表层外插式快装井口装置的制作方法

1.本技术涉及石油勘探技术领域，尤其涉及一种表层外插式快装井口装置。


背景技术：

2.隔水管是石油开采用水下器具的部件之一，其主要是用来隔绝海水、抗冰、承受井口装置重量以及导入钻具和套管，以构成泥浆循环的通道；目前，海上表层钻进一般为开路钻进，泥浆、岩屑直接入海。
3.但是，随着海洋内油田浅层油气资源勘探殆尽，海洋石油勘探开发整逐步向深部地层和深海进军，开路钻进必然会使得泥浆、岩屑入海造成海洋环境的污染并且现有的简易井口安装费时费力。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种表层外插式快装井口装置，以解决现有海洋石油开采中的开路钻进造成泥浆、岩屑入海的海洋环境污染并且现有简易井口安装费时费力的问题。
5.为解决上述技术问题，本技术实施例提供如下技术方案：
6.本技术第一方面提供一种表层外插式快装井口装置，其包括
7.管口接头，所述管口接头为管状结构；
8.卡瓦组件，所述卡瓦组件可拆卸地设置于所述管口接头的第一端；
9.锁紧件，所述卡瓦组件通过锁紧件连接于所述第一端，所述锁紧件能够沿所述管口接头的轴向收紧/扩张所述卡瓦组件，以使所述卡瓦组件沿所述管口接头的圆周方向夹紧/放松插入所述第一端的隔水管；
10.密封装置，所述密封装置设置于远离所述第一端的所述管口接头内，所述密封装置抵触于所述隔水管的外壁，以密封所述管口接头内壁与所述隔水管外壁。
11.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的表层外插式快装井口装置，其中所述卡瓦组件包括至少一个卡瓦片和卡瓦座；
12.所述至少一个卡瓦片沿所述管口接头的轴向延伸，所述至少一个卡瓦片沿所述管口接头轴向的正投影至少环绕部分所述隔水管；
13.卡瓦座为环状结构，所述卡瓦座环绕于所述至少一个卡瓦片外，所述卡瓦座随所述锁紧件沿所述管口接头的轴向往复运动以沿所述管口接头的圆周方向收紧/扩张所述至少一个卡瓦片，使所述至少一个卡瓦片夹紧/放松所述隔水管。
14.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的表层外插式快装井口装置，其中所述锁紧件为螺栓；
15.若干所述锁紧件沿所述卡瓦座的圆周方向均匀分布。
16.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的表层外插式快装井口装置，其中所述至少一个卡瓦片的外表面为倾斜表面，所述卡瓦座的内表面为平行于所述至少一个卡瓦片内表面的倾斜表面。
17.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的表层外插式快装井口装置，其中所述至少一个卡瓦片的外径沿远离所述第一端的方向逐渐减小。
18.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的表层外插式快装井口装置，其中所述至少一个卡瓦片的外表面包括第一表面和第二表面；
19.所述第一表面平行所述管口接头的轴向，所述第一表面靠近所述第一端；
20.所述第二表面与所述第一表面相接，所述第二表面沿所述管口接头的轴向且向靠近所述管口接头中心轴的方向倾斜。
21.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的表层外插式快装井口装置，其中所述卡瓦组件包括一个卡瓦片，所述卡瓦片为开环式c型卡瓦；或者
22.所述卡瓦组件包括多个卡瓦片，多个所述卡瓦片沿所述管口接头的周向均匀分布；
23.所述至少一个卡瓦片的内壁上设有卡瓦牙。
24.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的表层外插式快装井口装置，其中所述密封装置包括多个密封圈；
25.多个所述密封圈于所述管口接头远离所述第一端的内壁上沿所述管口接头的轴向间隔设置，所述密封圈与所述隔水管的外壁紧密抵触。
26.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的表层外插式快装井口装置，其中所述管口接头的内壁上沿其轴向设有若干凹槽；
27.所述若干凹槽与所述多个密封圈相适配，以一一对应的容纳所述密封圈。
28.在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的表层外插式快装井口装置，其中还包括升高管；
29.所述升高管连接于所述管口接头的第二端。
30.相较于现有技术，本技术第一方面提供的表层外插式快装井口装置，通过在管口接头的第一端设置所述卡瓦组件，通过锁紧件沿管口接头轴向的运动使得所述卡瓦组件能够实现对插入的隔水管的夹紧固定和扩张放松；同时在管口接头内设置密封装置，实现隔水管插入后的密封，保证形成闭路钻井，防止钻井泥浆或岩屑入海；有效解决了现有海洋石油开采中的开路钻进造成泥浆、岩屑入海的海洋环境污染并且现有简易井口安装费时费力的问题。
附图说明
31.通过参考附图阅读下文的详细描述，本技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本技术的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
32.图1示意性地示出了本技术实施例提供的一种表层外插式快装井口装置的结构截面示意图；
33.图2示意性地示出了本技术实施例提供的一种表层外插式快装井口装置与升高管的结构配合示意图；
34.图3示意性地示出了本技术实施例提供的一种表层外插式快装井口装置中卡瓦片的一种仰视图；
35.图4示意性地示出了本技术实施例提供的一种表层外插式快装井口装置中卡瓦片的另一种仰视图；
36.图5示意性地示出了本技术实施例提供的一种表层外插式快装井口装置中卡瓦片与卡瓦座的一种结构配合示意图；
37.图6示意性地示出了本技术实施例提供的一种表层外插式快装井口装置中卡瓦片与卡瓦座的另一种结构配合示意图；
38.附图标号说明：管口接头1、凹槽11、卡瓦组件2、卡瓦片21、卡瓦座22、第一表面23、第二表面24、卡瓦牙25、锁紧件3、密封装置4、密封圈41、水管5、升高管6。
具体实施方式
39.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
40.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
41.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
42.实施例1
43.参考附图1，本技术实施例提供的表层外插式快装井口装置，其包括管口接头1、卡瓦组件2、锁紧件3以及密封装置4；
44.所述管口接头1为管状结构；所述卡瓦组件2可拆卸地设置于所述管口接头1的第一端；所述卡瓦组件2通过锁紧件3连接于所述第一端，所述锁紧件3能够沿所述管口接头1的轴向收紧/扩张所述卡瓦组件2，以使所述卡瓦组件2沿所述管口接头1的圆周方向夹紧/放松插入所述第一端的隔水管5；所述密封装置4设置于远离所述第一端的所述管口接头1内，所述密封装置4抵触于所述隔水管5的外壁，以密封所述管口接头1内壁与所述隔水管5外壁。
45.具体的，针对渤海油田常见的开发井和调整井通常采用锤入法下入隔水管5，常用尺寸24
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和36
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，以往开路钻进模式已不能适应表层深钻技术，同时，为响应国家能源局战略要求，为了解决现有海洋石油开采中的开路钻进造成泥浆、岩屑入海的海洋环境污染并且现有简易井口安装费时费力的问题，本技术实施例提供的表层外插式快装井口装置通过在管口接头1的第一端即配合隔水管5的一端设置卡瓦组件2以环抱固定隔水管5，并且通过所述密封装置2的设置使得密封装置2能够在隔水管5插入所述管口接头1第一端时3抵触于所述隔水管的外壁，以密封所述管口接头1内壁与所述隔水管外壁，保证闭路钻井模式。
46.其中，所述管口接头1为刚性管状结构，例如：钢结构，具体为圆管结构，其第一端和第二端分别用于连接隔水管5和钻井喇叭管(图中未示出)，上述内容为本领域技术人员能够轻易理解的，在此不做过多赘述。
47.其中，所述卡瓦组件2通过所述锁紧件3可拆卸地连接所述管口接头1的第一端，所述锁紧件3既能够连接所述卡瓦组件2和所述管口接头1，又能够在锁紧所述卡瓦组件1与管口接头1的同时使所述卡瓦组件2在所述管口接头1的圆周方向上沿所述管口接头1的径向
伸缩对隔水管5进行环抱夹紧，进而当所述卡瓦组件2向所述管口接头1的中心运动时，插入所述管口接头1的隔水管5的周向外壁则被所述卡瓦组件1环保夹紧，保证所述隔水管5在所述管口接头1内不能发生相对运动；相应地，当所述锁紧件3松开所述管口接头1和卡瓦组件2的连接时，卡瓦组件2被扩张脱离与所述隔水管5的接触，进而所述隔水管5在所述管口接头1内能够发生相对运动，进行拆除或维修等操作。
48.其中，所述密封装置4设置在所述卡瓦组件2的上方，当隔水管5插入所述管口接头1后，所述卡瓦组件2对所述隔水管5进行环抱夹紧，所述密封装置4的外壁进行紧密抵触，使得管口接头1第二端与隔水管5之间形成一套密闭循环系统，钻井液可以实现循环利用。
49.根据上述所列，本技术第一方面提供的表层外插式快装井口装置，通过在管口接头1的第一端设置所述卡瓦组件2，通过锁紧件3沿管口接头1轴向的运动使得所述卡瓦组件2能够实现对插入的隔水管5的夹紧固定和扩张放松；同时在管口接头1内设置密封装置4，实现隔水管5插入后的密封，保证形成闭路钻井，防止钻井泥浆或岩屑入海；有效解决了现有海洋石油开采中的开路钻进造成泥浆、岩屑入海的海洋环境污染并且现有简易井口安装费时费力的问题。
50.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，具体地理解为：可以同时包含有a与b，可以单独存在a，也可以单独存在b，能够具备上述三种任一种情况。
51.进一步地，参考附图1和附图5，本技术实施例提供的表层外插式快装井口装置，在具体实施中，所述卡瓦组件2包括至少一个卡瓦片21和卡瓦座22；
52.所述至少一个卡瓦片21沿所述管口接头1的轴向延伸，所述至少一个卡瓦片21沿所述管口接头1轴向的正投影至少环绕部分所述隔水管5；
53.卡瓦座22为环状结构，所述卡瓦座22环绕于所述至少一个卡瓦片21外，所述卡瓦座22随所述锁紧件3沿所述管口接头1的轴向往复运动以沿所述管口接头1的圆周方向收紧/扩张所述至少一个卡瓦片21，使所述至少一个卡瓦片21夹紧/放松所述隔水管5。
54.具体的，为了实现所述卡瓦组件2能够在所述管口接头1的圆周方向上沿所述管口接头1的径向收紧/扩展，本实施例中将所述卡瓦组件2设置为包括所述至少一个卡瓦片21和所述卡瓦座22；所述至少一个卡瓦片21沿所述管口接头1轴向的正投影至少环绕部分所述隔水管5，进而能够保证在所述至少一个卡瓦片21收紧时能够对所述至少部分隔水管5进行环抱夹紧；所述卡瓦座22环绕在所述至少一个卡瓦片21外，进而当所述至少一个卡瓦座22随所述锁紧件3连接所述管口接头1时，所述卡瓦座22能够沿所述管口接头1的轴向靠近所述管口接头1，进而能够对所述至少一个卡瓦片21在所述管口接头1的径向方向形成同步地挤压力，使得所述至少一个卡瓦片21被挤压而收紧对隔水管5进行夹紧，反之所述卡瓦座22沿所述管口接头1的轴向远离所述管口接头1，进而将对所述至少一个卡瓦片21在所述管口接头1的径向方向的挤压力同步地放松，使得所述至少一个卡瓦片21由收紧变为自由扩张实现对隔水管5的放松。
55.其中，参考附图1，所述锁紧件3为螺栓；若干所述锁紧件3沿所述卡瓦座22的圆周方向均匀分布；进而通过所述螺栓连接所述卡瓦座22和所述管口接头1，同时实现当所述螺栓旋紧时，所述卡瓦座22沿所述管口接头1的轴向靠近所述管口接头1，从而能够对所述至少一个卡瓦片21在圆周方向上形成挤压力使其收紧，反之，所述螺栓旋松时，所述卡瓦座22
沿所述管口接头1的远离靠近所述管口接头1，从而能够释放所述至少一个卡瓦片21在圆周方向上形成的挤压力使其放松；所述螺栓的数量可以根据实际需要进行设置，例如：周向均匀分布四个，当所述卡瓦座22的直径较大时，所述螺栓的数量可以适应性增加。
56.进一步地，参考附图6和附图5，本技术实施例提供的表层外插式快装井口装置，在具体实施中，所述至少一个卡瓦片21的外表面为倾斜表面，所述卡瓦座22的内表面为平行于所述至少一个卡瓦片21内表面的倾斜表面。
57.具体的，为了实现所述卡瓦座22沿所述管口接头1的轴向靠近/远离所述管口接头1时能够对所述至少一个卡瓦片21形成同步的挤压/放松，本实施例中，将所述至少一个卡瓦片21的外表面和所述卡瓦座22的内表面设置为相互平行的倾斜表面，例如：参考附图6，所述至少一个卡瓦片21的外径沿远离所述第一端的方向逐渐减小，则所述卡瓦座22的内径沿远离所述第一端的方向逐渐增大，使得所述卡瓦座22靠近所述管口接头1时，所述卡瓦座22对所述至少一个卡瓦片21的挤压力逐渐增大，实现对隔水管5的环保夹紧；反之，所述卡瓦座22远离所述管口接头1时，所述卡瓦座22对所述至少一个卡瓦片21的挤压力逐渐减小，实现放松所述隔水管5；又例如：参考附图5，与上述附图6的倾斜方向相反，收紧和放松的方向也相反，是本领域技术人员能够轻易理解并实现的，在此不做过多赘述。
58.进一步地，参考附图6和附图1，本技术实施例提供的表层外插式快装井口装置，在具体实施中，所述至少一个卡瓦片21的外表面包括第一表面23和第二表面24；
59.所述第一表面23平行所述管口接头1的轴向，所述第一表面23靠近所述第一端；
60.所述第二表面24与所述第一表面23相接，所述第二表面24沿所述管口接头1的轴向且向靠近所述管口接头1中心轴的方向倾斜。
61.具体的，本实施例中优选地将所述卡瓦片21的外表面和所述卡瓦座22的内表面选取如附图6的倾斜方式；并且为了防止对所述至少一个卡瓦片21挤压过渡造成对所述隔水管5的过度夹紧，本实施例中将所述至少一个卡瓦片21的外表面设置所述第一表面23和所述第二表面24相互连接的形式，所述第一表面23为竖直表面，所述第二表面24为倾斜表面，所述第一表面23和所述第二表面24的连接处为挤压力最大处，进而实现即时所述卡瓦座22尺寸靠近所述管口接头1，挤压力也不会持续加大。
62.进一步地，参考附图3和附图4，本技术实施例提供的表层外插式快装井口装置，在具体实施中，所述卡瓦组件2包括一个所述卡瓦片21，所述卡瓦片21为开环式c型卡瓦；或者
63.所述卡瓦组件2包括多个卡瓦片21，多个所述卡瓦片21沿所述管口接头1的圆周方向均匀分布；
64.所述至少一个卡瓦片21的内壁上设有卡瓦牙25。
65.具体的，为了实现所述至少一个卡瓦片21沿所述管口接头1轴向的正投影至少环抱部分所述隔水管5，本实施例中卡瓦片21的设置方式可以有以下两种：
66.第一种：参考附图3，设置一个卡瓦片21，所述卡瓦片21为开环式c型卡瓦，其为具有开口的环状结构，其与所述管口接头1同轴设置，以使得隔水管5插入后，卡瓦片21除了开口位置其他位置均环绕在隔水管5的外周，进而配合环状卡瓦座22进行收紧/扩张；开环式c型卡瓦为本领域技术人员能够轻易理解并实现的，在此不做过多赘述；可以理解的是：开环式c型卡瓦的外表面遵循上述的倾斜设置方式，在此不做过多赘述。
67.第二种，参考附图4，设置多个卡瓦片21，所述多个卡瓦片21沿所述管口接头1的圆
周向均匀分布，以形成环抱所述隔水管5的非连续式的环状结构，并且由环状的所述卡瓦座22包围所述多个卡瓦片21，使其形成稳定的非连续式的环状结构对所述隔水管5进行环绕，进而配合环状卡瓦座22进行收紧/扩张；可以理解的是：多个所述卡瓦片21的外表面遵循上述的倾斜设置方式，在此不做过多赘述。
68.进一步地，参考附图1，本技术实施例提供的表层外插式快装井口装置，在具体实施中，所述密封装置4包括多个密封圈41；
69.多个所述密封圈41于所述管口接头1远离所述第一端的内壁上沿所述管口接头1的轴向间隔设置，所述密封圈41与所述隔水管5的外壁紧密抵触。
70.具体的，为了实现所述密封装置2对所述隔水管的紧密抵触，本实施例中将所述密封装置2设置为包括多个所述密封圈41的形式，所述密封圈41为与所述管口接头1相适配的环形胶圈，当所述隔水管5插入所述管口接头1后，所述密封圈41的周向内壁与所述隔水管41的周向外壁紧密抵触实现密封；具体的，本实施例中将所述隔水管5朝向所述管口接头1的端口设置为具有倾斜表面(参考附图1，沿所述管口接头1的轴向远离所述管口接头1并远离所述隔水管5的轴心方向倾斜)的形式，以保证所述隔水管5向所述管口接头1内插入时能够对所述密封圈41进行避让，防止将所述密封圈41向所述管口接头1的第二端推挤变形。
71.进一步地，参考附图1，本技术实施例提供的表层外插式快装井口装置，在具体实施中，所述管口接头1的内壁上沿其轴向设有若干凹槽11；
72.所述若干凹槽11与所述多个密封圈41相适配，以一一对应的容纳所述密封圈41。
73.具体的，保证管口接头1的整体尺寸且实现对隔水管5的稳定密封，本实施例中于所述管口接头1的周向内壁上设置所述凹槽11为所述密封圈41提供安装位，所述凹槽11对应所述密封圈41沿所述管口接头1的周向内壁连续设；所述密封圈41容纳在所述凹槽11内，进而在密封圈41置于所述凹槽11内，不会缩小所述管口接头1内的空间，不会影响隔水管5的正常插入。
74.进一步地，参考附图1和附图2，本技术实施例提供的表层外插式快装井口装置，在具体实施中，还包括升高管6；
75.所述升高管6设置于所述管口接头1的第二端，以连接钻进喇叭管(图中未示出)。
76.具体的，为了符合施工标准，保证表层外插式快装井口装置的使用寿命，本实施例中于所述管口接头1的第二端设置所述升高管6，所述升高管6与所述管口接头1的第二端相互焊接，以延长所述管口接头1的连接端，便于连接所述钻井喇叭管，该设置方式为本领域技术人员能够轻易理解并实现的，在此不做过多赘述。
77.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。