Ram device for blowout preventers

Abstract

A blind ram for a blowout preventer, wherein the blind ram includes a ram body and an insert disposed therein, wherein the insert is provided an engagement surface with a geometric profile such that when the ram is urged towards an opposed same ram having an engagement surface a same geometric profile with a pipe having a passageway extending therethrough is disposed between the opposed rams, the pipe is deformed such that the passageway is substantially occluded; and wherein the ram bodies occlude the space between the deformed pipe and the casing of a well bore upon which the preventer is disposed.

Description

RAM DEVICE FOR BLOWOUT PREVENTERS

[0001] Cross Reference To Related Applications

[0002] The present disclosure claims priority to a patent application in the Hong Kong Special Administrative Region of China No. 32024097093.1, titled “RAM DEVICE FOR BLOWOUT PREVENTERS” filed September 23, 2024, the full disclosures of which are hereby incorporated by reference in their entities for all purposes.Technical Field

[0003] The present disclosure relates to the field of the oil and gas industry, and in particular to ram devices for use in blowout preventers.

[0004] Background of the Disclosure

[0005] Blowout preventers in the oil and gas industry, or commonly known within the art as preventers, are operated in conditions having aggressive environment. The working environment of such preventers is typically oil (fluid) , gas, gas condensate, formation water, drilling fluid and their mixtures.

[0006] In the winter season, preventers are operated in low temperature conditions, often \down to as low as minus 45℃. The ability to seal a wellhead in the event of accidents with a pipe which is disposed within in the preventer and extending downwardly into the well bore, is an important factor determining the safety of personnel working at the wellhead and also minimizing harm to the natural environment in the event of a blowout.

[0007] Within the prior art, various designs of preventer ram bodies are known. In particular, a preventer ram, such as is disclosed in patent SU 1273504 is known, containing a composite body and a seal placed in it with support elements made in the form of inserts and end stops. The ram body is made in the form of a semicircle, has upper and lower surfaces, a front surface, a cylindrical surface, and a rear-side surface.

[0008] Further within the prior art, preventer ram as is disclosed in patent RU 2274729 is known. The preventer ram of RU 2274729 comprises a body, an insert located on the inside of the body, and a sealing element. The ram body is made in the form of a semi-ring, having upper and lower surfaces, a front surface, side surfaces, and a rear cylindrical surface with a T-shaped groove.

[0009] The body of the abovementioned devices in SU 1273504 and RU 2274729 do not have any protective or antifriction coatings on the surfaces that come into contact with the aggressive working environment in which they are exposed to. The ram body requires the installation of a seal of a complex geometric shape. The ram has a bulky composite design. The preventer ram channel for such rams must have a larger cross-section, which accordingly increases the overall dimensions of the preventer. The surfaces of the ram body that come into contact with the preventer housing guiding are subject to wear and tear, since they are not suitable for mechanical contact under conditions of aggressive action of the working environment. The rams are not capable of sealing the pipe, ensuring the sealing of the annular space.

[0010] A set of pipe preventer rams is known as is disclosed in patent RU 94277. A set of rams for blind preventers is also known as is disclosed in patent RU 94278. The set of rams of RU 94277 and RU 94278 for a preventer contain two rams with a front seal at the junction of the rams and an upper seal for the upper mirror of the ram channel in each ram. The body of each ram has a non-separable, one-piece, monolithic) design, and has the shape of a parallelepiped with a beveled rear face or surface, in which a blind T-shaped groove is formed, open from the lower side of the ram for connecting the ram to the preventer drive rod.

[0011] On the upper edge of the body there is provided a groove in the shape of a semicircle with the center offset from the front edge to the rear edges, and a straight section extending to the front edge, in which the upper seal is located. In the front face of the body there is a blind groove with lower, upper and lateral sides that connects with the groove on the upper face and has the shape of a rectangular parallelepiped. This serves to accommodate the front seal. The body has a threaded hole for transportation. In the front face of the ram body of RU 94277 there is a through semicircular recess with a diameter d for the pipe, the value of d being greater than the diameter of the sealed pipe, while the diameter center coincides with the axis of the central through channel for the pipe, the theoretical axis of the vertical through channel of the preventer) . On the lower face of the ram body of RU 94277 there is provided a groove for installing a tooth by means of two goujons that which serves for preliminary centering of the pipe. There is also provided a groove for entering the tooth from the paired ram.

[0012] In most cases, corrosion-mechanical and fatigue damage develops on the surface of the material, and the protection of the surface layer of the ram body is of fundamental importance for its durability. The bodies of these devices of RU 94277 and RU 94278 do not provide for ease of sliding of the ram along the guides of the ram channel of the preventer housing and resistance to aggressive effects of the working environment and low temperatures. The ram bodies of RU 94277 and RU 94278 do not have anticorrosive and / or antifriction properties, are not equipped with protective coatings or specially treated surfaces, and optimal surface roughness, also termed, (surface finish, is not ensured. When the ram bodies come into contact with the working environment where CO2 and H2S contents are up to 15%by volume and a content of mechanical impurities up to 25 mg  / l at low temperatures up to minus 45 ℃, these disadvantages adversely affect the service life durability and reliability of the ram seal. The operating time of 500 cycles of closing and opening of the ram seal cannot ensured, and such preventer of the prior art often are required to be repaired or replaced.

[0013] A hydraulic double ram preventer PPG2-STC is disclosed in patent (RU 131797. Such a double ram preventer contains a housing with an axial channel in which working elements are installed. These are pipe rams and blind rams equipped with drive mechanisms. A ram (pipe, blind) consists of a body, a sealer (pipe, blind) , an upper sealer, and pins that connect the ram body and the sealers. The sealers are made of an elastomeric material and are installed in the corresponding slots of the housing. The body of the pipe ram contains a T-shaped groove for connection to the hydraulic drive. The ram body is made in the form of a parallelepiped and has an upper, lower, front, rear and two side surfaces. The ram body has a horizontal T-shaped groove disposed on the side of the rear surface for connection through a T-shaped shank with a hydraulic drive. The edges between the back surface and the side surfaces are beveled, whereby the back surface passes into the side surface through an inclined surface of chamfer type.

[0014] The ram body of RU 131797 does not provide resistance to the aggressive effects of the working environment, low temperatures, mechanical loads, does not have anticorrosive and / or antifriction properties, is not equipped with protective coatings or specially treated surfaces, optimal surface roughness or surface finish is not ensured. When the ram body contacts a working environment with CO2 and H2S content of up to 15%by volume and mechanical impurity content of up to 25 mg  / l at low temperatures up to minus 45 ℃, wear of the contacting surfaces occurs, with destructive changes in the body material, wear of the body material, scuffing and scratches of the mirror guides of the preventer housing. These disadvantages affect the service life of the rams, the reliability of the ram seals and reduce the inter-overhaul period of the preventer. Moreover, such rams are not able to seal the pipe, thus not performing their function of sealing the annular space.

[0015] Object of the Disclosure

[0016] It is an object of the present disclosure to provide a ram device for blowout preventers, which overcome or at least partially ameliorate some of the deficiencies as associated with those of the prior art.

[0017] Summary of the Disclosure

[0018] The technical problem to which the present disclosure is directed, is the of sealing a well with rams in which, for example, a drill or downhole tubing is located, without cutting off the tubing also termed pipe.

[0019] The technical solution consists in the alteration of the shape of the end surface of the ram, with which it becomes possible to deform, for example, a drill or downhole pipe in order to seal it.

[0020] The technical solution is ensured by the fact that the body of the preventer ram is made of solid metal in the form of a parallelepiped, contains an upper, lower, front, rear surfaces and two side surfaces (faces) , the deforming insert has a shape capable of deforming a pipe, for example, a drill or downhole tubing, for sealing. There is a connecting element the ram back surface.

[0021] In a first aspect, the present disclosure provides blind ram for a blowout preventer, wherein the blind ram includes a ram body and an insert disposed therein,

[0022] wherein the insert is provided an engagement surface with a geometric profile such that when the ram is urged towards an opposed same ram having an engagement surface a same geometric profile with a pipe having a passageway extending therethrough is disposed between the opposed rams, the pipe is deformed such that the passageway is substantially occluded; and

[0023] wherein the ram bodies occlude the space between the deformed pipe and the casing of a well bore upon which the preventer is disposed.

[0024] The body of the ram is preferably formed as a unitary structure and has the shape of a parallelepiped with a beveled back face, with a blind T-shaped groove which is provided open from the lower face of the ram to connect the ram to the stem of a preventer rod.

[0025] There may be provided a blind groove in afront face of the ram body which has lower, upper and lateral side faces, wherein the front groove is connected to the groove on the upper face, and is shaped as a rectangular parallelepiped and serves for placement of the front packing.

[0026] In a second aspect, there is provided blowout preventer comprising a preventer body and a first blind ram and a second opposed blind ram, wherein the first blind ram and the second blind ram are a ram according to the first aspect.Brief Description of the Drawings

[0027] In order that a more precise understanding of the above-recited disclosure can be obtained, a more particular description of the disclosure briefly described above will be rendered by reference to specific embodiments thereof that are illustrated in the appended drawings.

[0028] The drawings presented herein may not be drawn to scale and any reference to dimensions in the drawings or the following description is specific to the embodiments disclosed.

[0029] Any variations of these dimensions that will allow the subject disclosure to function for its intended purpose are within the scope of the subject disclosure. Thus, understanding that these drawings depict only typical embodiments of the disclosure and are not therefore to be considered as limiting in scope, the disclosure will be described and explained with additional specificity and detail through the use of the accompanying drawings in which:

[0030] Figure 1 shows a part section schematic illustration of a first embodiment of a preventer ram according to the present disclosure;

[0031] Figure 2 shows a side view of a second embodiment of a blind ram according to the present disclosure; and

[0032] Figure 3 shows a side view of a third embodiment of a blind ram according to the present disclosure.

[0033] Detailed Description of the Disclosure

[0034] The present disclosure is directed to the working parts of a ram for a blowout preventer, namely to the design of the ram body. The spot preventer is designed to seal the mouth of oil and gas wells by closing the inter-tube space by means of a spot gate between the casing string lowered into the well and drill pipes (tubing, tubing) or covering the well mouth.

[0035] The ram gate or system is composed of two rams installed oppositely in the preventer body that and the through axial channel (central passage hole) with or without a pipe in it. The ram designs may differ depending on whether there is well tubing strings in the through axial channel (TBG) or blind pipe shear rams.

[0036] In embodiments of the disclosure, the body of each ram is made of an all-in-one design and has the shape of a parallelepiped with a beveled back face, in which a blind T-shaped groove is made open from the lower side of the ram for connecting it to the preventer drive rod.

[0037] A blind groove may be provided in the front face of the ram body (1) , with the lower, upper and lateral sides, connecting to the groove on the upper ram face, and serving to place a deforming insert (2) , with a shape allowing deformation of the pipe intended to be sealed.

[0038] Referring now to Figures 1 - 3, Figure 1 shows a part section schematic illustration of a first embodiment of a preventer ram according to the present disclosure; Figure 2 shows a side view of a second embodiment of a blind ram according to the present disclosure; and Figure 3 shows a side view of a third embodiment of a blind ram according to the present disclosure.

[0039] The set of rams (1) of the preventer for sealing the well with pipes (3) disposed therein contains two opposed rams (1) . Each ram may have a insert (2) at the point of junction of the rams (2) . There may be a packing that can be made of thermoplastic elastomer or rubber, which is not shown in the figures.

[0040] The use of thermoplastic elastomer, unlike rubber, allows the preventer to be operated at low negative temperatures without heating, provided that non-freezing drilling fluids are used.

[0041] The front packer can be reinforced from above and below with metal plates recessed into the sealing material, which compensate for the gap in the joint between the ram bodies and thereby prevent the packing material from being squeezed into the gap by the borehole pressure. With this the rear end of the plates do not reach the rear end of the front packer by at least double the thickness of these plates.

[0042] In addition, the front packer may have beveled surfaces on the outside diverging from the axis of symmetry of the packer to the periphery in the direction of increasing the volume of the packer body. This solution makes it possible to achieve greater tightness of the connection due to the redistribution of internal stresses in the packer.

[0043] The ram body (1) as depicted in Figure 2 and Figure 3 is a one-piece unitary structure and has the shape of a parallelepiped with a beveled back face, in which a blind T-shaped groove can be made. The groove is open from the lower face of the ram to connect the ram to the preventer rod.

[0044] The preventer ram (1) of the present disclosure functions as follows:

[0045] (i) when the rams (1) are urged towards each other in the center of the preventer, the pipe (3) is deformed and substantially occluded;

[0046] (ii) the pipe material (3) takes the shape of the deforming insert edge (2) in such a way that the pipe material at the two sides of the sealed pipe (3) completely fills the profile of the deforming insert (2) ; and

[0047] (iii) at the extreme points, the deforming inserts (2) connect to each other in a hermetically sealed manner, blocking the space between the sealed pipe (3) and the casing (not shown in the figure) .

[0048] The closure and displacement of the rams (1) with d inserts (2) disposed therein towards each other continues until complete stop and corresponds to the substantial sealing of the pipe (3) through its deformation and blocking of the pipe flow area of the passage extending through the pipe, as well as the sealing of the space between the pipe (3) and the casing or annulus.Industrial Applicability

[0049] The present disclosure is directed to a blind ram for a blowout preventer, wherein the blind ram includes a ram body and an insert disposed therein, wherein the insert is provided an engagement surface with a geometric profile such that when the ram is urged towards an opposed same ram having an engagement surface a same geometric profile with a pipe having a passageway extending therethrough is disposed between the opposed rams, the pipe is deformed such that the passageway is substantially occluded; and wherein the ram bodies occlude the space between the deformed pipe and the casing of a well bore upon which the preventer is disposed.

[0050] Besides, it may be understood that the blind ram for a blowout preventer can be reproduced, and can be used in a variety of industrial applications, such as in the field of the oil and gas industry.

Claims

1.A blind ram for a blowout preventer, wherein the blind ram includes a ram body and an insert disposed therein,wherein the insert is provided an engagement surface with a geometric profile such that when the ram is urged towards an opposed same ram having an engagement surface a same geometric profile with a pipe having a passageway extending therethrough is disposed between the opposed rams, the pipe is deformed such that the passageway is substantially occluded; andwherein the ram bodies occlude the space between the deformed pipe and the casing of a well bore upon which the preventer is disposed.2.A blind ram according to claim 1, wherein the body of the ram is formed as a unitary structure and has the shape of a parallelepiped with a beveled back face, with a blind T-shaped groove which is provided open from the lower face of the ram to connect the ram to the stem of a preventer rod.3.A blind ram according to claim 1 or claim 2, wherein there is provided a blind groove in afront face of the ram body which has lower, upper and lateral side faces, wherein the front groove is connected to the groove on the upper face, and is shaped as a rectangular parallelepiped and serves for placement of the front packing.4.A blowout preventer comprising a preventer body and a first blind ram and a second opposed blind ram, wherein the first blind ram and the second blind ram are a ram according to any one of claims 1 to 3.

Images