[发明专利]具有应变减少特征的可变闸板封隔器

说明书

一种可变闸板封隔器具有弹性体主体，弹性体主体具有中央半圆筒形凹部和自所述凹部的相对的横向侧部延伸的翼部。插入件围绕凹部定位，每个插入件均具有上部板、下部板以及联结这些板的腹板。在与翼部的接合处的插入件具有位于上部板与下部板之间且与上部板和下部板平行的屏障板。上翼部板和下翼部板定位于翼部的上表面和下表面上。每个翼部板的外部部分上的粘附剂层将翼部板结合至主体的弹性体。每个翼部板均具有与弹性体抵接且无粘附剂层的内部部分。

相关申请的交叉参考

本申请要求于2014年12月9日提交的临时专利申请序列号62/089,642的优先权以及于2015年12月8日提交的正式专利申请序列号14/962,781的优先权。

技术领域

本发明一般涉及石油天然气设备，并且具体涉及用于在防喷器中使用的可变闸板封隔器。

背景技术

在石油天然气钻井及修井操作期间，必须采取预防措施防止由地球形成产生的高压泄漏。防喷器组件通常包括管路闸板，在管路闸板内分别具有封隔器元件。当闸板聚合在一起时，力使封隔器中的弹性体围绕管路进行密封。

一些闸板构造成围绕具有特定直径的管路进行密封，其他闸板是内径可变的以便围绕一系列的管径大小进行密封。典型的可变闸板封隔器具有中央弹性体主体，中央弹性体主体带有半圆筒形凹部以便接收管路。翼部可以自中央主体径向向外延伸。每个翼部均具有平坦的正面，平坦的正面抵靠另一闸板中的封隔器的一个翼部的平坦的正面。

嵌入弹性体中的金属插入件围绕圆筒形凹部延伸。每个插入件通常具有由腹板联结的上部板和下部板。金属翼部顶板结合至每个翼部的上侧部，并且金属翼部底板结合至每个翼部的下侧部。在现有技术中，每个翼部顶板和翼部底板的与翼部的弹性体接触的部分结合至弹性体。这种结合通过在将翼部顶板和翼部底板放入模具之前将粘附剂涂层应用至这些表面而形成。

由于封隔器围绕管路进行密封，弹性体变形并且插入件移动。翼部顶板和翼部底板的结合能够在弹性体中引起相当大的应变，因为被结合的部分不能相对于翼部顶板和翼部底板自由移动。

同样，在密封接合之后翼部正面也发生应变。被密封的井筒流体的较高压差能够趋向于损坏翼部正面处的弹性体。高压能够增加损坏。如果下方的压力较高，被密封的井筒流体趋向于从下部向上流动至封隔器的上侧部。

发明内容

一种可变闸板封隔器具有由弹性体形成的主体，主体具有中央部分，中央部分具有上表面、下表面以及用于围绕管路进行密封的中央半圆筒形凹部。翼部自凹部的相对的横向侧部延伸。每个翼部均具有上表面和下表面，正面在上表面与下表面之间延伸。多个插入件嵌入主体的中央部分内并且围绕凹部定位。每个插入件均具有位于主体的中央部分的上表面处的上部板、位于主体的中央部分的下表面处的下部板、以及联结上部板和下部板的腹板。上翼部板位于每个翼部的上表面上，下翼部板位于每个翼部的下表面上。上翼部板和下翼部板中每一者均具有内部边缘和外部边缘，内部边缘与一个插入件交叠。每个翼部板均具有抵接表面，抵接表面自外部边缘向内延伸并且与主体的弹性体的自一个插入件的一个板向外延伸的部分抵接。每个抵接表面的外部部分上的粘附剂层使上翼部板和下翼部板中每一者结合至主体的弹性体。每个抵接表面均具有无粘附剂层的内部部分。

上翼部板和下翼部板的每个抵接表面上的粘附剂层的径向长度小于上翼部板和下翼部板中每一者的自外部边缘至内部边缘的径向长度的二分之一。

在一个实施例中，每个翼部均具有内部部分和倾斜区段，内部部分联结主体的中央部分，倾斜区段自内部部分向外且向上延伸。上翼部板和下翼部板中每一者的抵接表面的外部边缘相对于每个抵接表面的内部部分成一角度。包含有粘附剂层的外部部分位于仅上翼部板和下翼部板中每一者的外部边缘处。