本發(fā)明涉及一種適用于浮式平臺測試的伸縮管，屬于石油勘探領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

浮式平臺的漂浮作業(yè)特性，使其作業(yè)管柱既會(huì)頻繁受到平臺上、下浮動(dòng)產(chǎn)生的拉升或壓縮力，也會(huì)受到橫向較小的剪切力；因而，其作業(yè)管串中需設(shè)置補(bǔ)償管柱收縮的工具，現(xiàn)有技術(shù)中，國內(nèi)外普遍采用圓心軸伸縮接頭、DST伸縮管或BH-C伸縮管。下面介紹三種現(xiàn)有伸縮功能的工具：

圓心軸伸縮接頭主要作用是補(bǔ)償鉆井浮船的上、下浮動(dòng)，保證在井下工具上坐放適量的重力，也可在陸上地層測試作業(yè)中，補(bǔ)償管柱由于溫度、壓力變化而引起的伸長和收縮，還可接于多流測試閥下端，為測試閥的開關(guān)提供自由行程。但是該結(jié)構(gòu)密封結(jié)構(gòu)過多，有失封風(fēng)險(xiǎn)，材質(zhì)不適合用于開放水域。

DST伸縮管用于傳遞扭矩和補(bǔ)償管柱由于溫度、壓力變化引起的伸長或收縮。在下井過程中，因銷釘?shù)淖饔枚３衷趬嚎s狀態(tài)，因內(nèi)壓或拉伸力作用剪斷銷釘后，DST伸縮管有2米的自由伸縮行程。DST伸縮管內(nèi)有花鍵的結(jié)構(gòu)，故可以傳遞扭矩。DST伸縮管用在封隔器以上，可以補(bǔ)償管柱由于溫度、壓力變化而引起的伸長或收縮；用在封隔器以下，可以緩沖射孔對管柱造成的沖擊，保證封隔器的可靠坐封。DST伸縮管在伸長時(shí)，內(nèi)腔容積會(huì)增大。缺點(diǎn)是強(qiáng)度較小，抗復(fù)雜環(huán)境能力較弱，同樣不適合頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)，材質(zhì)也不適合在開放水域使用，抗腐蝕能力差。

BH-C伸縮管是一款伸縮距可調(diào)、大通徑、密封性能可靠的井下作業(yè)配套工具，常安裝在封隔器上部，也可以放在管柱中間，用于補(bǔ)償管柱因壓力或溫度變化而引起的長度變化，廣泛用于酸化壓裂作業(yè)，與液壓坐封的封隔器配套使用。封隔器坐封后，管柱下端由封隔器錨定，作業(yè)中由于溫度、壓力變化而引起管柱收縮時(shí)，產(chǎn)生的拉力作用在BH-C伸縮管上，當(dāng)拉力超過剪切力時(shí)剪銷剪斷，BH-C伸縮管的心軸和外筒產(chǎn)生相對位移伸長，彌補(bǔ)管柱收縮量，后根據(jù)管柱的伸長收縮狀態(tài)，給予補(bǔ)償作用。缺點(diǎn)為：既有金屬件，又有非金屬件，在海水腐蝕環(huán)境中使用，容易造成腐蝕集中，且摩擦阻力大，安裝不方便。

開放水域(水深700-800m)隨海水深度的增加含氧量有所降低，同時(shí)溫度也較低，沒有過多海泥區(qū)的微生物腐蝕，但海水中含有大量以NaCl為主的鹽類，易于電離，富含Cl-，另外其導(dǎo)電率也很高，因此海水中金屬表面難以保持穩(wěn)定鈍態(tài)，易于發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以在此環(huán)境下伸縮工具的腐蝕類型主要為全面腐蝕、電偶腐蝕以及縫隙腐蝕。

綜上，開放水域作業(yè)面臨的主要海水腐蝕區(qū)域?yàn)槿g區(qū)，且現(xiàn)有的伸縮工具結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難以承受開放水域工作中來自浪花和暗流沖擊產(chǎn)生的徑向作用力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單且抗徑向力的適用于浮式平臺測試的伸縮管。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種適用于浮式平臺測試的伸縮管，其特征在于：包括外筒串和位于所述外筒串內(nèi)部的芯軸串；所述外筒串包括上接頭、花鍵外筒和密封短節(jié)，其中，所述花鍵外筒的上、下兩端均設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述上接頭的下端通過外螺紋與所述花鍵外筒的上端配合連接，所述密封短節(jié)的上端通過外螺紋與所述花鍵外筒的下端配合連接；所述芯軸串包括花鍵短節(jié)、扭力芯軸和下接頭，其中，所述扭力芯軸的上、下兩端均設(shè)置有外螺紋，所述花鍵短節(jié)的下端通過內(nèi)螺紋與所述扭力芯軸的上端配合連接，所述下接頭的上端通過內(nèi)螺紋與所述扭力芯軸的下端配合連接；所述花鍵短節(jié)可滑動(dòng)且不可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述花鍵外筒的內(nèi)側(cè)，并且所述上接頭的下端和所述密封短節(jié)的上端分別構(gòu)成所述花鍵短節(jié)上、下滑動(dòng)的極限位置限定結(jié)構(gòu)。

所述密封短節(jié)的下端通過螺紋連接有鎖緊帽，所述下接頭的上端設(shè)置有用于與所述鎖緊帽配合連接的外螺紋；所述鎖緊帽上設(shè)置頂絲孔。

在所述密封短節(jié)的內(nèi)壁靠近兩端處分別設(shè)置R型擦環(huán)。

所述扭力芯軸靠近所述花鍵短節(jié)的位置設(shè)置有排液孔。

在所述花鍵外筒的內(nèi)壁沿軸向開設(shè)有鍵槽，所述花鍵短節(jié)的外側(cè)布置有鍵齒。

所述上接頭、花鍵外筒、密封短節(jié)、花鍵短節(jié)、扭力芯軸和下接頭均進(jìn)行鍍鎳磷合金處理。

在所述上接頭與所述花鍵外筒之間、所述花鍵外筒與所述密封短節(jié)之間均設(shè)置有O型密封圈和支撐密封。

在所述密封短節(jié)的內(nèi)壁與所述扭力芯軸的外壁之間以及所述扭力芯軸與所述下接頭之間均設(shè)置有O型密封圈和支撐密封。

所述O型密封圈和支撐密封固定連接在所述密封短節(jié)的內(nèi)側(cè)。

所述下接頭的第二端向外設(shè)置有突出的錐形柱體，在其軸頸處設(shè)置有O型密封圈。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明整體由外筒串和芯軸串組成，結(jié)構(gòu)簡單且扭曲強(qiáng)度高。2、本發(fā)明中花鍵短節(jié)中的鍵齒可與花鍵外筒中的鍵槽相配合，得以傳遞大扭矩。3、本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)包括雙O圈密封和雙支撐密封，且密封部位少，失封風(fēng)險(xiǎn)低。4、本發(fā)明中密封短節(jié)兩端內(nèi)側(cè)均設(shè)置有R型擦環(huán)，因此在芯軸串滑動(dòng)過程中既對扭力芯軸起到扶正作用，又可刮除其表面雜物，減小扭力芯軸的磨損。5、本發(fā)明可根據(jù)使用情況在兩端配置相應(yīng)的上接頭和下接頭，其既可減弱浮船飄移產(chǎn)生的徑向作用力，又可減小扭力芯軸和密封件的磨損，降低失封風(fēng)險(xiǎn)。6、本發(fā)明具有的鎖定結(jié)構(gòu)，便于運(yùn)輸且不影響伸縮管的正常使用。7、本發(fā)明伸縮引起的內(nèi)腔容積變化通過液體在扭力芯軸和花鍵外筒的間隙間來回傳輸?shù)靡哉{(diào)整扭力芯軸的內(nèi)外壓，減小扭力芯軸變形的風(fēng)險(xiǎn)，提高使用性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的伸縮管壓縮狀態(tài)的整體半剖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的伸縮管伸縮狀態(tài)的整體半剖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的伸縮管A-A處的剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1～圖3所示，本發(fā)明包括外筒串和位于外筒串內(nèi)部的芯軸串。外筒串包括上接頭1、花鍵外筒2和密封短節(jié)3。其中，花鍵外筒2的上、下兩端均設(shè)置有內(nèi)螺紋。上接頭1的下端通過外螺紋與花鍵外筒2的上端配合連接。密封短節(jié)3的上端通過外螺紋與花鍵外筒2的下端配合連接。芯軸串包括花鍵短節(jié)4、扭力芯軸5和下接頭6。其中，扭力芯軸5的上、下兩端均設(shè)置有外螺紋?；ㄦI短節(jié)4的下端通過內(nèi)螺紋與扭力芯軸5的上端配合連接。下接頭6的上端通過內(nèi)螺紋與扭力芯軸5的下端配合連接?；ㄦI短節(jié)4可滑動(dòng)且不可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在花鍵外筒2的內(nèi)側(cè)，并且上接頭1的下端和密封短節(jié)3的上端分別構(gòu)成花鍵短節(jié)4上、下滑動(dòng)的極限位置限定結(jié)構(gòu)。

上述實(shí)施例中，密封短節(jié)3的下端通過螺紋連接有鎖緊帽7，下接頭6的上端設(shè)置有用于與鎖緊帽7配合連接的外螺紋。本發(fā)明在運(yùn)輸時(shí)，可通過鎖緊帽7將密封短節(jié)3和下接頭6連接，使得芯軸串和外筒串鎖定不具有伸縮功能。進(jìn)一步地，在鎖緊帽7上設(shè)置頂絲孔8，在工作狀態(tài)下，鎖緊帽7與下接頭6脫離并旋至密封短節(jié)3的下端，由頂絲孔8中的頂絲將其臨時(shí)固定在密封短節(jié)3上。

上述實(shí)施例中，在密封短節(jié)3的內(nèi)壁靠近兩端處分別設(shè)置R型擦環(huán)9，其可在扭力芯軸5滑動(dòng)過程中對其起到扶正作用，又可刮除雜物，減小扭力芯軸5的磨損，以延長其使用壽命。

上述實(shí)施例中，扭力芯軸5靠近花鍵短節(jié)4的位置設(shè)置有排液孔51。本發(fā)明在伸長時(shí)，內(nèi)腔容積會(huì)增大，圈閉在扭力芯軸5和花鍵外筒2間隙的流體會(huì)通過排液孔51流入扭力芯軸5內(nèi)部；而在壓縮時(shí)，流體又會(huì)從扭力芯軸5內(nèi)部通過排液孔51回流至扭力芯軸5和花鍵外筒2的間隙，使扭力芯軸5內(nèi)、外壓平衡，減小扭力芯軸5變形的風(fēng)險(xiǎn)，提高使用性能。

上述實(shí)施例中，在花鍵外筒2的內(nèi)壁沿軸向開設(shè)有鍵槽，花鍵短節(jié)4的外側(cè)布置有鍵齒，鍵齒與花鍵外筒2的鍵槽相互配合使得芯軸串傳動(dòng)扭矩到外筒串上且可伸縮滑動(dòng)。

上述實(shí)施例中，上接頭1、花鍵外筒2、密封短節(jié)3、花鍵短節(jié)4、扭力芯軸5和下接頭6均進(jìn)行鍍鎳磷合金處理。

上述實(shí)施例中，在上接頭1與花鍵外筒2之間、花鍵外筒2與密封短節(jié)3之間均設(shè)置有O型密封圈10和支撐密封11。

上述實(shí)施例中，在密封短節(jié)3內(nèi)壁與扭力芯軸5外壁之間以及扭力芯軸5與下接頭6之間均設(shè)置有O型密封圈12和支撐密封13，其中，O型密封圈12和支撐密封13固定連接在密封短節(jié)3的內(nèi)側(cè)。

上述實(shí)施例中，下接頭6的第二端向外設(shè)置有突出的錐形柱體，在其軸頸處設(shè)置有供密封的O型密封圈14。

本發(fā)明的工作原理如下：

本發(fā)明申請的伸縮管作為測試管柱的一部分，隨管柱一起入井，連接在封隔器以上，補(bǔ)償測試管柱由于溫度、壓力變化而引起的伸長或收縮。在深水測試作業(yè)中，海浪作用在半潛式鉆井船上，鉆井船發(fā)生位移，使得與鉆井船連接的隔水管套中的管柱受到徑向作用力，本發(fā)明中的上接頭和下接頭使得管柱與隔水套管之間的運(yùn)動(dòng)間隙變小，結(jié)構(gòu)緊湊得以更抗海浪沖擊。本伸縮管在下井時(shí)將鎖緊帽7旋轉(zhuǎn)至密封短節(jié)3根部并通過頂絲固定在密封短節(jié)3上，使鎖緊帽7不與下接頭6上的螺紋旋合，整個(gè)伸縮管伸開狀態(tài)下井。上接頭1帶動(dòng)外筒串運(yùn)動(dòng)，外筒串與芯軸串通過花鍵短節(jié)4中的鍵齒與花鍵外筒2中的鍵槽配合產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)使伸縮管達(dá)到伸縮的目的，同時(shí)外筒串和芯軸串還可以通過花鍵短節(jié)4中的鍵齒與花鍵外筒中的鍵槽傳遞扭矩，鍵齒和鍵槽的扭矩強(qiáng)度高，可以達(dá)到伸縮管扭矩強(qiáng)度的1.8倍，避免了花鍵擠壓變形而從鍵槽中滑落喪失傳遞扭矩的功能。

本發(fā)明僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置及其連接都是有所變化的，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個(gè)別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。