專利名稱：用于從海底立管中釋放流體的設(shè)備、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海底鉆井領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
可以從在海平面下方鉆出的油井中生產(chǎn)出碳?xì)浠衔?。在普通的海淀鉆井中，立管包含有也被稱為鉆井管的鉆桿柱。鉆探泥漿柱從海上鉆機行進(jìn)轉(zhuǎn)過鉆桿柱并且向下行進(jìn)至所要鉆探的井眼底部。鉆探泥漿然后隨著切屑一起在立管的環(huán)狀空間區(qū)域中沿著鉆桿柱的外側(cè)向上返回至鉆機。為了在深海環(huán)境中鉆探出海底鉆井，可以采用被稱為雙梯度鉆井的鉆探技術(shù)。雙梯度鉆井為采用在鉆桿柱中向下流向井眼的鉆探泥漿的鉆探技術(shù)。它采用了鉆探泥漿返回通道，該通道沒有跟隨環(huán)狀空間，而是沿著不同的路徑行進(jìn)。在雙梯度鉆井中，可以在下海上立管包上方采用海底旋轉(zhuǎn)設(shè)備。海底旋轉(zhuǎn)設(shè)備用來密封在立管和鉆桿柱之間的環(huán)狀空間。這使得在海底旋轉(zhuǎn)設(shè)備下方在環(huán)狀空間區(qū)域中的鉆探泥漿與在海底旋轉(zhuǎn)設(shè)備上方在環(huán)狀空間區(qū)域中所采用的海水或海水等同流體分開。在海底環(huán)境中鉆探時，有時需要進(jìn)行下海上立管包與位于海底附近的防井噴管組緊急脫開。緊急脫開例如可以在海況導(dǎo)致大海浪、風(fēng)或氣流的惡劣氣候期間進(jìn)行。在雙梯度鉆探操作期間的緊急脫開可以使得海水或海水等同流體陷入在立管內(nèi)。在惡劣氣候條件期間具有自由懸掛的立管的鉆探船由于懸掛在船上的立管的重量相當(dāng)大而存在挑戰(zhàn)。船在大風(fēng)暴中上下起伏，并且這種懸掛的立管可以豎直上、下運動，從而在立管上產(chǎn)生應(yīng)力，并且可能造成立管故障和丟失。在這些情況下，最好減小立管的重量或質(zhì)量。陷入在立管中的海水或海水等同流體給立管增加了額外的重量和質(zhì)量，這是不理想的。非常期望提供在立管脫開的情況中可靠地排出海水或海水等同流體的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。本發(fā)明涉及這些操作挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明披露了一種用于從海上立管組件中釋放出流體的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。在一個實施方案中，本發(fā)明用于盡可能靠近立管的下端釋放出流體。有時也被稱為傾卸接頭設(shè)備或“RDJ”的設(shè)備可以包括限定內(nèi)部空間和外部區(qū)域的外殼。外殼可以包括用于在海上立管組件中的相應(yīng)密封連接部的第一和第二端部。外殼其內(nèi)部空間由中央空腔限定，該中央空腔用于讓鉆桿柱和相關(guān)的工具、殼體或密封件通過。另外，外殼可以包括至少一個用于讓流體離開的端口。第一門設(shè)置成與外殼結(jié)構(gòu)配合，第一門可以從限制流體流通過端口的密封位置(i)向便于流體流通過端口從內(nèi)部空間流向外殼的外部區(qū)域的打開位置(ii)運動。第一促動器組件可以與第一門連接，并且構(gòu)成為根據(jù)信號或液壓力使得第一門從密封位置向打開位置運動。第一促動器組件可以液壓或機械地操作。在本發(fā)明的一個實施方案中，第一促動器組件可以設(shè)置成與所存儲的液壓流體流體地連通。促動器組件可以具有至少一個閥或其它可操作的限流裝置。該閥可以構(gòu)成為根據(jù)信號或壓力脈沖打開以便于高壓液壓流體流使得第一門向打開位置運動。該設(shè)備可以包括與外殼結(jié)構(gòu)配合的第二門。第二門可以與第一門獨立地控制，并且可以選擇地從限制流體流通過端口的密封位置(i )向便于流體流通過端口從內(nèi)部空間流向外殼的外部區(qū)域的打開位置(ii)運動。該設(shè)備還可以包括第二促動器組件，其與第二門連接并且構(gòu)成為根據(jù)信號或液壓力使得第二門從密封位置向打開位置運動。在另一個實施方案中，可以采用第三門，其中第三門與第三促動器組件連接。第四門可以與第四促動器組件連接。同樣可以采用其它門。在本發(fā)明的一個實施方案中，第一和第三門設(shè)置在外殼的大致相對的側(cè)面上以便按照有效的方式從設(shè)備的外殼中釋放出水。第二和第四門同樣可以設(shè)置在外殼的大致相對 側(cè)面上，從而如果由于任何原因而不應(yīng)該配置和促動任一個促動器組件，則仍然可以從外殼中釋放出鉆探流體(或海水等同流體)。這樣，可以給本發(fā)明的設(shè)備和系統(tǒng)提供冗余度，以確保即使在一部分系統(tǒng)不能如計劃一樣操作的情況下流體也能夠從外殼釋放出。任意數(shù)量的門在與鉆井緊急脫開的情況下可以采用第一組促動器組件。一個或多個控制系統(tǒng)可以在與鉆井緊急脫開的情況下促動這些促動器組件組，由此便于冗余操作。一個控制系統(tǒng)的故障仍然會導(dǎo)致鉆探流體從外殼中以足夠的量釋放出，只要第二控制系統(tǒng)按照單獨的方式使用。外殼可以為圓筒形或六邊形，但是不應(yīng)該在布置選擇方面受到限制。在本發(fā)明的另一個方面，第一組門可以沿著外殼的周邊間隔開分布，并且每個都與第一組促動器組件連接。另外，在其它實施方案中，第二、第四和第六門可以間隔開分布在外殼上，并且與第二組促動器組件連接。在本發(fā)明的另一個實施方案中，外殼的第一端部可以用于與立管接頭連接。外殼的第二端部可以用于與海底旋轉(zhuǎn)設(shè)備連接或者與另一個立管部分或另一個設(shè)備連接。本發(fā)明披露了用于從立管組件中釋放出流體的設(shè)備。立管組件可以用于與設(shè)置在海面上方的鉆探結(jié)構(gòu)連接。立管組件可以構(gòu)成為在海面下方延伸至下海上立管包(“LMRP”)或類似結(jié)構(gòu)。LMRP通常在海底井口的頂部附近安裝在防噴裝置(“B0P”)上。在本發(fā)明的一個實施方案中，BOP和/或LMRP可以構(gòu)成為在促動BOP時給促動系統(tǒng)傳輸高壓液壓流體。這可以在促動BOP以在緊急情況下關(guān)閉井口時進(jìn)行。在該情況下，立管變得脫開，并且在這方面，如在下面所披露的一樣可以通過促動一個或多個門來滿足從立管中釋放出流體的需求。在本發(fā)明的一些實施方案中，第一組門還包括作為其結(jié)構(gòu)的一部分的孔。這些孔可以在第一組門處于打開位置中時設(shè)置成與外殼的端口對準(zhǔn)?？梢栽O(shè)置第二組門，該第二組門可以與外殼結(jié)構(gòu)配合。第二組門可以選擇地從限制流體流流過端口的密封位置和便于流體流通過端口從內(nèi)部空間流向外殼的外部區(qū)域的打開位置運動。第二組門還可以采用用于與相應(yīng)端口對準(zhǔn)的孔。本發(fā)明可以包括用于接收鉆桿柱的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以懸掛在鉆探結(jié)構(gòu)例如鉆探船、浮動平臺、頂起平臺或其它結(jié)構(gòu)上。該系統(tǒng)可以包括立管，該立管構(gòu)成為用于輸送鉆探流體。另外，該系統(tǒng)可以與立管密封連接。還提供了用于在立管與鉆井緊急脫開的情況下從鉆探立管中釋放出流體的方法。該方法可以包括提供與立管密封連接的流體釋放設(shè)備的步驟，該流體釋放設(shè)備包括限定內(nèi)部空間和外部區(qū)域的外殼。在該方法中所采用的設(shè)備還可以包括至少一個端口和與端口結(jié)構(gòu)配合的門。該門可以從阻擋流體流流過端口的密封位置運動到便于流體流流過端口的打開位置。另外，第一促動器組件使得門從密封位置向打開位置運動。另外，可以促動第一促動器組件以使得門運動到打開位置。流體然后可以從立管的內(nèi)部空間通過端口運動到立管的外部區(qū)域。在一些情況下，第一促動器組件可以進(jìn)行液壓操作。如果采用液壓件，則液壓流體可以與促動器組件連通。促動器還可以包括至少一個閥。在促動步驟期間，可以通過壓力或其它部件來打開這種閥以便于高壓液壓流體流使得第一門朝著打開位置運動?？梢圆捎枚鄠€端口。同樣可以設(shè)置第二門。第二門可以從覆蓋著至少一個端口的密封位置向便于流 體流流過至少一個端口的打開位置運動。在本發(fā)明的實施中可以采用任意數(shù)量的門。一個或多個控制系統(tǒng)可以構(gòu)成為接收信號并且在立管與鉆井緊急脫開時促動促動器組件。


下面將參照下面的一個或多個附圖來對本發(fā)明進(jìn)行說明圖I顯示出用于實施本發(fā)明的系統(tǒng)和設(shè)備的總體視圖。圖2A顯示出門處于打開位置中的本發(fā)明傾卸接頭裝置。圖2B顯示出門處于打開位置中的圖2B的傾卸接頭裝置，便于流體從設(shè)備中釋放出。圖3顯示出圖2A的設(shè)備的剖視圖。圖4為示意圖，顯示出控制本發(fā)明的門的一種方式。圖5A為傾卸接頭裝置的外殼的局部圖，涉及門結(jié)構(gòu)和促動器組件的一個實施方案，其中門顯示出處于關(guān)閉位置，并且為了例舉說明拆除了其它部件和門。圖5B顯示出圖5A的設(shè)備，其中門顯示出處于打開位置中以從外殼中釋放出流體。圖6為在圖2A-5A中所示的本發(fā)明實施方案中的促動器組件的剖視圖。圖7為如由圖3進(jìn)一步所示的門的特寫圖。圖8A為其中門處于關(guān)閉位置中的傾卸接頭裝置的第二實施方案。圖SB顯示出圖8A的傾卸接頭裝置的第二實施方案，除了門顯示出處于關(guān)閉位置中。圖9A以剖視圖顯示出圖8A的傾卸接頭裝置的第二實施方案。以及圖9B以剖視圖顯示出圖8B的傾卸接頭裝置的第二實施方案。
具體實施例方式雖然在一個或多個詳細(xì)實施方案中顯示出本發(fā)明，但是要知道的是，可以根據(jù)在這里書面說明的范圍設(shè)想并且配置本發(fā)明的其它實施方案，并且本發(fā)明不只限于在這些附圖中所示的那些實施方案。
在圖I中，鉆探船20顯示出具有塔架22，鉆探船20設(shè)置在水體23中。在塔架22上懸掛著立管24和海上立管組件29。傾卸接頭裝置25 (“RDJ”)內(nèi)置為立管24的一部分，并且與海底旋轉(zhuǎn)裝置26 (“SRD”)連接。另外，還顯示出固體處理單元28 (“SPU”)，這減小了在海底鉆井的鉆探期間產(chǎn)生出的固體切屑的尺寸。在固體處理單元28下面為位于設(shè)置在海底34附近的防噴裝置32 (“B0P”)頂部的泥漿提升泵和下海上立管包30 (“LMRP”)?？刂乒芫€36從防噴裝置32或LMRP30延伸至傾卸接頭裝置25，如下面所述一樣。雖然在這里所示和所述的系統(tǒng)適用于雙梯度鉆探，但是應(yīng)該指出的是，本發(fā)明可以用于在普通或雙梯度鉆探中在適當(dāng)變型的情況下從立管中釋放出流體。在緊急脫開的情況下，下海上立管包30可以與防噴裝置32脫開，這使得具有相關(guān)硬件的立管24能夠自由地懸掛在船下面。在緊急脫開之后，可以通過傾卸接頭裝置24從 立管的內(nèi)部釋放出流體。圖2A顯示出具有處于關(guān)閉位置中的門50a_f (也參見圖3)的傾卸接頭裝置25的視圖。要指出的是，在圖2A中沒有看到所有門50a-f，但是可以在圖3中看到門50a_f。外殼40顯示出具有外部區(qū)域41和內(nèi)部空間42。內(nèi)部空間42 (參見圖3)通常在鉆探操作期間填充有流體，這可以包括鉆探泥漿，或者在雙梯度鉆探的情況下可以包括海水或與海水等同的流體。外殼40包括第一端部43和第二端部44，并且這些端部43-44中的每一個適用于分別通過上立管凸緣62和下立管凸緣63凸緣連接在立管柱內(nèi)。門50a顯示出位于圖2A的頂部附近，并且該門和其它部件(未示出)能夠促動以打開至如圖2B所示的位置以如在圖2B的方向箭頭所示一樣將保存在立管24內(nèi)的流體釋放出。端口 48d在圖2A中用虛線顯示出，它處于門50a下面并且沒有與孔52a對準(zhǔn)。但是，在促動門50a并且使之向下運動時，端口 48d與孔52a對準(zhǔn)，從而使得流體能夠從傾卸接頭裝置25流出。同樣，其它端口 48a、48b、48c、48e和48f能夠與相應(yīng)的門孔(例如圖2A的孔52b和52c)對準(zhǔn)以提供類似的流體通道。在圖3中還可以看到這些結(jié)構(gòu)中的一些。第一促動器組件54構(gòu)成為使得門50a運動，如在這里進(jìn)一步所述的一樣。在圖2A中還顯示出第二促動器組件55，該組件構(gòu)成為使得門50b運動(在圖3中可以看到門50b)。可以將任意數(shù)量的促動器組件構(gòu)成為使得這些門運動，并且在一些實施方案中一個促動器組件可以使得多個門運動，但是在圖2A-2B中所看到的本發(fā)明的實施方案每個門采用了一個促動器組件。冗余流體端口部分57按照類似的方式構(gòu)成，并且提供了從組件25中釋放出流體的額外能力。在本發(fā)明的一個實施方案中，冗余流體端口部分可以包括一組滑動門，它們由通過控制電路操作的液壓缸促動，如在下面進(jìn)一步描述的一樣。一旦接收到來自BOP控件的引導(dǎo)信號，則傾卸回路可以啟動兩個位置閥(未示出)，這些閥使得所存儲的液壓流體能夠促動門至打開位置以將端口打開。在下面對這種操作方式作進(jìn)一步說明，并且也是結(jié)合圖4進(jìn)行說明。遙控操作車可以通過機械接合ROV干涉連接部分59而與設(shè)備25相互作用，干涉連接部分包括有用于由ROV車連接并且促動的多個位置。例如，在立管24重新連接至防噴裝置32之后，這可以用來將設(shè)備25重置回到打開位置。在本發(fā)明的其它用途中，ROV車可以用來促動設(shè)備25以在設(shè)備故障的情況下釋放出流體，在設(shè)備故障情況下這使得設(shè)備25在自動模式中不能使用門以便釋放出立管流體。在這些情況下，手動干涉可以用來打開門并且釋放出流體。可以看到泥漿回流管線58和節(jié)流管線61沿著設(shè)備25的長度延伸。另外，海水液力管線64和剛性管路65也沿著設(shè)備25的長度延伸。外殼40具有外部區(qū)域41和內(nèi)部空間42。設(shè)有控件60并且顯示在圖2A和3A中，并且這些控件可以用來提供遙控設(shè)備25的手段。圖3顯示出設(shè)備25的剖視圖，其中可以看到門50a_f圍繞著圓筒形或六邊形設(shè)備25的周邊。在所示的實施方案中，每個門如此與促動器連接，從而每個門具有一個促動器。但是，在本發(fā)明的其它實施方案中，門50a、50c和50e可以由第一促動器組件控制,而門50b、50d和50f可以由第二促動器組件55控制。這樣，一個促動器組件的故障會導(dǎo)致一半門不能工作，但是其它門仍然保持流體釋放能力以按照有效的方式從立管24中釋放出流體。因此，可以按照經(jīng)過計算以實現(xiàn)在這里所述的目的的任意方式使用門和促動器結(jié)構(gòu)。另外，第一控制系統(tǒng)56 (在圖5A-5B中所示的)可以控制一個或多個門。第二控 制系統(tǒng)(在圖5A-5B中未示出)是任選的，并且可以控制其它門。在多個控制系統(tǒng)的情況下，一個控制系統(tǒng)的故障不會阻止流體從設(shè)備24釋放出，因為在系統(tǒng)中已經(jīng)構(gòu)建了冗余和額外的能力。圖4顯示出操作用來打開傾卸接頭裝置25的控制系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖。但是，應(yīng)該知道的是，可以采用另一種具有不同設(shè)計的液壓、機械或電氣系統(tǒng)。液壓動力可以源自防噴裝置、LMRP或海底泥漿提升泵。另外，也可以采用機械或電氣操作系統(tǒng)，并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將知道，將門促動和打開以在觸發(fā)事件例如立管24的緊急脫開或者使之不能從立管24中排出流體的其它事件下釋放出流體可以存在許多替換方案。如圖4所示的控制回路的簡化形式顯示出兩個(2個)累積器74、75，它們可以采用分離器或用于存儲液壓流體動力的活塞式促動器形式。每個設(shè)有減壓液壓調(diào)節(jié)器73和海底深度補償壓力計72，后者設(shè)置用于通過定期遙控的車輛觀察時間間隔直接讀出可用的液壓力。另外，對于設(shè)備25的安全控制而言設(shè)有兩個位置臂/斷開閥76以及引導(dǎo)操作兩位置速閉閥77，用于在緊急脫開事件期間提供從BOP控件提供的緊急脫開(EDS)信號輸入(SP一個按鈕-多個事件)。控制回路為操作人員提供了安全配置并且裝配RDJ的簡單手段，然后在完成鉆井鉆探時拆卸并且回收該組件?？梢园ㄍㄟ^遙控車(“R0V”)來代替RDJ控件的選擇方案，由此ROV可以發(fā)出引導(dǎo)信號以啟動2位置EDS閥并且由此打開RDJ的門50a-f，從而使得流體能夠通過端口流向海里。另外，ROV還能夠在給RDJ系統(tǒng)提供液壓流體動力的BOP控件出現(xiàn)問題的情況下給安裝有RDJ的累積器74、75增加液壓流體。這些控件能夠打開所有的冗余RDJ門(例如在冗余流體端口部分57中的那些)以及將它們關(guān)閉。超越ROV選擇方案可以用作控制設(shè)計方案的一部分。參照圖4，系統(tǒng)可以如此設(shè)計，從而關(guān)閉的門位置為缺省設(shè)定，并且促動使得從立管24中釋放出流體。例如，兩位置通常關(guān)閉的彈簧回復(fù)閥可以將線軸(線軸未示出)打開?？梢圆捎醚b配/拆卸特征，從而具有多個液壓管線(例如可能為三條管線)的控制管線36可以從下海洋立管包30 (參見圖I)延伸至傾卸接頭裝置25。設(shè)備25另外可以裝配有遙控車(ROV)的可回收安全閥，用于進(jìn)行過壓保護。另外，本發(fā)明的一個實施方案還可以通過直接手動操縱ROV干涉連接部59 (參見圖2A)來采用ROV干涉的可能性。同樣還可以采用其它ROV干涉方法或系統(tǒng)。圖5A顯示出其門50a處于關(guān)閉位置中的傾卸接頭裝置25的部分視圖。圖5B顯示出在促動之后處于打開位置中的所述門50a。圖5A和5B為了例舉說明在刪除了其它門和設(shè)備的情況下顯示出。在圖5A中，第一促動器組件54構(gòu)成為沿著液壓管線67接收液壓動力，該液壓管線還連接至第一控制系統(tǒng)56?？刂葡到y(tǒng)56可以由觸發(fā)器例如在立管24緊急脫開時來自防噴裝置36的液壓動力促動。在門50a中的孔例如包括孔52，該孔在圖5A中沒有與在圖5A中在外殼40上位于其下面的相應(yīng)端口對準(zhǔn)，從而流體不能通過孔52。圖5B顯示出在沿著控制管線36促動之后圖5A的設(shè)備，其中液壓能沿著液壓管線67通入給第一促動器組件54，這使得門50a進(jìn)行滑動運動以使得流體能夠沿著如圖5B中所示的方向箭頭從立管24的中央空腔45流出。在一個實施方案中，大約6英寸的運動就足以使得門50a運動到完全打開的位置以使得端口 48a與門50a對準(zhǔn)?？?2可以為任意 形狀，但是優(yōu)選為圓形。另外，端口也可以為任意合適的形狀和尺寸，并且必要時其尺寸可以設(shè)定為與孔相配或與之不相配。圖6顯示出沿著在圖5A中所示的線6-6剖開的第一促動器組件54的剖視圖。在該實施方案中，采用彈簧80來使得促動器缺省設(shè)置至關(guān)閉位置，并且將門52a關(guān)閉斷開流體。沿著液壓管線67的液壓力通入到組件54的主體78中，從而沿著液壓回路79提供壓力，由此迫使液壓流體進(jìn)入到液壓流體缸82中。這隨著液壓流體壓力壓縮彈簧80而向下推壓軸81以填充缸82。軸81的機械向下運動迫使門50a進(jìn)入到如圖5B中所示的打開位置。只要施加了液壓力就可以保持圖5B的位置，并且在去除壓力時，可以恢復(fù)圖5A的關(guān)閉位置。圖7顯示出門50a的剖視圖(如在圖3中也可以看到)。門50a保持在外殼40中并且在門50a處于關(guān)閉位置中時覆蓋著端口 48a。在中央空腔45 (在鉆探操作期間包圍著鉆桿柱的環(huán)形空間)中的流體延伸到端口 48a中，并且在門50a滑動打開時釋放出。在門50a處于關(guān)閉位置中時，門50a壓靠在密封件85a、85b上，這防止了在正常鉆探操作期間出現(xiàn)流體泄漏。這些密封件可以為彈性材料或彈性材料和其它適用于海下用途的材料的組合。另夕卜，下摩擦間隔件84a、84b使得門50a的相對側(cè)面(外側(cè))保持在適當(dāng)?shù)奈恢弥?。在圖8A、8B、9A和9B中顯示出本發(fā)明的可選實施方案。在該可選實施方案中，為流體的釋放提供了不同的機械結(jié)構(gòu)布置，但是在該可選實施方案中用于打開門的機構(gòu)也是液壓系統(tǒng)。圖8A顯示出其中門處于關(guān)閉(缺省)位置中的設(shè)備，而圖SB顯示出其中門運動到關(guān)閉位置以便于流體從外殼101的內(nèi)部空間102中釋放出的設(shè)備。圖8A顯示出具有外殼101的立管傾卸設(shè)備100。鉆管99顯示出設(shè)置在設(shè)備100內(nèi)。外殼101包括內(nèi)部空間102 (它形成了包圍著鉆管99的環(huán)形空間)，并且還包括位于外殼101外面的外部區(qū)域103。在該實施方案中，門104a-f按照圓周布置的方式圍繞著外殼101的周邊設(shè)置。門104a、104c和104e分別通過液壓管線112a、112b和112c與第一促動器組件106連接。同樣，門104b、104d和104f分別通過液壓管線113a、113b和113c與第二促動器組件107連接?？刂葡到y(tǒng)109沿著控制管線110接收液壓脈沖或其它信號。該壓力信號促動了控制系統(tǒng)109，該控制系統(tǒng)又促動了第一促動器組件106。同樣，控制系統(tǒng)109促動了第二促動器組件107。這些促動器組件106、107中的每一個作用在其相應(yīng)的門上。這樣存在內(nèi)置的冗余，從而一旦任一個促動器組件操作出故障，則其它促動器組件不會受到影響，因為它單獨操作，并且其它促動器可以實現(xiàn)將其相應(yīng)門打開的任務(wù)，從而足以提供足夠的流體流量以從立管24中將流體排出。該實施方案只是顯示出一個控制系統(tǒng)109，但是根據(jù)工程設(shè)計要求可以采用多個控制系統(tǒng)。圖9A顯示出門104a的剖視圖，表明了門104a是如何構(gòu)成的。外殼101包括供給到液壓缸115中的液壓管線112。在缺省(門關(guān)閉)模式中，彈簧114和116提供回復(fù)壓力以分別防止液壓流體進(jìn)入到缸115、117中。但是，一旦第一促動器組件106促動，則流體進(jìn)入缸115、117，從而施加壓力以使得門104a滑動到打開位置，由此暴露出端口 119，如圖9B所示。這使得能夠通過端口 119釋放出流體。與在圖SB中所示的類似，對于其它門104a-f同時出現(xiàn)類似的一系列事件?？梢圆捎萌我鈹?shù)量的門104a-f，但是該具體實施方案采用了六個(6個)門，但是根據(jù)結(jié)構(gòu)可以采用更少或更多的門。門104a-f可以同時配置或串聯(lián)，并且在一些情況中，必要時并且在控制系統(tǒng)能夠分時促動時控制系統(tǒng)可以在不同時刻促動 門。下面參照所附權(quán)利要求對本發(fā)明進(jìn)行說明。
權(quán)利要求
1.一種用于從立管組件中釋放出流體的設(shè)備，該設(shè)備包括 Ca)限定內(nèi)部空間和外部區(qū)域的外殼，所述外殼具有用于在立管組件中的相應(yīng)密封連接的第一和第二端，所述外殼其內(nèi)部空間由中央空腔限定，所述中央空腔用于讓鉆桿柱通過，所述外殼還包括至少一個端口 ； (b)設(shè)置成與所述外殼在結(jié)構(gòu)上相配的第一門，所述第一門能夠從限制流體流過所述端口的密封位置(i)向便于流體流通過端口從外殼的內(nèi)部空間流向外部區(qū)域的打開位置(ii)運動；以及 (c)第一促動器組件，其與所述第一門連接，并且構(gòu)成為使所述第一門從所述密封位置向所述打開位置運動。
2.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中所述第一促動器組件是液壓地操作的。
3.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中所述第一促動器組件是機械地操作的。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述第一促動器組件與所存儲的液壓流體流體地連通，所述促動器組件還具有至少一個閥門，所述閥門構(gòu)成為能打開以便于加壓的液壓流體流使得所述第一門在所述密封和打開位置之間運動。
5.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括與外殼在結(jié)構(gòu)上相配合的第二門，所述第二門與第一門獨立地控制，并且所述第二門能夠選擇地從限制流體流通過端口的密封位置(i )運動到便于流體流通過所述端口從所述外殼的所述內(nèi)部空間流到所述外部區(qū)域的打開位置(ii )，所述設(shè)備還包括第二促動器組件，所述第二促動器組件與所述第二門連接并且構(gòu)成為使得所述第二門從所述密封位置運動到所述打開位置。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，還包括與第三促動器組件連接的第三門。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包括與第四促動器組件連接的第四門。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，還包括與第五促動器組件連接的第五門。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述外殼為圓筒形，所述設(shè)備還包括與第六促動器組件連接的第六門，其中所述第一、第二、第三、第四、第五和第六門圍繞著所述外殼的圓柱周面間隔開布置。
10.如權(quán)利要求I所述的設(shè)備，還包括 (d)第一控制系統(tǒng)，所述第一控制系統(tǒng)被構(gòu)成為在所述立管組件從鉆井緊急脫開的情況下促動所述第一促動器組件。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括 (e)第二控制系統(tǒng)和第二促動器組件，所述第二控制系統(tǒng)被構(gòu)成為在所述立管組件從鉆井緊急脫開的情況下促動所述第二促動器組件。
12.一種用于接收鉆桿柱的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)懸掛在鉆探結(jié)構(gòu)上，所述系統(tǒng)包括 Ca)立管，所述立管構(gòu)成用于輸送鉆探流體； (b)與所述立管密封連接的設(shè)備，所述設(shè)備包括 (i)限定內(nèi)部空間和外部區(qū)域的外殼； (ii)端口； (iii)與所述外殼在結(jié)構(gòu)上相配的第一門，所述第一門能夠從密封位置運動到打開位置以便于流體流過所述端口 ；以及 (iv)第一促動器組件，其與所述第一門連接并且構(gòu)成為使得所述第一門從所述密封位置運動到所述打開位置。
13.一種與鉆探立管密封連接的流體釋放設(shè)備，所述流體釋放設(shè)備包括 限定內(nèi)部空間和外部區(qū)域的外殼； 端口 ； 與所述外殼在結(jié)構(gòu)上相配的門，所述門能夠從密封位置運動到打開位置以便于流體通過所述端口流出所述設(shè)備；以及 第一促動器組件，其與所述門連接并且構(gòu)成用來使得所述門從所述密封位置運動到所述打開位置。
14.一種在鉆探立管與鉆井緊急脫開的情況下從鉆探立管中釋放出流體的方法，所述方法包括以下步驟 (a)提供與立管密封連接的流體釋放設(shè)備，該流體釋放設(shè)備包括限定內(nèi)部空間和外部區(qū)域的外殼，所述設(shè)備還包括至少一個端口和與所述端口在結(jié)構(gòu)上相配的門，所述門能夠從阻擋流體流通過所述端口的密封位置運動到便于流體流通過所述端口的打開位置； (b)提供第一促動器組件，所述第一促動器組件構(gòu)成為使得所述門從所述密封位置運動到所述打開位置； (c)促動所述第一促動器組件以使得所述門運動到所述打開位置；以及 (d)使得流體從所述立管的內(nèi)部空間通過所述端口運動到所述立管的外部區(qū)域。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一促動器組件為液壓地操作的。
全文摘要
公開了一種用于從立管組件中釋放出流體的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。外殼限定內(nèi)部空間和外部區(qū)域。外殼可以包括用于在立管組件中的相應(yīng)密封連接的第一和第二端部。外殼其內(nèi)部空間由中央空腔限定?？梢栽O(shè)置有多個端口，以便于在立管從海底鉆井緊急脫開時從外殼中釋放出流體。可以設(shè)置與外殼結(jié)構(gòu)配合的一個或多個門。這些門可以從限制流體流經(jīng)端口的密封位置朝著便于流體通過端口從立管中釋放出的打開位置運動。
文檔編號E21B7/12GK102762812SQ201180009891
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月18日
發(fā)明者L·D·里德, R·B·巴滕, R·W·赫格勒 申請人:雪佛龍美國公司