专利名称：断管道阻断器的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及封盖或阻断管道端部，并且具体而言，涉及封盖断海底立管。
背景技术：
在海底钻井操作中，钻井操作员一般在紧急情况下将遥控潜水器(ROV)部署到井头，以启用设计成封盖、切断或密闭来自井的烃流的装置。在一些情况下，遥控潜水器将启动设计成关断来自井头的烃流的防喷器(BOP)。启动BOP将接合BOP内的压头，压头会以显著地限制操作员继续使用井头的能力的方式而以挤压的方式关闭井头或以别的方式禁用井头。因此，存在对用以在不限制操作员继续使用井头的能力的情况下封盖、切断或密闭来自井头的烃流的设备的需要。钻井操作员在紧急情况下试图密闭来自井头的烃流的第二种方式包括密闭穹顶或“顶帽(Top Hat)”。使用密闭穹顶包括将大型装置下放到井头上面，以密闭流动烃。石油工人将立管管道附连到密闭穹顶上，以移除聚集在密闭穹顶内的烃。照这样，密闭穹顶捕捉来自井头的烃，以将烃运送到水面船舶。但是，在某些深水钻井位点的深度处的使用会导致在密闭穹顶内形成甲烷水合物晶体。这些甲烷水合物晶体会阻断石油工人用来从密闭穹顶中移除烃的开口，从而妨碍烃的捕捉。操作员可只是试图布置具有足够的重量的帽，以克服井头的顶部上的井眼流体的压力。但是，在许多情况下，井眼立管不具有适于帽的表面，而且井眼流体可以大得无法被帽的重量克服的压力流动。在一些情况下，操作员可试图将法兰焊接到管道端部上面来阻断管道通路。但是，由于在许多海底井头处的工作状况以及井眼流体的压力的原因，将法兰焊接到管道端部上常常是不可行的。因此，存在对用以在不依赖重量或操作员在海底进行焊接的能力的情况下协助阻断或捕捉来自位于大的深度处的井头的烃的设备的需要。石油操作员有时会在紧急情况下采用被称为“顶部压井(top kill) ”的方法来封盖或切断来自井头的烃流。在这个过程中，石油工人将通过歧管将钻井管道连接到BOP上。然后，石油工人以足够的量将钻井泥浆泵送到井中，以减慢以及然后停止来自井头的烃的传送。一旦钻井泥浆达到足以克服井头处的贮存压力的量，烃流就停止，并且石油工人使用水泥来密封井。在其中单单钻井泥浆不足以停止烃流的情况下，石油工人将利用“垃圾弹(junk shot)”。垃圾弹涉及将在性质上刚度较高的物质连同较多钻井泥浆一起泵送到井头中，以致力于阻断或塞住烃流。好像使用BOP那样，顶部压井和垃圾弹有效地停止为了生产烃而对井头有任何进一步的使用。另外，垃圾弹常常是无效的，未能使流体停止从井头中流出。因此，存在对一种可在不限制对井的进一步使用或不依赖于无效的垃圾弹的情况下停止来自井头的烃流的设备的需要。操作员在紧急情况下用来密闭来自井头的烃流的另一种方法包括切断低位立管的端部，以及用经改良的低位海下立管总成(LMRP)封盖井头。类似于密闭穹顶，此方法试图将烃流引导到海底密闭容器中，石油工人从密闭容器中泵出烃用于进一步的动作。不像密闭穹顶，LMRP不会试图聚集和密闭所有来自井头的烃。因而，即使在被使用的情况下，所有的烃流也不会被停止或密闭。由于剪切立管线路，LMRP还会使得完全封盖井更加困难。剪切立管线路会从烃路径中移除使烃流的速率减慢的任何阻断物，从而使得最终完全封盖或密闭井更加困难。有时，剪切低位立管的端部对于在井头处执行其它操作来说是必要的。因而，存在对一种可在立管由于其它目的而已被剪切的情况下封盖、切断或密闭烃流的设备的需要。
发明内容
通过提供了一种断管道阻断器及其使用方法的本发明的优选实施例，大体解决或规避了这些和其它问题，并且大体实现了技术优点。根据本发明的一个实施例，公开了一种用于阻断管道的管道阻断器。该管道阻断器包括管状本体，管状本体限定具有入口、出口和轴线的中心腔 体。管道阻断器还包括在腔体内安装到管状本体的内径表面上的多个锥形阻断环，阻断环中的至少一些是刚性的，并且阻断环中的一些是顺从性的。阻断环适于密封到插入到中心腔体中的管道端部上。刚性阻断环具有连结到中心腔体的内径上的外径，而顺从性阻断环具有小于刚性阻断环的内径的内径，并且适于在从入口插入时密封在管道的外部的周围。根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于阻断来自受损管道的流体流的系统。该系统包括管状本体，管状本体限定具有入口、出口和轴线的中心腔体。该系统还包括在腔体内安装到管状本体的内径表面上的多个锥形阻断环，阻断环中的至少一些是刚性的，并且阻断环中的一些是顺从性的。阻断环适于密封到插入到中心腔体中的管道端部上。刚性阻断环具有连结到中心腔体的内径上的外径。顺从性阻断环具有小于刚性阻断环的内径的内径，并且适于在从入口插入时密封在管道的外部的周围。阻断环固定到管状本体上，使得在阻断环固定到管状本体上的情况下，各个阻断环的外径沿轴向比阻断环的内径更低。各个刚性阻断环的外径固定到腔体的内径上，并且刚性阻断环与顺从性阻断环是交替的。根据本发明的又一个实施例，公开了一种用于阻断海底管道的端部的方法。该方法包括提供一种管道阻断器。该管道阻断器包括管状本体，管状本体限定具有入口、出口和轴线的中心腔体。管道阻断器还包括在腔体内安装到管状本体的内径表面上的多个锥形阻断环，阻断环中的至少一些是刚性的，并且阻断环中的一些是顺从性的。阻断环适于密封到插入到中心腔体中的管道端部上。刚性阻断环具有连结到中心腔体的内径上的外径，而顺从性阻断环具有小于刚性阻断环的内径的内径，并且适于在从入口插入时密封在管道的外部的周围。该方法通过将管道阻断器插入到管道端部上面而继续，从而导致顺从性阻断环抵靠着管道的外径而进行密封。接着，该方法允许来自管道的流体进入管道和腔体的内径之间的环形空间，以使流体作用在最上部的顺从性阻断环的上表面上。优选实施例的优点在于，公开的实施例提供了一种用以封盖、阻断或密闭来自海底井头的井眼流体流的设备。该设备可完全封闭来自井头的井眼流体流。设备还可允许随后的装置连接到井头上，以将井眼流体流引导到密闭或截留装置。该设备可对任何大小或长度的井头管道或立管实现这一点，不管立管的着落表面如何，而且不需要基于周围环境而进行显著的重新设计。
为了获得了其中本发明的特征、优点和目标以及其它将变得显而易见的方式，并且可更加详细地理解该方式，可参照在附图中示出的本发明的实施例而得到在上面简要概述的本发明的更具体的描述，附图形成本说明书的一部分。但是，要注意，图仅示出本发明的优选实施例，并且因此，图不应看作限制本发明的范围，因为本发明可容许有其它同样有效的实施例。图I是根据本发明的一个实施例的管道阻断器的截面图。图2是在管道端部附近就位的图I的管道阻断器的截面图。
图3是在管道端部上就位的图I的管道阻断器的截面图。图4是在备选的管道端部上就位的图I的管道阻断器的截面图。图5是在备选的管道端部上就位的图I的管道阻断器的截面图。图6是作为海底立管系统的一部分的图I的管道阻断器的示意图。
具体实施例方式参照示出了本发明的实施例的附图，现在将在下文中更加全面地描述本发明。但是，本发明可体现为许多不同的形式，并且不应将本发明理解为限于本文阐述的示出的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，而且将对本领域技术人员全面地传达本发明的范围。贯穿说明书，相同标号指示相同元件，而且点撇符号(如果使用了的话)在备选实施例中指示类似的元件。在以下论述中，阐述了许多具体细节，以提供对本发明的彻底的理解。但是，对本领域技术人员将显而易见的是，可在没有这样的具体细节的情况下实践本发明。另外，对于大部分来说，省略了关于海底操作、钻塔操作、将装备送入到海底位置等的细节，因为不认为这样的细节对于获得对本发明的完整的理解是必要的，而是认为它们在相关领域的技术人员的技能之内。参照图1，管道阻断器11包括具有轴线15的管状部件13。管状部件13限定中心腔体17。中心腔体17具有大小和形状适应立管端部或其它管道端部插入到腔体17中的直径。管状部件13在管状部件13的下部端处具有入口或开口 19。在示出的实施例中，开口 19具有等于中心腔体17的直径的直径。这允许管道阻断器11较容易地适应管道端部插入到腔体17中。法兰21在管状部件13的与开口 19相对的上部端上固定到管状部件13上。法兰21可用螺钉连接到、栓接到或焊接到管状部件13上。另外，如本文所显示的那样，法兰21可形成为管状部件13的整体部分。法兰21具有大于管状部件13的外径的外径和小于腔体17的直径的内径。照这样，法兰21限定出口或开口 23和朝下的环形肩部25。朝下的肩部25自管状部件13的限定腔体17的内径表面沿径向向内延伸到开口 23的直径。法兰21可包括紧邻法兰21的外径而形成的膛孔27。膛孔27将容纳联接器，从而允许诸如海底阀的其它海底装置在膛孔27处联接和固定到管道阻断器11上。管状部件13包括固定到管状部件13的下部端上的操纵部件29。操纵部件29可为环、线材、块体、肩部或来自管状部件13的突起。操纵部件29在管状部件13的缘边31的下方延伸。操纵部件29可被操作员、遥控潜水器(ROV)等抓握，以协助在井头处进行部署期间导引管道阻断器11。操纵部件29还可用来将重物固定到管道阻断器11上，以协助部署管道阻断器11，以及将管道阻断器11密封到管道(未显示)上，如下面所描述的那样。管状部件13可包括多个操纵部件29。例如，可在管状部件13的外部的周围每隔30度、45度或60度布置操纵部件29。本领域技术人员将理解，可按照管道阻断器11的特定应用的需要而使用任何数量的操纵部件29。多个阻断环33安装在管状部件13的腔体17内。阻断环33是锥形的，使得它们相对于垂直于管状部件13的限定腔体17的内径表面的水平面而以角a定位。阻断环33朝下，各个阻断环33使其内径在其外径上方。在示出的实施例中，阻断环33包括两种类型的环，即刚性阻断环35和顺从性阻断环37。刚性阻断环35可由金属形成，并且焊接到限定腔体17的内径表面上。焊缝应当完全在刚性阻断环35的外径的周围延伸，从而阻断刚性阻断环35的外径和腔体17的内径之间的任何流体流。刚性阻断环35具有等于或略微小于开口 23的直径的内径，使得各个刚性阻断环35的自轴线15沿着径向线测得的径向宽度大于朝下的肩部25的径向宽度。优选地，各个顺从性阻断环37的内径如下面更加详细地 描述的那样小于插入到腔体17中的管道的外径。顺从性阻断环37可由弹性材料形成，并且具有与限定腔体17的内径表面紧密地隔开或碰到该内径表面的外径。在备选实施例中，顺从性阻断环37可用粘结剂或其它适当的手段固定到腔体17的内径表面上，以便在腔体17的内径表面和顺从性阻断环37之间产生密封。顺从性阻断环37具有小于刚性阻断环35的内径的内径，使得顺从性阻断环37具有大于刚性阻断环35的径向宽度的径向宽度。如所显示的那样，刚性阻断环35是多个阻断环33中的最上部的环。最上部的环沿轴向在朝下的肩部25的下方，但是沿轴向隔开足够的距离，以允许流体在管道39的上部端的周围流动以及流出该上部端，如下面参照图2所描述的那样。参照图1，然后，顺从性阻断环37沿轴向邻近最上部的刚性阻断环35。然后，刚性阻断环35跟随在顺从性阻断环37之后。刚性阻断环35和顺从性阻断环37是交替的，因为它们在腔体17内沿轴向定位在彼此的下面。大体上，当管道39插入到腔体17中时，刚性阻断环35将抵抗变形，并且将防止邻近的顺从性阻断环37完全变形，从而允许顺从性阻断环37变形而同时保持与管道39有密封接触。顺从性阻断环37可沿轴向在单独的顺从性阻断环37的下方结合或固定到邻近的刚性阻断环35上。照这样，实现了额外的密封，以防止在顺从性阻断环37和刚性阻断环35之间有流体通过。在另外的其它实施例中，可使用小的金属组件环来将顺从性阻断环37固定到腔体17上。本领域技术人员将理解，刚性阻断环35和顺从性阻断环37的顺序可反过来，只要刚性阻断环35仍然为顺从性阻断环37执行支持功能即可。管道阻断器11将具有足够的轴向长度，以容纳具有不同的上部轮廓的管道端部。将沿轴向沿着管状部件13的限定腔体17的内径表面布置足够数量的阻断环33，使得管道阻断器11可固定到具有不同的轮廓的管道端部上，例如当管道端部已被切断或部分地沿着管道端部的侧部包括开口时。所使用的环的数量可部分地取决于管道39的端部的形状，以及从管道39中流出的流体的力。本领域技术人员将理解，角a、用来形成刚性金属环35和顺从性金属环37的材料、刚性金属环35和顺从性的金属环37的数量以及各个环的从各个环的底孔表面到各个环的仰孔表面的厚度可有所改变，并且可基于管道阻断器11的特定应用来选择它们。例如，刚性阻断环35和金属阻断环37两者的材料选择均取决于流过管道39的物质、周围环境和各种类型的阻断环33中需要的相对刚度。大体上，刚性阻断环35将比顺从性阻断环37具有更大的刚度。参照图2，显示了管道阻断器11在管道39的上方就位。可通过任何适当的手段使管道阻断器11紧邻管道39，例如在海底环境中时在立管上或者用绳子将管道阻断器11送入到位置，在水面环境中时通过起重机或钻塔提升管道阻断器11使其就位等。开口 23大致等于管道39的内径，使得管道39的上部缘边41可落在朝下的肩部25上且紧靠肩部25。管道39将具有小于腔体17的直径的外径，使得管道39可插入到腔体17中。优选地，管道阻断器11将定位成与管道39同轴。但是，如果管道阻断器11与管道39不同轴，则操作员或ROV可抓握操纵部件29，以及相对于管道39调节管道阻断器11的物理位置，管道39可固定到井头或低位海下立管总成(图6)上。参照图3，管道39将被插入到管道阻断器11的腔体17中。立管43联接到管道阻断器11上，并且可延伸到水面、密闭穹顶等。如本文所描述的那样，立管43将包括允许立管43的通道45被可变地阻断的阀(未显示)。顺从性阻断环37的内径将接触管道39的外径表面且抵靠着它而变形。刚性阻断环35的内径与管道39的外径紧密地隔开。在管道39插入到腔体17中时，顺从性阻断环37将经历轻微的向上移位，并且可挤压成与管道39有较紧的密封接触。顺从性阻断环37的材料属性将导致阻断环33针对这个移位起反作用，以沿着管道39的外径表面设定初始密封。刚性阻断环35使顺从性阻断环37保持呈锥形构造。向上的力导致各个顺从性阻断环37抵靠着刚性阻断环35中的一个而进行密封。在管道阻断器11落在管道39上期间，立管43内的阀将是打开的，从而允许井眼流体传送通过通道45。一旦管道阻断器11落在图3中显示的位置上，立管43内的阀就将被关闭，从而阻断通道45。本领域技术人员将理解，在公开的实施例中构想和包括用以阻断通道45的任何适当的手段。然后井眼流体压力将在阻断环33上方在腔体17和通道45内积聚。管道39不会密封到朝下的肩部25上。因而流体向下流到管道39的外部的周围，直到到达阻断环33为止。流体压力沿轴向在阻断环33的上方在腔体17内持续积聚将导致在阻断环33上施加向下的轴向力。这将压迫顺从性阻断环37，使其与管道39有较紧的接触，从而提高阻断环33、腔体17的内径表面和管道39之间的密封。流体压力在腔体17内进一步增大可导致流体经过紧邻立管43的上部阻断环33而泄漏。但是，沿着腔体17的内径表面延伸的多个阻断环33将形成迷宫式密封，从而降低在周围环境中、在阻断环33的周围有任何泄漏的可能性。在一些情况下，管道39中的井眼流体的向上的力可为如此之大，以至于管道阻断器11的重量和阻断环33处的压力密封将不足以使管道阻断器11在管道39上面保持就位。在这些情况下，可将重物落在操纵部件29上且悬吊在操纵部件29上。悬吊在操纵部件29上的额外的重物将克服离开管道39的井眼流体的向上的力。参照图4，管道39'可包括在布置管道阻断器11之前已经受损或已经被从管道39'上移除的部分47。如上面参照图3所描述的那样，图4的管道39'将被插入到管道阻断器11的腔体17中。立管43联接到管道阻断器11上，并且可延伸到水面、密闭穹顶等。如本文描述的那样，立管43将包括允许立管43的通道45被阻断的阀(未显示)。顺从性阻断环37将接触管道39'的外径表面且抵靠着它而进行密封。这样一来，在管道39'插、入到腔体17中时，顺从性阻断环37就将经历轻微的向上移位。如本文所显示的那样，虽然管道阻断器33将不会在部分47处接触管道39，，但是沿着腔体17的长度延伸的多个管道阻断器33将在部分47的下方接触管道39'，从而如下面更加详细地描述的那样提供密封区域。阻断环33的材料属性将导致阻断环33针对这个移位起反作用，以沿着管道39'的外径表面设定初始密封。在管道阻断器11落在管道39'上期间，立管43内的阀将是打开的，从而允许井眼流体传送通过通道45。一旦管道阻断器11落在图4中显示的位置内，立管43内的阀就将被关闭，从而阻断通道45。然后，井眼流体压力将在阻断环33的上方在腔体17和通道45内积聚。流体压力沿轴向在阻断环33的上方在腔体17内持续积聚将导致在阻断环33上施加向下的轴向力。这将压迫顺从性阻断环37，使其与管道39'有较紧的接触，从而提高阻断环33、腔体17的内径表面和管道39'之间的密封。流体压力在腔体17内进一步增大可导致流体经过紧邻立管43的上部阻断环33而泄漏。但是，沿着腔体17的内径表面延伸的多个阻断环33将形成迷宫式密封，从而降低阻断环33的周围有任何泄漏的可能性。、参照图5，管道39"可包括在布置管道阻断器11之前就已经受损或者已经被从管道39"上移除的侧部开口 49。如上面关于图3所描述的那样，图5的管道39"将被插入到管道阻断器11的腔体17中。立管43联接到管道阻断器11上，并且可延伸到水面、密闭穹顶等。如本文描述的那样，立管43将包括允许阻断立管43的通道45的阀(未显示)。顺从性阻断环37将接触管道39"的外径表面且抵靠着它而进行密封。这样一来，在管道39"插入到腔体17中时，顺从性阻断环37将经历轻微的向上移位。如本文所显示的那样，虽然管道阻断器33将不在开口 49处接触管道39"，但是，沿着腔体17的长度延伸的多个管道阻断器33将在开口 49的下方接触管道39"，从而如下面更加详细地描述的那样提供密封区域。类似地，在管道39"的开口 49的上方沿着腔体17的长度延伸的多个管道阻断器33将在开口 49的上方接触管道39"，从而如下面更加详细地描述的那样提供密封。阻断环33的材料属性将导致阻断环33针对这个移位起反作用，以沿着管道39的外径表面设定初始密封。在管道阻断器11落在管道39"上期间，立管43内的阀将是打开的，从而允许井眼流体传送通过通道45。一旦管道阻断器11落在图5中显示的位置内，立管43内的阀就将被关闭，从而阻断通道45。然后，井眼流体压力将在阻断环33的上方在腔体17和通道45内积聚。流体压力沿轴向在阻断环33的上方在腔体17内持续积聚将导致在阻断环33上施加向下的轴向力。这将压迫顺从性阻断环37，使其与管道39"有较紧的接触，从而提高阻断环33、腔体17的内径表面和管道39"之间的密封。流体压力在腔体17内进一步增大可导致流体经过紧邻立管43的上部阻断环33而泄漏。但是，沿着腔体17的内径表面延伸的多个阻断环33将形成迷宫式密封，从而降低在阻断环33的周围有任何泄漏的可能性。如图5中所显示的那样，流体传送出开口 49可在开口 49处或开口 49上方的阻断环33上引起可迫使管道阻断器11离开管道39"的逆向力。在这种情况下，可在操纵块29上悬挂额外的压载或重物，以抵销这个向上的力。备选地，管道阻断器11可构建成使得阻断环33将不在开口 49的上方沿着管状部件13的轴向长度延伸。在又一个备选实施例中，可对在开口 49的上方沿着轴向长度延伸的阻断环33进行改良，以增大开口 49上方的阻断环33的内径，使得阻断环33将不在开口 40的上方接触管道39 "，从而允许流体从开口 49传送到腔体17，而不能在阻断环33上施加可从管道39"上移除管道阻断器11的力。参照图6，管道阻断器11可顺列地联接到立管43上，并且阀53可在管道阻断器11和立管43之间顺列地与管道阻断器11联接。管道39将进一步联接到低位海下立管总成(LMRP)51上。LMRP 51可包括防喷器(BOP)或其它海底井头装置。立管43可延伸到海面，并且进一步由立管张紧器系统或钻塔支承在平台55上。因此，公开的实施例提供了许多优点。例如，公开的实施例提供了一种可固定到受损海底管道上的管道阻断器。然后，该管道阻断器可阻断来自管道的流，或者提供用以将来自管道的流引导到合适的装置中的手段。管道阻断器通过使用来自受损管道的井眼流体流所引起的内部的压力增大来实现这一点。照这样，管道阻断器所产生的密封或封盖会在来自管道的压力积聚时提高。更进一步，公开的实施例提供了多个密封表面，从而增加管道阻断器密封的冗余性，以及降低管道阻断器将失效的可能性。该冗余性还允许在多种环境中在不具有传统的着落表面或者在传统的着落表面的下方可能具有受损部分的管道上使用管道阻断器。要理解，本发明可采取许多形式和实施例。因此，可在前述内容中作出若干变型， 而不偏离本发明的精神或范围。因而虽然已经参照本发明的优选实施例中的某一些来描述本发明，但是要注意，公开的实施例在性质上是说明性的而非限制性的，而且在前述公开中预想了大范围的变型、改良、改变和替代，并且在一些情况下，可在不对应地使用其它特征的情况下采用本发明的一些特征。基于对优选实施例的前述描述的审阅，可认为许多这样的变型和改良对本领域技术人员来说是显而易见和合乎需要的。因此，宽泛地以及以与本发明的范围一致的方式来解释所附权利要求是合适的。
权利要求
1.一种用于阻断管道(39)的管道阻断器(11)，包括 管状本体(13)，其限定具有入口(19)、出口(23)和轴线(15)的中心腔体(17)； 在所述腔体(17)内安装到所述管状本体(13)的内径表面上的多个锥形阻断环(33)，所述阻断环(33)中的至少一些是刚性的(35)，并且所述阻断环(33)中的一些是顺从性的(37)； 所述阻断环(33)适于密封到插入到所述中心腔体(17)中的管道端部(39)上； 所述刚性阻断环(35)具有连结到所述中心腔体(17)的内径上的外径；以及 所述顺从性阻断环(37)具有小于所述刚性阻断环(35)的内径的内径，并且适于在从所述入口(19)插入时密封在所述管道(39)的外部的周围。
2.根据权利要求I所述的管道阻断器(11)，其特征在于，所述阻断环(33)固定到所述管状本体(13)上，使得在所述阻断环(33)固定到所述管状本体(13)的情况下，各个阻断环(33)的内径比所述阻断环(33)的外径沿轴向更靠近所述出口(23)。
3.根据权利要求I所述的管道阻断器(11)，其特征在于，各个刚性阻断环(35)的外径固定到所述中心腔体(17)的内径上。
4.根据权利要求I所述的管道阻断器(11)，其特征在于，所述刚性阻断环(35)与所述顺从性阻断环(37)是交替的。
5.根据权利要求I所述的管道阻断器(11)，其特征在于，所述刚性阻断环(35)由金属形成，并且所述刚性阻断环(35)的外径焊接到所述中心腔体(17)的内径上。
6.根据权利要求I所述的管道阻断器(11)，其特征在于，所述顺从性阻断环(37)由弹性体形成。
7.根据权利要求I所述的管道阻断器(11)，其特征在于，各个顺从性阻断环(37)的锥形表面抵靠着至少一个刚性阻断环(35)的锥形表面而进行密封。
8.根据权利要求I所述的管道阻断器(11)，其特征在于，所述管道阻断器(11)进一步包括在所述中心腔体(17)内的所述出口(23)处的朝下的环形肩部(25)，所述朝下的肩部(25)适于在所述管道(39)插入到所述中心腔体(17)中时由所述管道(39)的端部紧靠。
9.根据权利要求8所述的管道阻断器(11)，其特征在于，所述阻断环(33)中的最接近的一个沿轴向与所述肩部(25)隔开，以允许所述管道(39)中的流体沿朝向所述入口(19)的方向而作用在所述阻断环(33)中的至少一些上。
10.根据权利要求I所述的管道阻断器(11)，其特征在于，在所述管状本体(13)的外部上部端上形成法兰(21)，所述法兰(21)适于将所述管道阻断器(11)固定到随后的海底装置上。
11.根据权利要求I所述的管道阻断器(11)，其特征在于，所述管道阻断器(11)进一步包括固定到所述管状本体(13)的端部上且适于与操作员或遥控潜水器中的至少一个相互作用的操纵部件(29)。
12.一种用于阻断管道(39)的管道阻断器(11)，包括 管状本体(13)，其限定具有入口(19)、出口(23)和轴线(15)的中心腔体(17)； 在所述中心腔体(17)内安装到所述管状本体(13)的内径表面上的多个锥形阻断环(33)，所述阻断环(33)中的至少一些是刚性的，并且所述阻断环(33)中的一些是顺从性的；所述阻断环(33)适于密封到插入到所述中心腔体(17)中的管道(39)端部上； 所述刚性阻断环(35)具有连结到所述中心腔体(17)的内径上的外径； 所述顺从性阻断环(37)具有小于所述刚性阻断环(35)的内径的内径，并且适于在从所述入口(19)插入时密封在所述管道(39)的外部的周围； 所述阻断环(33)固定到所述管状本体(13)上，使得在所述阻断环(33)固定到所述管状本体(13)上的情况下，各个阻断环(33)的外径沿轴向比所述阻断环(33)的内径更低；各个刚性阻断环(35)的外径固定到所述中心腔体(17)的内径上；以及所述刚性阻断环(35)与所述顺从性阻断环(37)是交替的。
13.根据权利要求12所述的管道阻断器(11)，其特征在于 所述刚性阻断环(35)由金属形成，并且所述刚性阻断环(35)的外径焊接到所述中心腔体(17)的内径上；以及 所述顺从性阻断环(37)由弹性体形成。
14.根据权利要求12所述的管道阻断器(11)，其特征在于 各个顺从性阻断环(37)的锥形表面抵靠着至少一个刚性阻断环(35)的锥形表面而进行密封；以及 所述顺从性阻断环和刚性阻断环(37，35)的所述锥形表面处于相同角度。
15.根据权利要求12所述的管道阻断器(11)，其特征在于，所述管道阻断器(11)进一步包括 在所述中心腔体(17)内在所述出口(23)处的朝下的环形肩部(25)，所述朝下的肩部(25)适于在所述管道(39)插入到所述中心腔体(17)中时由所述管道(39)的端部紧靠；以及 上部阻断环(33)在所述肩部(25)的下方沿轴向隔开，以允许所述管道(39)中的流体沿朝向所述入口(19)的方向而作用在所述阻断环(33)中的至少一些上。
16.根据权利要求12所述的管道阻断器(11)，其特征在于 在所述管状本体(13)的外部上部端上形成法兰(21)，所述法兰(21)适于将所述管道阻断器(11)固定到随后的海底装置上；以及 操纵部件(29)固定到所述管状本体(13)的端部上，并且适于与操作员或遥控潜水器中的至少一个相互作用。
17.一种用于阻断海底管道(39)的端部的方法，包括 (a)提供具有下者的管道阻断器(11) 管状本体(13)，其限定具有入口(19)、出口(23)和轴线(15)的中心腔体(17)； 在所述中心腔体(17)内安装到所述管状本体(13)的内径表面上的多个锥形阻断环(33)，所述阻断环(33)中的至少一些是刚性的(35)，并且所述阻断环(33)中的一些是顺从性的(37)； 所述阻断环(33)适于密封到插入到所述中心腔体(17)中的管道(39)端部上； 所述刚性阻断环(35)具有连结到所述中心腔体(17)的内径上的外径；以及所述顺从性阻断环(37)具有小于所述刚性阻断环(35)的内径的内径，并且适于在从所述入口(19)插入时密封在所述管道(39)的外部的周围； (b)将所述管道阻断器(11)插入到所述管道(39)端部上面，从而导致所述顺从性阻断环(37)抵靠着所述管道(39)的外径而进行密封；然后 (c)允许来自所述管道(39)的流体进入所述管道(39)和所述中心腔体(17)的内径之间的环形空间而作用在最上部的顺从性阻断环(37)的上表面上。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤(b)包括 将所述管道阻断器(11)从水面位置送入到沿轴向在所述管道(39)端部的上方的海底位置；以及 在所述管道(39)端部上面以物理的方式移动所述管道阻断器(11)。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤(c)包括 在所述中心腔体(17)的上部端处提供朝下的环形肩部(25);以及步骤(b)包括使所述管道(39)的端部抵靠在所述朝下的肩部(25)上，但是不密封到所述朝下的肩部(25)上。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，步骤(c)导致各个顺从性阻断环(37)的锥形表面抵靠着邻近的刚性阻断环(35)的锥形表面而进行密封。
全文摘要
本发明涉及断管道阻断器。公开了一种用于阻断或封盖管道(39)端部的设备。该设备包括管状本体(13)，管状本体(13)限定具有入口(19)、出口(23)和轴线(15)的中心腔体(17)。该设备还包括在中心腔体(17)内安装到管状本体(13)的内径表面上的多个锥形阻断环(33)，阻断环(33)中的至少一些是刚性的(35)，并且阻断环(33)中的一些是顺从性的(37)。阻断环(33)适于密封到插入到中心腔体(17)中的管道(39)端部上。刚性阻断环(35)具有连结到中心腔体(17)的内径上的外径，而顺从性阻断环(37)具有小于刚性阻断环(35)的内径的内径，并且适于在从入口(19)插入时密封在管道(39)的外部的周围。
文档编号E21B33/038GK102733774SQ20121011503
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月13日 优先权日2011年4月14日
发明者P·K·斯特茨基 申请人:韦特柯格雷公司