JPS63315795A - 噴出防止器用の圧力逃し系統とその噴出防止器およびバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石油およびガスの掘穿、生産業に使用する型
式の海中噴出防止器全般、さらに詳述すれば海中噴出防
止器の壁体を通してガスを排出するための改良されたバ
ルブに関する。

〔従来の技術〕

陸地の井戸孔の圧力を調節するために噴出防止器を開閉
できることは周知である。これは非密封（開）もしくは
密封（閉）のいずれかの位置にあるものとしても知られ
ている。噴出防止器（ＢＯＰ）を用いて陸地に掘穿する
油井やガス井を制御するときは、ＢＯＰを開放して井戸
孔に蓄積した加圧ガスを排出することが可能である。し
かし海中の石油やガスの操作中、現に使用中の海中ＢＯ
Ｐについては不可能である。その難点は、海中ＢＯＰが
海底に在る事実および海底に在る海中ＢＯＰから沖合油
井掘削装置のプラットホームに据付けられた掘穿または
生産装置までのケーシングがかなり長い場合があるとい
う事実から生じる。油井掘削装置の場合には、掘削泥水
柱が、海中ＢＯＰから油井掘削装置の掘削プラットホー
ムまでのケーシング全長に亘って、存在するために、海
中ＢＯＰ下部の環帯に閉じ込められた井戸孔ガスの安全
有効な排出を妨害する。

海中ＢＯＰ下部に閉じ込められた高圧井戸孔ガスを掘削
泥水柱を通して開放排出しようと試みるならば、井戸孔
ガスの抑制しがたい高圧爆発の危険を覚悟の上で敢行す
ることになる。掘削泥水は、高圧ガスの海面への通過を
不測に妨害する粘稠な栓の如く作用する。

したがって、海中ＢＯＰを開放せずに高圧井戸孔ガスを
排出するための安全有効な手段の必要性が生じてきた０
本発明は、海中噴出防止器の開閉如何に無関係な海中噴
出防止器のための多重安全性圧力逃がしバルブを供給す
ることによってこの必要性を満たすものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は一般に、ＢＯＰを開放することなくその
内容物を排出するための手段を有する新規なかつ改良さ
れたＢＯＰを供給することにより、また排出手段を制御
するためのＢＯＰから遠く離れた手段を含む新規なかつ
改良されたＢＯＰを具体化するシステムを供給すること
によって達成される。

したがって本発明の装置の目的は、海中ＢＯＰから高圧
井戸孔ガスを安全有効に排出する手段を供給することに
ある。

本発明の装置の別の目的は、ＢＯＰ本体の開口部および
開放排出管を通じて海中ＢＯＰから井戸孔ガスを排出す
るためのバルブピストンおよびシャフトを供給すること
にある。

本発明の装置のさらに目的とするところは、本発明のバ
ルブピストンおよびシャフトを液圧制御下で開閉するた
めの液圧作業組立品を供給することにある。

さらに本発明の装置の別の目的は、液圧作業組立品の液
圧制御作用が失なわれた場合に、本発明のバルブピスト
ンおよびシャフトを自動的に閉じる手段を供給すること
にある。

本発明の、上記のおよびその他の目的、特長および利点
は、図面の簡単な説明および添付した特許請求の範囲か
ら明白であろう。

〔発明の具体的態様〕

本発明の好適実施態様を、図面を参照して説明する。本
発明による噴出防止器（ＢＯＰ）には全般的に数字１０
を付けである６本発明は種々のモデルや型式の海中ＢＯ
Ｐの使用を企図するけれども、ここに説明する具体的な
実施態様は、テキサス州ヒユーストンのエヌエル・イン
ダストリーズ社（ＮＬ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　、Ｉｎ
ｃ、）のエヌエル・シエーファー（ＮＬ　５ｈａｆｆｅ
ｒ）部門が製造販売しており、エヌエル・インダストリ
ーズ社に譲渡された米国特許第３．６６７．７２１号に
述べである球形ＢＯＰの使用を企図する。当該米国特許
第３，６６７．７２１号に開示された事項は参考として
本明細書中に折り込まれている。

第１図は、本発明によるＢＯＰｌｏ内の圧力逃がしバル
ブ１２の配置を示す。圧力逃がしバルブ１２は一般に、
シャフト１６に取付けられたバルブピストン１４を含ん
でいる。追てより充分に説明するとおり、シャフト１６
は゛、ＢＯＰＩＯの底部ハウジング２０にある開口部１
８を通り、また液圧作動組立品２２を通って延設されて
いる。開口部１８はＢＯＰＩＯの中心基部からＢＯＰＩ
Ｏの外側まで延びている。開放排出管２３はＢＯＰＩＯ
の底部ハウジング２０を通って延設され開口部１８とＢ
ＯＰＩＯの外側との間の流体連通を形成する。

本発明の好適実施態様においてバルブピストン１４、シ
ャフト１６、開孔部１８および液圧作動組立品２２は、
シャフト１６の軸に沿って円筒対称形に形成されている
。本発明の別の実施態様は、圧力逃がしバルブ１２の構
成要素としてその他の幾何学的形状を利用してもよいこ
とは明らかである。

第１図および第２Ａ図に示すとおり、シャフト１６はＢ
ＯＰＩＯの底部ハウジング２０を通り、円筒形開口部１
８の中で滑動できるように配置されている。第２Ａおよ
び第３図に示すとおり、シャフト１６はりブフランジ２
４によって開口部１８の中心に置かれている。第２Ａ図
は、ＢＯＰｌｏの底部ハウジング２０の外壁内に取付け
られた開孔プラグ部材２６によって、シャフト１６が開
口部１８の中心に置かれていることを示す。

バルブピストン１４およびシャフト１６が開放した位置
の横断面図を第４図に示す、第４図に示すとおり、バル
ブピストン１４はシャフト１６の端部２８に固定して取
付けられている。バルブピストン１４には円周方向の溝
３０および３２が形成されている。第１の環状リップ形
の弾力性０−リング３４が溝３０の中へはめ込まれ、第
２の環状リップ形の弾力性０−リング３６が溝３２の中
へはめ込まれている。ＢＯＰの中心ｆＬに隣接する開口
部１８の部分が、シャフト１６が閉の位置にあるときに
バルブピストン１４を受入れるために拡げられることの
重要性を認めるべきである。このようにして、第２Ａ図
に示すようにシャフト１６が閉の位置にあるときには、
０−リング３４および０−リング３６は、開孔部１８の
拡げられた部分の円筒形表面３８に対して密封を保つ。

液圧作動組立品２２の詳細図を第２Ｂ図に示す。液圧作
動組立品２２は、その内部にピストンチャンバー４２を
形成する部分を有するハウジング４０を含む。

ピストンチャンバー４２は、その内部に狭い公差で滑動
可能なように配置された作動ピストン４４を含む。シャ
フト１６はハウジング４０の基部４６を通って延び、さ
らにピストンチャンバー４２の中へ延びて。

そこでシャフト１６は作動ピストン４４に固定して取付
けられている６本発明の好適実施態様においては、シャ
フト１６は固定ボルト４８を介して作動ピストン４４に
固定して取付けられる。

作動ピストン４４は、固定ボルト５２によってハウジン
グ４０に固定されたピストンハウジングキャップ５０に
よって、ハウジング４０のピストンチャンバー内に保持
されている。ピストンハウジングキャップ５０を貫ぬく
導管５４を通して、作動ピストン４４に対して作用する
液圧もしくは空気圧流体が加圧下で導入される。ばね５
６のような片重り手段が、作動ピストン４４をピストン
ハウジングキャップ５０に向って片寄らせる。第２Ｂ図
に示すとおり、ばね５６はシャフト１６の周りに共軸的
に配置されている。

はね５６の一方の端はハウジング基部４６の凹部５８の
中に置かれ、他の端は作動ピストン４４の凹部６０の中
を占める。

ピストンチャンバー４２は、液圧作動組立品２２のハウ
ジング４０を貫ぬく導管６２を通って排気される。

環状リップ形の弾力性０−リング６４および６６は、導
管６２以外を通ってピストンチャンバー４２から流体が
漏洩することを防止する。類似の０−リング６８は、作
動ピストン４４の外面とハウジング４０表面との接合部
を通って液圧流体が漏洩することを防止する。

弾力性Ｏ−リング７０は、ピストンハウジングキャップ
５０の表面とハウジング４０との接合部を通って液圧流
体が漏洩することを防止する。液圧作動組立品は、ハウ
ジング４０の基部４６にあるボルト孔７２を貫通し、か
つＢＯＰＩＯの底部ハウジング２０のボルト孔７４（第
２Ａ図に点線で示す）の中に固定されるボルト（図示せ
ず）を介してＢＯＰＩ（ｌの底部ハウジング２０に固定
される。

ここで第５図を参照すると、バルブピストン１４とシャ
フト１６を開の位置へ動かすために油井掘削装置（リグ
）の床の上に配置された液圧流体供給源８０から導管５
４を通して液圧流体がポンプ輸送される０通常の加圧さ
れた液圧流体供給源８０が、加圧ホース８２によって導
管５４に接続される。指令に応じて液圧が供給源８０か
ら作用すると、作動ピストン４４に加わる液圧が、片寄
せばね５６の保持力に抗してピストン４４を移動させる
。液圧が作用する作動ピストン４４の表面積は、井戸孔
ガス圧力が作用するバルブピストン１４の表面積よりも
大きい故、作動ピストン４４に作用する力を充分に大き
くして、井戸孔ガスおよび片寄せばね５６による保持力
に抗して作動ピストン４４（およびバルブピストン１４
とシャフト１６）を動かすことができる。好適実施態様
において、液圧作動組立品は液圧流体供給源１　、５０
０ないし３　、０００ポンド毎平方インチ（１０５，５
ないし２１１キログラム毎平方センチメートル）の範囲
内で作動する。この範囲の液圧流体圧は導管２３を通じ
て最大１０，０００ボンド毎平方インチ（７０４キログ
ラム毎平方センチメートル）までの井戸孔ガスを排出す
ることができる。

作動ピストン４４がハウジング４０内のばね５６に抗し
て移動するにつれて、シャフト１６はバルブピストン１
４を動かして、ＢＯＰＩＯの中央孔内部の開位置にする
。　　ＢＯＰＩＯの中央孔内部の井戸孔ガスは次いで、
シャフト１６および開口部１８の壁によって限られた環
状スペースに入る。ガスはりブフランジ２４を通ること
によって開口部１８を通過し、開放排出導管２３を経て
ＢＯＰＩＯの外部へ排出される。ガスは直接海中へ排出
することができるが、環境および実開上の考慮から、開
放排出導管２３に接続する導管（図示せず）内へガスを
導き、プラットホーム８１へ輸送して排出もしくは貯蔵
すべきであろう。

ＢＯＰＩＯの中心孔の井戸孔圧力が低下したのちにバル
ブピストン１４およびシャフト１６を開口部１８内の閉
の位置へ移動してもよいが、これは作動ピストン４４に
作用している液体圧力を減じて行なう。

作動ピストン４４に作用する液体圧が低下するにつれて
ばね５６は作動ピストン４４をピストンハウジングキャ
ップ５０に向けて押し戻し、それによってバルブピスト
ン１４およびシャフト１６を開口部１８の中の閉の位置
へ定着させる。液圧作動組立品２２の構造は“多重安全
閉鎖″構造である。すなわち、なんらかの原因によって
流体圧が失なわれると、ばね５６は自動的にバルブピス
トン１４を閉じてＢＯＰＩＯの中心孔を密封する。

本発明の具体的な好適実施態様を述べたが、本発明の真
の趣旨と範囲から逸脱することなく、ここに開示した好
適実施態様を改変しても差支えないことを理解すべきで
ある。たとえば油井掘削装置および掘削用ＢＯＰを図解
し説明したが、本発明は所望により産出圧力を排出する
手段を提供するために、ここに述べた排出バルブを産出
用ＢＯＰに用いることを企図している。このほか、本発
明の好適実施態様は排出バルブ組立品を操作するために
液体圧力の使用を企図しているが、当技術分野の当業者
は、空気圧を使用しても差支えないこと認識するであろ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は、噴出防止器の模式的な部分断面図を示し、噴
出防止器内の配置を示す本発明のバルブの断面図を含む
。 第２Ａ図は、本発明のバルブピストンおよびシャフトな
らびに噴出防止器の壁体内の配置を示す立面断面図であ
る。 第２Ｂ区は、本発明のバルブの液圧作動組立品の立面断
面図を図示する。 第３図は、本発明のバルブピストンを第２Ａ図の線３−
３によって切断した部分断面平面図を示す。 第４図は、バルブピストンの構造を示す、側の位置にあ
るシャフトの立面断面図を描写する。 第５図は、本発明による排出バルブを含み、高圧ホース
によって油井掘削装置プラットホーム上の圧力供給源へ
接続された海中噴出防止器の概略図を示す。 図面中 噴出防止器・・・１０　　　　　　圧力逃がしバルブ・
・・１２バルブピストン・・・１４　　　　シャフト・
・・１６開ロ部・・・１８　　　　　　　　底部ハウジ
ング・・・２０開放排出導管・・・２３　　　　　リブ
フランジ・・・２４開孔プラグ部材・・・２６　　　　
端部・・・２８１苛・・・３０，３２　　　　　　　　
０−リング・・・３４　、３６　、６４　、６６　、６
８　、７０円筒形表面・・・３８　　　　　　ハウジン
グ・・・４０ピストンチヤンバー・・・４２　　作動ピ
ストン・・・４４基部・・・４６　　　　　　　　　固
定ボルト・・・４８ピストンハウジングキヤツプ・・・
５０固定ボルト・・・５２　　　　　　導管・・・５４
．６２ばね・・・５６　　　　　　　　　凹部・・・５
８．５０ボルト孔・・・７４　　　　　　　液圧流体供
給源・・・８０プラツトホーム・・・８１　　　　加圧
ホース・・・８２どＱ ＦＩＧ、　２Ａ ＦＩＧ、　２Ｂ ＦＩＧ、　５ 手続補正書（１） 昭和６３年５月９日 特許庁長官　　小　　川　　邦　　夫　　殿１、事件の
表示 昭和６３年特　許菖　第０７４８６１号２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、代理人（〒１６４） 住所　　東京都中野区本町１丁目３１＃４号シティーハ
イムコスモ１ｏ○３号室 電話（０３）３７３−３５７１（代） 」 ８、補正の内容　別紙のとおり　　　　　　　　　−手
続補正書 昭和６３年７月２日 特許庁長官　　吉　　１）　文　　毅　　殿■、事件の
表示 昭和６３年特許願第０７４８６１号 ２、発明の名称 ４、代理人（〒１６４） 住　所　　東京都中野区本町１丁目３１番４号シティー
ハイムコスモ１００３号室 ５、補正指令の発送日　　昭和６３年６月２８日６、補
正により増加する発明の数　なし７、補正の対象　図面 ８、補正の内容　別紙のとおり

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陸地井戸孔内の圧力を制御し、井戸孔内の圧力と連
   通する内部通路を有する噴出防止器を備え、該噴出防止
   器の開閉が可能である系統において、該噴出防止器が開
   放されているか否かに無関係に該内部通路内の圧力を該
   噴出防止器外部へ排出する手段を含むことを特徴とする
   改良された系統。 ２、請求項１に記載の系統において、当該圧力排出手段
   を該噴出防止器から遠隔して制御する手段をさらに含む
   ことを特徴とする改良された系統。 ３、陸地井戸孔内の圧力を制御するための噴出防止器で
   あって、上端と下端の間に中心通路を有する加圧ハウジ
   ング； 該中心通路を開閉し、それによって該ハウジング下端の
   圧力が該ハウジング上端にも存在するか否かに関係なく
   圧力を制御する第１手段；および当該第１手段が該中心
   通路を開放したか否かに関係なく該中心通路の下端にお
   ける如何なる圧力も該ハウジング外部へ排出する第２手
   段を含むことを特徴とする噴出防止器。 ４、請求項第３に記載の噴出防止器であって、当該第２
   手段が、該噴出防止器の該中心通路と外部との間に流体
   を連通する第２通路；および該第２通路中にバルブ手段
   を含む噴出防止器。 ５、請求項４に記載の噴出防止器であって、該バルブ手
   段が外部圧力供給源によって制御可能なバルブピストン
   を含む噴出防止器。 ６、請求項５に記載の噴出防止器であって、該バルブピ
   ストンが閉鎖の位置へばねによって偏倚している噴出防
   止器。 ７、海中噴出防止器用の圧力逃がしバルブであって、該
   噴出防止器を貫通する開口部内に滑動可能なように配置
   されたシャフト； 該シャフトに取付けられたバルブピストンであって、該
   シャフトおよび該バルブピストンが閉の位置にあるとき
   該開口部を密封するためのもの；該噴出防止器を貫通し
   該開口部と該噴出防止器の外部を接続する開放排出導管
   ；および 該シャフトおよび該バルブピストンを開の位置へ移動し
   該噴出防止器の中心孔のガスを該開口部および該開放排
   出導管を通して流動させるための液圧作動組立品を含む
   ことを特徴とするバルブ。 ８、請求項７に記載の圧力逃がしバルブであって、該液
   圧作動組立品が、ハウジング； 該ハウジング内に滑動可能なように配置された作動ピス
   トン； 該噴出防止器を貫通し該開口部から延設された該シャフ
   トの端部に取付けられた該作動ピストン；該ハウジング
   を密封するピストンハウジングキャップに向って該作動
   ピストンを保持するための偏倚手段；および該偏倚手段
   により、および該噴出防止器の中心孔の該ガスによって
   発生する力に抗して該作動ピストンおよび該シャフトを
   移動し、該シャフトに該バルブピストンを開の位置へ移
   動させるようにするための液圧流体供給手段を含むバル
   ブ。