[發明專利]使用織物的加固可變沖頭封隔器

在審

• 申請號: 201380068963.9
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN105164364A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: W.L.卡鮑夫;J.A.因卡沃;A.卡巴勒羅
• 申請（專利權）人: 海德里爾美國配送有限責任公司
• 主分類號: E21B33/06
• 分類號: E21B33/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉林華;肖日松

相關申請的交叉引用

本申請主張對在2012年12月31日申請的共同未決美國臨時申請編號No.61/747,576的優先權和其益處，在此出于所有目的將其全部內容通過引用而合并入本文。

技術領域

本公開大體涉及適用于安裝在井口上的防噴器(BOP)的可變沖頭封隔器。更具體地，本公開涉及帶有封隔器元件的可變沖頭封隔器，該封隔器元件具有在其接觸表面上的加固材料。

背景技術

在含油氣地層中的井眼通過旋轉安裝在鉆桿柱的下端部上的鉆頭形成。典型地，井口殼體安裝在地表面并且穿過該地表面插入頭部和柱部。防噴器(BOP)組套通常安裝在井口殼體的頂部上，其提供井眼的壓力控制，并且通常包括沖頭，倘若在井眼中的壓力變得不可控制，該沖頭用來在井眼中關閉。附加的沖頭通常包括于BOP組套，其用于剪切在BOP組套內的柱部，并且還用于在BOP內的壓力測試。流管線和閥還典型地包括于BOP組套，來允許流體流穿過BOP組套以用于糾正在井眼中的過壓。

用于在BOP組套中的壓力測試的一種類型的BOP沖頭是可變沖頭封隔器。各種沖頭封隔器通常包括在BOP組套的相反的橫向側上的一對液壓驅動沖頭，其選擇性地被徑向向內推成與管壓縮接合。彈性體封隔器元件典型地設有可變沖頭封隔器，其用于接合管，并且在其接合表面上具有彎曲凹部以用于接納管。在一對封隔器上的彎曲凹部形成在孔中并且繞管的密封件，所以在井眼中的壓力可被檢驗。在彎曲的凹部附近，各個封隔器元件通常具有平面表面，其限定在凹部和平面表面之間的界面處的角度。在可變沖頭封隔器的操作期間，在凹部中的壓縮應力傳遞至未支撐的邊緣部分并且向外擠出其。隨著時間，邊緣部分易受來自這些多個擠出循環的損壞，尤其是在暴露于變化的低溫和高溫期間。

發明內容

在本文中提供一種適用于防噴器(BOP)的可變沖頭和其制造方法的實施例。在一個實施例中，公開了一種可變沖頭，其包括在BOP內選擇性地可移動的沖頭塊，和布置在沖頭塊中的沖頭封隔器。在該實例中，沖頭封隔器由彈性體主體形成，該主體帶有沿著其橫向側之一的接觸表面。凹部部分提供在接觸表面的中間部分上，并且其徑向突出入主體。凹部部分與在BOP中的管和在接觸表面附近的主體中的纖維選擇性地密封接合，使得在沖頭塊徑向向內移動成與管密封接觸時，纖維施加反抗主體的擠出的力。纖維可由如下材料形成：聚酯、聚酰胺、纖維素纖維、棉花、對位芳綸合成纖維、氯丁橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、以及它們的組合。在一個實例中，在凹部部分的端部附近的接觸表面的一部分相對凹入部分成角度；其中，該角度限定在接觸表面上的邊緣，并且其中，纖維在邊緣附近延伸。纖維包括沿著主體橫向地延伸的橫向纖維。可選擇地，纖維可為在主體中軸向地延伸的軸向纖維。在另一實例中，纖維為沿著主體橫向地延伸的橫向纖維和在接觸表面附近的主體中的軸向纖維，該接觸表面與橫向纖維大體共面并且與橫向纖維成角度地取向。纖維可被編織成平面織物，并且覆蓋有橡膠來限定上膠的纖維。在實例中，纖維中的至少一些在分別毗鄰接觸表面的相反的上和下端部的主體的上表面和下表面中的一個附近延伸。彈性體主體可比纖維更有彈性。彈性體主體可為基本實心的。

在本文中還公開了用于在BOP中使用的沖頭封隔器組件的實例，并且其包括選擇地布置在沖頭塊中的彈性體主體。主體具有接觸表面，其帶有選擇性地密封靠著BOP中的管的彎曲凹部。織物整體在主體中并且在接觸表面附近。因而在主體被推靠著管時，織物施加反抗主體的擠出的力。可包括一系列的互鎖插入件，在主體被徑向地壓縮時其在主體的徑向表面上選擇性地相對彼此滑動。織物可包括由下列材料中的一種或更多形成的纖維：聚酯、聚酰胺、纖維素纖維、棉花、對位芳綸合成纖維、氯丁橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、以及碳化丁腈橡膠。在實例中，織物沿著彎曲凹部的端部和接觸表面的附近平面部分之間的界面被提供。在織物附近的主體的部分可比遠離織物的主體的一部分更硬。

在本文中提供了一種成型沖頭封隔器組件的方法，其中，沖頭封隔器組件具有接觸表面，并且用于在BOP中使用。方法的一個實例包括提供未固化的彈性體并將其布置入沖頭封隔器組件模具。策略地將纖維在模具中布置在接觸表面附近。固化未固化彈性體來形成主體，其中纖維一體地設置在主體中。可選地，在模具中提供滑動板，其安裝在主體的相反表面上。在一個實例中，纖維可由如下材料中的一種形成：聚酯、聚酰胺、纖維素纖維、棉花、對位芳綸合成纖維、氯丁橡膠、丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、以及它們的組合。纖維可被編織成織物，并且覆蓋有與主體粘附的彈性體。

附圖說明