[发明专利]一种深水油气完井作业管柱解脱封堵剪切一体化装置

说明书

本发明公开了一种深水油气完井作业管柱解脱封堵剪切一体化装置，该装置主要由解脱器与封堵剪切装置两部分组成，其中解脱器由C形环连接机构、机械解锁机构、环空加压解锁机构组成；封堵剪切装置由阀芯驱动机构组成。所述解脱器与封堵剪切装置内设液压油通道，用来控制装置的解脱、封堵和剪切。遇紧急情况时本发明可快速封堵高压油气、解脱油气管柱。本发明采用一种C形环锁紧方式，提高了连接的可靠性和解脱响应速度，解决了连接易失效、易自锁的问题；解脱器采用液压控制解脱，有多重解脱失效保护机制；封堵剪切装置采用单球阀滚珠结构，有效地减小了阀芯与阀座的摩擦力，避免了阀芯的磨损；可更换刃口阀芯结构提高了剪切性能和密封可靠性。

技术领域

本发明涉及一种深水油气完井作业管柱解脱封堵剪切一体化装置，属于海洋油气开发领域。

背景技术

在进行深水油气开发时，深水油气完井作业是其中一个必不可少的环节，在进行完井测试、中途测试、储层清洗、井筒排液替喷、水下完井安装以及其他修井作业时，若遭遇恶劣海况，如台风、潮汐、海啸等，要求立即停止作业、封堵住高压流体，并迅速断开深水作业管柱，保证作业管柱安全，使平台或钻井船能快速撤离，以确保平台、工作人员和设备的安全。如果没能及时安全撤离，可能发生测试平台沉没等严重安全事故，威胁到工作人员的生命安全，导致巨大的设备及经济损失，并且会造成油气泄漏对海洋环境造成严重污染。所以需要一种解脱封堵装置来封堵住管柱内的高压油气、解脱作业管柱，以保证工作人员和设备安全的撤离。

现有解脱封堵装置的缺点如下

（1）当前深水油气完井作业中所用深水油气完井作业管柱封堵装置，其解脱器锁紧方式结构复杂、连接不可靠，容易出现解脱响应速度慢、解锁失效和自锁的问题；

（2）目前解脱器无解脱失效保护机制，发生液压解锁失效时管柱无法解脱，使平台或钻井船不能快速撤离；

（3）国外封堵剪切装置产品采用双球阀，响应时间较慢，阀芯转动时阀芯与阀座之间直接刚性接触，因此阀芯和阀座之间会发生剧烈的磨损，从而造成阀芯密封端盖面的磨损、影响密封性能，且液压能转化为球阀转矩的效率低、消耗功率大和阀芯启动初始摩擦力大的缺点;

（4）目前阀芯刃口和阀芯本体一体成型，刃口强度低、易缺损，刃口处容易发生切屑堆积,无法排出，造成阀芯转动时切屑刮伤密封面从而影响密封性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有深水油气开发封堵工具中所存在的问题及需求，提出一种深水油气完井作业管柱解脱封堵剪切一体化装置，解决了解脱响应速度慢和解脱易失效的问题，解决了深水作业管柱解脱时的液压控制解脱失效问题，解决了阀芯和阀座之间剧烈的磨损和液压能转化为球阀转矩的效率低的问题，解决了刃口处发生切屑堆积无法排出从而影响密封性能的问题，并且具有重新连接作业管柱的功能。