Блокировочный механизм крышки для противовыбросового превентора (варианты)

Блокировочный механизм крышки для противовыбросового превентора (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится в целом к противовыбросовым превенторам, используемым в нефтяной и газовой промышленности. В частности, изобретение относится к блокировочному механизму крышки противовыбросового превентора.

Управление скважиной является важным аспектом при поиске нефти и газа. При бурении скважины, например при разведке нефти и газа, устройства должны размещаться на месте таким образом, чтобы предотвращать повреждение персонала и оборудования, связанного с буровыми работами. Одно такое устройство управления скважиной известно как противовыбросовый превентор.

Противовыбросовые превенторы обычно используют для уплотнения скважины. Например, бурение скважин при разведке нефти или газа включает проходку различных подземных геологических структур или "пластов". Каждый пласт обычно содержит определенную геологическую структуру, например, такую как глинистый сланец, песчаник, известняк и т.д. Каждый пласт может содержать захваченные жидкости или газ, находящиеся под разными пластовыми давлениями, и пластовые давления возрастают при увеличении глубины. Давление в стволе скважины, в типичном случае, регулируют для получения, по меньшей мере, баланса пластового давления посредством увеличения плотности бурового раствора в стволе скважины или давления нагнетания на поверхности.

В ходе буровых операций происходят случаи, когда ствол скважины может пройти пласт, в котором пластовое давление существенно выше давления, поддерживаемого в стволе скважины. Такие происшествия называют "выбросами в стволе скважины". Возрастание давления, связанное с выбросом, обычно производится притоком пластовых текучих сред (которые могут быть жидкостью, газом или их комбинацией) в ствол скважины. Выброс с относительно высоким давлением имеет тенденцию распространения от точки входа вверх по стволу скважины (от района высокого давления в район низкого давления). Если выбросу дать возможность достичь поверхности, буровой раствор, скважинные инструменты и другие буровые конструкции могут быть выброшены из ствола скважины. Эти "выбросы" часто приводят к катастрофическому разрушению бурового оборудования (включая, например, буровую установку) и к значительному числу случаев телесных повреждений и гибели персонала буровых установок.

В связи с риском выбросов, в типичном случае, на поверхности земли или на морском дне в глубоководных вариантах бурения устанавливают противовыбросовые превенторы, благодаря которым выбросы можно адекватно контролировать и "отводить" из системы. Противовыбросовые превенторы могут действовать для эффективного уплотнения ствола скважины, пока не потребуются активные действия для контроля выброса. Существует несколько типов противовыбросовых превенторов, наиболее распространенными из которых являются универсальные противовыбросовые превенторы и плашечные противовыбросовые превенторы.

Универсальные противовыбросовые превенторы, в типичном случае, содержат кольцевые эластомерные "пакеры", которые можно приводить в действие (например, накачивать) для инкапсуляции бурильной трубы и скважинных инструментов и полного уплотнения ствола скважины. Вторым типом противовыбросовых превенторов является плашечный противовыбросовый превентор. Плашечные противовыбросовые превенторы, в типичном случае, содержат корпус и, по меньшей мере, две расположенные друг против друга крышки. Крышки обычно прикреплены к корпусу по их окружности, например, болтами. В альтернативном варианте крышки можно прикреплять к корпусу шарниром и болтами таким образом, чтобы крышка могла поворачиваться в сторону для получения доступа для технического обслуживания.

Внутри каждой крышки расположена приводимая в действие поршнем плашка. Плашки могут быть либо трубными плашками (которые при приведении в действие входят в контакт с бурильными трубами и скважинными инструментами и окружают их для уплотнения ствола скважины), либо срезающими плашками (которые при приведении в действие входят в контакт с любыми бурильными трубами или скважинными инструментами в стволе скважины и физически срезают их). В типичном случае, плашки располагаются против друг друга и, как трубные плашки, так и срезающие плашки, они обычно создают уплотнение относительно друг друга приблизительно в центре ствола скважины для полного закупоривания ствола скважины.

Как и любой инструмент, используемый при бурении нефтяных и газовых скважин, противовыбросовые превенторы необходимо регулярно обслуживать. Например, противовыбросовые превенторы содержат уплотнения высокого давления между крышками и корпусом противовыбросового превентора. Во многих случаях уплотнения высокого давления являются эластомерными уплотнениями. Эластомерные уплотнения необходимо регулярно проверять, чтобы убедиться в том, что эластомер не срезан, не подвергся остаточной деформации или не поврежден, например, химической реакцией с буровым раствором в стволе скважины. Кроме того, часто бывает желательно заменить трубные плашки срезающими плашками или, наоборот, для обеспечения разных возможностей управления скважиной. Таким образом, важно, чтобы противовыбросовый превентор имел крышки, которые можно легко снимать для получения доступа к внутренним компонентам, таким как плашки и уплотнения, для их обслуживания.

Разработка противовыбросовых превенторов, которые легко обслуживать, является трудной задачей. Например, как отмечалось выше, крышки, в типичном случае, соединяют с корпусом противовыбросового превентора болтами или комбинацией из шарнира и болтов. Болты должны быть затянуты с большим крутящим моментом для поддержания уплотнения между дверцей крышки и корпусом противовыбросового превентора. Уплотнение между крышкой и корпусом противовыбросового превентора обычно является торцевым уплотнением, и уплотнение должно быть способным выдерживать очень высокие давления, существующие в стволе скважины.

В результате для установки и демонтажа дверок крышек и крышек для получения доступа внутрь корпуса противовыбросового превентора требуются специальные инструменты и оборудование. Время, требуемое для завинчивания и отвинчивания болтов, соединяющих дверцы крышек с корпусом противовыбросового превентора, составляет время простоя буровой установки, что повышает затраты и снижает эффективность работы. Кроме того, обычно требуются довольно большие болты и почти полный "круг болтов" по окружности дверцы крышки для обеспечения достаточной силы для удерживания дверцы крышки на корпусе противовыбросового превентора. Размер болтов и круг болтов может увеличивать "высоту блока" противовыбросовых превенторов. Распространенной практикой является использование "блока" противовыбросовых превенторов (когда несколько противовыбросовых превенторов устанавливают в вертикальной конфигурации), и при проведении буровых операций желательно минимизировать высоту блока.

Было предпринято несколько попыток уменьшить высоту блока и сократить время, требуемое для получения доступа внутрь противовыбросового превентора. Патент США № 5655745 описывает приводимый в действие давлением носитель уплотнения, который устраняет необходимость в торцевом уплотнении между дверцей крышки и корпусом противовыбросового превентора. Противовыбросовый превентор, показанный в патенте № 5655745, позволяет использовать меньшее количество меньших болтов в неполном круге болтов для прикрепления крышки к корпусу. Кроме того, патент № 5655745 указывает, что вместо, по меньшей мере, части болтов можно использовать шарнир.

Патент США № 5897094 описывает усовершенствованное соединение дверцы противовыбросового превентора, которое включает верхний и нижний соединительные стержни для прикрепления крышек к противовыбросовому превентору. В усовершенствованном соединении дверцы противовыбросового превентора, соответствующем патенту № 5897094, не используют болты для прикрепления крышек к противовыбросовому превентору, и патент описывает конструкцию, которая предназначена для минимизации высоты блока противовыбросовых превенторов.

В авторском свидетельстве 1712583 от 15.02.1992 раскрыт механизм крепления крышки, содержащий патрубок, в котором размещены отдельные секторы, каждый из которых снабжен приводом, включающим винт и гайку. Винт установлен в патрубке на подшипниках и закреплен крышкой. Гайка установлена в Т-образном пазе отдельного сектора. Отдельные сегменты установлены в крышке и их ход ограничивается болтами с пружинами. Патрубок закреплен на крышке с помощью опорных шпилек и гаек.

Для закрепления крышки в корпусе превентора винт вращается по часовой стрелке и через гайку, установленную в Т-образном пазе отдельного сектора, перемещает его вниз, выдвигая при этом контактирующий с ним отдельный сегмент, который входит в канавку корпуса и фиксирует в нем крышку. При этом пружина сжимается, а ограничительный болт радиально заходит в паз отдельного сектора. Для полного закрепления крышки в корпусе аналогичная операция проводится с остальными винтами.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание блокировочного механизма крышки противовыбросового превентора, обеспечивающего уменьшение высоты блока противовыбросовых превенторов.

Этот технический результат достигается тем, что блокировочный механизм крышки для противовыбросового превентора содержит расположенные между крышкой и корпусом противовыбросового превентора радиальный замок с фиксатором, имеющим прямую поверхность, устройство смещения радиального замка и, по меньшей мере, один привод замка, в рабочем положении соединенный с устройством смещения радиального замка, которое приспособлено для смещения радиального замка и создания запирающего взаимодействия между крышкой и корпусом противовыбросового превентора при взаимодействии фиксатора с этим корпусом.

Указанный технический результат достигается и тем, что блокировочный механизм крышки для противовыбросового превентора содержит расположенные между крышкой и корпусом противовыбросового превентора радиальный замок с фиксатором, имеющим прямую поверхность, устройство смещения радиального замка и, по меньшей мере, один привод замка, в рабочем положении соединенный с устройством смещения радиального замка, которое приспособлено для смещения радиального замка и создания запирающего взаимодействия между крышкой и корпусом противовыбросового превентора при взаимодействии фиксатора с этим корпусом.

Согласно второму варианту блокировочный механизм крышки для противовыбросового превентора содержит расположенные между крышкой и корпусом противовыбросового превентора замок с фиксатором, имеющим наклонную поверхность и выполненным с возможностью защелкивания и фиксации крышки, привод замка, соединенный в рабочем положении с фиксатором и обеспечивающий при установке крышки перемещение фиксатора в направлении корпуса противовыбросового превентора до запирающего взаимодействия с наклонной поверхностью, выполненной в корпусе противовыбросового превентора.

Фиксатор может содержать соответствующую выемку в форме ласточкина хвоста, а привод замка соединен с фиксатором осью, имеющей выступ в форме ласточкина хвоста, размещенный в указанной выемке.

Далее приводится более подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 изображает частичное сечение и перспективный вид с пространственным разделением деталей противовыбросового превентора согласно одному варианту осуществления изобретения;

фиг.2 - увеличенный вид части противовыбросового превентора, показанного на фиг.1;

фиг.3 - вариант выполнения устройства смещения радиального замка;

фиг.4 - другой вариант выполнения устройства смещения радиального замка;

фиг.5 - вариант осуществления изобретения, показывающий радиальный замок, закрепленный относительно части крышки;

фиг.6 - вариант выполнения радиального замка, содержащего две половины;

фиг.7 - вариант выполнения радиального замка, содержащего четыре сегмента;

фиг.8 - вариант выполнения радиального замка, содержащего множество сегментов;

фиг.9 - вариант выполнения змеевидного радиального замка с надрезами;

фиг.10 - вариант выполнения блокировочного механизма, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.11 - вариант выполнения блокировочного механизма, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.12 - вариант выполнения блокировочного механизма, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.13 - вариант выполнения уплотнения высокого давления, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.14 - вариант выполнения уплотнения высокого давления, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.15 - вариант выполнения уплотнения высокого давления, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.16 - вариант выполнения уплотнения высокого давления, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.17 - вариант выполнения уплотнения высокого давления, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.18 - вариант осуществления изобретения, в котором радиальный замок расположен в выемке в боковом проходе корпуса противовыбросового превентора;

фиг.19 - вариант выполнения радиального замка, содержащего две половины;

фиг.20 - вариант выполнения радиального замка, содержащего четыре сегмента;

фиг.21 - вариант выполнения радиального замка, содержащего множество надрезов;

фиг.22 - вариант выполнения радиального замка, содержащего ступенчатые надрезы;

фиг.23 - перспективный вид сбоку варианта выполнения поворотного скользящего держателя, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.24 - перспективный вид спереди варианта выполнения поворотного скользящего держателя, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.25 - перспективный вид сверху варианта выполнения поворотного скользящего держателя, используемого в варианте осуществления изобретения;

фиг.26 - перспективный вид одного варианта выполнения блокировочного механизма крышки;

фиг.27А - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в разблокированном положении;

фиг.27В - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в блокированном положении;

фиг.28А - поперечное сечение варианта выполнения соединения между запирающим фиксатором и валом;

фиг.28В - поперечное сечение другого варианта выполнения соединения между запирающим фиксатором и валом;

фиг.29 - перспективный вид варианта выполнения дверцы крышки;

фиг.30А - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в разблокированном положении;

фиг.30В - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в блокированном положении;

фиг.31 - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в разблокированном положении;

фиг.32 - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в блокированном положении;

фиг.33А - вид спереди варианта выполнения блокировочного механизма крышки;

фиг.33В - вид сверху варианта выполнения вставного фиксатора;

фиг.33С - поперечное сечение варианта выполнения вставного фиксатора в запирающем положении;

фиг.34А - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в разблокированном положении;

фиг.34В - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в блокированном положении;

фиг.35А - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в разблокированном положении;

фиг.35В - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в блокированном положении;

фиг.36А - вид сбоку варианта выполнения блокировочного механизма крышки в блокированном положении;

фиг.36В - вид сверху варианта выполнения блокировочного механизма крышки в блокированном положении;

фиг.36С - вид сверху варианта выполнения блокировочного механизма крышки в блокированном положении;

фиг.37А - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в разблокированном положении;

фиг.37В - поперечное сечение варианта выполнения блокировочного механизма крышки в блокированном положении.

На фиг.1 показан вариант осуществления изобретения. Плашечный противовыбросовый превентор 10 содержит корпус 12 противовыбросового превентора, расположенные против друг друга узлы 14 крышек. Корпус 12 противовыбросового превентора также содержит соединения 16 (которые могут представлять собой, например, фланцы) на верхней поверхности и на нижней поверхности корпуса 12 для соединения противовыбросового превентора 10 с другим противовыбросовым превентором или со скважинным инструментом. Корпус 12 содержит проходящий сквозь него внутренний канал 18 для прохождения буровых растворов, бурильной трубы, скважинных инструментов и т.п., используемых при бурении, например, нефтяной или газовой скважины. Корпус 12 также содержит множество боковых проходов 20, при этом каждый из множества боковых проходов 20 обычно приспособлен для соединения с узлом 14 крышки.

Узлы 14 крышек соединяют с корпусом 12 обычно противоположными парами, как показано на фиг.1. Каждый узел 14 крышки также содержит множество компонентов, приспособленных для уплотнения узла 14 крышки относительно корпуса 12 и для приведения в действие поршня 22 плашки в каждом узле 14 крышки. Компоненты узлов 14 крышек содержат проходящие сквозь них проходы для движения поршня 22 плашки.

Каждый узел 14 крышки в целом содержит подобные компоненты. Поскольку каждый узел 14 крышки является отдельной и самостоятельной частью противовыбросового превентора 10, работа и конструкция каждого узла 14 крышки подобны. Соответственно для упрощения описания работы противовыбросового превентора 10 и узлов 14 крышек будут подробно описаны компоненты и работа одного узла 14 крышки. Следует понимать, что каждый узел 14 крышки работает подобным образом и что, например, противоположные узлы 14 крышек, в типичном случае, работают в координации друг с другом.

Продолжая описание работы узла 14 крышки, отметим, что поршень 22 приспособлен для соединения с плашкой (не показана), которая может быть, например, трубной плашкой или срезающей плашкой. Каждый поршень 22 плашки соединен с цилиндром 24 привода плашки таким образом, что он приспособлен для перемещения поршня 22 плашки в осевом направлении внутри узла 14 крышки в целом перпендикулярно оси корпуса 12 противовыбросового превентора, при этом ось корпуса 12 противовыбросового превентора в целом образована вертикальной осью внутреннего канала 18 (который в целом проходит параллельно оси ствола скважины). Плашку (не показана) обычно соединяют с поршнем 22 плашки, и если плашки (не показаны) являются срезающими плашками, осевое перемещение поршня 22 плашки перемещает плашку (не показана) во внутренний канал 18 и в контакт с соответствующей плашкой (не показана), соединенной с поршнем 22 плашки в узле 14 крышки, расположенном на противоположной стороне противовыбросового превентора 10.

В альтернативном варианте выполнения, если плашки (не показаны) являются трубными плашками, осевое перемещение поршня плашки вызывает перемещение плашки (не показана) во внутренний канал 18 и в контакт с соответствующей плашкой (не показана) и с бурильной трубой и/или скважинными инструментами, находящимися в стволе скважины. Таким образом, приведение в действие цилиндра 24 привода плашки вызывает смещение поршня 22 плашки и движение плашки (не показана) в положение блокирования потока бурового раствора и/или пластового флюида через внутренний канал 18 корпуса 12 противовыбросового превентора и при этом формирует уплотнение высокого давления, которое предотвращает прохождение текучей среды в ствол скважины или из ствола скважины (не показан).

Цилиндр 24 привода плашки также содержит привод 26, который может быть, например, гидравлическим приводом. Однако в данной области техники известны другие типы приводов, которые могут использоваться в рамках настоящего изобретения. Следует отметить, что в данном описании изобретения термином "текучая среда" могут быть обозначены газ, жидкость или их комбинация.

Если плашкой (не показана) является трубная плашка, приведение в действие поршня 22 плашки вызывает движение плашки (не показана) в положение, в котором она создает уплотнение вокруг бурильной трубы (не показана) или скважинных инструментов (не показаны), проходящих через внутренний канал 18 в корпусе 12 противовыбросового превентора. Кроме того, если плашка (не показана) является срезающей плашкой, приведение в действие поршня 22 плашки вызывает перемещение плашки (не показана) в положение, в котором она срезает бурильную трубу (не показана) или скважинные инструменты (не показаны), проходящие через внутренний канал 18 корпуса 12 противовыбросового превентора, и, таким образом, закупоривает внутренний канал 18.

Радиальный блокировочный механизм для соединения крышек с противовыбросовыми превенторами

Важным аспектом конструкции противовыбросового превентора 10 является механизм, которым создается уплотнение между узлами 14 крышек и корпусом 12. На фиг.1 показан радиальный блокировочный механизм 28, который предназначен для получения запирающего механизма высокого давления, который поддерживает уплотнение высокого давления между узлом 14 крышки и корпусом 12 противовыбросового превентора. Кроме того, радиальный блокировочный механизм 28 предназначен для упрощения текущего обслуживания узла 14 крышки и расположенной в нем плашки (не показана).

В вариантах осуществления изобретения, показанных на фигурах, боковые проходы 20 и другие компоненты противовыбросового превентора 10, предназначенные для взаимодействия с ними и для вхождения в них, показаны в овальной или по существу эллиптической конфигурации. Овальная или по существу эллиптическая конфигурация (например, овальное поперечное сечение) способствует уменьшению высоты блока противовыбросовых превенторов и, таким образом, минимизации веса, количества используемых материалов и стоимости. Однако для использования в рамках настоящего изобретения также пригодны другие конфигурации, такие как круглая конфигурация. Соответственно объем изобретения не следует ограничивать конфигурациями в вариантах, показанных на фигурах.

Радиальный блокировочный механизм 28 расположен внутри узла 14 крышки и внутри бокового прохода 20 корпуса 12 противовыбросового превентора. В этом варианте осуществления изобретения радиальный блокировочный механизм 28 содержит уплотнитель 29 крышки, расположенный на корпусе 30 крышки, радиальный замок 32, устройство 34 смещения радиального замка, дверцу 36 крышки и приводы 38 замка. Уплотнитель 29 крышки создает уплотнение между корпусом 30 крышки и корпусом 12 противовыбросового превентора вблизи бокового прохода 20. Уплотнитель 29 крышки представляет собой уплотнитель высокого давления, который предотвращает утечку текучих сред, находящихся во внутреннем канале 18 корпуса 12 противовыбросового превентора, через боковой проход 20. Ниже будут подробно описаны различные варианты выполнения уплотнителя 29 крышки.

Когда уплотнитель 29 крышки формируют между корпусом 30 крышки и корпусом 12 противовыбросового превентора, корпус 30 крышки находится в установленном положении и располагается вблизи корпуса 12 противовыбросового превентора и, по меньшей мере, частично внутри бокового прохода 20. Поскольку уплотнитель 29 крышки является уплотнителем высокого давления, радиальный блокировочный механизм 28 должен быть прочным и способным выдерживать очень высокие давления, существующие во внутреннем канале 18.

Вариант осуществления изобретения, показанный на фиг.1, содержит новый механизм для фиксации узла 14 крышки (и в результате уплотнителя 29 крышки) на месте. Как показано на фиг.2, радиальный замок 32 имеет внутренний диаметр, приспособленный для посадки на внешнюю поверхность 40 корпуса 30 крышки и скольжения в положение, примыкающее к уплотняющему концу корпуса 30 крышки. Радиальный замок 32, показанный на фиг.2, содержит две половины, разделенные центральной прорезью 46. Однако радиальный замок 32 может содержать дополнительные сегменты, и два сегмента, показанные на фиг.2, не ограничивают объем изобретения. Ниже будут описаны более подробно дополнительные варианты выполнения радиального замка 32.

Устройство 34 смещения радиального замка также имеет внутренний диаметр, приспособленный для посадки на внешнюю поверхность 40 корпуса 30 крышки. Кроме того, устройство 34 смещения радиального замка также содержит коническую поверхность на внешнем диаметре, который приспособлен для посадки внутри внутреннего диаметра 50 радиального замка 32. Устройство 34 смещения радиального замка также содержит внутреннюю поверхность 56, которая приспособлена для вхождения в контакт с внешней поверхностью 54 корпуса 12 противовыбросового превентора. В установленном положении корпус 30 крышки, радиальный замок 32 и устройство 34 смещения радиального замка находятся между корпусом 12 противовыбросового превентора и дверцей 36 крышки. Внутренняя поверхность 52 дверцы 36 крышки приспособлена для вхождения в контакт с внешней поверхностью 54 корпуса 12 противовыбросового превентора. Следует отметить, что вхождение в контакт дверцы 36 крышки и корпуса 12 противовыбросового превентора не является зафиксированным (например, дверца 36 крышки не прикреплена болтами к корпусу 12 противовыбросового превентора).

Как показано на фиг.1, узел 14 крышки приспособлен для взаимодействия со скольжением с, по меньшей мере, одним стержнем 70 при помощи поворотного скользящего держателя 74 (на фиг.1 показаны два стержня 70, взаимодействующие, с возможностью скольжения при помощи поворотных скользящих держателей 74, с каждым узлом 14 крышки). В результате взаимодействия с возможностью скольжения узел 14 крышки может скользить вдоль стержней 70. Как будет описано ниже, скользящее взаимодействие дает возможность перемещать узел 14 крышки в положение запирающего и уплотняющего взаимодействия с корпусом 12 противовыбросового превентора и выводить из него.

Приводы 38 замка соединены с дверцей 36 крышки фиксированным или удаляемым соединением, включающим болты, связующее вещество, сварные швы, резьбовые соединения или подобные средства, известные в данной области техники. Приводы 38 замка также подобным образом соединены с устройством 34 для смещения радиального замка. Кроме того, соединение между приводами 38 замка и устройством 34 для смещения радиального замка может представлять собой простое вхождение в контакт. Следует отметить, что вариант осуществления изобретения, показанный на фиг.1, показывает два привода 38 замка, соединенных с каждой дверцей 36 крышки. Однако в рамках настоящего изобретения можно использовать один цилиндр 38 привода замка или множество приводов 38 замка. Показанные приводы 38 замка в целом являются гидравлическими цилиндрами, однако в рамках настоящего изобретения можно использовать другие известные в данной области техники типы приводов замка (включая, например, пневматические приводы, электрические двигатели и т.п.).

Кроме того, приводы 38 замка могут быть ручными. Приводы 38 замка, показанные в данном варианте осуществления изобретения, в типичном случае, приводят в действие, например, внешним электрическим сигналом, потоком рабочей жидкости под давлением и т.д. В качестве альтернативного варианта радиальный замок 32 может приводиться в действие ручным средством, например, таким как рычаг, система рычагов, резьбовое приводное средство или другое подобное средство, известное в данной области техники. Кроме того, если, например, приводы 38 замка содержат гидравлические цилиндры, гидравлические цилиндры могут приводиться в действие ручным насосом. Соответственно приведение в действие радиального замка 32 вручную входит в объем изобретения.

На фиг.2 показан вид полностью собранного узла 14 крышки, включающего радиальный запирающий механизм 28. При работе радиального блокировочного механизма 28 узел 14 крышки сначала перемещается в положение вблизи корпуса 12 противовыбросового превентора посредством скольжения узла 14 крышки в направлении корпуса 12 противовыбросового превентора по стержням 70. Затем приводятся в действие приводы 38 замка, при этом они смещают в осевом направлении (ось смещения соответствует оси бокового прохода 20) устройство 34 для смещения радиального замка в направлении корпуса 12 противовыбросового превентора. Когда устройство 34 смещения радиального замка движется в осевом направлении в сторону корпуса 12 противовыбросового превентора, клиновидная поверхность 48 входит в контакт с внутренним диаметром 50 радиального замка 32, таким образом смещая радиальный замок 32 в радиально-наружном направлении (например, в направлении внутренней запирающей поверхности 58 бокового прохода 20). Когда приведение в действие радиального блокировочного механизма 28 завершено, внутренний выступ 60 устройства 34 смещения радиального замка находится вблизи нагружаемого пояска 44 корпуса 30 крышки, и внешний периметр 62 радиального замка 32 входит в запирающее зацепление с внутренней запирающей поверхностью 58. Кроме того, как будет описано ниже, как радиальный замок 32, так и внутренняя запирающая поверхность 58, в типичном случае, содержат наклонные поверхности (например, см. поверхности взаимодействия, описанные ниже в связи с фиг.10 и 11). Когда радиальный замок 32 входит в зацепление с внутренней запирающей поверхностью 58, наклонные поверхности стремятся прилагать осевое усилие, которое "тянет" дверцу 36 в осевом направлении внутрь и прочно прижимает к внешней поверхности корпуса 12 противовыбросового превентора, таким образом завершая вхождение в запирающее зацепление радиального блокировочного механизма 28.

Когда радиальный замок 32 закреплен на месте посредством приведения в действие приводов 38 замка и устройства 34 смещения радиального замка, корпус 30 крышки и узел 14 крышки оказываются запертыми на месте относительно корпуса 12 противовыбросового превентора без использования, например, болтов. Однако в комбинации с вариантом осуществления изобретения может также использоваться дополнительный ручной запирающий механизм (не показан) для обеспечения того, что радиальный замок 32 будет оставаться закрепленным на месте. Когда радиальный замок 32 закреплен на месте, например гидравлическим приводом, можно приводить в действие ручной замок (не показан), такой как вставной или резьбовой механизм, в качестве дополнительного удерживающего средства. Закрепленный радиальный блокировочный механизм 28 предназначен для удерживания на месте узла 14 крышки и соответственно уплотнителя 29 высокого давления крышки. Радиальный замок 32 и уплотнитель 29 высокого давления крышки способны выдерживать большие силы, создаваемые высокими давлениями, существующими во внутреннем канале 18 корпуса 12 противовыбросового превентора, благодаря запирающему зацеплению между радиальным замком 32 и внутренней запирающей поверхностью 58 корпуса 12 противовыбросового превентора.

Радиальный блокировочный механизм 28 может быть разблокирован посредством приведения в действие приводов 38 замка в обратном направлении (например, после сброса давления во внутреннем канале 18). В результате вариант осуществления изобретения содержит радиальный блокировочный механизм 28, который включает систему принудительного разблокирования (например, приводы 38 замка должны приводиться в действие для разблокирования радиального блокировочного механизма 28).

Клиновидная поверхность, используемая для радиального смещения радиального замка 32, может представлять собой любой из нескольких вариантов выполнения. Как показано на фиг.3, в одном варианте клиновидная поверхность 48 устройства 34 смещения радиального замка может содержать одну приводную ступень 80. В другом варианте, показанном на фиг.4, клиновидная поверхность 48 может содержать две приводные ступени 82. Следует отметить, что одна приводная ступень 80 (фиг.3) в целом обеспечивает более короткий приводной ход, чем две приводные ступени 82 (фиг.4). Кроме того, угол приводной ступени 84 (фиг.3 и 4) приспособлен для максимизации радиального приводного усилия и минимизации линейного приводного усилия. В одном варианте осуществления изобретения угол приводной ступени 84 (фиг.3 и 4) составляет приблизительно 45°. В другом варианте осуществления изобретения угол приводной ступени 84 (фиг.3 и 4) составляет менее 45°.

В другом варианте, показанном на фиг.5, устройство 34 смещения радиального замка дополнительно содержит вырез 90 и, по меньшей мере, один стопорный штифт 92, предназначенный для удерживания радиального замка 32 с упором в нагружаемый поясок 44 корпуса 30 крышки. В этом варианте осуществления изобретения радиальный замок 32 удерживается на месте, по меньшей мере, одним стопорным штифтом 92, и корпус 30 крышки и радиальный замок 32 удерживаются в зафиксированном положении после приведения в действие радиального замка 32, который входит в запирающее зацепление с внутренней запирающей поверхностью 58 (фиг.2) бокового прохода 20 (фиг.1).

Радиальный замок 32 (фиг.1) может также содержать любой из нескольких компонентов. Радиальный замок 32 содержит две радиальные зеркально обращенные половины 94, 96, дополнительно показанные на фиг.6. В другом варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.7, радиальный замок 100 может быть сформирован из, по меньшей мере, двух линейных сегментов 102 и, по меньшей мере, двух полукруглых концевых сегментов 104. В другом варианте, показанном на фиг.8, радиальный замок 106 может быть сформирован из множества по существу прямых фиксаторов 108 и множества изогнутых фиксаторов 110. Варианты осуществления изобретения, показанные на фиг.7 и 8, по существу содержат радиальные замки 100, 106, подобные радиальному замку 32 (фиг.1 и 6) первого варианта осуществления изобретения, но разделены на множество сегментов. Радиальные замки 100, 106 можно изготовлять, например, посредством выполнения цельного радиального замка и последующего распиливания цельного радиального замка на два или более сегментов. Однако в данной области техники известны другие технологии изготовления, которые можно использовать для изготовления радиального замка.

В другом варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.9, радиальный замок 112 может быть сформирован змеевидной структурой 114 с прорезями, подобной "гибкой ленте". Радиальный замок 112 формируют, например, как единый цельный элемент и затем выполняют прорези 117 по внутреннему периметру 114 или по внешнему периметру 116. Прорези 117 могут полностью пересекать радиальный замок 112 или могут представлять собой лишь частичные надрезы. Кроме того, если прорези 117 полностью пересекают радиальный замок 112, отдельные сегменты можно прикреплять к гибкой ленте 118 таким образом, чтобы радиальный замок 112 можно было приводить в действие приводным кольцом 34 (фиг.1). Гибкая лента 118 может состоять из материала с относительно малым модулем упругости (по сравнению, например, с модулем упругости отдельных сегментов), чтобы гибкая лента 118 могла растягиваться в радиальном направлении под воздействием радиального смещения, создаваемого устройством 34 (фиг.1) смещения радиального замка. Радиальное растяжение гибкой ленты 118 обеспечивает вхождение в запирающее зацепление радиального замка 112 и внутренней запирающей поверхности 58 (фиг.2) корпуса 12 (фиг.1) противовыбросового превентора.

Вхождение в зацепление радиального замка 32 (фиг.1) и внутренней запирающей поверхности 58 (фиг.2) также может обеспечиваться в разных вариантах. В одном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг.10, радиальный замок 120 может содержать один входящий в зацепление профиль, включающий одну поверхность 122 взаимодействия радиального замка. Одна поверхность 122 взаимодействия радиального замка предназначена для обеспечения запирающего взаимодействия с запирающей поверхностью 59 (фиг.2) противовыбросового превентора, сформир