相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)請(qǐng)求享有2013年10月29日提交且題為"水下防噴器中的鉆管的噴水剪切(waterjetshearingofdrillpipesinsubseablowoutpreventers)"的美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/896,998號(hào)的優(yōu)先權(quán)。之前的臨時(shí)專利申請(qǐng)通過引用以其整體并入。
本發(fā)明大體上涉及適用于水下管切割的設(shè)備及方法,并且更具體而非限制地涉及適用于在水下防噴器操作期間的水下管切割的設(shè)備及方法。
背景技術(shù):
防噴器為通常成組冗余安裝的用于密封、控制和/或監(jiān)測水下井的機(jī)械裝置。通常,防噴器組包括一定數(shù)目的裝置,例如,如,閘板防噴器、環(huán)形防噴器、蓄積器、測試閥、故障安全閥、斷流和/或扼流管線和/或閥、立管接頭(riserjoint)、液壓連接器和/或類似的,它們中許多可液壓促動(dòng)的。
在一些實(shí)施例中,可能需要防噴器來關(guān)閉被占據(jù)的井孔(例如,有物體設(shè)置在其中,例如,如,鉆管、鉆柱、管套和/或類似的)。在這些情況中,防噴器可構(gòu)造成圍繞設(shè)置在井孔中的物體密封(例如,管閘板防噴器、環(huán)形防噴器和/或類似的),且/或剪切物體(例如,剪切閘板防噴器、全封剪切閘板防噴器和/或類似的)。
剪切設(shè)置在井孔內(nèi)的物體可在某些程序期間特別有效,例如,如,在期望使下隔水管組(lowermarineriserpackage)與防噴器組(或防噴器組的一部分)斷開和/或類似的時(shí)候。剪切類型的防噴器可為剪切此物體的典型解決方案;然而,剪切類型的防噴器通常需要相對(duì)大量的關(guān)閉動(dòng)力,且還可能相對(duì)較大和/或復(fù)雜(例如,且或許不太穩(wěn)定)。并且,如果剪切類型的防噴器不能有效地剪切物體(例如,其可由于例如井噴、構(gòu)件故障和/或類似的對(duì)剪切類型的防噴器、物體和/或類似物的破壞而發(fā)生),則程序的完成(例如,從防噴器組除去下隔水管組)可能存在問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本水下管切割設(shè)備的一些實(shí)施例構(gòu)造成,通過聯(lián)接到框架上且構(gòu)造成將加壓流體施加到管上來切割管的一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴,以切割設(shè)置在防噴器的井孔內(nèi)的管(例如,在具有降低的功率消耗、成本、尺寸、重量、復(fù)雜性和/或類似的一些情況下,至少部分地實(shí)現(xiàn)剪切類型的防噴器的剪切功能性)。一些實(shí)施例構(gòu)造成通過以下的一個(gè)或多個(gè)來實(shí)現(xiàn)和/或提高此期望的功能性:聯(lián)接到框架的旋轉(zhuǎn)部分上且構(gòu)造成圍繞管旋轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴、可在收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴,噴水噴嘴在展開狀態(tài)時(shí)比在收縮狀態(tài)時(shí)在徑向上更接近管、樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架上且構(gòu)造成在將加壓流體施加到管的表面上的同時(shí)樞轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴,以及兩個(gè)或更多個(gè)噴水噴嘴。
本水下管切割設(shè)備的一些實(shí)施例構(gòu)造成,通過構(gòu)造成相對(duì)于防噴器組裝固設(shè)備的凸緣,來容易地整體結(jié)合和/或?qū)?、替換和/或類似處理典型防噴器和/或其構(gòu)件、防噴器組和/或其構(gòu)件,和/或類似的。
用于防噴器組的本水下管切割設(shè)備的一些實(shí)施例包括框架和聯(lián)接到框架上且構(gòu)造成將加壓流體施加到管上以切割管的一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴。在一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴包括兩個(gè)或更多個(gè)噴水噴嘴。在一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴包括四個(gè)或更多個(gè)噴水噴嘴。一些實(shí)施例包括凸緣,其構(gòu)造成相對(duì)于防噴器組裝固水下管切割設(shè)備。在一些實(shí)施例中,管包括鉆管。在一些實(shí)施例中,管包括管套。
在一些實(shí)施例中,框架包括靜止部分和旋轉(zhuǎn)部分,且噴水噴嘴聯(lián)接到框架的旋轉(zhuǎn)部分上。"噴水噴嘴"在其表示"一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴"時(shí)可意味著單個(gè)噴水噴嘴。在一些實(shí)施例中,噴水噴嘴的促動(dòng)引起框架的旋轉(zhuǎn)部分相對(duì)于框架的靜止部分旋轉(zhuǎn)。一些實(shí)施例包括凸緣,其構(gòu)造成相對(duì)于防噴器組裝固框架的靜止部分。
在一些實(shí)施例中,噴水噴嘴可在收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間移動(dòng),在展開狀態(tài),噴水噴嘴比處于收縮狀態(tài)時(shí)在徑向上更接近管。一些實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)促動(dòng)器,其構(gòu)造成使噴水噴嘴從收縮狀態(tài)移動(dòng)至展開狀態(tài)。
在一些實(shí)施例中,框架的旋轉(zhuǎn)部分相對(duì)于框架的靜止部分的旋轉(zhuǎn)引起噴水噴嘴在收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間移動(dòng)。一些實(shí)施例包括第一連桿機(jī)構(gòu)和第二連桿機(jī)構(gòu),第一連桿機(jī)構(gòu)具有聯(lián)接到一個(gè)噴水噴嘴上的第一端和樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架的靜止部分上的第二端,第二連桿機(jī)構(gòu)具有聯(lián)接到一個(gè)噴水噴嘴上的第一端和樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架的旋轉(zhuǎn)部分上的第二端,其中框架的旋轉(zhuǎn)部分相對(duì)于框架的靜止部分的旋轉(zhuǎn)引起第一連桿機(jī)構(gòu)的第一端和第二連桿機(jī)構(gòu)的第一端朝管沿徑向轉(zhuǎn)移。
在一些實(shí)施例中,框架的旋轉(zhuǎn)部分包括第一部分和構(gòu)造成相對(duì)于第一部分旋轉(zhuǎn)的第二部分,以及一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴聯(lián)接到框架的第二部分上。在一些實(shí)施例中,噴水噴嘴的促動(dòng)引起框架的第二部分相對(duì)于框架的第一部分旋轉(zhuǎn)。
在一些實(shí)施例中,框架的第二部分相對(duì)于框架的第一部分的旋轉(zhuǎn)引起噴水噴嘴在收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間移動(dòng)。一些實(shí)施例包括第一連桿機(jī)構(gòu)和第二連桿機(jī)構(gòu),第一連桿機(jī)構(gòu)具有聯(lián)接到一個(gè)噴水噴嘴上的第一端和樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架的第一部分上的第二端,第二連桿機(jī)構(gòu)具有聯(lián)接到一個(gè)噴水噴嘴上的第一端和樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架的第二部分上的第二端,其中框架的第二部分相對(duì)于框架的第一部分的旋轉(zhuǎn)引起第一連桿機(jī)構(gòu)的第一端和第二連桿機(jī)構(gòu)的第一端朝管沿徑向轉(zhuǎn)移。
在一些實(shí)施例中,各個(gè)噴水噴嘴均包括構(gòu)造成在噴水噴嘴處于展開狀態(tài)時(shí)接觸管的止擋件。在一些實(shí)施例中,各個(gè)止擋件均包括滾子,其構(gòu)造成在噴水噴嘴處于展開狀態(tài)時(shí)接觸管。
在一些實(shí)施例中,噴水噴嘴樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架上,使得各個(gè)噴水噴嘴可在將加壓流體施加到管的表面上的同時(shí)樞轉(zhuǎn)。
一些實(shí)施例包括泵,其構(gòu)造成將加壓流體的至少一部分施加到噴水噴嘴上。一些實(shí)施例包括構(gòu)造成將磨料供應(yīng)至加壓流體的至少一部分的儲(chǔ)蓄器。
用于切割水下管的本方法的一些實(shí)施例包括利用一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴將加壓流體施加到管上來切割管,其中一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴聯(lián)接到框架上,框架經(jīng)由凸緣聯(lián)接到防噴器組上。一些實(shí)施例包括使一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴從收縮狀態(tài)移動(dòng)到展開狀態(tài),在展開狀態(tài),噴水噴嘴比在收縮狀態(tài)時(shí)在徑向上更接近管。一些實(shí)施例包括使一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴圍繞管沿周向移動(dòng)。一些實(shí)施例包括在將加壓流體施加至管的表面上的同時(shí)使一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴樞轉(zhuǎn)。
用語"聯(lián)接"限定為連接的,但不一定是直接地,且不一定是機(jī)械地;"聯(lián)接"的兩個(gè)物件可與彼此成整體。用語"一個(gè)"和"一種"限定為一個(gè)或多個(gè),除非本公開內(nèi)容明確地另外要求。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解到那樣,用語"大致"限定為較大地,但不一定是所指定的全部地(且包括指定的;例如,大約90度包括90度,大致平行包括平行)。在公開的實(shí)施例中,用語"大致"、"大約"和"約"可由指定的"[多少百分比]內(nèi)"替代,其中百分比包括百分之0.1、1、5和10。
此外,以某一方式構(gòu)造的裝置或系統(tǒng)以至少該方式構(gòu)造,但其還可以以不同于明確描述的那些的其它方式構(gòu)造。
用語"包括"(和任何形式的包括,如,"包括(comprises)"和"包括(comprising)")、"具有"(和任何形式的具有,如"具有(has)"和"具有(having)")、"包含"(和任何形式的包含,如"包含(includes)"和"包含(including)")和"含有"(和任何形式的含有,如"含有(contains)"和"含有(containing)")為開放性的連系動(dòng)詞。結(jié)果,"包括"、"具有"、"包含"或"含有"一個(gè)或多個(gè)元件的設(shè)備擁有那些一個(gè)或多個(gè)元件,但不限于僅擁有那些元件。同樣,"包括"、"具有"、"包含"或"含有"一個(gè)或多個(gè)步驟的方法擁有那些一個(gè)或多個(gè)步驟,但不限于僅擁有那些一個(gè)或多個(gè)步驟。
設(shè)備、系統(tǒng)和方法中的任何的實(shí)施例可由所述步驟、元件和/或特征中的任何構(gòu)成或基本上構(gòu)成(而非包括/包含/含有/具有)。因此,在任何權(quán)利要求中,用語"構(gòu)成"或"基本上構(gòu)成"可替代任何上述開放性連系動(dòng)詞,以便從另外使用開放性連系動(dòng)詞的給定權(quán)利要求改變其范圍。
一個(gè)實(shí)施例的特征或多個(gè)特征可應(yīng)用于其它實(shí)施例,即使未描述或示出,除非由本公開內(nèi)容或?qū)嵤├男再|(zhì)明確禁止。
下文描述了上文所述的實(shí)施例和其它實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的一些細(xì)節(jié)。
附圖說明
以下附圖僅通過舉例而非限制示出。為了簡短和清楚起見,給定結(jié)構(gòu)的每個(gè)特征并非總是在其中出現(xiàn)該結(jié)構(gòu)的每個(gè)圖中標(biāo)出。相同的參考標(biāo)號(hào)不一定表示相同的結(jié)構(gòu)。相反,相同參考標(biāo)號(hào)可用于表示相似特征或具有相似功能性的特征,其可為不相同的參考標(biāo)號(hào)。附圖按比例繪制(除非另外提出),意味著至少在附圖中繪出的實(shí)施例中,所示元件的尺寸關(guān)于彼此準(zhǔn)確。
圖1為本水下管切割設(shè)備的第一實(shí)施例的局部斷面透視圖。
圖2和3為聯(lián)接到防噴器組上的圖1的實(shí)施例的局部斷面透視圖。
圖4和5為聯(lián)接到防噴器組上的圖1的實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖6a-6c為圖1的實(shí)施例的局部斷面透視圖,繪出了從收縮狀態(tài)到展開狀態(tài)的噴水噴嘴移動(dòng)的實(shí)例。
圖7a-7c為圖1的實(shí)施例的局部斷面俯視圖,繪出了從收縮狀態(tài)到展開狀態(tài)的噴水噴嘴移動(dòng)的實(shí)例。
圖8為本水下管切割設(shè)備的第二實(shí)施例的局部斷面透視圖。
圖9和10為聯(lián)接到防噴器組上的圖8的實(shí)施例的局部斷面透視圖。
圖11和12為聯(lián)接到防噴器組上的圖8的實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖13a-13c為圖8的實(shí)施例的局部斷面透視圖,繪出了從收縮狀態(tài)到展開狀態(tài)的噴水噴嘴移動(dòng)的實(shí)例。
圖14a-14c為圖8的實(shí)施例的局部斷面俯視圖,繪出了從收縮狀態(tài)到展開狀態(tài)的噴水噴嘴移動(dòng)的實(shí)例。
圖15a為本水下管切割設(shè)備的第三實(shí)施例的兩個(gè)閘板的俯視圖。
圖15b為圖15a的閘板的透視圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參看附圖,且更具體地參看圖1-7,其中所示且由參考標(biāo)號(hào)10a表示的是本水下管切割設(shè)備的第一實(shí)施例。在所示實(shí)施例中,設(shè)備10a構(gòu)造成切割管14(例如,鉆管,其可設(shè)置在井孔18的一部分內(nèi),且構(gòu)造成將鉆井流體傳送至,自和/或穿過井孔,將轉(zhuǎn)矩傳送至鉆頭和/或類似的)。管14(例如,鉆管)僅通過實(shí)例提供,因?yàn)楸竟芮懈钤O(shè)備可構(gòu)造成切割任何適合的管、管路、導(dǎo)管和/或類似的,包括但不限于鉆管、管套、立管、串(string)和/或類似的,它們的組合(例如,設(shè)置在套管內(nèi)的鉆管),不論此(這些)管、管路、導(dǎo)管和/或類似的是否設(shè)置在井孔(例如,18)、防噴器(例如,34)、防噴器組(例如,22)和/或類似的內(nèi)。至少通過切割管的能力,本管切割設(shè)備可便于某些程序(例如,從防噴器組除去下隔水管組)、其它防噴器構(gòu)件的操作(例如,例如通過切割管而有損管14的強(qiáng)度的剪切類型閘板的促動(dòng)),和/或類似的。
在該實(shí)施例中,設(shè)備10a構(gòu)造成用于防噴器組(例如,防噴器和其它構(gòu)件的組件)(例如,22,圖2-5中最佳示出)。例如,在所示實(shí)施例中,設(shè)備10a包括凸緣26,其構(gòu)造成相對(duì)于防噴器組22裝固水下管切割設(shè)備。通過圖示,在所示實(shí)施例中,凸緣26包括多個(gè)孔30,其構(gòu)造成收納緊固件(例如,螺栓、鉚釘和/或類似的),以相對(duì)于防噴器組22和/或其構(gòu)件(例如,如圖所示,閘板類型的防噴器34)裝固設(shè)備10a。在該實(shí)施例中,設(shè)備10a繪制為設(shè)置在兩個(gè)閘板類型的防噴器34之間,各個(gè)均經(jīng)由凸緣26聯(lián)接到設(shè)備10a上(例如,在所示實(shí)施例中,設(shè)備10a包括兩(2)個(gè)凸緣26)。然而,在其它實(shí)施例中,本設(shè)備可設(shè)置在任何適合的位置處,而不論是否在防噴器組內(nèi)(例如,裝固到防噴器組外的管上)。
在所示實(shí)施例中,設(shè)備10a包括框架38a(例如,在一些實(shí)施例中,其可稱為本體、殼體和/或類似的)(例如,用于相對(duì)于彼此定位設(shè)備10a的構(gòu)件的結(jié)構(gòu))。在所示實(shí)施例中,框架38a包括靜止部分42a和旋轉(zhuǎn)部分46a,旋轉(zhuǎn)部分46構(gòu)造成相對(duì)于靜止部分旋轉(zhuǎn)(例如,大體上沿由圍繞設(shè)備的縱軸線54的箭頭50指出的方向,但不必是管14)。靜止部分42a可為靜止的,其中靜止部分可在使用期間相對(duì)于防噴器組22和/或管14固定。在該實(shí)施例中,靜止部分42a限定內(nèi)部容積58,其構(gòu)造成收納旋轉(zhuǎn)部分46a,使得靜止部分大致包圍旋轉(zhuǎn)部分。以此方式,靜止部分42a可構(gòu)造成防止非期望的流體進(jìn)入和/或離開內(nèi)部容積58(例如,防止流體從內(nèi)部容積泄漏和進(jìn)入水下環(huán)境中,且/或防止海水從水下環(huán)境進(jìn)入內(nèi)部容積中)。在所示實(shí)施例中,靜止部分42a大體上由第一框架部件62和聯(lián)接到(例如,可除去地和/或密封地)第一框架部件上的第二框架部件66限定。此多件的框架組件(例如,38a)可促進(jìn)設(shè)備10a和/或其構(gòu)件的組裝、維護(hù)、修理和/或替換。
在所示實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)部分46a相對(duì)于靜止部分42a的旋轉(zhuǎn)可由促動(dòng)器70促進(jìn)(例如,電機(jī),其可例如經(jīng)由齒輪組件聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)部分46a上),而不論電力地(例如,經(jīng)由通過下文更詳細(xì)描述的導(dǎo)管102傳送的電動(dòng)力)、液壓地(例如,經(jīng)由加壓流體)、氣動(dòng)地和/或其它地促動(dòng)。在此實(shí)施例中,促動(dòng)器70的控制可至少部分地基于由一個(gè)或多個(gè)傳感器128(下文更詳細(xì)描述)采集的數(shù)據(jù)。例如,在一些實(shí)施例中,材料厚度測量傳感器128可采集表現(xiàn)管14的壁厚的數(shù)據(jù),且促動(dòng)器70可在噴水噴嘴74促動(dòng)來切割由傳感器采集的數(shù)據(jù)中指出的相對(duì)較厚材料時(shí)控制(例如,由處理器126)成引起旋轉(zhuǎn)部分46a更慢旋轉(zhuǎn),且在噴水噴嘴促動(dòng)來切割如由傳感器采集到的數(shù)據(jù)中指出的相對(duì)較薄材料時(shí)更快旋轉(zhuǎn)。
在一些實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)部分相對(duì)于靜止部分的旋轉(zhuǎn)可由噴水噴嘴74的促動(dòng)來促進(jìn)(例如,其可聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)部分46a上,且構(gòu)造成通過沿具有相對(duì)于縱軸線54的非徑向分量的方向噴射加壓流體流來將動(dòng)量給予旋轉(zhuǎn)部分)。然而,在其它實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)部分46a可省略,且噴水噴嘴74可聯(lián)接到靜止部分42a上。
在該實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴74(圖6a-6c和7a-7c中最佳所示)構(gòu)造成將加壓流體施加到管14上來切割管。在所示實(shí)施例中,設(shè)備10a包括四(4)個(gè)噴水噴嘴74。然而,在其它實(shí)施例中,本設(shè)備可包括任何適合數(shù)目的噴水噴嘴,例如,如,大于或等于以下中的任一個(gè),或以下任何兩個(gè)之間:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,14,16,18,20,25,30,35,40,50個(gè)或更多噴水噴嘴。如本公開內(nèi)容中使用的,用語"加壓流體"包括但不限于流體、含有顆粒物質(zhì)(例如,磨料)的流體,和/或類似的。例如,適合的加壓流體包括水、海水、液壓流體和/或類似的,且可包括磨料(例如,石榴石和/或類似的)。加壓流體可具有范圍從30,000磅每平方英寸(psi)到100,000(psi)或更大的范圍的壓力。
如圖6a-6c和圖7a-7c中所示,在該實(shí)施例中,噴水噴嘴74可在收縮狀態(tài)(例如,圖6a和7a)與展開狀態(tài)(例如,圖6c和7c)之間移動(dòng)(例如,大體上沿由箭頭76指出的方向),其中噴水噴嘴在處于展開狀態(tài)中時(shí)比在收縮狀態(tài)中時(shí)在徑向上更接近縱軸線54和/或管14。在所示實(shí)施例中,此移動(dòng)可由一個(gè)或多個(gè)促動(dòng)器78促進(jìn)。在該實(shí)施例中,各個(gè)促動(dòng)器均構(gòu)造成使單個(gè)噴水噴嘴74在其收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間移動(dòng);然而,在其它實(shí)施例中,各個(gè)促動(dòng)器可構(gòu)造成使多個(gè)噴水噴嘴在收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間移動(dòng)(例如,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,14,16,18,20個(gè)或更多噴水噴嘴)。在一些實(shí)施例中,噴水噴嘴74和/或促動(dòng)器78可朝收縮狀態(tài)偏壓(例如,通過彈簧或類似通過彈簧)。本水下管切割設(shè)備的促動(dòng)器78可包括任何適合的促動(dòng)器,而不論是電力地、液壓地、氣動(dòng)地和/或其它方式供能。例如,在一些實(shí)施例中,促動(dòng)器78可構(gòu)造成使得加壓流體至噴水噴嘴74和/或水下管切割設(shè)備的其它構(gòu)件的流動(dòng)可引起促動(dòng)器促動(dòng)來使噴水噴嘴74從收縮狀態(tài)移動(dòng)至展開狀態(tài)。
如圖所示,在該實(shí)施例中,各個(gè)噴水噴嘴74包括止擋件82,其構(gòu)造成在噴水噴嘴處于展開狀態(tài)時(shí)接觸管14(例如,且因此可設(shè)置管與噴水噴嘴之間的最小距離)。在繪出的實(shí)施例中,各個(gè)止擋件82包括滾子84,其構(gòu)造成在噴水噴嘴處于展開狀態(tài)時(shí)接觸管。以此方式,滾子84可在噴水噴嘴74處于展開狀態(tài)時(shí)(例如,切割期間)便于旋轉(zhuǎn)部分46a的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。
在所示實(shí)施例中,各個(gè)噴水噴嘴74可相對(duì)于管14展開一定距離(例如,使得止擋件82和/或滾子84接觸管),而不管管14相對(duì)于設(shè)備、井孔18和/或類似物的定向。以此方式,例如,在管14屈曲和/或以其它方式在井孔18內(nèi)移動(dòng)(例如,從預(yù)期定向移動(dòng))的情況下,各個(gè)噴水噴嘴74仍可相對(duì)于管14展開一定距離(例如,其中止擋件82和/或滾子84與管接觸),且或許由止擋件82和/或滾子84協(xié)助,可在旋轉(zhuǎn)期間保持相對(duì)于管的距離(例如,以與靠在凸輪上的凸輪從動(dòng)件的相似方式)(例如,在旋轉(zhuǎn)部分46a旋轉(zhuǎn)時(shí),通過朝向和/或遠(yuǎn)離縱軸線54,大體上沿由箭頭76指出的方向移動(dòng))。
在一些實(shí)施例中,噴水噴嘴74可樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架(例如,38a)或其部分(例如,42a,46a)上,使得各個(gè)噴水噴嘴可在將加壓流體施加到管14的表面上的同時(shí)樞轉(zhuǎn)。例如,在一些實(shí)施例中,噴水噴嘴74可經(jīng)由樞轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)和/或類似連接(例如,類似于下文更詳細(xì)所述的連桿機(jī)構(gòu)138和150的第二端)來相對(duì)于框架或其部分聯(lián)接。在一些實(shí)施例中,此樞轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)和/或類似的可由促動(dòng)器(如,電、液壓、氣動(dòng)和/或類似的促動(dòng)器)控制。以此方式,加壓流體可跨越管14的表面施加(例如,以掃過方式),這在一些情況下可加強(qiáng)管切割操作(例如,通過減少噴水噴嘴74、旋轉(zhuǎn)角(例如旋轉(zhuǎn)部分46a的),和/或切割管所需的類似方式)。
下文所述的一些特征在附圖中示意性繪出(例如,泵94、殼體98、儲(chǔ)蓄器122、處理器126、一個(gè)或多個(gè)傳感器128),且因此可對(duì)于本水下管切割設(shè)備的所有實(shí)施例不按比例繪制。在僅通過舉例提供的以下描述中,流體連通可由短劃線86大體上指出,且電連通可由點(diǎn)線90大體上指出。
在所示的實(shí)施例中,設(shè)備10a包括泵94,其構(gòu)造成將加壓流體的至少一部分供應(yīng)至噴水噴嘴74。舉例來說,在所示實(shí)施例中,泵94包括增壓器和/或增壓泵。本公開內(nèi)容的泵可以以任何適合的方式促動(dòng),而不論電、液壓、氣動(dòng)和/或類似的。本水下管切割設(shè)備的一些實(shí)施例可包括多個(gè)泵94,例如,如,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,14,16,18,20個(gè)或更多泵。在此實(shí)施例中,提供足以切割管的加壓流體所需的液壓動(dòng)力可通過多個(gè)泵分配,因此減少了促動(dòng)任何給定的一個(gè)泵所需的動(dòng)力。
在所示的實(shí)施例中,泵94設(shè)置在殼體98內(nèi),殼體98可為壓力補(bǔ)償?shù)?例如,具有等于或大于水下環(huán)境內(nèi)的壓力的內(nèi)部壓力,例如,如大5到7psi表壓(psig))。以此方式,泵94和/或相關(guān)聯(lián)的構(gòu)件可免受水下環(huán)境。
在具有電促動(dòng)泵94的實(shí)施例中,用于促動(dòng)泵的電動(dòng)力可來自任何適合的電源,例如,如,一個(gè)或多個(gè)電池(未明確示出),其可設(shè)置在殼體98內(nèi)和/或任何其它適合的水下或水上位置,與輔助線纜和/或類似的電連通(例如,經(jīng)由設(shè)置在電導(dǎo)管102內(nèi)的電線)。在一些實(shí)施例中,其它構(gòu)件(例如,促動(dòng)器,例如,如,促動(dòng)器70、促動(dòng)器78和/或類似的),如果電促動(dòng),則可以以相同或大致相似的方式接收動(dòng)力。
在所示實(shí)施例中,泵94可經(jīng)由導(dǎo)管106接收流體。在本水下管切割設(shè)備中,流體可從任何適合的源提供,例如,如,泵送組件、儲(chǔ)蓄器、蓄積器和/或類似的,而不論設(shè)置在水下或水上,連接到表面壓力源(例如,液壓動(dòng)力單元)的熱管線和/或剛性導(dǎo)管,和/或類似的。
在所示實(shí)施例中,由泵94加壓的流體可傳送至流體軌道114(例如,經(jīng)由柔性供應(yīng)管線),加壓流體可從其供應(yīng)至各個(gè)噴水噴嘴74。在該實(shí)施例中,各個(gè)噴水噴嘴構(gòu)造成經(jīng)由柔性管線118接收加壓流體。在所示實(shí)施例中,柔性管線118可用于解決噴水噴嘴74的移動(dòng),例如,如,圍繞縱軸線54旋轉(zhuǎn)期間、收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間的移動(dòng)期間、相對(duì)于框架38a和/或其部分的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)期間,和/或類似的。然而,在其它實(shí)施例中,加壓流體可以以任何適合的方式且經(jīng)由任何適合的結(jié)構(gòu)傳送至噴水噴嘴,例如,如,經(jīng)由內(nèi)部導(dǎo)管(例如,框架38a和/或其部分內(nèi),例如,如,旋轉(zhuǎn)部分46a、靜止部分42a和/或類似的)、剛性管線、管路、導(dǎo)管和/或類似的,和/或類似的。
在所示實(shí)施例中,設(shè)備10a包括儲(chǔ)蓄器122,其構(gòu)造成將磨料供應(yīng)至加壓流體的至少一部分。適用于本水下管切割設(shè)備的磨料可包括任何適合的磨料,例如,如,石榴石和/或類似的,且可從表面泵送、儲(chǔ)存在水下(例如,在儲(chǔ)蓄器122中)和/或類似的。在一些實(shí)施例中,儲(chǔ)蓄器122可設(shè)置在水下管切割設(shè)備的其它構(gòu)件上方(例如,使得重力協(xié)助將磨料引入加壓流體的一部分中)。
本水下管切割設(shè)備可以以任何適合的方式控制,而不論是開環(huán)、閉環(huán)(例如,基于來自傳感器的反饋)和/或類似的。例如,在該實(shí)施例中,設(shè)備10a包括處理器126,其構(gòu)造成控制設(shè)備10a和/或其構(gòu)件的促動(dòng)(例如,促動(dòng)器,例如,如,促動(dòng)器70、促動(dòng)器78、泵,例如,如,泵94和/或類似的)。盡管在該實(shí)施例中,處理器126繪制為形成設(shè)備10a的一部分(例如,處理器126設(shè)置在殼體98內(nèi)),但在其它實(shí)施例中,處理器126可設(shè)置在任何適合的位置,而不論水下或水上,且可例如經(jīng)由穿過導(dǎo)管102、(例如,專用)通信導(dǎo)管110和/或類似物與設(shè)備10a和/或其構(gòu)件連通。
在一些實(shí)施例中,處理器126可構(gòu)造成以開環(huán)方式控制設(shè)備10a(例如,通過執(zhí)行接收到的命令、儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器(未明確示出)中的命令和/或類似的)。例如,處理器126可從水上控制器接收命令來切割管14(例如,經(jīng)由導(dǎo)管102和/或110通信),且處理器繼而又可命令促動(dòng)器78使噴水噴嘴74移動(dòng)至展開狀態(tài),命令泵94將加壓流體供應(yīng)至噴水噴嘴,命令促動(dòng)器70引起框架38a的旋轉(zhuǎn)部分46a旋轉(zhuǎn)來相對(duì)于靜止部分42a旋轉(zhuǎn),和/或類似的。在一些實(shí)施例中,在某些情形中,處理器126可構(gòu)造成自動(dòng)地促動(dòng)設(shè)備10a。例如,在處理器126檢測到通信(例如,通過導(dǎo)管102和/或110)和/或動(dòng)力(例如,通過導(dǎo)管102)損失的情況下,處理器126可命令促動(dòng)器78使噴水噴嘴移動(dòng)至展開狀態(tài),命令泵94將加壓流體供應(yīng)至噴水噴嘴,命令促動(dòng)器70引起框架38a的旋轉(zhuǎn)部分46a相對(duì)于靜止部分42a旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn),和/或類似的(例如,在動(dòng)力損失的情況下使用由一個(gè)或多個(gè)電池供應(yīng)的動(dòng)力)。
在一些實(shí)施例中,處理器126可至少部分地基于由一個(gè)或多個(gè)傳感器128(例如,以閉環(huán)方式)采集的數(shù)據(jù)來控制設(shè)備10a。例如,在一些實(shí)施例中,處理器126可接收由一個(gè)或多個(gè)處理器128(例如,表示井孔18壓力)采集的數(shù)據(jù),且命令噴水噴嘴74、促動(dòng)器(例如,70,78和/或類似的)、泵94和/或類似物的促動(dòng)來切割管14(例如,如果由一個(gè)或多個(gè)傳感器采集到的數(shù)據(jù)指出井噴,防噴器故障和/或類似的)。還例如,在一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)傳感器128可包括構(gòu)造成采集表現(xiàn)材料厚度的數(shù)據(jù)的材料厚度測量傳感器(例如,x射線、超聲、電容和/或類似的材料厚度測量傳感器)。在此實(shí)施例中,處理器126可接收由傳感器采集的數(shù)據(jù),且至少部分地基于數(shù)據(jù)控制噴水噴嘴74、促動(dòng)器(例如,70,78和/或類似的)、泵94和/或類似物的促動(dòng)。例如,如果由傳感器采集的數(shù)據(jù)指出較厚的材料,則相比于由傳感器采集的數(shù)據(jù)指出較薄材料時(shí),處理器126可命令促動(dòng)器70來使一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴以較慢的速度圍繞管14移動(dòng),命令泵94在較高壓力下將加壓流體供應(yīng)至噴水噴嘴,和/或類似的。
在一些實(shí)施例中,設(shè)備10a可與其它構(gòu)件(例如,如閘板型防噴器34、表面控制構(gòu)件和/或類似的)通信,以執(zhí)行系統(tǒng)層面(例如,防噴器組22)操作。
圖8-14繪出了本管切割設(shè)備的第二實(shí)施例10b。管切割設(shè)備10b大致類似于管切割設(shè)備10a,其中如下文所述,主要例外在于噴水噴嘴74如何從收縮狀態(tài)(例如,圖13a和14a)移動(dòng)到展開狀態(tài)(例如,圖13c和14c)。另外,水下管切割設(shè)備10b可包括上文針對(duì)水下管切割設(shè)備10a描述的任何和/或所有特征。
例如,在所示的實(shí)施例中,框架38b的旋轉(zhuǎn)部分46b包括第一部分130和第二部分134,第二部分構(gòu)造成相對(duì)于第一部分旋轉(zhuǎn)(例如,使得第一部分130和第二部分134可分別相對(duì)于靜止部分42b旋轉(zhuǎn))。在該實(shí)施例中,第二部分134相對(duì)于第一部分130(例如,大體上沿由圍繞縱軸線54的箭頭136指出的方向)的旋轉(zhuǎn)引起噴水噴嘴74在收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間移動(dòng)。然而,在其它實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)部分46b可不包括構(gòu)造成相對(duì)于第一部分旋轉(zhuǎn)的第二部分,且改為旋轉(zhuǎn)部分46b相對(duì)于靜止部分42b的旋轉(zhuǎn)可引起噴水噴嘴74在收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間移動(dòng)。在所示實(shí)施例中,第二部分134相對(duì)于第一部分130和/或相對(duì)于靜止部分42b的旋轉(zhuǎn)可以以任何適合的方式實(shí)現(xiàn)(例如,類似于上文針對(duì)設(shè)備10a所述,通過噴水噴嘴的促動(dòng)、一個(gè)或多個(gè)促動(dòng)器(例如,70)的促動(dòng),和/或類似的)。
通過圖示提供,在所示的實(shí)施例中,設(shè)備10b包括第一連桿機(jī)構(gòu)138和第二連桿機(jī)構(gòu)150,第一連桿機(jī)構(gòu)138具有聯(lián)接到一個(gè)噴水噴嘴74上的第一端142和樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架38b的第一部分130上的第二端146,第二連桿機(jī)構(gòu)150具有聯(lián)接到一個(gè)噴水噴嘴上的第一端154和樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架的第二部分134上的第二端158,其中框架的第二部分相對(duì)于框架的第一部分的旋轉(zhuǎn)引起第一連桿機(jī)構(gòu)的第一端和第二連桿機(jī)構(gòu)的第一端朝管沿徑向轉(zhuǎn)移(在圖13a-13c和14a-14c中最佳所示的轉(zhuǎn)移)。在該實(shí)施例中,第一部分134可構(gòu)造成限制第一連桿機(jī)構(gòu)138的第二端146相對(duì)于第一部分的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)(例如,如圖所示,經(jīng)由設(shè)置在旋轉(zhuǎn)部分46b上的多個(gè)凸起160)。
如上文所述,在一些實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)部分46b可不包括第一部分和第二部分,且旋轉(zhuǎn)部分46b相對(duì)于靜止部分42b的旋轉(zhuǎn)可引起噴水噴嘴74在收縮狀態(tài)與展開狀態(tài)之間移動(dòng)。在這些實(shí)施例中,例如,第一連桿機(jī)構(gòu)(例如,138)可具有聯(lián)接到一個(gè)噴水噴嘴74上的第一端(例如,142),以及樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到靜止部分(例如,42b)上的第二端(例如,146),第二連桿機(jī)構(gòu)(例如,150)可具有聯(lián)接到一個(gè)噴水噴嘴上的第一端(例如,154),以及樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到框架的旋轉(zhuǎn)部分(例如,46b)上的第二端(例如,158),其中框架的旋轉(zhuǎn)部分相對(duì)于框架的靜止部分的旋轉(zhuǎn)引起第一連桿機(jī)構(gòu)的第一端和第二連桿機(jī)構(gòu)的第二端朝管沿徑向轉(zhuǎn)移(例如,類似于上文所述的方式)。
圖15a和15b繪出了本水下管切割設(shè)備的第三實(shí)施例10c的閘板162。在所示實(shí)施例中,設(shè)備10c(例如,或其閘板162)構(gòu)造成替換一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有的閘板(例如,在閘板防噴器內(nèi)),且在一些實(shí)施例中,可包括改造成具有以下特征的一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)有閘板。例如,在該實(shí)施例中,各個(gè)閘板162均包括第一端166,其至少一部分構(gòu)造成與另一個(gè)閘板162的第一端166對(duì)接(例如,如圖15a中所示)。通常,此閘板可促動(dòng)成關(guān)閉井孔(例如,18)。例如,在該實(shí)施例中,兩(2)個(gè)閘板162構(gòu)造成相對(duì)于彼此移動(dòng)(例如,大體上沿箭頭174指出的方向)(例如,經(jīng)由由液壓活塞供應(yīng)且大體上在第二端170處施加的力),直到各個(gè)閘板在相應(yīng)第一端166處與彼此對(duì)接(例如,在一些實(shí)施例中,其可密封井孔18)。盡管在該實(shí)施例中繪出了兩(2)個(gè)閘板162,但本水下管切割設(shè)備的其它實(shí)施例可包括任何適合數(shù)目的閘板,例如,如3,4,5,6,7,8,9,10個(gè)或更多閘板。
在所示實(shí)施例中,各個(gè)閘板的第一端166限定凹口178,其構(gòu)造成收納管14的至少一部分,使得閘板162可在相應(yīng)的第一端166處與彼此對(duì)接,而大致不與管14干涉(例如,不會(huì)擠壓管)(例如,閘板162包括和/或類似于管閘板,但凹口178不必為圓形)。盡管所示實(shí)施例的閘板162包括和/或類似于管閘板,但在其它實(shí)施例中,閘板162可包括和/或類似于閘板、剪切閘板和/或類似的(例如,且此閘板的第一端166可或可不包括凹口178)。
在所示實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴74聯(lián)接到各個(gè)閘板162上(例如,在凹口178內(nèi)的第一端166處)(例如,樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接,使得各個(gè)噴水噴嘴74可例如大體上沿由箭頭180指出的方向樞轉(zhuǎn),同時(shí)將加壓流體施加至管14的表面)。在該實(shí)施例中,各個(gè)凹口178均大小確定成使得在閘板162在相應(yīng)的第一端166處與彼此對(duì)接時(shí),凹口178內(nèi)的各個(gè)閘板的第一端的一部分不接觸管14(例如,各個(gè)凹口178,其在該實(shí)施例中為大體上圓形,具有平均半徑182,其大于管14的平均外半徑186)。以此方式,各個(gè)噴水噴嘴74的至少一部分可占據(jù)限定在管14與對(duì)接閘板162之間的容積(例如,并且各個(gè)噴水噴嘴74可例如以與上文針對(duì)設(shè)備10a所述的相同或類似方式展開至該位置和/或從該位置收縮)。然而,在其它實(shí)施例中,各個(gè)閘板162可構(gòu)造成使得噴嘴74大致設(shè)置在閘板內(nèi)和/或設(shè)置在第一端166和/或凹口178的缺口、切口和/或類似物內(nèi)(例如,并且凹口178內(nèi)的各個(gè)閘板的第一端166的一部分可構(gòu)造成以類似于常規(guī)管閘板的方式與管14對(duì)接)(例如,具有帶平均半徑182的凹口178,平均半徑182大致等于管14的平均外半徑186)。
除上文所述的一些附加特征之外,水下管切割設(shè)備10c和類似實(shí)施例可包括上文針對(duì)水下管切割設(shè)備10a和/或10b所述的任何和/或所有特征(例如,促動(dòng)器78、止擋件82、滾子84、泵94、殼體98、導(dǎo)管102,106和/或110、流體軌道114、柔性管線118、儲(chǔ)蓄器122、處理器126和/或類似的)。在一些實(shí)施例中,各種構(gòu)件可由閘板162限定且/或容納在閘板162內(nèi)(例如,促動(dòng)器78、流體軌道114、柔性管線118、用于將加壓流體提供至噴水噴嘴74的內(nèi)部導(dǎo)管,和/或類似的)。
用于切割水下管(例如,14)的本方法的一些實(shí)施例包括利用一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴(例如,74)來將加壓流體施加到管,以切割管,其中一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴聯(lián)接到框架(例如,38a,38b)上,框架經(jīng)由凸緣(例如,26)聯(lián)接到防噴器組(例如,22)上。一些方法包括使一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴從收縮狀態(tài)(例如,如圖6a和7a中所示和/或如圖13a和14a中所示)移動(dòng)到展開狀態(tài)(例如,如圖6c和7c中所示和/或如圖13c和14c中所示),在展開狀態(tài),噴水噴嘴比在收縮狀態(tài)時(shí)在徑向上更接近管。一些方法包括使一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴圍繞管沿周向移動(dòng)。一些方法包括在將加壓流體施加至管的表面上的同時(shí)使一個(gè)或多個(gè)噴水噴嘴樞轉(zhuǎn)。
以上說明和實(shí)例提供了結(jié)構(gòu)的完整描述和示范性實(shí)施例的使用。盡管上文以一定詳細(xì)程度或參照了一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立實(shí)施例描述了某些實(shí)施例,但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)公開的實(shí)施例進(jìn)行許多改變,而不脫離本發(fā)明的范圍。因此,方法和系統(tǒng)的各種示范性實(shí)施例不旨在限于公開的特定形式。相反,它們包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有改型和備選方案,且除所示的一個(gè)實(shí)施例外的實(shí)施例可包括所示實(shí)施例的一些或所有特征。例如,元件可省略或組合為整體結(jié)構(gòu),且/或連接可替換。此外,在適當(dāng)情況下,上文所述的任何實(shí)例的方面都可與所述的任何其它實(shí)例的方面組合來形成另一些實(shí)例,其具有相當(dāng)或不同的性質(zhì)和/或功能,且解決相同或不同的問題。類似地,將理解的是,上文所述的利益和優(yōu)點(diǎn)可涉及一個(gè)實(shí)施例,或可涉及若干實(shí)施例。
示范性實(shí)施例的備選或附加描述
本公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的特征的以下備選或附加描述可部分地和/或總體地且除上文提供的一些描述外和/或替代它們來使用。
本設(shè)備的一些實(shí)施例包括由剛性防噴器(bop)殼體包圍的鉆管、聯(lián)接到剛性bop殼體上的一個(gè)或多個(gè)液壓bop功能部,以及聯(lián)接到剛性bop殼體上且圍繞鉆管定位來在命令時(shí)自動(dòng)地剪切鉆管的一個(gè)或多個(gè)噴水口。一些實(shí)施例包括圍繞鉆管的鉆管管套,其中一個(gè)或多個(gè)噴水口圍繞鉆管管套定位,以在命令時(shí)自動(dòng)地剪切鉆管管套和鉆管。
在一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)液壓bop功能部中的各個(gè)均包括閘板、環(huán)、連接器和故障安全閥功能部中的至少一者。
在一些實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)噴水口構(gòu)造成在一個(gè)或多個(gè)噴水口被觸動(dòng)來剪切鉆管時(shí)圍繞鉆管旋轉(zhuǎn)。
在一些實(shí)施例中,剪切鉆管的命令由一個(gè)或多個(gè)噴水口中的至少一者從以下中的至少一個(gè)接收:離岸鉆井船只上的操作者、聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)噴水口上的液壓回路,以及聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)噴水口上的電處理裝置。
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權(quán)利要求不旨在包括且不應(yīng)當(dāng)理解為包括裝置加功能或步驟加功能的限制,除非此限制分別使用短語"用于什么的裝置"或"用于什么的步驟"來在給定權(quán)利要求中明確敘述。