防喷器制造技术

一种防喷器以及封闭钻机孔的方法。防喷器具有包含孔的主体；通道，其横向于所述孔；剪切装置，位于所述通道内；以及储能器，当其被激活时，将剪切装置沿通道推进并穿过所述孔一关闭钻井孔防止井喷。

BOP

【技术实现步骤摘要】
防喷器
本专利技术涉及一种防喷器。特别地，本专利技术涉及用于油井或气井的防喷器，但并非仅仅限于此。
技术介绍
用于油井或气井的防喷器（BOPs）防止称为井喷的潜在灾难性事件发生，井喷时，来自井库的高压和不受控流体可以将管道（例如钻管和井套管）、工具和钻井液喷出钻井孔。井喷对钻井人员、钻机和环境存在严重的安全隐患，且成本极高。通常BOPs具有柱塞，液压推动该柱塞穿过钻井孔以将钻井孔封闭。在某些情况下，这些柱塞具有硬化的钢剪以穿过可能在钻井孔中的钻柱。许多液压致动柱塞的一个问题是它们需要大量的液压力来使柱塞相对于钻井孔内的压力移动，并剪切通过钻柱。液压致动活塞的另一个问题是液压力通常由防喷器产生，如果输送所述液压力的液压线受损，会使防喷器容易发生故障。另外的问题可包括由于在流动钻井孔中柱塞相对慢的关闭动作从而引起剪切和密封表面的侵蚀，在重压下，剪切通过钻具接头、钻铤、大直径的管件和偏心钻柱也会给液压致动活塞带来问题。通常而言，一旦柱塞封闭了钻井孔，即意味着井已经受到控制，柱塞缩回或钻出，从而可以重新钻孔。将清楚地理解，本文中涉及背景材料或信息的任何参考文献，或现有出版物，无论在澳大利亚还是在其他国家，不构成承认任何材料、信息或出版物是本领域公知常识的一部分，或者是其他可接受的现有技术。专利技术目的本专利技术的目的是克服或至少解决一个或多个上述问题和/或为消费者提供有用的或商业的选择。
技术实现思路
在一种形式中，虽然不一定是唯一或者最广泛的形式，本专利技术公开了一种防喷器，包括：包含孔的主体；通道，其横向于所述孔；剪切装置，位于所述通道内；以及储能器，当其被激活时，将剪切装置沿通道推进并穿过所述孔。优选地，所述剪切装置具有主体部分，主体部分有效封闭钻井孔，并防止大量钻井孔流体穿过钻井孔。优选地，所述剪切装置具有密封面，该密封面具有足够的长度和厚度，与孔密封装置接合以防止钻井孔流体通过。优选地，所述剪切装置具有一剪刃，所述剪刃可以剪切通过钻井孔内的管段。所述剪刃通常由非常坚硬的材料如金属合金或陶瓷合金组成。优选地，所述防喷器还包括保持装置，所述保持装置将所述剪切装置保持在通道内的预定位置，直到有足够的力施加于所述剪切装置。优选地，所述保持装置包括剪切销。优选地，所述剪切装置在所述主体部分的外缘中具有两个狭槽，其适于与止动机构接合。优选地，所述剪切装置在其主体部分的上表面具有至少一个压力均衡通道。优选地，所述储能器包括化学推进剂。例如，化学推进剂可以为爆燃储能器。或者所述储能器可以为药包储能器。优选地，所述储能器由引发器激活。例如，所述引发器可以为雷管。所述储能器通常包含在弹药筒内。或者，所述储能器可以包含在所述剪切装置一部分内。优选地，所述通道与孔横向相交。优选地，所述通道具有两个部分，第一部分位于孔的第一侧边，第二部分位于孔的第二侧边。优选地，所述剪切装置最初位于孔第一侧边的通道第一部分内。优选地，所述通道包括在通道的第一部分中处于剪切装置初始位置和孔之间的空间。优选地，位于剪切装置初始位置和孔之间的空间长至少为所述孔直径的一半。进一步优选，位于剪切装置初始位置和孔之间的空间长大于所述孔的直径。优选地，位于剪切装置初始位置和孔之间的空间没有液体存在。进一步优选，位于剪切装置初始位置和孔之间的空间充满气体。优选地，所述通道具有安装在所述通道内的衬垫，所述衬垫在其自身和所述剪切装置之间提供紧密的公差配合。通道通常和孔流体密封阻隔。优选地，使用密封件将通道和孔流体密封阻隔。优选地，所述密封件为同轴的。优选地，所述密封件以圆筒的形式在孔的方向延伸。密封件通常采用足够坚固能承受钻井孔和通道之间的压力差的材料。密封件在被剪切装置剪切前防止钻井孔流体进入通道内。优选地，所述防喷器还包括止动机构。优选地，所述止动机构位于通道内。优选地，所述止动机构位于孔的第二侧边的通道的第二部分内。优选地，所述止动机构为吸能机构的形式，所述吸能机构适于一旦剪切装置被推进穿过孔而吸收所述剪切装置的能量。优选地，所述吸能机构具有前部（即，朝向所述剪切装置）、后部以及位于所述前部和所述后部之间的吸能材料主体。优选地，吸能机构所处的通道部分具有比剪切装置最初位于的通道部分更大的横截面。优选地，所述吸能机构的前部适于与所述剪切装置连接。优选地，位于所述吸能机构后部后面（即，吸能装置相对于剪切装置的另一侧）的通道内填充有液压流体。优选地，所述吸能机构的后部为可在通道内滑动的滑动活塞。优选地，所述防喷器还包括孔密封装置，适于一旦剪切装置穿过孔，则在孔和剪切装置之间进行密封。优选地，所述孔密封装置具有密封环，适于压靠在剪切装置的密封面。优选地，密封环与孔同轴定位，具有比孔更大的直径。优选地，所述防喷器连接于现有的井口。进一步优选，防喷器连接在现有井口和一个或多个标准防喷器之间。优选地，所述防喷器能够在高达18,000英尺的盐水中操作。优选地，防喷器能够承受高达20,000PSI的井筒压力。更优选地，防喷器能够承受高达30,000PSI的井筒压力。然而，应当理解的是，防喷器同样能够在海平面上或海拔高度上操作。例如，防喷器可以用作表面防喷器或在陆地钻机上使用。在另一种形式中，本专利技术公开了一种钻机包括本说明书中所述的防喷器。在另一种形式中，本专利技术公开了一种深水钻井船，其包括本说明书中所述的钻机和防喷器。在另一种形式中，本专利技术涉及一种使用防喷器主体部分封闭钻井孔的方法，所述方法包括以下步骤：激活储能器以将剪切装置沿着横向于孔的通道推进，使得所述剪切装置穿过钻井孔以阻止钻井孔流体流过钻井孔。优选地，所述方法包括：所述剪切装置被推进穿过将通道和孔流体密封阻隔的密封件。优选地，所述方法包括：所述剪切装置行进到位于通道内的吸能机构中。通常当储能器被激活时，这导致气体快速膨胀，使得所述剪切装置沿通道加速，赋予剪切装置以动能。优选地，所述剪切装置沿位于剪切装置初始位置和孔之间的空间的通道加速。通常，施加于剪切装置上的动能足以在有或者没有来自作用于剪切装置的储能器的压力辅助下剪切可能存在于钻井孔中的任何元素。优选地，激活储能器的步骤包括：通过应答压力信号的引发器激活储能器。例如，化学推进剂可以通过应答液压信号或者电信号的引发器激活。化学推进剂也可以以不安全方式被激活。例如，化学推进剂可以通过应答压力信号缺失的引发器激活。优选地，所述方法包括保持剪切装置，直到储能器发生充分的膨胀。例如，保持装置以剪切销形式呈现，保持剪切装置直到储能器被激活后发生充分的膨胀（如热气），这帮助剪切装置在穿过钻井孔或者接触密封件之前快速加速。优选地，所述方法包括利用位于通道内的衬垫在快速加速期间引导剪切装置。优选地，所述方法还包括将活化的储能器排入钻井孔中。例如，一旦剪切装置的主体部分已经足够远离孔，残留的热膨胀气体（来自激活的储能器）可以通过至少一个位于主体部分上表面的均衡通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防喷器，包括：/n包含孔的主体；/n通道，其横向于所述孔；/n剪切装置，位于所述通道内；以及/n储能器，当其被激活时，将所述剪切装置沿通道推进并穿过所述孔；以及/n止动机构，装有吸能材料，以使所述剪切装置逐渐停在所述通道中。/n

【技术特征摘要】
20150501 US 62/155,9921.一种防喷器，包括：
包含孔的主体；
通道，其横向于所述孔；
剪切装置，位于所述通道内；以及
储能器，当其被激活时，将所述剪切装置沿通道推进并穿过所述孔；以及
止动机构，装有吸能材料，以使所述剪切装置逐渐停在所述通道中。


2.根据权利要求1所述的一种防喷器，其特征在于，当所述剪切装置逐渐停止在所述通道时，所述吸能材料适于变皱。


3.根据权利要求1所述的一种防喷器，其特征在于，所述止动机构沿着所述通道设置。


4.根据权利要求1所述的一种防喷器，其特征在于，在所述剪切装置的一部分穿过所述孔时，所述剪切装置阻止所述流体流过所述孔。


5.根据权利要求1所述的一种防喷器，其特征在于，所述剪切装置具有剪刃，所述剪刃...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·安东尼·昂斯特曼，波比·詹姆·加拉格尔，
申请(专利权)人：凯帝克压力控制有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US