[发明专利]改进的全封闭剪切闸板

说明书

一种用在BOP组套中的剪切闸板组件。所述剪切闸板组件包括闸板块，所述闸板块设置在所述剪切闸板壳体内且具有面向孔腔的前端，所述闸板块能够在打开位置和关闭位置，所述闸板块在所述打开位置从所述孔腔缩回，所述闸板块在所述关闭位置向所述孔腔伸出。所述叶片具有前表面、后表面、下剪切边缘和上边缘，所述叶片通过紧固件附接至所述闸板块的所述前表面，所述紧固件相对于所述闸板块的上表面成角度穿过所述闸板块的一部分延伸到所述叶片的所述后表面中，所述叶片的所述后表面成角度，以便所述后表面垂直于所述紧固件的纵轴。

背景技术

1.发明领域

本技术涉及油气井，并且确切地说，涉及一种用于防喷器(BOP)的改进的全封闭剪切闸板。

2.相关领域简述

典型的BOP包括穿过所述BOP并且与井口相连的孔腔。管道和工具通过所述BOP中的孔腔进入所述井口。一般来说，全封闭剪切闸板包括在BOP组套中，且在孔腔内的压力控制是必要时，例如，钻井内的意外压力涌动会对钻井装置或其他钻井区域上的人员产生危险时，所述全封闭剪切闸板在孔腔内剪切管道或工具。

全封闭剪切闸板通常包括安装在BOP上的壳体或阀盖内的剪切闸板块。所述剪切闸板块具有附接至其前端、朝向所述孔腔的叶片。当驱动所述剪切闸板时，活塞推动所述壳体内的所述剪切闸板块，使所述剪切闸板块和叶片跨所述孔腔关闭，同时剪切所述孔腔中的任何管道、工具或其他物体并将钻井密封。由于所述剪切闸板关闭，所述剪切闸板块和叶片暴露在井眼压力下，所述压力可能非常高，例如超过15,000lbs/in²。

一些现有剪切闸板设计利用螺栓或其他紧固件将闸板叶片附接至剪切闸板块。通常这些螺栓穿过所述叶片的前表面进入所述闸板块中。然而，这可能会出现问题，因为穿过叶片表面钻出用于紧固件的孔腔会弱化所述叶片，并且可能引入应力通路。另外，所述紧固件在所述叶片上的定位需要交错所述叶片上的螺栓的高度，导致在压力下，所述螺栓中的应力出现不均匀分布。因此，螺栓通常高于约15,000lbs/in²的压力下断裂。

然而，在现今的石油和天然气行业中，孔腔操作逐渐在更深的水下进行，导致井眼中压力更高。例如，BOP通常安置在压力高于15,000lbs/in²，甚至高于约20,000lbs/in²或更大压力的钻井顶部，从而超过已知BOP全封闭剪切闸板的操作限制。

发明内容

本说明书中公开一种用在防喷器(BOP)组套中的剪切闸板组件，所述剪切闸板组件具有剪切闸板壳体和孔腔。所述BOP的所述孔腔配置成在所述BOP附接至井口时与井眼对准。所述剪切闸板组件包括闸板块，所述闸板块设置在所述剪切闸板壳体内且具有面对所述孔腔的前端。所述闸板块能够打开位置与关闭位置之间移动，所述闸板块在所述打开位置从所述孔腔缩回，所述闸板块在所述关闭位置向所述孔腔伸出。

所述闸板块组件还包括叶片，所述叶片具有前表面、后表面、下剪切边缘和上边缘。所述叶片通过紧固件附接至所述闸板块的所述前端。在一些实施例中，所述紧固件可以相对于所述闸板块的上表面成角度延伸穿过所述闸板块的一部分并到达所述叶片的所述后表面。在其他实施例中，所述紧固件可穿过所述叶片延伸到所述闸板块中。在进一步的实施例中，所述叶片的所述后表面可以成角度，以便所述后表面垂直于所述紧固件的纵轴。

本说明书中还公开了本发明的替代实施例，其中，上唇缘从所述闸板块的上部向所述孔腔延伸，所述上唇缘接触所述叶片，以减少在所述闸板块从所述打开位置向所述关闭位置移动时，所述叶片相对于所述壳体的旋转，从而减小所述紧固件内的应力。此外，在其他示例性实施例中，所述闸板块组件可包括下唇缘，所述下唇缘从所述闸板块的下部向所述孔腔延伸，所述唇缘与所述叶片隔开一定间隙。密封件可设置在所述下唇缘和所述叶片之间的所述间隙中，用于密封所述闸板块与所述叶片之间的接口。

附图说明