用于拋光井口密封表面的工具的制作方法

用于拋光井口密封表面的工具的制作方法
【專利摘要】一種用于拋光井口組件的密封表面的工具包括圓柱形工具本體，其具有基部部件和從基部部件延伸的管狀裙部部件(31)。沿周向間隔開的軸向槽(59)延伸穿過裙部部件且拋光帶交織穿過槽。
【專利說明】
用于拋光井口密封表面的工具
技術領域
[0001]本公開大體涉及用于修復井口組件的密封表面的工具，且尤其涉及帶有砂磨或拋光帶以精細地拋光井口組件的內部或外部密封表面的工具。
【背景技術】
[0002 ]常規井口組件的表面(包括標準井口、多筒(multibowl)井口、組合井口或吊架的表面)易受來自形成鉆柱組件、套管柱組件和延伸穿過這樣的井口組件的其他采油工具的部分的構件的損傷的影響。劃痕可損傷或惡化預期用于彈性材料、非彈性材料或金屬對金屬密封的密封區域。
[0003]盡管存在可用于清潔井口組件的內表面的若干工具，但是這些工具利用刀片、刮具、刷子或射流，用于從井口組件的內表面移除碎片。這些裝置中的刀片、刮具、刷子或射流將不提供實現使用彈性材料、非彈性材料或金屬對金屬密封構件的承壓密封所要求的恢復水平。相反，刀片、刮具、刷子或射流可在其移除碎片時自身引起對密封表面的額外擦傷和損傷。
[0004]用于拋光井口組件的內孔的當前方法包括移除防噴器(BOP)，以使手動拋光工具能夠到達受影響區域。通過移除Β0Ρ，井不再處于完全的井控制之下。而且，其花費顯著的時間來獲得移除BOP的允許、移除BOP且然后在拋光操作已經完成之后再次替換和再測試Β0Ρ。

【發明內容】

[0005]當前公開的實施例提供了一種工具，其可穿過BOP或其他井口設備且與密封區域相對地定位，且然后旋轉以清潔或拋光被損壞的區域。該工具可布置成拋光在井口的內部表面或諸如套管、套管吊架或未完成的管道的管狀部件的外部表面上的密封區域。該工具可使用充分細粒的砂磨帶或軟的拋光帶執行濕式或干式砂磨和拋光來達到密封表面上要求的光滑程度，以允許承壓密封的設置。
[0006]在本公開的一個實施例中，用于拋光井口組件的密封表面的工具包括帶有軸線的圓柱形工具本體。工具本體包括帶有第一端部和第二端部的基部部件。管狀裙部部件從基部部件的第二端部延伸。裙部部件具有側壁、連接到基部部件的基部端部和與基部端部相對的開放端部。多個軸向槽延伸穿過裙部部件的側壁，軸向槽圍繞裙部部件沿周向間隔開。拋光帶交織穿過裙部部件的軸向槽。
[0007]在當前公開的備選實施例中，用于拋光井口組件的密封表面的工具包括帶有軸線的圓柱形工具本體。工具本體具有帶有上端部和下端部的基部部件。基部部件具有從上端部朝下延伸的外螺紋。管狀裙部部件從基部部件的下端部延伸。裙部部件具有裙部內孔、側壁、連接到基部部件的上基部端部和與基部端部相對的下開放端部。多個軸向槽從裙部部件的開放端部朝基部端部延伸穿過裙部部件的側壁。軸向槽圍繞裙部部件沿周向間隔開。環狀拋光帶交織穿過裙部部件的軸向槽。拋光帶穿過一個軸向槽到裙部內孔中，且穿過相鄰軸向槽從裙部內孔出來。保持器位于拋光帶下方以用于將拋光帶保持在軸向槽中。
[0008]在本公開的另一備選實施例中，一種用于拋光井口組件的密封表面的方法包括提供帶有裙部部件的拋光工具，裙部部件具有側壁和延伸穿過側壁的多個軸向槽。軸向槽圍繞裙部部件沿周向間隔開。拋光帶交織穿過裙部部件的軸向槽，使得拋光帶的一些部分位于裙部部件內，且拋光帶的一些部分位于裙部部件的外部。將工具連接到鉆柱的端部且下降到井口中。旋轉鉆柱以使工具旋轉且拋光井口組件的密封表面。
【附圖說明】
[0009]已經陳述了本公開的特征和益處中的一些，當結合附圖進行描述時其他將變得顯而易見，在附圖中:
圖1是帶有位于井口內的當前公開的實施例的工具的截面視圖。
[0010]圖2是圖1的工具的裙部部件的截面視圖。
[0011]圖3是沒有拋光帶的圖1的工具的透視圖。
[0012]雖然將結合優選實施例描述本公開，但是將理解不意在使本公開限于該實施例。相反，意在覆蓋如可包括在由所附權利要求限定的本公開的精神和范圍內的全部備選、修改和等同物。
【具體實施方式】
[0013]現在將在下文中參考在其中示出實施例的附圖更全面地描述本公開的方法和系統。本公開的方法和系統可具有許多不同的形式，且不應當解釋為限于本文中闡述的圖示實施例;相反，提供了這些實施例以便本公開是徹底和完整的，且將完全地傳達其范圍給本領域技術人員。類似的附圖標記始終表示類似的元件。
[0014]還應當理解，本公開的范圍不限于示出和描述的結構、操作、確切材料或實施例的精確細節，因為修改和等同物將對本領域技術人員顯而易見。在附圖和說明書中，已經公開了說明性的實施例，且盡管采用了特定用語，但是其僅以一般和描述性的意義使用，且不用于限制目的。
[0015]參考圖1，井口組件11具有帶有中心井口孔15的井口13。吊架17或其他管狀部件可位于井口孔15中。吊架17可支撐井口 13內的套管或其他管。井口組件11還可包括在井口 13上方的采油樹(未示出)和連接到樹或井口 13的流管線19。井口組件11可在地面上或者可在海下。井口 13可為標準井口、多筒井口、組合井口或具有井口孔15的其他類型的井口。在其他實施例中，額外或備選的部件可處于井口孔15內，諸如套管或未完成的管道。
[0016]為了防止流體在井口13和吊架17之間流動，承壓密封(未示出)可設置在井口密封表面21和吊架密封表面22之間。井口密封表面21位于井口孔15的內表面上，且吊架密封表面22位于吊架17的外表面上。拋光工具23可用于在設置承壓密封之前拋光密封表面21、22。
[0017]拋光工具23具有帶有中心軸線27的圓柱形工具本體25。工具本體25包括基部部件29和裙部部件31。基部部件29是管狀形狀，其帶有基部內孔30、第一端部或上端部33和與上端部31相對的第二端部或下端部35。外螺紋37從基部部件29的外表面上的上端部31朝下延伸。基部內孔30具有基部內徑39，且基部部件29具有基部外徑41。
[0018]裙部部件31從基部部件29的下端部35朝下延伸。裙部部件31是帶有裙部內孔43的管狀形狀。裙部內孔43具有裙部內徑45。裙部部件31具有裙部外徑47。在圖1的實施例中，裙部內徑45大于基部內徑39，且裙部外徑47大于基部外徑41。裙部內徑45大小形成為允許吊架17的一部分在裙部內孔43內同心定位。位于基部部件29的下端部35處的面朝下的肩部49可接觸吊架17的上端部51，從而限制吊架17可定位在裙部內孔43內的距離。
[0019]裙部部件31具有連接到基部部件29的基部端部55和相對的開放端部57。裙部部件31具有在基部端部55和開放端部57之間延伸的側壁53。多個軸向槽59(圖2-圖3)從裙部部件31的開放端部57朝基部端部55—直延伸穿過側壁53。軸向槽59圍繞裙部部件31沿周向間隔開。拋光帶61交織穿過軸向槽59。拋光帶61的材料、磨粒尺寸和其他參數可基于對密封表面21、22的損傷的嚴重程度和性質選擇。拋光帶61可適用于濕式或干式拋光。拋光帶61是環狀部件，且取決于待拋光的密封表面21、22，可在其內表面、外表面或兩者上具有磨料、研磨劑或其他拋光材料62，如下文中將進一步論述的那樣。
[0020]轉到圖2，拋光帶61穿過軸向槽59中的一個到裙部內孔43中，然后穿過相鄰軸向槽59從裙部內孔43出來。該交織模式圍繞裙部部件31的圓周重復，導致拋光帶61的位于裙部部件31外的外部部分63和拋光帶61的位于裙部內孔43中的內部部分65。拋光帶61的周長大于裙部部件31的周長，以便拋光帶61寬松地適配在裙部部件31上。外部部分63從裙部部件31的外表面沿徑向朝外定位，從而限定在裙部部件31的外表面與拋光帶61的外部部分63之間的外部間隙64。類似地，內部部分65從裙部部件31的內表面沿徑向朝內定位，從而限定在裙部孔43的內表面與拋光帶61的內部部分65之間的內部間隙66。拋光帶61可為預成型的連續環狀帶，其大小形成為適配裙部部件31。作為備選，拋光帶61可為切割以適配的材料長度，其中拋光帶61的端部通過粘合劑、機械接頭或其他公知裝置緊固在一起。
[0021]轉到圖1，保持器67定位成接近裙部部件31的開放端部57，用于將拋光帶61保持在軸向槽59中。保持器67不徑向限制拋光帶61，而是接合拋光帶61的下部側來限制拋光帶61的軸向移動，以便拋光帶61不從軸向槽59的底部端部掉落出來。在圖1的實施例中，保持器67是位于周向凹部69內的扣環，周向凹部69位于拋光帶61的下部側下方。周向凹部69形成在裙部內孔43的內部表面上。在備選實施例中，保持器67可位于裙部部件31的外部表面上，或可為鎖定環或帽螺紋或者本領域中的其他公知裝置。在圖1的實施例中，軸向槽59完全地延伸到裙部部件31的底部邊緣。在其他備選實施例中，軸向槽59可在裙部部件31的底部邊緣上方開始。在這樣的實施例中，拋光帶61的端部在交織穿過軸向槽59之后緊固在一起，且保持器67可包括在每個軸向槽59正下方的裙部部件31的一部分。
[0022]在圖1的實施例中，拋光工具23具有接合器71，其鄰近基部部件29的基部上端部33定位，用于將工具本體25連接到鉆柱73。接合器71是管狀部件，其帶有位于上部或鉆柱區域75處的內螺紋74和位于下部或工具區域77處的內螺紋76。工具區域77中的內螺紋76與基部外螺紋37配合，以將接合器71連接到基部部件29。在理想的實施例中，內螺紋76和基部外螺紋37是右旋螺紋，以便基部部件29相對于接合器71向右轉以將內螺紋76配合到基部外螺紋37。鉆柱區域75處的內螺紋74與鉆柱73的外螺紋配合。在備選實施例中，工具本體25可在不使用接合器71的情況下直接連接到鉆柱73。盡管工具本體25和鉆柱73之間的連接示出為螺紋連接，但是還可利用本領域中公知的備選裝置。
[0023]在操作中，作為示例，當操作員希望拋光井口組件11的密封表面(諸如井口密封表面21或吊架密封表面22)時，操作員選擇適當的拋光帶61且使拋光帶61交織穿過拋光工具23的軸向槽59。保持器67緊固到拋光工具23，以將拋光帶61在軸向槽59中保持就位。工具本體25然后連接到鉆柱73的端部。這可通過將工具區域77中的內螺紋76與基部外螺紋37匹配以將接合器71連接到基部部件29，然后將鉆柱區域75處的內螺紋74與鉆柱73中的外螺紋匹配來完成。鉆柱73然后通過BOP和井口組件11上方的任何其他井控制或其他設備降低，且進入井口 13中。拋光工具23大小形成為允許其傳送到井口 13中，而不必移除BOP或位于密封表面21、22上方的其他裝置。
[0024]如果操作員期望拋光井口組件13的內部表面，諸如井口密封表面21，則鉆柱73下降到拋光帶61鄰近井口密封表面21為止。在該實施例中，至少拋光帶61的外部表面包括拋光材料62。鉆柱73然后可旋轉以使拋光工具23旋轉，且拋光帶61的外部部分63將拋光井口密封表面21。如果操作員期望拋光井口組件11的外部表面，諸如吊架密封表面22，則鉆柱73下降到吊架17的一部分在裙部內孔43內同心定位且拋光帶61鄰近吊架密封表面22為止。在這樣的實施例中，至少拋光帶61的內部表面包括拋光材料62。鉆柱73然后可旋轉以使拋光工具23旋轉，且拋光帶61的內部部分65將拋光吊架密封表面22。如果操作員期望同時拋光內部密封表面21和外部密封表面22，則拋光帶61的外部表面和內部表面都將包括拋光材料
62ο
[0025]裙部部件31大小形成為使得其將容易地適配在井口孔15內，且裙部內孔43大小形成為使得吊架17的一部分可容易地適配在裙部內孔43內。拋光工具23將具有用于井口組件11內的微小徑向移動的空間，且拋光帶61可在其旋轉時振動或擺動以沿著密封表面21、22彈跳，以輕柔地拋光密封表面21、22而不施加過多的徑向力至密封表面21、22。此外，軸向槽59允許裙部部件31的側壁53在軸向槽59的區域中彎曲。裙部部件31的大小、裙部部件31的柔性和拋光帶61與裙部部件31之間的間隙64、66，連同拋光帶61自身的彈性，單獨地和在組合時，減少過多的徑向力施加至井口密封表面21、22的可能性。這將允許拋光工具23將密封表面21、22拋光到實現承壓密封的設置所要求的光滑程度，同時減少拋光工具23可能對密封表面21、22引起進一步損傷的可能性。
[0026]因此，本文中所述的本公開良好地適于執行目的，且達到所提及的目標和優點，以及其中固有的其他事項。雖然本公開目前優選的實施例已經給定用于公開的目的，但是在步驟的細節中存在許多改變以用于實現期望的結果。這些和其他類似的修改將容易使其被本領域技術人員想到，且意在包含在本文中公開的本公開的精神和所附權利要求的范圍內。
【主權項】
1.一種用于拋光井口組件的密封表面的工具，包括: 帶有軸線的圓柱形工具本體，所述工具本體包括: 帶有第一端部和第二端部的基部部件； 從所述基部部件的第二端部延伸的管狀裙部部件，所述裙部部件具有側壁、連接到所述基部部件的基部端部和與所述基部端部相對的開放端部；以及 延伸穿過所述裙部部件的側壁的多個軸向槽，所述軸向槽圍繞所述裙部部件沿周向間隔開；以及 交織穿過所述裙部部件的軸向槽的拋光帶。2.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具還包括保持器，其與所述拋光帶的下部側接合以用于將所述拋光帶保持在所述軸向槽中。3.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，所述管狀裙部部件具有形成在所述拋光帶的下部側下方的內部表面上的周向凹部，并且其中，所述工具還包括位于所述凹部內以用于將所述拋光帶保持在所述軸向槽中的扣環。4.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具還包括連接到所述基部部件的第一端部的接合器，所述接合器具有在鉆柱區域處的內螺紋以用于與鉆柱的外螺紋選擇性地匹配。5.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，所述軸向槽延伸到所述裙部部件的開放端部。6.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，所述裙部部件具有裙部內孔，且所述拋光帶穿過所述多個軸向槽中的一個到所述裙部內孔內，且穿過相鄰軸向槽從所述裙部內孔出來。7.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，所述拋光帶具有位于所述裙部部件外的外部部分以用于選擇性地拋光所述井口組件的內部表面。8.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，所述裙部部件具有裙部內孔且所述拋光帶具有位于所述裙部內孔中的內部部分以用于選擇性地拋光所述井口組件的外部表面。9.根據權利要求1所述的工具，其特征在于: 所述基部部件具有基部外徑和帶有基部內徑的基部內孔； 所述裙部部件具有裙部外徑、帶有裙部內徑的裙部內孔;并且 所述裙部外徑大于所述基部外徑，且所述裙部內徑大于所述基部內徑。10.根據權利要求1所述的工具，其特征在于，所述拋光帶包括多個外部部分和多個內部部分，所述多個外部部分從所述裙部部件的外表面沿徑向朝外定位，從而限定在所述裙部部件的外表面與所述拋光帶的外部部分之間的外部間隙;且所述多個內部部分從所述裙部部件的內表面沿徑向朝內定位，從而限定在所述裙部部件的內表面與所述拋光帶的內部部分之間的內部間隙。11.一種用于拋光井口組件的密封表面的工具，包括: 帶有軸線的圓柱形工具本體，所述工具本體包括: 帶有上端部和下端部的基部部件，所述基部部件具有從所述上端部朝下延伸的外螺紋； 從所述基部部件的下端部延伸的管狀裙部部件，所述裙部部件具有裙部內孔、側壁、連接到所述基部部件的上基部端部和與所述基部端部相對的下開放端部；以及 從所述裙部部件的開放端部朝基部端部延伸穿過所述裙部部件的側壁的多個軸向槽，所述軸向槽圍繞所述裙部部件沿周向間隔開； 交織穿過所述裙部部件的軸向槽的環狀拋光帶，所述拋光帶穿過一個軸向槽到所述裙部內孔中，且穿過相鄰軸向槽從所述裙部內孔出來;以及 位于所述拋光帶下方以用于將所述拋光帶保持在所述軸向槽中的保持器。12.根據權利要求11所述的工具，其特征在于，所述拋光帶包括多個外部部分和多個內部部分，所述多個外部部分從所述裙部部件的外表面沿徑向朝外定位，從而限定在所述裙部部件的外表面與所述拋光帶的外部部分之間的外部間隙;且所述多個內部部分從所述裙部部件的內表面沿徑向朝內定位，從而限定在所述裙部內孔的內表面與所述拋光帶的內部部分之間的內部間隙。13.根據權利要求11所述的工具，其特征在于，所述拋光帶具有內部表面和外部表面，以及位于所述內部表面和所述外部表面兩者上的研磨材料。14.根據權利要求11所述的工具，其特征在于，所述拋光帶具有位于所述裙部部件外的外部部分以用于選擇性地拋光所述井口組件的內部表面。15.根據權利要求11所述的工具，其特征在于，所述拋光帶具有位于所述裙部內孔中的內部部分以用于選擇性地拋光所述井口組件的外部表面。16.一種用于拋光井口組件的密封表面的方法，包括: (a)提供帶有裙部部件的拋光工具，所述裙部部件具有側壁和延伸穿過所述側壁的多個軸向槽，所述軸向槽圍繞所述裙部部件沿周向間隔開； (b)使拋光帶交織穿過所述裙部部件的軸向槽，使得所述拋光帶的一些部分位于所述裙部部件內且所述拋光帶的一些部分位于所述裙部部件的外部； (c)將所述工具連接到鉆柱的端部，且將所述工具下降到所述井口組件中；以及 (d)旋轉所述鉆柱以使所述工具旋轉，且拋光所述井口組件的密封表面。17.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括使所述拋光帶交織穿過所述多個軸向槽中的一個到所述裙部部件中，且穿過所述多個軸向槽中的相鄰軸向槽從所述裙部部件出來。18.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，步驟(b)包括使所述拋光帶交織穿過所述裙部部件的軸向槽，使得所述拋光帶的位于所述裙部部件內的部分從所述裙部部件的內表面沿徑向朝內定位，從而限定在所述拋光帶與所述裙部部件之間的內部間隙；且所述拋光帶的位于所述裙部部件的外部的部分從所述裙部部件的外表面沿徑向朝外定位，從而限定在所述拋光帶和所述裙部部件之間的外部間隙。19.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，拋光所述井口組件的密封表面的步驟包括拋光所述井口組件的內部表面。20.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，將所述工具下降到井口中的步驟包括將管狀部件的一部分同心地定位在所述裙部內孔內，且拋光所述井口組件的密封表面的步驟包括拋光所述管狀部件的外部表面。
【文檔編號】B24B5/40GK105848829SQ201480060835
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年10月21日
【發明人】N.A.蒙朱爾, E.A.博拉克, A.B.赫爾文斯頓
【申請人】通用電氣石油和天然氣壓力控制有限公司