈向外的凸台6.1，一衬套25与通过螺栓28与该凸台6.1固定连接，该衬套25沿径向均布四个直槽25.1，该直槽
25.1中置有能够沿衬套25径向位移的圆弧状卡块26，该卡块26上开有圆弧形通孔26.1，一固定置有凸轮块24的驱动杆23穿越该圆弧形通孔26.1并分别与凸台6.1以及衬套25
呈转动连接。
[0032]所述的衬套25上固定置有导向杆29，该导向杆29置在卡块26上的对应的导向孔
26.2 中。
[0033]所述的密封包上端法兰(III) 22的前部还置有一圈能够被卡块26嵌入的凹槽。
[0034]安装吊运时，当把内筒11收缩到最短，即套管6底部与密封包上端法兰(III) 22接触时，旋转与凸轮块24安装在一起的驱动杆23半周，卡块26就能卡到法兰(III) 22相应的凹槽中，呈锁紧状态(见图4)。当需要放松时反向旋转驱动杆23，内筒11就可以滑动了(见图5)。
【权利要求】
1.一种海洋钻井隔水管伸缩节装置，包括外筒和内筒，外筒一端通过连接管连接一公接头，另一端通过延伸的支撑环与张力环结合，内筒的一端插入外筒内，另一端通过套管与一母接头相连接，内筒可以在外筒中滑动，其特征在于:内、外筒连接处置有密封包和锁紧机构， 密封包包括:外筒一端所述延伸的支撑环通过法兰与密封套一端固定连接，该密封套的另一端也与另一法兰固定连接，密封套两端内分别固定连接上、下推力环，该上、下推力环之间分别置有上、下嵌入环，该上、下嵌入环之间置有密封环，该密封环外侧置有呈圆弧状的支撑套，该支撑套的外壁与密封套的内壁形成一储存介质的密闭空间， 锁紧机构包括:内筒另一端所述的套管置有一圈向外的凸台，一衬套与该凸台固定连接，该衬套沿径向置有四个直槽，该直槽中置有能够沿衬套径向位移的圆弧状卡块，该卡块上开有圆弧形通孔，一固定置有凸轮块的驱动杆，穿越该圆弧形通孔并分别与凸台以及衬套呈转动连接。
2.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管伸缩节装置，其特征在于:在内、外筒连接处的密封包为两个，两个密封包之间依靠连接法兰进行固定连接。
3.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管伸缩节装置，其特征在于:密封套通过螺钉或螺栓与两端的法兰固定连接，下推力环通过螺栓与密封套固定连接，上推力环通过螺栓与法兰固定连接。
4.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管伸缩节装置，其特征在于:在上推力环与法兰之间的部位还置有防磨套。
5.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管伸缩节装置，其特征在于:衬套通过螺栓与凸台固定连接。
6.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管伸缩节装置，其特征在于:所述的衬套上固定置有导向杆，该导向杆置在卡块上的对应的导向孔中。
7.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管伸缩节装置，其特征在于:密封包上端法兰的前部还置有一圈能够被卡块嵌入的凹槽。
【文档编号】E21B7/12GK203822158SQ201420196948
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】张鹏举, 黄河, 罗东红, 施佳, 冯建同 申请人:美钻能源科技(上海)有限公司