[发明专利]关于液压防喷器闸板的改进

说明书

技术领域

本发明涉及液压防喷器闸板(hydraulic ram)，具体地但不排他地，涉及一种用于将辅助力传递到防喷器中的剪切式闸板(shear ram)的活塞的致动器。

背景技术

有许多使用液压防喷器闸板的应用。每个防喷器闸板典型地包括通过液压力向前驱动的活塞。在油井钻探中，液压防喷器闸板位于防喷器中。在紧急情况下，当需要关闭井以防止在钻探时出现井喷(blow out)时，两个相对的防喷器闸板合并在一起以密封井眼。这些防喷器闸板典型地被称为剪切式闸板，这是因为所述防喷器闸板包括在活塞前表面上用于切断井眼中的钻杆或套管的剪切刀片。

当剪切式闸板被液压力致动时，随着刀片被液压活塞驱动，相对的剪切刀片合并在一起而互相作用。剪切刀片首先挤压，然后剪切钻柱、套管或井中的其它管件。随着井钻的深度越深，则管件的直径、壁厚越大，且钢号(钢等级)增加。因此，剪切井中的管件需要更大的液压力。这需要更大的致动器活塞，因此，需要更大的操作流体体积和更高的封闭压力。

对于配置在陆上或固定的海上装置的剪切式闸板，增加尺寸很困难，但可以适应。对于配置在海底的剪切式闸板，必须在流体/气体收集器中的压力下储存的液压流体的体积随着水的深度成指数增加。这些收集器的体积和重量使得海底防喷器或关闭系统更重，因此更难配置。

发明内容

本发明实施例的一个目的是提供一种用于剪切式闸板上的辅助力致动器，以增加施加的力而大体无需增加所需液压流体的体积。

本发明实施例的又一个目的是提供一种操作液压防喷器闸板的两级方法。

本发明的至少一个实施例的目的是提供一种防喷器，所述防喷器具有用于改进的钻杆、套管或其它管件的剪切的两级致动机构。

根据本发明的第一方面，提供一种用于液压防喷器闸板上的辅助力致动器，致动器包括：

致动器本体，所述致动器本体包括将所述本体连接到液压防喷器闸板的固定装置；

位于本体中的第一和第二腔室，所述腔室通过致动器活塞彼此相隔离；

杆件，所述杆件适于连接到液压防喷器闸板的操作活塞、通过第一腔室和致动器活塞、并延伸进第二腔室的至少一部分中；

致动器活塞通过夹紧装置以可释放方式接合到杆件上；以及

其中液压防喷器闸板通过来自操作活塞运动的力和来自致动器活塞运动的辅助力操作。

因此，当正常的操作活塞已经移动防喷器闸板以挤压物体时，可以释放致动器活塞以在防喷器闸板上提供辅助力。

优选地，致动器包括操作致动器活塞的释放机构。依此方式，致动器活塞可以在操作活塞的行程端部处或附近释放，从而在最需要的位置处提供辅助力。

优选地，分离元件位于液压防喷器闸板和本体之间。更优选地，一个或多个密封件设置在分离元件上，以作用在杆件上，并可防止液压流体从本体释放到液压防喷器闸板的液压流体室中。

优选地，致动器包括设置用于提供作用到致动器活塞上的力的能量储存装置。

在第一实施例中，能量储存装置为机械装置。优选地，机械装置为一个或多个保持在压缩状态的弹簧。较有利地，机械装置为多个本领域公知的Bellville弹簧。

在第二实施例中，能量储存装置为液压装置。优选地，液压装置为保持在压力下的液压流体。

优选地，致动器还包括复位装置，以将致动器活塞移动回到其原始操作位置。优选地，致动器还包括防喷器闸板设定装置，以将操作活塞移动回到其原始操作位置。依此方式，可以复位液压防喷器闸板。

优选地，夹紧装置包括滚珠式夹紧装置，并且可以包括美国专利第2,062,628(Yannetta)号或美国专利第2,182,797号中公开类型的装置，该专利的公开内容在此并入本文供参考。

滚珠式夹紧装置可以包括安装在滚珠安装元件中的多个滚珠，其中所述滚珠安装元件可以为滚珠隔圈或套筒，并具有多个孔，每个孔相关于对应的滚珠。致动器，特别是致动器活塞可以适于推动滚珠与杆件接合以夹紧杆件。这可以帮助辅助力的应用。

致动器活塞可以限定一个或多个凸轮面或斜面，所述凸轮面或斜面用于径向推动一个或多个滚珠与杆件接合。