[发明专利]一种内外筒结构的水下井口应急解脱封井装置及方法

权利要求书

1.一种内外筒结构的水下井口应急解脱封井装置，其特征在于，包括连接在水下井口上的井口模块和连接在隔水管底部的隔水管底部模块；

其中，所述井口模块包括：

内密封筒(1)，用于形成流体通道；

应力短节母端(2)，包括中心筒体(21)和短节母扣(22)，所述中心筒体(21)的内外径与所述内密封筒(1)相同，且所述中心筒体(21)的上端与所述内密封筒(1)的下端连接，所述短节母扣(22)一体形成于所述中心筒体(21)的外周，且所述短节母扣(22)与所述中心筒体(21)之间形成环形腔室；

封井器(3)，连接于所述水下井口上且与所述中心筒体(21)的下端连接，用于在应急解脱动作启动时密封所述水下井口；

蓄能器(4)，若干所述蓄能器(4)撬装在所述应力短节母端(2)的外围，其内储存动力液；

两位单通阀(5)，若干所述两位单通阀(5)设置在所述短节母扣(22)与所述中心筒体(21)之间环形腔室内，且所述两位单通阀(5)通过管线分别连接所述蓄能器(4)和所述封井器(3)的关闭腔，用于控制所述蓄能器(4)与所述封井器(3)的关闭腔的联通和关断；

所述隔水管底部模块包括：

外密封筒(6)，可滑动地套设在所述内密封筒(1)的外部；

应力短节公端(7)，亦可滑动地套设在所述内密封筒(1)的外部，且所述应力短节公端(7)的上端与所述外密封筒(6)的下端连接，所述应力短节公端(7)的下部形成与所述应力短节母端(2)的短节母扣(22)相配合的短节公扣(71)，且所述短节公扣(71)的下端与所述两位单通阀(5)带压接触；

承留阀(8)，连接在所述应力短节公端(7)内部，且所述承留阀(8)上具有弹簧控制的常关密封阀板；

所述内密封筒(1)采用软管材料，所述应力短节母端(2)、外密封筒(6)和应力短节公端(7)均采用钢制结构。

2.根据权利要求1所述的水下井口应急解脱封井装置，其特征在于，在所述外 密封筒(6)的内壁上沿轴向间隔设置若干密封圈(9)，以使所述外密封筒(6)与所述内密封筒(1)之间形成可滑动地密封接触。

3.根据权利要求1所述的水下井口应急解脱封井装置，其特征在于，所述短节母扣(22)和短节公扣(71)均采用加厚的锥形结构设计，且在所述短节母扣(22)的内壁和短节公扣(71)的外壁上设置有相配合的定位台阶。

4.根据权利要求1所述的水下井口应急解脱封井装置，其特征在于，所述封井器(3)为剪切闸板或者剪切密封阀。

5.根据权利要求1所述的水下井口应急解脱封井装置，其特征在于，所述短节母扣(22)与所述短节公扣(71)之间通过剪切销钉(10)连接。

6.一种基于如权利要求1到5任一项所述装置的水下井口应急解脱封井方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)连接的步骤：通过隔水管下放隔水管底部模块，通过井口模块的内密封筒(1)，通过外部压力保持承留阀(8)的开启状态，内密封筒(1)通过承留阀(8)的常关密封板阀后，撤掉外部压力，由于内密封筒(1)的存在，承留阀(8)保持开启状态，向上通过隔水管联通井筒，建立循环通道；继续下放隔水管，一直到隔水管底部模块连接井口模块，到达应力短节母端(2)内部的定位台阶面，到位后插入剪切销钉(10)，同时隔水管及隔水管底部模块的重量压在两位单通阀(5)至关断的位置，利用ROV给蓄能器充压力液，以备关闭封井器；

2)剪切销钉启动封井的步骤：过提隔水管至剪切销钉(10)剪断，并继续上提直至应力短节公端(7)脱离两位单通阀(5)，压在两位单通阀(5)上的载荷消失，两位单通阀(5)的阀芯在弹簧作用下逐渐恢复到联通的位置，蓄能器(4)内的动力液通过两位单通阀(5)进入到封井器(3)的关闭腔，封井器(3)开始剪切封井；

3)上提关闭承留阀的步骤：继续上提隔水管，此时由于封井器(3)已经完成了剪切封井动作，上提直至内密封筒(1)通过承留阀(8)，由于没有内密封筒(1)的阻碍，承留阀(8)自动关闭，隔水管内的流体被密封在隔水管内；

4)上提完成解脱的步骤：继续上提隔水管，内密封筒(1)和外密封筒(6)完全脱离，至此完成了隔水管与水下井口的解脱，以实现对上部隔水管以及下部井筒内部流体的密封控制。