[发明专利]剪切刀片几何构造和方法

说明书

技术领域

本文公开的主题的实施例大体涉及方法和系统，并且更具体而言，涉及较可靠地剪切管状件的剪切刀片的设计。

背景技术

在过去的几年中，随着化石燃料的价格的上涨，对开发新生产田的关注已经急剧增加。同时，为了变得较有效和可靠，用于抽取石油的装备正经历不断的变化。在大多数井中使用闸板防喷器(BOP)来确保在井的内部有高压产生的情况下或者在进行各种测试时或者在需要更换或移除BOP的上方的装备时，封闭井。因而，构造BOP来充当阀。剪切BOP构造成不仅封闭井，而且还切割可存在于井的内部的任何管状件或工具。

例如，可能发生这样的情况：在钻探期间，在钻柱在井的内部时，高压囊(pocket)被钻头贯穿。在这种情况下，使用剪切闸板BOP来切割钻柱来密封井，以出于安全原因而防止高压传播到上面的钻探平台。剪切闸板BOP传统上包括朝彼此运动以剪切管状件的两个刀片。但是，存在现有的刀片不能够剪切井的内部的管状件或工具从而无法密封井的情况。这样无法剪切管状件可导致可毁坏钻探平台且可造成人员死亡的灾难性事件。为了更好地理解刀片如何剪切管状件，接下来论述BOP。

在图1中显示了剪切闸板BOP。显示BOP 16具有闸板块20。闸板块20构造成在被杆22促动时，在第一伸长腔体24的内部运动。第一伸长腔体24沿着第一轴线X延伸。第二伸长腔体26沿着与第一伸长腔体24基本垂直且相交的轴线Y延伸。闸板块20可包括构造成切割可存在于井32的内部的管状件30的剪切刀片28。剪切刀片28可具有必要时有效地切割工具30的锋利的刃。可将另一个类似的剪切块和剪切刀片设置在第一伸长腔体24的相对的区域中。

在图2中显示了闸板块20和剪切刀片28的更详细的视图。显示了剪切刀片28与闸板块20脱开。为了将剪切刀片28附连到闸板块20上，使用了多个螺钉36。在闸板块20的前部面40中形成对应的孔38。剪切刀片28的锋利的刃42构造成剪切工具。设置在井32内的工具越厚，就需要提供更有力的闸板块20和刀片28，以抵抗在切割工具时存在于BOP的内部的高压。这种压力可介于2000psi和25000psi之间。

在图3中显示了一对传统的剪切刀片28的俯视图。注意两个刀片28是对称的，并且具有产生介于120°和180°之间的大的角α的两个切割刃44和46。这些刃可确定管状件会运动到中心位置。但是，如果管状件的壁坚固，或者管状件的大小大于某个值，则这些切割刃可能不能剪切管状件。

因此，提供避免前面描述的问题和缺点的系统和方法将是合乎需要的。

发明内容

根据一个示例性实施例，存在一种待设置在闸板防喷器中来切割管状件的剪切刀片对。剪切刀片对包括具有基本设置在同一平面上的切割刃的第一刀片；以及第二刀片，其具有设置在基本平行的两个平面上的切割刃，使得第一刀片的切割刃配合在第二刀片的切割刃之间。第一刀片具有构造成配合到第二刀片的腔体中的凸起部分。

根据另一个示例性实施例，存在一种剪切闸板防喷器(BOP)，其包括：具有沿着第一轴线延伸的第一伸长腔体和与第一伸长腔体垂直地延伸且相交的第二伸长腔体的本体；闸板块对，其设置在第一伸长腔体中，并且构造成沿着第一轴线滑动，其中，闸板块具有面向彼此的前部面，并且前部面构造成朝第二伸长腔体滑动；以及前面的段落中提到的剪切刀片对。

根据另外的另一个示例性实施例，存在一种用于制造用于切割防喷器的内部的管状件的剪切刀片的方法。该方法包括：形成具有带有第一几何构造的前切割面的第一刀片，第一几何构造促进相对于第一刀片来可靠地定位管状件；形成具有带有不同于第一几何构造的第二几何构造的前切割面的第二刀片，第二几何构造促进在切割之前戳穿管状件；在第一刀片和第二刀片的前切割面上形成切割刃；以及将第一刀片和第二刀片安装在同一防喷器中。第一刀片和第二刀片的切割刃构造成在被促动时切割管状件。

附图说明

结合在说明书中且构成说明书的一部分的附图示出了一个或多个实施例，并且与描述一起阐明了这些实施例。在图中：

图1是传统防喷器的示意图；

图2是传统防喷器的剪切块和剪切刀片的示意图；

图3是用于防喷器的传统的剪切刀片对的示意图；

图4A-E是根据一个示例性实施例的剪切刀片对的示意图；

图5A-C是根据另一个示例性实施例的剪切刀片对的示意图；

图6A-D是根据另外的另一个示例性实施例的剪切刀片对的示意图；