[发明专利]防喷器设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

不适用。

关于联邦政府赞助的声明研究或开发

不适用。

背景技术

烃钻井系统利用钻井液或泥浆以用于在地下土质地层中钻探井筒。在一些海上应用中，防喷器(BOP)安装在从海床延伸的海底井口处，其中BOP被配置成控制流体从延伸到海床下方的地下土质地层中的井筒的进出，并且具体地，响应于地层流体“跳入”或快速流入井筒中，将井流体限制在井筒中。单个的BOP组可以包括闸板BOP和环形BOP。闸板BOP包括一个或多个闸板，其在致动时朝向井筒中心延伸以便限制通过闸板BOP的流动。在一些应用中，闸板BOP的每个闸板的内密封表面装配有用于密封井筒的弹性封隔器。环形BOP被配置成抵靠延伸通过BOP组的钻柱的外表面进行闭合或密封。环形BOP通常包括由活塞接合的环形弹性封隔器，其中在致动时，环形封隔器响应于活塞的位移而围绕钻柱收缩。在一些应用中，响应于将环形BOP致动成闭合位置，封隔器与钻杆之间的密封完整性可能响应于形成封隔器的弹性材料的流动或挤出而减小。

发明内容

用于防喷器的环形弹性封隔器的实施方案包括：多个周向间隔的插入件，其中多个插入件中的至少一个包括在径向内端与径向外端之间延伸的上凸缘、在径向内端与径向外端之间延伸的下凸缘、以及在上凸缘与下凸缘之间延伸的肋，其中上凸缘包括被设置为相对于弹性封隔器的纵轴成锐角的上表面；以及弹性体，所述弹性体联接到多个插入件并且包括内密封表面。在一些实施方案中，插入件的上凸缘包括下端，并且其中上凸缘的径向内端包括在上凸缘的上端与下端之间延伸的弯曲表面。在一些实施方案中，插入件的上凸缘包括被设置为相对于弹性封隔器的纵轴成锐角的纵轴。在某些实施方案中，插入件的下凸缘包括纵轴，并且其中上凸缘的纵轴被设置为相对于下凸缘的纵轴成角度。在某些实施方案中，插入件的上凸缘的上表面是平面的。

防喷器的实施方案包括：外壳，其包括在其中延伸的孔；环形耐磨板，其联接到外壳；环形活塞，其可滑动地设置在外壳的孔中并且包括内表面；以及环形弹性封隔器，其设置在外壳的孔中并且与活塞的内表面物理接合，其中弹性封隔器包括联接到弹性体的多个周向间隔的插入件，其中防喷器包括提供通过外壳孔的流体连通的第一位置和限制通过外壳孔的流体连通的第二位置，其中，响应于在第一位置与第二位置之间致动防喷器，弹性封隔器的多个插入件中的至少一个围绕旋转轴枢转。在一些实施方案中，耐磨板包括环形弯曲表面。在一些实施方案中，耐磨板包括径向内端和径向外端，并且其中耐磨板的弯曲表面在径向内端与径向外端之间弯曲。在某些实施方案中，当防喷器设置在第二位置时，在弹性封隔器的插入件与耐磨板的弯曲表面之间形成有角度的接合界面。在某些实施方案中，当防喷器设置在第二位置时，耐磨板与插入件之间的接合围绕旋转轴对插入件施加转矩。在一些实施方案中，当防喷器设置在第二位置时，径向间隙在插入件的外端与活塞的内表面之间延伸。在一些实施方案中，防喷器还包括延伸通过外壳孔的管状构件，其中当防喷器设置在第二位置时，插入件的径向内端接触管状构件的外表面。在某些实施方案中，当防喷器设置在第二位置时，弹性封隔器的内表面密封地接合管状构件的外表面，并且响应于外壳孔中的流体压力的增加，由封隔器的内表面施加到管状构件的外表面的密封压力增加。在某些实施方案中，弹性封隔器的多个插入件中的至少一个包括：在径向内端与径向外端之间延伸的上凸缘、在径向内端与径向外端之间延伸的下凸缘、以及在上凸缘与下凸缘之间延伸的肋。在一些实施方案中，上凸缘包括被设置为相对于弹性封隔器的纵轴成锐角的上表面。在一些实施方案中，插入件的上凸缘包括上端和下端，并且其中上凸缘的径向内端包括在上凸缘的上端与下端之间延伸的弯曲表面。在某些实施方案中，插入件的上凸缘包括被设置为相对于弹性封隔器的纵轴成锐角的纵轴。

一种致动防喷器的方法的实施方案包括：将防喷器从提供通过防喷器孔的流体连通的第一位置致动到限制通过防喷器孔的流体连通的第二位置，以及响应于将防喷器从第一位置致动到第二位置，使防喷器的弹性封隔器的插入件围绕旋转轴枢转。在一些实施方案中，方法还包括响应于将插入件与防喷器的耐磨板接触而将转矩施加到插入件的上端。在一些实施方案中，方法还包括将插入件的上端与防喷器的耐磨板在设置在耐磨板与插入件之间的成角度的接合界面处接合。

附图说明

为了详细描述示例性实施方案，现将参考附图，其中；

图1是根据本文公开的原理的包括BOP的井系统的实施方案的示意图；