CN103764941B - 改进的防喷器 - Google Patents
改进的防喷器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103764941B CN103764941B CN201280036126.3A CN201280036126A CN103764941B CN 103764941 B CN103764941 B CN 103764941B CN 201280036126 A CN201280036126 A CN 201280036126A CN 103764941 B CN103764941 B CN 103764941B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cover cap
- main body
- preventer
- flashboard
- described main
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 71
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 16
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 12
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/06—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
- E21B33/061—Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams
- E21B33/062—Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams with sliding rams
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/06—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
- E21B33/061—Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams
- E21B33/062—Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams with sliding rams
- E21B33/063—Ram-type blow-out preventers, e.g. with pivoting rams with sliding rams for shearing drill pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
- F16B35/005—Set screws; Locking means therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49947—Assembling or joining by applying separate fastener
- Y10T29/49963—Threaded fastener
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
- Superstructure Of Vehicle (AREA)
- Closures For Containers (AREA)
- Refuge Islands, Traffic Blockers, Or Guard Fence (AREA)
Abstract
一种防喷器,其包括:主体,其包括密封件座置轮廓、一个或多个罩盖导向槽、以及一个或多个滑动导向槽;罩盖,其附接到所述主体,其中该罩盖包括一个或多个导向杆、闸板单元和密封件座置轮廓;两个保持单元,它们附接到主体和罩盖,其中每个保持单元包括夹持块、一个或多个导向杆和罩盖导向槽;以及金属密封件,其中金属密封件座置在主体的密封座置轮廓和罩盖的密封座置轮廓中。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年6月8日提交的美国临时专利申请No.61/494,518的权益,该申请的全部公开内容以引用方式并入本文中。
背景技术
防喷器在整个石油和天然气工业中被广泛地使用。典型的防喷器可包括主体,在主体上附接有各种类型的闸板(ram)单元。最流行的两种防喷器是闸板防喷器和环形防喷器。防喷器叠堆常常使用这两种类型,通常将至少一个环形防喷器叠置在若干闸板防喷器之上。闸板防喷器中的闸板单元要考虑到钻杆的剪切和防喷器的密封这两个因素。通常,防喷器叠堆可固定到井口并可提供用于在系统故障情况下密封井的安全装置。
在典型的防喷器中,闸板罩盖组件可使用多个高强度螺栓或螺柱螺栓连接到主体。这些螺栓用来将罩盖保持在位以使密封装置能有效工作。通常,在闸板罩盖和主体之间使用弹性体密封元件。存在若干构型,但这些构型基本上均涉及防止在闸板罩盖和主体的配合面之间的旁路泄漏。
在正常操作期间,防喷器可经受高达20,000psi或甚至更高的压力。这些高压常常在用来将闸板单元保持在位的定位螺栓上施加很大的负载。因此,必须使用具有足够尺寸的大量螺栓来控制常规防喷器中的力。如此大量的螺栓的维护也往往是繁琐的过程。
高压还可能影响弹性体密封装置的性能。这些弹性体密封件会随时间的推移而降解并因此需要定期维护。为了进行这些维护,必须将闸板罩盖从主体拆除。由于大量的螺栓,为维护弹性体密封装置而对防喷器的拆卸和再组装也可能是繁琐的过程。
而且,弹性体密封件依赖于清洁且无损坏的配合表面。配合表面中轻微的划痕或切口可使密封件效率低下,从而导致泄漏。
发明内容
本公开涉及改进的防喷器。更具体地讲,在某些实施例中,本公开涉及包括金属对金属密封和其它改进的改进的防喷器。
在一个实施例中,本公开提供了一种防喷器,该防喷器包括:主体,其形成延伸穿过主体的相交的水平通道和竖直通道,其中水平通道形成闸板位置,该主体包括围绕闸板位置设置在主体的外表面上的密封件座置轮廓、设置在主体的表面上的一个或多个罩盖导向槽、以及设置在主体的表面上的一个或多个滑动导向槽;罩盖,其附接到主体,其中罩盖包括接合主体的一个或多个罩盖导向槽的一个或多个导向杆、能够座置在主体的闸板位置中的闸板单元、以及设置在罩盖的表面上的密封件座置轮廓;两个保持单元,它们附接到主体和罩盖,其中每个保持单元包括与罩盖接合的夹持块、与主体的一个或多个滑动导向槽接合的一个或多个导向杆、以及与罩盖的一个或多个导向杆接合的罩盖导向槽;以及金属密封件,其中金属密封件座置在主体的密封件座置轮廓和罩盖的密封件座置轮廓中。
在另一个实施例中,本公开提供了一种防喷器,该防喷器包括:主体,其形成延伸穿过主体的相交的水平通道和竖直通道,其中水平通道形成闸板位置,主体包括围绕闸板位置设置在主体的外表面上的密封件座置轮廓;罩盖,其附接到主体,其中罩盖包括设置在罩盖的表面上的密封件座置轮廓和能够座置在主体的闸板位置中的闸板单元;以及金属密封件,其中金属密封件座置在主体的密封件座置轮廓和罩盖的密封件座置轮廓中。
在另一个实施例中,本公开提供了一种防喷器,该防喷器包括:主体,其形成延伸穿过主体的相交的水平通道和竖直通道,其中水平通道形成闸板位置;以及罩盖,其附接到主体,其中罩盖包括具有锯齿状剪切刀片的闸板单元,其中闸板单元能够座置在主体的闸板位置中。
在另一个实施例中,本公开提供了一种防喷器,该防喷器包括:主体,其形成延伸穿过主体的相交的水平通道和竖直通道;第一罩盖,其借助于一个或多个高负载能力紧固件附接到主体的第一侧,其中一个或多个高负载能力紧固件包括一系列螺孔;以及第二罩盖,其借助于一个或多个高负载能力紧固件附接到主体的第二侧,其中一个或多个高负载能力紧固件包括一系列螺孔。
在另一个实施例中,本公开提供了一种防喷器,该防喷器包括:主体,其形成延伸穿过主体的相交的水平通道和竖直通道,其中水平通道形成闸板位置;以及罩盖,其附接到主体,其中罩盖包括闸板单元和自锁定装置,自锁定装置包括弹簧加载闩锁和具有肩部特征的中心锁主轴,其中闸板单元能够座置在主体的闸板位置中,并且其中当闸板单元处于关闭位置时自锁定装置的弹簧加载闩锁能够接合中心锁主轴上的肩部特征。
在另一个实施例中,本公开提供了一种防喷器,该防喷器包括:主体,其形成延伸穿过主体的相交的水平通道和竖直通道,其中水平通道形成闸板位置;以及罩盖,其附接到主体,其中罩盖包括闸板单元和可变闸板锁定装置,可变闸板锁定装置包括锁紧楔和具有渐缩特征的中心锁主轴,其中闸板单元能够座置在主体的闸板位置中,并且其中当闸板单元处于关闭位置、打开位置或部分关闭位置时可变闸板锁定装置的锁紧楔能够接合中心主轴的渐缩特征。
本发明的特征和优点对于本领域的技术人员将显而易见。虽然可由本领域的技术人员做出许多改变,但这些改变在本发明的精神内。
附图说明
通过结合附图参考以下描述,可以获得对本发明的实施例及其优点的更完整和充分的理解。
图1是根据本公开的某些实施例的包括金属对金属密封的改进的防喷器的局部分解视图的图示。
图2是根据本公开的某些实施例的主体、保持单元、罩盖和金属密封件的图示。
图3是根据本公开的某些实施例的包括金属密封件的改进的防喷器的局部视图。
图4是根据本公开的某些实施例的包括锯齿状剪切刀片的改进的防喷器的图示。
图5A、图5B、图5C和图5D是根据本公开的某些实施例的锯齿状剪切刀片的操作的图示。
图6A和图6B是根据本公开的某些实施例的包括自锁定特征的改进的防喷器的图示的局部视图。
图7是根据本公开的某些实施例的包括贯穿式导向杆和高负载能力紧固件的防喷器的图示。
图8是根据本公开的某些实施例的包括可替换的中心密封面层的改进的防喷器的图示的局部视图。
图9是根据本公开的某些实施例的包括非圆形几何形状的改进的防喷器的图示的局部视图。
图10是根据本公开的某些实施例的包括可变闸板位置锁定机构的改进的防喷器的图示的局部视图。
具体实施方式
本公开涉及改进的防喷器。更具体地讲,在某些实施例中,本公开涉及包括金属对金属密封和其它改进的改进的防喷器。
本公开的防喷器存在若干潜在优点。本公开的防喷器的许多潜在优点中的一个是:在某些实施例中,这些防喷器可以允许形成高压密封,同时消除对螺栓连接的需求。本公开的防喷器的另一个潜在优点是:在某些实施例中,这些防喷器可以允许比常规防喷器更稳固的密封布置。
在某些实施例中,本公开提供了一种具有无螺栓罩盖保持和密封系统的防喷器。如图1所示,在某些实施例中,防喷器100可包括主体110、一个或多个保持单元130、一个或多个罩盖(bonnet)150、以及一个或多个金属密封件170。
在某些实施例中,就内孔和闸板特征操作而言,主体110可涵盖防喷器的所有操作特征。虽然常规的主体可包括螺栓PCD(节圆直径),但在某些实施例中,可以替换成备选特征以适应这些操作。这样的备选特征可包括滑动导向槽。图2示出根据本公开的一个实施例的主体110。如在图2中可以看出,主体110可包括密封件座置轮廓111、闸板位置112、罩盖导向槽113、一个或多个滑动导向槽114和内孔115。滑动导向槽114可被构造成接纳一个或多个保持单元130,例如滑动单元。密封件座置轮廓111可被构造成接纳金属密封件170。闸板位置112可包括到与内孔115相交的水平通道的入口,并且可被构造成接纳闸板单元152。罩盖导向槽113可被构造成接纳一个或多个导向杆151。
在某些实施例中,保持单元130可以是铰链单元。在其它实施例中,如图2所示,保持单元130可以是滑动单元。在图2中可以看出,保持单元130可包括夹持块131、一个或多个导向杆132和罩盖导向槽133。保持单元130可被组装到主体110的任一侧,如图1所示。夹持块131可被构造成对安装在主体110上的罩盖150加以约束。导向杆132可被构造成当保持单元130被组装到主体110时接触主体110的滑动导向槽114。在某些实施例中,保持单元130可包括渐缩的配合表面。
在某些实施例中,罩盖150可具体地设计成在所需操作压力和设计力方面满足BOP(防喷器)的操作要求。在图2中可以看出,罩盖150可包括一个或多个导向杆151、闸板单元152和密封件座置轮廓153。罩盖150可组装到主体110,如图1所示。在某些实施例中,罩盖150也可包括渐缩的配合表面。
在某些实施例中,如图2所示,金属密封件170可具有全金属结构。在某些实施例中,如图1所示,金属密封件170可被构造成座置在主体110的密封件座置轮廓111和罩盖150的密封件座置轮廓153中。在某些实施例中,金属密封件170的几何轮廓将匹配罩盖150和主体110的几何轮廓。在某些实施例中,金属密封件170可具有渐缩的配合面。
在某些实施例中,防喷器100可包括主体110、在主体的前侧上的两个保持单元130、罩盖150和金属密封件170、以及在主体的后侧上的两个保持单元130、罩盖150和金属密封件170。在某些实施例中,防喷器100的每个部件可设计成使得防喷器100可如下文所述那样被组装。
主体110可设计成使得金属密封件170的一部分可座置在主体110的密封件座置轮廓111中。当罩盖150附接到主体110时,金属密封件170的一部分也可座置在罩盖150的密封件座置轮廓153中。可通过将罩盖150的导向杆151置于主体110的罩盖导向槽113中而将罩盖150附接到主体110。一旦罩盖150附接到主体110,就可接着通过将保持单元130的导向杆132置于主体110的滑动导向槽114中而将保持单元130附接到主体110。一旦就位,保持单元130的夹持块131就可与罩盖150接触,并且保持单元130的渐缩配合面也可与罩盖150的渐缩配合表面接触,从而防止在不先移除保持单元130的情况下从主体110移除罩盖150。
在某些实施例中,当罩盖150附接到主体110时,金属密封件170可以不完全座置在罩盖150的密封件座置轮廓153和主体110的密封件座置轮廓111中。在罩盖150被夹持到主体110的最终组装期间,可以通过部件的部分过盈而使初始密封横跨接触点。例如,一旦保持单元130与罩盖150横跨相关的渐缩配合表面相互接合,并且保持单元130朝彼此被驱动,就可以将所产生的力传递到金属密封件170,促使金属密封件170变形,以形成预加载的密封件。
在其它实施例中,本公开提供了一种包括主体、罩盖和金属对金属密封的防喷器。图3示出包括主体210、罩盖220和金属密封件230的防喷器200。
在操作期间,可以将压力引入到内孔腔体中,以产生内力。然而,可能由于这些内力而发生的任何移动可通过在防喷器的侧面上的拉杆和/或保持器而被限制。随着压力的进一步产生,金属密封件可以弹性地变形,从而实际上形成受压自紧密封件。另外,当金属密封件弹性地变形时,内部压力可以将金属密封件的部分进一步推入主体和罩盖的密封件座置轮廓中,从而形成压紧密封。而且,如果内部压力将被释放,预成形的密封件将会防止罩盖重新座置到其初始状态,从而保持压力密封。在某些实施例中,本文所讨论的防喷器可以在初始组装之后被加压,从而形成预加载密封件。
除了上述的接头上扣之外,本公开的防喷器的特定设计还提供了无螺栓上扣解决方案的基础。此外,本公开的实施例还可包括使用较小尺寸的螺栓以将滑动单元拉入其操作位置。在某些实施例中,机械导螺杆或液压缸可用来将防喷器的元件定位到其操作位置中。由于渐缩面的机械优点,小尺寸或较低压力的缸可能足以定位每一个元件。在某些实施例中,防喷器的每一个元件还可包括锁紧销,其使各元件能够被锁定到它们的操作位置。
在某些实施例中,本公开提供了包括锯齿状剪切刀片的改进的防喷器。锯齿状剪切刀片可包括在本文所讨论的防喷器的任何实施例中。在常规的防喷器中,剪切操作中使用的一些能量仅仅用来在刀片最终切割或剪切套管之前挤压或弄平套管。当钻杆偏离防喷器的中心线时,这种剪切可能遇到问题。而且,如果存在延伸穿过套管的钢丝绳,钢丝绳可能无法干净地剪断,并且一些残余的钢丝索会阻止BOP被密封。已经发现,使用包括具有锯齿状刀片的闸板单元的防喷器可以使这些问题最小化。
图4示出防喷器300的局部透视图,其包括主体310、闸板单元320和锯齿状剪切刀片330。图5A、图5B、图5C和图5D示出了用于防喷器300的闸板单元320的操作。在操作期间,锯齿状剪切刀片330可执行多种功能,以便在执行剪切操作的同时帮助套管或钻杆的定心和保持。如图5A、图5B和图5C所示,可以观察到,闸板单元320的锯齿335初始地朝外侧接触套管340,先朝中心线350移动套管340,并且提供套管340的保持。该布置的意图是让第一组锯齿335切入套管340中,从而以更环形的方式保持该部段,以提供对套管340变形的抵抗力。
由于锯齿335接合套管340,受剪切荷载作用的材料的量显著减少。闸板单元320朝中心线350的继续操作使套管340与第二和第三组锯齿335接触,以使每个锯齿组在下一锯齿组接合套管340之前基本上剪穿套管340,从而保持较低剪切力。
闸板单元320的最终轮廓360然后被用来将套管初始地闭合到可能存在的任何钢丝绳上,以提供使剩余结构可以塌缩到的限定的凹坑。闸板单元320的进一步移动接着提供轻微的刺穿动作,在该动作中,套管340被最终剪切。
就确保彻底剪穿钢丝绳而言,锯齿状刀片可以提供相交的布置,如图5D所示。在某些实施例中,锯齿状刀片330的相交布置可以在钢丝绳370开始变平并且各个钢丝索剥离时提供一种夹持钢丝绳370的手段。因此,锯齿状刀片330可以通过纯粹的剪切功能或卡扣影响钢丝绳370中的整齐断裂。
在某些实施例中,本公开提供了一种包括自锁定装置的改进的防喷器。自锁定装置可以在本文所讨论的防喷器的任何实施例中使用,包括带有或不带有锯齿状剪切刀片的防喷器。图6A和图6B示出了防喷器400的局部视图,其包括主体401和罩盖402,并且还包括自锁定装置。如图6A和图6B所示,自锁定装置可包括主致动器闸板410、闩锁释放凸轮420、闩锁释放活塞430、中心锁主轴440和弹簧加载闩锁450。图6B示出处于设定位置的自锁定装置。当主致动器闸板410被操作时,弹簧加载闩锁450由于中心锁主轴440的直径而可以被保持在打开位置。当主致动器闸板410拉到关闭位置时,弹簧加载闩锁450可被向前推动,以接合中心锁主轴440上的肩部特征。在该关闭位置,传递到主致动器闸板410的任何力可以被转移到中心锁主轴440,从而防止主致动器闸板410的回缩。因此,当闸板处于关闭位置时,该自锁定布置允许将闸板锁定到位。为了释放,闩锁释放活塞430可以被液压启动,以允许主致动器闸板410在处于液压压力下时回缩。
在某些实施例中,本公开提供了包括修改的罩盖的改进的防喷器。修改的罩盖可以在本文所讨论的防喷器的任何实施例中使用,包括带有或不带有锯齿状剪切刀片的防喷器和带有或不带有自锁定装置的防喷器。在某些实施例中,修改的罩盖可包括厚凸缘。图7示出防喷器500的局部透明视图,其包括主体510、具有厚凸缘522和罩盖封盖525的两个罩盖520、以及填密螺母530。在某些实施例中,修改的罩盖可提供用于封隔器压盖(packer gland)类密封的位置,同时凸缘的厚度在承载情况下提供了对挠曲的阻力。将这些特征结合到主罩盖构造中减小了不同压力之间泄漏的可能性。就组装和维护而言,该构造允许将所有主要操作元件容纳在罩盖内。通过移除罩盖封盖,可以在组装和后续维护期间快速地触及操作部件。
在某些实施例中,如图7所示,本公开提供了包括贯穿式导向杆540的改进的防喷器。贯穿式导向杆可并入本文所讨论的任何设计中,以允许罩盖滑出并由导向杆支撑。在某些实施例中,贯穿式导向杆可被构造成充分地长,足以接合相对的罩盖。该布置可用来施加第二视觉指示器锁,以显示罩盖已正确地组装。
在某些实施例中,贯穿式导向杆可以是位于轴承座内的简单直径杆。在某些实施例中,贯穿式导向杆可被构造为液压闸板,以允许液压启动罩盖,或诸如齿条和小齿轮式驱动器的机械布置,其中导向杆被构造为齿条。
在某些实施例中,填密螺母530可包括高负载能力紧固件。高负载能力紧固件可并入本文所讨论的任何设计中。在过去,罩盖通过分布在罩盖周围的一系列大螺栓附接到主体。这些螺栓可具有3或4英寸的直径,需要专用工具才能够将罩盖保持就位。因此,也需要这些专用工具来释放螺栓以进行一般性维护。在某些实施例中,如图7所示,填密螺母具有与主体中的螺柱连接的螺纹细节匹配的内螺纹。在某些实施例中,填密螺母可包括一系列小螺孔(tapping)535,其为紧定螺钉旋拧到位提供了位置。在某些实施例中,小螺孔535位于填密螺母530的周边上。
当紧定螺钉被置于小螺孔535中时,紧定螺钉可接合主体510并逐渐被紧固以产生组合的预加载,该预加载等于紧固常规螺母所需的扭矩。由于紧固每个紧定螺钉(set screw)所需的扭矩可显著小于在常规螺母中产生等效扭矩所需的力,不需要用专用工具来紧固高负载能力紧固件。在某些实施例中,上述修改的罩盖设计可与上述无螺栓罩盖设计联合使用。
在某些实施例中,本公开提供了包括可替换的中心密封面层的改进的防喷器。可替换的中心密封面层可在本文所讨论的防喷器的任何实施例中使用,包括带有或不带有锯齿状剪切刀片的防喷器、带有或不带有自锁定装置的防喷器、以及带有或不带有修改的罩盖设计的防喷器。在防喷器的操作服务期间,主体中的内部腔体经受腐蚀和侵蚀。在防喷器的某些区域中,例如密封表面,这种腐蚀和侵蚀对于防喷器的操作具有负面影响。为了使防喷器的腐蚀和侵蚀最小化,本发明的改进的防喷器可包括可替换的中心密封面层。
图8示出了防喷器600的局部视图,其包括在主体605的内部腔体620内的可替换的密封面层610。在某些实施例中,可替换的密封面层610可由耐腐蚀材料制成。在某些实施例中,可替换的密封面层610可为剪切刀片密封件提供密封接口。如图8所示,可替换的密封面层610可置于内部腔体620内,以提供剪切刀片630和内部腔体620之间的密封。在某些实施例中,当剪切刀片处于关闭位置时,可替换的密封面层610可伸入其中容纳剪切刀片630的滑动内孔640中。该特征允许可替换的密封面层进一步压缩,以提供更紧凑且因此更紧密的密封。由于该布置的机械间隙,这允许在剪切刀片的行程移动期间的一般密封,并且一旦剪切刀片关闭,就形成更紧密的密封。
在某些实施例中,本公开的改进的防喷器可包括操作者已修改至非圆形形状(例如,椭圆形形状)的圆柱体的几何布置。将轮廓修改为非圆形布置是为了产生可以供液压流体在上面操作的更大的表面积,从而产生用于关闭闸板的更大的致动力。罩盖设计不限于圆形或椭圆形轮廓。严格的几何要求基于所需致动力和用于通过可用液压压力产生所需力的轮廓的制造容易性。图9示出了包括主体710和具有椭圆形轮廓730的罩盖720的防喷器700的局部视图。非圆形布置可在本文所讨论的防喷器的任何实施例中使用,包括带有或不带有锯齿状剪切刀片的防喷器、带有或不带有自锁定装置的防喷器、带有或不带有可替换的中心密封面层的防喷器,以及带有或不带有修改的罩盖设计的防喷器。
在某些实施例中,本公开的改进的防喷器可包括可变闸板锁定布置。可变闸板锁定布置可在本文所讨论的防喷器的任何实施例中使用,包括带有或不带有非圆形布置的防喷器、带有或不带有锯齿状剪切刀片的防喷器、带有或不带有自锁定装置的防喷器、带有或不带有可替换的中心密封面层的防喷器,以及带有或不带有修改的罩盖设计的防喷器。该布置将尤其有益于在包括可变形的弹性体密封件的可变闸板内孔中使用。图10示出了包括可变闸板锁定布置的本公开的改进的防喷器的局部视图。
如图10所示,可变闸板锁定布置可设计成使得当罩盖810的剪切刀片从打开位置移动至关闭位置时,将偏置力施加到中心闸板820以将锁紧楔830恒定地拉入由闸板860的中心芯850中的渐缩特征840和中心锁主轴880上的渐缩特征870决定的位置。以这种方式,锁紧楔830可与渐缩特征840和870永久地接合,防止该机构被挤入打开位置。当剪切刀片从打开位置行进至关闭位置时,渐缩区域之间的关系可以变化。然而,锁紧楔830可以恒定地提供锁定的渐缩细节。如果从剪切刀片施加反力,由于渐缩表面840和870已接合在锁紧楔上,允许该机构立即锁定,防止剪切刀片回缩。因此,当闸板处于打开位置、关闭位置或部分关闭位置时,可变闸板锁定布置允许闸板锁定到位。为了释放锁,可以将压力施加到中心闸板820。楔定位器890和保持紧固件895可以随锁紧楔830位置移动而滑动,以允许进行恒定的接触。在某些实施例中,保持紧固件895可以是将楔定位器890连接到锁紧楔830的螺钉或弹簧布置。
本公开的防喷器可具有相比现有技术防喷器的若干优点。在组装期间产生的金属对金属密封可以比常规密封件更稳固。操作期间在密封件上使用内部压力可增加在“预加载”构造期间产生的密封力以有助于密封。滑动单元的导向杆可以确保每一个元件的正确对齐。导向杆可以在压力操作期间充当剪切销。渐缩的配合面使得元件能够产生接头并且提供用于将元件锁定到位的适形布置。本公开的防喷器可能不需要大型的螺栓连接并且可以允许无螺栓构造。存在各种选项以提供各种滑动移动,例如,螺栓连接、导螺杆或液压装置。密封机构的自锁定可提供本公开的防喷器的正确组装的目视确认。不准确的组装(例如,将密封件丢在外面)将使组件看起来“松散”,并且关键元件明显不到位。在某些实施例中,构造只能以一种具体方式构成。可添加视觉指示器以确认构造,例如,锁紧销或闩锁,其可以设计成仅在接头成功上扣时接合。防喷器的设计是可伸缩的,以适合各种内孔尺寸或压力要求。防喷器的维护被显著简化,并且可能不需要诸如高容量扭矩扳手的专用设备。
虽然已详细描述了本发明及其优点,但应当理解,在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下,可以在本文中做出各种改变、替换和更改。
Claims (17)
1.一种防喷器,包括:
主体,所述主体形成延伸穿过所述主体的相交的水平通道和竖直通道,其中所述水平通道形成闸板位置,所述主体包括围绕所述闸板位置设置在所述主体的外表面上的密封件座置轮廓、设置在所述主体的所述表面上的一个或多个罩盖导向槽、以及设置在所述主体的所述表面上的一个或多个滑动导向槽;
罩盖,所述罩盖附接到所述主体,其中所述罩盖包括接合所述主体的所述一个或多个罩盖导向槽的一个或多个导向杆、能够座置在所述主体的所述闸板位置中的闸板单元、以及设置在所述罩盖的表面上的密封件座置轮廓;
两个保持单元,所述两个保持单元附接到所述主体和所述罩盖,其中每个保持单元包括与所述罩盖接合的夹持块、与所述主体的所述一个或多个滑动导向槽接合的一个或多个导向杆、以及与所述罩盖的所述一个或多个导向杆接合的罩盖导向槽;以及
金属密封件,其中所述金属密封件座置在所述主体的所述密封件座置轮廓和所述罩盖的所述密封件座置轮廓中。
2.一种防喷器,包括:
主体,所述主体形成延伸穿过所述主体的相交的水平通道和竖直通道,其中所述水平通道形成闸板位置,所述主体包括围绕所述闸板位置设置在所述主体的外表面上的密封件座置轮廓;
第一罩盖,所述第一罩盖附接到所述主体的第一侧,其中所述第一罩盖包括设置在所述第一罩盖的表面上的密封件座置轮廓和能够座置在所述主体的所述闸板位置中的闸板单元;
第二罩盖,所述第二罩盖附接到所述主体的第二侧,其中所述第二罩盖包括设置在所述第二罩盖的表面上的密封件座置轮廓和能够座置在所述主体的所述闸板位置中的闸板单元;以及
金属密封件,其中所述金属密封件座置在所述主体的所述密封件座置轮廓和所述罩盖的所述密封件座置轮廓中;
其中,所述第一罩盖和第二罩盖包括贯穿式导向杆,其中所述第一罩盖的所述贯穿式导向杆能够接合所述第二罩盖,并且其中所述第二罩盖的所述贯穿式导向杆能够接合所述第一罩盖。
3.根据权利要求2所述的防喷器,其特征在于,所述第一罩盖和第二罩盖的每一个包括厚凸缘。
4.根据权利要求2所述的防喷器,其特征在于,所述第一罩盖和第二罩盖的每一个包括罩盖封盖。
5.根据权利要求2所述的防喷器,其特征在于,所述第一罩盖和第二罩盖的每一个通过使用高负载能力紧固件附接到所述主体。
6.根据权利要求2所述的防喷器,其特征在于,所述水平通道是非圆形的。
7.根据权利要求2所述的防喷器,其特征在于,还包括设置在所述主体的所述竖直通道内的可替换的密封面层。
8.一种防喷器,包括:
主体,所述主体形成延伸穿过所述主体的相交的水平通道和竖直通道,其中所述水平通道形成闸板位置;以及
罩盖,所述罩盖附接到所述主体,其中所述罩盖包括具有锯齿状剪切刀片的闸板单元,其中所述闸板单元能够座置在所述主体的所述闸板位置中;其中
所述锯齿状剪切刀片包括最终轮廓(360)和至少一组锯齿(335),其中每一组锯齿定位成使得这些锯齿接合和剪切钻杆的不同部段;以及
其中,最终轮廓包括朝内延伸的突起,所述突起朝向延伸穿过所述主体的竖直通道的中心线延伸,朝内延伸的突起能够封闭设置在所述竖直通道中的钻杆,该封闭在所述突起通过最终轮廓的朝外延伸的部分剪切所述钻杆的其余部段之前进行。
9.根据权利要求8所述的防喷器,其特征在于,还包括金属密封件,其中所述金属密封件座置在围绕所述主体的所述闸板位置设置的密封件座置轮廓和设置在所述罩盖的表面上的密封件座置轮廓中。
10.根据权利要求8所述的防喷器,其特征在于,还包括设置在所述主体的所述竖直通道内的可替换的密封面层,其中所述可替换的密封面层为所述剪切刀片提供密封接口。
11.一种防喷器,包括:
主体,所述主体形成延伸穿过所述主体的相交的水平通道和竖直通道;
第一罩盖,所述第一罩盖借助于一个或多个高负载能力紧固件附接到所述主体的第一侧,其中所述一个或多个高负载能力紧固件包括一系列螺孔;以及
第二罩盖,所述第二罩盖借助于一个或多个高负载能力紧固件附接到所述主体的第二侧,其中所述一个或多个高负载能力紧固件包括一系列螺孔;
其中,所述第一罩盖和第二罩盖包括贯穿式导向杆,其中所述第一罩盖的所述贯穿式导向杆能够接合所述第二罩盖,并且其中所述第二罩盖的所述贯穿式导向杆能够接合所述第一罩盖。
12.根据权利要求11所述的防喷器,其特征在于,所述第一罩盖和第二罩盖包括厚凸缘。
13.根据权利要求11所述的防喷器,其特征在于,所述第一罩盖和第二罩盖包括可移除的罩盖封盖。
14.根据权利要求11所述的防喷器,其特征在于,所述第一罩盖和第二罩盖包括锯齿状剪切刀片。
15.根据权利要求14所述的防喷器,其特征在于,所述第一罩盖和第二罩盖的所述锯齿状剪切刀片能够形成互锁布置。
16.根据权利要求15所述的防喷器,其特征在于,还包括设置在所述主体的所述竖直通道内的可替换的密封面层,其中所述可替换的密封面层在处于互锁布置时为所述剪切刀片提供密封接口。
17.一种防喷器,包括:
主体,所述主体形成延伸穿过所述主体的相交的水平通道和竖直通道,其中所述水平通道形成闸板位置;以及
罩盖,所述罩盖附接到所述主体,其中所述罩盖包括闸板单元和可变闸板锁定装置,可变闸板锁定装置包括:
具有渐缩特征的中心锁主轴:
锁紧楔;和
形成在所述闸板单元的中心芯中的渐缩特征;
其中所述闸板单元能够座置在所述主体的所述闸板位置中,并且其中所述可变闸板锁定装置的所述锁紧楔能够接合所述闸板单元的中心锁主轴和中心芯中的所述渐缩特征,以将所述闸板单元锁定在关闭位置、打开位置或部分关闭位置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161494518P | 2011-06-08 | 2011-06-08 | |
US61/494,518 | 2011-06-08 | ||
PCT/US2012/041544 WO2012170811A1 (en) | 2011-06-08 | 2012-06-08 | Improved blowout preventer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103764941A CN103764941A (zh) | 2014-04-30 |
CN103764941B true CN103764941B (zh) | 2016-09-28 |
Family
ID=47296471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280036126.3A Expired - Fee Related CN103764941B (zh) | 2011-06-08 | 2012-06-08 | 改进的防喷器 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9004157B2 (zh) |
EP (1) | EP2718535A4 (zh) |
CN (1) | CN103764941B (zh) |
AU (1) | AU2012267736A1 (zh) |
BR (1) | BR112013031563A2 (zh) |
CA (1) | CA2838042A1 (zh) |
MX (1) | MX336588B (zh) |
SG (1) | SG195339A1 (zh) |
WO (1) | WO2012170811A1 (zh) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2885649A1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-11 | Soon Won Moon | Wireless wear monitoring for conduits |
USD782542S1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-28 | Axon Pressure Products, Inc. | Hinged bonnet for a blowout preventer |
US20170107778A1 (en) * | 2015-10-19 | 2017-04-20 | Hydril USA Distribution LLC | Boltless Locking of BOP Bonnet |
WO2017120101A1 (en) * | 2016-01-05 | 2017-07-13 | Noble Drilling Services Inc. | Pressure assisted motor operated ram actuator for well pressure control device |
WO2019138351A1 (en) * | 2018-01-11 | 2019-07-18 | Abu Dhabi National Oil Company | A blowout preventer ram packer assembly |
US11053766B2 (en) * | 2018-04-10 | 2021-07-06 | Hydril USA Distribution LLC | Wireline blind shear ram |
CN109339730A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-02-15 | 美钻深海能源科技研发(上海)有限公司 | 一种保护金属密封垫环的试验用盲法兰及防喷器密封方法 |
WO2020139412A1 (en) | 2018-12-28 | 2020-07-02 | Mark Bobeck | Blow out preventer bonnet handling apparatus and method |
EP3756858A1 (en) | 2019-06-28 | 2020-12-30 | LayerWise NV | Three dimensional printing system with improved surface properties |
US11459844B2 (en) * | 2019-08-27 | 2022-10-04 | Hydril USA Distribution LLC | Blowout preventer system and method |
WO2023183224A1 (en) * | 2022-03-25 | 2023-09-28 | Schlumberger Technology Corporation | Blowout preventer ram seals and ram blocks |
CN116201498A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-06-02 | 四川宏华石油设备有限公司 | 一种可快速开启侧门的防喷器及其工作方法 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2162018A (en) * | 1937-05-25 | 1939-06-13 | Melvin C Inge | Blow-out preventer |
US2427073A (en) * | 1945-07-09 | 1947-09-09 | Frank J Schweitzer | Side packing floating ram gate |
US3272222A (en) * | 1963-10-28 | 1966-09-13 | Cameron Iron Works Inc | Blowout preventer |
US4052995A (en) * | 1975-08-19 | 1977-10-11 | Hydril Company | Blowout preventer ram lock and locking method |
US4076208A (en) * | 1976-10-04 | 1978-02-28 | Hydril Company | Blowout preventer ram lock |
US4268011A (en) * | 1979-06-22 | 1981-05-19 | Cameron Iron Works, Inc. | Stud tensioner for blowout preventer |
US4290577A (en) * | 1979-09-24 | 1981-09-22 | Hydril Company | Blowout preventer ram lock |
US4437643A (en) * | 1981-06-25 | 1984-03-20 | Cameron Iron Works, Inc. | Ram-type blowout preventer |
US4504037A (en) | 1983-09-26 | 1985-03-12 | Hydril Company | Ram blowout preventer securing and retracting apparatus |
US4840346A (en) * | 1985-04-11 | 1989-06-20 | Memory Metals, Inc. | Apparatus for sealing a well blowout |
US4799696A (en) * | 1987-12-30 | 1989-01-24 | Dover Industries, Inc. | Chuck closing mechanism for automatic screw machine |
US5025708A (en) * | 1990-01-30 | 1991-06-25 | Baroid Technology, Inc. | Actuator with automatic lock |
US5056418A (en) * | 1990-10-18 | 1991-10-15 | Granger Stanley W | Self-adjusting automatic locking piston for RAM blowout preventers |
US5897094A (en) * | 1996-12-27 | 1999-04-27 | Varco Shaffer, Inc. | BOP with improved door connectors |
US7413019B2 (en) * | 2001-05-04 | 2008-08-19 | Hydril Usa Manufacturing Llc | Mounts for blowout preventer bonnets |
US20060076526A1 (en) * | 2004-10-13 | 2006-04-13 | Varco I/P, Inc. | Anodic Protective Seal in a Blowout Preventer |
GB0423016D0 (en) | 2004-10-16 | 2004-11-17 | Enovate Systems Ltd | Blow out preventers |
US7195224B2 (en) * | 2005-02-01 | 2007-03-27 | Varco I/P, Inc. | Blowout preventer and locking mechanism |
US7464765B2 (en) * | 2005-08-24 | 2008-12-16 | National-Oilwell Dht, L.P. | Inner guide seal assembly and method for a ram type BOP system |
US7367396B2 (en) * | 2006-04-25 | 2008-05-06 | Varco I/P, Inc. | Blowout preventers and methods of use |
US7798466B2 (en) | 2007-04-27 | 2010-09-21 | Varco I/P, Inc. | Ram locking blowout preventer |
US7967299B2 (en) * | 2009-07-16 | 2011-06-28 | National Oilwell Varco, L.P. | Body to bonnet seal on a blowout preventer |
US8479825B2 (en) * | 2009-09-03 | 2013-07-09 | Hydril Usa Manufacturing Llc | Crane device and method |
US9260932B2 (en) * | 2010-09-14 | 2016-02-16 | National Oilwell Varco, L.P. | Blowout preventer ram assembly and method of using same |
US9045961B2 (en) * | 2011-01-31 | 2015-06-02 | National Oilwell Varco, L.P. | Blowout preventer seal and method of using same |
-
2012
- 2012-06-08 SG SG2013090477A patent/SG195339A1/en unknown
- 2012-06-08 CA CA 2838042 patent/CA2838042A1/en not_active Abandoned
- 2012-06-08 WO PCT/US2012/041544 patent/WO2012170811A1/en active Application Filing
- 2012-06-08 BR BR112013031563A patent/BR112013031563A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2012-06-08 CN CN201280036126.3A patent/CN103764941B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-06-08 MX MX2013014286A patent/MX336588B/es unknown
- 2012-06-08 AU AU2012267736A patent/AU2012267736A1/en not_active Abandoned
- 2012-06-08 EP EP12797645.4A patent/EP2718535A4/en not_active Withdrawn
- 2012-09-28 US US13/631,175 patent/US9004157B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-03-10 US US14/642,899 patent/US9879497B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150176359A1 (en) | 2015-06-25 |
EP2718535A4 (en) | 2016-02-24 |
US20130026395A1 (en) | 2013-01-31 |
BR112013031563A2 (pt) | 2016-12-13 |
EP2718535A1 (en) | 2014-04-16 |
CA2838042A1 (en) | 2012-12-13 |
MX336588B (es) | 2016-01-21 |
SG195339A1 (en) | 2013-12-30 |
WO2012170811A1 (en) | 2012-12-13 |
US9004157B2 (en) | 2015-04-14 |
CN103764941A (zh) | 2014-04-30 |
AU2012267736A1 (en) | 2013-12-19 |
MX2013014286A (es) | 2014-06-11 |
US9879497B2 (en) | 2018-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103764941B (zh) | 改进的防喷器 | |
US10989010B2 (en) | Well bore control system | |
US7300033B1 (en) | Blowout preventer operator locking system | |
US5653418A (en) | Ram-type blowout preventer | |
US20160102518A1 (en) | Shear Ram Blowout Preventer with Engagement Feature | |
CN103380261B (zh) | 防喷器平移轴锁定系统 | |
DE8214178U1 (de) | Sicherheitsventil fuer ein bohrstrangrohr | |
US10570690B2 (en) | BOP compact bonnet-booster (CBB) piston assembly and method | |
US20160258238A1 (en) | Blowout Preventer with Blade Including Multiple Profiles | |
US9739109B2 (en) | Blowout preventer with projectile | |
EP3523096B1 (de) | Arbeitswerkzeug | |
US8857784B2 (en) | Linear clutch for blowout preventer | |
US9976373B2 (en) | Blowout preventer with shear ram | |
US20160298409A1 (en) | High-Strength Blowout Preventer Shearing Ram and Connecting Rod | |
WO2017039951A1 (en) | Blowout Preventer with Pipe Ram Packer Assemblies with Support Tab | |
CN102466038A (zh) | 一种整体环槽压力容器快开门机构 | |
US10202817B2 (en) | Packer assembly with inserts for blowout preventer | |
US7124770B2 (en) | Shear mechanism for backpressure relief in a choke valve | |
US8166993B2 (en) | Method and systems for using a shim plate for increased strength | |
US20170328153A1 (en) | Shear mechanism for back pressure relief in chokes | |
DE102005050746B3 (de) | Hydraulische Schließvorrichtung für Spritz- und Druckgießmaschinen | |
WO2016195838A1 (en) | Wire cutting blowout preventer | |
EP2138729A1 (de) | Befestigungsmutter mit Drehmomentbegrenzung | |
WO2015185252A1 (de) | Hydraulikantrieb | |
GB2549814A (en) | Wellbore control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160928 Termination date: 20170608 |