JP6401706B2 - 先進噴出防止装置 - Google Patents

Description

同時係属中の出願への参照
本願は、Ｂｒｙｃｅ Ｌｅｖｅｔｔ、Ｇｅｒａｒｄ Ｌｕｄｔｋａ、およびＭａｒｉａｎａ Ｄｉｏｎｉｓｉｏに対する、２０１２年１０月２３日に出願された、発明の名称「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂｌｏｗ−Ｏｕｔ Ｐｒｅｖｅｎｔｅｒ」の米国仮特許出願第６１／７１７，４５９号の利益および上記米国仮特許出願に対する優先権を主張し、上記米国仮特許出願は、その全体が参考として援用される。

政府の後援の言及
本発明は、米国エネルギー省によって与えられたＷｏｒｋ ｆｏｒ Ｏｔｈｅｒｓ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ第ＮＦＥ−１２−０４１０４号の下、政府の後援でなされた。政府は、本発明における特定の権利を有する。

簡潔な概要
本発明は、井戸を制御し、噴出が始まると、噴出を止めるためのシステムおよび方法に関する。本発明の１つの形態は、防止器セクションであり、この防止器セクションは、ウェルヘッドに向かって下方に延びている第１の防止器と、ウェルヘッドに向かって下方に延びている第２の防止器であって、この第２の防止器は、第１の防止器より上に位置決めされ、第１の防止器と整列している、第２の防止器と、第１の防止器に接続されているモーターとを含み、モーターは、電圧を加えられる場合、第１の防止器を開放するように構成されている。本発明は、第１の防止器より下に取り付け点をさらに含み得、取り付け点は、ウェルヘッド、剪断セクション、既存のＢＯＰ、または他の共通のコネクターに取り付けられるように構成されている。第１の防止器セクションは、刃を含み得、刃は、管状部材の周りを閉鎖するために、一緒に働くように構成されている。刃は、中実であり得るか、またはベントを含み得る。ベントを付けられた刃について、ベントのうちの少なくともいくつかは、脈（ｖｅｉｎ）によって接続され得る。

本発明の別の形態は、防止器セクションと、剪断セクションと、把握セクションとを含む先進ＢＯＰであり、把握セクションは、ウェルヘッドの最も近くに位置決めされ、その後、剪断セクション、次に、防止器セクションと続く。防止器セクションは、ウェルヘッドに向かって下方に延びている第１の防止器を含み得る。第１の防止器は、管状部材の周りを閉鎖するための形状にされている多くの防止器刃を含み得る。本発明の別の局面において、防止器刃のうちの少なくとも１つは、ベントを付けられている。さらに、ベントを付けられた刃の全て、またはベントを付けられた刃のうちのいくつかは、流体源に接続されている脈を含む。１つの構成における流体源は、ベントに有益に供給され得る凝固剤、分散剤、または他の材料を保持するように構成されている。先進ＢＯＰの防止器セクションは、上記第１の防止器と整列して位置決めされている第２の防止器をさらに含み得る。第２の防止器は、ベントを付けられた多くの防止器刃を含み得る。第１の防止器セクションのベントは、ベントを付けられた第１の領域を規定し、第２の防止器セクションのベントは、ベントを付けられた第２の領域を規定し、ベントを付けられた第１の領域は、ベントを付けられた第２の領域よりも大きい場合があることも理解される。先進ＢＯＰの把握セクションは、ウェルヘッドから上方に延びているパイプ把握円錐を含み得る。先進ＢＯＰは、剪断セクションより上に位置決めされている密閉セクションを含み得、この密閉セクションは、井戸の中に延びている管状部材が剪断されると、井戸のボアを密閉するように設計されている。先進ＢＯＰは、保持セクションも含み得、この保持セクションは、管状部材が剪断されると、管状部材を把握し、吊り下げることが可能である。

本発明の別の形態は、先進ＢＯＰであり、この先進ＢＯＰは、少なくとも１つの下方に延びている防止器リングを含む防止器セクションと、上記防止器セクションより下に位置決めされている剪断セクションと、剪断セクションより下に位置決めされている把握セクションとを有し、防止器セクション、剪断セクション、および把握セクションは、ＢＯＰを通る通路を規定し、通路は、管状部材を受け取るために十分に大きい。剪断セクションは、誘導剪断刃を含み得る。先進ＢＯＰは、上記防止器セクションと上記剪断セクションとの間に位置決めされている密閉リングをさらに含み得る。防止器リングは、オーバーラップしている刃とともに構成され得、オーバーラップしている刃は、ＢＯＰを通る通路を低減するために、内方に細められるように作動させられ得る。先進ＢＯＰの防止器セクションは、上記第１の防止器リングより上に位置決めされている第２の防止器リングも含み得る。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
防止器セクションであって、該防止器セクションは、
ウェルヘッドに向かって下方に延びている第１の防止器と、
該ウェルヘッドに向かって下方に延びている第２の防止器であって、該第２の防止器は、該第１の防止器より上に位置決めされ、該第１の防止器と整列している、第２の防止器と、
該第１の防止器に接続されているモーターと
を含み、
該モーターは、電圧を加えられる場合、該第１の防止器を開放するように構成されている、防止器セクション。
（項目２）
前記第１の防止器より下に取り付け点をさらに含み、該取り付け点は、ウェルヘッド、剪断セクション、既存のＢＯＰ、または他の共通のコネクターに取り付けられるように構成されている、項目１に記載の防止器セクション。
（項目３）
前記第１の防止器は、刃を含み、該刃は、管状部材の周りを閉鎖するために、一緒に働くように構成されている、項目１に記載の防止器セクション。
（項目４）
前記刃のうちの少なくともいくつかは、ベントを含む、項目３に記載の防止器セクション。
（項目５）
前記ベントを付けられた刃は、脈を含み、該脈は、前記ベントのうちの少なくともいくつかに接続されている、項目４に記載の防止器セクション。
（項目６）
先進ＢＯＰであって、該先進ＢＯＰは、
防止器セクションと、
剪断セクションと、
把握セクションと
を含み、
該把握セクションは、ウェルヘッドの最も近くに位置決めされ、その後、該剪断セクション、次に、該防止器セクションと続く、先進ＢＯＰ。
（項目７）
前記防止器セクションは、前記ウェルヘッドに向かって下方に延びている第１の防止器を含む、項目６に記載の先進ＢＯＰ。
（項目８）
前記第１の防止器は、管状部材の周りを閉鎖するための形状にされている多くの防止器刃を含む、項目７に記載の先進ＢＯＰ。
（項目９）
前記防止器刃のうちの少なくとも１つは、ベントを付けられている、項目８に記載の先進ＢＯＰ。
（項目１０）
前記ベントを付けられた防止器刃は、流体源に接続されている脈を含む、項目９に記載の先進ＢＯＰ。
（項目１１）
前記流体源は、動作可能な量の凝固剤または分散剤を保持するためのサイズにされている、項目１０に記載の先進ＢＯＰ。
（項目１２）
前記防止器セクションは、前記第１の防止器と整列して位置決めされている第２の防止器を含む、項目９に記載の先進ＢＯＰ。
（項目１３）
前記第２の防止器は、ベントを付けられた多くの防止器刃を含む、項目１２に記載の先進ＢＯＰ。
（項目１４）
前記第１の防止器セクションのベントは、ベントを付けられた第１の領域を規定し、前記第２の防止器セクションのベントは、ベントを付けられた第２の領域を規定し、該ベントを付けられた第１の領域は、該ベントを付けられた第２の領域よりも大きい、項目１３に記載の先進ＢＯＰ。
（項目１５）
前記把握セクションは、前記ウェルヘッドから上方に延びているパイプ把握円錐を含む、項目７に記載の先進ＢＯＰ。
（項目１６）
前記剪断セクションより上に位置決めされている密閉セクションをさらに含み、該密閉セクションは、井戸の中に延びている管状部材が剪断されると、該井戸のボアを密閉するように設計されている、項目８に記載の先進ＢＯＰ。
（項目１７）
保持セクションをさらに含み、該保持セクションは、管状部材が剪断されると、該管状部材を把握し、吊り下げるように構成されている、項目９に記載の先進ＢＯＰ。
（項目１８）
先進ＢＯＰであって、該先進ＢＯＰは、
少なくとも１つの下方に延びている防止器リングを含む防止器セクションと、
該防止器セクションより下に位置決めされている剪断セクションと、
該剪断セクションより下に位置決めされている把握セクションと
を含み、
該防止器セクション、該剪断セクション、および該把握セクションは、該ＢＯＰを通る通路を規定し、該通路は、管状部材を受け取るために十分に大きい、先進ＢＯＰ。
（項目１９）
前記剪断セクションは、誘導剪断刃を含む、項目１８に記載の先進ＢＯＰ。
（項目２０）
前記防止器セクションと前記剪断セクションとの間に位置決めされている密閉リングをさらに含む、項目１９に記載の先進ＢＯＰ。
（項目２１）
前記防止器リングは、オーバーラップしている刃とともに構成され、該オーバーラップしている刃は、前記ＢＯＰを通る通路を低減するために、内方に細められるように作動させられることができる、項目２０に記載の先進ＢＯＰ。
（項目２２）
前記防止器セクションは、前記第１の防止器リングより上に位置決めされている第２の防止器リングを含む、項目２１に記載の先進ＢＯＰ。

前述のものは、続く本発明の詳細な説明がより良好に理解され得るために、本発明の特徴および技術的な利点をある程度大まかに概説している。本発明の特許請求の範囲の主題を形成する本発明のさらなる特徴および利点が、以下に記載される。開示される概念および特定の実施形態が、本発明の同じ目的を実施するために、他の構造を改変または設計するための基礎として容易に利用され得ることが、当業者によって認識されるべきである。そのような同等の構成は、添付の特許請求の範囲に明記されるように、本発明の趣旨および範囲から外れないことも当業者によって認識されるべきである。本発明の特性であると考えられる新しい特徴は、添付の図面とともに考慮される場合、その編成および動作方法の両方について、さらなる目的および利点と一緒に、以下の記載からより良好に理解される。しかし、図の各々は、例示および説明の目的のみのために提供され、本発明の限定の定義として意図されないことが明確に理解されるべきである。

本発明のより完全な理解のために、次に、添付の図面とともに考慮して以下の説明が参照される。

図１は、先進ＢＯＰの図である。 図２は、外側皮（ｓｋｉｎ）が取り除かれている先進ＢＯＰの図である。 図３は、ベントを付けられた刃を有する下方噴出防止器リングの図である。 図４は、ベントを付けられた防止器刃の図である。 図５は、ベントを付けられた防止器刃における凝固剤脈の半透明の図である。 図６は、パイプ把握リングの図である。 図７は、パイプ把握リングの刃の図である。 図８は、入れ子にされた誘導剪断リングの断面図である。 図９は、誘導剪断刃の図である。

発明の詳細な説明
図１は、出願人の発明の先進噴出防止装置（「ＢＯＰ」）を示している。先進ＢＯＰ１０の下方部分は、公知の態様でウェルヘッド２０に取り付けられている。上方部分は、ライザー３０に接続されている。

図２は、先進ＢＯＰ（１０）の切欠き図を示している。先進ＢＯＰ１０は、井戸の管理、井戸の封じ込め、および噴出の抑制を提供するために協働して働くように設計されている多くの構成要素を含む。上方部分は、噴出防止器セクション４０である。下方セクションは、剪断セクション５０である。

噴出防止器セクション４０は、多くの別個の防止器リングを含む。３つの防止器リングが示されているが、防止器セクション４０は、３つより多くの防止器リング、または３つより少ない防止器リングを含み得ることが理解される。防止器リングは、連続して配置されていることが示されているが、入れ子にもされ得る。防止器リングは、全体的に同じサイズおよび形状であるものとして示されている。しかし、当業者は、サイズおよび形状の異なる組み合わせが、本発明の趣旨内であることを認識する。

防止器リングは、進行中である噴出を止めるように設計されている。各防止器リングは、一連のオーバーラップしている刃であるものとして示され、一連のオーバーラップしている刃は、管状導管（例えば、ケーシングまたはドリルパイプ）の周りを閉鎖する。防止器リングは、ウェルヘッド２０に向かって下方に延びている。噴出中、井戸からの放出は、ＢＯＰを急速に上へ移動させる。防止器リングが閉鎖すると、流出する流体およびガスが、圧力を印加することにより、管状導管の周りで刃を閉鎖することを助ける。この態様において、井戸から流出する材料によって及ぼされる力が、防止器リングを閉鎖することを助ける。

最も低い防止器リングである防止器リング６０が、閉鎖位置において図３に示されている。防止器リング６０は、井戸を閉鎖するために協働する多くの刃から作製されている。図４は、防止器リング６０からの単一の刃を示している。刃は、丸みのあるものとして示されている。しかし、刃は、まっすぐまたは他の形状であり得る。

刃７０は、多くのベント８０とともに示されている。ベント８０は、防止器リングが閉鎖される場合、刃における力を低減するように設計されている。ベント８０は、幾何学的なパターンで示されているが、当業者は、ベントが、刃７０におけるサイズ、形状、および位置において、様々であり得ることを認識する。例えば、ベント８０は、刃８０における曲げモーメントを低減するために、刃７０の開放端近くでより大きい場合がある。防止器リング刃は、同様であり得るか、または異なり得る。例えば、刃は、中実の刃とベントを付けられた刃との交互であり得る。あるいは、防止器リング刃は、全て中実であり得る。

刃７０の表面積は、ベント８０の数、サイズ、および配置を調整することによって、実質的に低減され得ることも理解される。例えば、ベント８０は、刃７０の幅に対して大きく作製され得る。いくつかの構成において、ベント８０は、刃７０が破片スクリーンとして機能するほど大きく作製され得る。あるいは、ベント８０は、流れの乱れを低減するために、整流器として働くように構成され得る。あるいは、ベント８０は、器具（例えば、寄生電力ユニット）にわたって流れを向かわせるように構成され得る。

防止器リング６０は、管状導管に対して閉鎖するように構成され得る。あるいは、防止器リング６０は、管状導管と接触することなく、完全に閉鎖されるように構成され得る。管状導管に対して閉鎖する構成において、刃７０は、管状導管と一致する成形端を含み得る。

刃７０は、脈９０も含み得る。図５は、刃７０内の脈９０を示している。脈９０は、ベント８０中に凝固剤を注入するために使用され得る。凝固剤は、刃７０を通る全ての流れを実質的に止めるために、ベント８０を満たすために使用され得る。脈９０はまた、ドリルパイプとＢＯＰの壁との間の環の中に他の物質を導入するために使用され得る。例えば、脈９０は、流出する油に分散剤を送達するために使用され得る。

防止器リング１００は、防止器リング６０より上に位置決めされている。防止器リング１００は、防止器リング６０と同じであり得るか、または異なり得る。防止器リングは、協働して一緒に働くように設計されている。例えば、防止器リング６０は、ガスおよび油を流出することを遅くさせ、破片を遮蔽し得、他方、防止器リング１００は、井戸を閉じ込める。好ましい実施形態において、防止器リング１００は、防止器リング６０よりも少ないベント８０を有する。あるいは、防止器リング１００は、ベント８０を有さない場合がある。より少ないベント８０のために、防止器リング１００の刃は、より大きい表面積を有する。防止器リング１１０は、防止器リング１００より上に位置決めされ、防止器リング６０および１００と協働して働くように設計されている。各防止器リングは、中実、ベントを付けられた、またはそれらの組み合わせである防止器リング刃を含み得る。

防止器を動かすためのエネルギーは、モーター１２０によって供給される。好ましい実施形態において、モーター１２０は、電動式である。しかし、当業者は、「モーター」が、防止器を作動させるために使用され得る任意の機構に適用される一般的な用語であることを理解する。例えば、液圧が使用され得る。液圧は、レザバーまたは表面から供給され得る。

防止器リングは、通常、閉鎖されているように設計されており、モーター１２０で開放状態に保持されなければならない。この態様において、防止器は、モーター１２０が電力を失った場合に閉鎖する。

剪断セクション５０は、パイプ把握リング１３０と、剪断リング１７０と、密閉リング１９０とを含む。防止器セクション４０の場合と同様に、剪断セクション５０は、モーター１２０を用いて作動させられる。防止器セクションおよび剪断セクションの両方における各リングは、それ自体のモーターとともに示されているが、当業者は、単一のモーターが使用され得るか、または防止器セクションのための１つのモーターと、剪断セクションのための１つのモーターとが使用され得ることを理解する。

図６は、パイプグリッパーリング１３０を示している。パイプグリッパーリング１３０は、刃１４０を含む。

図７は、パイプグリッパーリング１３０の単一の刃を示している。刃１４０は、パイプ把握表面１５０を含む。パイプ把握表面１５０は、管状部材を係合し、パイプグリッパーリング１３０より下に延びている一連の管状部材を支持するように設計されている。把握表面１５０は、パイプスリップと同様の態様で働く。パイプグリッパーリング１３０は、井戸から上方に延びている。この構成において、管状部材の重量は、井戸の中で吊り下げられている管状部材の周りでパイプグリッパーリング１３０を閉鎖すること、および固定することを助ける。

図８は、管状部材を切断するための１つの方法を示している。図８は、誘導コイルとともに構成されている剪断リング１６０の入れ子にされた配置を示している。図９は、剪断リング１６０からの刃の詳細図を示している。刃は、誘導コイル１７０を管状部材１８０に密接に近接して位置決めするように設計されている。入れ子にされた配置は、複数の誘導コイルが管状部材１８０に密接に近接して位置決めされることを可能にする。誘導コイルの配置が示されているが、当業者は、より代表的な剪断ラムが使用され得ることを認識する。

本発明およびその利点が詳細に記載されているが、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の趣旨および範囲から外れることなく、様々な変化、代用、および代替が、本明細書中でなされ得ることが理解されるべきである。さらに、本願の範囲は、本明細書中に記載されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、およびステップの特定の実施形態に限定されることを意図されない。当業者が本発明の開示から容易に認識するように、本明細書中に記載される対応する実施形態と実質的に同じ機能を実施するか、または実質的に同じ結果を達成する現存の、または今後開発されるべきプロセス、機械、製造、主題の構成物、手段、方法、またはステップが、本発明に従って利用され得る。従って、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、主題の構成物、手段、方法、またはステップをそれらの範囲内に含むことが意図される。

ＢＯＰのセクションは、図１に示されるように組み合わせられる。あるいは、防止器セクションは、剪断リングおよび把握リングから独立して使用され得る。この態様において、防止器セクションは、停止する能力を提供するために、代表的なＢＯＰより上に位置決めされ得る。同様に、剪断リングは、防止器リングから独立して使用され得る。この態様において、剪断リングは、代表的なＢＯＰより上または下に位置決めされ得る。

Claims (19)

1. ボアを通る流れを制限するように構成された防止器セクションであって、該防止器セクションは、
   刃を含む第１の防止器であって、該刃は、開放位置と、該刃が該開放位置にある場合よりも該ボアを通る流れがより制限される閉鎖位置との間において該ボアに対して移動可能であり、該刃の各々について、
   当該刃が該閉鎖位置にある場合において、当該刃は、当該刃が該開放位置にある場合よりもさらに内方に延び、
   当該刃が該開放位置にあり、該防止器セクションがウェルヘッドに結合される場合において、当該刃は、該ボアを通って流れる流体に曝され、該ウェルヘッドに向かって下方および内方である方向に延びて、該流体が当該刃を該閉鎖位置に向かうように強制するようにする、第１の防止器と、
   該第１の防止器に接続されているモーターであって、該モーターは、該モーターに対するエネルギー供給が行われることに応答して、該モーターに対するエネルギー供給が行われると、該閉鎖位置と該開放位置との間で該刃を移動させるように構成される、モーターと
   を含む、防止器セクション。
2. 前記第１の防止器より下に取り付け点をさらに含み、該取り付け点は、ウェルヘッド、剪断セクション、既存のＢＯＰ、または他の共通のコネクターに取り付けられるように構成されている、請求項１に記載の防止器セクション。
3. 前記刃のうちの少なくともいくつかは、ベントを含み、該ベントは、該刃が前記閉鎖位置にある場合において、前記ボアを通って流れる流体が、該刃を過ぎて該ベントを通って流れるように、構成されている、請求項１に記載の防止器セクション。
4. 前記ベントを付けられた刃の各々は、当該刃内に配置される脈を含み、該脈は、該ベントのうちの少なくともいくつかに流体を向かわせるように構成されている、請求項３に記載の防止器セクション。
5. 流体源を含み、該流体源は、動作可能な量の凝固剤または分散剤を保持するためのサイズにされており、かつ、凝固剤または分散剤を前記脈に供給するように構成されている、請求項４に記載の防止器セクション。
6. 前記防止器セクションは、前記第１の防止器の上に位置決めされている第２の防止器を含み、
   該第２の防止器は、刃を含み、該刃は、開放位置と、該刃が該開放位置にある場合よりも前記ボアを通る流れがより制限される閉鎖位置との間において該ボアに対して移動可能である、請求項３に記載の防止器セクション。
7. 前記第２の防止器の前記刃のうちの少なくともいくつかは、ベントを含み、該ベントは、該刃が前記閉鎖位置にある場合において、前記ボアを通って流れる流体が、該刃を過ぎて該ベントを通って流れるように、構成されている、請求項６に記載の防止器セクション。
8. 前記第１の防止器の前記ベントは、ベントを付けられた第１の領域を規定し、前記第２の防止器の前記ベントは、ベントを付けられた第２の領域を規定し、該ベントを付けられた第１の領域は、該ベントを付けられた第２の領域よりも大きい、請求項７に記載の防止器セクション。
9. 前記モーターは、
   該モーターに対するエネルギー供給が行われる場合において、該モーターが前記刃を前記開放位置に維持し、
   該モーターに対するエネルギー供給が解除される場合において、該刃は、該開放位置から前記閉鎖位置へと移動する
   ように、前記第１の防止器に接続されている、請求項１に記載の防止器セクション。
10. 前記刃が前記閉鎖位置にある場合において、各刃は、該刃のうちの別の１つの刃にオーバーラップする、請求項１に記載の防止器セクション。
11. 前記刃は、少なくとも３つの刃を含む、請求項１に記載の防止器セクション。
12. 前記刃の各々について、流体が前記ボアを通って流れる場合において当該刃の表面積の少なくとも大多数が該流体に曝される、請求項１に記載の防止器セクション。
13. 先進ＢＯＰであって、該先進ＢＯＰは、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の防止器セクションと、
    剪断セクションと、
    把握セクションと
    を含み、
    該把握セクションは、ウェルヘッドの最も近くに位置決めされ、その後、該剪断セクション、次に、該防止器セクションと続く、先進ＢＯＰ。
14. 前記把握セクションは、前記ウェルヘッドから上方に延びているパイプ把握円錐を含む、請求項１３に記載の先進ＢＯＰ。
15. 密閉セクションをさらに含み、該密閉セクションは、前記剪断セクションより上に位置決めされており、かつ、前記ボアを密閉するように構成されている、請求項１３に記載の先進ＢＯＰ。
16. 保持セクションをさらに含み、該保持セクションは、剪断されると管状部材を把握および吊り下げするように構成されている、請求項１３に記載の先進ＢＯＰ。
17. 前記防止器セクション、前記剪断セクション、および前記把握セクションは、前記ボアを通る通路を規定し、該通路は、管状部材を受け取るために十分に大きい、請求項１３に記載の先進ＢＯＰ。
18. 前記剪断セクションは、誘導剪断刃を含む、請求項１７に記載の先進ＢＯＰ。
19. 前記防止器セクションと前記剪断セクションとの間に位置決めされている密閉リングをさらに含む、請求項１８に記載の先進ＢＯＰ。

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