[发明专利]环形密封胶芯的校正固化周期

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.119(e)要求下述临时申请的权益：2006年7月28 日提交的美国专利申请系列No.60/820,723；2006年9月28日提交的美国 专利申请系列No.60/847,760；2006年10月20日提交的美国专利申请系列 No.60/862,392；以及2007年4月19日提交的美国专利申请系列No. 60/912,809，在此引入它们的全部内容作为参考。

技术领域

本申请披露的实施方案总体上涉及用于油气工业的防喷器(blowout preventer)。具体地，本发明涉及固化和制造防喷器密封件的方法，其中密 封件可包括弹性体和刚性材料。

背景技术

井控是油气勘探的重要方面。例如，在钻井时，必须将安全装置放置 于合适的位置，以避免伴随钻井作业发生的意外情况对人员造成伤害以及 对设备造成破坏。

钻井包括穿透各种地下地质构造或“层”。有时，井筒将穿透地层压力 明显高于井筒中压力的层。在出现这种情况时称井已溢流。伴随溢流出现 的压力升高通常由地层流体(可以是液体、气体或它们的组合)流入井筒引 起。压力较高的溢流往往从进入井筒的位置向井口蔓延(从高压区域向低压 区域)。如果允许溢流到达地面，则可能将钻井液、钻具和其它钻井结构体 从井筒中喷出。这种“井喷”可造成钻井设备(包括例如钻机)的严重破坏和钻 机操作人员的重大伤亡。

由于井喷的风险，将称为防喷器的装置安装在位于地表的井头上方或 者在深水钻井布置中安装于海底，以有效地密封井筒，直至可采取积极的 措施控制溢流。可起动防喷器，以使溢流得到充分地控制并“循环”离开 系统。防喷器有数种，其中最常见的为套筒式环空防喷器(annular blowout preventer)(包括球形防喷器)和闸板式防喷器(ram blowout preventer)。将对这 些类型的防喷器进行更为详细地讨论。

套筒式环空防喷器通常使用具有金属插入物的大型环形橡胶或弹性密 封件，将该密封件称为“密封胶芯(packing units)”。可起动防喷器内的密封胶 芯，以包围钻杆和钻具，从而完全密封钻杆或钻具与井筒之间的“环空“。在 密封胶芯的孔内没有钻杆或钻具的情况下，可压缩密封胶芯以使密封胶芯 的孔完全闭合。因而，套筒式环空防喷器的完全闭合的密封胶芯所起的作 用类似于截止阀。通常，可手动或借助机械快速压缩密封胶芯，以在其周 围形成密封并防止井压造成井喷。

授予Knox并转让予本发明的受让人的美国专利No.2,609,836中披露 了具有密封胶芯的套筒式环空防喷器的实例，在此引入其全文作为参考。 Knox的密封胶芯包括多个嵌于弹性体中的金属插入物，其中金属插入物与 弹性体完全结合。金属插入物在从密封胶芯中轴延伸至井筒的径向平面内 以大致为环形的方式隔开。当径向压缩密封胶芯进行密封来抵御井压时， 插入物为弹性体提供结构支撑。在围绕钻杆压缩密封胶芯或压缩密封胶芯 本身时，径向向内挤压弹性体，使得金属插入物也径向向内移动。

现参考图1，示出了包括外壳102的套筒式环空防喷器101。套筒式环 空防喷器101具有从其中穿过与井筒103相称的孔120。然后围绕孔120和 井筒103将密封胶芯105设置在套筒式环空防喷器101内。密封胶芯105 包括弹性环形体107和多个金属插入物109。金属插入物109设置在密封胶 芯105的弹性环形体107内，所述金属插入物109以大致为环形的方式分 布并在从井筒103延伸的径向平面内隔开。此外，密封胶芯105包括与防 喷器101的孔120同心的孔111。