[发明专利]带有锁定柱塞组件的防喷器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及执行井场作业的技术。更具体地，本发明涉及防止井喷的技术，例如涉及防喷器、柱塞组件、门组件、和/或锁。

背景技术

可以进行油田作业来定位和收集有价值的井下流体。石油钻井平台定位于井场，井下工具比如钻具置于地面中以到达地下储层。一旦井下工具形成井筒以达到期望的储层，套管就可以在井筒内胶合就位，并且所述井筒完成来自储层的流体的初始生产。井下管状装置可以定位在井筒中，以使得地下流体能够通至表面。

如果从井筒释放的地下流体泄漏的话，则可能对环境造成威胁。设备比如防喷器(BOP)可被定位在井筒周围以形成围绕其中管的密封来防止随着流体被带至表面时的泄漏。BOP可以具有选择性可致动的柱塞或柱塞阀盖，比如管子柱塞或剪切柱塞，其可以被驱动来密封和/或切断井筒中的管。在美国专利/申请第20110000670；7814979；和7367396号中提供了BOP的一些示例。

所期望的是使BOP具有各种特征，比如密封件、柱塞块、门和/或锁定机构等，用于井场作业。BOP和/或特征的示例可以提供在专利申请号US13/018217(在提交申请时尚未公布)、US2010/0243926、US2011/0012311、US5897094、US7044430、US7051989、US5575452、WO2012/012192、WO2012/012193、US7195224和US7798466中。

发明内容

在至少一个方面，本发明涉及一种用于防喷器的锁组件。所述防喷器包括壳体和柱塞组件。所述壳体具有孔和从中穿过的通道。管可定位成穿过该孔并可接合在其中。所述柱塞组件可滑动地定位在所述通道中并且可与所述管接合，并且包括柱塞块、柱塞缸、以及可操作地将所述柱塞块连接至所述柱塞缸的柱塞轴。所述锁组件包括锁缸和锁活塞。所述锁缸可操作地连接至所述柱塞缸。所述柱塞轴具有可滑动地延伸到所述锁缸的锁腔中的端部。所述锁活塞可滑动地定位在所述锁缸中，并且将所述锁腔分成可变容积的锁室和可变容积的封闭室，并且可在锁定位置和未锁定位置之间移动，所述锁活塞具有在所述锁活塞处于锁定位置时可与所述柱塞轴的端部接合的柱塞表面，并且柱塞表面具有从中穿过的柱塞孔，以在所述锁活塞处于未锁定位置时接收所述柱塞轴的端部，由此，所述柱塞块可选择性地绕着所述管锁定。

所述锁组件还可以包括导向活塞，其延伸到所述锁活塞中的导向腔中并且随之可滑动地接合，和/或锁环，其可滑动地定位在围绕所述锁活塞的封闭室中。所述锁环将所述封闭室分成可变容积的环室和可变容积的环流体室，所述环流体室流体地连接至所述柱塞缸中的柱塞室。所述锁组件还可以包括柱塞活塞，其可滑动地定位在所述柱塞缸中并且将所述柱塞室限定在其中，所述柱塞室具有可变的容积。所述锁组件还可以包括阀，其流体地联接至所述环室，以从中选择性地排放流体，和或阀，其流体地联接至所述锁室，以从中选择性地排放流体。所述锁组件还可以包括柱塞活塞，其可滑动地定位在所述柱塞缸中，并且将可变容积的柱塞室限定在其中，所述柱塞室流体地连接至所述封闭室。所述锁组件还可以包括紧固件，其将所述锁缸可操作地连接至所述柱塞缸的端部。

在另一方面，本发明涉及一种用于围绕从井场的井筒延伸的管密封的防喷器。所述防喷器包括：壳体，其具有孔和从中穿过的通道(所述管可定位成穿过该孔并可接合在其中)；多个柱塞组件，其可滑动地定位在所述通道中并且可与所述管接合(所述多个柱塞组件中的每个包括柱塞块、柱塞缸、以及可操作地将所述柱塞块连接至所述柱塞缸的柱塞轴)；以及多个锁定组件，用于锁定所述多个柱塞组件。每个锁定组件包括：锁缸，其可操作地连接至所述柱塞缸，所述柱塞轴具有可滑动地延伸到所述锁缸的锁腔中的端部；以及锁活塞。所述锁活塞可滑动地定位在所述锁缸中，并且将所述锁腔分成可变容积的锁室和可变容积的封闭室。所述锁活塞可在锁定位置和未锁定位置之间移动，并且具有在所述锁活塞处于锁定位置时可与所述柱塞轴的端部接合的柱塞表面，并且柱塞表面具有从中穿过的柱塞孔，以在所述锁活塞处于未锁定位置时接收所述柱塞轴的端部，由此，所述柱塞块可选择性地绕着所述管锁定。

所述防喷器还可以包括流体源，其可操作地连接至所述锁室和/或所述封闭室，并且选择性地为其提供流体压力。所述防喷器还可以包括致动器，其可操作地连接至所述防喷器、所述多个柱塞组件、和/或所述多个锁组件中的一个，用于选择性地将其激活。所述防喷器还可以包括门，其可绕着所述柱塞组件和所述通道定位，并且提供对其选择性接近。