專利名稱：用于防噴裝置機(jī)罩的底板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在石油或天然氣工業(yè)中使用的防噴裝置。具體地， 本發(fā)明涉及具有新型機(jī)罩固定機(jī)構(gòu)的防噴裝置。
背景技術(shù)：
井控是石油和天然氣勘探的一個重要的方面。例如，當(dāng)在石油或 天然氣勘探應(yīng)用中鉆井時，裝置必須放在適當(dāng)?shù)奈恢靡苑乐箤εc鉆井 活動相關(guān)的人員和設(shè)備的傷害。一種井控裝置公知為防噴裝置(BOP)。
防噴裝置一般用于密封井眼。例如，在石油或天然氣勘探中的鉆 井包括穿透各種地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)或"層"。每層一般包括特定的地質(zhì)成分， 例如，頁巖、沙巖、石灰石等。每層可以包含在不同地層壓力的俘獲 流體或氣體，且地層壓力隨著深度的增加而增加。在井眼中的壓力一 般通過例如，增加井眼中的鉆探泥漿的密度或增加在井的表面處的泵 壓來調(diào)節(jié)從而至少平衡地層壓力。
在鉆井操作期間，存在這樣的情形，即，井眼可能穿透其中地層 壓力基本高于保持在井眼中的壓力的層。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，稱作井 已經(jīng)"受到了沖擊"。與沖擊有關(guān)而增加的壓力一般是由地層流體(可 以為液體、氣體、或其組合)流入到井眼中產(chǎn)生。相對較高壓力的沖 擊傾向于從井眼的仰孔(uphole)中的進(jìn)入點傳播(從高壓區(qū)域到低壓區(qū)域)。如果讓沖擊達(dá)到表面，則鉆井流體、鉆井工具和其它鉆井結(jié) 構(gòu)可能被噴出井眼。這些"井噴"經(jīng)常導(dǎo)致鉆井設(shè)備(例如，包括鉆 探平臺)的災(zāi)難性破壞以及鉆探人員的嚴(yán)重傷害和死亡。
由于井噴的危險，所以，防噴裝置典型地安裝在表面或深水鉆井 布置中的海床上，從而可以充分地控制沖擊，并將其"循環(huán)出"系統(tǒng)。 防噴裝置可以啟動而有效地密封在井眼中，直到可以采取主動措施來 控制沖擊。已有幾種形式的防噴裝置，最常見的形式是環(huán)形防噴裝置
和沖頭式(ram-type)防噴裝置。
環(huán)形防噴裝置典型地包括環(huán)形彈性體"封隔器"，其可以被啟動(膨 脹)而封裝鉆桿和鉆井工具，并完全密封井眼。第二種形式的防噴裝 置為沖頭式防噴裝置。沖頭式防噴裝置典型地包括本體和至少兩個相 對設(shè)置的機(jī)罩。機(jī)罩一般用例如螺釘圍繞其圓周固定到本體上?？晒?選擇地，機(jī)罩可以用鉸鏈和螺釘固定到本體上，從而機(jī)罩可以旋轉(zhuǎn)到 側(cè)面，用于保持通路。
每個機(jī)罩的內(nèi)部為活塞致動的沖頭。沖頭可以為管子沖頭(當(dāng)啟 動時，其移動為接合并環(huán)繞鉆桿和鉆井工具以密封井眼)或剪切沖頭 (當(dāng)啟動時，其移動為接合并物理剪切井眼中的任何鉆桿或鉆井工 具)。沖頭典型地定位為彼此相對，無論是管子沖頭還是剪切沖頭，沖 頭典型地在井眼的接近中心彼此抵靠密封，從而完全密封井眼。
就象對在鉆探石油和天然氣井中使用的任何工具一樣，防噴裝置 必須定期維護(hù)。例如，防噴裝置包括在機(jī)罩和BOP的本體之間的高壓 密封。在許多場合下，高壓密封為彈性體密封。彈性體密封必須定期 檢查，以保證彈性體不被割破、永久變形或例如由于與井眼中的鉆井 流體的化學(xué)反應(yīng)而失效。此外，經(jīng)常需要用剪切沖頭更換管子沖頭， 或相反，以提供不同的井控選擇。因此，防噴裝置包括容易拆下的機(jī) 罩，使得可以接近和維護(hù)例如沖頭的內(nèi)部部件，是重要的。
研究容易維護(hù)的防噴裝置是一個困難的任務(wù)。例如，如前所述， 機(jī)罩典型地通過螺釘或鉸鏈和螺釘?shù)慕M合聯(lián)接到BOP本體。螺釘必須 是在很高的扭矩下從而保持機(jī)罩門和BOP本體之間的密封。機(jī)罩和 BOP本體之間的密封通常為面密封，而密封必須能承受存在于井眼中的極高壓力。
結(jié)果，需要特殊的工具和設(shè)備來安裝和拆下機(jī)罩門和機(jī)罩，使得
可以接近BOP本體的內(nèi)部。安裝和拆下將機(jī)罩門聯(lián)接到BOP本體的
螺釘所需要的時間導(dǎo)致鉆探停機(jī)，這樣既昂貴而且又低效。此外，一 般需要充分大的螺釘和接近完全的環(huán)繞機(jī)罩門圓周的"螺釘圓周"以
提供充足的力，以保持機(jī)罩門靠在BOP的本體上。螺釘和螺釘圓周的 尺寸可能增加BOP的"堆疊高度"。作為通常的實踐，會操作BOP的 "堆疊"(其中幾個BOP以垂直關(guān)系安裝)，且在鉆井操作中最好讓堆 疊高度最小化。
已經(jīng)進(jìn)行了幾種嘗試以減少堆疊高度以及接近BOP的內(nèi)部所需 要的時間。由Morrill提出的美國專利第5,655,745號顯示了壓力激發(fā) 的密封托架，其消除在機(jī)罩門和BOP本體之間的面密封。顯示在第 5,655,745號專利中的BOP可以使用小于完整的螺釘圓周的更小、更 少的螺釘而將機(jī)罩固定到本體。此外，第5，655，745號專利顯示可以 使用鉸鏈代替至少一些螺釘。
由Brugman等提出的美國專利第5,897,094號公開了改進(jìn)的BOP 門連接器，其包括包括上和下連接器桿用于將機(jī)罩固定到BOP上。第 5,897,094號專利的改進(jìn)的BOP門連接器沒有使用螺釘將機(jī)罩固定在 BOP上，并公開了一種尋求使BOP的堆疊高度最小化的設(shè)計。
因此，對于牢固的機(jī)罩鎖緊設(shè)備，存在這樣的需要，其允許方便 地接近BOP,以用于BOP的維護(hù)和沖頭的更換。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其包括分段徑向鎖 其設(shè)置在機(jī)罩周圍并構(gòu)建為與設(shè)置在防噴裝置的本體中的相應(yīng)的徑向 鎖相接合、至少一個彈簧其構(gòu)建為將分段徑向鎖的至少一段偏置在鎖 緊位置、以及設(shè)置在機(jī)罩周圍的支撐套管，其中至少一部分支撐套管 構(gòu)建為保證分段徑向鎖與設(shè)置在防噴裝置的本體中的相應(yīng)的徑向鎖的 接合。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其包括設(shè)置在機(jī)罩周圍并構(gòu)建為接合設(shè)置在防噴裝置的本體中的相應(yīng)徑向鎖的分段徑向 鎖、構(gòu)建為將分段徑向鎖的至少一段偏置在一解鎖位置的至少一個彈 簧、構(gòu)建為將分段徑向鎖的至少第一段延伸成與設(shè)置在防噴裝置的本 體中的相應(yīng)徑向鎖相接合的致動器套管的第一致動件、以及構(gòu)建為將 分段徑向鎖的至少第二段延伸成與設(shè)置在防噴裝置的本體中的相應(yīng)徑 向鎖相接合的致動器套管的第二致動件。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種將機(jī)罩鎖緊到防噴裝置的方法，所 述方法包括在機(jī)罩周圍裝配分段徑向鎖，其中徑向鎖的至少一段朝向 鎖緊位置偏置，將機(jī)罩插入防噴裝置的開口中，其中分段徑向鎖的外 表面接觸所述開口的表面，從而徑向向內(nèi)移動分段徑向鎖的所述至少 一段，直到分段徑向鎖的所述至少一段徑向向外延伸成與設(shè)置在防噴 裝置的本體中的相應(yīng)徑向鎖接合，以及將支撐套管定位成其中支撐套 管的至少一部分徑向朝向分段徑向鎖內(nèi)的位置。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種將機(jī)罩鎖緊到防噴裝置的方法，所 述方法包括將設(shè)置在機(jī)罩周圍的分段徑向鎖的至少一段朝向解鎖位置 偏置，將機(jī)罩插入防噴裝置的一開口中，直到分段徑向鎖徑向鄰接設(shè) 置在防噴裝置內(nèi)的相應(yīng)徑向鎖、定位第一致動件與分段徑向鎖的至少 第一段接觸，其中至少一部分第一致動件將朝向解鎖位置偏置的分段 徑向鎖的至少第一段徑向向外延伸成與防噴裝置中的相應(yīng)徑向鎖接 合、以及定位第二致動件與分段徑向鎖的至少第二段接觸，其中至少 一部分第二致動件將朝向解鎖位置偏置的分段徑向鎖的至少第二段徑 向向外延伸成與防噴裝置中的相應(yīng)徑向鎖接合。
從以下說明和附屬權(quán)利要求，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得更 加清晰。


圖1顯示包括本發(fā)明的實施例的BOP的局部剖視圖和分解視圖2顯示如圖1所示的實施例的一部分的放大視圖3顯示徑向鎖進(jìn)偏移裝置的實施例的視圖4顯示徑向鎖進(jìn)偏移裝置的另一實施例的視圖；圖5顯示其中徑向鎖停止在機(jī)罩的一部分上的本發(fā)明的實施例的 視圖6A、圖6B和圖6C顯示分別包括兩個半部分、四個分段、以
及多個分段徑向鎖的實例的視圖7顯示切口的彎曲徑向鎖的實施例的視圖； 圖8顯示用于本發(fā)明的實施例中的鎖緊機(jī)構(gòu)的實施例的視圖； 圖9顯示用于本發(fā)明的實施例中的鎖緊機(jī)構(gòu)的實施例的視圖； 圖IO顯示用于本發(fā)明的實施例中的鎖緊機(jī)構(gòu)的實施例的視圖； 圖11顯示用于本發(fā)明的實施例中的高壓密封的實施例的視圖； 圖12顯示用于本發(fā)明的實施例中的高壓密封的實施例的視圖； 圖13顯示用于本發(fā)明的實施例中的高壓密封的實施例的視圖； 圖14顯示用于本發(fā)明的實施例中的高壓密封的實施例的視圖； 圖15顯示用于本發(fā)明的實施例中的高壓密封的實施例的視圖； 圖16顯示其中徑向鎖設(shè)置在BOP本體的側(cè)通道的凹進(jìn)部分中的
本發(fā)明的實施例的視圖17顯示包括兩個半部分的徑向鎖的實施例的視圖18顯示包括四段的徑向鎖的實施例的視圖19顯示包括多個切口的徑向鎖的實施例的視圖20顯示包括逐步切口的徑向鎖的實施例的視圖21A和圖21B顯示徑向鎖的實施例的視圖22A和圖22B顯示徑向鎖的實施例的視圖23顯示用于本發(fā)明的一個方面的旋轉(zhuǎn)滑動底板的實施例的側(cè)
視圖24顯示用于本發(fā)明的一個方面的旋轉(zhuǎn)滑動底板的實施例的前 視圖25顯示用于本發(fā)明的一個方面的旋轉(zhuǎn)滑動底板的實施例的頂 視圖26顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的側(cè)視圖； 圖27A顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖；圖27B顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的側(cè)視
圖27C顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖28A顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖28B顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的側(cè)視
圖28C顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖28D顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的側(cè)視
圖29A顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖29B顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的端視
圖29C顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的側(cè)視
圖29D顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖30A顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖30B顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖30C顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖31A顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視
圖31B顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的頂視 圖；以及圖32顯示用于本發(fā)明的一個方面的機(jī)罩底板的實施例的側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1顯示了本發(fā)明的實施例。沖頭型防噴裝置(BOP) 10包括 BOP本體12和相對設(shè)置的機(jī)罩組件14。 BOP本體12還包括在BOP 本體12的上表面和下表面上的聯(lián)接器16 (其也可以為例如，凸緣)， 用于將BOP10連接到例如，另一個BOP或另一個鉆井工具。BOP本 體12包括內(nèi)孔18，其用于通過用于鉆探例如石油或天然氣井的鉆井 流體、鉆桿、鉆井工具等。BOP本體12還包括多個側(cè)通道20，其中 多個側(cè)通道20的每個一般調(diào)整為連接到機(jī)罩組件14。
機(jī)罩組件14典型地作為如圖1所示的相對的一對而連接到BOP 本體12。每個機(jī)罩組件14還包括多個部件，所述多個部件調(diào)整為將 機(jī)罩組件14與BOP本體12密封并啟動每個機(jī)罩組件14內(nèi)的沖頭活 塞22。機(jī)罩組件14的部件包括用于沖頭活塞22運動通過的通道。
每個機(jī)罩組件14 一般包括相似的部件。而每個機(jī)罩組件14都為 BOP 10單獨和獨立的部分，每個機(jī)罩組件14的操作和結(jié)構(gòu)都相同。 因此，為了簡化BOP10和機(jī)罩組件14的操作的說明，將只具體說明 一個機(jī)罩組件14的部件和操作。應(yīng)該理解，每個機(jī)罩組件14都以相 似的方式操作，例如，相對的機(jī)罩組件14典型地以同等的方式操作。
繼續(xù)說明一個機(jī)罩組件14的操作，活塞22調(diào)整為聯(lián)接到?jīng)_頭(未 顯示)，沖頭可以為例如管子沖頭或剪切沖頭。每個沖頭活塞22都聯(lián) 接到?jīng)_頭致動器汽缸24，沖頭致動器汽缸24調(diào)整為在機(jī)罩組件14內(nèi) 軸向偏移沖頭活塞22在總體垂直于BOP本體12的軸的方向，BOP 本體12的軸一般限定為內(nèi)孔18 (其一般相對于井眼軸平行)的垂直 軸。沖頭(未顯示) 一般聯(lián)接到?jīng)_頭活塞22，且如果沖頭(未顯示) 為剪切沖頭，則沖頭活塞22的軸向偏移一般將沖頭(未顯示)移動到 內(nèi)孔18，并與連接到設(shè)置在BOP 10的相對側(cè)上的機(jī)罩組件14中的沖 頭活塞22的相應(yīng)沖頭(未顯示)接觸。
可供選擇地，如果沖頭(未顯示)為管子沖頭，則沖頭活塞的軸 向偏移一般將沖頭(未顯示)移動到內(nèi)孔18，并與相應(yīng)沖頭(未顯示)以及存在于井眼中的鉆桿和/或鉆井工具接觸。因此，沖頭致動器汽缸
24的啟動將偏移沖頭活塞22，并將沖頭(未顯示)移動到一位置以堵 塞鉆井和/或地質(zhì)流體通過BOP本體12的內(nèi)孔18的流動，這樣做， 可以形成防止流體流入或流出井眼(未顯示)的高壓密封。
沖頭致動器汽缸24還包括例如可以為液壓致動器的致動器26。 然而，在本技術(shù)領(lǐng)域公知的其它形式的致動器也可以用于本發(fā)明中。 應(yīng)該注意，為了說明本發(fā)明，"流體"可以定義為氣體、液體或其組合 體。
例如，如果沖頭(未顯示)為管子沖頭，則沖頭活塞22的啟動會 將沖頭(未顯示)移動到一位置以密封穿過BOP本體12中的內(nèi)孔18 的鉆桿(未顯示)或鉆井工具(未顯示)周圍。此外，如果沖頭(未 顯示)為剪切沖頭，則沖頭活塞22的啟動會將沖頭(未顯示)移動到 一位置以剪切穿過BOP本體12中的內(nèi)孔18的任何鉆桿(未顯示)或 鉆井工具(未顯示)，由此密封內(nèi)孔18。
用于將機(jī)罩聯(lián)接到BOP的徑向鎖機(jī)構(gòu)
BOP 10的重要方面是機(jī)罩組件14被密封到本體12的機(jī)構(gòu)。圖1 顯示了設(shè)計為在機(jī)罩組件14和BOP本體12之間提供高壓徑向密封的 徑向鎖機(jī)構(gòu)28。而且，徑向鎖機(jī)構(gòu)28設(shè)計為使位于其中的機(jī)罩組件 14和沖頭(未顯示)的維修簡化。
在圖中所示的實施例中，側(cè)通道20和BOP 10的其它部件設(shè)計為 與其接合并在其中顯示為橢圓或大致橢圓形狀。橢圓或大致橢圓形狀 (例如，橢圓橫截面)有助于減少BOP的堆疊高度，從而使重量、使 用的材料和成本最小化。然而，如圓形的其它形狀也適用于本發(fā)明。 因此，本發(fā)明的范圍不局限于圖中顯示的實施例的形狀。
徑向鎖機(jī)構(gòu)28位于機(jī)罩組件14內(nèi)和BOP本體12的側(cè)通道20 內(nèi)。在此實施例中，徑向鎖機(jī)構(gòu)28包括設(shè)置在機(jī)罩體30上的機(jī)罩密 封29、徑向鎖32、徑向鎖偏移裝置34、機(jī)罩門36、以及鎖致動器38。 機(jī)罩密封29共同將機(jī)罩體30與最接近側(cè)通道20的BOP本體12密封。 機(jī)罩密封29包括防止來自BOP本體12的內(nèi)孔18的流體通過側(cè)通道20溢出的高壓密封。機(jī)罩密封29的各種實施例將在下面具體說明。
當(dāng)機(jī)罩密封29形成于機(jī)罩體30和BOP本體12之間時，機(jī)罩體 30在安裝位置，并定位為靠近BOP本體12,且至少部分位于側(cè)通道 20內(nèi)。因為機(jī)罩密封29為高壓密封，所以，徑向鎖機(jī)構(gòu)28必須很堅 固并能承受存在于內(nèi)孔18中的很高壓力。
顯示在圖1中的實施例包括用于將機(jī)罩組件14 (及，因此機(jī)罩密 封29)鎖緊在適當(dāng)位置的新型機(jī)構(gòu)。參照圖2，徑向鎖32的內(nèi)徑調(diào)整 為配合到機(jī)罩體30的外表面40上，并且徑向鎖32滑動到鄰接機(jī)罩體 30的密封端的位置。圖2所示的徑向鎖32包括由中心切口 46分開的 兩個半部分。然而，徑向鎖32可以包括另外的部分，顯示在圖2中的 兩個部分的實施例不是為了限制本發(fā)明的范圍。徑向鎖32的另外的實 施例將在下面更具體地說明。
徑向鎖偏移裝置34也具有調(diào)整為配合到機(jī)罩體30的外表面40 上的內(nèi)徑。此外，徑向鎖偏移裝置34還包括外徑上的楔形表面48， 該外徑調(diào)整為配合到徑向鎖32的內(nèi)徑50。徑向鎖偏移裝置34還包括 調(diào)整為接觸BOP本體12的外表面54的內(nèi)表面56。在安裝位置，機(jī) 罩體30、徑向鎖32、以及徑向鎖偏移裝置34位于BOP本體12和機(jī) 罩門36之間。機(jī)罩門36的內(nèi)表面52調(diào)整為接觸BOP本體12的外表 面54。應(yīng)該注意，機(jī)罩門36和BOP本體12之間的接合不是固定的 (例如，機(jī)罩門36沒被螺釘連接到BOP本體12上)。
再次參照圖1，機(jī)罩組件14調(diào)整為通過旋轉(zhuǎn)滑動底板74滑動接 合至少一個桿70 (應(yīng)該注意，在圖1中，兩個桿70顯示為通過旋轉(zhuǎn) 滑動底板74與每個機(jī)罩組件14滑動接合)。作為滑動接合的結(jié)果，機(jī) 罩組件14可以沿桿70滑動。如下所述，滑動接合允許機(jī)罩組件14 移動到達(dá)成和脫離與BOP本體12接合的鎖緊及密封接合。
鎖致動器38用包括螺釘、粘接、焊接、螺紋聯(lián)接或在本技術(shù)領(lǐng)域 公知的類似裝置在內(nèi)的固定或可移動的聯(lián)接器聯(lián)接到機(jī)罩門36。鎖致 動器38還以同樣的方式合作地聯(lián)接到徑向鎖偏移裝置34。另外，在 鎖致動器38和徑向鎖偏移裝置34之間的聯(lián)接可以為簡單的接觸接合。 應(yīng)該注意，圖1中的實施例顯示了聯(lián)接到每個機(jī)罩門36的兩個鎖致動器38。然而， 一個鎖致動器38或多個鎖致動器38都可以在本發(fā)明中 使用。顯示的鎖致動器38通常為液壓缸；然而，其它形式的鎖緊致動 器(例如，包括氣動致動器、電力電動機(jī)等)都在本技術(shù)領(lǐng)域公知并 可以在本發(fā)明中使用。
此外，鎖致動器38還可以為手動操作。顯示在本實施例中的鎖致 動器38典型地通過例如外部電信號、加壓液壓流體的流動等控制?？?供選擇地，徑向鎖32可以通過手動裝置例如操縱桿、操縱桿系統(tǒng)、螺 紋致動裝置、或在本技術(shù)領(lǐng)域中的其它同樣裝置致動。此外，例如， 如果鎖致動器38包括液壓缸，則液壓缸可以通過手動泵致動。因此， 徑向鎖32的手動致動在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
包括徑向鎖機(jī)構(gòu)28的機(jī)罩組件14的全裝配視圖顯示在圖2中。 在徑向鎖機(jī)構(gòu)28的操作期間，首先通過朝向桿70上的BOP本體12 滑動所述機(jī)罩組件14而將機(jī)罩組件14移動到接近BOP本體12的位 置。然后啟動鎖致動器38，使得他們在朝向BOP本體12的方向上軸 向偏移(其中偏移的軸對應(yīng)所述側(cè)通道20的軸)徑向鎖偏移裝置34。 隨著徑向鎖偏移裝置34朝向BOP本體12軸向移動，楔形表面48接 觸徑向鎖32的內(nèi)徑50，從而在徑向向外的方向移動徑向鎖32(例如， 朝向側(cè)通道20的內(nèi)徑向鎖表面58)。當(dāng)完成徑向鎖機(jī)構(gòu)28的致動時， 徑向鎖偏移裝置34的內(nèi)前端(nose)60靠近機(jī)罩體30的負(fù)荷軸肩44， 徑向鎖32的外周界62與內(nèi)徑向鎖表面58鎖緊接合。此外，如下所述， 徑向鎖32和內(nèi)徑向鎖表面58典型地包括傾斜表面(例如，指在下文 的圖10和圖11的討論中說明的接合表面)。當(dāng)徑向鎖32接合內(nèi)徑向 鎖表面58時，傾斜表面設(shè)計為提供軸向力，該軸向力在軸向向內(nèi)的方 向"拉動"機(jī)罩門36而牢固地倚靠BOP本體12的外部，從而完成徑 向鎖機(jī)構(gòu)28的鎖緊接合。
當(dāng)通過鎖致動器38和徑向鎖偏移裝置34的致動將徑向鎖32固定 在適當(dāng)位置時，機(jī)罩體30和機(jī)罩組件14將相對BOP本體12不使用 例如螺釘而軸向鎖緊在適當(dāng)位置。然而，其它的手動鎖緊機(jī)構(gòu)(未顯 示)也可以與本發(fā)明組合使用，以保證徑向鎖32牢固地保持在適當(dāng)位 置。 一旦徑向鎖32由例如液壓致動固定在適當(dāng)位置，則例如銷子或螺紋機(jī)構(gòu)的手動鎖緊(未顯示)可以被致動而作為另外的約束。牢固的
徑向鎖機(jī)構(gòu)28設(shè)計為保持機(jī)罩組件14，以及因此，保持高壓機(jī)罩密 封29在適當(dāng)位置。由于在徑向鎖32和BOP本體12的內(nèi)徑向鎖表面 58之間的鎖緊接合，所以，徑向鎖32和高壓機(jī)罩密封29可以承受由 存在于BOP本體12的內(nèi)孔18內(nèi)的高壓所產(chǎn)生的很高的力。
徑向鎖機(jī)構(gòu)28可以通過反轉(zhuǎn)鎖緊致動器38的致動(例如，當(dāng)內(nèi) 孔18中的壓力己經(jīng)釋放后)而斷開。因而，本發(fā)明包括徑向鎖機(jī)構(gòu) 28，徑向鎖機(jī)構(gòu)28包括正斷開系統(tǒng)(例如，必須致動鎖致動器38， 以便斷開徑向鎖機(jī)構(gòu)28)。.
用在徑向偏移徑向鎖32上的楔形表面48可以包括幾個實施例的 任何一個。參照圖3，在一個實施例中，徑向鎖偏移裝置34的楔形表 面48可以包括僅一個致動臺階80。在圖4所示的另一實施例中，楔 形表面48可以包括雙致動臺階82。應(yīng)該注意， 一個致動臺階(圖3 中的80) —般具有比雙致動臺階(圖4中的82)短的致動行程。此外， 致動臺階角(圖3和圖4中的84)設(shè)計為最大化徑向致動力并最小化 直線致動力。在本發(fā)明的一個實施例中，致動臺階角(圖3和圖4中 的84)接近為45度。在本發(fā)明的一個實施例中，致動臺階角(圖3 和圖4中的84)小于45度。
在圖5所設(shè)計的另一實施例中，徑向鎖偏移裝置34還包括狹槽 卯和設(shè)計為保持徑向鎖32抵靠機(jī)罩體30的負(fù)載軸肩44的至少一個 保持銷92。在此實施例中，徑向鎖32由至少一個保持銷92保持在適 當(dāng)位置，當(dāng)己經(jīng)致動徑向鎖32后，機(jī)罩體30和徑向鎖32保持固定關(guān) 系，并與側(cè)通道(圖1中的20)的內(nèi)徑向鎖表面(圖2中的58)為鎖 緊接合。
徑向鎖(圖1中的32)還可以包括幾個實施例的任何一個。如圖 6A進(jìn)一步所示，顯示在圖1的實施例中的徑向鎖32包括兩個徑向映 射半部分94、 96。如圖6B所示，在另一實施例中，徑向鎖100可以 由至少兩個大致直線的段102和至少兩個半圓的端段104形成。在另 一實施例中，如圖6C所示，徑向鎖106可以由多個大致直線的擋塊 (dog) 108和多個曲線擋塊110形成。顯示在圖6B和圖6C中的實施例基本包括與第一實施例的徑向鎖(圖1和圖6A中的32)相同的 徑向鎖100， 106，但可以分成多個段。例如，徑向鎖100， 106可以 通過制造整體徑向鎖并接著用鋸將整體徑向鎖切割成兩個或更多的 段。然而，在本技術(shù)領(lǐng)域熟知的其它制造技術(shù)也可以用于制造徑向鎖。
在圖7所示的另一實施例中，徑向鎖112可以由類似于"蛇形帶" 的有切口的蛇形結(jié)構(gòu)114形成。例如，徑向鎖112作為單個整體件形 成，然后，形成通過內(nèi)周界114或外周界116的切口 117。切口 117 既可以完全橫切徑向鎖112，也可以只包括部分切口。此外，如果切 口 117橫切徑向鎖112，則單獨的段可以附接到柔性帶118，使得徑向 鎖112可以用致動環(huán)(圖1中的34)致動。柔性帶118可以包括具有 相對低的彈性模量(例如，當(dāng)與單獨段的彈性模量比較時)的材料， 使得柔性帶118可以響應(yīng)由徑向鎖偏移裝置34 (圖1中的34)產(chǎn)生的 徑向偏置而徑向膨脹。柔性帶118的徑向膨脹導(dǎo)致徑向鎖112和BOP 本體(圖1中的12)的內(nèi)徑向鎖表面(圖2中的58)之間鎖緊接合。
徑向鎖(圖1中的32)和內(nèi)徑向鎖表面(圖2中的58)之間的接 合還可以包括不同的實施例。在一個實施例中，如圖8所示，徑向鎖 120可以包括包含單徑向鎖接合表面122的單輪廓接合。單徑向鎖接 合表面122設(shè)計為鎖緊接合于形成于側(cè)通道(圖1中的20)的內(nèi)徑向 鎖表面(圖2中的58)上的BOP接合表面(圖2中的59)。
在另一實施例中，如圖9所示，徑向鎖124包括包含雙徑向鎖接 合表面126的雙輪廓接合。此外，徑向鎖124還可以包括設(shè)計為鎖緊 接合于形成于BOP本體(圖1中的12)的側(cè)通道(圖1中的20)的 內(nèi)徑向鎖緊表面(圖2中的58)上的相應(yīng)數(shù)量的BOP接合表面(圖2 中的59)。
在參考實施例中說明的徑向鎖設(shè)計為使得在具有BOP接合表面 (圖2中的59)的徑向鎖接合表面之間的接合的橫截面面積最大化。 最大化接合的橫截面面積可保證徑向鎖可靠地鎖緊機(jī)罩組件(圖1中 的14)，結(jié)果，機(jī)罩密封(圖1中的29)在適當(dāng)位置抵抗存在于BOP (圖1中的10)的內(nèi)孔(圖1中的18)的高壓。此外，如前所述，接 合表面的角度設(shè)計為產(chǎn)生軸向力，該軸向力牢固地拉動機(jī)罩門抵靠BOP本體(圖1中的12)(圖1中的36)，這在一些實施例中可有助 于機(jī)罩密封(圖1中的29)的啟動。
在先前實施例中說明的徑向鎖和接合表面可以用例如硬表面材料 和/或減磨材料覆蓋，涂層有助于防止例如擦傷，并可以在啟動和/或 去啟動期間，防止徑向鎖機(jī)構(gòu)(圖1中的28)在接合表面中粘住或"懸 吊"。涂層還可以通過減少摩擦和磨損增加徑向鎖以及接合表面的壽 命。
鎖環(huán)的另一實施例顯示在圖10中的127處。徑向鎖127包括多個 鋸切口 128、多個孔129、或其組合。鋸切口 128和/或多個孔129降 低了徑向鎖127的重量和慣性的面積矩，從而減少徑向偏移徑向鎖127 所需要的致動力。為了允許徑向鎖127有一些彈性變形，徑向鎖127 可以由具有相對較低的彈性模量(例如，當(dāng)與鋼比較時)的材料形成。 此材料包括鈦、鈹、銅等。此外，除了上述外，也可以對徑向鎖127 幾何形狀作出改進(jìn)，例如，進(jìn)一步降低徑向鎖127的慣性的面積矩， 并減少彎曲應(yīng)力。
上述徑向鎖設(shè)計為低于形成其的材料彈性極限而操作。低于彈性 極限操作保證徑向鎖將不會永久變形，而永久變形的結(jié)果是失去其有 效性。因此，材料選擇和接合表面的接合的橫截面積對于徑向鎖機(jī)構(gòu) (圖1中的28)的設(shè)計很重要。
參照圖1，機(jī)罩密封29設(shè)計為承受存在于BOP本體12的內(nèi)孔18 中的高壓，從而防止流體和/或氣體穿過內(nèi)孔18到達(dá)BOP 10的外部。 機(jī)罩密封29可以包括如在圖13-17的以下說明中顯示的幾種不同的結(jié) 構(gòu)。此外，公開在以下說明中的密封可以由各種材料形成。例如，密 封可以為彈性體密封或非彈性體密封(例如，金屬密封、PEEK密封 等)。金屬密封可以還包括金屬與金屬C環(huán)密封和/或金屬與金屬唇形 密封。此外，如下顯示的密封設(shè)置可以包括密封形式和材料的組合。 因此，密封形式、密封數(shù)量、以及用于形成徑向和面密封的材料不是 為了限制機(jī)罩密封29。
圖11中的實施例包括形成于機(jī)罩體133的徑向周界132上的機(jī)罩 密封130。徑向密封130還包括設(shè)置在形成于機(jī)罩體133的徑向周界132上的槽136中的兩個O型圈134。 O型圈134密封接合BOP本體 12的中的側(cè)通道(圖1中的20)的內(nèi)密封周界138。顯示在圖11中 的實施例包括兩個槽136，但一個槽或多個槽也適用于使用O型圈 134。此外，雖然實施例顯示了兩個O型圈134,但一個O型圈或多 于兩個O型圈也可以用在本發(fā)明中。
在圖12所示的另一實施例中，機(jī)罩密封140包括設(shè)置在形成于機(jī) 罩體144的徑向周界142上的槽148中的至少兩個填料密封146 (例 如，其可以為t型密封、唇形密封或銷售的商標(biāo)為Parker Hannifin有 限公司的標(biāo)記的PolyPak的密封)。填料密封146密封接合BOP本體 12的側(cè)通道(圖1中的20)的內(nèi)密封周界150。顯示在圖12中的實 施例包括兩個槽148，但一個槽或多個槽也適于使用填料密封146。此 外，雖然實施例顯示了兩個填料密封146，但一個密封或多于兩個的 密封也可以用在本發(fā)明中。
在圖13顯示的另一實施例中，機(jī)罩密封152包括設(shè)置在形成于機(jī) 罩體162的徑向周界160上的槽166中的徑向密封154。此外，實施 例包括設(shè)置在形成于機(jī)罩體162的配合面表面168上的槽164中的面 密封156。徑向密封154被調(diào)整為密封接合BOP本體12的側(cè)通道(圖 1中的20)的內(nèi)密封周界158。面密封156調(diào)整為密封接合BOP本體 12的外表面170。顯示在實施例中的徑向密封154和面密封156為兩 個O型圈，并設(shè)置在單個槽166， 164中。然而，不同形式的密封(例 如，填料密封)以及多于一個密封(設(shè)置在至少一個槽中)可以用在 本發(fā)明中。
在圖14顯示的另一實施例中，機(jī)罩密封172包括設(shè)置在形成于密 封托架180上的槽178中。密封托架180設(shè)置在形成于機(jī)罩體184中 的槽182中，且還包括設(shè)置在形成于密封托架180的槽177中的面密 封176。該面密封176調(diào)整為密封接合形成在機(jī)罩體184上的內(nèi)密封 周界188。機(jī)罩密封172還包括調(diào)整為在朝向BOP本體12的外表面 186的方向偏移密封托架180的加強(qiáng)機(jī)構(gòu)190，以便加強(qiáng)(energize) 面密封176。加強(qiáng)機(jī)構(gòu)190可以包括例如彈簧、止推墊圈、或類似的 結(jié)構(gòu)。加強(qiáng)機(jī)構(gòu)190幫助保證面密封176維持與BOP本體12的外表面 186的可靠接觸，從而維持與BOP本體12的外表面186的高壓密封。 然而，不是在所有的實施例中都需要加強(qiáng)機(jī)構(gòu)190。例如，密封托架 180可以設(shè)計為使得徑向密封174和面密封176兩者都是壓力致動的， 而不用加強(qiáng)機(jī)構(gòu)190的幫助。
在沒有加強(qiáng)機(jī)構(gòu)的實施例中，密封托架(例如，圖14所示的密封 托架180)的直徑和軸厚度選擇為使得來自內(nèi)孔的高壓首先朝向BOP 本體的外表面移動密封托架。 一旦面密封密封接合所述外表面，則來 自內(nèi)孔的高壓使密封托架徑向膨脹，直到所述徑向密封與所述密封托 架中的槽接合。類似的設(shè)計公開在由Morrill提出的美國專利第 5,255,890號中，并屬于本發(fā)明的受讓人。第5,255，8卯號專利清楚地 說明了用于此密封托架的幾何結(jié)構(gòu)。
在圖14顯示的實施例中，面密封176和徑向密封174可以為例如 O型圈、填料密封、或在本技術(shù)領(lǐng)域中公知的任何其它高壓密封。此 外，圖14只顯示設(shè)置在單個槽中的單個密封。然而，多于一個的密封、 多于一個的槽或其組合都可以用在本發(fā)明中。
在圖15顯示的另一實施例中，如先前實施例中顯示的密封托架 192與設(shè)置在機(jī)罩體200的外表面198上的槽196中的支撐密封194 組合。支撐密封194可以為0型圈、填料密封、金屬密封或在本技術(shù) 領(lǐng)域中公知的任何其它高壓密封。例如，如果在設(shè)置在密封托架192 上的密封有泄漏，則支撐密封194進(jìn)一步維持高壓密封。應(yīng)該注意， 顯示在圖15中的實施例不包括加強(qiáng)機(jī)構(gòu)。
有利地， 一些密封實施例降低了形成機(jī)罩密封所需要的軸向力。 保持恒定的擠壓而不考慮井眼壓力，如上顯示的機(jī)罩密封極大地降低 了機(jī)罩密封對門的彎曲的敏感性。徑向密封設(shè)置還降低了井眼壓力作 用的整個面積，因此，降低了作用為推動機(jī)罩門遠(yuǎn)離BOP本體的分離 力。
在圖16顯示的徑向鎖的另一實施例中，徑向鎖機(jī)構(gòu)220包括設(shè)置 在形成于BOP本體230的側(cè)通道228的內(nèi)表面226上的凹槽224中的 徑向鎖222。徑向鎖機(jī)構(gòu)220的操作與上述實施例的不同之處在于固定了機(jī)罩體232，因此，通過在徑向向內(nèi)的方向啟動徑向鎖機(jī)構(gòu)220，
實現(xiàn)機(jī)罩門(未顯示)和機(jī)罩組件(未顯示)在適當(dāng)位置。
除了徑向鎖機(jī)構(gòu)220的致動方向外，顯示在圖16中的實施例的結(jié) 構(gòu)與上述實施例的結(jié)構(gòu)相同。因此，本發(fā)明的說明將包括可供選擇的 徑向鎖機(jī)構(gòu)220如何不同于以上顯示的機(jī)構(gòu)的說明。實施例的共同元 件(例如，機(jī)罩門36、線型桿70等)將不再具體說明。此外，應(yīng)該 注意，圖16的實施例不需要例如致動器汽缸或徑向鎖偏移裝置(例如， 圖16的實施例不需要內(nèi)致動機(jī)構(gòu))。
徑向鎖222的致動是在徑向向內(nèi)的方向。因此，徑向鎖222必須 聯(lián)接到致動機(jī)構(gòu)，該致動機(jī)構(gòu)可不同于例如，先前的實施例中說明的 徑向鎖偏移裝置(圖1中的34)和鎖致動器(圖1中的38)。在本發(fā) 明的一個實施例中，徑向鎖222包括與圖6和圖7顯示的類似的結(jié)構(gòu)。 如圖17所示，徑向鎖222的分離的半部分236、 238可以聯(lián)接到徑向 定位的致動器240。當(dāng)機(jī)罩體232移動成與BOP本體230密封接合時， 致動器240啟動為在徑向向內(nèi)的方向偏移徑向鎖222的半部分236， 238，使得徑向鎖222接合形成于機(jī)罩體(圖16中的232)的外表面
(圖16中的246)上的凹槽(圖16中的244)。徑向鎖機(jī)構(gòu)(圖16 中的220)鎖緊機(jī)罩體(圖16中的232)，因此，機(jī)罩門(未顯示)和 機(jī)罩組件處于適當(dāng)位置并加強(qiáng)高壓密封(圖16中的234)。應(yīng)該注意， 高壓密封(圖16中的234)可以由以上顯示的任何實施例(例如，關(guān) 于圖13-17說明的實施例)形成。此外，徑向鎖222和槽244可以包 括產(chǎn)生軸向力的傾斜表面(如在先前的實施例中的說明)，所述軸向力 朝向BOP本體230拉動機(jī)罩體232 (以及機(jī)罩組件(未顯示)和機(jī)罩 門(未顯示))，并進(jìn)一步保證可靠的鎖緊接合。
此外，如圖18所示，徑向鎖222包括多于兩個部分。如果徑向鎖 250包括例如四個部分252、 254、 256、 258，則同樣數(shù)量的致動器240
(例如，四個)可以用于致動徑向鎖250?？晒┻x擇地，如果致動器 例如聯(lián)接到徑向鎖250的部分252、 254、 256、 258的一個以上的部分， 則可以使用更少的致動器240 (例如，在圖18所示的實施例中少于四 個)。致動器240可以為液壓制動器或在本技術(shù)領(lǐng)域公知的任何其它形式的致動器。此外，致動器240可以設(shè)置在BOP本體(圖16中的230) 內(nèi)，或可以位于BOP本體(圖16中的230)的外部。致動器240可 以用例如機(jī)械或液壓聯(lián)接(未顯示)而聯(lián)接到徑向鎖250。在另一實 施例中，徑向鎖222包括通過多個致動器(未顯示)聯(lián)接并致動的多 個模型或擋塊(未顯示)。
在圖19所示的本發(fā)明的另一實施例中，徑向鎖270可以由單個部 分272形成。徑向鎖270由聯(lián)接到徑向鎖270并設(shè)置為接近部分272 的端部276、 278的外周致動器274致動。當(dāng)被啟動后，外周致動器 274移動段272的端部276、 278為彼此相對并在圖19的箭頭所示的 徑向向內(nèi)的方向。圖19中的虛線表示當(dāng)致動后的徑向鎖270的內(nèi)表面 277。當(dāng)啟動后，徑向鎖270以與圖16所示的相似的方式接合機(jī)罩體
(圖16中的232)。
徑向鎖270的部分272可以通過形成接近端部段280,282的多個 切口 284而產(chǎn)生。切口 284可以設(shè)計為方便將徑向鎖270安裝在凹槽
(圖16中的244)中，并提高徑向鎖270的徑向變形的柔性。切口可 以是在本技術(shù)領(lǐng)域公知的任何其它形狀。例如，圖20顯示了矩形的切 口 284。然而，切口 284可以優(yōu)選形成為減少切口 284的邊緣處出現(xiàn) 的應(yīng)力集中或應(yīng)力誘導(dǎo)(riser)的方式。例如，如果切口 284形成為 矩形形狀，則應(yīng)力誘導(dǎo)可以形成于相對尖的角處。因此，切口 284包 括圓角(未顯示)，或例如，基本為梯形(未顯示)，以最小化應(yīng)力誘 導(dǎo)的作用。
此外，如圖20所示，切口 284可以為"逐漸的"，以在相對剛性 的直線段286和相對柔性的端部段280，282之間產(chǎn)生基本平滑的過渡。 切口 284的漸變產(chǎn)生平滑的剛性的過渡，有助于防止在最后切口處的 應(yīng)力誘導(dǎo)(例如，在接近直線部分286的最后切口處)。
徑向鎖270由一種材料或由不同的材料形成(例如，鋼、鈦、鈹、 銅或其組合和/或合金)。例如，彎曲的端部分280， 282可以由與形成 直線部分286的相對剛性的材料相比相對柔順的材料形成，(例如，彎 曲的部分280， 282可以由具有總體上低于直線部分286的彈性模量 (Es)的彈性模量(Ec)的材料形成)。不管哪一種材料用于形成徑向鎖270，徑向鎖270必須足夠柔順以允許安裝進(jìn)凹槽(圖16中的224) 或從其中拆下。
可供選擇地，圖19的徑向鎖270可以包括聯(lián)接到并由多個外周致 動器致動的一個以上的段(例如，兩個半部分或多段)。徑向鎖270 還可以包括通過柔性帶聯(lián)接的多個分離的模型或擋塊。模型可以用間 隙分開，而分開的距離可以選擇為提供徑向鎖270的期望柔性。
圖21A顯示了可以根據(jù)本發(fā)明的實施例的可相對機(jī)罩徑向致動的 分段徑向鎖。此實施例可以作為"彈簧鎖機(jī)罩"引用。在此實施例中， 分段徑向鎖300可以設(shè)置在機(jī)罩302周圍，用于固定機(jī)罩302在BOP 本體306中。分段徑向鎖300可以包括設(shè)置在機(jī)罩302周圍的多個段
(例如，參見圖6A-6C)。在一個實施例中，分段徑向鎖300包括至少 八段。分段的徑向鎖300的每段都可以由至少一個彈簧308朝向鎖緊
(即，向外)的位置偏置。在此使用時，"彈簧"指任何偏置元件，例 如，螺旋彈簧、盤形墊圈、或提供彈性力的彈性體。分段徑向鎖300 的每段都可以通過例如保持螺釘310或銷的手動鎖而軸向保持在適當(dāng) 位置。
為了鎖緊機(jī)罩，機(jī)罩302必須插入BOP本體306的開口 304中。 當(dāng)機(jī)罩302插入BOP本體306中時，分段徑向鎖300接觸BOP本體 306的開口 304上的斜面312，從而徑向向內(nèi)推動分段徑向鎖300的每 段，并壓縮彈簧308。 一旦在機(jī)罩302上的分段徑向鎖300軸向移動 到BOP本體306內(nèi)并鄰接BOP本體306中相應(yīng)的徑向鎖314，則分 段徑向鎖的段由于彈簧308而被徑向向外延伸，并與BOP本體306 中相應(yīng)的徑向鎖314接合。然后，稱為分段徑向鎖300在"鎖緊位置"。
為了防止在機(jī)罩302上的分段徑向鎖300徑向向內(nèi)移動到"解鎖 位置"，可以啟動支撐套筒316使得支撐套筒316的至少一部分318 定位在機(jī)罩302上的分段徑向鎖300的徑向向內(nèi)處。當(dāng)支撐套筒316 在適當(dāng)位置時，分段徑向鎖的段不能被徑向向內(nèi)致動，從而固定機(jī)罩 302在BOP本體306內(nèi)。
機(jī)罩密封322可設(shè)置在機(jī)罩302的密封托架324上。當(dāng)機(jī)罩302 插入BOP本體306的開口 304中時，機(jī)罩密封322接觸在BOP本體306內(nèi)的密封孔326。機(jī)罩密封322包括防止來自BOP本體306的內(nèi) 孔330的流體逸出的高壓密封。在一個實施例中，機(jī)罩密封322可以 包括至少一個O型圈332，在此實施例中，為0型圈332，機(jī)罩密封 322可以還包括第二個O型圈334，以提供冗余密封。本技術(shù)領(lǐng)域中 的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到，機(jī)罩密封322不局限于具體的密封形式。 例如，在一個實施例中，機(jī)罩密封322可以包括V形密封。
為了維修沖頭組件，包括活塞328，可以通過拆下支撐套筒316， 然后軸向移動機(jī)罩302遠(yuǎn)離BOP本體306而解鎖機(jī)罩302。當(dāng)機(jī)罩302 移動遠(yuǎn)離BOP本體306時，分段徑向鎖300的段通過在BOP本體306 中的相應(yīng)徑向鎖314的表面而徑向向內(nèi)移動，從而使機(jī)罩302與BOP 本體306脫離。
圖21B顯示了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的分段徑向鎖300的視圖。 在此實施例中，分段徑向鎖300可以設(shè)置在機(jī)罩302的周圍，用于固 定機(jī)罩302在BOP本體306中。分段徑向鎖300可以包括設(shè)置在機(jī)罩 302周圍的多個段(例如，參見圖6A-6C)。在一個實施例中，分段徑 向鎖300包括至少八段。分段徑向鎖300的每段都可以由彈簧308朝 向解鎖(即，向內(nèi))的位置偏置，彈簧308為例如螺旋彈簧、盤形墊 圈、或彈性體。分段徑向鎖300的每段都可以通過例如保持螺釘310 或銷的手動鎖而軸向保持在適當(dāng)位置。
一旦機(jī)罩302位于BOP本體306中的適當(dāng)位置，則分段徑向鎖 300的段鄰接BOP本體306中相應(yīng)的徑向鎖314。包括至少兩段的分 段的致動器套筒317或獨立的致動件設(shè)置在機(jī)罩周圍，其中第一致動 件334和第二致動件336可以彼此獨立啟動，以沿機(jī)罩302軸向移動。 本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)該清晰，分段的致動器套筒317可以 包括多于兩個的致動件，只要每個致動件可以獨立啟動即可。
如圖21B所示，第一致動件334構(gòu)建為沿機(jī)罩302軸向移動到其 中第一致動件334的至少部分319定位為至少分段徑向鎖300的第一 段323的徑向向內(nèi)的位置。第二致動件336獨立于第一致動件334移 動，構(gòu)建為沿機(jī)罩302軸向移動到其中第二致動件336的至少部分318 定位為至少分段徑向鎖300的第二段325的徑向向內(nèi)的位置?？梢允褂弥辽賰蓚€動力致動器(未顯示)獨立地致動第一致動件334和第二 致動件336。當(dāng)?shù)谝恢聞蛹?34移動到位置時，第一致動件334的部 分319，例如斜面338，徑向向外將機(jī)罩302上的分段徑向鎖300的至 少第一段延伸成與BOP本體306的相應(yīng)徑向鎖314接合。當(dāng)?shù)诙聞?件336移動到位置時，第二致動件336的部分318，例如斜面338，徑 向向外將機(jī)罩302上的分段徑向鎖300的至少第二段延伸成與BOP 本體306的相應(yīng)徑向鎖314接合。
在一個實施例中，分段的致動器套筒317可以沿對角線平面分開， 從而限定第一致動件334和第二致動件336。在此實施例中，分段的 致動器套筒317的第一致動件334可以致動機(jī)罩302上的分段徑向鎖 300的上段和半個側(cè)段，而分段的致動器套筒317的第二致動件336 可以致動機(jī)罩302上的分段徑向鎖300的下段和半個側(cè)段。在另一實 施例中，分段的致動器套筒317可以沿垂直平面分開。在此實施例中， 分段的致動器套筒317的第一致動件334可以致動設(shè)置在垂直平面的 一側(cè)上，例如，在左側(cè)上的分段徑向鎖300的段，而分段的致動器套 筒317的第二致動件336可以致動設(shè)置在該垂直平面的相對側(cè)上，例 如，在右側(cè)上的分段徑向鎖300的段。在另一實施例中，分段的致動 器套筒317可以沿水平平面分開。在此實施例中，分段的致動器套筒 317的第一致動件334可以致動在水平面的一側(cè)上，例如，在頂側(cè)上 的分段徑向鎖300的段，而分段的致動器套筒317的第二致動件336 可以致動在該水平面的相對側(cè)上，例如，在底側(cè)上的分段徑向鎖300 的段。
分段的致動器套筒317的第一致動件334和第二致動件336還可 以防止因為BOP本體306中的內(nèi)壓而導(dǎo)致的，分段徑向鎖300沿機(jī)罩 302軸向朝向BOP本體306的開口 304移動，或解鎖。當(dāng)?shù)谝恢聞蛹?334和第二致動件336在適當(dāng)位置時，分段徑向鎖300的段不能徑向 向內(nèi)啟動，從而將機(jī)罩302固定在BOP本體306內(nèi)。然后稱為分段徑 向鎖300在鎖緊位置。
為了維修的沖頭組件，包括活塞328，可以通過拆下分段的致動 器套筒317，然后，軸向移動機(jī)罩302遠(yuǎn)離BOP本體306而解鎖機(jī)罩302。當(dāng)拆下分段的致動器套筒317時，作為彈簧308的偏置結(jié)果，分 段徑向鎖350的上和側(cè)段返回到解鎖位置、或徑向向內(nèi)移動，從而使 機(jī)罩302與BOP本體306脫離。
圖22A和圖22B顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的徑向鎖的視圖。在此 實施例中，分段徑向鎖350可以設(shè)置在機(jī)罩302的周圍，用于固定機(jī) 罩302在BOP本體306中。分段徑向鎖350可以包括設(shè)置在機(jī)罩302 周圍的多個段(例如，參見圖6A-6C)。在一個實施例中，分段徑向鎖 350包括至少八段。分段徑向鎖350的每段都可以通過例如保持螺釘 310或銷的手動鎖而軸向保持在適當(dāng)位置。在此實施例中，分段徑向 鎖350的至少一段可以通過重力而徑向向外延伸。在一個實施例中， 分段徑向鎖350的至少一段可以朝向解鎖位置偏置。在另一實施例中， 分段徑向鎖350的至少一段可以朝向解鎖位置偏置。
在一個實施例中，分段徑向鎖350的至少一個下段可以通過重力 徑向向外延伸。圖22B顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的分段徑向鎖350的 下段351。分段徑向鎖350的下段351可以通過重力徑向向外延伸， 也就是說，分段徑向鎖350的下段351可以徑向向外(即，向下)下 降。此實施例可以稱為"懸掛的鎖緊機(jī)罩"。 一旦機(jī)罩302插進(jìn)BOP 本體的開口 304中，且分段徑向鎖350鄰接并為BOP本體306的相應(yīng) 徑向鎖314的徑向向內(nèi)，則分段徑向鎖350的下段351將下降成與BOP 本體306的相應(yīng)徑向鎖314接合。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)該 意識到，分段徑向鎖350的一個以上的下段可以構(gòu)建為通過重力徑向 向外延伸，并與BOP本體306的相應(yīng)徑向鎖314接合。
在此實施例中，如圖22B所示，分段徑向鎖350的至少一段可以 通過彈簧308朝向解鎖(即，向內(nèi))位置偏置?？晒┻x擇地，分段徑 向鎖350的至少一段可以通過彈簧308朝向鎖緊(即，向外)位置偏 置。在一個實施例中，朝向鎖緊或解鎖位置偏置的分段徑向鎖350的 至少一段可以為至少一個上段352、側(cè)段或其分段徑向鎖350的段的 任意組合。 一旦機(jī)罩302位于BOP本體306中的適當(dāng)位置，分段徑向 鎖350的至少一個上段或至少一個側(cè)段定位成與BOP本體306中的相 應(yīng)徑向鎖314相鄰，且分段徑向鎖350的至少一個下段下降成與BOP本體306中的相應(yīng)徑向鎖314接合。
在一個實施例中，支撐套筒316可以致動為沿機(jī)罩302軸向移動 到這樣的位置，其中至少支撐套筒316的一部分318定位在分段徑向 鎖350的徑向向內(nèi)。在一個實施例中，當(dāng)支撐套筒316移動到位置時， 至少支撐套筒的一部分318可以將分段徑向鎖350的上和側(cè)段徑向向 外延伸成與BOP本體306中的相應(yīng)徑向鎖314接合。在另一實施例中， 當(dāng)支撐套筒316移動到位置時，至少支撐套筒316的一部分318定位 在朝向徑向鎖350的鎖緊位置偏置的至少一段的徑向向內(nèi)，從而防止 所述至少一段徑向向內(nèi)致動。
在一個實施例中，支撐套筒316可以包括至少兩部分，例如，支 撐套筒316可以包括上部分334 (圖22B)和下部分336 (圖22A)。 當(dāng)支撐套筒316移動到位置時，支撐套筒316的上部分334的斜面338 將朝向機(jī)罩302上的分段徑向鎖350的解鎖位置偏置的段，徑向向外 延伸成與BOP本體306中的相應(yīng)徑向鎖314接合。在一個實施例中， 支撐套筒316的上部分334可以致動朝向機(jī)罩302上的分段徑向鎖350 的解鎖位置偏置的上段和側(cè)段。在另一實施例中，上段334可以保證 上和側(cè)段朝向機(jī)罩302上的分段徑向鎖350的鎖緊位置偏置。支撐套 筒316的下部分336可以保證在機(jī)罩302上的分段徑向鎖300的下段 與BOP本體306的相應(yīng)徑向鎖314接合。支撐套筒316的位置還可以 防止，作為BOP本體306中的內(nèi)壓的結(jié)果的，分段徑向鎖350沿機(jī)罩 302朝向BOP本體306的開口 304軸向移動、或解鎖。當(dāng)支撐套筒316 在適當(dāng)位置時，分段徑向鎖350的段不能被致動為徑向向內(nèi)，從而保 證機(jī)罩302在BOP本體306內(nèi)。然后稱為分段徑向鎖350在鎖緊位置。
為了維修沖頭組件，包括活塞328，可以通過拆下支撐套筒316， 然后，軸向拉動機(jī)罩302遠(yuǎn)離BOP本體306而解鎖機(jī)罩302。當(dāng)拆下 支撐套筒316時，作為彈簧308的偏置的結(jié)果，分段徑向鎖350的上 和側(cè)段返回到解鎖位置、或徑向向內(nèi)移動。當(dāng)將機(jī)罩302拉動遠(yuǎn)離BOP 本體306時，分段徑向鎖350的下段通過BOP本體306中的相應(yīng)徑向 鎖314的表面320徑向向內(nèi)移動，從而使機(jī)罩302與BOP本體306 脫離。用于機(jī)罩組件的旋轉(zhuǎn)滑動底板
再次參照圖1，本發(fā)明的另一重要方面是共同附接到桿70和每個
機(jī)罩組件14的旋轉(zhuǎn)滑動底板74。如前所述，機(jī)罩組件14聯(lián)接到旋轉(zhuǎn) 滑動底板74，而旋轉(zhuǎn)滑動底板74與桿70滑動接合。旋轉(zhuǎn)滑動底板74 調(diào)整為允許機(jī)罩組件14旋轉(zhuǎn)接近其軸向中心線，使得可以接近沖頭 (未顯示)和機(jī)罩組件14以及BOP本體12兩個的內(nèi)部部件，用于維 修以改變沖頭等。
旋轉(zhuǎn)滑動底板74的實施例顯示在圖23和圖24中。旋轉(zhuǎn)滑動底板 74包括旋轉(zhuǎn)滑動底板長桿76和旋轉(zhuǎn)板78。旋轉(zhuǎn)滑動底板長桿76附動 聯(lián)接到桿70。在旋轉(zhuǎn)滑動底板長桿76和桿70之間的滑動附接可以用 例如聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)滑動底板長桿76的直線軸承87達(dá)成。然而，在本技 術(shù)領(lǐng)域中公知的其它附接可以用于本發(fā)明，以形成適合的滑動附接。 此外，軸襯(未顯示)、或直線軸承87和軸襯(未顯示)的組合也可 以用于本發(fā)明。旋轉(zhuǎn)板78旋轉(zhuǎn)地附接到旋轉(zhuǎn)側(cè)安裝長桿76，并共同 附接到機(jī)罩組件14的上表面75。旋轉(zhuǎn)滑動底板74與機(jī)罩組件14的 共同附接基本是在機(jī)罩組件14的軸向中心線處。
桿70設(shè)計為足夠的長度，以允許機(jī)罩組件14脫離BOP本體12， 并滑動遠(yuǎn)離BOP本體12，直到?jīng)_頭(未顯示)完全在側(cè)通道20的外 部為止。此外，可以優(yōu)化旋轉(zhuǎn)滑動底板74共同聯(lián)接到機(jī)罩組件14的 上表面75的附接82的點，使得附接82的點基本接近機(jī)罩組件14的 質(zhì)心。將附接82的點定位為基本接近機(jī)罩組件14的質(zhì)心可減少旋轉(zhuǎn) 機(jī)罩組件14所需要的力以及減少旋轉(zhuǎn)板78經(jīng)受的彎曲應(yīng)力。
旋轉(zhuǎn)板78可以還包括軸承85。例如，軸承85可以共同附接到旋 轉(zhuǎn)滑動底板長桿76，并調(diào)整為承受由機(jī)罩組件14的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的徑向 和軸向載荷。例如，軸承85可以包括徑向軸承和止推軸承(例如，錐 形滾子軸承)的組合。可供選擇地，例如，軸承85可以包括支撐徑向 載荷的滾子軸承以及支撐軸向載荷的止推墊片。然而，在本技術(shù)領(lǐng)域 中公知的其它形式的軸承設(shè)置也可以用于旋轉(zhuǎn)板78。
當(dāng)沖頭(未顯示)完全在側(cè)通道20外時，機(jī)罩組件14可以繞旋轉(zhuǎn)板78的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使得可以接近沖頭(未顯示)和側(cè)通道20， 用于維修、檢査等。在圖23和圖24顯示的實施例中，下機(jī)罩組件14 顯示為相對BOP本體12旋轉(zhuǎn)接近90度，而上機(jī)罩組件14保持與BOP 本體12的鎖緊接合。沖頭墊塊附接點80清晰可見。
圖25顯示了機(jī)罩組件14之一已經(jīng)與BOP本體12脫離并旋轉(zhuǎn)接 近卯度時的BOP IO的頂視圖。如圖所示，沖頭墊塊附接點80清晰 可見，并可以垂直接近。因為現(xiàn)有技術(shù)的包括鉸鏈的機(jī)罩一般繞機(jī)罩 門的邊緣樞軸轉(zhuǎn)動，所以，垂直接近是一個重要的優(yōu)點。因此，例如， 如果下BOP機(jī)罩被卸下螺釘并樞軸打開，則因為上BOP機(jī)罩的本體 在此路徑上，無法垂直接近沖頭。因為可以更容易維修或更換沖頭， 由此減少了維修BOP所需要的時間并增加了進(jìn)行維修的人員的安全 水平，所以，垂直接近沖頭是重要的。此外，例如，垂直接近可以在 上機(jī)罩鎖在其位置(例如，參見圖23-25)的同時，能進(jìn)行下BOP機(jī) 罩的維修。 .
機(jī)罩組件14也可以在相對于側(cè)通道(在圖1中的20)的軸的另 一方向旋轉(zhuǎn)大約90度，從而允許接近180度的旋轉(zhuǎn)。然而，也可以設(shè) 計允許旋轉(zhuǎn)大于或小于180度的其它實施例。旋轉(zhuǎn)滑動底板74的旋轉(zhuǎn) 范圍不是為了限制本發(fā)明的范圍。
由于設(shè)計的簡化并附接到機(jī)罩組件14，所以，旋轉(zhuǎn)滑動底板74 具有優(yōu)點。例如，現(xiàn)有技術(shù)的鉸鏈一般復(fù)雜、很難制造、以及相對較 貴。此外，因為其要承受BOP機(jī)罩的繞位于遠(yuǎn)離機(jī)罩的質(zhì)量中心一定 距離的垂直軸的全部重量，所以，現(xiàn)有技術(shù)的鉸鏈必須堅固。結(jié)果， 施加在鉸鏈上的彎曲力矩很高，而鉸鏈的變形可能導(dǎo)致機(jī)罩的"下垂"。
圖26-31顯示了根據(jù)本發(fā)明的BOP機(jī)罩底板的實施例的視圖。在 每個實施例中，底板設(shè)置為使得BOP機(jī)罩可以與BOP本體脫離，并 在與BOP本體的面大致法向的方向移動遠(yuǎn)離BOP本體，使得沖頭離 開開口。 一旦將沖頭拆除，機(jī)罩就可以樞軸轉(zhuǎn)動、旋轉(zhuǎn)或移動，以允 許更容易接近沖頭。"大致法向"用于表示遠(yuǎn)離BOP以及側(cè)開口的面 所位于的面的那個方向。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，精 確的方向?qū)⒁蕾囉贐OP、機(jī)罩以及側(cè)開口的結(jié)構(gòu)，但方向一般為與BOP本體的面垂直。
圖26顯示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的BOP機(jī)罩底板602的一個實 施例的視圖。BOP 601具有BOP本體603， BOP本體603具有四個側(cè) 開口，例如，側(cè)開口 650。四個BOP機(jī)罩611， 612, 613和614可以 調(diào)整為聯(lián)接到側(cè)開口 。例如，圖26顯示了調(diào)整為在側(cè)開口 650處聯(lián)接 到BOP本體603的BOP機(jī)罩612的視圖。
BOP機(jī)罩底板602也顯示在圖26中。BOP機(jī)罩底板602包括兩 個支撐件621， 622和機(jī)罩安裝件628。 BOP機(jī)罩底板602使BOP機(jī) 罩612在與BOP本體603的面655基本成法向的方向上遠(yuǎn)離BOP本 體603，然后旋轉(zhuǎn)，使得可以更容易更換沖頭(未顯示)。
顯示在圖26中的支撐件621， 622聯(lián)接到BOP本體603。支撐件 621， 622還調(diào)整為允許輪子滾動越過支撐件621， 622的頂部。支撐 件621， 622可以延伸離開BOP本體603足夠遠(yuǎn)的距離，從而BOP機(jī) 罩612從BOP本體603移開使得沖頭(未顯示)離開BOP本體603 和側(cè)開口 650。在此公開中，"離開"BOP本體603和側(cè)開口 650意思 是被移開足夠遠(yuǎn)的范圍使得機(jī)罩可以旋轉(zhuǎn)且不會導(dǎo)致沖頭墊塊和 BOP本體之間的接觸。
機(jī)罩安裝件628可以包括兩個輪擋624， 626以及旋轉(zhuǎn)板630。機(jī) 罩安裝件628的每端設(shè)置一個輪擋。每個輪擋624， 626都包括定位成 在支撐件(621或622)的頂部上滾動的至少一個輪子。雖然不同數(shù)量 的輪子都可以使用而不脫離本發(fā)明的精神，但在圖26顯示的實施例 中，每個輪擋624， 626都包括兩個輪子。
旋轉(zhuǎn)板630可以旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到機(jī)罩安裝件628，并聯(lián)接到機(jī)罩612。 在一些實施例中，旋轉(zhuǎn)板630在接近機(jī)罩安裝件628的中心處旋轉(zhuǎn)聯(lián) 接到機(jī)罩安裝件628。在一些實施例中，旋轉(zhuǎn)板630在機(jī)罩612的質(zhì) 量中心上方聯(lián)接到機(jī)罩612。在一些實施例中，旋轉(zhuǎn)板630可以固定 地聯(lián)接到機(jī)罩安裝件628，并旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到機(jī)罩
根據(jù)實施例顯示在圖26中的機(jī)罩底板602可以方便地檢查和更換 設(shè)置在沖頭活塞651的端部上的沖頭(未顯示)。機(jī)罩612首先與BOP 本體603脫離。機(jī)罩的接合和脫離的方法不是本發(fā)明的部分，且本發(fā)
29明不局限于此方法，接著，機(jī)罩612在與BOP本體603的面655基本 成法向的方向遠(yuǎn)離BOP本體603。機(jī)罩612聯(lián)接到機(jī)罩安裝件628， 而機(jī)罩安裝件628上的輪子使機(jī)罩612能移動遠(yuǎn)離BOP本體603。 一 旦沖頭(未顯示)離開側(cè)開口 650，則機(jī)罩612可以旋轉(zhuǎn)到任意一側(cè)， 使得可以檢查或更換沖頭(未顯示)。
顯示在圖26中的實施例包括兩個支撐件。應(yīng)該理解，可以使用只 有一個支撐件或多于兩個支撐件，而不脫離本發(fā)明的精神。同樣地， 參照圖27A-31B說明的許多實施例都包括兩個支撐件。再次的，應(yīng)該 理解，可以使用只有一個支撐件或多于兩個支撐件，而不脫離本發(fā)明 的精神。
圖26顯示了三個附加的機(jī)罩611， 613和614。與這些機(jī)罩相應(yīng) 的機(jī)罩底板的操作與上述的那個相似。因此，其操作將不再單獨說明。 此外，圖27A-32僅示出一個機(jī)罩和相關(guān)的機(jī)罩底板。應(yīng)該理解，每 個實施例都可以在BOP上使用任何數(shù)量的機(jī)罩。另外，對于本發(fā)明的 每個方面，希望與機(jī)罩的任何聯(lián)接都接近其質(zhì)心或沿中心軸。雖然對 本發(fā)明的某些實施例沒有具體說明，但實施例可以包括這樣的聯(lián)接。
圖27A顯示了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)罩底板701的頂視圖。機(jī)罩605顯 示從BOP本體退出，使得沖頭墊塊607離開BOP本體603。機(jī)罩605 聯(lián)接到機(jī)罩安裝件703，機(jī)罩安裝件703可移動地聯(lián)接到兩個支撐件 711， 712上。機(jī)罩安裝件703是通過兩個側(cè)墊塊706， 707可移動地 聯(lián)接到支撐件711， 712。側(cè)墊塊706， 707可以包括直線軸承(如圖 23所示)、輪擋(如圖26所示)、或任何其它的可以使機(jī)罩605和機(jī) 罩安裝件703在與BOP本體603的面基本成法向的方向上移動遠(yuǎn)離 BOP本體603的適合的聯(lián)接。
機(jī)罩605可以由機(jī)罩聯(lián)接器705剛性地固定到機(jī)罩安裝件703。 可供選擇地，如上述參照圖23和圖26的說明，機(jī)罩605可以通過旋 轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到機(jī)罩安裝件703。
支撐件711， 712可以鉸鏈地聯(lián)接到BOP本體603。圖27A顯示 了支撐件711通過鉸鏈708鉸鏈地聯(lián)接到BOP本體603的視圖。同樣 地，支撐件712顯示為通過鉸鏈709鉸鏈地聯(lián)接到BOP本體603。鉸鏈708， 709使支撐件711， 712樞軸轉(zhuǎn)動，使得機(jī)罩在水平方向移動。
圖27B顯示根據(jù)本發(fā)明此方面的機(jī)罩底板701的側(cè)視圖。機(jī)罩605 由支撐件711， 712吊掛(只有支撐件711顯示在圖27B的側(cè)視圖中)。 機(jī)罩安裝件703旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到側(cè)墊塊706， 707的每個(只有側(cè)墊塊707 顯示在圖27B的側(cè)視圖中)。圖27B顯示側(cè)墊塊707在樞軸點715旋 轉(zhuǎn)聯(lián)接到機(jī)罩安裝件703。雖然沒有顯示在圖27B中，但應(yīng)該理解， 機(jī)罩安裝件703同樣聯(lián)接到側(cè)墊塊706。
圖27C顯示了具有樞軸到一側(cè)的支撐件711 ， 712的機(jī)罩底板701 ， 使得更易于接近沖頭墊塊607以用于檢査和更換。支撐件711， 712 在其鉸鏈聯(lián)接到BOP本體603的點處樞軸轉(zhuǎn)動。在顯示在圖27C中 的實施例中，支撐件711由鉸鏈708聯(lián)接到BOP本體，支撐件712 由鉸鏈709聯(lián)接到BOP本體。鉸鏈聯(lián)接708、 709，以及側(cè)墊塊706， 707的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接能讓機(jī)罩605水平擺動遠(yuǎn)離BOP本體603，使得容易 接近沖頭墊塊607。
圖27A-27C顯示的實施例包括使機(jī)罩水平移動的機(jī)罩底板。在一 些實施例中(未顯示)，機(jī)罩底板使機(jī)罩垂直移動。在此實施例中，支 撐件可以鉸鏈聯(lián)接到BOP本體，使得其在上或下方向樞軸轉(zhuǎn)動。例如， 如果可以從BOP本體的上方或下方更容易檢查或更換沖頭墊塊，則這 也將是一個優(yōu)點。
圖28A-28C顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的機(jī)罩底板801。機(jī)罩605聯(lián) 接到BOP本體603，使得機(jī)罩605可以在與BOP本體603的面基本 成法向的方向上移動遠(yuǎn)離BOP本體603。 一旦沖頭墊塊607離開BOP 本體603，則機(jī)罩605就可以在垂直平面旋轉(zhuǎn)，使得機(jī)罩603面對另 一方向。
圖28A顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的機(jī)罩底板801。機(jī)罩605可以通 過兩個支撐件807， 808、兩個運動墊塊803， 805、以及兩個機(jī)罩旋轉(zhuǎn) 件810， 811聯(lián)接到BOP本體603。
支撐件807， 808通過本技術(shù)領(lǐng)域公知的任何裝置聯(lián)接到BOP本 體603。在一些實施例中，支撐件807、 808被固定聯(lián)接到BOP本體 603上。運動墊塊803移動地聯(lián)接到支撐件807，而運動墊塊805移動地聯(lián)接到支撐件808。運動墊塊803， 805調(diào)整為沿支撐件的長度移動。
在一些實施例中，支撐件807， 808包括支撐桿，而運動墊塊803， 805包括調(diào)整為沿支撐桿的長度滑動的直線軸承或軸襯。在另一實施 例中，運動墊塊803， 805的每個都包括至少一個輪子，而支撐件807， 808調(diào)整為具有至少一個沿支撐件807， 808的頂部滾動的輪子。
機(jī)罩605可以通過兩個旋轉(zhuǎn)件810,811聯(lián)接到運動墊塊803， 805。 旋轉(zhuǎn)件810聯(lián)接到機(jī)罩605和運動墊塊803。第二旋轉(zhuǎn)件811聯(lián)接到 機(jī)罩605的另一側(cè)，并聯(lián)接到運動墊塊803。旋轉(zhuǎn)件810， 811以這樣 方式聯(lián)接以便使機(jī)罩605能繞水平軸旋轉(zhuǎn)。這可以通過將旋轉(zhuǎn)件810， 811固定聯(lián)接到機(jī)罩605，并將旋轉(zhuǎn)件810， 811旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到運動墊塊 803， 805來實現(xiàn)。相反地，旋轉(zhuǎn)件810， 811可以固定聯(lián)接到運動墊 塊803， 805，并旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到機(jī)罩605?？梢栽O(shè)計其他裝置將機(jī)罩可移 動地及旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到支撐件，而不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，所 有的聯(lián)接都可以是旋轉(zhuǎn)聯(lián)接。
圖28B顯示根據(jù)顯示在圖28A中的本發(fā)明的實施例的機(jī)罩底板 801的側(cè)視圖。支撐件807， 808 (只有支撐件807顯示在圖28B的側(cè) 視圖中)可以與機(jī)罩603的水平軸對齊。運動墊塊803， 805 (只有運 動墊塊803顯示在圖28B的側(cè)視圖中)和旋轉(zhuǎn)件(圖28A中的810 和811)可以接近機(jī)罩603的質(zhì)量中心排列。
圖28C顯示圖28A和圖28B中顯示的本發(fā)明的實施例的機(jī)罩底 板801的頂視圖。機(jī)罩605在垂直平面旋轉(zhuǎn)180°，使得沖頭墊塊607 面對并遠(yuǎn)離BOP本體603。在此位置處，可以接近沖頭墊塊607，用 于檢査和更換。
圖28D顯示機(jī)罩底板801的側(cè)視圖，機(jī)罩底板801具有旋轉(zhuǎn)的機(jī) 罩605，使得沖頭墊塊607面對并遠(yuǎn)離BOP本體603。機(jī)罩可以從初 始位置在任一方向上旋轉(zhuǎn)(如圖28B所示)。在一些實施例中，機(jī)罩 底板801可以包括鎖緊機(jī)構(gòu)，其將機(jī)罩605鎖緊在與BOP本體603 中的側(cè)開口 650聯(lián)接、或在旋轉(zhuǎn)180°的用于檢查和更換的適當(dāng)位置。 另外，根據(jù)本發(fā)明此方面的機(jī)罩底板801具有鎖緊機(jī)構(gòu)，其調(diào)整為將 機(jī)罩鎖緊在90°的位置，即，沖頭墊塊607指向上或下的位置。例如，如果情況使得從上方或下方檢查沖頭墊塊607較為有利，則此位置將
是理想的。
圖29A-29D顯示根據(jù)本發(fā)明的機(jī)罩底板901的視圖。機(jī)罩605通 過至少三個支撐件911， 912， 913聯(lián)接到BOP本體603，至少兩個911 ， 912鉸鏈聯(lián)接到BOP本體605。
圖29A顯示根據(jù)本發(fā)明此實施例的機(jī)罩底板901的頂視圖。機(jī)罩 605顯示為與BOP本體603接合，而沖頭墊塊607顯示為位于BOP 本體603內(nèi)。機(jī)罩605通過機(jī)罩安裝件915、垂直機(jī)罩支撐件921、以 及三個支撐件911， 912， 913 (參見圖29B和29C，支撐件912在圖 29A的頂視圖中未顯示)聯(lián)接到BOP本體603。
圖29B顯示機(jī)罩底板卯1的端視圖。機(jī)罩605通過機(jī)罩支撐板919 聯(lián)接到機(jī)罩安裝件915。在一些實施例中，雖然機(jī)罩支撐板919可以 包括旋轉(zhuǎn)聯(lián)接，但機(jī)罩支撐板919包括旋轉(zhuǎn)聯(lián)接，而不脫離本發(fā)明的 精神。
在一側(cè)上，機(jī)罩安裝件915聯(lián)接到垂直機(jī)罩支撐件921。在另一 側(cè)上，機(jī)罩安裝件915聯(lián)接到運動墊塊917。機(jī)罩安裝件915顯示為 由運動墊塊917懸掛，但其它聯(lián)接形式也可以在本發(fā)明的實施例中使用。
仍然參照圖29B，支撐件911和912聯(lián)接到在側(cè)幵口 650的一側(cè) 上的BOP本體603。垂直機(jī)罩支撐件921移動地聯(lián)接到靠近垂直機(jī)罩 支撐件921的頂部的支撐件911，而垂直機(jī)罩支撐件921可移動地聯(lián) 接到靠近垂直機(jī)罩支撐件921的底部的支撐件912。運動墊塊917可 移動地聯(lián)接到支撐件913。
從圖29A和圖29D可以看出，支撐件可以為不同的長度。支撐件 911和912具有充足的長度，使得沖頭墊塊與BOP本體603的面基本 成法向移動，使得沖頭墊塊607離開BOP本體603。另一方面，側(cè)支 撐件913的長度可選擇為使得當(dāng)機(jī)罩605移動遠(yuǎn)離BOP本體603時， 運動墊塊917移動經(jīng)過支撐件913的端部。這樣做，運動墊塊917變 為與側(cè)支撐件913分離。
支撐件911和912可以鉸鏈聯(lián)接到BOP本體603。如圖29A和29D所示，支撐件911鉸鏈聯(lián)接到BOP本體603。鉸鏈的聯(lián)接可以包 括鉸鏈923。同樣地，如圖29C所示，支撐件912鉸鏈聯(lián)接到BOP本 體603。聯(lián)接可以包括鉸鏈924。
從圖29D可以看出， 一旦運動墊塊917變?yōu)榕c支撐件913分離， 則剩余的支撐件911 ， 912和機(jī)罩605可自由地樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離BOP本體603 。 在一些實施例中，機(jī)罩底板卯l包括防止支撐件911和912以及機(jī)罩 轉(zhuǎn)動經(jīng)過對準(zhǔn)的位置的擋塊。通過繞支撐件911和912的鉸鏈聯(lián)接的 樞轉(zhuǎn)，沖頭墊塊607變得更容易被接近，以便進(jìn)行檢査和更換。
如圖29A所示，為了更換接合位置的機(jī)罩，機(jī)罩605可以朝向 BOP本體603向后樞轉(zhuǎn)。在一些實施例中，機(jī)罩底板卯l包括防止支 撐件911和912和機(jī)罩樞轉(zhuǎn)經(jīng)過對齊位置的擋塊。然后，運動墊塊917 可以與支撐件913重新聯(lián)接，而機(jī)罩605可以基本平行于側(cè)開口 650 的軸而移向BOP本體603。
應(yīng)該注意，根據(jù)本發(fā)明此實施例的機(jī)罩底板901可以不包括第三 支撐件913。在此情況下，機(jī)罩安裝件915將不與任何支撐件聯(lián)接。 機(jī)罩605可以移動遠(yuǎn)離BOP本體603，然后一旦沖頭墊塊607離開 BOP本體603，機(jī)罩605就樞轉(zhuǎn)。
圖30A-30C顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例的三個樞軸鉸鏈機(jī)罩底板 1001。三個樞軸鉸鏈機(jī)罩底板1001使機(jī)罩605在與BOP本體603的 面基本成法向的方向上移動遠(yuǎn)離BOP本體603，使得沖頭墊塊607離 開BOP本體603。
圖30A顯示機(jī)罩605與BOP本體603接合的頂視圖。沖頭墊塊 607設(shè)置在BOP本體603內(nèi)。機(jī)罩605也通過三個樞軸鉸鏈機(jī)罩底板 1001聯(lián)接到BOP本體603。根據(jù)本發(fā)明此實施例的三個樞軸鉸鏈機(jī)罩 底板1001可以包括兩個鉸鏈件1015， 1017和三個樞軸點1021， 1022， 1023。
第一鉸鏈件1015可以在機(jī)罩鉸鏈連接器1013處聯(lián)接到機(jī)罩605。 機(jī)罩聯(lián)接可以包括鉸鏈1023。第二鉸鏈件可以在BOP鉸鏈連接器1011 處鉸鏈聯(lián)接到BOP本體603。 BOP鉸鏈聯(lián)接可以包括鉸鏈1021。第 一鉸鏈件1015和第二鉸鏈件1017可以彼此鉸鏈聯(lián)接，每個都在其分別聯(lián)接到機(jī)罩605和BOP本體603的相對端。在第一鉸鏈件1015和 第二鉸鏈件1017之間聯(lián)接的鉸鏈件也可以是鉸鏈1022。
如圖30A所示，當(dāng)機(jī)罩605與BOP本體603接合時，鉸鏈件1015， 1017形成角度。這樣使BOP本體603在與BOP本體603的面基本成 法向的方向上移動遠(yuǎn)離BOP本體603。圖30B顯示機(jī)罩移動遠(yuǎn)離BOP 本體603，使得沖頭墊塊607離開BOP本體603的視圖。當(dāng)機(jī)罩遠(yuǎn)離 BOP本體603移動時，鉸鏈件1015， 1017可以在鉸鏈1021和1023 之間形成直線。隨著沖頭墊塊607離開BOP本體603，機(jī)罩605可以 在任何鉸鏈1021， 1022， 1023處樞轉(zhuǎn)離開BOP本體603。圖30C顯 示了機(jī)罩605的頂視圖，其通過繞鉸鏈1021樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離BOP本體603。
在一個或多個實施例(未顯示)中，鉸鏈機(jī)罩底板可以包括鉸鏈 聯(lián)接到BOP本體和機(jī)罩的單個件。所述單個件可以線性延伸，使得機(jī) 罩可以沿側(cè)開口的軸移動遠(yuǎn)離BOP本體。 一旦移開，則機(jī)罩可以在任 何的鉸鏈聯(lián)接處樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離BOP本體。
圖31A和31B顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的機(jī)罩底板1101 的視圖。在顯示的實施例中，支撐件1109， 1111可移動地聯(lián)接到BOP 本體603，并可以固定地聯(lián)接到機(jī)罩605。
圖31A顯示了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)罩底板1101的實施例的頂視圖。 機(jī)罩605可以在聯(lián)接點1117聯(lián)接到機(jī)罩安裝件1103。在一些實施例 中，機(jī)罩605旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到機(jī)罩安裝件1103。在一個實施例中，聯(lián)接點 H17包括旋轉(zhuǎn)板。
機(jī)罩安裝件1103可以在機(jī)罩安裝件1103的相對端處聯(lián)接到支撐 件1109， 1111。端墊塊1107可以設(shè)置在機(jī)罩安裝件1103的至少一端 處。端墊塊1107可以聯(lián)接到支撐件1109。第二端墊塊1105可以設(shè)置 在機(jī)罩安裝件1103的第二端處。第二端墊塊1105可以聯(lián)接到支撐件 1111。在一些實施例中，機(jī)罩安裝件1103可以固定聯(lián)接到支撐件1109， 1111。
支撐件1109， 1111可以可移動地聯(lián)接到BOP本體603。 BOP本 體603可以包括支撐墊塊1109， 1111，其可以移動地聯(lián)接到支撐件 1109， 1111。在一個實施例中，支撐墊塊1113， 1115包括直線軸承，并調(diào)整為允許支撐墊塊1109， 1111滑進(jìn)和滑出支撐墊塊1113， 1115。 圖31B示出機(jī)罩底板1101，其中機(jī)罩605移動遠(yuǎn)離BOP本體而 沖頭墊塊607離開BOP本體603。與BOP本體603相比，支撐件1109， 1111 一直隨著機(jī)罩605移動。在一些實施例中，機(jī)罩605旋轉(zhuǎn)聯(lián)接到 機(jī)罩安裝件1103， 一旦沖頭墊塊607離開BOP本體，機(jī)罩605就可 旋轉(zhuǎn)。
有利的是，即使在機(jī)罩與BOP本體接合時，根據(jù)本發(fā)明此實施例 的機(jī)罩底板不需要具有延伸經(jīng)過機(jī)罩的支撐件。當(dāng)機(jī)罩與BOP本體接 合時，因為支撐件不延伸經(jīng)過機(jī)罩，所以，根據(jù)此實施例的底板需要 的空間很少。
圖32顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的機(jī)罩底板1201的實施例的側(cè) 視圖。在此實施例中，支撐件不聯(lián)接到BOP本體603。本技術(shù)領(lǐng)域中 的普通技術(shù)人員應(yīng)該意識到，在此說明的其它實施例可以應(yīng)用在支撐 件不聯(lián)接到BOP本體603的情況中。
機(jī)罩605顯示為移動遠(yuǎn)離BOP本體603，使得沖頭墊塊607離開 BOP本體603。機(jī)罩605可以聯(lián)接到垂直支撐件1207。在一些實施例 中，垂直支撐件1207在旋轉(zhuǎn)點1209旋轉(zhuǎn)到機(jī)罩605。旋轉(zhuǎn)機(jī)罩605 使得更容易接近沖頭607。在其它實施例中，垂直支撐件1207可釋放 地聯(lián)接到機(jī)罩605。當(dāng)垂直支撐件1207可釋放地聯(lián)接到機(jī)罩605時， 垂直支撐件1207可以與機(jī)罩605分離，并可以用于與另一機(jī)罩(未顯 示)連接。
支撐件1203可以位于靠近機(jī)罩605的位置，使得垂直支撐件1207 聯(lián)接到支撐件1203。在一些實施例中，垂直支撐件1207包括調(diào)整為 沿支撐件1203滾動的至少一個輪1205。在一些實施例中，支撐件1203 為軌道。
支撐件1203可以由本技術(shù)領(lǐng)域中公知的任何裝置支撐。用于支撐 件1203的支撐裝置其目的不是限制本發(fā)明。作為實例，圖32顯示了 聯(lián)接到支撐支柱1213和BOP堆疊框架1215的支撐件1203。
有利的是，本發(fā)明的實施例可以提供更牢固的機(jī)罩鎖緊設(shè)備。另 外，實施例可以允許更容易地維修BOP，且更容易地更換沖頭。本發(fā)明的實施例可以減少維修BOP所需要的時間，并提高進(jìn)行維修的人員 的安全水平。
盡管已經(jīng)相對有限數(shù)量的實施例進(jìn)行了說明，但獲得此公開內(nèi)容 的利益的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識到，也可以設(shè)計其它實施例而不脫 離在此公開的本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍只由附屬權(quán)利要求 限制。
權(quán)利要求
1. 一種機(jī)罩鎖緊設(shè)備，包括分段徑向鎖，所述分段徑向鎖設(shè)置在機(jī)罩周圍并構(gòu)造為接合設(shè)置在一防噴裝置的本體中的相應(yīng)徑向鎖；至少一個彈簧，其構(gòu)造為將分段徑向鎖的至少一段偏壓在鎖緊位置；支撐套管，所述支撐套管設(shè)置在機(jī)罩的周圍，其中至少一部分支撐套管構(gòu)造為保證分段徑向鎖與設(shè)置在防噴裝置的本體中的所述相應(yīng)的徑向鎖接合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其中所述支撐套管包括 八段。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其中所述分段徑向鎖的 外表面構(gòu)造為接觸防噴裝置的本體中的一開口的表面，從而徑向向內(nèi) 移動徑向鎖的所述至少一段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其中分段徑向鎖的至少 一段構(gòu)造為通過重力徑向向外延伸成與設(shè)置在防噴裝置的本體中的所 述相應(yīng)的徑向鎖接合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)罩鎖緊設(shè)備，還包括設(shè)置在機(jī)罩的密 封托架上的機(jī)罩密封。
6. —種機(jī)罩鎖緊設(shè)備，包括-.分段徑向鎖，所述分段徑向鎖設(shè)置在機(jī)罩周圍，并構(gòu)造為接合設(shè) 置在一防噴裝置的本體中的相應(yīng)徑向鎖；至少一個彈簧，其構(gòu)造為將分段徑向鎖的至少一段偏壓在解鎖位置；一致動器套管的第一致動件，所述致動器套管的第一致動件構(gòu)造 為將分段徑向鎖的至少第一段延伸成與設(shè)置在防噴裝置的本體中的相 應(yīng)的徑向鎖接合；以及所述致動器套管的第二致動件，所述致動器套管的第二致動件構(gòu) 造為將分段徑向鎖的至少第二段延伸成與設(shè)置在防噴裝置的本體中的所述相應(yīng)的徑向鎖接合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其中分段徑向鎖的至少 一段構(gòu)造為通過重力徑向向外延伸成與設(shè)置在防噴裝置的本體中的所 述相應(yīng)的徑向鎖接合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其中第一致動件定位于分段徑向鎖的至少第一段的徑向向內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其中第二致動件定位于 分段徑向鎖的至少第二段的徑向向內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其中致動器套管的第 一致動件和第二致動件被垂直平面、水平平面以及對角線平面中的至 少一個分開。
11. 一種將機(jī)罩鎖緊到防噴裝置的方法，所述方法包括 在機(jī)罩周圍裝配分段徑向鎖，其中徑向鎖的至少一段被朝向鎖緊位置偏壓；將機(jī)罩插入防噴裝置的一開口中，其中分段徑向鎖的外表面接觸 所述開口的表面，從而徑向向內(nèi)移動分段徑向鎖的所述至少一段，直 到分段徑向鎖的所述至少一段徑向向外延伸成與設(shè)置在防噴裝置的本 體中的相應(yīng)的徑向鎖接合為止；以及將支撐套管定位在這樣的位置，其中支撐套管的至少一部分在分 段徑向鎖的徑向向內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，還包括將分段徑向鎖的至少一個下段通過重力移動成與設(shè)置在防噴裝置內(nèi)的所述相應(yīng)的徑向鎖接 合。
13. —種將機(jī)罩鎖緊到防噴裝置的方法，所述方法包括將設(shè)置在機(jī)罩周圍的分段徑向鎖的至少一段朝向解鎖位置偏壓； 將機(jī)罩插入防噴裝置的一開口中，直到分段徑向鎖徑向鄰接設(shè)置 在防噴裝置內(nèi)的相應(yīng)的徑向鎖為止；定位第一致動件與分段徑向鎖的至少第一段接觸，其中第一致動 件的至少一部分將朝向解鎖位置偏壓的分段徑向鎖的至少第一段徑向 向外延伸成與防噴裝置中的所述相應(yīng)徑向鎖接合；以及定位第二致動件與分段徑向鎖的至少第二段接觸，其中第二致動 件的至少一部分將朝向解鎖位置偏壓的分段徑向鎖的至少第二段徑向 向外延伸成與防噴裝置中的所述相應(yīng)的徑向鎖接合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括將分段徑向鎖的至少一 個下段通過重力移動成與設(shè)置在防噴裝置內(nèi)的所述相應(yīng)的徑向鎖接
全文摘要
公開一種機(jī)罩鎖緊設(shè)備，其包括設(shè)置為環(huán)繞機(jī)罩并接合設(shè)置在防噴裝置的本體中的相應(yīng)徑向鎖的分段徑向鎖、將分段徑向鎖的至少一段偏置在鎖緊位置的至少一個彈簧、以及設(shè)置在機(jī)罩周圍的支撐套管，其中支撐套管的至少一部分保證分段徑向鎖與設(shè)置在防噴裝置的本體中的相應(yīng)徑向鎖接合。還公開了一種將機(jī)罩鎖緊到防噴裝置的方法，包括在機(jī)罩周圍裝配分段徑向鎖，其中徑向鎖的至少一段朝向鎖緊位置偏置，將機(jī)罩插入到防噴裝置的開口中，其中分段徑向鎖的外表面接觸開口的表面，從而徑向向內(nèi)移動分段徑向鎖的至少一段，直到分段徑向鎖的至少一段徑向向外延伸成與設(shè)置在防噴裝置中的相應(yīng)徑向鎖接合為止，以及將支撐套管定位在其中至少一部分支撐套管在分段徑向鎖徑向向內(nèi)的位置。
文檔編號E21B33/00GK101415904SQ200780009884
公開日2009年4月22日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者愛德華茲·瑞安·亨普希爾, 邁克爾·韋恩·貝爾肯霍夫 申請人:海德爾美國制造有限責(zé)任公司