本发明专利技术涉及一种用于加强坚韧性的闸板式防喷器剪切刀片工艺。一种剪切式闸板组件设备，其用于提供在闸板式防喷器操作期间剪切更大直径的井套管和内部构件的能力、同时需要更小的力以执行切削。剪切式闸板组件设备的构件包括但是不限于多个硬化切削刀片，其涂覆有增加硬度并且减小切削刀片的摩擦系数的化合物。在这点上，需要更小的力以执行切削，并且切削刀片受到每次切削更小的磨损，并且提供如下更大的保证，即该失效保险装置中的各次切削都为成功的。
【技术实现步骤摘要】
在此公开的本主题的实施例大体涉及装置，并且更具体地，涉及用于加强坚韧性并且改善用于闸板式防喷器(BOP)的剪切刀片(blade)的摩擦系数的机构和技术。
技术介绍
防喷器(BOP)为大型专用阀，用于密封、控制并且监控石油井和天然气井。除了控制井下压力和石油和天然气的流动，防喷器意图当喷出可能发生时防止管路(例如，钻探管和井套管)、工具和钻探流体从井孔中喷出。防喷器对钻探队的安全、钻探机和环境为重要的，并且因此意图为失效保险装置。闸板式防喷器以类似于闸阀的方式操作，但是利用成对的相对的闸板，其从井孔的相对侧朝向井孔的中心延伸，以限制或阻止流动。四种不同类型(管道式、全封闭式、剪切式和全封闭剪切式)的闸板块(ram block)中的一种根据意图的应用而被使用。特别地与该公开相关的，剪切式和全封闭剪切式闸板块具有附连到闸板块的剪切刀片，其切削通过井套管和钻杆柱，或者切削通过井套管和钻杆柱，同时分别密封井孔。由于石油和天然气探测已经到达越来越大的深度，故油田管道已经在直径方面变得更大并且在壁厚方面增加。在紧急喷出条件的情况下，因素的这种组合在与剪切和密封井孔相关的现有防喷器(BOP)设计中暴露出问题。由这些最后防线装置的失效驱动的、用于解决该昂贵且损害环境的问题的市场压力导致如下期望，即生产能够可靠地切削管道、以及可能井杆柱的剪切刀片，其与在现在使用和探测中的油井和天然气井相关。因此，将期望提供避免前述问题和缺点的装置。
技术实现思路
根据一个示范性实施例，存在用于在闸板式防喷器设备中操作的剪切式闸板组件，其包括多个硬化切削刀片，其中，多个硬化切削刀片涂覆有化合物，用于增加硬度并且降低硬化切削刀片的摩擦系数。接着在示范性实施例中，存在多个块，涂覆的多个切削刀片附连到该块或在其中集成地形成。根据另一示范性实施例，存在闸板式防喷器设备。继续示范性实施例，闸板式防喷器设备包括外壳，其用于包围闸板式防喷器构件；多个相对的促动器，其连接到外壳，用于促动附连到促动器的多个块；和附连到块的多个硬化切削刀片，其中，多个硬化切削刀片涂覆有化合物，用于在切削期间防止切削表面变形并且减小需要的剪切力。根据另一示范性方法实施例，存在用于减小剪切油田管道所需的力并且防止与闸板式防喷器相关的多个切削刀片的变形的方法。该示范性方法实施例包括:将化合物的薄覆层施加到多个切削刀片，其中，化合物包括钛和氮。示范性方法实施例继续，其中通过物理气相沉积工艺施加覆层，这增加硬度同时减小多个切削刀片的摩擦系数。附图说明并入本说明书中并且组成本说明书的一部分的附图示出一个或多个实施例，并且连同描述解释这些实施例。在附图中: 图1为剪切在井孔中的管道的闸板式防喷器的示范性实施例； 图2为闸板式防喷器的两个关闭的剪切刀片的截面示意性视图的示范性实施例； 图3为具有施加的覆层的闸板式防喷器剪切刀片的示范性实施例分解剖视图；和图4为用于以基于施加的覆层的剪切刀片的减小的剪切力和变形来剪切井孔的管道的方法的流程图。具体实施例方式示范性实施例的以下描述参考附图。不同附图中的相同参考标记识别相同或相似元件。以下详细描述不限制本专利技术。相反，本专利技术的范围由所附权利要求限定。为了简便，以下实施例关于闸板式防喷器的术语和结构进行讨论。闸板式防喷器包括外壳、附连到闸板块的成对的相对的切削刀片和用于将运动给予闸板块的成对的促动器。整个说明书中的参考“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特性、结构、或特征包括在公开的本主题的至少一个实施例中。因而，在整个说明书中的不同位置中的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的存在不必指示相同实施例。另外，特定特性、结构、或特征可以以任何合适方式组合在一个或多个实施例中。观察图1，示范性实施例示出闸板式防喷器100。示范性实施例闸板式防喷器100包括具有覆层112、114的切削刀片102、104和闸板块106、108。在示范性实施例的另一方面中，闸板式防喷器100外壳110被示出并且包含闸板式防喷器100的构件。如在示范性实施例中所示，切削刀片102、104剪切在井孔114中的管道112。应当注意到，以112、114示出的覆层可施加到整个切削刀片104、106或者它可施加到切削刀片的特定位置。另外，应当注意到，切削刀片可由硬化材料建造。现观察图2，示范性实施例200示出用于附连到闸板式防喷器的闸板块的成对的切削刀片202、204的截面。以图2的206、208示出的为施加到当闸板式防喷器被促动时参与到剪切切削操作中的接触位置210、212的覆层。应当注意到，覆层可基于如下因素施加到整个切削刀片，该因素诸如但是不限于，易于掩盖不期望被覆盖的区域或切削刀片202、204的其它接触区域。示范性实施例闸板式防喷器(BOP)具有剪切式闸板，其包括闸板块或载体、和切削刀片。由硬化材料建造的示范性实施例切削刀片附连到闸板块，使得借助于闸板块的运动，切削刀片从井孔的相对侧延伸并且在井孔的中央处相遇。现观察图3，示出了用于闸板式防喷器的切削刀片300的端部的分解图的截面视图。在示范性实施例的一个方面中，切削刀片302的端部描绘在切削刀片302的边缘308和面310上的覆层304、306。应当注意到在示范性实施例中，切削刀片可被掩盖并且仅仅在这些承载表面上涂覆，或者它可以以它的全部被涂覆，用于易于涂覆。应当注意到，图3中示出的切削刀片300可构造成例如通过螺纹件附连到相应的闸板块。然而，如果闸板块加工有在块的前部上的切削轮廓，则切削刀片300可实际上为闸板块的集成部分。以这种方式，覆层被直接地施加到块的切削轮廓，如随后所讨论的。因而，在以下示范性实施例中，当指示切削刀片时，应理解为可附连到闸板块的刀片或直接地加工到闸板块中的刀片。在示范性实施例的一个方面中，通过将覆层施加到切削刀片，切削刀片的硬度增加了并且切削刀片的摩擦系数减小了。在示范性实施例的另一方面中，刀片和切削刀片(其可为单一件)由硬化钢制造。在示范性实施例的又一方面中，覆层利用物理气相沉积(PVD)工艺被施加。在示范性实施例的另一方面中，覆层利用化学气相沉积(CVD)工艺而被施加。选定用于施加覆层的示范性实施例工艺为因素的函数，该因素诸如但是不限于，建造切削刀片的材料、被涂覆的切削刀片的期望的特性(也就是硬度和摩擦系数)和选定用于切削刀片的期望的覆层。在示范性实施例的另一方面中，涂覆的切削刀片的增加的硬度和减小的摩擦系数防止切削刀片的切削刃在剪切工艺期间变形，并且降低需要的剪切力。继续示范性实施例，涂层被施加到切削刀片的至少顶部和前部面，但是可被施加到整个刀片用于易于施加覆层。在示范性实施例中，易于施加覆层指示消除对掩盖如下区域的需要，该区域不需要覆层，以符合切削刀片的机械要求。与示范性实施例相关的覆层包括材料，诸如但是不限于，钛、氧化铝和铬。在示范性实施例的另一方面中，切削刀片涂覆有化合物，诸如但是不限于，氮化钛(TiN)、氮氧化钛铝(TiAlON)的玻璃陶瓷基质、碳氮化钛(TiCN)等。接着，在示范性实施例中，闸板式防喷器的切削刀片通过物理气相沉积(PVD)工艺涂覆有氮化钛或氮氧化钛铝化合物。示范性实施例工艺在大约300 T的温度处执行，并且由前述化合物中的一种构成的、大本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种剪切式闸板组件设备，其用于在闸板式防喷器中操作，所述设备包括：硬化切削刀片，其中，所述硬化切削刀片涂覆有化合物，用于在切削期间防止切削表面变形并且减小需要的剪切力；和闸板块，其具有所述涂覆的硬化切削刀片。
【技术特征摘要】
2011.12.20 US 13/331,4941.一种剪切式闸板组件设备，其用于在闸板式防喷器中操作，所述设备包括: 硬化切削刀片，其中，所述硬化切削刀片涂覆有化合物，用于在切削期间防止切削表面变形并且减小需要的剪切力；和 闸板块，其具有所述涂覆的硬化切削刀片。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述覆层利用物理气相沉积(PVD)工艺被施加。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述覆层利用化学气相沉积(CVD)工艺被施加。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述覆层通过增加所述切削刃的硬度而在切削期间防止切削表面变形。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述覆层通过降低所述切削表面摩擦系数而在切削期间减小需要的剪切力。6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述覆层在大约300T的温度处被施加。7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述化合物包括钛和氮。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述化合物为氮化钛(TiN)。9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述化合物为氮氧化钛铝(TiAlON)的玻璃陶瓷基质。10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述化合物为碳氮化钛(TiCN)。11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述涂覆的硬化切削刀片附连到所述闸板块或与所述闸板块集成地形成。12.—种闸板式防喷器(BOP),其包括: 外壳，其用于包...
【专利技术属性】
技术研发人员：WL卡鲍夫，L蔡尔德斯，V沙，
申请(专利权)人：海德里尔美国制造业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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