用于连续循环钻出井眼的设备.pdf

一种用于连续循环钻井的设备包括管状主体，所述管状主体具有侧通道、控制通道和沿着所述管状主体的纵轴从所述管状主体的第一端延伸到所述管状主体的第二端的主通道，所述侧通道和所述控制通道两者延伸通过所述管状主体进入所述主通道中，所述管状主体容纳有阀组件，所述阀组件能操作成当所述侧通道打开时闭合所述主通道并且当所述主通道打开时闭合所述侧通道，所述组件进一步包括能操作以夹紧在所述管状主体周围的液压连接器，所述连接器包括具有内表面的壳体，所述内表面设置有第一沟槽和第二沟槽，当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围时，所述第一沟槽和第二沟槽各形成一渠道，所述渠道在所述管状主体的外部周围延伸成连续环，至少一个通道从所述壳体的外表面延伸通过所述壳体进入每个渠道中，其中，所述管状主体进一步设置有在所述主体的外表面周围延伸的两个沟槽，使得当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围时，所述连接器壳体与所述沟槽接合，所述沟槽由此限制所述连接器相对于所述管状主体的纵向移动，并且所述侧通道和所述控制通道各自将所述主通道与由所述连接器形成的所述渠道之一连接。

1.  一种用于连续循环钻井的设备，该设备包括管状主体，所述管状主体具有侧 通道、控制通道和沿着所述管状主体的纵轴从所述管状主体的第一端延伸到所述管状 主体的第二端的主通道，所述侧通道和所述控制通道两者延伸通过所述管状主体进入 所述主通道中，所述管状主体容纳有阀组件，所述阀组件能操作成当所述侧通道打开 时闭合所述主通道并且当所述主通道打开时闭合所述侧通道，所述组件进一步包括能 操作以夹紧在所述管状主体周围的液压连接器，所述连接器包括具有内表面的壳体， 所述内表面设置有第一沟槽和第二沟槽，当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围 时，所述第一沟槽和第二沟槽各形成一渠道，所述渠道在所述管状主体的外部周围延 伸成连续环，至少一个通道从所述壳体的外表面延伸通过所述壳体进入每个渠道中， 其中，所述管状主体进一步设置有在所述主体的外表面周围延伸的至少一个沟槽，使 得当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围时，所述连接器的所述壳体与所述沟槽接 合，所述沟槽由此限制所述连接器相对于所述管状主体的纵向移动，并且所述侧通道 和所述控制通道各自将所述主通道与由所述连接器形成的所述渠道之一连接。

2.  根据权利要求1所述的设备，其中，所述沟槽在所述管状主体的整个圆周周 围延伸成环。

3.  根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述阀组件包括旋转式阀构件，所 述旋转式阀构件能够旋转以打开或闭合所述管状主体中的所述主通道。

4.  根据权利要求1、2或3所述的设备，其中，所述阀组件包括滑动套筒，所述 滑动套筒位于所述管状主体的所述主通道中并且能够通过将加压流体供给到所述控 制端口而大致平行于所述管状主体的纵轴移动，所述滑动套筒连接到所述旋转式阀构 件，使得所述滑动套筒这样的纵向移动导致所述旋转式阀构件旋转。

5.  根据权利要求4所述的设备，其中，在该纵向移动期间，所述滑动套筒从第 一位置和第二位置进行移动，在所述第一位置，所述滑动套筒闭合所述管状主体中的 所述侧通道，在所述第二位置，所述侧通道是打开的。

6.  根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述设备进一步设置有密封 元件，当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围时，所述密封元件在所述连接器和所 述管状主体之间形成基本流密密封。

7.  根据权利要求6所述的设备，其中，所述密封元件形成至少三个密封件，每 个密封件在所述管状主体周围形成连续环，第一密封件位于所述管状主体的所述第一 端和所述控制通道之间，第二密封件位于所述控制通道和所述侧通道之间，并且第三 密封件位于所述侧通道和所述管状主体的所述第二端之间。

8.  根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述管状主体设置有延伸通 过所述管状主体进入所述主通道中的另一控制通道，并且所述连接器的所述内表面能 设置有第三沟槽，当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围时，所述第三沟槽形成第 三渠道，所述第三渠道在所述管状主体的外部周围延伸成连续环。

9.  根据权利要求8所述的设备，其中，密封元件被设置成形成至少四个密封件， 每个密封件在所述管状主体周围形成连续环，第一密封件位于所述管状主体的所述第 一端和所述第一控制通道之间，第二密封件位于所述第一控制通道和所述第二控制通 道之间，第三密封件位于所述第二控制通道和所述侧通道之间，并且第四密封件位于 所述侧通道和所述管状主体的所述第二端之间。

10.  根据权利要求6至9中任一项所述的设备，其中，所述密封元件包括至少一 个密封插件，所述至少一个密封插件给所述连接器的所述内表面中的所述沟槽之一作 内衬。

11.  根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述连接器的所述壳体包括 三个区段，所述三个区段中的前两个区段被可枢转地安装在第三区段上。

12.  根据权利要求11所述的设备，其中，所述壳体的所述区段各设置有密封表 面，当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围时，所述密封表面与相邻壳体区段的密 封表面接合，以确保相邻壳体区段之间的基本流密密封。

13.  根据权利要求11或12所述的设备，其中，所述连接器设置有致动器，所述 致动器用于相对于所述壳体的所述第三区段枢转所述壳体的所述前两个区段。

14.  根据权利要求13所述的设备，其中，所述致动器包括液压操作的活塞和缸。

15.  一种用于连续循环钻井的设备，该设备包括管状主体，所述管状主体具有侧 通道、控制通道和沿着所述管状主体的纵轴从所述管状主体的第一端延伸到所述管状 主体的第二端的主通道，所述侧通道和所述控制通道两者延伸通过所述管状主体进入 述主通道中，所述管状主体容纳有阀组件，所述阀组件能操作成当所述侧通道打开时 闭合所述主通道并且当所述主通道打开时闭合所述侧通道，所述组件进一步包括能操 作以夹紧在所述管状主体周围的液压连接器，所述连接器包括具有内表面的壳体，所 述内表面设置有第一沟槽和第二沟槽，当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围时， 所述第一沟槽和第二沟槽各形成一渠道，所述渠道在所述管状主体的外部周围延伸成 连续环，至少一个通道从所述壳体的外表面延伸通过所述壳体进入每个渠道中，其中， 所述连接器的所述壳体包括三个区段，所述三个区段中的前两个区段被可枢转地安装 在第三区段上。

16.  根据权利要求15所述的设备，该设备具有在权利要求1至14中任一项中阐 述的任何特征。

17.  基本如前文中描述的和/或如附图中阐述的设备。

18.  前文中描述的和/或附图中阐述的任何新颖特征或特征结合。

用于连续循环钻出井眼的设备
技术领域
本发明涉及一种用于连续循环钻出井眼的设备，特别涉及一种用于将液压线连接 到钻柱中的侧端口的液压连接器和接头组件。
背景技术
地下钻井通常涉及从地表旋转钻头或使管状钻柱(tubular drill string)远端处的 井下电机上的钻头旋转。它涉及向下泵送流体到管状钻柱内侧，通过钻头，并且经由 钻孔/管柱之间被称为环空的钻井空间连续地循环该流体回到地表。该泵送机构由连 接到歧管的容积式泵提供，歧管连接到钻柱，并且进入钻柱的流量取决于这些泵的速 度。钻柱包括具有端对端连接的管柱接头的区段，并且各区段的对应外径取决于被钻 出的钻孔的几何结构及该区段对井眼流体液压的影响。钻柱各端由具有接头(该接头 位于区段的两端，被称作钻具接头)的较厚材料较大直径区段连接。
钻具接头提供高强度、高压力的螺纹连接，螺纹连接要足够强大以在钻井严苛条 件以及无数次拧紧和松开钻杆连接之下得以存留。具有钻具接头的大直径区段提供低 应力区，在该低应力区，钻机管钳(rig pipe tongs)用于抓握钻杆以构成或分开钻杆 的两个分离区段的连接。
泥浆利用泥浆泵沿钻柱泵送，该泥浆循环通过钻头，并且经由环空返回至地表。 对于海底井眼，称为套管的管柱从钻机延伸到存在于洋底上海底水平处的井眼顶部。 它为钻柱和从井眼发出的流体提供连续路径。事实上，套管使井眼从海底延伸到钻机， 并且环空还包括钻柱外径和套管之间的环形空间。
整个钻柱和钻头使用旋转台进行旋转，或者使用安装在钻杆顶部的称为顶部驱动 装置的地上电机进行旋转。
钻头沿途穿过地下地层的各层，直到它到达目标矿床——包含处于一定温度和压 力下的碳氢化合物的岩体。这些碳氢化合物包含在岩体的孔隙空间内(即空隙)，并 且可以包含水、石油和气体组分——这被称为储层。由于上面岩体各层的负担过重的 力，这些储层流体以被称为孔压的已知或未知的压力被包含并困在孔隙空间内。这些 储层流体的计划外入流在本领域是熟知的，并且被称为地层涌入或井涌且一般称作井 控事故或事件。
给定密度的流体填充被钻出的钻孔的环空并在其中循环。该钻井流体/泥浆的目 的是润滑、承载被钻出的岩屑到达地表，冷却钻头，并供电给井下电机和其它工具。 泥浆是非常宽泛的术语并且在该上下文中用于描述任何流体或流体混合物，涵盖从空 气、氮、空气或氮中的雾化流体、具有空气或氮的发泡流体、加气或硝化流体到具有 固体颗粒的石油和水的比重较大混合物的宽泛范围。最重要的是，该流体及其所得到 的静水压力——它根据其给定密度和总竖直高度/深度施加在钻孔底部的压力——防 止本文中描述的储层流体以其现有孔压进入被钻出的环空。钻井流体还必须施加小于 地层破裂压力的压力，其中流体将由于井眼压力超过地层水平应力而受迫进入岩体。
由钻井流体静水压力施加的井底压力(BHP)是防止地层涌入的主要障碍。BHP 可以表达成静态BHP或动态/循环BHP。静态BHP涉及当泥浆泵未操作时的BHP值。 动态或循环BHP指的是当在钻井或循环期间泵处于操作状态时的BHP值。
当量循环密度(ECD)是表示为仅在钻井流体循环时发生压力增加的井底压力增 加(BHP)。该压力不同于静水压力，因为ECD计算和值反映从流体离开井眼底部钻 头的点随之向上流过环空而到达地表的环空总摩擦损失。当钻井流体未被泵送通过系 统时，ECD可以引起井底压力从略微到显著高于井底压力而变化。ECD在根据BHP 计算ECD的意义上而言与循环或钻井BHP相关。ECD直接相关于沿着井眼整个长 度发生的摩擦损失。
随着钻井的进行，钻杆必须连接到现有钻柱以钻得更深。常规而言，这涉及流体 循环的完全关闭，这样随着顶部驱动装置的断开，钻杆可以连接到合适的位置。一旦 连接完成，循环就被重建——过程可能需要多达2分钟或更长时间，这使环空处于静 态下。在钻井工艺中间停止泥浆流动是耗时且成问题的，出于多种原因，比如由于泵 停止并且因固体沉淀出静态钻井流体而卡住钻杆时井底部ECD和BHP的降低而引发 井涌。
在更深更复杂的井眼中，被称为HPHT或超HPHT(高压高温)井，从300℉(149 ℃)到400℉(200℃)范围的井底温度以及从10,000到20,000psi范围的孔压(以 及超出此范围)是可能的。在这些环境下，在钻柱和环空内对钻井流体连续流动的任 何中断将在静态周期期间引起环空内钻井流体特性的大变动。在静态周期期间，高温 改变钻井流体的密度和粘度特性，引起重新开始循环时整个环空和钻杆的ECD变化， 这可以引发井涌。这也将改变最初的循环压力并且掩盖可能是地层相关的系统中的任 何压力改变。另外地，通过停止循环而与这些井产生连接，由于极高的井底压力，存 在由于一旦泵停止且循环停止使ECD和BHP降低而发生井涌的高水平风险。
已经设计了和实施了方法，以便于通过提供通常在钻柱每个区段中的侧通道而连 续地泵送泥浆通过钻柱。这意味着泥浆可以经由侧通道被泵送到钻柱中，同时钻柱的 顶部闭合——顶部驱动装置可以断开，并且在保持循环的同时连接钻柱的新区段。
在公开于US2158356的一个这样的系统中，在钻柱每个区段的顶部，提供了使 用塞子闭合的侧通道，以及在第一位置和第二位置之间枢转的阀构件，在第一位置， 侧通道闭合，同时钻柱的主轴向通道打开；在第二位置，侧通道打开，同时主上轴向 通道闭合。在钻井期间，阀保留在第一位置，但当钻柱的长度增加时，塞子从侧通道 移除，并且从泵延伸的软管连接到侧通道，软管中的阀被打开，从而开始经由侧通道 将泥浆泵送到钻柱中。然后闭合位于主软管中的从泵到钻柱顶部的阀，并且侧通道处 的泥浆压力导致阀构件从第一位置移动到第二位置，因而闭合钻柱的主通道。
然后断开主软管，管材的新区段安装在钻柱上，并且主软管连接到新区段的顶部。 位于主软管中的阀被打开，从而重新开始将泥浆泵送到钻柱的顶部，并且在软管中通 向侧通道的阀被闭合。进入钻柱顶部的所得到的泥浆压力导致阀构件返回到其第一位 置，这允许软管从侧通道移除，泥浆基本没有从钻柱泄漏。
该工艺一般被称为连续循环钻井。
在公开于WO 2010/046653 A2和PCT/GB2010/050571的另一系统中，描述了用 于实现连续循环的改进设计。阀构件安装在钻杆的主孔中，并且与钻杆的内壁接合。 在该构造中，由孔缝和接近钻杆主孔大小的内部孔大小构成的内部套筒将安装在钻杆 的主孔中。当套筒旋转并与钻杆壁中的侧端口/孔对准时，套筒的孔缝将提供流动孔 口。当套筒内的孔缝与侧端口孔对准时，这是“打开”位置并且许可流过侧孔而进入 钻杆的主孔。在套筒旋转到“闭合”位置的情况下，孔缝将与钻杆主体对准，并且将 防止流入钻杆主孔的侧端口。使用在钻杆外部表面处手动完成的外部枢转运动经由内 部啮合凸轮和齿轮组件来执行内部套筒的旋转，由此允许套筒在打开位置和闭合位置 之间枢转。内部套筒经由该机械组件在固定的钻杆内同心旋转。
可替代地，阀构件位于钻杆的侧端口中，在侧孔内的各种可能位置。在该构造中， 利用弹簧组件，弹簧组件安装在侧端口内并由流体压力致动，并且固定到侧孔的内壁 内。在其固定的闭合位置，弹簧张力会将阀构件安置到侧端口内，并且钻井期间的主 孔钻杆流体压力将强加力使阀构件抵着基座——流动将不被许可。当将流体压力引入 到设备的侧孔中时，压力将累积，直到它等于或大于主孔钻杆压力，并且弹簧压缩— —阀构件受迫而远离基座，然后流动被许可通过侧端口并进入钻杆的主孔。
用于该系统的连接器通过将连接器机械地锁定到接头的侧端口而输送流体以供 给到侧端口。在连接器主体的两“自由”端之一上，附接了高压力泥浆软管，其连接 到管道网络，管道网络由泥浆泵供给以将流体输送到连接器组件。连接器组件的另一 “自由”端由钻杆连接器主体组成，钻杆连接器主体由一系列逐步缩减的轮廓构成， 被称为卡口型形成件。在它插入位于接头侧端口中的阀插件时，这将机械地锁定连接 器组件到合适的位置。侧端口阀的内部轮廓渐缩以容纳钻杆连接器主体的卡口形成 件，并且其廓形由在其外部边缘(即朝向接头的外部边缘)附近的一系列唇形成件组 成。唇轮廓的目的是将一系列卡口形成件接合并锁定在钻杆连接器主体上，位于阀插 件唇形成件内的合适位置。
为了将连接器组件附接至钻杆/接头的侧端口，卡口形成件插入连续循环接头的 侧端口孔的内部轮廓。连接器组件的手柄用于旋转钻杆连接器主体使之与阀插件的唇 形成件对准，使得卡口轮廓在这些唇的空间之间进行滑动。卡口向内移动，直到它到 达阀插件中的“不通过”肩部–在该点，手柄用于在阀插件的唇形成件内旋转并接 合卡口轮廓。销组件闩锁卡口，从而提供机械止动，这将防止钻杆连接器主体被移除。 连接器组件的被称为扭矩轮的附加机构经由另一外部手柄转动，以将一系列锁定销从 连接器组件朝向阀插件向内推动。这些销锁定到侧端口中的锁定孔内的合适位置，固 定整个连接器组件并且防止钻杆连接器主体在阀插件内的旋转。
通过侧端口的流动和流体压力是由在内部存在于连接器内的阀致动器杆启动的， 并且这由操作者手动操作以将阀构件移动到其打开位置。
上文所有系统的接合连接器和建立连续循环的过程由操作者手动执行，并且因此 承载着固有操作风险。操作者暴露于高压线、大量的流体流动、以及因手动处理重型 装备的潜在身体伤害。
另外地，利用上述系统，如果任何计划外或意外的钻柱旋转发生，则连接器组件 和连接到高压流体输送系统的软管将在钻机地板上形成鞭打动作并且暴露于过大的 扭矩力。随着该软管的分裂，在连接器流体输送系统中可能出现破裂或失效，这可能 使人员暴露于高压高流量钻井流体。利用这些连续循环连接器和接头设计在陆基钻井 操作中已经发生这样的事件。
用在连续循环中的接头和液压连接器设备已经公开在专利申请WO 2011/159983 (PCT/US2011/040829)和US 2011/0308860中。在该系统中，接头中的阀可借助经 由连接器供给到接头的液压流体来远程操作。
专利申请号PCT/GB2011/052579也描述了在指定用于离岸钻井操作中连续循环 (在本文中被称为OCD)的液压能操作的连续循环接头及其内部阀系统。该连续循 环接头(OCD接头)包括纵向主流动通道、内部液压致动的滑动套筒、以及位于主 流动通道中并且可移动以在连接周期期间阻止流体流过钻杆和钻井环空的主球阀。套 筒通过供给流体压力通过两个端口之一而沿着接头纵向移动，这将使移动套筒朝向或 远离主轴向球阀移动。球阀被构造成随着套筒朝向球阀移动使得分度销(index pin) 移动到球的分度表面中。分度销在球阀分度表面的轨道内的运动，与滑动套筒的移动 结合，将主球阀构件旋转到打开位置或闭合位置任一之中，以隔离上面的顶部驱动装 置，这样可以执行连接。由此，套筒用作液压致动器来影响主球阀的移动，以打开或 闭合OCD接头中的主流动通道。
套筒本身也作用为阀构件，因为它可移动以打开或闭合OCD接头中的一个或多 个侧端口。套筒和球阀被构造成使得当主球阀构件闭合时，侧端口打开，以允许循环 经由液压连接器组件通过侧端口进入，液压连接器组件液压地接合到OCD且连接到 钻机泥浆泵系统。滑动套筒将通过内部套筒的滑动运动和位置来密封或暴露侧端口， 这因为它同时打开或闭合主球阀组件。
该申请中描述的连接器被设计成与PCT/GB2011/052579中描述的OCD接头结合 使用，并将因此与该OCD接头结合进行描述。然而，应当理解的是，连接器一样可 以连同其它OCD接头设计(比如WO 2011/159983和US 2011/0308860中描述的接头 设计)使用。
该液压连接器设备被设计以解决计划外或意外的钻杆旋转的安全问题，这类问题 在钻杆悬挂于旋转台的滑台中的同时可能在连接周期期间发生。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种连续循环钻井设备，该设备包括管状主体， 所述管状主体具有侧通道、控制通道和沿着所述管状主体的纵轴从所述管状主体的第 一端延伸到所述管状主体的第二端的主通道，所述侧通道和所述控制通道两者延伸通 过所述管状主体进入所述主通道中，所述管状主体容纳有阀组件，所述阀组件能操作 成当所述侧通道打开时闭合所述主通道并且当所述主通道打开时闭合所述侧通道，所 述组件进一步包括能操作以夹紧在所述管状主体周围的液压连接器，所述连接器包括 具有内表面的壳体，所述内表面设置有第一沟槽和第二沟槽，当所述连接器被夹紧在 所述管状主体周围时，所述第一沟槽和第二沟槽各形成一渠道，所述渠道在所述管状 主体的外部周围延伸成连续环，至少一个通道从所述壳体的外表面延伸通过所述壳体 进入每个渠道中，其中，所述管状主体进一步设置有在所述主体的外表面周围延伸的 至少一个沟槽，使得当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围时，所述连接器壳体与 所述沟槽接合，所述沟槽由此限制所述连接器相对于所述管状主体的纵向移动，并且 所述侧通道和所述控制通道各自将所述主通道与由所述连接器形成的所述渠道之一 连接。
在一个实施例中，所述沟槽在所述管状主体的整个圆周周围延伸成环。
所述管状主体中的所述沟槽由此作用为引导件，以确保所述连接器相对于所述管 状主体的正确对准，使得所述连接器可以提供经由所述侧通道或所述控制通道将流体 供给到所述管状主体中的所述主通道的手段。
所述阀组件可包括旋转式阀构件，所述旋转式阀构件能够旋转以打开或闭合所述 管状主体中的所述主通道。在这种情况下，所述阀组件可包括滑动套筒，所述滑动套 筒位于所述管状主体的所述主通道中并且能够通过将加压流体供给到所述控制端口 而大致平行于所述管状主体的纵轴移动，所述滑动套筒连接到所述旋转式阀构件，使 得所述滑动套筒这样的纵向移动导致所述旋转式阀构件旋转。在该纵向移动期间，所 述滑动套筒可从第一位置和第二位置移动，在所述第一位置，所述滑动套筒闭合所述 管状主体中的所述侧通道，在所述第二位置，所述侧通道是打开的。
所述设备可优选地设置有密封元件，当所述连接器被夹紧在所述管状主体周围 时，所述密封元件在所述连接器和所述管状主体之间形成基本流密密封。在这种情况 下，优选地，所述密封元件形成至少三个密封件，每个密封件在所述管状主体周围形 成连续环，第一密封件位于所述管状主体的所述第一端和所述控制通道之间，第二密 封件位于所述控制通道和所述侧通道之间，并且第三密封件位于所述侧通道和所述管 状主体的所述第二端之间。以这种方式，各密封件应当阻止流体从由在所述管状主体 周围的所述连接器形成的渠道泄漏。
所述管状主体可设置有延伸通过所述管状主体进入所述主通道中的另一控制通 道，并且所述连接器的所述内表面可设置有第三沟槽，当所述连接器被夹紧在所述管 状主体周围时，所述第三沟槽形成第三渠道，所述第三渠道在所述管状主体的外部周 围延伸成连续环。在这种情况下，优选地，密封元件被设置成形成至少四个密封件， 每个密封件在所述管状主体周围形成连续环，第一密封件位于所述管状主体的所述第 一端和所述第一控制通道之间，第二密封件位于所述第一控制通道和所述第二控制通 道之间，第三密封件位于所述第二控制通道和所述侧通道之间，并且第四密封件位于 所述侧通道和所述管状主体的所述第二端之间。
所述密封元件可包括至少一个密封插件，所述至少一个密封插件给所述连接器的 所述内表面中的所述沟槽之一作内衬。
所述连接器壳体可包括三个区段，所述三个区段中的前两个区段被可枢转地安装 在第三区段上。在这种情况下，所述壳体的所述区段各设置有密封表面，当所述连接 器被夹紧在所述管状主体周围时，所述密封表面与相邻壳体区段的密封表面接合，以 确保相邻壳体区段之间的基本流密密封。所述连接器可设置有致动器，用于相对于所 述壳体的所述第三区段枢转所述壳体的所述前两个区段。该致动器可包括液压操作的 活塞和缸。
根据本发明的第二方面，提供了一种连续循环钻井设备，该设备包括管状主体， 所述管状主体具有侧通道、控制通道和沿着所述管状主体的纵轴从所述管状主体的第 一端延伸到所述管状主体的第二端的主通道，所述侧通道和所述控制通道两者延伸通 过所述管状主体进入到所述主通道中，所述管状主体容纳有阀组件，所述阀组件能操 作成当所述侧通道打开时闭合所述主通道并且当所述主通道打开时闭合所述侧通道， 所述组件进一步包括能操作以夹紧在所述管状主体周围的液压连接器，所述连接器包 括具有内表面的壳体，所述内表面设置有第一沟槽和第二沟槽，当所述连接器被夹紧 在所述管状主体周围时，所述第一沟槽和第二沟槽各形成一渠道，所述渠道在所述管 状主体的外部周围延伸成连续环，至少一个通道从所述壳体的外表面延伸通过所述壳 体进入每个渠道中，其中，所述连接器壳体包括三个区段，所述三个区段中的前两个 区段被可枢转地安装在第三区段上。
附图说明
现在将参考附图描述本发明的实施例，其中：
图1示出处于打开位置的用在本发明中的液压连接器的底视立体图；
图2示出图1所示液压连接器的正面顶视立体图；
图3示出图1和图2所示液压连接器的后面顶视立体图；
图4示出用在本发明中的OCD接头的纵向截面的立体图；
图5示出通过图1、图2和图3图示的液压连接器的与图4图示的OCD接头密 封接合的一部分的横截面示意图；以及
图6示出操作方法的工艺流程图，该方法可与图1至图5图示的OCD接头和液 压连接器结合使用以完成连接。
具体实施方式
现在参照图1、图2和图3，示出了液压连接器，在该实施例中液压连接器分为 三个壳体区段1、2和3。区段3是夹紧件的最大壳体区段，并且在夹紧件到其打开 位置和闭合位置的运行期间保持固定。壳体区段1和2在打开和闭合运行期间相对于 区段3移动，还以彼此同步的方式移动。
每个可移动的壳体区段1和2在该示例中借助销-衬套组件5A、5B可枢转地安 装在区段3上，使得每个区段1、2在其销-衬套组件5A、5B的中央竖直轴周围相对 于区段3可旋转。所有壳体区段在夹紧件处于闭合位置或打开位置时共享公共的中央 竖直轴，并且在使用过程中通过将壳体区段1、2、3紧固到支撑板6而支撑在竖直平 面上。支撑板6也为钢制销-衬套组件5A和5B提供了基座和支架。
连接器还设置有液压活塞和缸组件4，并且壳体区段1和2相对于壳体区段3的 移动通过供给液压流体压力得以实现，液压流体压力供给到液压缸4。如图3最佳图 示的，缸4A借助销和衬套组件7B可枢转地安装在壳体区段1的后端部上，而活塞 杆4B从缸4A延伸，借助销和衬套组件7A可枢转地安装在壳体区段2的后端部上。 这些销和衬套组件7A、7B的枢轴大致平行于销和衬套组件5A、5B的枢轴，可移动 的壳体区段1、2借助销和衬套组件5A、5B连接到壳体区段3。
由此，在液压缸4借助加压流体到缸4A的供给而被致动时，液压缸4形成了在 销7A和7B的竖直轴之间的水平位移。销7A和7B也辅助支撑液压缸的重量和力。 该水平致动运动被转化为可移动的壳体区段1和2上的径向力，可移动的壳体区段1 和2因起始于液压缸4的水平位移而打开和闭合，在每个销-衬套组件5A和5B的中 央竖直轴周围以剪刀状运动。这又围绕公共中央竖直轴闭合或打开连接器的壳体区段 1、2、3。
当连接器闭合时，可移动的壳体区段1和2向内移动并接合，使得它们合起来与 区段3形成一个整圆。在该点，固定的壳体区段3的密封边缘21与可移动的壳体区 段1上的密封边缘23接合，固定的壳体区段3的密封边缘22与可移动的壳体区段2 上的密封边缘22接合，并且可移动的壳体区段1上的密封边缘25A、25B与可移动 的壳体区段2上的密封边缘26A、26B接合。
连接器可通过操作一阀来防止加压流体从液压缸4释放而锁定在闭合位置。
壳体区段1、2、3、支撑板6和液压缸4将在使用过程中被安装在包含于钢架或 钢笼内的液压致动臂上，钢架或钢笼将用远程/辅助处理系统进行定位和操作——所 有方面非常类似于被本领域熟知的用在钻井操作中的铁钻工(Iron Roughneck)。连接 器的布局/占用面积、定位和在任何离岸设施中的集成将使得它可以在连接期间与钻 机的铁钻工或钳系统同时进行操作，所述钻机的铁钻工或钳系统连接或断开钻杆。该 设备将被设计成使得其尺寸尽可能紧凑，使得它可以以将不会影响或破坏其自身的功 能性和/或铁钻工或钳系统的功能性的方式与钻机的铁钻工或钻机钳系统同时进行操 作。
现在参照图1，连接器还包括三个相邻的密封组件(I、II、III)，在使用过程中， 这三个相邻的密封组件沿着公共竖直轴但在三个分离的水平平面上取向。每个壳体区 段1、2和3在其内部表面内具有加工的凹处或沟槽12A、13A、14A、15A、16A、 17A、18A、19A、20A。在该实施例中，每个沟槽12A、13A、14A、15A、16A、17A、 18A、19A、20A具有被安置和被固定的可更换的密封插件12B、13B、14B、15B、 16B、17B、18B、19B、20B，在该示例中密封插件具有U形横向横截面。在一个实 施例中，每个密封插件包括与弹性衬垫联接的钢背衬。然而，将要理解的是，可使用 任何其它合适的密封材料。
密封插件12B、13B、14B、15B、16B、17B、18B、19B、20B用内部销11被固 定和锁定在沟槽内，使得它们的位置是固定的，并且它们的边缘与壳体区段1、2、3 的内部表面12A、13A、14A、15A、16A、17A、18A、19A、20A齐平。销11基本 上防止密封插件12B、13B、14B、15B、16B、17B、18B、19B、20B在压力或力下 产生任何移位或移动，并且可以是但不限于螺纹杆或平头螺钉，所述螺纹杆或平头螺 钉旋拧并延伸通过壳体中的孔并且进入密封插件12B、13B、14B、15B、16B、17B、 18B、19B、20B。
在使用过程中，可移动的壳体区段1、2与固定的壳体区段3位于相同的水平平 面上，使得固定的壳体区段3的内部密封组件与可移动的壳体区段1、2的内部密封 组件对准。这意味着，当连接器闭合并且三个壳体区段1、2、3形成整圆时，三个壳 体区段1、2、3每个中的三个沟槽内部表面汇合而在连接器的内部表面周围形成三个 环形沟槽(流动路径12C、13C、14C、15C、16C、17C、18C、19C、20C)。在连接 器的一个实施例中，固定的壳体区段3占据圆中170°的部分，而可移动的壳体区段 1、2覆盖剩余的190°。
加压液压或钻井流体在使用过程中通过延伸通过每个壳体区段1、2、3的流动端 口12D、13D、14D、15D、16D、17D、18D、19D、20D被供给到每个密封组件I、 II、III。每个流动端口12D、13D、14D、15D、16D、17D、18D、19D、20D延伸通 过壳体区段1、2、3的内部表面进入沟槽12A、13A、14A、15A、16A、17A、18A、 19A、20A之一中。每个密封插件12B、13B、14B、15B、16B、17B、18B、19B、 20B设置有用于每个流动端口12D、13D、14D、15D、16D、17D、18D、19D、20D 的孔缝，每个孔缝具有与各自流动端口12D、13D、14D、15D、16D、17D、18D、 19D、20D一致的横截面并且与其各自流动端口12D、13D、14D、15D、16D、17D、 18D、19D、20D对准，使得它们一起形成从连接器的外部到连接器的内部中的连续 流动路径。由此，流入任何流动端口12D、13D、14D、15D、16D、17D、18D、19D、 20D的流体将进入圆周流动路径12C、13C、14C、15C、16C、17C、18C、19C、20C 之一。
在本发明的一个实施例中，每个流动端口12D、13D、14D、15D、16D、17D、 18D、19D、20D径向地延伸通过壳体区段1、2、3。
在本发明的一个实施例中，流动端口12D、13D、14D、15D、16D、17D、18D、 19D、20D的总数目为每一密封组件I、II、III三个流动端口。
在本发明的一个实施例中，用于每个密封组件I、II、III的流动端口12D、13D、 14D、15D、16D、17D、18D、19D、20D在连接器的圆周周围大致均等地间隔，一 个个设置在每个壳体区段1、2、3中。
常规的高压液压联接件可用于用液压流动线(软管或管)连接每个流动端口12D、 13D、14D、15D、16D、17D、18D、19D、20D。在图1、图2和图3图示的连接器 实施例中，示出了连接用于最下密封组件I的三个流动端口中的两个流动端口12D、 15D的液压联接件8C、9C和管路8A、8B、9A、9B的一部分。用于剩余流动端口 13D、14D、16D、17D、18D、19D、20D的联接件和管路为清楚起见被略去。用于 液压连接器的该管路优选地是高压不锈钢管路，所述高压不锈钢管路在构造和机械特 性方面类似于在钻机歧管中使用的常规管路。
支撑板6辅助稳定壳体组件，克服由其密封组件(I、II、III)和管路8B、9B和 10B中的内部流体压力施加的反作用力以及由管路8B、9B和10B及联接件8C、9C 和10C的重量强加的力。
现在参照图4，示出了适合用在本发明中的OCD接头(sub)100的实施例。该 接头100的内部运作已经在共同未决的专利申请PCT/GB2011/052579中详细地描述。 然而，应当理解的是，本发明并不限制与该类型的接头结合使用。例如，上文描述的 连接器同样可以与具有如在WO2011/159983或US2011/0308860中描述的阀组件的接 头使用。
OCD接头100包括包含在管状主体106内的球阀102和滑动套筒组件104，管状 主体106通常是但不限于3到4英尺长度。管状主体106沿着接头100围住主流动通 道108。接头100在使用过程中连接到钻杆区段的顶部，并且可构造成使得它与所需 要的任何连接类型和钻杆大小兼容。OCD接头100的机械特性将类似于与之连接的 钻杆的机械特性。在连接期间允许ECD保持在钻柱内侧和环空两者之中所需的到钻 杆中的连续循环可通过将上文描述的液压连接器同心地安装在将在下面更详细地描 述的接头100的圆周周围而得以实现。
虽然结合着分离但机械联接到钻杆的接头100描述了本发明，但将要理解的是， 如在专利申请公开号WO2012/010480中描述的，接头100可集成到钻杆主体本身中。
除了主流动通道108之外，接头100的管状主体108还设置有侧端口110，侧端 口110从主流动通道108延伸到管状主体108的外部，在该示例中，大致与主流动通 道108的纵轴A成直角。在本发明的一个实施例中，主流动通道108具有大致圆形 的横向横截面，而侧端口110具有椭圆形的横向横截面，椭圆的长轴垂直于纵轴A。
球阀102在打开位置和闭合位置之间可旋转，在打开位置，允许流体沿着主流动 通道108流动；在闭合位置，球阀基本上阻止流体沿着主流动通道108流动。球阀 102在打开位置和闭合位置之间的移动通过大致平行于纵轴A、相对于接头100的主 体106滑动套筒组件104而得以实现。
在OCD的该优选实施例中，套筒组件104还形成第二辅助阀构件，第二辅助阀 构件滑动以在打开位置和闭合位置之间转换，在打开位置，允许流体通过侧端口110 流动；在闭合位置，它基本上阻止流体通过侧端口110流动。
滑动套筒104借助致动腔室被液压致动，该致动腔室设置在接头100的套筒104 和主体106之间。两个控制端口112、114设置为穿过主体106进入该腔室中，在腔 室的每一端设置一个。腔室通过密封件分为两个，密封件安装在套筒104的外表面上。 在本发明的一个实施例中，密封件包括2个O型环。密封件基本上阻止流体在腔室 的两个部分之间流动，同时允许套筒104在主体106内部滑动。密封件确保：加压流 体经由第一控制端口112流入腔室导致套筒104朝向球阀102移动，而加压流体经由 第二控制端口114流入腔室作用在相反的方向上，使得加压流体在第一端口40a处的 作用被抵消掉。套筒104因此用作双动活塞：一个控制端口112朝向球阀102来移动 套筒104，一个控制端口114远离球阀102来移动套筒104。
虽然针对该功能干净的液压流体是优选的，但可使用另一流体，比如是但不限于 原始基础的钻井流体(virgin base drilling fluid)。优选地，流体包含最小固体以防止 堵塞和污染腔室。
球阀102具有：部分球形主体，部分球形主体具有中央通道116，中央通道116 沿直径横穿大致球形主体延伸；和两个径向相对的圆形平面(下文中被称为分度表面 118)。两个分度表面118彼此平行并且平行于中央通道116的纵轴B。球阀102安装 在主流动通道108内并且可绕轴C旋转，轴C垂直于主流动通道108的纵轴A并且 垂直于分度表面118。
当球阀102处于完全打开位置时，它的中央通道116大致平行于接头100中的主 流动通道108，使得沿着主流动通道108流动的流体行进经过球阀102中的中央通道 116。当球阀102处于完全闭合位置时，它的中央通道116大致垂直于主流动通道108， 这样球阀102阻挡流体沿着接头100中的主流动通道108流动。标准的旋塞(Kelly) 阀密封件设置在球阀102和接头100的管状主体106之间，以确保流体无法在球阀 102周围沿着主流动通道108流动。
滑动套筒104设置有分度销，分度销沿着设置在球阀102的分度表面118中的分 度轨道移动。分度轨道被构造成使得套筒104相对于球阀102的滑动运动使球阀102 绕其旋转轴旋转。滑动套筒104朝向球阀102的运动导致球阀102在第一方向上旋转 通过45°，并且滑动套筒104远离球阀102的返回运动导致球阀102在相同方向上 进一步旋转通过45°。
接头100在使用过程中被安装在钻柱中，其中球阀102高于侧端口110。
OCD接头100的外表面设置有一系列圆周沟槽——在本发明的该实施例中，总 计6个。两个沟槽120a、120b位于侧端口110的任一侧，两个沟槽122a、122b位于 第一控制端口112的任一侧，并且两个沟槽124a、124b位于第二控制端口114的任 一侧。
在使用过程中，连接器被夹紧在OCD接头100周围，使得壳体区段1、2、3的 在最下密封组件I中的内部表面位于与侧端口110相邻的沟槽120a、120b中，壳体 区段1、2、3的在中间密封组件II中的内部表面位于与控制端口114相邻的沟槽124a、 124b中，并且壳体区段1、2、3的在最上密封组件III中的内部表面位于与控制端口 114相邻的沟槽122a、122b中。这在图5中被图示，其中为清楚起见，滑动套筒104 和球阀102已从OCD接头100略去。
当液压连接器设备同心地定位在OCD壳体周围并且闭合时，三个分离的圆形流 动路径12C、13C、14C、15C、16C、17C、18C、19C、20C生成于每个密封组件I、 II、III的密封插件12B、13B、14B、15B、16B、17B、18B、19B、20B和OCD接头 100的外周之间。当加压流体供给到液压缸4时，作用在缸4上的所得到的液压力在 夹紧件壳体上生成径向力，该径向力转移到密封插件12B、13B、14B、15B、16B、 17B、18B、19B、20B。密封插件12B、13B、14B、15B、16B、17B、18B、19B、 20B的外缘由此在连接器壳体区段1、2、3和OCD接头壳体之间提供流密密封，并 且流体压力可因此被保持在三个圆形流动路径中。
最下密封组件I围绕着用于钻井流体连续循环的侧端口110，另两个密封组件II、 III提供到控制端口112、114的连接以液压地致动滑动套筒组件104的打开腔室和闭 合腔室。换句话说，OCD接头100中的侧端口110与由最下密封插件12B、15B、18B 围住的流动路径连通，最上控制端口112与由最上密封插件14B、17B、20B围住的 流动路径连通，并且另一控制端口114与由中间密封插件13B、16B、19B围住的流 动路径连通。
通过构造连接器以在OCD接头100周围形成连续流动路径或渠道，到控制端口 112、114和侧端口110的液压连接可以得以保持，即使OCD接头100或钻柱相对于 连接器存在意外旋转。连续径向流动路径的优点在于，它将缓解因在连接期间钻柱可 能发生的钻杆的任何计划外或意外旋转而导致的加压流体释放。在没有所描述的连续 流动路径轮廓的情况下，随着钻杆的旋转/转动，侧端口和控制端口可能移位而脱离 它们在密封组件内的对准，这可以潜在地引起大量高压流体突然释放到周围大气。在 存在OCD外部表面上的完整圆周密封的情况下，如果钻杆意外地旋转/转动，OCD 接头100及其侧端口和控制端口被允许在密封组件内旋转，它们保持封装在密封面 内。在任何密封件中没有断裂，因此加压流体保持包含在密封组件内且压力一体性得 以保持。
此外，使用所描述的连接器消除了以下需要：刺戳或连接引导到连续循环接头中 的软管以建立进入钻杆的连续循环。利用这样的系统，在连接期间任何计划外或意外 的钻杆旋转将利用所附接的软管来形成突然的鞭打动作，这强加高扭矩力并冒着可能 软管破裂的风险。这将造成流体和压力突然释放到工作区中，具有潜在的致命后果。 由此，本文中描述的设备设计消除直接软管连接到连续循环接头及其相关联风险。
连接器的分体式壳体设计可辅助在连接器被夹紧在OCD接头100周围时所产生 的OCD接头100的管状主体106和连接器壳体之间的力分配，这在组件在连续循环 期间处于内部压力时引起更高效安全的操作。该分体式壳体设计还可提供三个壳体区 段1、2、3之间接触面的最佳偏转，使得密封边缘21、22、23、24、25、26在连续 循环期间连接器要经受的内部压力下不会分开或分离。由此，可最小化密封边缘分离 和失去密封完整性的风险。
OCD接头100上的沟槽120a、120b，122a、122b、124a、124b提供了对连接器 相对于OCD接头100正确轴向定位的引导，并且沟槽120a、120b，122a、122b、124a、 124b的存在允许连接器准确地对准在每个各自水平平面上，使得连接器密封组件I、 II、III与OCD接头100的三个端口110、112、114对准。
总结起来，连接器的壳体区段1、2和3以及内密封面21、22、23、24、25和 26受迫在一起并且形成后续密封区域，每个区域在OCD接头100的外部表面上形成 它们自身对应的圆周流动路径：
·底部密封组件(I)及其圆周流动渠道/路径12C、15C和18C是由密封插件12B、 15B和18B抵靠着OCD接头100的管状主体106而生成。该密封区域包住OCD接 头100的连续循环侧流动端口110，这允许在流动渠道12C、15C、18C内径向流动 并进入OCD的侧流动端口。钻井流体将供给到底部密封组件以实现连续循环。
·中间密封组件(II)及其流动渠道13C、16C和19C由密封插件13B、16B和 19B抵靠着OCD接头100的外部壳体而生成。该密封区域包住OCD接头的闭合腔 室流动端口，这允许在流动渠道13C、16C、19C内径向流动并进入OCD接头100 的控制流动端口114。在使用过程中，干净的液压流体将供给到中间密封组件用于操 作OCD接头100，但可能代替地使用干净原始基础的钻井流体。
·顶部密封组件(III)及其流动渠道14C、17C、20C由密封插件14B、17B、20B 抵靠着OCD接头100的管状主体106的外部表面而生成。该密封区域包住OCD接 头100的打开腔室流动端口，这允许在流动渠道14C、17C、20C内径向流动并进入 OCD接头100的最上控制端口112。在使用过程中，干净的液压流体将供给到顶部密 封组件以操作OCD接头100，但可能代替地使用干净原始基础的钻井流体。
密封插件及其各自沟槽基座的大小将取决于由夹紧件的密封组件生成的密封区 域的量值而变化。包含在密封组件内的被密封区域越大，设计将变得越困难。通过设 计密封插件使得产生更大的流动面积，流动速度将更小，这引起更小的侵蚀影响和插 件的寿命延长。然而，在更大尺寸的沟槽和密封插件的情况下，在更大密封面积上且 抵靠密封组件施加的内部压力的力增加。由此需要更大的夹紧件壳体和液压缸组件以 控制增加的力，从而防止壳体之间的面分离以及失去密封完整性。
操作接头100的顺序如下。当球阀102处于其打开位置时，滑动套筒104闭合侧 端口110。然后，经由连接器中与中间密封组件II相关联的端口13D、16D、19D， 将加压流体供给到与OCD接头100中的控制端口114。这朝向球阀102推动滑动套 筒104(这打开侧端口110)，并且朝向其闭合位置旋转球阀102。然后释放控制端口 114处的压力，并且经由连接器中与最上密封组件III相关联的端口14D、17D、20D， 将加压流体供给到另一控制端口112，以远离球阀102移动滑动套筒104。球阀102 进一步旋转通过45°进入其闭合位置。然而，分度轨道被构造成与滑动套筒接合防 止它返回至其平衡位置，在平衡位置，侧端口110被闭合。侧端口110因此打开，同 时球阀102被闭合。由此，这将闭合侧端口110上方的球阀102，以将在向上轴向方 向上的流体和高压与顶部驱动装置隔离，从而允许断开顶部驱动装置。
然后，通过经由连接器的与最下密封组件I相关联的端口12D、15D、18D将钻 井流体供给到OCD接头100的侧端口110中，连续循环得以开始。钻井流体然后进 入钻杆的向下轴向流动路径，由此在接合液压连接器的同时在连接期间保持连续循 环。
在所有外部圆周流动路径位于OCD接头的管状主体106周围的情况下，加压流 体流包含在密封组件I、II、III内，并且压力一体性保持在密封插件12B、13B、14B、 15B、16B、17B、18B、19B、20B的密封界面和OCD接头100的外部沟槽120a、120b， 122a、122b、124a、124b表面之间的OCD接头100的周界周围。
当完成连接时，并且当期望闭合侧端口110以及重新打开球阀102使得可以恢复 经由钻柱顶部将钻井流体供给到钻柱中时，将加压流体供给到控制端口112、114的 这一顺序被重复。在将加压流体供给到控制端口112的情况下，球阀102在相同的方 向上进一步旋转通过45°，并且在将加压流体供给到控制端口114的情况下，球阀 102在相同的方向上再进一步旋转通过45°。球阀由此返回到打开位置，并且释放滑 动套筒104使之返回至其平衡位置，在平衡位置，侧端口110被闭合。
然后，顶部驱动装置可在钻柱顶部重新连接到钻杆的新区段，并且恢复钻井流体 的正常循环。
现在参照图6，示出了在钻井的同时在连接周期期间用于液压连接器的工艺流程 图。在钻井操作期间，钻杆的立柱(stand)在向下方向上钻井，直到连接到顶部驱动 装置的顶部钻具接头到达旋转台为止。OCD接头安装在顶部钻具接头和顶部驱动装 置连接之间。与液压连接器的与最下密封组件I相关联的端口12D、15D、18D相关 联的管路被连接到钻井流体储层和容积式泵，以将钻井流体流量输送到在连接期间保 持ECD所需的OCD接头100的侧端口110。
停止钻杆旋转，并且一旦钻杆旋转停止，则钻杆滑台被设定在旋转台中，使得钻 杆悬挂于旋转台的滑台中，并且OCD接头100上方的连接处于用于操纵铁钻工和液 压连接器的安全可行的高度。通过远程自动化控制，操作者朝向OCD接头100向内 移动液压连接器，并且密封组件I、II、III与OCD接头100的管状主体106外表面中 的外部沟槽120a、120b、122a、122b、124a、124b对准。控制端口112、114和侧端 口110被对准并且包含在它们对应的密封组件I、II、III内，然后连接器如上文所述 被液压闭合。液压锁定被远程施加到连接器，以防止其在压力下分离。
以上文描述的顺序将液压流体压力供给到OCD接头100中的控制端口112、114。 滑动套筒104运行以闭合球阀102，并且阻止在钻杆中沿向上轴向方向流动而且隔离 顶部驱动装置。同时，连续循环侧端口110根据套筒位置(5)的改变而打开。该工 艺被同步化，使得随着从上方的顶部驱动装置流入钻杆的主轴向流动路径的钻井流体 开始降低，流入连续循环侧端口的钻井流体开始增加。最终，随着球阀102移向完全 闭合位置(5A)并且侧端口110完全打开，来自上方顶部驱动装置的流体流动停止。
经由连接器中的最下一组端口12D、15D、18D和密封组件I，通过侧端口建立 起连续循环，并且顶部驱动装置隔离被确认(6)。直接在OCD接头100上方的连接 被断开，并且顶部驱动装置被移除。具有附接在区段顶部的另一OCD接头的新钻杆 立柱被连接并扭转成钻柱(6A)。
将液压流体压力供给到位于上述OCD接头100中的控制端口112、114的顺序进 行重复，使得滑动套筒重新打开球阀，以允许钻井流体从顶部驱动装置在向下轴向方 向上流动。同时，连续循环侧端口110根据套筒位置的改变而闭合(7)。再次，该工 艺被同步化，使得随着从上方的顶部驱动装置流入钻杆主轴向流动路径的钻井流体开 始增加，流过连续循环侧流动端口的钻井流体开始降低。最终，随着球阀102返回至 完全打开位置，从上方顶部驱动装置流动的钻井流体返回到全钻井速率，并且当OCD 侧端口100完全闭合(7A)时，钻井流体流动停止通过OCD侧端口100。
通过远程自动化控制，供给到顶部密封组件的液压压力和底部密封组件中的钻井 流体压力被放空至零压力。操作者使用远程控制来液压解锁和打开可移动的壳体区段 1、2并且从OCD接头100断开液压连接器。连接器然后被远程操作使之移动远离旋 转台区域(8)。钻杆滑台被移除并且钻杆旋转重新开始——钻井继续，并且在下一连 接时重复该工艺。
将钻井流体供给到液压连接器的高压线可装配有单向止回阀，以防止液压流体因 从OCD接头100和钻杆施加在连接器上的背压而回流到钻机歧管系统中。以这种方 式，在旋转台工作区中直接连接到OCD接头100的高压连接得以消除，这降低了与 在连接期间钻杆计划外或意外旋转相关联的风险。
将要理解的是，通过使用所描述的液压连接器向OCD接头100提供流体供给， OCD接头100至其流体源的连接、以及连续循环钻井所需的OCD接头100操作可从 中央控制器远程地实现。如此，在连接周期期间人员暴露于危险条件被最小化。
注意到，对于该示例，闭合腔室流动端口和打开腔室流动端口是相同的(11)。 通常意义上，将有两个分离流动端口用于打开腔室和闭合腔室，打开腔室和闭合腔室 位于OCD壳体的竖直轴上的不同水平平面上、径向定位。
可存在多个流动路径(9和10)，其中两个在该构造中被图示，但是应设想至少 三个用于液压连接器设备的最佳执行。
在本发明的一个实施例中，侧端口110包括在接头100内公共中央竖直轴周围位 于相同径向平面上的三个分离流动端口。优选地，端口的总组合流动面积近似等于液 压连接器设备的与最下密封组件I相关联的流动端口的总组合流动面积。
在本发明的范围内对所描述的连接器和OCD接头100可做出各种修改。
例如，虽然OCD接头100已经描述为具有一个侧端口110、两个控制端口112、 114，但这些端口中的一个或多个实际上可包括由分布在OCD接头100的管状主体 106圆周周围的多个端口组成的组。在这种情况下，组内的所有端口将在单一横向平 面上大致对准，以使得它们均与由连接器的各自密封组件I、II、III形成的圆周流动 渠道连通。
类似地，将要理解的是，虽然在该示例中，液压连接器描述为在每个密封组件I、 II、III中具有三个流动端口12D、13D、14D、15D、16D、17D、18D、19D、20D， 但可提供更多或更少的流动端口。
连接器中的与下密封组件I相关联的一组流动端口12D、15D、18D的总组合流 动面积可优选为它近似等于OCD接头100的连续循环侧端口110的总组合流动面积。 这在流动周期期间将使摩擦损失最小化，由此使通过端口可能发生的侵蚀影响最小 化。
另外，如上文提到的，OCD接头100可不必完全按照上文描述的内容进行工作。 例如，它与WO2011/159983和US2011/0308860中描述内容更类似之处在于，一个控 制端口用作闭合端口，将加压流体供给到此端口，移动滑动套筒以闭合球阀102并打 开侧端口110；另一控制端口用作打开端口，将加压流体供给到此端口，移动滑动套 筒以打开球阀102并闭合侧端口110。
两个控制端口112、114不一定对于OCD接头100的操作时必需的。例如，在一 个方向上移动滑动套筒104可通过将加压流体供给到控制端口而实现，而可提供复位 弹簧以实现滑动套筒在相反方向上的移动。在这种情况下，液压连接器可设置有仅两 个密封组件：一个用于将流体供给到连续循环侧端口110，一个用于将液压流体供给 到剩余的控制端口。
将液压连接器锁定在OCD接头100周围的方法可不完全按照上文描述。例如， 可提供机械锁定以将壳体区段1、2、3保持到位，被夹紧在OCD接头100的管状主 体106周围。然而，这样的机械锁定优选是可液压致动的，以保持与完全远程能操作 组件相关联的安全优势。
将要理解的是，位于液压连接器壳体区段1、2、3中的沟槽12A、13A、14A、 15A、16A、17A、18A、19A、20A以及相关联的密封插件12B、13B、14B、15B、 16B、17B、18B、19B、20B可不必完全按照附图描述和示出来成形。例如，它们的 横向横截面可完全弯曲(由此具有C形横截面)。重要特征在于，它们提供凹轮廓以 在OCD接头100的管状主体106周围形成圆周流动路径。
虽然密封插件12B、13B、14B、15B、16B、17B、18B、19B、20B已经描述为 对于壳体区段1、2、3来说是分离的，但实际上它们可成为一体，由此不再需要分离 紧固件以将它们保留在其相关联的沟槽12A、13A、14A、15A、16A、17A、18A、 19A、20A中。
虽然OCD接头100、液压连接器和相关联的管路通常由钢制成，但将要理解的 是，可以使用任何高强度材料来制造这些设备的任何方面。
当用在该说明书和权利要求中时，术语“包括”及其变型意味着包括指定的特征、 步骤或整体。该术语不应被解释为排除其它特征、步骤或部件的存在。
前述描述或随附权利要求或附图中公开的特征、以具体形式或就用于执行所公开 功能的手段或者用于达到所公开结果的方法或工艺而言表达的特征，在适当时，可分 开地或者与这样的特征任意结合地用于以其多样化形式来实现本发明。