防噴器組件的制作方法
【專利摘要】防噴器組件包括防噴器以及控制裝置，防噴器包括殼體、密封元件以及安裝在殼體中的流體壓力操作式致動(dòng)器，致動(dòng)器18將殼體內(nèi)部分成兩個(gè)室，即，打開(kāi)室以及關(guān)閉室，基本防止流體在兩個(gè)室之間流動(dòng)，并且通過(guò)將加壓流體供給至關(guān)閉室而使所述致動(dòng)器能夠移動(dòng)以促使密封元件密封地接合延伸穿過(guò)防噴器的鉆管，控制裝置包括從殼體的外部延伸至關(guān)閉室的關(guān)閉管線以及連接至關(guān)閉管線的加壓流體源，其中，加壓流體源定位成鄰近殼體。
【專利說(shuō)明】防噴器組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防噴器組件，尤其但非排他地，涉及環(huán)形防噴器，該環(huán)形防噴器用于將井眼鉆入地下流體儲(chǔ)器和/或從這種儲(chǔ)器生產(chǎn)流體(典型地?zé)N流體)。

【背景技術(shù)】
[0002]鉆鏜孔或者鉆井典型地是使用鋼管執(zhí)行的，鋼管公知為鉆管或者鉆柱，在其最低端具有鉆頭。鉆柱包括一系列端端連接的管狀段。整個(gè)鉆柱典型地使用安裝在鉆管頂部的轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，隨著鉆動(dòng)的進(jìn)行，泥流被用來(lái)攜帶鉆孔處理產(chǎn)生的殘?jiān)x開(kāi)井眼。泥被泵到鉆柱以穿過(guò)鉆頭，并且經(jīng)由鉆柱和井眼的外徑之間的環(huán)形空間(通常稱為環(huán)面)返回至表面。對(duì)于海底來(lái)說(shuō)，管件(公知為隔水管)從鉆機(jī)延伸至井眼的頂部，并且為鉆柱和離開(kāi)井眼的流體提供了連續(xù)路徑。事實(shí)上，隔水管將井眼從海床延伸至鉆機(jī)，并且環(huán)面還包括鉆柱外徑和隔水管之間的環(huán)形空間。
[0003]使用防噴器(BOP)密封、控制以及監(jiān)控油氣井是公知的，并且它們被用于陸地和海上鉆機(jī)。在鉆動(dòng)典型高壓力井眼期間，鉆柱朝向油和/或氣體儲(chǔ)器而行進(jìn)穿過(guò)BOP組。在地層流體突然涌入井眼(井涌)以密封鉆柱周圍的情況下，BOP是可操作的，因而關(guān)閉環(huán)面并且防止工具及地層流體流出井眼(噴出)。防噴器組還可以是能夠操作的以切斷鉆柱從而完全關(guān)閉井眼。通常使用兩種類型的BOP，S卩，閘板型以及環(huán)型，并且防噴器組典型地包括至少一個(gè)每個(gè)類型。環(huán)形BOP的原始設(shè)計(jì)公開(kāi)于US2，609, 836。
[0004]典型BOP具有密封元件以及安裝于殼體中的流體壓力操作式致動(dòng)器。致動(dòng)器將殼體內(nèi)部分為兩個(gè)室(〃打開(kāi)室"以及"關(guān)閉室〃)，并且基本防止兩個(gè)室之間的流體流動(dòng)。依靠供給加壓流體至關(guān)閉室，致動(dòng)器是可移動(dòng)的以促使密封元件密封接合延伸穿過(guò)BOP的鉆管(關(guān)閉位置)，并且依靠供給加壓流體至打開(kāi)室，釋放密封元件與鉆管的密封接合(打開(kāi)位置)。特定類型的BOP構(gòu)造為使得，當(dāng)BOP中不存在鉆管時(shí)，密封元件能夠自身關(guān)閉以完全關(guān)閉防噴器組，因而還完全關(guān)閉井眼。
[0005]供給加壓流體用于致動(dòng)BOP典型地包括泵，其能夠操作以經(jīng)由包含單向閥的管線泵送流體進(jìn)入蓄壓器。流體流動(dòng)管線設(shè)置成連接蓄壓器至打開(kāi)室和關(guān)閉室，并且至少一個(gè)閥設(shè)置成控制流體從蓄壓器流動(dòng)至打開(kāi)或者關(guān)閉室。
[0006]典型環(huán)形BOP以及流體壓力控制系統(tǒng)的例子示出于US 4，098, 341。BOP以及它們的控制系統(tǒng)的可選實(shí)施方式公開(kāi)于US 3，044，481、US 3，299，957、US 4，614，148和US4，317，557。
[0007]US 3，128,077公開(kāi)了又一可選BOP操作系統(tǒng)，噴出所創(chuàng)建的向下打孔壓力用來(lái)輔助關(guān)閉Β0Ρ。
[0008]為了防止發(fā)生噴出，重要的是，BOP能夠盡可能快地關(guān)閉，以確保在檢測(cè)到井涌之后盡快關(guān)閉環(huán)面或者井眼。
[0009]US 4，317，57公開(kāi)了除了常規(guī)BOP控制系統(tǒng)外還使用輔助BOP關(guān)閉系統(tǒng)，假如主系統(tǒng)故障或者失效的話，其可以操作來(lái)關(guān)閉Β0Ρ。用于輔助關(guān)閉系統(tǒng)的加壓流體源獨(dú)立于用于主控制系統(tǒng)的加壓流體源，并且在給定例子中包括至少一瓶壓縮氮?dú)?，其能夠供給2340Pi壓力至關(guān)閉室，并且其要求輔助關(guān)閉系統(tǒng)能夠在小于20秒內(nèi)關(guān)閉10英寸的環(huán)形BOP。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種用于操作BOP的裝置的可選構(gòu)造，其提供快速關(guān)閉Β0Ρ。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供了一種防噴器組件，該防噴器組件包括防噴器以及控制裝置，防噴器包括殼體、密封元件以及安裝在殼體中的流體壓力操作式致動(dòng)器，致動(dòng)器將殼體的內(nèi)部分成兩個(gè)室，即，打開(kāi)室以及關(guān)閉室，致動(dòng)器基本防止流體在兩個(gè)室之間流動(dòng)，并且致動(dòng)器通過(guò)將加壓流體供給至關(guān)閉室而能夠移動(dòng)以促使密封元件密封地接合延伸穿過(guò)防噴器的鉆管，控制裝置包括從殼體的外部延伸至關(guān)閉室的關(guān)閉管線以及連接至關(guān)閉管線的加壓流體源，其中，加壓流體源定位成鄰近殼體。優(yōu)選地，加壓流體源距關(guān)閉室的距離小于15英尺。
[0012]加壓流體源優(yōu)選包括至少一個(gè)蓄壓器。
[0013]有利地，控制裝置進(jìn)一步包括位于關(guān)閉管線中并且位于加壓流體源和關(guān)閉室之間的關(guān)閉控制閥，關(guān)閉控制閥能在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，在打開(kāi)位置，允許流體從加壓流體源流至關(guān)閉室，在關(guān)閉位置，基本阻止流體從加壓流體源流至關(guān)閉室。
[0014]加壓流體源有利地如此靠近殼體，使得在防噴器中存在鉆柱的情況下，打開(kāi)關(guān)閉控制閥以及關(guān)閉防噴器之間的時(shí)間是3秒以下，或者，在防噴器中不存在鉆柱的情況下，打開(kāi)關(guān)閉控制閥以及關(guān)閉防噴器之間的時(shí)間是5秒以下。
[0015]關(guān)閉控制閥優(yōu)選是電或者電子地可操作的。在該情況下，控制閥在被供給電功率時(shí)能從關(guān)閉位置移動(dòng)至打開(kāi)位置。
[0016]電功率到關(guān)閉控制閥的供給可以受遠(yuǎn)離防噴器以及控制裝置的電子控制單元的控制。
[0017]控制裝置可以進(jìn)一步包括泵，泵具有從流體儲(chǔ)器抽吸流體的入口以及連接至關(guān)閉管線的出口。
[0018]控制裝置可以進(jìn)一步包括從殼體的外部延伸至打開(kāi)室的打開(kāi)管線。
[0019]泵除了連接至關(guān)閉管線之外還可以連接至打開(kāi)管線。在該情況下，控制裝置有利地包括另一閥，所述另一閥能從打開(kāi)構(gòu)造移動(dòng)至關(guān)閉構(gòu)造，在打開(kāi)構(gòu)造，允許流體從泵流至關(guān)閉管線而基本阻止流體從泵流至打開(kāi)管線，在關(guān)閉構(gòu)造，允許流體從泵流至打開(kāi)管線而基本阻止流體從泵流至關(guān)閉管線。
[0020]打開(kāi)管線可以設(shè)置有排出閥，排出閥定位成鄰近殼體并且能在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，在第一位置，允許流體沿著打開(kāi)管線流至打開(kāi)室，在第二位置，打開(kāi)管線相對(duì)于打開(kāi)室在排出閥的上游基本被阻塞并且打開(kāi)室連接至低壓力區(qū)域。
[0021 ] 低壓力區(qū)域可以是殼體的外部的大氣。
[0022]低壓力區(qū)域可以包括排放導(dǎo)管，排放導(dǎo)管的截面積大于打開(kāi)管線的截面積并且連接至流體儲(chǔ)器。
[0023]關(guān)閉管線的直徑可以是至少2英寸。
[0024]打開(kāi)管線的直徑可以是至少2英寸。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供了一種防噴器組件，該防噴器組件包括防噴器以及控制裝置，防噴器包括殼體、密封元件以及安裝在殼體中的流體壓力操作式致動(dòng)器，致動(dòng)器將殼體的內(nèi)部分成兩個(gè)室，即，打開(kāi)室以及關(guān)閉室，致動(dòng)器基本防止流體在兩個(gè)室之間流動(dòng)，并且致動(dòng)器通過(guò)將加壓流體供給至關(guān)閉室而能夠移動(dòng)以促使密封元件密封地接合延伸穿過(guò)防噴器的鉆管，控制裝置包括從殼體的外部延伸至打開(kāi)室的打開(kāi)管線，其中，控制裝置進(jìn)一步包括排出閥，排出閥定位成鄰近殼體并且能在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，在第一位置，允許流體沿著打開(kāi)管線流至打開(kāi)室，在第二位置，打開(kāi)管線相對(duì)于打開(kāi)室在排出閥的上游基本被阻塞并且打開(kāi)室連接至低壓力區(qū)域。
[0026]低壓力區(qū)域可以是殼體的外部的大氣。
[0027]低壓力區(qū)域可以包括排放導(dǎo)管，排放導(dǎo)管的截面積大于打開(kāi)管線的截面積并且連接至流體儲(chǔ)器。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，防噴器組件可以具有根據(jù)本發(fā)明的第一方案的防噴器組件的任何特征。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供了一種隔水管組件，該隔水管組件包括隔水管以及根據(jù)本發(fā)明的第一或者第二方案的防噴器組件，防噴器安裝在隔水管的最上端，其中，加壓流體源安裝在隔水管上并且鄰近防噴器。
[0030]隔水管組件可以進(jìn)一步包括流量滑閥，該流量滑閥安裝在隔水管的上端上，位于防噴器和隔水管之間。在該情況下，加壓流體源可以安裝在流量滑閥上(優(yōu)選其底部)或者安裝在流量滑閥的下方。
[0031]優(yōu)選，加壓流體源和關(guān)閉室之間的關(guān)閉管線的長(zhǎng)度小于15英尺。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]現(xiàn)在將僅依靠例子來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，參考以下圖:
[0033]圖1示出了適合于使用在本發(fā)明中的BOP的一個(gè)實(shí)施方式的縱向截面的圖；
[0034]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的BOP以及BOP控制系統(tǒng)的實(shí)施方式的示意圖；
[0035]圖3示出了包括根據(jù)本發(fā)明的BOP以及BOP控制系統(tǒng)的海上鉆井系統(tǒng)的圖；以及
[0036]圖4示出了包括根據(jù)本發(fā)明的BOP以及BOP控制系統(tǒng)的表面BOP組的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]現(xiàn)在參考圖1，示出了防噴器(BOP) 10，其包括殼體，該殼體具有縱向軸線并且被分成第一殼體部11和第二殼體部12,第一殼體部11相對(duì)于第二殼體部12的移動(dòng)由緊固件13來(lái)防止，每個(gè)緊固件包括軸，該軸穿過(guò)設(shè)置在第一殼體部11中的緊固件接收通路14而延伸進(jìn)入到設(shè)置在第二殼體部中的緊固件接收通路15。殼體還設(shè)置有流體流動(dòng)通路16，該流體流動(dòng)通路16從第一殼體部11延伸至第二殼體部12，并且在該例子中均介于兩個(gè)相鄰緊固件13之間。
[0038]位于殼體內(nèi)的是密封元件20以及流體壓力操作式致動(dòng)器，在該例子中密封元件包括花托形的由彈性材料(諸如帶金屬插入物的橡膠)制成的填密元件，流體壓力操作式致動(dòng)器在該例子中是活塞18?；钊?8將殼體的內(nèi)部分成兩個(gè)室("打開(kāi)室17a"以及〃關(guān)閉室17b〃)，并且基本防止流體在兩個(gè)室17a、17b之間流動(dòng)。
[0039]BOP的該構(gòu)造更詳細(xì)地描述于共同待審的UK專利申請(qǐng)GB 1104885.7中，其內(nèi)容通過(guò)參考并入此處。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于使用該類型BOP。本發(fā)明可以使用任何類型的流體壓力操作式BOP，無(wú)論是環(huán)型、球型或者閘板型BOP。
[0040]通過(guò)將加壓流體供給至關(guān)閉室17b，活塞18可移動(dòng)以推動(dòng)填密元件20抵靠第一殼體部的彎曲部分，這引起填密元件20被壓縮，并且其直徑被減小。當(dāng)鉆管位于B0P10中時(shí)，這引起填密元件20約束在鉆管周圍并且與其密封接合。當(dāng)不存在鉆管時(shí)，如果足夠的壓力被施加至關(guān)閉室17b，那么填密元件20可能會(huì)被壓縮得很多，使得其中央孔口消失并且其充當(dāng)塞子，從而防止流體流動(dòng)穿過(guò)B0P10。在任一情況下，BOP處于其關(guān)閉位置。通過(guò)將加壓流體供給至打開(kāi)室17a，填密元件20將脫離與鉆管或其自身的密封接合。
[0041]現(xiàn)在參考圖2，示出了打開(kāi)管線21a，其經(jīng)由穿過(guò)第二殼體部12的流體流動(dòng)通路15之一連接至打開(kāi)室17a。還示出了關(guān)閉管線21b，其經(jīng)由另一個(gè)流體流動(dòng)通路15連接至關(guān)閉室17b。優(yōu)選地，關(guān)閉管線21b是相對(duì)大的鏜孔導(dǎo)管(2英寸以上)。打開(kāi)管線21a也可以具有類似的尺寸。
[0042]BOP殼體中的流體流動(dòng)通路15典型地直徑為I英寸，從而提供打開(kāi)室17a或者關(guān)閉室17b與殼體外部的管線21a、21b之間的連接，等同流動(dòng)面積至2英寸直徑，四個(gè)流體流動(dòng)通路可以歧管式連接在一起，用于每個(gè)打開(kāi)以及關(guān)閉管線21a、21b?？商鎿Q地，每個(gè)流體流動(dòng)通路可以連接至直徑小于2英寸(I英寸直徑，例如)的單獨(dú)的打開(kāi)或者關(guān)閉管線，所有打開(kāi)或者關(guān)閉管線提供的總流動(dòng)面積大于或者等于由單個(gè)2英寸直徑管提供的流動(dòng)面積。
[0043]快速倒梭閥22設(shè)置在打開(kāi)管線21中，緊鄰BOP殼體。該閥22具有朝向大氣的排出口，并且是三通梭閥，在第一位置和第二位置之間可移動(dòng)，在第一位置，允許流體沿著打開(kāi)管線21流動(dòng)，在第二位置，打開(kāi)室17a連接至朝向大氣的排出口。
[0044]典型地，快速倒梭閥22偏置于(有利地依靠彈簧)第二位置，當(dāng)在打開(kāi)管線21a中存在足夠壓力時(shí)，抵抗偏置力而移動(dòng)至第一位置。
[0045]電或者電子地可操作的關(guān)閉控制閥24設(shè)置在關(guān)閉管線21b中，緊鄰BOP殼體。該閥24在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置之間可移動(dòng)(例如依靠電磁或者壓電元件)，在關(guān)閉位置，基本防止流體沿著關(guān)閉管線21b流動(dòng)，在打開(kāi)位置，允許流體沿著關(guān)閉管線21b流動(dòng)。優(yōu)選地，偏置器件設(shè)置成將閥24偏置于關(guān)閉位置，并且供給電流至閥24會(huì)引起閥24移動(dòng)至打開(kāi)位置。
[0046]對(duì)供給電流至關(guān)閉控制閥24的控制是通過(guò)液壓BOP控制系統(tǒng)6中的電子控制單元執(zhí)行的，液壓BOP控制系統(tǒng)6在BOP控制室中遠(yuǎn)離B0P10。
[0047]控制系統(tǒng)6還包括泵，該泵能夠操作以從流體儲(chǔ)器抽吸流體并且經(jīng)由一個(gè)閥或者多個(gè)閥連接至打開(kāi)管線21a和關(guān)閉管線21b。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，流體是非腐蝕的、非泡沫的、有利環(huán)境的流體，諸如包含小量腐蝕抑制劑的水。單向閥設(shè)置在每個(gè)打開(kāi)管線21a以及關(guān)閉管線21b中以防止流體朝向泵回流。
[0048]控制系統(tǒng)6的閥是電或者電子地能夠操作的，以從泵將流體引導(dǎo)至打開(kāi)管線21a或者關(guān)閉管線21b。優(yōu)選地，該閥或者這些閥的操作由電子控制單元控制，電子控制單元控制關(guān)閉控制閥24的操作。
[0049]兩個(gè)蓄壓器23設(shè)置在關(guān)閉管線21b中，靠近或者緊鄰關(guān)閉控制閥24。對(duì)于陸地安裝，這意味著蓄壓器盡實(shí)踐中合理地靠近BOP殼體，只要滿足對(duì)在火災(zāi)區(qū)域布置加壓蓄壓器瓶的各種限制和規(guī)定。對(duì)于海上安裝，蓄壓器優(yōu)選距關(guān)閉室不超過(guò)15英尺。
[0050]這些蓄壓器23是常規(guī)構(gòu)造，在本發(fā)明的該實(shí)施方式中包括瓶，瓶的內(nèi)部通過(guò)隔膜分成兩個(gè)室。瓶的關(guān)閉端的室填充有惰性氣體，并且另一室連接至關(guān)閉管線21b。因而，在關(guān)閉控制閥24處于關(guān)閉位置時(shí)操作控制系統(tǒng)6以將流體沿著控制線21b泵送將引起加壓流體存儲(chǔ)在蓄壓器23中。
[0051 ] 當(dāng)然，應(yīng)該理解的是，可以同樣地提供一個(gè)或兩個(gè)以上蓄壓器23。
[0052]在正常使用期間，快速倒梭閥22處于其第二位置，即打開(kāi)室17通向大氣，蓄壓器23被加壓至預(yù)定壓力，關(guān)閉控制閥24處于其關(guān)閉位置，泵是不被激活的，控制系統(tǒng)6中的閥布置成使得泵輸出連接至關(guān)閉管線21b。如果井眼中檢測(cè)到井涌并且需要關(guān)閉B0P10，則控制系統(tǒng)6的電子控制單元執(zhí)行程序以操作關(guān)閉控制閥24以將其移動(dòng)至其打開(kāi)位置，并且激活泵以沿著關(guān)閉管線21b泵送流體。加壓流體因而被供給至B0P10的關(guān)閉室17b，然后移動(dòng)至其關(guān)閉位置，同時(shí)從打開(kāi)室17排放的流體通過(guò)快速倒梭閥22排出到大氣。
[0053]通過(guò)將蓄壓器定位成靠近Β0Ρ，以及使用相對(duì)較大直徑的關(guān)閉管線21b，在打開(kāi)關(guān)閉控制閥24之后加壓流體開(kāi)始到達(dá)關(guān)閉室17b之前存在最小時(shí)間延遲。而且，使用相對(duì)較大直徑的打開(kāi)管線21a并且通過(guò)快速倒梭閥22將打開(kāi)室17a通向大氣，這可最小化與活塞18的移動(dòng)相抵抗的由打開(kāi)室17a中流體所施加的阻力。
[0054]這些因素結(jié)合起來(lái)意味著，能夠?qū)崿F(xiàn)尤其快速的關(guān)閉B0P10。實(shí)際上，對(duì)于安裝在5英寸鉆管上的外徑46.5英寸以及21.25英寸內(nèi)徑的B0P10來(lái)說(shuō)，完全關(guān)閉B0P10能夠在3秒或者更少時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。不存在鉆管的情況下，關(guān)閉時(shí)間可以增加至5秒或者更少。通過(guò)增加關(guān)閉管線21b中蓄壓器23的數(shù)量，能夠降低關(guān)閉時(shí)間。該快速響應(yīng)時(shí)間是極其期望的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)油氣開(kāi)發(fā)公司的政策是提倡"硬關(guān)"方法。使用硬關(guān)方法的主要優(yōu)勢(shì)是，沒(méi)有延遲地關(guān)閉井，這引起幾乎沒(méi)有地層流體流入井，以及形成的較低關(guān)閉的套管壓力，該壓力不會(huì)超過(guò)井的井涌極限。
[0055]為了打開(kāi)B0P10，控制系統(tǒng)6的電子控制單元執(zhí)行程序以操作控制系統(tǒng)6中的閥，以將泵輸出連接至打開(kāi)管線，并激活泵。加壓流體因而供給至打開(kāi)室17a，并且活塞移回以將B0P10返回其打開(kāi)位置。流體從關(guān)閉室17b經(jīng)由控制系統(tǒng)6返回至儲(chǔ)器。
[0056]在本發(fā)明的可選實(shí)施方式中，不是通向大氣，快速倒梭閥22的排出口可以經(jīng)由管連接至流體儲(chǔ)器(泵從此儲(chǔ)器抽吸流體)，該管具有的直徑顯著大于打開(kāi)管線21a和關(guān)閉管線21b的直徑。通過(guò)使用相對(duì)較大直徑的管，流體流出打開(kāi)室17a是相對(duì)無(wú)障礙的，再次，移動(dòng)活塞18至關(guān)閉位置存在較少阻力。當(dāng)B0P10用在陸地鉆井機(jī)上而不是海上鉆井機(jī)上時(shí)，本發(fā)明的該實(shí)施方式可以是優(yōu)選的。
[0057]現(xiàn)在參考圖3，示出了包括根據(jù)本發(fā)明的B0P10的實(shí)施方式的浮式鉆井機(jī)的低壓上部海上隔水管總成。其包括:轉(zhuǎn)噴器組件25，其用于轉(zhuǎn)噴不受控制的氣體以及從隔水管環(huán)面鉆泥；上柔性接頭26，其用于允許鉆機(jī)以及隔水管之間的傾斜運(yùn)動(dòng)；以及自拉伸滑動(dòng)接頭27，其用于補(bǔ)償海底井和浮式鉆井機(jī)之間的垂直運(yùn)動(dòng)。B0P10位于滑動(dòng)接頭27下方以及流量滑閥組件29上方。B0P10以及流量滑閥組件29被認(rèn)為是隔水管柱30的一部分，并且以相同方式布置在鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中。其通常位于水位以及浪濺帶的正下方。又一些海底B0P35也設(shè)置在安裝于井口上的BOP組中。
[0058]在該例子中，蓄壓器23 (在該例子中存在多于兩個(gè))安裝在隔水管上，位于流量滑閥組件29的底部。
[0059]蓄壓器23定位成使得蓄壓器23和關(guān)閉室17b之間的關(guān)閉管線21b的長(zhǎng)度不超過(guò)15英尺左右。
[0060]打開(kāi)管線21a以及關(guān)閉管線21b包括大的(至少2英寸直徑)剛性導(dǎo)管線，剛性導(dǎo)管線從安裝在鉆機(jī)地板上的液壓BOP控制系統(tǒng)(未示出)平行于流量滑閥主體29延伸。關(guān)閉管線21b包括大的(至少2英寸直徑)剛性導(dǎo)管線，該剛性導(dǎo)管線平行于流量滑閥主體延伸至BOP的關(guān)閉室以確?？焖僦聞?dòng)。打開(kāi)管線能夠也是2英寸直徑，但不必須如此，尤其還設(shè)置有快速切斷閥以從打開(kāi)室釋放流體至大氣，而不是經(jīng)由控制系統(tǒng)6使其返回儲(chǔ)器。
[0061]本發(fā)明的B0P10還可以安全地從隔水管30引導(dǎo)夾帶氣體至隔水管氣體處理或者節(jié)流歧管，在隔水管氣體處理或者節(jié)流歧管處，氣體能夠以可控方式循環(huán)。轉(zhuǎn)噴器組件25不設(shè)計(jì)成關(guān)閉隔水管以及許多深水鉆井機(jī)，它們被標(biāo)定成非常低的作業(yè)壓力(500Pi)，該壓力不足以用于隔水管停止操作。本發(fā)明的B0P10比起轉(zhuǎn)噴器總成32具有若干優(yōu)勢(shì):滑動(dòng)接頭總成密封件33不暴露以延長(zhǎng)時(shí)間地增加壓力；其比轉(zhuǎn)噴器總成32關(guān)閉得塊；其具有的壓力高于轉(zhuǎn)噴器組件25以及滑動(dòng)接頭總成密封33。在其上方隔離這些部件允許節(jié)流閥或者背壓閥對(duì)節(jié)流歧管施加被壓，不超過(guò)這些部件的低壓能力。
[0062]在現(xiàn)有技術(shù)中，使用位于滑動(dòng)接頭27上方的轉(zhuǎn)噴器25作為安全系統(tǒng)來(lái)重引導(dǎo)離開(kāi)鉆機(jī)的井眼流體中的夾帶氣體。氣體經(jīng)由滑動(dòng)接頭從隔水管向上行進(jìn)，并且在隔水管外被轉(zhuǎn)噴。該布置要求滑動(dòng)接頭總成密封井眼壓力，這會(huì)導(dǎo)致總成元件的嚴(yán)重故障，如果使用油基鉆井流體的話會(huì)損失容量以及產(chǎn)生污染。因?yàn)樵谡ｃ@井情況下，滑動(dòng)接頭總成33被提供能量來(lái)密封滑動(dòng)接頭總成33和轉(zhuǎn)噴器25之間的井眼流體的最小液壓。不設(shè)計(jì)密封井眼壓力，允許典型地一些滲漏以潤(rùn)滑滑動(dòng)接頭27。
[0063]當(dāng)本發(fā)明的B0P10的致動(dòng)器移動(dòng)以關(guān)閉鉆管周圍的密封元件時(shí)，致動(dòng)器充當(dāng)防噴器并且保護(hù)其上方的低壓轉(zhuǎn)噴器系統(tǒng)。而且，將本發(fā)明的B0P10設(shè)置在滑動(dòng)接頭27之下免去了滑動(dòng)接頭總成33密封井眼壓力的需要。
[0064]當(dāng)在鉆井期間檢測(cè)到井涌時(shí)，鉆柱50中向下泵泥的泥泵被停止。通過(guò)如上描述的關(guān)閉B0P10，立即固定井。然后關(guān)閉海底Β0Ρ，但通過(guò)調(diào)節(jié)允許海底BOP關(guān)閉的時(shí)間是本發(fā)明的B0P10的15倍長(zhǎng)。壓力被監(jiān)控，并且能夠開(kāi)始循環(huán)涌出隔水管。在循環(huán)涌出之后，將泵關(guān)閉以用于流動(dòng)核查。如果隔水管中不存在流動(dòng)，則能夠打開(kāi)海底B0P35以監(jiān)控井眼用于進(jìn)一步流動(dòng)的任何信號(hào)。
[0065]現(xiàn)在參考圖4，示出了根據(jù)本發(fā)明的B0P10的可選使用。在其中，B0P10直接安裝在表面防噴器組上方，表面防噴器組安裝于井口 36上。在該例子中，從井口 36向上延伸，防噴器組包括閘板B0P37、線軸38、又一閘板B0P39、40、常規(guī)環(huán)形B0P41和本發(fā)明的BOP10。但是，根據(jù)本發(fā)明的BOP能夠安裝在防噴器組的任何表面上。
[0066]還可想到的是，常規(guī)環(huán)形B0P41能夠完全替換為又一本發(fā)明的B0P10，具有用于該服務(wù)的適當(dāng)?shù)膲毫Φ燃?jí)。
[0067]當(dāng)用在該說(shuō)明書以及權(quán)利要求中時(shí)，術(shù)語(yǔ)〃包括〃以及〃包含〃及其變化意味著包括特定特征、步驟或者整數(shù)。術(shù)語(yǔ)不解釋為排除其他特征、步驟或者部件的存在。
[0068]前述說(shuō)明書或者所附權(quán)利要求或者附圖中公開(kāi)的特征呈現(xiàn)為它們的具體形成，或者體現(xiàn)為用于執(zhí)行本公開(kāi)功能的器件或者適當(dāng)時(shí)用于實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)結(jié)果的方法或者處理，這些特征可以是獨(dú)立的或者是這些特征的任何組合，用于以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種防噴器組件，該防噴器組件包括防噴器以及控制裝置，所述防噴器包括殼體、密封元件以及安裝在所述殼體中的流體壓力操作式致動(dòng)器，所述致動(dòng)器將所述殼體的內(nèi)部分成兩個(gè)室，即，打開(kāi)室以及關(guān)閉室，所述致動(dòng)器基本防止流體在所述兩個(gè)室之間流動(dòng)，并且通過(guò)將加壓流體供給至所述關(guān)閉室而使所述致動(dòng)器能夠移動(dòng)以促使所述密封元件密封地接合延伸穿過(guò)所述防噴器的鉆管，所述控制裝置包括從所述殼體的外部延伸至所述關(guān)閉室的關(guān)閉管線以及連接至所述關(guān)閉管線的加壓流體源，其中，所述加壓流體源定位成鄰近所述殼體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防噴器組件，其中，所述加壓流體源距所述關(guān)閉室的距離小于15英尺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防噴器組件，其中，所述加壓流體源包括至少一個(gè)蓄壓器。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的防噴器組件，其中，所述控制裝置還包括位于所述關(guān)閉管線中并且位于所述加壓流體源和所述關(guān)閉室之間的關(guān)閉控制閥，所述關(guān)閉控制閥能在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，在所述打開(kāi)位置，允許流體從所述加壓流體源流至所述關(guān)閉室，在所述關(guān)閉位置，基本阻止流體從所述加壓流體源流至所述關(guān)閉室。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防噴器組件，其中，在所述防噴器中存在鉆柱的情況下，打開(kāi)所述關(guān)閉控制閥以及關(guān)閉所述防噴器之間的時(shí)間是3秒以下，或者，在所述防噴器中不存在鉆柱的情況下，打開(kāi)所述關(guān)閉控制閥以及關(guān)閉所述防噴器之間的時(shí)間是5秒以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的防噴器組件，其中，所述關(guān)閉控制閥是電操作的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的防噴器組件，其中，當(dāng)被供給電功率時(shí)，所述關(guān)閉控制閥從所述關(guān)閉位置移動(dòng)至所述打開(kāi)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的防噴器組件，其中，所述控制裝置還包括遠(yuǎn)離所述防噴器和控制裝置的電子控制單元，并且電功率到所述關(guān)閉控制閥的供給受所述電子控制單元的控制。
9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的防噴器組件，其中，所述控制裝置還包括泵，所述泵具有從流體儲(chǔ)器抽吸流體的入口以及連接至所述關(guān)閉管線的出口。
10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的防噴器組件，其中，所述控制裝置還包括從所述殼體的外部延伸至所述打開(kāi)室的打開(kāi)管線。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防噴器組件，其中，所述泵除了連接至所述關(guān)閉管線之外還連接至所述打開(kāi)管線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的防噴器組件，其中，所述控制裝置有利地包括另一閥，所述另一閥能在打開(kāi)構(gòu)造和關(guān)閉構(gòu)造之間移動(dòng)，在所述打開(kāi)構(gòu)造，允許流體從所述泵流至所述關(guān)閉管線而基本阻止流體從所述泵流至所述打開(kāi)管線，在所述關(guān)閉構(gòu)造，允許流體從所述泵流至所述打開(kāi)管線而基本阻止流體從所述泵流至所述關(guān)閉管線。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的防噴器組件，其中，所述打開(kāi)管線設(shè)置有排出閥，所述排出閥定位成鄰近所述殼體，并且所述排出閥能在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，在所述第一位置，允許流體沿著所述打開(kāi)管線流至所述打開(kāi)室，在所述第二位置，所述打開(kāi)管線相對(duì)于所述打開(kāi)室在所述排出閥的上游基本被阻塞并且所述打開(kāi)室連接至低壓力區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的防噴器組件，其中，所述低壓力區(qū)域是所述殼體的外部的大氣。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的防噴器組件，其中，所述低壓力區(qū)域包括排放導(dǎo)管，所述排放導(dǎo)管的截面積大于所述打開(kāi)管線的截面積，并且所述排放導(dǎo)管連接至流體儲(chǔ)器。
16.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的防噴器組件，其中，所述關(guān)閉管線的直徑為至少2英寸。
17.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的防噴器組件，其中，所述關(guān)閉管線包括多個(gè)管，所述多個(gè)管一起提供的流動(dòng)面積等于或者大于由單個(gè)2英寸直徑的柱形管提供的流動(dòng)面積。
18.根據(jù)權(quán)利要求8至17中任一項(xiàng)所述的防噴器組件，其中，所述打開(kāi)管線的直徑為至少2英寸。
19.根據(jù)權(quán)利要求8至17中任一項(xiàng)所述的防噴器組件，其中，所述打開(kāi)管線包括多個(gè)管，所述多個(gè)管一起提供的流動(dòng)面積等于或者大于由單個(gè)2英寸直徑的柱形管提供的流動(dòng)面積。
20.一種防噴器組件，該防噴器組件包括防噴器以及控制裝置，所述防噴器包括殼體、密封元件以及安裝在所述殼體中的流體壓力操作式致動(dòng)器，所述致動(dòng)器將所述殼體的內(nèi)部分成兩個(gè)室，即，打開(kāi)室以及關(guān)閉室，所述致動(dòng)器基本防止流體在所述兩個(gè)室之間流動(dòng)，并且通過(guò)將加壓流體供給至所述關(guān)閉室而使所述致動(dòng)器能夠移動(dòng)以促使所述密封元件密封地接合延伸穿過(guò)所述防噴器的鉆管，所述控制裝置包括從所述殼體的外部延伸至所述打開(kāi)室的打開(kāi)管線，其中，所述控制裝置還包括排出閥，所述排出閥定位成鄰近所述殼體并且能在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，在所述第一位置，允許流體沿著所述打開(kāi)管線流至所述打開(kāi)室，在所述第二位置，所述打開(kāi)管線相對(duì)于所述打開(kāi)室在所述排出閥的上游基本被阻塞并且所述打開(kāi)室連接至低壓力區(qū)域。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的防噴器組件，其中，所述低壓力區(qū)域是所述殼體的外部的大氣。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的防噴器組件，其中，所述低壓力區(qū)域包括排放導(dǎo)管，所述排放導(dǎo)管的截面積大于所述打開(kāi)管線的截面積，并且所述排放導(dǎo)管連接至流體儲(chǔ)器。
23.根據(jù)權(quán)利要求20至22中任一項(xiàng)所述的防噴器組件，該防噴器組件還包括從所述殼體的外部延伸至所述關(guān)閉室的關(guān)閉管線以及位于所述關(guān)閉管線中的關(guān)閉控制閥，所述關(guān)閉控制閥能在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，在所述打開(kāi)位置，允許流體流至所述關(guān)閉室，在所述關(guān)閉位置，基本阻止流體流至所述關(guān)閉室。
24.一種隔水管組件，該隔水管組件包括隔水管以及根據(jù)任一前述權(quán)利要求的防噴器組件，所述防噴器安裝在所述隔水管的最上端，其中，所述加壓流體源安裝在所述隔水管上并且鄰近所述防噴器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的隔水管組件，該隔水管組件還包括流量滑閥，該流量滑閥安裝在所述隔水管的上端上，并且位于所述防噴器和所述隔水管之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的隔水管組件，其中，所述加壓流體源安裝在所述流量滑閥上。
27.根據(jù)權(quán)利要求24至26中任一項(xiàng)所述的隔水管組件，其中，所述隔水管包括滑動(dòng)接頭，所述防噴器安裝在所述滑動(dòng)接頭的下方。
【文檔編號(hào)】E21B33/035GK104160108SQ201380013609
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月12日
【發(fā)明者】C·萊藤伯格 申請(qǐng)人:控制壓力營(yíng)運(yùn)私人有限公司