[发明专利]用于井压控制设备的压力辅助马达操作的冲头致动器

说明书

一种用于致动井压控制装置中的冲头的装置包括连接到冲头的致动器杆。致动器杆可在壳体内移动，以将冲头延伸到壳体中的通孔中。驱动螺杆可旋转地连接到致动器杆。驱动螺杆横向于致动杆定向。至少一个马达可旋转地连接到驱动螺杆。

背景技术

本公开一般涉及通过地下地层钻井的领域。更具体地，本公开涉及用于控制来自这种井筒的流体释放的装置，这种设备称为防喷器(BOP)。

本领域已知的防喷器具有一组或多组相对的“冲头”，其被向内推入连接到井口的壳体中，以便在某些条件下或在某些井眼构造操作期间液压地关闭井眼。壳体可以密封地连接到井顶部的井口或套管法兰。当向内推动时，冲头可以密封穿过BOP的管柱和/或在没有管道时(或当管道存在但必须切割或“剪切”时相互密封。冲头的运动由液压操作的致动器执行。

用于海上作业的本领域已知的防喷器可以连接到水体底部的井口，例如湖泊或海洋。在这样的BOP中，可以从水面上方的钻井单元供应电力，该钻井单元可以通过靠近BOP的马达操作的泵转换成液压动力。还可能存在液压油箱，其具有在BOP附近的压力下的液压流体，以便在液压泵或驱动马达失效的情况下提供必要的液压以关闭冲头。

在授予Berkenhof等人的美国专利No.6,554,247中描述了典型的液压致动BOP。

附图说明

图1示出了从浮动钻井平台海洋钻井的实例，其中防喷器安装在井口上。

图2示出了根据本发明的井压控制装置的示例性实施例的侧视图。

图3示出了如图1中的装置的示例性实施例的俯视图。

具体实施方式

提供图1以示出可以使用根据本发明的各个方面的井压控制装置的钻井的示例性实施例。图1示出了漂浮在水体113上并配备有根据本发明的装置的钻井船舶110。井口115位于海底117附近，其限定了底部地层118的上表面或“泥线”。钻柱119和相关的钻头120悬挂在安装在船舶上的井架121上并延伸到井筒122的底部。一段结构套管127从井口115延伸到井筒122上方的底部沉积物中的选定深度。同心容纳钻柱119是立管123，其位于防喷器组124的上端和船舶110之间。球形接头125位于立管123的每一端。

位于立管123的上部附近的是侧向出口126，其将立管连接到流动管线129。出口126设置有节流阀28。流动管线129向上延伸到船舶110上的分离器131，因此提供了从立管123通过流动管线129到船舶110的流体连通。在钻井船舶上还有一个压缩机132，用于将加压气体输送到气体注入管线133，其从钻井船舶向下延伸并进入流动管线129的下端。前述部件可以用于所谓的“双梯度”钻井，其中将返回的钻井液改进和/或泵送到船舶110可以在立管123中提供较低的流体静压力梯度，相比较如果是在钻井液在返回到船舶110时没有如此改进或泵送的情况。为了限定本发明的范围，这种流体压力梯度修改在某些实施例中不需要使用。这里公开的示例性实施例旨在仅用作示例，并且不以任何方式限制本发明的范围。

为了控制立管123内的钻井液的流体静压力，在某些实施例中，钻井液可以通过流动管线129返回到船舶110。与正常的海上钻井操作一样，钻井液循环通过钻柱119钻到钻头210。钻井液离开钻头并通过由钻柱119和井筒122限定的环形空间返回到立管123。然后发生与正常钻井操作的偏离。钻井液保持在上球形接头125和出口126之间的某个高度，而不是将钻井液和钻孔的钻屑通过立管返回钻井船舶。该流体水平与立管中的钻井液所需的流体静压力有关，其不会破坏沉积地层118，但仍能保持良好的控制。