[发明专利]复合防喷器密封件及其使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年1月27日提交的美国非临时申请No.14/606,985的优先权，其全部内容在此通过引用的方式并入本文。

背景技术

本公开总体上涉及用于执行井场操作的技术。更具体地，本公开涉及用于防止井喷的技术，例如防喷器和/或密封件。

可以执行油田操作以定位并收集有价值的井下流体。石油钻机被定位在井场中，诸如钻进工具等的井下工具被部署到地下而到达地下储层。一旦该井下工具形成井眼而到达期望的储层，则套管可以被固定到井眼内的适当位置，且可以完成所述井眼以开始从储层中开采流体。井下管状装置(例如管、某些井下工具、套管、钻管、衬管、连续油管、开采油管、钢丝缆绳、钢丝绳或定位在井眼中的其它管状构件)以及相关部件(例如钻铤、工具接头、钻头、测井工具、封隔器等)(称为“管状件”或“管状柱”)可以定位在井眼中，以便地下流体能够输送到地面。

如果被从井眼中释放，地下流体的泄漏可能会造成环境威胁。诸如防喷器(BOP)的设备可以围绕井眼定位，以在其中围绕管状件形成密封，从而防止流体在被带到地面时泄漏。BOP可以是具有机构(例如闸板或指状件)的环形BOP或闸板BOP，其具有用于密封井眼中的管状件的密封件。美国专利/申请No.2002/0227987；2011/0226475；2011/0000670；2010/0243926；7,814,979和7,367,396中提供了BOP的多个实例，这些美国专利/申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

发明内容

在至少一个方面，本公开涉及一种用于防喷器的闸板的密封组件，该防喷器用于密封穿透地层的井眼。井眼具有用于输送来自该井眼的流体的管状件。闸板能够围绕该管状件定位。密封组件包括由闸板承载的复合密封件。该复合密封件包括面密封件和支撑密封件，该面密封件具有能够围绕所述管状件密封接合的密封表面，该支撑密封件能够以距密封表面一定距离的方式邻近所述面密封件定位。该密封表面沿着面密封件的前表面延伸且能够与所述管状件和另一闸板的面密封件二者中的至少一个接合。该支撑密封件在密封期间不能与所述管状件接合，并且比所述面密封件更可变形，由此在密封期间支撑所述复合密封件。

该密封组件还可以包括插入件阵列，所述面密封件围绕该插入件阵列被模制成型。所述面密封件可以具有在该插入件阵列的上部和下部之间延伸的唇缘。所述密封组件还可以包括在该阵列的相反两侧的支撑件。所述面密封件可以具有围绕所述支撑件的接触区域。该接触区域可以沿着密封表面限定平坦面。所述面密封件可以具有背对着该密封表面的支撑表面。所述支撑密封件能够沿着该支撑表面定位。所述面密封件和支撑密封件中的每一个都可以具有一对线性部分，在该一对线性部分之间具有弧形部分。

所述面密封件和支撑密封件中的每一个都包括可变形材料。

在另一方面，本公开涉及一种用于密封穿透地层的井眼的防喷器。该井眼具有用于输送来自该井眼的液体的管状件。该防喷器包括能够围绕井眼定位的壳体、能够围绕通道定位的闸板、以及由每个闸板承载的密封组件。该壳体具有用于收容穿过其中的管状件的通道。该密封组件包括复合密封件。该复合密封件包括面密封件和支撑密封件，该面密封件具有能够围绕所述管状件密封接合的密封表面，该支撑密封件能够以距密封表面一定距离的方式邻近所述面密封件定位。该密封表面沿着面密封件的前表面延伸且能够与所述管状件和另一闸板的面密封件二者中的至少一个接合。在密封期间，该支撑密封件不能与所述管状件接合，并且该支撑密封件比面密封件更可变形，从而支撑所述复合密封件。

该防喷器还可以包括由闸板承载的壳体密封件。每个闸板可以具有密封面。所述密封组件的密封表面可以围绕该密封面定位。每个闸板中可以具有密封腔，并且所述密封组件能够收容在该密封腔中。每个闸板可以具有延伸到其密封面中的密封腔，并且所述密封组件能够收容在该密封腔中，使得所述密封表面围绕该密封面定位。每个闸板可以具有至少一个键和围绕其密封面的至少一个键槽。该键和键槽能够与相邻闸板的对应的至少一个键和至少一个键槽互锁地接合。该防喷器还可以包括致动器，该致动器用于选择性地使闸板延伸和缩回。