阅读说明：本技术 井口布置结构及方法 (Well head arragement construction and method ) 是由 盖尔·伊瓦尔·霍尔贝格 约阿基姆·马滕斯 克里斯蒂安·加图尔瑟德 简·赫兰 简·特罗斯达尔 于 2018-04-12 设计创作，主要内容包括：一种井口布置结构(100),该井口布置结构(100)包括布置在井口(1)上的阀树(2),阀树(2)具有隔离套管(3),井口布置结构(100)还包括具有至少一个密封件(11)的密封件承载件(10),密封件承载件(10)布置在井口(1)与隔离套管(3)之间。本发明还提供了一种将阀树(2)安装到井口(1)上的方法。(A kind of well head arragement construction (100), the well head arragement construction (100) includes the valve tree (2) being arranged on well head (1), valve tree (2) has disrance sleeve (3), well head arragement construction (100) further includes the sealing element load-bearing part (10) at least one sealing element (11), and sealing element load-bearing part (10) is arranged between well head (1) and disrance sleeve (3).The present invention also provides a kind of methods that valve tree (2) is installed on well head (1).)

井口布置结构及方法

技术领域

本发明涉及井口布置结构，并且更具体地涉及关于阀树在井口上的布置结构的系统和方法。

背景技术

井口和阀树(所谓的采油树或圣诞树)广泛用于石油开采。这种单元是安全关键的部件，这种单元在挑战性条件下对非常高的压力下的流体进行处理。因此，它们的可靠性和操作安全性是至关重要的，因为任何损坏或故障都可能产生非常严重的环境、健康与安全以及经济后果。

特别的挑战存在于安装或移除操作期间，在此期间实现部件的正确定位、连接件的配合以及各部分相对于彼此的固定是至关重要的。在很多情况下，例如在安装水下采油树时，直接触及该部件或连接件以用于检查或进行手动干预是不可行的。为此，对于改进井口和阀树的方法和系统存在着持续的需求，以确保井口和阀树的完整性和操作安全性并且使故障的风险最小化。

对理解背景技术可能有用的文献包括下述专利公开：US6039120A、US2002/0062964A1、AU199735509A、US9464497B、US8286717B、US8851194B、US8997883B、US7559366B、US8746352B、US8393400B和US3800869A。

因此，本发明的目的是提供一种井口布置结构，该井口布置结构与上述或其他领域中已知的解决方案和技术相比提供了优点。

发明内容

在实施方式中，提供了一种井口布置结构，井口布置结构包括布置在井口上的阀树，阀树具有隔离套管，井口布置结构还包括具有至少一个密封件的密封件承载件，密封件承载件布置在井口与隔离套管之间。

在实施方式中，密封件布置成与井口的内部穿过通道和隔离套管的侧壁成密封关系。

在实施方式中，隔离套管包括渐缩部段。

在实施方式中，支承表面设置在井口中，支承表面布置成防止密封件承载件的在内部穿过通道的纵向方向上的运动。支承表面可以是布置在井口中的套壳悬挂件的部分。

在实施方式中，井口布置结构还包括锁定单元，锁定单元锚固在穿过通道中并且布置成防止密封件承载件的在内部穿过通道的纵向方向上的运动。

在实施方式中，井口是水下井口。

在实施方式中，提供了一种将阀树安装到井口上的方法，该方法包括下述步骤：将密封件承载件放置在井口的内部穿过通道中、以及将阀树定位到井口上以使隔离套管与密封件承载件密封接合，其中，将密封件承载件放置在内部穿过通道中的步骤在将阀树定位到井口上的步骤之前实施。

在实施方式中，该方法包括对位于密封件承载件中的密封件赋能。

在实施方式中，对密封件赋能的步骤包括使密封件与隔离套管的渐缩部段接合。

在实施方式中，将密封件承载件放置在内部穿过通道中的步骤包括将密封件承载件定位成抵靠井口中的支承表面，该支承表面布置成防止密封件承载件的在内部穿过通道的纵向方向上的运动。支承表面可以是布置在井口中的套壳悬挂件的部分。

在实施方式中，该方法还包括在将锁定单元安装在井口中的步骤，由此，锁定单元锚固在内部穿过通道中并且布置成防止密封件承载件的在内部穿过通道的纵向方向上的运动。

在实施方式中，井口是水下井口。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的说明性实施方式，在附图中：

图1示出了根据实施方式的井口布置结构的各部分，并且

图2示出了在图1中示出的实施方式的某些部件的细节。

具体实施方式

当将阀树(采油树)安装到井口上时，阀树通常设置有附接至树的隔离套管，该隔离套管在连接时接合井口孔。隔离套管或井口穿过通道(孔)具有用于在连接时于隔离套管与井口之间进行密封的密封件。在该过程中，安装期间出现的任何不准确或各部分的不正确配合可能产生问题，例如当阀树安装到井口上时可能出现密封件的密封损坏或非最理想的启用。

如图1和图2所示，在实施方式中提供了包括井口1的井口布置结构100，井口1具有布置在其上的阀树2。阀树2具有隔离套管3。井口布置结构100还具有独立的密封件承载件10，密封件承载件10具有至少一个密封件11。密封件承载件10可以在将阀树2和隔离套管3落置之前安装到井口1上。在落置阀树2时，密封件承载件10的至少一部分则将位于井口1的内部穿过通道4与隔离套管3之间的位置，从而与隔离套管3的侧壁12和内部穿过通道4两者成密封关系。

如图2中最佳地看到的，隔离套管3可以在其前(下)端部处布置有渐缩部段3a。这降低了不正确安装的风险，并且可以用于辅助密封件11的启用。

密封件承载件10在其下部分14处由井口1中的支承表面5a支承。支承表面5a可以垂直于内部穿过通道4的纵向方向，或者具有相对于该方向的一角度。(穿过通道4在井口1的正常安装位置是大致竖向的。)支承表面5a布置成防止密封件承载件10的在内部穿过通道4的纵向(轴向)方向上的向下运动。在所示的实施方式中，支承表面5a是布置在井口1中的套壳悬挂件5的一部分，即支承表面5a布置在套壳悬挂件5上。然而，支承表面5a可以布置在不同的井口部件上，或者布置在井口1本身上。

在密封件11的上方，支承环13可以用来使密封件11保持就位并且使任何轴向载荷均匀地分布到密封件11上。

在支承环13的上侧部，密封件承载件10可以由锁定单元6比如楔形锁固定。锁定单元6锚固在穿过通道4中以防止密封件承载件10的在内部穿过通道4的纵向(轴向)方向的向上运动。替代性地，密封件承载件10可以例如通过支承环13与锁定单元6之间的适合连接直接锚固至井口1以限制在两个方向上的轴向运动。

在实施方式中，提供了将阀树2安装到井口1上的方法，该方法包括下述步骤：将密封件承载件10放置在井口1的内部穿过通道4中、以及随后将阀树2定位到井口1上以使隔离套管3与密封件承载件10密封接合。

密封件承载件10和密封件11可以设计成使得密封件11在与隔离套管3接合时被赋能(energized)。隔离套管3的渐缩部段3a可以设计成有助于密封件11的赋能，并且因此提高了密封性能以及降低了安装过程期间密封件11与井口1的内部轮廓之间的接触风险。渐缩部段3a由此提供过渡轮廓，这将使密封件11逐渐扩张而不会在扩张期间损坏密封件11。该扩张使得能够进行更牢固的密封接合(更大的接触力)。

因此，根据上述实施方式，密封件承载件10可以通过工具借助于例如楔形锁被预安装到井口1上，其中，密封件承载件10的下接合面朝向套壳悬挂件5(或井口1中的另一部件)并且密封件承载件10的上接合面抵靠井口1的内部轮廓(在穿过通道4中)锁定。对于水下井口，该安装例如可以使用具有适合工具的ROV来实施。密封件11由此可以在不与井口的内径轮廓干涉的情况下、并且在具有较小的损坏密封件11的风险的情况下被牢固地安装。当安装隔离套管3时，密封件11将通过来自隔离套管3的外壁12的压力而扩张，并且密封件11将被赋能至正确的接触压力以使得阀树2与井口1之间能够实现牢固密封的布置结构。

因此，根据本文描述的实施方式，可以减少对落置操作的限制以及与落置操作相关联的风险。这可以有助于降低操作成本并减少用于安装的时间，以及提高井口完整性和安全性。

在所示的实施方式中，密封件承载件10由四个部分构成：下部分14、密封件11、支承环13和锁定单元6。这各个部分可以安装在一起(例如在安装之前预组装)，或者替代性地，一个或更多个部分可以顺序地安装在井口1的穿过通道4中。锁定单元6可以是密封件承载件10的一部分、或者可以不是密封件承载件10的一部分；该单元可以是单独的部分和/或该单元可以是隔离套管3的实施保持密封件承载件10的功能的一体部分。

密封件11可以由例如金属材料或聚合材料制成。适合的材料可以是例如HNBR、PEEK、青铜合金、钛、钛合金或其组合。密封件承载件10的其他部分可以由例如低合金钢、钛合金或钛制成。

在某些应用中，本发明的实施方式提供了在不必移除阀树2的情况下更换位于井口1与阀树2(隔离套管3)之间密封件11的可能性。这可能例如在水底布置结构、即具有水下井口1的水底布置结构中具有优点，因为阀树2可以不必被移回至表面来实施该操作。在这种情况下，人们可以例如使用ROV从井口1释放阀树2、将阀树2(向上和/或向一侧)提升一小段距离以及更换密封件承载件10。随后，阀树2可以被重新安装到井口1上。这明显减少了该操作所需的时间并且还可以允许密封件11的更频繁的更换来提高系统的安全性和完整性。

当术语“包括”和“包括有”及其变形在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和“包括有”及其变形意为包括特定的特征、步骤或整数。这些术语不应被解释为排除其他特征、步骤或部件的存在。

在前述说明书或上述权利要求或附图中公开的、以其特定形式表达的、或者根据用于执行所公开的功能的手段或用于获得所公开的结果的方法或过程所表达的特征在适当情况下可以是单独地或以此类特征的任何组合的方式以其各种形式被用于实现本发明。

本发明不限于本文中描述的实施方式；应须参照所附权利要求。