KR20150059598A - 복수의 피스톤을 갖는 구상-애뉼러형 분출 방지 장치 - Google Patents

복수의 피스톤을 갖는 구상-애뉼러형 분출 방지 장치 Download PDF

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KR20150059598A
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허나니 지. 데오캄포
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지피 인터레스트스, 엘엘씨
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Abstract

분출 방지 장치는 내부에 형성된 유체 연통 실린더를 포함하는 하우징과, 상기 하우징 내에 위치된 주요 밀봉부와, 상기 유체 연통 실린더 내에 분리 가능하게 배치된 원통형 슬리브와, 상기 슬리브 내에 배치된 환형 피스톤 및 마개와, 상기 주요 밀봉부를 작동시키도록 상기 환형 피스톤에 의해 작동되도록 구성된 가압 링을 포함한다. 분출 방지 장치는 유체 연통 실린더로부터 하우징 내의 보이드 공간을 격리하기 위한 상부 마개 조립체를 더 포함할 수 있다.

Description

복수의 피스톤을 갖는 구상-애뉼러형 분출 방지 장치{SPHERICAL-ANNULAR BLOWOUT PREVENTER HAVING A PLURALITY OF PISTONS}
본 출원은 2013년 11월 22일에 출원된 미국 출원 번호 제14/087,091호의 부분 계속 출원(CIP)이며, 그 내용은 본 명세서에 참고로 전체가 합체된다.
하기의 설명은 석유 및 가스 산업에서 유정 및 가스정의 시추 및 개수(workover) 중에 사용되어 지층 유체의 유입이나 다른 제어되지 않는 상황에 기인한 예상치 못한 "킥(kick)" 압력의 발생시 시추공의 압력이 외부 환경으로 빠져나가는 것을 방지하는 분출 방지 장치에 관한 것이다. 예를 들면, 구상-애뉼러형 분출 방지 설계는 복수의 피스톤과 마개(gland)를 포함할 수 있다.
석유 및 가스 탐사에서 유정 관리는 중요한 측면이다. 예를 들면, 유정의 시추시 장비의 손상을 방지하고 가장 중요하게는 시추 작업과 관련된 돌발적인 사건으로부터 야기되는 작업 인원에 대한 피해를 방지하기 위해 안전 장치를 배치하여야 한다. 안전의 전제 조건과 분출의 위험 때문에, 킥 제어를 위한 조치를 취할 수 있을 때까지 효과적으로 시추공을 밀봉하기 위해 지표면이나 깊은 수중 환경의 해저 상에서 정두(wellhead) 위로 분출 방지기(blowout preventers: BOPs)로 알려진 장치를 설치하고 있다. 분출 방지기는 크고 전문화된 고압 밸브 또는 이와 유사한 기계적 장치로서, 통상적으로는 중복으로 적층하여 설치되고 다운홀(downhole) 압력을 밀봉 및 제어하고 석유 및 가스정을 모니터링하는데 사용됨으로써 궁극적으로 유정 시추 작업 중에 액체 및 가스의 예상치 못한 유동을 방지한다. 분출 방지기는 다양한 스타일, 크기 및 압력 등급을 가지며, 여러 기능을 제공하는 여러 개별 장치를 결합하여 분출 방치기 스택을 구성한다. 분출 방지기 시스템의 기능 중 일부는 한정되는 것은 아니지만 유정 내 유체를 시추공에 제한하고, 유체를 시추공에 부가하는 수단을 제공하고, 시추공으로부터 조절 가능한 부피의 유체가 회수되도록 하며, 시추공 압력을 조절 및 모니터링하고, 시추공을 밀봉하는 것을 포함한다.
다운홀 압력과 석유 및 가스의 유동을 제어하는 것 이외에, 분출 방지기는 분출의 조짐이 있을 때 배관(tubing), 도구(tools) 및 시추 유체가 시추공으로부터 분출되는 것을 방지하도록 의도된 것이다. 분출 방지기는 작업조, 굴착 장치 및 환경의 안전 및 유정 보전의 모니터링 및 유지에 매우 중요하다. 따라서, 분출 방지기는 안전 장치인 것으로 의도된 것이다. 안전 장치의 유효성의 중요한 인자인 중복(redundancy)을 위해 동일한 종류의 다수의 분출 방지기가 제공되는 경우가 많다.
분출 방지기는 두 가지의 주요한 종류가 있다: 애뉼러형(annular) 및 RAM형. 애뉼러형 BOPs는 통상 BOP 스택의 최상단 측에 설치된다. 이후에 시추팀은 통상적으로 미리 정해진 갯수의 RAM BOPs를 애뉼러형 분출 방지기 아래에 설치한다. 분출 방지기는 시추 중에 유정 저류층(reservoir)으로부터 나오는 지층 킥으로 지칭되기도 하는 극도의 불규칙한 압력 및 조절되지 않는 유동에 대응하기 위해 개발된 것이다. 킥은 "분출(blowout)"로 알려진 잠재적인 재해적 사건을 야기할 수 있다. 킥이 감지되면, 먼저 애뉼러형 분출 방지기가 폐쇄되고, 이후 애뉼러형 분출 방지기가 고장나는 경우의 예비 장치로서 RAM이 사용된다. 작업 중 때로 BOPs는 손상을 받는데, 피스톤과 같은 내부 성분의 손상을 처리할 때 불가능하지는 않지만 수리가 어렵다.
전형적인 고압 유정의 시추시, 시추동(drill string)은 분출 방지기를 통해 석유 및 가스의 저류층 측으로 보내진다. 시추공을 시추함에 따라, 시추 유체인 "이수(mud)"가 시추동을 통해 시추 비트인 "블레이드(blade)"로 아래로 공급된 후 시추관과 케이싱(시추공을 덮는 배관) 사이의 링형 공동인 환상체(annulus) 내에서 시추공 위로 복귀된다. 시추 이수의 칼럼은 시추되는 지층으로부터의 반발 압력에 대항하는 하향 유체 정압(hudrostatic pressure)을 가함으로써 시추가 진행되도록 한다. 킥 발생시, 굴착 작업자 또는 자동화 시스템은 분출 방지기를 폐쇄하여 환상체를 밀봉하는 것에 의해 시추공 외부로 유체의 유동을 방지한다. 이후 고밀도의 이수는 다운홀 압력을 극복할 때까지 시추공 내에서 시추동 아래로, 환상체 위로, 그리고 초크(chokes)를 통해 BOP 스택의 베이스에 있는 초크 라인을 통해 외부로 순환된다. 분출 방지기와 이수가 킥의 상향 압력을 구속하지 않으면, 분출이 일어나서 잠재적으로 배관, 석유 및 가스를 시추공 위로 쏘아올려 굴착 장비에 손상을 입히고 문제가 되는 유정의 무결성을 해치게 된다.
일례에 따르면, 분출 방지 장치는 주요 밀봉부를 수용하도록 구성된 공동을 갖는 내부 천장부를 포함하는 상부 하우징과, 복수의 내부 유체 연통 실린더를 포함하는 하부 하우징과, 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더 내에 배치되도록 구성된 복수의 환형 피스톤 및 마개와, 상기 주요 밀봉부를 작동시키도록 상기 환형 피스톤에 의해 작동되도록 구성되고 상기 하부 하우징의 보이드 영역 내에 원주 방향으로 배치된 가압 링과, 상기 하부 하우징의 보이드 영역으로부터 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더를 격리하도록 구성된 상부 마개 조립체를 포함한다.
다른 예에서, 분출 방지 장치는 내부에 형성된 복수의 유체 연통 실린더를 포함하는 하우징과, 상기 하우징 내에 위치된 주요 밀봉부와, 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더 내에 분리 가능하게 배치된 복수의 원통형 슬리브와, 상기 복수의 원통형 슬리브 내에 배치되도록 구성된 복수의 환형 피스톤 및 마개와, 상기 주요 밀봉부를 작동시키도록 상기 환형 피스톤에 의해 작동되도록 구성된 가압 링을 포함한다.
다른 예에서, 분출 방지 장치에 사용되도록 구성된 피스톤 카트리지는 해당 피스톤 카트리지의 외벽을 형성하는 원통형 슬리브와, 상기 원통형 슬리브 내에 배치된 환형 피스톤과, 상기 피스톤 카트리지의 말단부 상에 유지되는 마개를 포함한다.
다른 예에서, 분출 방지 장치를 사용하는 방법은 원통형 슬리브, 환형 피스톤 및 마개를 포함하는 피스톤 카트리지를 상기 분출 방지 장치 내에 형성된 공동 내에 제공하는 단계와, 상기 분출 장치의 피스톤 로드를 상기 피스톤 카트리지의 환형 피스톤 내에 형성된 구멍에 연결하는 단계와, 바닥 커버 플레이트를 사용하여 상기 분출 방지 장치의 공동을 덮는 단계를 포함한다.
상기 해결 수단과 하기의 상세한 설명은 첨부 도면을 함께 참조하면 더 잘 이해될 것이다. 예시의 목적으로, 본 발명의 소정의 실시예들이 도면에 제공된다. 그러나, 본 발명은 예시된 정확한 구성 및 수단에 한정되지 않음을 알아야 한다. 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명에 따른 시스템, 장치 및 방법의 실시를 예시하고, 상세한 설명과 함께, 본 발명에 따른 장점과 원리를 설명하는데 사용된다.
도 1은 일 실시예에 따른 분출 방지 조립체의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따라 연결된 분출 방지 조립체의 단면 사시도이다.
도 3a는 일 실시예에 따라 도 2에 도시된 상태로부터 약 90도 회전된 분출 방지 조립체의 단면 입면도이다.
도 3b는 일 실시예에 따라 지시된 환형 피스톤 및 관련 마개의 상세부(A)를 포함하는 분출 방지 조립체의 단면 입면도이다.
도 3c는 일 실시예에 따른 환형 피스톤과 마개의 측단면도로서, 도 3b의 상세부(A)의 확대도이다.
도 4는 일 실시예의 분출 방지 장치에 사용되는 가압 링의 단면도이다.
도 5는 일 실시예의 분출 방지 장치에 사용되는 하부 하우징의 단면도이다.
도 6은 일 실시예의 분출 방지 장치에 사용되는 상부 하우징의 단면도이다.
도 7은 다른 예의 분출 방지 장치 조립체의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 7에 도시된 바와 같이 관통 구멍과 필터 또는 와이어 메시를 갖는 어댑터를 포함하는 일례의 분출 방지 장치의 확대도이다.
도 8은 상부 피스톤 마개 조립체와 원통형 슬리브를 포함하는 일례의 하부 하우징의 단면도이다.
도 9는 표시기/블리드 포트를 포함하는 일례의 하부 하우징의 단면도이다.
도 9a는 도 9에 도시된 바와 같은 예의 표시기/블리드 포트의 확대도이다.
도 10은 분출 방지 장치의 일례의 분리 가능한 피스톤 카트리지의 단면도이다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예를 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명은 다음의 설명에서 언급되거나 도면에 예시된 구성의 세부와 부품의 배열에 적용이 제한되지 않음을 알아야 한다. 도면과 기술된 설명은 임의의 당업자가 특허 보호받고자 하는 발명을 실시 및 사용하는 것을 교시하도록 제공된다. 본 발명은 다른 실시예도 가능하며 다양한 방식으로 구현 및 실시될 수 있다. 당업자들은 명확성과 이해를 위해 상업적인 실시예 모두가 예시된 것은 아니라는 것을 알 것이다. 당업자는 또한 본 발명의 여러 측면을 포함하는 실제의 상업적 실시예의 개발은 다수의 이행-상업적 실시예에 대한 개발자의 궁극적인 목표를 달성하기 위한 특정의 결정들을 필요로 할 것임을 알 것이다. 이들 노력은 복잡하고 시간 소모적일 것이지만, 그럼에도 본 발명의 개시의 이득을 갖는 당업자에게는 일상적인 일일 것이다.
추가로, 여기 사용된 어법과 용어들은 설명을 목적으로 하므로 한정으로서 간주돼서는 안됨을 이해하여야 한다. 예를 들면, 단수형으로 표현된 용어의 사용은 항목의 수를 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 또한, 한정되는 것은 아니지만, "상단(top)", "바닥(bottom)", "좌", "우", "상부(upper)", "하부(lower)", "아래(down)", "위(up)", "측면(side)", "표면(surface)" 등의 관계적 용어의 사용은 특히 도면과 관련하여 명확성을 위해 설명에 사용되는 것으로 발명 또는 첨부된 특허청구범위의 범위를 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 또한, 본 발명의 특징 중 임의의 한 특징은 따로 또는 다른 특징과 조합하여 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자에게는 도면과 상세한 설명의 검토를 통해 본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 장점이 분명하거나 분명해질 것이다. 이러한 추가의 시스템, 방법, 특징 및 장점 모두는 본 설명 내에 포함되고, 본 발명의 범위 내에 있으며, 첨부된 특허청구범위에 의해 보호되도록 의도된 것이다.
첨부 도면에 예시된 바와 같은 본 발명과 일치하는 이행을 상세히 참조한다. 설명의 목적으로, 여기 설명되는 실시예들은 합리적으로 유동하는 것으로 예상 가능한 임의의 물질은 물론, 고체 덩어리들을 갖는 액체 용액 및 가스, 액체를 말하는 "유체"란 용어를 참조한다.
비한정적인 예의 형태로 본 발명에 따른 도 1을 참조하면, 예시된 분출 방지 조립체(1)는 유압 작동식이고 전체적인 디자인상 환형인 구성이다. 본 실시예의 분출 방지 조립체(1)의 작동 기능을 설명하면, 원하는 동작을 유발시키는 유압 유체의 부피는 분출 방지 조립체(1)의 주요 밀봉부(main seal)(25)(도 2 및 도 3a 참조)를 폐쇄하는데 약 4 갤론이고 개방하는데 약 3과 1/2 갤론이다. 또한, 바람직한 실시예에서, 수용될 수 있는 시추관의 내부 치수는 약 5와 1/2인치 내지 약 21과 1/4인치의 범위일 수 있다. 가능하면서도 압력 용기나 다른 작동적 이유로 제한되지 않는 경우, 본 실시예의 제조에 사용되는 모든 금속 성분은 상업적으로 구매 가능한 4130 강으로 제조 및 가공된다. 당업자는 안전 및 3,000 psi ~ 20,000 psi의 작동 범위를 가질 수 있는 본 발명의 고압 기능 능력을 고려하여 다른 직경, 종류 및 두께의 강 또는 바람직한 재료를 사용할 수 있음을 알 것이다.
분출 방지 조립체(1)는 도 2 및 도 3a에 함께 도시된 단면도를 참조로 상세하게 설명된다. 도 3a는 도 2의 도면과 비교시 약 90도 정도 시계 방향으로 회전된 도면이다. 분출 방지 조립체(1)는 추가로 설명되는 바와 같이 복수의 환형 피스톤(40)(도 3c에서 특정 상세부에도 도시됨)의 실행 및 동작을 통해 오일 및 가스 정의 분출 방지 동작을 제공하는 복수의 구성 요소를 포함한다. 분출 방지 조립체(1)의 폐쇄 구조는 복수의 내부 유체 연통 실린더(internal fluidly interconnected cylinders)(160)를 갖는 하부 하우징(10)과, 상부 하우징(5)(마찬가지로 도 6에서 특정 상세부에 도시됨)과, 단일편 가압링(one piece energizing ring)(15)(마찬가지로 도 4에서 특정 상세부에 도시됨)과, 복수의 개별 바닥 커버 플레이트(65)를 포함하도록 구성된다. 또한, 분출 방지 조립체(1)는 복수의 주요 밀봉 리브(27)를 갖는 상업적으로 구매 가능한 상용 주요 밀봉부(25)와, 어댑터 링(30)과, 각각의 환형 피스톤(40)에 전용으로 사용되는 복수의 마개(gland)(45)(마찬가지로 도 3c에서 특정 상세부에 도시됨)와, 다양한 전용의 관련 밀봉부, 관련 요소와 함께 아래에 설명될 나사형 부착구를 포함한다. 주요 밀봉부는 가압링(15)의 일단부 내에 가공된(machined) 보울부(bowl)(155) 위에 위치된다.
도 2, 도 3a 및 도 6을 함께 참조하면, 본 실시예의 분출 방지 조립체(1)는 상부 하우징(5)을 포함하고, 상부 하우징은 오목한 내부 구성을 가져서 상부 하우징(5)의 내부 천장부(28) 내에 구형 또는 오목 형상의 주요 보어(26)를 형성하며, 주요 보어는 주요 밀봉부(25)의 수용, 부착 및 동작을 허용한다. 주요 보어(26)의 내부 천장부(28)의 오목한 구성은 주요 밀봉 리브(27)에 대하여 원주 방향으로의 폐쇄 안내 및 주요 밀봉부(25)의 분기점에 대한 무결성을 제공한다. 주요 밀봉 리브(27)는, 내부 천장부(28)의 형상과 함께, 시추공 인자(factor)가 유발됨에 따라 분출 방지 조립체(1)의 폐쇄 요구가 있을 때 하부 하우징 칼럼 보어(130) 내에 위치된 관(도시 생략)의 외경 주변에 대한 밀봉 폐쇄 및 접촉을 야기하는 기능을 갖는다. 상부 하우징(5)은 다른 원하는 가스 또는 오일 유정/시추 구성품의 부착 및 고정에 사용되는 상부 하우징 볼트(8)를 수용하기 위해 일련의 이격된 암형 나사 연결부(9)를 더 포함한다. 상부 하우징(5)의 상부 하우징 부착 단부(4) 내에는 아래에 설명되는 바와 같이 하부 하우징(10)과 고정 부착되는 복수의 이격된 개별 개별 가공된 분기된 상부 하우징 리테이너 러그(lug)(150)가 추가로 제공된다. 분기 상부 하우징 리테이너 러그(150)는 도 6에 도시된 바와 같이 상부 하우징 부착 단부(4)의 외주에 대해 분기 이격된 돌출 형상으로 위치별로 가공된다. 분기 상부 하우징 리테이너 러그(150)는, 일단 결합되면, 1/4 회전 비틀기를 통해 하부 하우징(10)을 상부 하우징(5)에 교차, 체결 및 고정하도록 동작하여, 양자를 함께 고정한다.
도 2, 도 3a 및 도 5를 함께 참조하면, 본 실시예의 분출 방지 조립체(1)는 단일 구조 설계의 하부 하우징(10)을 포함하는데, 단일 구조 설계는 전체 분출 방지 조립체(1)의 기능적 구성품과 가공된 부분을 제공하고 이들의 상당 부분을 담고 있다. 구체적으로, 하부 하우징(10)의 단일 구조는 하부 하우징 플랜지(75), 복수의 가공된 분기된 하부 하우징 리테이너 러그(145), 하부 하우징 벽(167), 가공된 상부 시트(6), 가공된 상부 견부(119), 하부 시트(31), 하부 하우징 칼럼 보어(130)의 내부 영역을 형성하는 하부 하우징 칼럼 벽(165)을 갖는 하부 하우징 칼럼(164), 하부 하우징 칼럼 벽 밀봉부(166) 및 실린더 평면 표면(163) 내에 가공된 복수의 내부 유체 연통 실린더(160)를 갖는 전체적으로 원통형 형상체를 형성하며, 각각의 실린더는 전용 실린더 유체 통로(161)를 가진다. 각각의 상기 언급된 구성품과 그 통합 기능은 아래에 추가로 상세히 설명된다.
상부 견부 밀봉부(120)와 어댑터 링 상부 밀봉부(140)는 이수(mud) 및 절단 스크레이퍼로서 사용되고, 이수의 침입과 복수의 칼럼 주요 밀봉부(122)로의 절단 그리고 복수의 주요 밀봉부(95)로의 절단을 방지하도록 설계되며, 그 결과 각각의 전체 수명을 연장시킨다. 상부 견부 밀봉부(120)는 복수의 상부 견부 밀봉부 유지 볼트(105)를 통해 상부 견부(119)의 표면에 분리 가능하게 부착되고 그 주변에 원주 방향으로 유지되며, 가압 링(15) 상의 리테이너 립(118)을 통해 추가로 위치 고정된다. 복수의 어댑터 링 1차 밀봉부(95) 및 복수의 어댑터 링 2차 밀봉부(100)를 갖는 어댑터 링(30)은 어댑터 링(30)의 외부 둘레의 하부 시트(31) 상에 분리 가능하게 배치되어 어댑터 링 상부 밀봉부(140)와 어댑터 링 1차 밀봉부(95)에 인접한 영역을 커버함으로써 분출 방지 조립체(1) 내에 형성된 압력이 외부로 배출되는 것을 방지한다.
하부 하우징(10)은, 동작을 위해, 전술한 상부 하우징(5) 내에 가공된 것과 유사한 복수의 이격되고 가공된 분기 하부 하우징 리테이너 러그(145)를 통해 회전 가능한 체결 부착 방식으로 상부 하우징(5) 및 분기 상부 하우징 리테이너 러그(150)와 결합된다. 그러나, 복수의 분기된 하부 하우징 리테이너 러그(145)는 도 5에 도시된 바와 같이 하우 하우징 부착 단부(11)의 내주에 대해 분기 이격된 돌출 형상으로 위치별로 가공된다. 분기 하부 하우징 리테이너 러그(145)는 일단 함께 결합되면 1/4 회전 비틀기를 통해 하부 하우징(10)을 상부 하우징(5)에 교차, 체결 및 고정하는 기능을 가지며, 상부 하우징(5)은 하부 하우징(10)의 상부 시트(6) 상에 적절히 안착된다. 분기된 상부 하우징 리테이너 러그(150)와 분기된 하부 하우징 리테이너 러그(145) 연결 구성도 공장 내외에서 빠른 분리와 조립을 허용한다.
도 2, 도 3a 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예의 하부 하우징(10)은 개방 포트(305) 또는 폐쇄 포트(310)인 2개의 주요 공급 포트를 통해 요구되는 유압 유체를 복수의 내부 유체 연통 실린더(160) 내로 유동 공급을 허용한다. 폐쇄 포트(310)는 주요 밀봉부(25)를 활성화하기 위해 환형 피스톤(40) 각각의 바닥 또는 폐쇄 측에 유압을 공급한다. 주요 밀봉부(25)가 폐쇄 포트(310)를 통한 유압 유체 압력으로부터 활성화되면, 분출 방지 조립체(1)가 폐쇄되고 시추공이 단절됨으로써 시추공의 압력이 주요 밀봉부(25) 위로 전달되는 것이 방지된다. 주요 밀봉부(25)가 개방 포트(305)로부터 활성화되면, 유압 유체 압력이 환형 피스톤(40)의 개방 측으로 공급된다. 개방 및 폐쇄 기능을 아래에 추가로 설명한다.
특히 도 5를 참조하여 나타낸 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 하부 하우징(10)의 강체 내에 6개의 내부 유체 연통 실린더(160)가 가공된다. 내부 유체 연통 실린더(160) 각각은 하부 하우징 벽(167)과 하부 하우징 칼럼 벽(165)에 의해 경계를 이루는 반경 방향 영역 내에 위치된 실린더 평면 표면 내에 보어 형상으로 가공된다. 내부 유체 연통 실린더(160) 각각은 인접 실린더로부터 실질적으로 등간격으로 이격되어 있다. 하부 하우징(10) 내의 내부 유체 연통 실린더(160) 각각의 유체 연통성은 각각의 내부 유체 연통 실린더(160) 내의 실린더 벽(162)의 외주부 내의 수평면 내에 배치된 가공된 실린더 유체 통로(161)의 구현을 통해 달성된다.
복수의 마개 밀봉부(85)를 갖는, 도 2, 도 3a 및 도 3c에 도시된 바와 같은 외주 통로(86)를 갖는 마개(45)는 내부 유체 연통 실린더(160)의 말단부에 배치되며, 마개(45)를 둘러싸는 내부 유체 연통 실린더(160)의 직경의 말단부는 환형 피스톤(40)을 둘러싸는 내부 유체 연통 실린더(160)의 제1 내주보다 큰 제2 직경을 갖는다. 환형 피스톤(40)을 둘러싸는 이러한 실린더(160)의 소구경 내주부는 정지 립(146)으로서 기능하여 작동 중에 마개(45)가 환형 피스톤(40)을 둘러싸는 내부 유체 연통 실린더(160) 내로 이동되는 것을 방지한다. 모든 동작 중에 마개(45)는 고정 위치에 분리 가능하게 고정되어 절반부의 탭 마개 플러그(60)를 갖는 바닥 커버 플레이트(65)에 부착된다. 마개(45)가 분리되는 유일한 시점은 환형 피스톤(40) 또는 마개(45)의 수리 또는 교환시의 경우이다. 마개(45)는 환형 피스톤(40) 내로 유압을 제공하는 2차 접속부로도 사용될 수 있다. 마개(45)는 환형 피스톤(40)의 시험 접속 및 단절을 제공하는 주요 성분이다.
도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 단절 및 시험 플러그(168)가 유체 연통된 내부 개별 실린더(160) 또는 환형 피스톤(40)에 대한 시험 압력의 전달을 위해 제공된다. 단절 및 시험 플러그(168)는 액세스 구멍(115)을 통해 마개 시험 플러그 공동(55) 내로 삽입되는 것을 통해 분출 방지 조립체(10) 내의 모든 다른 환형 피스톤(40)으로부터 작동 불가한 환형 피스톤(40)을 단절함으로써 시추 작업에 있어서 상당한 작업 정지 시간을 방지하도록 사용될 수 있다. 정상 작동 중, 단절 및 시험 플러그(168)는 제거되어 존재하지 않으며, 이어지는 작업을 위해 절반부 탭 마개 플러그(60)로 대체된다. 도 2 및 도 3c는 마개(45)의 단면도를 보여준다. 마개(45)는 마개(45)의 내부를 가로지르는 2개의 종방향 마개 채널(50)을 가진다. 마개 채널(50)은 동일한 내부 유체 연통 실린더(160)에서 유체가 유동되도록 하고 유체가 실린더 벽(162)으로 그리고 실린더 유체 통로(161) 내로 유동되도록 함으로써 전술한 내부 유체 연통 실린더(160) 간의 연통을 제공한다. 바닥 커버 플레이트(65)는 플레이트 채널(66) 내에 위치되며, 바닥 커버 플레이트 볼트(70)와 같은 복수의 나사형 체결구에 의해 하부 하우징(10) 내에 분리 가능하게 부착됨으로써 마개(45)를 적소에 고정하고 유지보수 및/또는 분리를 위해 환형 피스톤(40)과 마개(45)로 쉽게 접근할 수 있게 한다.
내부 유체 연통 실린더(160)의 직경 및 보어 길이는 미리 정해진 인자로서 작동 필요성에 의해 영향을 받는 분출 방지 조립체(1) 설계의 전체 크기 및 치수를 기초로 한다. 각각의 환형 피스톤(40)은 내부 유체 연통 실린더(160)의 내경 내에 적절히 맞춰지도록 미리 정해진 직경의 환형 구성을 갖도록 제조된다. 각각의 환형 피스톤(40)의 직경 및 두께는 압력 요건과 전체 분출 방지 조립체(1)의 크기 및 설계의 다른 사양에 의존한다. 당업자는 전체 분출 방지 조립체(1)의 크기 요건과 내부 유체 연통 실린더(160), 환형 피스톤(40), 및 여기 설명된 다른 성분과 그 관련 필요 크기는 본 발명의 범위 및 취지를 벗어나지 않고 적절한 동작을 위해 크기, 길이, 직경 및 강의 종류가 변할 수 있음을 알 것이다. 내부 유체 연통 실린더(160) 내에 배치된 6개보다 적은 수의 기능성 환형 피스톤(40)으로써 분출 방지 능력을 제공하는 바람직한 실시예가 당업계에 사용될 수 있다. 그러나, 3개 또는 그 미만으로 작동하는 내부 유체 연통 실린더 및/또는 환형 피스톤(40)으로는 분출 방지가 크게 감소되거나 위협을 받게 된다.
도 2, 도 3c 및 도 4에 도시된 바와 같이, 환형 피스톤(40)은, 하부 하우징 칼럼 보어(130) 내에 위치되고 폐쇄 포트(310)를 통해 유압 유체 동작에 기인한 폐쇄가 요구되는 경우, 주요 밀봉부(25)의 주요 밀봉부 리브(27)가 결국 관(도시 생략) 주위에 밀폐되도록 적절하고 충분한 성분 이동을 용이하게 하도록 분출 방지 조립체(1)의 동작을 가능케 하기 위해 피스톤 커넥터(90)를 통해 가압 링(15) 상의 힐(16)의 표면에 분리 가능하게 부착된다. 환형 피스톤(40)은 관련 피스톤 밀봉부(80)를 수용하여 압축 유체가 내부 유체 연통 실린더(160)의 원치 않는 부분으로 누출되는 것을 방지하기 위해 복수의 측면 외주 홈(81)을 가진다.
도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 하부 하우징(10)과 상부 하우징(5)은 가압 링(15)을 둘러싼다. 가압 링(15)(도 4에 상세히 도시됨)은 가압 링(15)의 말단부에 대해 등간격으로 분기되고 이격된 힐(16) 중 적어도 3개의 힐이 기능적으로 적어도 3개, 바람직하게는 6개의 독립적인 환형 피스톤(40)과 결합될 수 있도록 배치되는데, 여기서 내부 유체 연통 실린더(160)와 환형 피스톤(40)은 하부 하우징(10) 내에 하니콤 구조를 형성한다. 가압 링(15)의 힐(16)은 각각 수형 나사산 볼트, 밀봉부 및 너트로 이루어진 피스톤 커넥터(90)를 통해 힐(16)이 부착되는 환형 피스톤(40)의 일 측면에 개별 연결된다. 피스톤 커넥터(90)는 환형 피스톤(40) 또는 가압 링(15)의 분리를 허용한다.
분출 방지 조립체(1)의 폐쇄 및 개방 동작을 개괄적으로 전체 도면을 참조로 그리고 특히 도 3a를 참조로 설명한다. 분출 방지 조립체(1)의 폐쇄를 위해, 폐쇄 포트(310)를 통해 주로 유압 유체를 공급한다. 제공된 유압 유체는 피스톤 폐쇄측(169)에 하중을 가하여 환형 피스톤(40)을 가압 링(15)의 힐(16) 측으로 이동시킨다. 유압 유체에 의해 발생된 하중은 가압 링(15)을 통해 주요 밀봉부(25)로 전달될 것이다. 이것은 분출 방지 조립체(10)의 주요 보어(26)가 폐쇄되도록 할 것이고, 그에 따라 모든 시추공 압력이 배출되는 것이 방지된다.
분출 방지 조립체(1)의 개방을 위해, 개방 포트(305)를 통해 주로 유압 유체가 공급된다. 제공된 유압 유체는 피스톤 개방측(170)에 하중을 가하여 환형 피스톤(40)을 마개(45) 측 방향으로 이동시킨다. 유압 유체에 의해 발생된 하중은 가압 링(15)에 전달되어 주요 밀봉부(25)의 개방을 야기할 것이며, 그 결과 분출 방지 조립체(10)의 주요 보어(26)가 개방될 것이다.
도 7은 다른 예의 분출 방지 조립체(2)를 나타낸 도면이다. 분출 방지 조립체(2)는 전술한 바와 같은 분출 방지 조립체(1)의 성분 중 임의의 성분을 포함할 수 있으며, 동일한 방식으로 동작될 수 있다. 예를 들면, 분출 방지 조립체(2)는, 분출 방지 조립체(1)의 다른 성분 중에서, 상부 하우징(5), 하부 하우징(10), 주요 밀봉부(25), 어댑터 링(30), 하부 하우징(10) 내에 형성된 복수의 내부 유체 연통 실린더(160) 내에서 동작하는 복수의 환형 피스톤(40), 유체 연통 실린더(160)의 바닥에 형성된 복수의 피스톤 마개(45), 유체 연통 실린더(160)를 덮는 바닥 커버 플레이트(65)를 포함한다. 추가로, 분출 방지 조립체(2)는 유압 유체 압력을 환형 피스톤(40)으로 공급하고 주요 밀봉부(25)를 작동시키기 위한 개방 포트(305) 및 폐쇄 포트(310)를 포함한다. 이들 성분과 그 동작은 상기 도 1-6을 참조로 상세히 설명된다.
도 7에 도시된 예를 참조하면, 분출 방지 조립체(2)는 분출 방지 조립체(1)의 가압 링(15)과 동일한 방식으로 동작할 수 있는 가압 링(215)을 포함한다. 해당 예에서, 가압 링(215)은 상부 마개 조립체(245)에 의해 유체 연통 실린더(160)로부터 분리된 보이드 영역 내에 배치된다. 따라서, 상부 마개 조립체(245)는 유체 연통 실린더(160)와 그 내부의 성분, 예컨대, 환형 피스톤(40)과 복수의 마개(45)를 격리시켜, 시추 동작 중에 분출 방지 조립체(2)로 들어갈 수 있는 파편 및 유정 분출 혼합물(well fluid)로부터 보호한다. 예를 들면, 상부 마개 조립체(245)는 각각 복수의 유체 연통 실린더(160) 중 하나에 사용될 수 있는 복수의 상부 마개 조립체(245)들을 포함하거나, 상부 마개 조립체(245)는 모든 유체 연통 실린더(160)를 격리하도록 분출 방지 조립체(2)의 외주 둘레로 휘어진 하나의 조립체일 수 있다. 가압 링(215)은 피스톤 로드(216)에 의해 환형 피스톤(40)에 연결되며, 피스톤 로드는 도 8을 참조로 아래에 상세히 설명된다.
여전히 도 7을 참조하면, 분출 방지 조립체(2)는 하부 하우징(10)의 유체 연통 실린더(160) 내에 분리 가능하게 배치되는 원통형 슬리브(250)를 포함한다. 해당 예에서, 유압 유체 압력은 원통형 슬리브(250) 내에서 환형 피스톤(40)의 이동을 야기하며, 원통형 슬리브(250)의 바닥에는 마개(45)가 부착된다. 원통형 슬리브(250)는 바닥 커버 플레이트(65)를 제거하는 것에 의해 분출 방지 조립체(2)로부터 완전히 제거될 수 있다. 이것은 아래에 도 10을 참조로 상세히 설명될 것이다.
일 측면에서, 분리 가능한 원통형 슬리브(250)는 하부 하우징(10)의 유체 연통 실린더(160)의 벽을 부식과 손상으로부터 보호하고, 하부 하우징(10)의 재정비 또는 재생 처리를 저렴하고 신속하게 제공한다. 또한, 원통형 슬리브(250)는 빠르고 쉬운 교체 과정으로 새로운 또는 재정비된 원통형 슬리브(250)로 교체될 수 있다. 원통형 슬리브(250)는 임의의 재료로 형성될 수 있고, 바람직하게는 경량의 탄성 내식성 재료로 형성된다. 예를 들면, 원통형 슬리브(250)는 알루미늄, 410 등급 스테인레스 강, 또는 17-4 PH 스테인레스 강으로 형성될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 관통 구멍(280)과 필터 또는 와이어 메시(285)를 갖는 어댑터 링(30)을 포함하는 일례의 분출 방지 조립체(2)의 확대도이다. 해당 예에서, 어댑터 링(30)은 각각 해당 어댑터 링(30)의 전체 두께를 관통 연장하는 하나 이상의 관통 구멍(280)을 포함한다. 어댑터 링(30)의 임의의 개소의 위치에 임의의 갯수의 관통 구멍(280)이 형성될 수 있으며, 바람직한 예에서, 어댑터 링(30)의 외주에 동일하게 이격된 위치에 8개의 관통 구멍(280)이 형성된다. 또한, 도 7b를 참조하면, 주요 밀봉부(25)를 유지하는 분출 방지 조립체(2)의 상부 영역과 보이드 영역 사이에서 공기가 자유로이 유동될 수 있도록 어댑터 링(30)의 상부 외주 내의 슬롯 내에 필터 또는 와이어 메시(285)가 형성된다. 일례에서, 어댑터 링(30)의 관통 구멍(280)과 필터 또는 와이어 메시(285)는 보이드 영역(230)에 대해 공기 유동을 자유롭게 하여 보이드 영역(230) 내의 압력 축적에 기인할 수 있는 유체 고착(hydraulic lock)을 방지하는 한편, 필터 또는 와이어 메시(285)는 보이드 영역(230)을 시추공 파편으로부터 보호한다.
도 8은 상부 마개 조립체(245)와 원통형 슬리브(250)를 포함하는 일례의 하부 하우징(10)의 단면도를 나타낸 것이다. 도 8을 참조하면, 원통형 슬리브(250)는 내부에서 동작하는 환형 피스톤(40)과 원통형 슬리브(250)의 바닥에 부착되는 마개(45)를 포함한다. 마개(45)는 전술한 바와 같이 유압 유체 압력을 수용하기 위해 마개(45)의 내부를 가로지르는 종방향 마개 채널(50)과 마개 플러그(60)를 포함한다.
도 8을 참조하면, 환형 피스톤(40)은 견부 볼트(217)와 커넥터(218)를 포함하는 피스톤 로드(216)에 의해 가압 링(215)에 연결된다. 견부 볼트(217)는 가압 링(215)의 바닥에 연결되고, 커넥터(218)는 환형 피스톤을 관통하여 반대측의 대응하는 리테이너(222)에 연결되는 것에 의해 환형 피스톤(40)에 연결된다. 해당 예에서, 커넥터(218)는 리테이너(222)와 나사 결합된다. 환형 피스톤(40)의 상부측 위에 그리고 커넥터(218) 주변에 면 밀봉부(221)가 배치될 수 있다. 또한, 상부 마개 조립체(245)는 시추공 유체와 파편의 침입을 방지하기 위해 그 외경부와 내경부 내에 복수의 마개 밀봉부(85)를 포함한다. 상부 마개 조립체(245)는 체결구를 수용하고 상부 마개 조립체(245)를 하부 하우징(10) 내에 고정하기 위한 복수의 체결 구멍(246)을 포함한다.
도 9는 표시기(indicator)/블리드(bleed) 포트(290)와 상호 연결 구멍(251)을 포함하는 일례의 하부 하우징(10)의 단면도를 나타내며, 도 9a는 표시기/블리드 포트(290)의 확대도를 나타낸다. 표시기/블리드 포트(290)는 압력 또는 온도와 같은 보이드 영역(230) 내의 조건을 결정하기 위해 표시기(295)를 포함할 수 있다. 해당 예에서, 표시기(295)는 작업자에게 보이드 영역(230) 내의 압력을 지시하기 위한 압력 표시기 또는 블리드 포트이다. 또한, 해당 예에서, 작업자는 여러 가지 다른 도구를 가지고 표시기/블리드 포트(290)를 통해 보이드 영역(230)에 접근할 수 있다.
도 10은 내부 유체 연통 실린더(160)와 거의 분리된 위치에 있는 분리 가능한 피스톤 카트리지(200)의 단면도를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 분리 가능한 피스톤 카트리지(200)는 환형 피스톤(40)과 원통형 슬리브(250)를 포함하는 모듈형 유닛이다. 또한, 분리 가능한 피스톤 카트리지(200)는 도 8에 도시된 바와 같이 원통형 슬리브(250)의 바닥에 마개(45)를 포함할 수 있다. 분리 가능한 피스톤 카트리지(200)는 분출 방지 조립체(2)와 따로 또는 함께 판매 및 제조될 수 있다. 또한, 환형 피스톤(40), 원통형 슬리브(250) 및 마개(45)를 포함하는 분리 가능한 피스톤 카트리지(200)의 부품 각각은 모듈형 유닛으로서 함께 또는 따로 판매 및 사용될 수 있다.
분리 가능한 피스톤 카트리지(200)는 모듈형 유닛으로서 또는 별도의 부품으로 유체 연통 실린더(160)로부터 쉽게 빠르게 분리될 수 있다. 예를 들면, 작업자 또는 장치에 의해 바닥 커버 플레이트(65)가 먼저 분리될 수 있다. 이후 마개(45)의 마개 플러그(60)가 분리된 후 이어서 마개(45)가 분리될 수 있다. 이후 작업자 또는 장치는 피스톤(40)으로부터 커넥터(218)를 탈착하기 위해 도 8에 도시된 바와 같이 리테이너(222)를 풀어서 분리할 수 있다. 이후, 도 10에 도시된 바와 같이 유체 연통 실린더(160)로부터 피스톤(40)을 포함하는 슬리브(250)가 분리될 수 있다. 다른 예에서, 원통형 슬리브(250), 환형 피스톤(40) 및 마개(45)와 같은 부품 각각은 모듈형 유닛으로서 전체 피스톤 카트리지(200)를 분리 또는 교체하지 않고 개별적으로 분리 또는 교체될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 하부 하우징(10)은 유체 연통 실린더(160)의 상호 연결을 허용하는 내부-연결 구멍(251)을 포함하며, 원통형 슬리브(250)는 원통형 슬리브(250)의 상호 연결을 허용하는 대응하는 연결 구멍(252)을 포함한다. 해당 예에서, 상호 연결된 원통형 슬리브(250) 사이에 형성된 유압 유체 압력이 동일하게 분배되는 것을 통해 주요 밀봉부(25)가 균일하게 작동되는 것이 보장된다. 따라서, 원통형 슬리브(250) 내에서 환형 피스톤(40)의 동작은 분출 방지 조립체(1)에 대해 전술한 동작과 유사할 수 있다. 환형 피스톤(40)을 아래로 밀어내어 주요 밀봉부(25)를 개방하기 위해 개방 포트(305)를 통해 유압 유체 압력이 도입되며, 환형 피스톤(40)을 위로 밀어 올려 주요 밀봉부(25)를 폐쇄하기 위해 폐쇄 포트(310)를 통해 유압 유체 압력이 도입된다.
당업자는 원통형 슬리브(250)의 크기가 변할 수 있지만 원통형 슬리브(250)는 유체 연통 실린더(160) 내에 맞는 크기를 가져야 함을 알아야 한다. 일례에서, 유체 연통 실린더(160)의 내경은 9.5 인치이고, 원통형 슬리브(250)의 외경은 9.48 인치이고, 원통형 슬리브(250)의 내경은 8.12 인치이고, 원통형 슬리브(250)의 높이는 14 인치이다. 그럼에도, 분출 방지 조립체(1)와 분출 방지 조립체(2)의 임의의 부품에 여러 가지 다른 치수가 사용될 수 있으며 여기 설명된 치수는 한정하지 않음을 알아야 한다.
당업자는 전술한 실시예가 임의의 특정 크기 및 분출 방지 장치의 크기에 한정되지 않으며 특정한 용례와 의도된 성분에 의존할 것임을 알 것이다. 당업자는 본 발명의 넓은 범위의 개념을 벗어나지 않고 전술한 실시예에 대해 변경이 행해질 수 있음을 알 것이다. 그러므로, 여기 개시된 본 발명은 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 본 발명의 취지 및 범위 내에서 변형을 포괄하도록 의도된 것임을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 분출 방지 장치로서:
    주요 밀봉부를 수용하도록 구성된 공동을 갖는 내부 천장부를 포함하는 상부 하우징과;
    복수의 내부 유체 연통 실린더를 포함하는 하부 하우징과;
    상기 복수의 내부 유체 연통 실린더 내에 배치되도록 구성된 복수의 환형 피스톤 및 마개와;
    상기 주요 밀봉부를 작동시키도록 상기 환형 피스톤에 의해 작동되도록 구성되고 상기 하부 하우징의 보이드 영역 내에 원주 방향으로 배치된 가압 링과;
    상기 하부 하우징의 보이드 영역으로부터 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더를 격리하도록 구성된 상부 마개 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 분출 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더 내에 분리 가능하게 배치되도록 구성된 복수의 원통형 슬리브를 더 포함하고, 상기 원통형 슬리브 각각은 상기 복수의 환형 피스톤 중 하나를 유지하도록 구성된 분출 방지 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상부 하우징의 오목한 형태의 공동과 상기 하부 하우징의 보이드 영역 사이에 위치되는 어댑터 링을 더 포함하며, 상기 어댑터 링은 해당 어댑터 링의 외주를 둘러싸는 와이어 메시와 상기 어댑터 링의 두께를 관통 연장하는 관통 구멍을 포함하는 분출 방지 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보이드 영역 내의 압력 레벨을 결정하기 위한 표시기 포트를 더 포함하는 분출 방지 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더는 각각 해당 실린더의 일부의 내부에 배치된 전용 실린더 유체 통로를 포함하고, 상기 실린더 유체 통로는 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더 각각의 유압 유체 연통(hydraulic fluid interconnectivity)을 허용하는 분출 방지 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더는 각각 해당 실린더의 일부의 내부에 배치된 전용 실린더 유체 통로를 포함하고, 상기 복수의 원통형 슬리브는 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더 각각과 상기 복수의 원통형 슬리브 각각의 유압 유체 연통을 허용하도록 내부에 배치된 하나 이상의 대응하는 연결 구멍을 포함하는 분출 방지 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 하부 하우징은, 유압 유체를 공급 및 감소시켜 상기 환형 피스톤이 상기 주요 밀봉부를 개방 또는 폐쇄시키는 방향으로 상기 가압 링에 하중을 인가하도록 하는 유압 연결을 수용하는 개방 포트 및 폐쇄 포트를 포함하는 분출 방지 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 유압 유체는 상기 폐쇄 포트를 통해 상기 마개로 유동하고, 상기 마개 각각은 해당 마개의 직경을 가로지르는 복수의 종방향 마개 채널과 상기 마개의 외주 주변의 외주 통로를 더 포함하며, 상기 종방향 마개 채널과 상기 외주 통로 각각은 밀봉부가 폐쇄되도록 하는 방향으로 상기 피스톤과 가압 링을 반응적으로 이동시키는 유압 유체 유동을 수용하도록 설계상 결합하여 기능하는 분출 방지 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 복수의 원통형 슬리브 각각은 상기 환형 피스톤 각각의 외경을 적절히 수용하는 제1 내경과 상기 마개 각각의 외경을 수용하는 보다 큰 제2 내경을 가지며, 상기 제1 및 제2 내경의 연접부에 제1 정지 립을 형성한 분출 방지 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 마개는 각각 상기 정지 립에 의해 상기 복수의 원통형 슬리브 각각의 말단부(distal portion) 내에 위치하여 유지된 분출 방지 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 가압 링을 상기 복수의 환형 피스톤 중 하나에 연결하는 피스톤 로드를 더 포함하며, 상기 상부 마개 조립체는 상기 피스톤 로드를 수용하는 구멍을 포함하는 분출 방지 장치.
  12. 분출 방지 장치로서:
    내부에 형성된 복수의 유체 연통 실린더를 포함하는 하우징과;
    상기 하우징 내에 위치된 주요 밀봉부와;
    상기 복수의 내부 유체 연통 실린더 내에 분리 가능하게 배치된 복수의 원통형 슬리브와;
    상기 복수의 원통형 슬리브 내에 배치되도록 구성된 복수의 환형 피스톤 및 마개와;
    상기 주요 밀봉부를 작동시키도록 상기 환형 피스톤에 의해 작동되도록 구성된 가압 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 분출 방지 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상부 마개 조립체를 더 포함하며, 상기 가압 링은 상기 하우징의 보이드 영역 내에 원주 방향으로 배치되며, 상기 상부 마개 조립체는 상기 하부 하우징의 보이드 영역으로부터 상기 복수의 내부 유체 연통 실린더를 격리하도록 구성된 분출 방지 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 하우징은 상기 복수의 유체 연통 실린더 사이에 형성된 복수의 연결 구멍을 포함하고, 상기 복수의 원통형 슬리브는 상기 복수의 연결 구멍에 대응하는 복수의 대응 구멍을 포함하며, 상기 복수의 연결 구멍과 상기 복수의 대응 구멍은 상기 복수의 유체 연통 실린더 모두와 상기 복수의 원통형 슬리브 모두의 유체 연통을 제공하도록 함께 상호 작용하는 분출 방지 장치.
  15. 분출 방지 장치에 사용되도록 구성된 피스톤 카트리지로서:
    상기 피스톤 카트리지의 외벽을 형성하는 원통형 슬리브와;
    상기 원통형 슬리브 내에 배치된 환형 피스톤과;
    상기 피스톤 카트리지의 말단부 상에 유지되는 마개를 포함하며,
    상기 환형 피스톤은 피스톤 로드를 수용하도록 구성된 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 카트리지.
  16. 제15항에 있어서, 상기 피스톤 카트리지와 상기 분출 방지 장치의 내부 환경 간에 유체 연통이 허용되도록 상기 원통형 슬리브 내에 형성된 연결 구멍을 더 포함하는 피스톤 카트리지.
  17. 제15항에 있어서, 상기 환형 피스톤을 상기 피스톤 로드에 고정하는 리테이너를 더 포함하고, 상기 리테이너의 분리에 따라 상기 피스톤 카트리지가 상기 피스톤 로드로부터 떼어내어질 수 있는 피스톤 카트리지.
  18. 분출 방지 장치를 사용하는 방법으로서:
    원통형 슬리브, 환형 피스톤 및 마개를 포함하는 피스톤 카트리지를 상기 분출 방지 장치 내에 형성된 공동 내에 제공하는 단계와;
    상기 분출 장치의 피스톤 로드를 상기 피스톤 카트리지의 환형 피스톤 내에 형성된 구멍에 연결하는 단계와;
    바닥 커버 플레이트를 사용하여 상기 분출 방지 장치의 공동을 덮는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 피스톤 카트리지를 분리하는 단계를 더 포함하고, 상기 피스톤 카트리지의 분리는:
    상기 바닥 커버 플레이트를 분리하고;
    상기 마개를 분리하고;
    상기 환형 피스톤을 상기 피스톤 로드로부터 떼어내기 위해 상기 피스톤 로드를 상기 환형 피스톤의 구멍 내에 유지하는 리테이너를 떼어내며;
    상기 원통형 슬리브와 상기 환형 피스톤을 동시에 분리하는 것을 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 피스톤 카트리지의 분리는 상기 피스톤 카트리지의 교체 또는 재정비를 위해 행해지거나, 상기 분출 방지 장치의 공동을 재생하기 위해 행해지는 방법.
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