[发明专利]闸板防喷器的外部位置指示器

说明书

技术领域

本文公开的主题的实施例大体涉及方法和系统，并且更具体而言，涉及用于在外部识别闸板(ram)在闸板防喷器(ram blowout preventer)的内部的位置的机构和技术。

背景技术

在过去的几年期间，随着化石燃料的价格的升高，开发新的生产现场的兴趣已经急剧上升。但是，基于地面的生产现场的可用性受到限制。因此，该行业现在已经将钻井延伸到看起来保有大量的化石燃料的近海位置。

现有的用于从近海油田中抽取化石燃料的技术使用如图1中所示的系统10。更具体而言，系统10包括具有卷筒14的船舶12(例如石油钻塔)，卷筒14对控制器18供应功率/通讯索16。控制器18设置在海底，靠近海床20或在海床20上。在这方面，注意到，在图1中显示的元件不是按比例绘制的，并且不应当从图1中推断尺寸。

图1还显示了海底井的井口22和进入海底井的钻井线路24。在钻井线路24的端部处存在钻头(未示出)。采用了各种机构(也未示出)来使钻井线路24旋转，并且隐含地使钻头旋转，以使海底井延伸。

但是，在正常的钻井操作期间，可发生不期望的可能损害井和/或用于钻井的装备的事件。一个这种事件是，气体、石油或其它井流体从地下构型中不受控制地流到井中。这种事件有时称为“井涌(kick)”或“井喷(blowout)”，并且可发生在井的内部的构型压力超过钻井流体柱对其施加的压力时。此事件是不可预见的，并且如果不采取措施来防止此事件，则可损害井和/或相关联的装备。虽然上面的论述是针对海底石油勘探，但是对于地面石油勘探同样是这种情况。

因此，在上面提到的事件中的一个威胁井的完整性的情况下，可将防喷器(BOP)安装在井的顶部上来密封井。BOP在传统上实现为用以在钻井或完成操作期间防止或者在外壳和钻管之间的环形空间中或者在开放孔(即不具有钻管的孔)中的压力的释放的阀。最近，出于各种原因，多个BOP可安装在井的顶部上。图1显示了由控制器18控制的两个BOP26或28。

传统的BOP可为一至五米高，并且重量可为数万公斤。BOP的各种构件不时需要更换。在图2中显示了BOP26的一个实例。除了别的之外，在图2中显示的BOP26具有两个闸板块30，它们由相应的活塞杆32和对应的锁紧机构33支承，锁紧机构33构造成以便将杆32锁紧在期望的位置处。两个闸板块30构造成以便沿着平行于活塞杆32的纵向轴线X的方向在第一室34(水平孔口)的内部运动。闸板块30可切断(severe)钻井线路24或横穿BOP26的第二室36(竖直井孔口)的其它工具。第一室和第二室基本垂直于彼此。但是，在切断钻井线路24多次之后(如果安装了剪切闸板块的话)，需要检验闸板块30和/或它们的相应的切边，并且有时需要对它们重新加工。由于这个原因，图2的BOP26设有用于各个闸板块30的可拆装的罩38，可打开可拆装的罩38，以提供对闸板块的接近。图2显示了具有铰链40的罩38，铰链40会可旋转地打开罩38。

图3显示了具有罩38的BOP26，罩38被打开，以便暴露闸板块30。因此，如可从图1至3中看到的那样，当罩38关闭时，不能确定闸板块30的位置。另外，当BOP在运行时，闸板块30可具有功能性打开位置和功能性关闭位置。BOP的操作员需要知道至少这两个位置。

可如例如在Young等的美国专利No.5,320,325《位置测量防喷器》(Position Instrumented Blowout Preventer)(这里称为Youngl)、Young等的美国专利No.5,407,172《位置测量防喷器》(Position Instrumented Blowout Preventer)(这里称为Young2)和Judge等的美国专利申请公开No.2008/0196888《闸板BOP位置传感器》(RAM BOP Position Sensor)中所公开的那样检测这些位置，这些专利的所有内容通过引用而结合在本文中。

这些文献公开了用于确定闸板块30的相对于BOP26的主体的位置的磁致伸缩装置。这些装置会产生随着连接到闸板块上的活塞一起运动的磁场，并且会干扰管所包围的电线所产生的另一个磁场。当发生此干扰时，磁性干扰会像声波那样通过管传播到检测器。可测量磁性干扰传播到检测器所需要的时间，并且可使用该时间来确定活塞的相对于BOP的主体的位置。