双复合物可变闸板封隔器的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请请求享有2012年12月31日提交的共同未决美国临时专利申请序列第 61/747, 589号的优先权和权益，其全部公开内容出于所有目的由此通过引用并入本文中。
技术领域
[0002] 本公开内容大体上涉及一种结合安装在井口上的防喷器（BOP)使用的可变闸板 封隔器。更具体而言，本公开内容涉及一种具有其接触表面增强的封隔器元件的可变闸板 封隔器。
【背景技术】
[0003] 载有碳氢化合物的地下岩层的井孔通过旋转安装在钻柱的下端部上的钻头来形 成。典型地，井口罩定位在地表处，并且钻头和柱通过其插入。防喷器（BOP)叠堆通常安装 在井口罩的顶部上，其提供井孔的压力控制，并且通常包括如果井孔中的压力变得不可控 则关闭井孔的闸板。通常包括附加的闸板，其具有BOP叠堆，该BOP叠堆用于剪切BOP叠堆 内的柱，并且还用于BOP内的压力测试。此外，典型地包括具有BOP叠堆的流线和阀，以允 许流体流过BOP叠堆用于补救井孔中的过压。
[0004] 用于BOP叠堆内的压力测试的一种类型的BOP闸板为可变闸板封隔器。可变闸板 封隔器通常包括在BOP叠堆的相对侧向侧上的一对液压供能的闸板，其选择性地沿径向向 内被迫与管压缩接合。弹性体封隔器元件典型地设有可变闸板封隔器，用于接合管，并且 具有在其接合表面上的弯曲凹口，用于收纳管。一对封隔器上的弯曲凹口形成开孔中和管 周围的密封，所以可检验井孔中的压力。在弯曲凹口附近，各个封隔器元件通常具有平面表 面，其限定凹口与平面表面之间的界面处的边缘。在可变闸板封隔器的操作期间，凹口中的 压缩应力传递至未支承的边缘部分，并且使其向外挤压。在一定时间内，边缘部分易于从这 些多个挤压循环损坏，尤其是在暴露于变化的低温和高温期间。
【发明内容】
[0005] 本文公开的是可变闸板的实例，在一个实施例中，其包括能够在防喷器（BOP)内 选择性地移动的闸板垫块和配置在闸板垫块中的闸板封隔器。在该实例中，闸板封隔器由 弹性体本体、沿弹性体本体的侧向侧的接触表面、沿径向突出到弹性体本体中并且与BOP 中的管选择性地密封接合的接触表面的中部上的凹口部分，以及接触表面附近的弹性体本 体中的增强区域构成。此外，在该实例中，增强区域具有大于弹性体本体的刚度的刚度，以 使在闸板垫块沿径向向内移动成与管密封接触时，增强区域将约束力施加在弹性体本体 上。增强区域可由诸如氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶或它们的组合的 材料制成。在实施例中，凹口部分的端部附近的接触表面相对于凹入部分成角，以限定接触 表面上的边缘，并且其中增强区域在边缘附近延伸。弹性体本体可为大致实心的，并且增强 区域可大致沿接触表面的长度延伸。在一个实例中，弹性体本体上的约束力在闸板垫块沿 径向向内移动成与管密封接触时将弹性体本体保持在非挤压构造。
[0006] 本文中还提供了一种用于在防喷器（BOP)中使用的闸板封隔器组件，在一个实例 中，该闸板封隔器组件由选择性地配置在闸板垫块中的弹性体本体构成。接触表面在本体 上，该本体具有弯曲凹口，其选择性地密封BOP中的管。增强区域集成地在接触表面附近形 成在本体中，以使当本体被迫抵靠管时，增强区域施加关于本体的相反挤压的力。可包括 一系列联锁插入件，其在本体沿径向被压缩时相对于彼此在本体的径向表面上选择性地滑 动。增强区域可包括氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶或它们的组合。增 强区域可沿弯曲凹口的端部与接触表面的相邻平面部分之间的界面提供。在一个可选的实 施例中，增强区域附近的本体的一部分比增强区域远侧的本体的一部分更硬。
[0007] 还公开了一种方法，其涉及形成闸板封隔器组件，该闸板封隔器组件具有接触表 面，并且用于在防喷器（BOP)中使用。该方法的一个实施例包括提供未固化的弹性体、将 未固化的弹性体配置到闸板封隔器组件模具中、将未固化的弹性体插入到模具中、提供用 于形成增强材料的物质、在策略上配置物质用于形成待在接触表面附近的模具中的增强材 料，以及固化未固化的弹性体来以集成地设置在本体中的增强材料形成本体，以限定接触 表面附近的增强区域，其具有大于本体的刚度的刚度。该方法还可包括在模具中提供滑动 插入件，其安装在本体的相对表面上。可选的是，用于形成增强材料的物质为来自氯丁橡 胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶和它们的组合的组的材料。本体可包括到闸板封隔器组件中并 且密封管，以使增强材料将本体约束在未挤压构造。
【附图说明】
[0008] 已经陈述了本发明的特征和益处中的一些，其它将在描述在连同附图进行时继续 时变得显而易见，在该附图中： 图1为根据本发明的实施例的具有封隔器元件的实施例的可变闸板的实例的透视图。
[0009] 图2为根据本发明的实施例的包括在防喷器叠堆中的图1的可变闸板的实例的侧 视局部截面视图。
[0010] 图3为根据本发明的实施例的图1的封隔器元件的实例的透视图。
[0011] 图4为根据本发明的实施例的图1的封隔器元件的备选实施例的平面视图。
[0012] 图5为根据本发明的实施例的模制图1的封隔器元件的实施例的实例的平面视 图。
[0013] 尽管将结合优选实施例描述本发明，但将理解的是，不旨在将本发明限于该实施 例。相反，旨在覆盖可包括在如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有备选 方案、改型和等同方案。
【具体实施方式】
[0014] 现在将在下文中参照示出实施例的附图来更完整地描述本公开内容的方法和系 统。本公开内容的方法和系统可呈许多不同形式，并且不应当解释为限于本文阐述的所示 实施例；相反，这些实施例提供成使得本公开内容将为彻底和完整的，并且将使其范围完整 地传达给本领域的技术人员。相似的标记表示各处相似的元件。
[0015] 将进一步理解的是，本公开内容的范围不限于所示和所述的构造、操作、准确材料 或实施例的准确细节，因为改型和等同方案对本领域的技术人员而言将为显而易见的。在 附图和说明书中，公开了示范性实施例，并且尽管使用了特殊用语，但它们仅在普通和描述 性意义上使用，并且不用于限制目的。
[0016] 图1提供了可变闸板10的示例性实施例的透视图，其包括收纳闸板封隔器组件14 的闸板垫块12。闸板垫块12中的凹口 15构造成收纳闸板封隔器组件14。凹口 15与闸板 垫块12的面向前的端部相交，并且横跨闸板垫块12的宽度和长度部分地延伸。在图1的 实例中，闸板垫块12为大致金属部件，其大体上为矩形，并且其中其长度和宽度超过其高 度。封隔器元件16构成封隔器组件14的一部分，其在实例中至少部分地由弹性体材料制 成。所示的插入件18设置在封隔器元件16的上径向表面上，并且以突出到凹口 15中的其 外半径布置成半圆。半圆的相对末端处的支架联接于封隔器元件16的面向前的端部，但独 立的插入件18能够在封隔器元件16的径向表面上沿侧向移动。插入件18联锁在它们的 相应邻接边缘上，但能够朝彼此滑动，所以在封隔器元件16被沿侧向压缩时，半圆压缩。
[0017] 防喷器（BOP) 20的实例在图2中以侧视截面视图示出，并且其包括可变闸板10的 实施例。B0P20包括用于收纳一对可变闸板10的本体21 ;可变闸板10可被选择性地促动 来沿侧向进入和离开本体21。B0P20示为安装在井口罩22的上端上，井口罩22锚定在表 面24上，其中，表面24可在海底或陆地上。穿过井口组件22和B0P20的主开孔26示为与 井孔28配准，井孔28通过钻柱30穿过表面24形成。在实例中，钻柱30延伸穿过主开孔 26和井孔28,并且包括在其下端上的钻头（未示出），其在由钻柱30旋转时挖掘井孔28。 如图2的实例中所示，可变闸板10从相对的本体21沿径向向内突出来与管30的外表面密 封接合。在一个实例中，使管30与可变闸板密封接合允许压力测试在井孔28中执行。
[0018] 封隔器组件14的实例的透视图在图3中提供，其中封隔器组件14的相对侧向端 示为远离上径向表面向上成角。接触表面32限定在封隔器元件16的侧部上，其从闸板垫 块12(图1)向外突出，并且其包括弯曲凹口 34,弯曲凹口 34可具有半圆或半椭圆形状。弯 曲凹口 34示为沿接触表面32的中部形成，并且沿径向向内突出，并且沿着大体上弯曲的路 径，