具有旋轉(zhuǎn)鎖閂的旋轉(zhuǎn)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大致涉及結(jié)合地下井利用的設(shè)備和執(zhí)行的操作，且在下文描述的一個(gè)實(shí)例中，更具體地提供一種具有旋轉(zhuǎn)鎖閂的旋轉(zhuǎn)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)控制裝置(RCD，也被稱作旋轉(zhuǎn)頭、旋轉(zhuǎn)防噴器和旋轉(zhuǎn)分流器)用于在地面上或地面附近密封圍繞可旋轉(zhuǎn)管(諸如鉆柱或其它管柱的一部分)的環(huán)形物。為此目的，旋轉(zhuǎn)控制裝置包括可隨管旋轉(zhuǎn)的環(huán)形密封件。軸承可用于允許密封件相對(duì)于旋轉(zhuǎn)控制裝置的外殼體旋轉(zhuǎn)。
[0003]能夠相對(duì)于外殼體可釋放地鎖定密封件和/或軸承，使得密封件和/或軸承可在期望時(shí)方便地安裝和移除是有利的。因此，將了解，在構(gòu)造和操作用于旋轉(zhuǎn)控制裝置的鎖閂的領(lǐng)域中持續(xù)需要改進(jìn)。
【附圖說明】
[0004]圖1是可體現(xiàn)本公開的原理的井系統(tǒng)和相關(guān)方法的代表性橫截面圖。
[0005]圖2是圖1的井系統(tǒng)和方法的代表性橫截面圖，其中密封與軸承組件被鎖定至旋轉(zhuǎn)控制裝置外殼體中。
[0006]圖3是旋轉(zhuǎn)控制裝置的旋轉(zhuǎn)鎖閂的接合構(gòu)件的放大比例代表性立體圖。
[0007]圖4A和圖4B是處于各自未鎖定和鎖定構(gòu)造中的鎖閂的代表性橫截面圖。
[0008]圖5是旋轉(zhuǎn)鎖閂的凸輪輪廓的代表性立體圖。
[0009]圖6是旋轉(zhuǎn)鎖閂的另一個(gè)實(shí)例的代表性橫截面圖。
[0010]圖7是旋轉(zhuǎn)控制裝置的代表性橫截面圖。
[0011 ]圖8是旋轉(zhuǎn)鎖閂的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的代表性橫截面圖。
[0012]圖9是沿著圖7的線9-9取得的旋轉(zhuǎn)控制裝置的代表性橫截面圖。
[0013]圖10是沿著圖7的線10-10取得的旋轉(zhuǎn)控制裝置的代表性橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1是可體現(xiàn)本公開的原理的井系統(tǒng)10和相關(guān)方法的代表性橫截面圖。但是，應(yīng)清楚了解系統(tǒng)10和方法只是本公開的原理在實(shí)踐中的應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例，且多種其它實(shí)例是可行的。因此，本公開的范圍完全不限于本文中描述和/或圖中描繪的系統(tǒng)10和方法的細(xì)節(jié)。
[0015]在圖1實(shí)例中，旋轉(zhuǎn)控制裝置(RCD)12被連接作為隔水管柱14的部分，使得隔水管柱的流道16縱向延伸穿過RCDJCD 12連接在環(huán)形防噴器(Β0Ρ) 18與分流器回接部(tie-back) 20 之間 。但是 ，在其它實(shí)例中， R⑶ 12未必被連接作為隔水管柱的部分 (例如， R⑶可結(jié)合陸面鉆機(jī)使用)，且RCD未必連接在任何特定井工具或部件之間。
[0016]Β0Ρ 18可連接至不同類型的結(jié)構(gòu)22(例如，隔水管柱14的張力環(huán)、井口或隔水管底部總成(LMRP))，使得通道16與井筒(未示出)連通。分流器回接部20可連接至浮動(dòng)或自升式鉆機(jī)的鉆機(jī)分流器(未示出)。但是，本公開的范圍不限于RCD 12結(jié)合任何特定類型的鉆機(jī)的使用，或不限于組件或井工具在RCD上方或下方的任何特定配置或構(gòu)造。
[0017]R⑶12包括用于將密封與軸承組件(見圖2)可釋放地固定在RCD的外殼體26中的旋轉(zhuǎn)鎖閂24。在圖1中，可見鎖閂24包括圓周分布在外殼體26中的多個(gè)接合構(gòu)件28。
[0018]圖2是圖1的井系統(tǒng)10和方法的代表性橫截面圖，其中密封與軸承組件30被鎖定至旋轉(zhuǎn)控制裝置外殼體26中。在這種構(gòu)造中，組件30的環(huán)形密封件32可密封接合被插入通道16中的管34(諸如鉆管)的外部。
[0019]組件30包括軸承36，其允許密封件32相對(duì)于外殼體26旋轉(zhuǎn)。以此方式，密封件32可隨管34旋轉(zhuǎn)，同時(shí)密封徑向形成于管與外殼體26之間的環(huán)形空間38。鎖閂24可釋放地固定組件30以防從外殼體26移除。
[0020]在圖1和圖2實(shí)例中，鎖閂24可釋放地固定密封件32和軸承36以防從RCD 12移除。但是，在其它實(shí)例中，鎖閂24可僅可釋放地固定密封件32或軸承36(例如，前提是密封件可單獨(dú)從外殼體26移除)。因此，本公開的范圍不限于任何特定類型的密封與軸承組件的使用或不限于包括密封件和軸承的組件的使用。
[0021]圖2中僅描繪一個(gè)密封件32，且密封件被圖示為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的“被動(dòng)式”密封件的類型。但是，在其它實(shí)例中，可使用多個(gè)密封件，且密封件的一些或所有可為“主動(dòng)式”密封件。密封件32未必定位在外殼體26內(nèi)。因此，將了解，本公開的范圍不限于任何特定數(shù)量、位置或類型的環(huán)形密封件的使用。
[0022]如下文更全面描述，鎖閂接合構(gòu)件28可相對(duì)于外殼體26在其中防止密封與軸承組件30從RCD 12移除的位置與密封與軸承組件可插入外殼體26或從外殼體26移除的位置之間徑向移位。
[0023]圖3是旋轉(zhuǎn)控制裝置12的旋轉(zhuǎn)鎖閂24的一個(gè)接合構(gòu)件28的放大比例代表性立體圖。在這個(gè)視圖中，清楚可見構(gòu)件28包括大致T形凹部40和凸的彎曲接合面42。
[0024]凹部40被構(gòu)造來將接合構(gòu)件28連接至下文描述的另一個(gè)構(gòu)件(見圖4A和圖4B)。接合面42被構(gòu)造來互補(bǔ)接合形成在密封與軸承組件30上的環(huán)形凹部(見圖4A和圖4B)。
[0025]但是，在其它實(shí)例中，接合構(gòu)件28可以其它方式構(gòu)造。例如，接合構(gòu)件28可螺接或以其它方式連接至另一個(gè)構(gòu)件，或接合構(gòu)件可與這個(gè)另一構(gòu)件一體形成。彎曲接合面42可取而代之為平坦、筆直或凸的。因此，本公開的范圍不限于接合構(gòu)件28的任何特定構(gòu)造。
[0026]圖4A和圖4B是處于各自未鎖定和鎖定構(gòu)造中的鎖閂24的代表性橫截面圖。在圖4A中，通過鎖閂24的旋轉(zhuǎn)凸輪44使接合構(gòu)件28徑向向外移位，且在圖4B中，通過旋轉(zhuǎn)凸緣使接合構(gòu)件徑向向內(nèi)移位至與密封與軸承組件30上的環(huán)形凹部46接合。
[0027]當(dāng)接合構(gòu)件28處于圖4A中所描繪的位置中時(shí)，密封與軸承組件30可插入RCD12或從RCD 12移除。當(dāng)接合構(gòu)件28處于圖4B中所描繪的位置中時(shí)，可防止密封與軸承組件30從RCD 12移除。
[0028]接合構(gòu)件28連接至桿48，所述桿48密封且滑動(dòng)地收納在徑向穿透外殼體26形成的開口50中。桿48包括桿頭52，其成形用于與接合構(gòu)件28中的凹部40互補(bǔ)接合。
[0029]在其它實(shí)例中，接合構(gòu)件28和桿48可以其它方式連接或它們可一體形成。因此，本公開的范圍不限于桿48的任何特定構(gòu)造或不限于將桿連接至接合構(gòu)件28的任何特定方式。
[0030]通過形成在旋轉(zhuǎn)凸輪44中的凸輪輪廓54、56、58使構(gòu)件28和桿48相對(duì)于外殼體26徑向向內(nèi)和向外移位。當(dāng)凸輪44在一個(gè)方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪廓54使構(gòu)件28和桿48徑向向外移位至圖4A位置。當(dāng)凸輪44在相反方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪廓56、58使構(gòu)件28和桿48徑向向內(nèi)移位至圖4B位置。
[0031]凸輪從動(dòng)件60連接至桿48用于接合凸輪輪廓54、58。但是，在其它實(shí)例中，桿48和凸輪從動(dòng)件60可一體形成，或可通過各種手段(諸如螺紋或焊接)連接至彼此。因此，本公開的范圍不限于桿48和凸輪從動(dòng)件60的任何特定構(gòu)造。
[0032]雖然圖4A和圖4B中僅描繪一組接合構(gòu)件28、桿48、凸輪輪廓54、56、58和凸輪從動(dòng)件60，但是多個(gè)這種組相對(duì)于外殼體26圓周分布。旋轉(zhuǎn)凸輪44用于使用各自多組凸輪輪廓54、56、58使這多個(gè)接合構(gòu)件28、桿48和凸輪從動(dòng)件60徑向向內(nèi)和向外移位。
[0033]圖5是旋轉(zhuǎn)鎖閂24的凸輪輪廓54、56、58的代表性立體圖。旋轉(zhuǎn)凸輪44的上部分已被移除，使得其中的凸輪輪廓54、56、58可見。
[0034]凸輪輪廓54、56、58的每個(gè)徑向傾斜，使得當(dāng)凸輪44旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過凸輪輪廓使桿48和/或凸輪從動(dòng)件60偏置以徑向向內(nèi)或向外移位(依據(jù)凸輪的旋轉(zhuǎn)方向)。注意，凸輪輪廓56被構(gòu)造來使得它接合桿48的末端。
[0035]此外，注意凸輪輪廓56、58的每個(gè)被構(gòu)造使得，當(dāng)接合構(gòu)件28(見圖4A和圖4B)與密封與軸承組件30接合時(shí)，桿48和凸輪從動(dòng)件60不接觸凸輪輪廓56、58的徑向傾斜部分。這防止桿48的向外偏置(例如，由于RCD12內(nèi)部中的壓力)導(dǎo)致凸輪44的旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)可能另外由桿和/或凸輪從動(dòng)件60與凸輪輪廓56、58的徑向傾斜部分的接觸導(dǎo)致。
[0036]圖6是旋轉(zhuǎn)鎖閂24的另一個(gè)實(shí)例的代表性橫截面圖。在這個(gè)實(shí)例中，偏置裝置62(諸如壓縮彈簧)用于使接合構(gòu)件28和桿48徑向向外移位。凸輪輪廓54未用于使構(gòu)件28和桿48向外移位。因此，本公開的范圍不限于任何特定數(shù)量或配置的凸輪輪廓在旋轉(zhuǎn)鎖閂24中的使用。
[0037]圖7是旋轉(zhuǎn)控制裝置12的代表性橫截面圖。在這個(gè)視圖中，可見多個(gè)電機(jī)64可用于使旋轉(zhuǎn)凸輪44旋轉(zhuǎn)。
[0038]在這個(gè)實(shí)例中，電機(jī)64可安裝至外殼體26，且每個(gè)電機(jī)在其軸上具有小齒輪66。小齒輪66接合安裝在旋轉(zhuǎn)凸輪44上的環(huán)形齒輪68。因此，電機(jī)64使小齒輪66旋轉(zhuǎn)，其使環(huán)形齒輪68旋轉(zhuǎn)，且這導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)凸輪44旋轉(zhuǎn)。
[0039]電機(jī)64可為適于導(dǎo)致凸輪44旋轉(zhuǎn)的任何類型的電機(jī)。例如，可使用電、氣動(dòng)或液壓電機(jī)。
[0040]在其它實(shí)例中，除電機(jī)以外的裝置(諸如液壓或氣動(dòng)致動(dòng)活塞和氣缸通過杠桿臂作用以使凸輪44或其它類型的致動(dòng)器旋轉(zhuǎn))可用于使凸輪44旋轉(zhuǎn)。因此，本公開的范圍不限于用于使凸輪44旋轉(zhuǎn)的任何特定手段的使用。
[0041 ]圖8是旋轉(zhuǎn)鎖閂24的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70的代表性橫截面圖。手動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70允許凸輪44被手動(dòng)旋轉(zhuǎn)，例如，在電機(jī)64未起作用的情況下(例如，由于電力、氣動(dòng)力或液壓力的缺失)?？商峁┒鄠€(gè)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70(若期望)。
[0042]手動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70包括軸72，所述軸72具有固定其上的小齒輪66之一。軸72可旋轉(zhuǎn)地固定至外殼體26。
[0043]小齒輪66接合環(huán)形齒輪68，如上所述用于使用電機(jī)64旋轉(zhuǎn)凸輪44。但是，在圖8實(shí)例中，可使用例如形成在軸72的末端中的插座74手動(dòng)旋轉(zhuǎn)小齒輪66。插座74可與適當(dāng)構(gòu)造的手動(dòng)工具(未示出)接合。
[0044]圖9是沿著圖7的線9-9取得的旋轉(zhuǎn)控制裝置12的代表性橫截面圖。在這個(gè)視圖中，可清楚看見小齒輪66繞環(huán)形齒輪68分布的方式。此外，可見在本實(shí)例中使用兩個(gè)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)70。
[0045]圖10是沿著圖7的線10-1