[发明专利]井眼控制设备、连接装置和方法

说明书

本发明涉及一种井眼控制设备，该井眼控制设备包括：壳体，其限定用于容纳管状件的通孔；第一闸门和第二闸门，在使用中第一闸门和第二闸门能够沿横向于通孔的方向在通孔的打开位置和通孔的关闭位置之间移动；第一致动器，其包括第一致动器壳体和连接于第一闸门的第一闸门致动器，以用于在打开位置和关闭位置之间移动第一闸门；第二致动器，第二致动器具有第二致动器壳体和连接于第二闸门的第二闸门致动器，以用于在打开位置和关闭位置之间移动第二闸门；以及连接装置，其用于将第一致动器壳体和第二致动器壳体彼此固定和/或紧固。本发明还涉及用于将井眼控制设备的第一致动器和第二致动器连接、固定和/或紧固在一起的方法以及连接装置。

本申请是2014年6月16日提交的、发明创造名称为“井眼控制系统”、申请号为201480044317.3(国际申请号为PCT/GB2014/051842)的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种井眼控制设备，其用于密封井眼，且更具体地但非排他地用于密封具有管状件(如修井或钻探导管)或者修护工具穿过的井眼。本发明还涉及用于将井眼控制设备的第一致动器和第二致动器连接、固定和/或紧固在一起的方法以及连接装置。

背景技术

在油气工业中，生产井或探井设置有一个或多个井眼控制装置，例如用于在紧急情况下密封井眼以保护人员和环境的防喷器或立管控制装置。

井眼控制装置大多为防喷器(BOPs)并包括各种成套的闸板。其中，通常具有如下三种基本类型：管子闸板，用于环绕穿过井眼控制装置的管子或管状件而关闭；盲闸板，用于在没有管状件穿过井眼控制装置的情况下密封井眼；以及，剪切闸板，用于切断存在于井眼中的任意管状件。所有成套的闸板均垂直于井眼安装，其中是井眼竖直取向的。当井内由于超压状况而发生井喷(Blowout)时，可以触发剪切闸板，以剪断设置于井眼内并穿过井眼控制装置的管状件，从而密封井眼并防止井产流体的溢流。剪切闸板被致动以在水平面上移动，且该剪切闸板由直列的活塞驱动。现有的BOPs和井眼控制装置大多具有多种缺点，例如，密封通常利用弹性密封件获得，而这类密封件在需要抑制具有的高温和高压流体的更积极的井时会受到限制。此外，现有的直列活塞的结构构成非常大且重的结构，其难以调动且造价昂贵。

通过使用阀来密封通孔能够改善井眼的密封。但是，多数可用的阀(如具有硬化的切削刃的球阀)仅能够切断非常有限范围的管状件或导管，且其中大多为2-3英寸的较小的直径，如连续油管。

英国专利GB2454850B公开了一种改进的井眼控制阀，该井眼控制阀比传统BOPs更紧凑，其中，切割闸门和致动器平行设置以减小装置的整体长度。操作致动器以拉动切割刀片和闸门沿相反方向穿过孔眼，从而提供剪切力，以切断井眼内的管状件；然后，闸门将井密封并与两个单独的密封件啮合以提供独立的金属对金属的密封。

有必要进一步改进前述井眼控制装置，以进一步改善密封性、密封件的维修和更换以及一般装置的维修。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种井眼控制设备，包括：

壳体，该壳体具有用于限定路径的导向元件，所述壳体限定用于容纳管状件的通孔；

第一锥形闸门和第二锥形闸门，该第一锥形闸门和第二锥形闸门位于所述壳体内，并适于与导向元件啮合，其中，在使用中，通过致动力作用，该第一锥形闸门和第二锥形闸门能够沿所述导向元件限定的路径在大体垂直于所述通孔的方向上在所述通孔的打开位置和该通孔的关闭位置之间移动；以及

第一密封座，该第一密封座用于在所述关闭位置与第一闸门形成第一密封，以密封所述通孔。

所述井眼控制设备可以包括第二密封座。该第二密封座可以适于在所述关闭位置与第二闸门形成第二密封，以密封所述通孔。

所述第一密封和/或第二密封可以使得通过所述通孔的流体流动最小化或阻止流体流过所述通孔，所述流体例如为井眼流体。