Быстросъемная крышка противовыбросового превентора

Быстросъемная крышка противовыбросового превентора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится в целом к противовыбросовым превенторам, используемым в нефтяной и газовой промышленности. В частности, изобретение относится к противовыбросовому превентору с новым устройством для фиксации крышки.

Известный уровень техники

Контроль за скважиной представляет собой важный аспект разведки на нефть и газ. При бурении скважины, например, в случаях разведки на нефть и газ устройства должны быть установлены в заданное положение для предотвращения травм персонала и повреждений оборудования, связанных с бурильными работами. Одно такое устройство для контроля за скважиной известно как противовыбросовый превентор.

Противовыбросовые превенторы, как правило, используются для герметичного закрытия ствола скважины. Например, бурение скважин при поисках нефти или газа предусматривает проходку множества подповерхностных геологических структур, или пластов. Каждый пласт, как правило, содержит особый геологический состав, например такой как сланец, песчаник, известняк и т.д. Каждый пласт может содержать захваченные текучие среды или газ, находящиеся под разными пластовыми давлениями, и пластовые давления возрастают при увеличении глубины. Давление в стволе скважины, как правило, регулируют так, чтобы оно, по меньшей мере, уравновешивало пластовое давление, например, путем увеличения плотности бурового раствора в стволе скважины или увеличения давления на выкиде насоса на поверхности скважины.

Во время бурильных операций существуют случаи, когда ствол скважины может пройти в пласт, имеющий пластовое давление, существенно превышающее давление, поддерживаемое в стволе скважины. Когда это происходит, говорят, что скважина "получила гидравлический удар (в скважине произошел выброс)". Увеличение давления, связанное с гидравлическим ударом, как правило, обусловлено притоком пластовых флюидов (которые могут представлять собой жидкость, газ или их комбинацию) в ствол скважины. Выброс, имеющий относительно высокое давление, стремится распространиться от места входа в стволе скважины вверх по стволу скважины (от зоны высокого давления в зону низкого давления). Если выбросу позволят достичь поверхности, буровой раствор, инструменты, используемые в скважине, и другое буровое оборудование может быть выброшено из скважины. Эти "выбросы" часто приводят к катастрофическому разрушению бурового оборудования (включая, например, буровую установку) и к серьезным травмам или гибели персонала буровой установки.

Из-за опасности выбросов противовыбросовые превенторы, как правило, устанавливают на поверхности или на дне моря в установках для глубоководного бурения с тем, чтобы можно было соответствующим образом управлять выбросами и обеспечивать отвод их из системы. Противовыбросовые превенторы могут быть приведены в действие для осуществления эффективной герметизации ствола скважины до тех пор, пока не будет обеспечена возможность принятия активных мер для управления выбросом. Существует несколько типов противовыбросовых превенторов, из которых наиболее распространенными являются кольцевые противовыбросовые превенторы и противовыбросовые превенторы плашечного типа.

Кольцевые противовыбросовые превенторы, как правило, содержат кольцевые эластомерные пакеры, которые могут быть приведены в действие (например, надуты) для герметизации бурильной трубы и скважинных инструментов и обеспечения полного герметичного закрытия ствола скважины. Противовыбросовый превентор второго типа представляет собой плашечный противовыбросовый превентор. Превенторы плашечного типа, как правило, содержат корпус и, по меньшей мере, две расположенные напротив друг друга крышки. Крышки, как правило, крепят к корпусу по их окружной периферии, например, с помощью болтов. В альтернативном варианте крышки могут быть прикреплены к корпусу с помощью петли (шарнира) и болтов с тем, чтобы можно было повернуть крышку вбок с целью обеспечения возможности доступа для технического обслуживания.

Внутри каждой крышки находится плашка, приводимая в действие поршнем. Плашки могут представлять собой или трубные плашки (которые при приведении их в действие смещаются для входа в контакт с бурильной трубой и скважинными инструментами и охватывания бурильной трубы и скважинных инструментов с целью закрытия ствола скважины), или срезающие плашки (которые при приведении их в действие смещаются для входа в контакт с любой бурильной трубой или скважинными инструментами и физического срезания любой бурильной трубы или скважинных инструментов в стволе скважины). Плашки, как правило, расположены напротив друг друга, и, независимо от того, являются ли плашки трубными или срезающими, они, как правило, плотно прилегают друг к другу вблизи центра ствола скважины, чтобы полностью закрыть ствол скважины.

Необходимо осуществлять регулярное техническое обслуживание противовыбросовых превенторов так же, как и любого инструмента, используемого при бурении нефтяных и газовых скважин. Например, противовыбросовые превенторы содержат уплотнения, выдерживающие высокое давление, между крышками и корпусом противовыбросового превентора. Уплотнения, выдерживающие высокое давление, во многих случаях представляют собой эластомерные уплотнения. Эластомерные уплотнения необходимо регулярно проверять, чтобы гарантировать то, что эластомер не имеет прорезей, остаточных деформаций и не поврежден, например из-за химической реакции с буровым раствором в стволе скважины. Более того, часто желательно заменить трубные плашки срезающими плашками или наоборот для обеспечения различных возможностей контроля за скважинами. Следовательно, важно, чтобы противовыбросовый превентор имел крышки, которые можно было бы легко снять с тем, чтобы обеспечить возможность доступа к внутренним элементам, таким как плашки, и возможность их технического обслуживания.

Разработка противовыбросовых превенторов, которые легко обслуживать, представляет собой трудную задачу. Например, как было упомянуто выше, крышки, как правило, присоединены к корпусу противовыбросового превентора болтами или с помощью комбинации шарнира (петли) и болтов. Болты должны быть затянуты с большим крутящим моментом, чтобы поддерживать уплотнение между дверцей крышки и корпусом противовыбросового превентора. Уплотнение между крышкой и корпусом противовыбросового превентора, как правило, представляет собой торцевое уплотнение, и уплотнение должно обладать способностью выдерживать очень высокие давления, создающиеся в стволе скважины.

В результате необходимы специальные инструменты и оборудование для установки и снятия дверец крышек и крышек с тем, чтобы обеспечить возможность доступа к внутреннему пространству корпуса противовыбросового превентора. Время, требуемое для установки и снятия болтов, соединяющих дверцы крышек с корпусом противовыбросового превентора, приводит к простою буровой установки, в результате чего имеют место как повышенные затраты, так и снижение эффективности. Более того, как правило, требуются в основном большие болты и почти полная окружность центров отверстий под болты вокруг окружной периферии дверцы крышки, чтобы создать усилие, достаточное для удерживания дверцы крышки у корпуса противовыбросового превентора. Размер болтов и окружности центров отверстий под болты может приводить к увеличению высоты блока противовыбросовых превенторов. На практике часто используют блок противовыбросовых превенторов (в котором несколько противовыбросовых превенторов установлены вертикально друг относительно друга), и при бурильных операциях желательна сведенная к минимуму высота блока.

Было предпринято несколько попыток уменьшения высоты блока и времени, требуемого для обеспечения доступа к внутреннему пространству противовыбросового превентора. В патенте США № 5655745, выданном на имя Morrill, показан приводимый в действие давлением держатель уплотнения, который позволяет устранить торцевое уплотнение между дверцей крышки и корпусом противовыбросового превентора. Противовыбросовый превентор, показанный в патенте '745, позволяет использовать болты меньшего размера и в меньшем количестве на окружности центров отверстий под болты, которая меньше полного круга, для крепления крышки к корпусу. Более того, в патенте '745 показано, что петля может быть использована вместо, по меньшей мере, некоторых из болтов.

В патенте США № 5897094, выданном на имя Brugman и др., раскрыто усовершенствованное соединение дверцы противовыбросового превентора, которое включает в себя верхние и нижние соединительные стержни, предназначенные для крепления крышек к противовыбросовому превентору. В усовершенствованном соединении дверец противовыбросового превентора по указанному патенту не используются болты для крепления крышек к противовыбросовому превентору, и в данном патенте раскрыта конструкция, созданная с целью минимизации высоты блока противовыбросовых превенторов.

Сущность изобретения

Одна особенность изобретения состоит в том, что изобретение включает механизм для фиксации крышки, предназначенный для противовыбросового превентора. Механизм для фиксации крышки содержит радиальный фиксатор, устройство для смещения радиального фиксатора и, по меньшей мере, одно устройство для приведения в действие фиксатора, соединенное в рабочем положении с устройством для смещения радиального фиксатора. Устройство для смещения радиального фиксатора приспособлено для смещения радиального фиксатора в радиальном направлении с целью образования фиксирующего контакта между крышкой и корпусом противовыбросового превентора.

Другая особенность изобретения состоит в том, что изобретение включает механизм для фиксации крышки, предназначенный для противовыбросового превентора, содержащий дверцу крышки, соединенную в рабочем положении с поворотной подвижной опорой. Поворотная подвижная опора приспособлена для плавного перемещения относительно корпуса противовыбросового превентора. По меньшей мере, одно устройство для приведения в действие фиксатора соединено с дверцей крышки, и устройство для смещения радиального фиксатора соединено в рабочем положении с, по меньшей мере, одним устройством для приведения в действие фиксатора. Крышка приспособлена для установки ее с возможностью смещения вблизи бокового отверстия корпуса противовыбросового превентора. По меньшей мере, одно устройство для приведения в действие фиксатора приспособлено для аксиального смещения устройства для смещения радиального фиксатора так, чтобы обеспечить смещение радиального фиксатора в радиальном направлении с целью образования фиксирующего контакта между крышкой и корпусом противовыбросового превентора.

Еще одна особенность изобретения состоит в том, что изобретение включает механизм для фиксации крышки, предназначенный для противовыбросового превентора, содержащий радиальный фиксатор, расположенный в корпусе противовыбросового превентора. По меньшей мере, одно устройство для приведения в действие фиксатора соединено в рабочем положении с радиальным фиксатором. По меньшей мере, одно устройство для приведения в действие фиксатора приспособлено для смещения радиального фиксатора в радиальном направлении так, чтобы внутренняя поверхность радиального фиксатора образовала фиксирующий контакт с крышкой.

Еще одна особенность изобретения состоит в том, что изобретение включает противовыбросовой превентор, содержащий корпус и крышку, присоединенную к корпусу с обеспечением взаимодействия с ним вблизи каждого из, по меньшей мере, двух расположенных напротив друг друга, боковых отверстий, образованных в корпусе. Радиальное фиксирующее устройство присоединено к каждой крышке с обеспечением взаимодействия с ней и приспособлено для крепления каждой крышки к корпусу вблизи внутренней периферии, по меньшей мере, двух боковых отверстий.

Еще одна особенность изобретения состоит в том, что изобретение включает уплотнение крышки, приспособленное для образования уплотнительного соединения между крышкой и корпусом противовыбросового превентора.

Еще одна особенность изобретения состоит в том, что изобретение включает способ крепления крышки к корпусу противовыбросового превентора. Способ включает в себя размещение крышки вблизи бокового отверстия корпуса противовыбросового превентора, приведение в действие, по меньшей мере, одного устройства для приведения в действие фиксатора, которое соединено в рабочем положении с устройством для смещения радиального фиксатора, смещение в аксиальном направлении устройства для смещения радиального фиксатора и смещение радиального фиксатора в радиальном направлении с помощью устройства для смещения радиального фиксатора с тем, чтобы образовать фиксирующий контакт между крышкой и корпусом противовыбросового превентора.

Еще одна особенность изобретения состоит в том, что изобретение включает способ крепления крышки к корпусу противовыбросового превентора. Способ включает размещение крышки вблизи бокового отверстия корпуса противовыбросового превентора, приведение в действие, по меньшей мере, одного устройства для приведения в действие фиксатора, которое соединено в рабочем положении с радиальным фиксатором, при этом радиальный фиксатор расположен в корпусе противовыбросового превентора, и смещение радиального фиксатора в радиальном направлении с тем, чтобы образовать герметичный контакт между крышкой и корпусом противовыбросового превентора.

Другие особенности и преимущества изобретения станут очевидными из нижеприведенного описания и приложенной формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает выполненный с местным разрезом и с пространственным разделением элементов вид противовыбросового превентора, содержащего механизм для фиксации крышки согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 показывает увеличенный вид части превентора, показанного на фиг.1.

Фиг.3 показывает вариант осуществления устройства для смещения радиального фиксатора.

Фиг.4 показывает другой вариант осуществления устройства для смещения радиального фиксатора.

Фиг.5 показывает вариант осуществления изобретения, в котором радиальный фиксатор прикреплен штифтами к части крышки.

Фиг.6 показывает вариант осуществления радиального фиксатора, содержащего две половины.

Фиг.7 показывает вариант осуществления радиального фиксатора, содержащего четыре части.

Фиг.8 показывает вариант осуществления радиального фиксатора, содержащего множество частей.

Фиг.9 показывает вариант осуществления змеевидного радиального фиксатора с разрезами.

Фиг.10 показывает вариант осуществления фиксатора, используемого в варианте осуществления изобретения.

Фиг.11 показывает вариант осуществления фиксатора, используемого в варианте осуществления изобретения.

Фиг.12 показывает вариант осуществления фиксатора, используемого в варианте осуществления изобретения.

Фиг.13 показывает вариант осуществления уплотнения, выдерживающего высокие давления и используемого в варианте осуществления изобретения.

Фиг.14 показывает вариант осуществления уплотнения, выдерживающего высокие давления и используемого в варианте осуществления изобретения.

Фиг.15 показывает вариант осуществления уплотнения, выдерживающего высокие давления и используемого в варианте осуществления изобретения.

Фиг.16 показывает вариант осуществления уплотнения, выдерживающего высокие давления и используемого в варианте осуществления изобретения.

Фиг.17 показывает вариант осуществления уплотнения, выдерживающего высокие давления и используемого в варианте осуществления изобретения.

Фиг.18 показывает вариант осуществления изобретения, в котором радиальный фиксатор расположен в выемке в боковом канале корпуса противовыбросового превентора.

Фиг.19 показывает вариант осуществления радиального фиксатора, содержащего две половины.

Фиг.20 показывает вариант осуществления радиального фиксатора, содержащего четыре части.

Фиг.21 показывает вариант осуществления радиального фиксатора, содержащего множество прорезей.

Фиг.22 показывает вариант осуществления радиального фиксатора, содержащего прорези со ступенчато изменяющимися размерами.

Фиг.23 показывает боковой перспективный вид варианта осуществления поворотной подвижной опоры, используемой в варианте осуществления изобретения.

Фиг.24 показывает фронтальный перспективный вид варианта осуществления поворотной подвижной опоры, используемой в варианте осуществления изобретения.

Фиг.25 показывает вид сверху варианта осуществления поворотной подвижной опоры, используемой в варианте осуществления изобретения.

Подробное описание

Вариант осуществления изобретения показан на фиг.1. Противовыбросовый превентор 10 плашечного типа содержит корпус 12 противовыбросового превентора и расположенные напротив друг друга узлы 14 крышки. Корпус 12 противовыбросового превентора дополнительно содержит соединительные элементы 16 (которые могут представлять собой, например, фланцы) на верхней поверхности и нижней поверхности корпуса 12 противовыбросового превентора, предназначенные для присоединения противовыбросового превентора 10, например, к другому противовыбросовому превентору или к другому скважинному инструменту. Корпус 12 противовыбросового превентора имеет внутреннее сквозное отверстие 18, предназначенное для прохода буровых растворов, бурильной трубы, скважинных инструментов и т.п., используемых для бурения, например, нефтяной или газовой скважины. Корпус 12 противовыбросового превентора дополнительно содержит множество боковых каналов 20, при этом каждый из множества боковых каналов 20, как правило, приспособлен для соединения с узлом 14 крышки.

Узлы 14 крышки присоединены к корпусу 12 противовыбросового превентора, как правило, противолежащими парами, как показано на фиг.1. Каждый узел 14 крышки дополнительно содержит множество элементов, приспособленных для создания герметичного соединения между узлом 14 крышки и корпусом 12 противовыбросового превентора и для приведения в действие поршня 22, соединенного с плашкой, внутри каждого узла 14 крышки. Элементы узлов 14 крышки имеют сквозные проходы для перемещения поршня 22, соединенного с плашкой.

Каждый узел 14 крышки, как правило, содержит аналогичные элементы. Несмотря на то, что каждый узел 14 крышки представляет собой отдельную и особую часть противовыбросового превентора 10, функционирование и конструкция каждого узла 14 крышки аналогичны. Соответственно, с целью упрощения описания работы противовыбросового превентора 10 и узлов 14 крышки подробно будут описаны элементы и функционирование одного узла 14 крышки. Следует понимать, что каждый узел 14 крышки работает аналогичным образом, и что, например, противолежащие узлы 14 крышки, как правило, функционируют скоординированно.

Переходя к описанию функционирования одного узла 14 крышки, можно отметить, что поршень 22 приспособлен для соединения его с плашкой (непоказанной), которая может представлять собой, например, трубную плашку или срезающую плашку. Каждый поршень 22, соединенный с плашкой, соединен с цилиндром 24, предназначенным для приведения плашки в действие, который приспособлен для смещения поршня 22, соединенного с плашкой, в аксиальном направлении внутри узла 14 крышки, то есть в направлении, по существу перпендикулярном к оси корпуса 12 противовыбросового превентора, при этом ось корпуса 12 противовыбросового превентора, как правило, определяют как вертикальную ось внутреннего отверстия 18 (которая, как правило, параллельна по отношению к оси ствола скважины). Плашка (непоказанная), как правило, соединена с поршнем 22, и, если плашки (непоказанные) представляют собой срезающие плашки, аксиальное смещение поршня 22, соединенного c плашкой, как правило, приводит к смещению плашки (непоказанной) во внутреннее отверстие 18 и вводу ее в контакт с соответствующей плашкой (непоказанной), присоединенной к поршню 22 в узле 14 крышки, расположенном с противоположной стороны противовыбросового превентора 10.

В альтернативном варианте, если плашки (непоказанные) представляют собой трубные плашки, аксиальное смещение поршня, соединенного с плашкой, как правило, приводит к смещению плашки (непоказанной) во внутреннее отверстие 18 и к вводу ее в контакт с соответствующей плашкой (непоказанной) и с бурильной трубой и/или скважинными инструментами, имеющимися в стволе скважины. Следовательно, приведение в действие цилиндра 24, предназначенного для приведения плашки в действие, приводит к смещению поршня 22, соединенного с плашкой, и к смещению плашки (непоказанной) в положение, при котором она блокирует поток бурового раствора и/или пластового флюида через внутреннее отверстие 18 корпуса 12 противовыбросового превентора, и к образованию, при выполнении этого, уплотнения, выдерживающего высокие давления, которое предотвращает проход потока текучих сред в ствол скважины (непоказанный) или из ствола скважины.

Цилиндр 24, предназначенный для приведения плашки в действие, дополнительно содержит исполнительный механизм 26, который может представлять собой, например, гидроцилиндр. Однако исполнительные механизмы других типов известны в данной области техники и могут быть использованы в изобретении. Следует отметить, что в целях описания изобретения "текучую среду" можно определить как газ, жидкость или их комбинацию.

Например, если плашка (непоказанная) представляет собой трубную плашку, приведение в действие поршня 22, соединенного с плашкой, приводит к смещению плашки (непоказанной) в положение, при котором она герметично охватывает бурильную трубу (непоказанную) или скважинные инструменты (непоказанные), проходящие через внутреннее отверстие 18 в корпусе 12 противовыбросового превентора. Кроме того, если плашка (непоказанная) представляет собой срезающую плашку, приведение в действие поршня 22, соединенного с плашкой, приводит к смещению плашки (непоказанной) в положение, при котором она срезает любую бурильную трубу (непоказанную) или скважинные инструменты (непоказанные), проходящие через внутреннее отверстие 18 корпуса 12 противовыбросового превентора, и, следовательно, к герметичному закрытию внутреннего отверстия 18.

Радиальный фиксирующий механизм, предназначенный для присоединения крышек к противовыбросовому превентору

Важной особенностью противовыбросового превентора 10 является устройство, с помощью которого узлы 14 крышки герметично присоединены к корпусу 12. На фиг.1 показан радиальный фиксирующий механизм 28, который предназначен для создания выдерживающего высокие давления, радиального уплотнения между узлом 14 крышки и корпусом 12 противовыбросового превентора. Кроме того, радиальное фиксирующее устройство 28 предназначено для упрощения технического обслуживания узла 14 крышки и плашек (непоказанных), расположенных в нем.

В вариантах осуществления, показанных на фигурах, боковые каналы 20 и другие элементы противовыбросового превентора 10, предназначенные для соединения с ними и ввода в них, показаны как имеющие овальную или по существу эллиптическую форму. Овальная или по существу эллиптическая форма (например, овальное поперечное сечение) способствует уменьшению высоты блока противовыбросовых превенторов, в результате чего сводятся к минимуму масса, количество используемого материала и стоимость. Тем не менее, другие формы, такие как круглые формы, также пригодны для использования в изобретении. Соответственно, объем изобретения не следует ограничивать формами вариантов осуществления, показанными на фигурах.

Радиальный фиксирующий механизм 28 расположен внутри узла 14 крышки и внутри бокового канала 20 корпуса 12 противовыбросового превентора. В данном варианте осуществления радиальный фиксирующий механизм 28 содержит уплотнение 29 крышки, расположенное на корпусе 30 крышки, радиальный фиксатор 32, устройство 34 для смещения радиального фиксатора, дверцу 36 крышки и устройства 38 для приведения в действие фиксатора. Уплотнение 29 крышки обеспечивает герметичное соединение корпуса 30 крышки с корпусом 12 противовыбросового превентора вблизи бокового канала 20 при взаимодействии корпуса 30 крышки с корпусом 12 противовыбросового превентора. Уплотнение 29 крышки представляет собой уплотнение, которое выдерживает высокие давления и которое предотвращает выход текучих сред из внутреннего отверстия 18 корпуса 12 противовыбросового превентора через боковой канал 20. Различные варианты осуществления уплотнения 29 крышки будут подробно рассмотрены ниже.

Когда уплотнение 29 крышки образовано между корпусом 30 крышки и корпусом 12 противовыбросового превентора, корпус 30 крышки находится в положении установки и расположен вблизи корпуса 12 противовыбросового превентора и, по меньшей мере, частично внутри бокового канала 20. Поскольку уплотнение 29 крышки представляет собой уплотнение 29, выдерживающее высокие давления, радиальный фиксирующий механизм 28 должен быть прочным и обладать способностью выдерживать очень высокие давления, создаваемые во внутреннем отверстии 18.

Вариант осуществления, показанный на фиг.1, содержит новое устройство, предназначенное для фиксации узла 14 крышки (и, таким образом, уплотнения 29 крышки) в заданном положении. Как показано на фиг.2, радиальный фиксатор 32 имеет внутренний диаметр, позволяющий насаживать его поверх наружной поверхности 40 корпуса 30 крышки и смещать в некоторое положение рядом с уплотнительным концом 45 корпуса 30 крышки. Радиальный фиксатор 32, показанный на фиг.2, содержит две половины, разделенные центральной прорезью 46. Тем не менее, радиальный фиксатор 32 может содержать дополнительные части, и предусмотрено, что вариант осуществления, состоящий из двух частей и показанный на фиг.2, не должен ограничивать объем изобретения. Дополнительные варианты осуществления радиального фиксатора 32 будут описаны ниже более подробно.

Устройство 34 для смещения радиального фиксатора также имеет внутренний диаметр, позволяющий насаживать его поверх наружной поверхности 40 корпуса 30 крышки. Кроме того, устройство 34 для смещения радиального фиксатора дополнительно имеет скошенную поверхность 48 на наружной периферии, которая приспособлена для вставки ее во внутреннее отверстие 50 радиального фиксатора 32. Устройство 34 для смещения радиального фиксатора также имеет внутреннюю торцевую поверхность 56, которая приспособлена для контактирования с наружной поверхностью 54 корпуса 12 противовыбросового превентора. В смонтированном положении корпус 30 крышки, радиальный фиксатор 32 и устройство 34 для смещения радиального фиксатора находятся между корпусом 12 противовыбросового превентора и дверцей 36 крышки. Внутренняя поверхность 52 дверцы 36 крышки приспособлена для контактирования с наружной поверхностью 54 корпуса 12 противовыбросового превентора. Следует отметить, что соединение между дверцей 36 крышки и корпусом 12 противовыбросового превентора не зафиксировано (например, дверца 36 крышки не прикреплена болтами к корпусу 12 противовыбросового превентора).

Узел 14 крышки приспособлен для контактирования с возможностью скольжения с, по меньшей мере, одним стержнем 70 посредством поворотной подвижной опоры 74 (следует отметить, что на фиг.1 показаны два стержня 70, контактирующие с возможностью скольжения с каждым узлом 14 крышки посредством поворотных подвижных опор 74). В результате контактирования с возможностью скольжения узел 14 крышки может перемещаться вдоль стержней 70. Как будет рассмотрено ниже, контакт с возможностью скольжения позволяет смещать узел 14 крышки в положение, при котором он образует фиксирующее и уплотнительное соединение с корпусом 12 противовыбросового превентора, и из данного положения.

Устройства 38 для приведения в действие фиксатора присоединены к дверце 36 крышки с помощью или фиксированных, или съемных соединительных элементов, включая болты, клей, сварные швы, резьбовые соединения или аналогичные средства, известные в данной области техники. Устройства 38 для приведения в действие фиксатора также соединены с устройством 34 для смещения радиального фиксатора с обеспечением взаимодействия с ним аналогичным образом. Кроме того, соединение между устройствами 38 для приведения в действие фиксатора и устройством 34 для смещения радиального фиксатора может представлять собой простое контактное соединение. Следует отметить, что в вариантах осуществления по фиг.1 показаны два устройства 38 для приведения в действие фиксатора, присоединенные к каждой дверце 36 крышки. Однако в соответствии с изобретением может быть использован один силовой цилиндр 38, предназначенный для приведения в действие фиксатора, или множество устройств 38 для приведения в действие фиксатора. Показанные устройства 38 для приведения в действие фиксатора, как правило, представляют собой гидроцилиндры; тем не менее, другие типы устройств для приведения в действие фиксатора (включая, например, пневмоцилиндры, электродвигатели и т.п.) известны в данной области техники и могут быть использованы в изобретении.

Кроме того, устройства 38 для приведения фиксатора в действие также могут быть выполнены с ручным управлением. Управление устройствами 38 для приведения в действие фиксатора, показанными в представленном варианте осуществления, как правило, осуществляется, например, с помощью внешнего электрического сигнала, потока рабочей жидкости под давлением и т.д. В качестве альтернативы радиальный фиксатор 32 может быть приведен в действие средствами ручного управления, например, такими как рычаг, система рычагов, резьбовое приводное устройство или другие аналогичные средства, известные в данной области техники. Кроме того, если, например, устройства 38 для приведения в действие фиксатора представляют собой гидроцилиндры, гидроцилиндры могут быть приведены в действие с помощью ручного насоса. Соответственно, приведение радиального фиксатора 32 в действие вручную находится в пределах объема изобретения.

Изображение узла 14 крышки в полностью собранном виде, включая радиальный фиксирующий механизм 28, показано на фиг.2. Во время работы радиального фиксирующего механизма 28 узел 14 крышки сначала смещают в положение вблизи корпуса 12 противовыбросового превентора за счет плавного смещения узла 14 крышки в сторону корпуса 12 противовыбросового превентора на стержнях 70. После этого приводят в действие устройства 38 для приведения в действие фиксатора так, что они обеспечивают аксиальное смещение (при этом ось смещения соответствует оси бокового канала 20) устройства 34 для смещения радиального фиксатора в направлении в сторону корпуса 12 противовыбросового превентора. Когда устройство 34 для смещения радиального фиксатора смещается в аксиальном направлении в сторону корпуса 12 противовыбросового превентора, скошенная поверхность 48 входит в контакт с внутренней периферией 50 радиального фиксатора 32, тем самым обеспечивая смещение радиального фиксатора 32 в направлении радиально наружу (например, в сторону внутренней поверхности 58 бокового канала 20, предназначенной для обеспечения фиксации в радиальном направлении). Когда приведение в действие радиального фиксирующего механизма 28 будет завершено, внутренний выступ 60 устройства 34 для смещения радиального фиксатора будет находиться вблизи воспринимающего нагрузку буртика 44 корпуса 30 крышки, и наружная периферия 62 радиального фиксатора 32 будет входить в герметичный контакт с внутренней поверхностью 58, предназначенной для обеспечения фиксации в радиальном направлении. Более того, как будет описано ниже, как радиальный фиксатор 32, так и внутренняя поверхность 58, предназначенная для обеспечения фиксации в радиальном направлении, как правило, имеют наклонные поверхности (например, поверхности контакта, описанные ниже при рассмотрении фиг.10 и 11). Когда радиальный фиксатор 32 входит в контакт с внутренней поверхностью 58, предназначенной для обеспечения фиксации в радиальном направлении, наклонные поверхности служат для создания осевого усилия, которое "втягивает" дверцу 36 в направлении аксиально внутрь и обеспечивает плотное прилегание ее к наружной поверхности корпуса 12 противовыбросового превентора, и тем самым завершает фиксацию радиального фиксирующего механизма 28.

Когда радиальный фиксатор 32 зафиксирован на месте путем приведения в действие устройств 38 для приведения в действие фиксатора и устройства 34 для смещения радиального фиксатора, корпус 30 крышки и узел 14 крышки будут зафиксированы на месте в аксиальном направлении по отношению к корпусу 12 противовыбросового превентора без использования, например, болтов. Тем не менее, дополнительный фиксирующее устройство (непоказанное) с ручным управлением также может быть использовано в сочетании с изобретением, чтобы гарантировать то, что радиальный фиксатор 32 будет надежно зафиксирован в заданном положении. Как только радиальный фиксатор 32 будет зафиксирован на месте, например, с помощью гидравлических приводных устройств, фиксатор, приводимый в действие вручную (непоказанный), такой как устройство со штифтами или резьбовое устройство, может быть приведен в действие в качестве дополнительного ограничителя. Зафиксированный радиальный фиксирующий механизм 28 предназначен для удерживания узла 14 крышки и, соответственно, выдерживающего высокие давления уплотнения 29 крышки на месте. Радиальный фиксатор 32 и выдерживающее высокие давления уплотнение 29 крышки могут выдерживать большие усилия, создаваемые высокими давлениями внутри внутреннего отверстия 18 корпуса 12 противовыбросового превентора, благодаря фиксирующему контакту между радиальным фиксатором 32 и внутренней поверхностью 58 корпуса 12 противовыбросового превентора, предназначенной для обеспечения фиксации в радиальном направлении.

Радиальный фиксирующий механизм 28 может быть выключен (расфиксирован) путем реверсирования работы устройств 38 для приведения в действие фиксатора (например, после сброса давления во внутреннем отверстии 18). В результате изобретение включает в себя радиальный фиксирующий механизм 28, который содержит надежную систему выключения (например, устройства 38 для приведения в действие фиксатора должны быть приведены в действие, чтобы выключить (расфиксировать) радиальный фиксирующий механизм 28).

Скошенная поверхность 48, используемая для смещения радиального фиксатора 32 в радиальном направлении, может быть выполнена в любом из нескольких вариантов осуществления. Как показано на фиг.3, в одном варианте осуществления скошенная поверхность 48 устройства 34 для смещения радиального фиксатора может иметь одинарный воздействующий ("приводящий в действие") уступ 80. В другом варианте осуществления, показанном на фиг.4, скошенная поверхность 48 может иметь двойной воздействующий уступ 82. Следует отметить, что одинарный воздействующий уступ 80 (фиг.3), как правило, обеспечивает более короткий ход при приведении в действие, чем двойной воздействующий уступ 82 (фиг.4). Кроме того, угол наклона воздействующего уступа 84 (фиг.3 и 4) предназначен для того, чтобы максимально увеличить радиальное усилие, приводящее (фиксатор) в действие, и свести к минимуму осевое усилие. В одном варианте осуществления изобретения угол наклона воздействующего уступа 84 (фиг.3 и 4) составляет приблизительно 45 градусов. В другом варианте осуществления изобретения угол наклона воздействующего уступа 84 (фиг.3 и 4) составляет менее 45 градусов.

В еще одном варианте осуществления, показанном на фиг.5, устройство 34 для смещения радиального фиксатора дополнительно содержит паз 90 и, по меньшей мере, один стопорный штифт 92, предназначенный для удерживания радиального фиксатора 32 у воспринимающего нагрузку буртика 44 корпуса 30 крышки. В данном варианте осуществления радиальный фиксатор 32 удерживается на месте с помощью, по меньшей мере, одного стопорного штифта 92, и корпус 30 крышки и радиальный фиксатор 32 удерживаются в зафиксированном положении друг относительно друга