具有铰接的罩盖的防喷器的制作方法

本公开的实施例大体而言涉及防喷器，并且更具体而言，涉及用于防喷器闸板单元的改进的铰接的罩盖。

背景技术：

防喷器广泛地用于油气行业中以防止从井筒通过井口不合需要的流体流动。最流行的两种类别的防喷器是闸板防喷器和环形防喷器。防喷器组常常利用两种类型，通常至少一个环形防喷器组在若干闸板防喷器上方。因此，典型防喷器可以包括主体，各种类型的闸板单元可以附连到主体上。在闸板防喷器中的闸板单元允许剪切钻管和密封防喷器。通常，防喷器组可以固定到井口并且可以在系统故障的情况下提供密封井的安全手段。

在典型防喷器中，可以使用高强螺栓或螺柱来将闸板罩盖组件附连到主体上。螺栓或螺柱穿过罩盖组件的凸缘定位以将罩盖组件联接到本体。在某些防喷器中，罩盖组件可以包括铰接到本体上的罩盖门。当螺栓或螺柱连接时，这允许罩盖组件相对于本体保持在所希望的位置。此外，铰接的罩盖组件允许易于接近闸板单元的内侧。希望提供一种铰接的罩盖组件，其允许容易地维护可能变得磨损或损坏的防喷器的零件。

技术实现要素：

本公开涉及一种改进的防喷器。更特定而言，在某些实施例中，本公开涉及一种用于防喷器闸板单元中的改进的铰接罩盖和其它改进。

在一实施例中，本公开提供一种防喷器，其包括：本体，其限定穿过本体延伸的相交的水平和竖直通路。防喷器还包括罩盖，罩盖包括闸板单元和罩盖门，闸板单元能座置于本体的闸板位置，罩盖门可移除地联接到本体的第一侧。防喷器还包括：销或铰链转接器以及铰链，销或铰链转接器沿着本体设置并且限定铰链轴线，铰链可旋转地联接到铰链转接器。铰链联接到罩盖门以使罩盖绕铰链轴线旋转，并且铰链和罩盖门可选择性地分离。

在另一实施例中，本公开提供一种包括罩盖门和铰链的系统。罩盖门包括凸缘部分，凸缘部分将具有罩盖门的罩盖可移除地联接到防喷器的本体。铰链联接到罩盖门，用于使罩盖绕铰链轴线相对于安装到本体上的铰链转接器旋转。当罩盖门联接到防喷器的本体时，铰链和罩盖门可选择性地分离。

在另一实施例中，本公开提供一种方法，包括：将液压流体从联接到防喷器的本体的铰链转接器引导至防喷器的铰链内和从铰链引导至罩盖门内，罩盖门栓接到本体上并且流体地联接到铰链。该方法还包括：引导液压流体通过罩盖门中的流动路径以促动设置于具有罩盖门的罩盖中的缸。该方法还包括：在罩盖门保持栓接到防喷器的本体上的同时，从罩盖门选择性地移除铰链。

本发明的特征和优点将对于本领域技术人员显然。虽然可以由本领域技术人员做出多种变化，这些变化在本发明的精神内。

附图说明

通过结合附图考虑，参考下文的详细描述，可以获得对本发明和其优点的更完整和透彻理解。

图1A和图1B是根据本公开的一实施例的防喷器的局部剖视图和侧视图，包括用于将罩盖门联接到铰链转接器上的铰链；

图2A和图2B是根据本公开的一实施例用于防喷器中的罩盖组件的透视和侧视图；

图3A至图3C是根据本公开的一实施例用于罩盖组件中的铰链的透视和截面图；

图4是根据本公开的一实施例从罩盖门移除的罩盖组件的铰链的示意图；以及

图5是根据本公开的一实施例罩盖组件的截面图，在罩盖组件中设置有增压缸。

具体实施方式

本公开涉及一种改进的防喷器。更特定而言，在某些实施例中，本公开涉及一种改进的防喷器，其包括金属对金属密封件和其它改进。

一般而言，本公开的实施例针对于一种防喷器，其具有铰接的罩盖组件，铰接的罩盖组件具有被设计成改进防喷器的维护和可维修性的部件。具有铰接的罩盖组件的现有防喷器通常包括本体和铰接(即，经由销或转接器可旋转地联接)到本体上的罩盖门。常常，铰接到本体上的罩盖门的部分定位成使得其从防喷器的本体伸出。在此位置，铰接的部分易于受到其它设备的冲击，这可能会损坏罩盖门的这个部分。由于罩盖门常常包括具体设计的内部液压流体途径来引导流体操作闸板单元，罩盖门不能焊接成修复门的损坏部分。替代地，罩盖门必须从本体移除并且用另一门替换。而且，有时，罩盖门所附连的销(或转接器)可能变得磨损，需要替换。这可能涉及随着销移除整个罩盖门。移除罩盖门的过程可能花费不合需要的量的时间和能量，因为若干螺栓可能须要从罩盖门和本体移除。

所公开的防喷器包括铰接的罩盖组件，铰接的罩盖组件被设计成解决与现有防喷器相关联的缺陷。所公开的防喷器通常包括罩盖组件，罩盖组件具有罩盖门和铰链，铰链用于将罩盖门可旋转地联接到沿着防喷器的本体设置的铰链转接器。铰链可选择性地与罩盖门分离使得当罩盖门保持联接到防喷器的本体侧部上时铰链可以与罩盖门断开连接。如果铰链在操作期间变得磨损或者受到冲击，可分离的铰链可以允许操作者接近、移除和替换铰链。此外，铰链可以选择性地移除以提供对联接到本体的销或铰链转接器部件的接近。与罩盖门可以从本体移除相比，能更快地从罩盖门移除铰链，从而缩短了对防喷器的某些部分执行维护所需的时间。

现转至附图，图1A和图1B示出了根据所公开的技术的防喷器10的局部透视图和侧视图。防喷器10可以包括本体12和两个闸板单元14等。在某些实施例中，本体12可以包含防喷器关于内孔(bore)和闸板特征操作的所有操作特征。

本体12包括限定穿过本体12延伸的相交的水平和竖直通路的内孔。具体而言，在图示实施例中，本体12包括与两个水平通路相交的一个竖直通路。每个水平通路形成用于两个闸板单元14中相对应闸板单元14的闸板位置。尽管在图示实施例中，两个闸板单元14A和14B被示出为堆叠布置，应当指出的是，防喷器10的其它实施例可以被设计成具有更少或更多的闸板单元14用于本体12来剪切和密封管状元件。

每个闸板单元14可以包括两个相对的剪切刀片(未图示)，两个相对的剪切刀片被设计成经由闸板单元14的一个或多个促动部件一起促动以剪切井筒管(wellbore tubular)并且密封防喷器10。井筒管(未图示)可以大体上定位于防喷器的剪切刀片之间，穿过本体12的竖直通路延伸。井筒管可以是钻管的接头或管柱、套管、采油管或伸入到穿过地下地层形成的井筒内的某些其它管状部件。在井场正常钻井、完井和采油操作期间，剪切刀片可以保持在彼此分开的打开位置以允许井筒管穿过防喷器10。在井下系统故障的情况下，防喷器10可以促动剪切刀片朝向彼此并且与井筒管成剪切接合。这可能会造成闸板单元14闭合并且密封井筒管。

每个闸板单元14可以包括设置于防喷器10本体12的相对侧上的两个不同的罩盖组件16。例如，在图示实施例中，闸板单元14A包括两个相对应的罩盖组件16A，而闸板单元14B包括两个相对应罩盖组件16B。在每个闸板单元14中，罩盖组件16被设计成促动防喷器10的刀片并且使防喷器10的刀片聚拢穿过本体12中的水平通路以剪切井筒管并且密封防喷器10。

如图所示，防喷器10可以包括从相对应罩盖组件16在横向方向上从本体12延伸的出口18。出口18可以设置于穿过本体12形成的另一组水平通路的相对端处。

在某些实施例中，罩盖组件16可以具体地被设计成满足BOP关于剪切和密封井筒管所需的操作压力和设计力的操作要求。每个罩盖组件16通常包括可移除地联接到本体12的一侧的罩盖门20。如图所示，每个罩盖门20可以包括例如经由螺栓24联接到本体12上的凸缘部分22。

罩盖门20可以总体上充当用于罩盖组件16的促动部件的外壳。例如，罩盖门20可以限定内部腔室，内部腔室充当液压缸。罩盖组件16也可以包括操作活塞(和轴)26和设置于罩盖门20的液压缸内的缸衬套28。闸板块转接器30可以设置于朝向本体12延伸的操作轴26的端部处。这种闸板块转接器30可以用来将轴26联接到用于特定闸板单元14的剪切刀片之一。

液压流体流动路径(未图示)可以形成于罩盖门20中，以将液压流体从液压源导向至操作活塞26的每一端上的缸腔室。液压流体可以被引导至活塞26的一侧或另一侧以在朝向本体12或者远离本体12的方向上促动活塞26。例如，当希望剪切并且密封在防喷器10中的井筒管时，罩盖门20可以将液压流体引导至背向本体12的活塞腔室的一侧内，同时引导流体远离活塞腔室更靠近本体12的那一侧。在腔室内液压压力的变化可能迫使操作活塞和轴26朝向并且进入到本体12的水平通路内，其中，连接到转接器30的剪切刀片可以帮助剪切井筒管。使通过罩盖门20的液压流体的流动反向可能使活塞26的促动反向，以再打开闸板单元14的剪切块。

在某些实施例中，防喷器闸板单元14中的一个或多个可以包括添加到罩盖组件16上的增压缸32。增压活塞34和增压轴36可以设置于增压缸32中以提供辅助动力来闭合闸板单元14。如图1A所示，闸板单元14A包括设置于罩盖门20的朝向外延伸端部上的增压缸32。然而，闸板单元14B可以仅包括设置于罩盖门20中的操作缸组件，而没有额外的缸。如下文所描述，增压缸32(以及活塞34和轴36)可以向罩盖组件16提供额外的机械闭合力以抵靠井筒管闭合闸板单元14。

端帽38和锁定螺钉40可以设置于每个罩盖组件16的端部上，无论特定罩盖组件16是包括增压缸32还是仅包括罩盖门20。端帽38可以限定罩盖门20的圆柱形腔室或增压缸32的外壁，如图所示。在某些实施例中，防喷器10可以包括设置于沿着防喷器10的上表面的各个提升点处的一个或一个吊眼42。

在所公开的实施例中，罩盖组件16铰接到防喷器10的本体12上。具体而言，防喷器10可以包括沿着本体12设置并且联接到本体12上的销43。在图示实施例中，铰链转接器44直接联接到本体12上，并且销43穿过铰链转接器44设置。如图所示，铰链转接器44和销43沿着本体12延伸以限定纵向铰链轴线。应当注意的是，防喷器10的其它实施例可以具有用来将铰链46联接到本体12上的其它布置，诸如沿着本体12设置并且联接到本体12或者与本体12成一体的销43(无转接器)。

所公开的防喷器10还包括经由销43和/或铰链转接器44可旋转地联接到本体12上的铰链46。铰链转接器44可以是带端口的转接器，其包括内置的液压流体流动路径以用于将液压流体导向至铰链46。在某些实施中，铰链转接器44可能形成液压流体歧管的一部分。铰链46总体上联接到罩盖门20，并且铰链46可以包括用来在铰链转接器44和/或销43的流动路径与形成于罩盖门20中的流动路径之间引导液体流体的液压流体流动路径。以此方式，每个铰链46帮助将液体流体引导至相对应罩盖组件16，以促动闸板单元14的(多个)活塞。

当罩盖门20并未直接联接到本体12上(例如经由螺栓24)时，联接到罩盖门20的铰链46允许罩盖门20绕铰链轴线转动。于是，在移除了螺栓24之后，允许罩盖门20(和整个罩盖组件16)远离防喷器的本体12摆动。通过以此方式将罩盖组件16铰接到本体12上，当需要维护或者重新配置一个或多个缸/活塞组件(例如，26、28、34、36)时，该系统允许相对容易地接近罩盖组件16的内部部件。

如在下文中更详细地描述，铰链46可以选择性地与罩盖门20分离，在罩盖门20保持联接到本体12上(例如，经由螺栓24)时允许从罩盖门20移除铰链46。这可以提高防喷器10的各个部件的可维修性。此外，将铰链46构造为单独于罩盖门20的零件，可以改进制造工艺并且降低替换防喷器10上的磨损部件的成本。

图2A和图2B示出了具有铰链46的罩盖组件16的实施例。该罩盖组件16充当防喷器的剪切操作器。即，罩盖组件16连接到闸板剪切刀片,并且使用液压流体来施加机械力以将剪切刀片移动成与防喷器的对置剪切刀片成剪切接合。在图示实施例中，罩盖组件16可以包括罩盖门20(其中具有操作活塞/轴和缸衬套)和增压缸32(其中具有增压活塞和轴容器)。在其它实施例中，罩盖组件16可以包括仅罩盖门20，其中容纳了操作缸/活塞组件。罩盖组件16可以包括端帽38，端帽38被设计成设置于罩盖组件16的可替换的工具端上。即，端帽38为特型的端件，其可以从增压缸32和/或罩盖门20移除并且可以用于不同配置的闸板单元操作器上。

如上文所提到的那样，铰链46是完全单独于罩盖门20的零件，并且铰链46可移除地联接到罩盖门20。即，铰链并不像许多现有防喷器中那样与罩盖门是一体的。

在图示实施例中，铰链46可以包括两个带端口的铰链连接部72、主体74和从主体74在横向方向上延伸的两个臂76。铰链46可以经由铰链连接部72连接到上文所描述的铰链转接器/销。如图所示，铰链46可以在臂76和/或主体74处联接到罩盖门20。例如，如图2A所示，铰链46可以经由穿过臂76和罩盖门20的凸缘部分22设置的一个或多个紧固机构77可移除地联接到罩盖门20。臂76可以大小适于装配到以互补形状穿过罩盖门20的凸缘部分22形成的切口内。

铰链46可以包括内置到铰链46的主体74内的流体流动路径，以引导液压流体至罩盖组件16内的各个活塞腔室和/或自罩盖组件16内的各个活塞腔室引导液压流体。例如，铰链46可以包括第一流动路径78A，其从铰链连接部72之一中的带端口的铰链连接开口80A延伸到被设计成抵靠罩盖门20的主体74的连接器部分。同样，铰链46可以包括第二流动路径78B，从另一铰链连接部72中的带端口的铰链连接开口80B延伸到被设计成抵靠罩盖门20的主体74的连接器部分。

主体74的这个连接器部分被设计成抵靠罩盖门20的流动路径连接器部分70。流动路径连接器部分70可以从罩盖门20的其余部分侧向地延伸，以连接形成于罩盖门20中的流动路径82A和82B与穿过铰链46形成的相对应流动路径78A和78B。所连接的流动路径78A和82A允许经由铰链46引导液压流体至设置于罩盖组件16中的一个或多个活塞腔室的第一侧，或从设置于罩盖组件16中的一个或多个活塞腔室的第一侧引导液压流体。连接的流动路径78B和82B允许经由铰链46引导液压流体至设置于罩盖组件16中的一个或多个腔室的相对第二侧，或从设置于罩盖组件16中的一个或多个腔室的相对第二侧引导液压流体。

图3A至图3C提供可移除地联接到防喷器的罩盖门上的铰链46的更详细视图。铰链46可以经由任何所希望类型的紧固机构联接到罩盖门20，紧固机构包括(但不限于)螺栓、螺钉、锁定销或者夹具。在某些实施例中，铰链46可以包括在多个位置穿过它形成的孔口90以接纳螺栓、锁定销或被配置成穿过铰链46设置到罩盖门20内的螺旋型紧固件。

在图示实施例中，例如，铰链46可以包括两个孔口90A(分别穿过臂76中的每一个设置)和穿过主体74设置的另外两个孔口90B。穿过臂76的孔口90A允许紧固机构竖直地穿过铰链46的臂76设置以将铰链46联接到罩盖门的凸缘部分。同时，穿过主体74的孔口90B允许紧固机构穿过主体74水平地设置到罩盖门的流动路径连接器部分内。因此，孔口90A和90B大体上定向成便于经由在两个正交方向上穿过部件设置的紧固机构将铰链46联接到罩盖门。这可以便于相对稳定的连接，并且保持穿过铰链46和罩盖门的流体流动路径彼此适当对准。

如图3B所示，铰链46可以具有穿过主体74形成的切口91以便于接近穿过铰链46主体74形成的孔口90B。切口91可以提供主体74的相对更薄的部分，利用主体74的相对更薄的部分，紧固机构可以设置成将铰链46高效地联接到罩盖门。

如图3A至图3C所示，流动路径78A和78B可以穿过铰链46形成为相交的通道，相交的通道从不同方向机加工到铰链46内。通道中的每一个可以从铰链46的外边缘钻穿，并且留在外边缘处的孔口92可以利用塞子94闭合，如图3C所示。这种机加工和塞住过程在制造期间通常易于实施。相交的通道用来形成流动路径78，流动路径78从铰链连接开口80通向形成于主体74的外边缘处的两个端口96。这些端口96被设计成与沿着罩盖门连接器部分的外边缘形成的类似端口交接，以连接铰链46中的流动路径78与罩盖流动路径。

再重复下，铰链46可选择性地与罩盖门20分离，如图4所示。图4示出了防喷器具有一个堆叠在另一个上的两个罩盖组件16，其中铰链46对应于从组件16A移除的上罩盖组件16A。如图所示，铰链46被设计成选择性地与罩盖门20分离，即使在罩盖门20完全联接到防喷器10的本体12上时也是如此。即，当移除铰链46时，罩盖门20的凸缘部分22可以保持经由螺栓24联接到本体12上。

从罩盖门20移除铰链46可能涉及松开或者移除用来将铰链46联接到罩盖门20上的紧固机构。移除过程也可能涉及随着铰链46一起从本体12移除铰链转接器和/或销。一旦移除了铰链46，就可以根据需要替换、维修、检查和/或清洁铰链46。

可移除的铰链46允许改进防喷器10的可维修性。例如，如果当防喷器10在井场周围移动或者响应于来自井设备的另一零件的意外冲击而使铰链46变得损坏，铰链46本身可以在现场替换。如图所示，铰链46可以从本体12比从防喷器10的其它部件更远地伸出，使得其更可能受到冲击。受损的铰链46可以被替换，而无需替换整个罩盖门20或者罩盖组件16。这减少了更可能在现场损坏的防喷器10的部分的替换零件的成本和重量。此外，仅替换铰链46比替换组合的铰链和罩盖门花费更少的时间，因为无须通过移除大量螺栓24来使单独的罩盖门20从本体12移除。

可移除的铰链46也使得该防喷器10比与具有罩盖门完全整合的铰链的防喷器更易于维护。具体而言，可分离的铰链46允许操作者更容易地接近铰链46的流动路径和形成于罩盖门20内的流动路径。以此方式，如果有垃圾、碎屑或切屑进入到防喷器10的液压流体途径内，操作者可以更容易地接近铰链46和/或罩盖门20以清理流体途径。

此外，单独铰链46和罩盖门20部件可以比一体式部件相对更容易地单独制造。例如，穿过铰链46和罩盖门20的流体途径可以通过向部件内钻出更少的通道而形成。此外，通过单独地制造这些部件，操作者能设计出比铰链与罩盖制造为单件的情况下能提供的更有效或者不同形状的铰链46。

图5示出了本文所描述的罩盖组件16的实施例的截面图。图示的罩盖组件16类似于上文参考图1所描述的上罩盖组件16A。即，罩盖组件16可以总体上包括设置于罩盖门20中的第一缸(操作缸)和联接到罩盖门20上的第二单独缸(增压缸32)。增压缸32可以添加到操作缸的端部，以提供额外的机械动力来驱动剪切闸板剪切相对较大直径管。

如图所示，增压缸32可以作为附加组件110合并到罩盖16内。附加组件110可以包括增压缸32、增压轴36、增压活塞34和用于将增压轴36联接到操作活塞26的紧固机构112。附加组件110可以用来改造仅具有单个操作缸的现有罩盖组件。为此目的，附加组件110可以成形为装配到第一操作缸的具体接口图案114内(例如，罩盖门20和缸衬套28)，从而能允许增压器附加组件110联接到罩盖门20的后端。此外，附加组件110可以在其后端包括匹配第一操作缸的接口图案114的接口图案116。这允许附加组件110与现有端帽38成接口连接。相同端帽38因此可以用于单缸罩盖组件以及用于具有增压缸附加组件110的罩盖组件16。

尽管详细地描述了本发明和其优点，应了解在不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下能对本发明做出各种变化、替代和更改。