本申请要求于2016年5月2日提交的名称为“BLOWOUT PREVENTER WITH WIDE FLANGE BODY”的美国临时申请第62/330,835号的权益，其公开内容据此以引用方式并入本文。

背景技术：

本部分旨在向读者介绍可能与当前描述的实施方案的各个方面有关的技术的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本实施方案的各个方面。因此，应该理解，这些陈述应该从这个角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。

为了满足消费者和工业对自然资源的需求，公司经常投入大量的时间和金钱从地下寻找和开采石油、天然气和其他地下资源。具体地，一旦发现诸如石油或天然气之类的所需地下资源，通常采用钻井和生产系统来接近和开采该资源。取决于所需资源的位置，这些系统可以位于陆上或海上。

此外，这种系统通常包括井口组件，通过该井口组件接近或开采资源。这些井口组件可包括控制钻井或生产作业的各种部件，诸如各种套管、阀门、流体管道等。更具体地，井口组件通常包括防喷器，诸如闸板式防喷器，该闸板式防喷器使用一对或多对相对的闸板来限制流体流过该防喷器，或者剪穿该防喷器内的钻柱或另一物体。多个防喷器可以组装在防喷器堆栈中以用于井。

技术实现要素：

下面阐述了本文公开的一些实施方案的某些方面。应当理解，提供这些方面仅仅是为了向读者提供本发明可能采取的某些形式的简要概述，并且这些方面不旨在限制本发明的范围。实际上，本发明可以包括可能未在下面阐述的各个方面。

本公开的一些实施方案总体上涉及防喷器和具有外部连接法兰的其他部件，外部连接法兰从其主体的侧面横向延伸，以便于这些部件彼此连接或连接到附加部件。在至少一些实施方案中，这些外部连接法兰设置为宽法兰体的一部分，并允许从部件中省略垂直孔API连接。这又允许减小部件以及具有这种部件的各种堆栈的高度。

上述特征的各种改进可以存在于关于本实施方案的各个方面。其他特征也可以包含在这些各个方面中。这些改进和附加特征可以单独存在或以任何组合存在。例如，以下关于一个或多个所示实施方案讨论的各个特征可以单独或以任何组合结合到本公开的任何上述方面中。同样，以上呈现的简要概述仅旨在使读者熟悉一些实施方案的某些方面和上下文，而非限制所要求保护的主题。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解某些实施方案的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的字符在整个附图中表示相同的零件，其中：

图1总体地描绘了根据本公开的一个实施方案的海上钻井系统形式的井设备，其具有通过隔水管联接到井口组件的钻机；

图2是描绘根据一个实施方案的图1的设备的防喷器堆栈组件的框图；

图3是根据一个实施方案的防喷器的透视图，该防喷器具有主体，该主体具有从闸板腔体部分的侧面横向突出的外部连接法兰；

图4和图5是根据一个实施方案的图3的防喷器的横截面图，并示出了某些内部部件；

图6是图3的防喷器的主体的透视图；

图7是图3的防喷器的主体的俯视图；

图8是图3的防喷器的主体的正视图；

图9和图10描绘了图6至图8的防喷器主体位于图6和图8中所描绘的参考平面内的外周界；

图11和图12描绘了根据某些实施方案的具有多个防喷器的模块化防喷器堆栈，该多个防喷器具有相同的主体；

图13是根据一个实施方案的设备的透视图，该设备包括两个环形防喷器、连接器和柔性接头，每个都具有主体，该主体具有从主体侧面横向突出的外部连接法兰；

图14A和图14B描绘了图13的设备的环形防喷器之一；

图15A和图15B描绘了图13的设备的柔性接头；

图16示出了根据一个实施方案的堆叠在连接器上的环形防喷器；

图17和图18描绘了图16的环形防喷器；

图19是根据一个实施方案的具有处于堆栈构造中的凸面的两个防喷器的透视图；

图20是根据一个实施方案的两个类似于图19的防喷器的透视图，但是其中凸起面具有分隔槽；

图21是图20的防喷器堆栈的俯视图；

图22和图23是图20的防喷器堆栈的横截面视图；

图24和图25是示出根据一个实施方案的连接图20的防喷器的法兰的紧固件和用于减小连接上的弯曲应力的插入件的细节图；以及

图26是图24和图25的紧固件和插入件的分解视图。

具体实施方式

以下描述本公开的具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，可能不在说明书中描述实际实现的所有特征。应当理解，在任何此类实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实现的决策以实现开发者的特定目标，例如遵守与系统相关的和与业务相关的约束，这可能因不同实现而不同。此外，应当理解，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制造和加工的常规任务。

当介绍各个实施方案的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个该元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可能存在除所列元件之外的附加元件。此外，任何使用“顶部”、“底部”、“以上”、“以下”、其他方向术语以及这些术语的变型都是为了方便起见，但不要求这些部件的任何特定定向。

现在转向本发明的附图，图1中示出了根据一个实施方案的井组件或设备10。设备10(例如，钻井系统或生产系统)便于通过井12接近储层中的资源或从储层中开采资源，诸如石油或天然气。设备10在图1中被总体描绘为海上钻井设备，该设备包括钻机14，该钻机通过隔水管16联接到安装在井12处的井口组件18。虽然这里示出为海上系统，但是在其他实施方案中，井设备10可以替代地是陆上系统。

可以理解的是，钻机14可包括定位在水上的水面装置，诸如泵、电源、电缆和软管卷、控制单元、转向器、万向节、卡盘等。类似地，隔水管16也可包括各种部件，诸如隔水管接头、挠性接头、伸缩接头、填充阀和控制单元，仅举几例。井口组件18可包括联接到井口20的装置，以便能够控制来自井12的流体。井口20还可包括各种部件，诸如套管头、管头、线轴和吊架。

可以在设备10中的一个或多个位置使用任何合适的防喷器，诸如闸板式防喷器或环形防喷器。例如，防喷器可以位于钻机14的表面上，或者作为井口组件18的一部分设置在沉浸的井口20处。可以在设备10中使用的防喷器堆栈26的一个实例在图2中总体描绘出。防喷器堆栈26包括闸板式防喷器(表示为剪切闸板28和管子闸板30)和环形防喷器32。在防喷器堆栈26中使用的闸板式防喷器的数量以及它们的构造(例如，闸板类型、尺寸和功能)可以在不同的实现之间变化，环形防喷器的数量和构造也是如此。在一个海底实施方案中，具有环形防喷器38的下部海洋隔水管总成(LMRP)36附接到防喷器堆栈26。应当理解，下部防喷器堆栈26和LMRP 36可以包括除图2中所示的那些之外或代替图2中所示的那些的其他部件。例如，LMRP 36可包括控制箱，用于控制下部防喷器堆栈26和LMRP 36的防喷器的操作。在一些其他实施方案中，例如水面上的实施方案中，省略了LMRP 36。

闸板式防喷器40在图3至图5中示出，作为可以包括在防喷器堆栈26中的防喷器的实例。防喷器40包括中空主体42和主孔44(其也可以称为钻通孔)，该主孔使得流体或管状构件能够通过防喷器40。可以理解的是，防喷器40可以联接到防喷器堆栈26的另外的防喷器或其他装置，例如通过接收紧固件48的通孔46。尽管在图3中以螺栓和螺母的形式描绘，但是紧固件48在不同实施方案中可以采用任何其他合适的形式。

许多其他防喷器包括管状连接颈部，其从它们的主体的中心部分沿它们的主孔向外延伸。这些连接颈部延长了主孔并增加了这种防喷器的高度。也就是说，通过连接颈部的主孔的延伸在防喷器的中心体之间为将要使用的紧固件(例如，螺栓连接或柱连接)提供了额外的轴向空间。这些连接颈部通常包括符合美国石油协会(API)规范6A的法兰(即，法兰是API法兰)，并且该法兰连接颈部可以称为垂直孔API连接。这种API连接允许防喷器沿着颈部(在法兰处)并在其主体的中心部分之上或之下的主孔附近紧固到另一个部件——在闸板式防喷器的情况下，在主体的闸板腔体部分之上或之下。

相反，防喷器40不具有延伸主孔44并便于连接到另一个部件的法兰连接颈部。而是，所描绘的防喷器40包括宽法兰体轮廓，该宽法兰体轮廓具有在主体42的侧面处横向突出的外部连接法兰50。这允许防喷器40通过定位于主体42旁边的紧固件48而不是位于主体42之上和之下的颈部连接到其他防喷器或部件。如图3和图5所示，连接法兰50包括具有平行排孔46的螺栓图案，紧固件48可以通过这些孔安装。

防喷器40的阀帽组件52包括固定到主体42的阀帽54。阀帽组件52包括容纳各种部件的缸，便于控制设置在防喷器40的闸板腔体58中的闸板56。在当前描绘的实施方案中，闸板56响应于来自被引导到阀帽组件52中的控制流体的液压而操作。更具体地，如图4和图5的横截面所示，防喷器40包括由具有操作活塞62和连杆64的致动组件60控制的闸板56。防喷器40在此描绘为具有一对闸板56的单闸板防喷器。图4和图5中的闸板56总体上描绘为管闸板，其可包括密封元件(也称为闸板封隔器)，当它们一起被驱动时它们彼此配合以密封管道或其他管状构件并且阻止通过防喷器40的孔44的流动。然而，闸板56可以采用其他形式，诸如盲板或剪切式闸板。此外，在其他实施方案中，防喷器40可具有不同数量的闸板。例如，防喷器40可以替代地是具有两个闸板腔体和两对闸板的双闸板防喷器，或具有三个闸板腔体和三对闸板的三闸板防喷器。可以基于预期的应用来选择闸板的数量以及它们的类型和尺寸。

在操作中，可以将力(例如，来自由控制流体提供的液压)施加到操作活塞62，以通过连杆64将闸板56驱动到防喷器40的孔44中。连杆64延伸穿过阀帽54并使得活塞62上的力能够传递到闸板56。出于解释的目的，图3至图5中仅已总体地描绘了阀帽组件52的某些部分，并且技术人员将理解，阀帽组件52可以具有其他部件。例如，可以在连杆64和阀帽54之间设置各种密封件，以防止泄漏，同时使连杆能够轴向移动通过阀帽。尽管在当前描绘的实施方案中闸板56被示出为液压致动的闸板，但应注意，闸板56也可以以任何其他合适的方式致动。

在图5所示的实施方案中，每个闸板56由具有两个活塞62的致动组件60控制。由于操作活塞62上的液压力与施加压力的表面积成比例，所以每个闸板56的两个活塞62允许活塞62累积地提供与单个较大活塞62相同的反应表面积。这又实现了紧凑的设计，其中阀帽组件52沿着防喷器40占据较少的垂直空间。但是在其他实施方案中，每个闸板56可以用不同数量的活塞62控制，例如用单个活塞控制。

防喷器40在图3和图5中被描绘为具有安装在主体42的外部的放喷和压井管线连接组件70和72。放喷和压井管线可以连接到与孔44流体连通的组件70和72，以允许钻井液进入孔44并在放喷和压井管线之间循环流体以控制井眼压力。组件70和72包括阀74，用于控制放喷和压井管线与孔44之间的流动。

参考图6至图8可以更好地理解防喷器40的主体42的附加特征。如这些图所示，主体42包括限定闸板腔体58的闸板腔体部分78，以及从闸板腔体部分78横向突出的外部连接法兰50。孔44从上表面80垂直地延伸穿过主体42(更具体地，穿过闸板腔体部分78)到下表面82。闸板腔体58在相对的端部84之间横向延伸通过闸板腔体部分78并且横向于孔44，这允许闸板56在井控制操作期间延伸到孔44中。阀帽组件52可以连接到相对的端部84，如图3和图5所示。

闸板腔体部分78还包括相对的侧面86，其在相对的端部84之间延伸主体42的长度。连接法兰50从这些相对的侧面86突出，并允许防喷器40沿着闸板腔体部分78的侧面而不是闸板腔体部分78的上方和下方紧固到其他部件(诸如另外的防喷器)(如在垂直孔API连接的情况中)。在当前描绘的实施方案中，主体42包括从闸板腔体部分78的顶部横向延伸的上部一对连接法兰50，和从闸板腔体部分78的底部横向延伸的下部一对连接法兰50，上表面80和下表面82是矩形平面表面(其可以包括圆角，例如图7中所示)，其包括法兰50的侧面。在其他情况下，法兰50可以从主体42的顶表面和底表面轴向偏移(相对于孔44的中心轴线88)。在至少一些实施方案中，包括图6至图8中所描绘的，主体42被构造成使得连接法兰50和闸板腔体58之间的最短轴向距离(平行于中心轴线88测量的距离并且通常由图8中的箭头90表示)小于连接法兰50和中心轴线88之间的最短径向距离(如图7中的箭头92所示)。

从上表面80和下表面82省略垂直孔API连接允许减小主体42的高度(通常由图8中的箭头94表示)。在一些情况下，主体42的高度减小到与连接到相对的端部84的阀罩54的高度(通常由图8中的箭头96表示)相似的量。例如，主体42和附接的阀罩54可以被构造成使得阀罩54的高度大于主体42的高度的百分之九十或百分之九十五。这允许在具有多个防喷器40的防喷器堆栈中的阀帽54具有更紧密的轴向间距(与具有垂直孔API连接和由于与垂直孔API连接相关联的增加高度而轴向间隔更远的相连阀帽的防喷器堆栈相比)并且可以有助于同时减少这种防喷器堆栈中的高度和重量。

尽管一些其他实施方案可以不同，但是在至少一些实施方案中，防喷器主体42在沿外部连接法兰50上测量是最宽的。而且，在图6至图8中描绘的实施方案中，主体42的外周边的侧边缘在主体42包括法兰50的部分处较大。例如，图6和图8示出了垂直于孔44延伸穿过主体42的平行平面102和104。平面102延伸穿过上连接法兰50，平面104延伸穿过闸板腔体58而不穿过任何连接法兰50。主体42位于平面102和104中的二维轮廓描绘于图9和图10中，图9中示出了主体42位于平面102内的外周边108，图10中示出了主体42位于平面104内的外周边110。从这些图中可以看出，由周边108界定的横截面积大于由周边110界定的横截面积。

如上所述，防喷器40可以与其他防喷器一起安装于防喷器堆栈中。在至少一些实施方案中，具有相同结构的主体42(每个具有相同的孔、闸板腔体和尺寸)的多个防喷器40可用于构造模块化防喷器堆栈。这种模块化防喷器叠栈120的两个实例在图11和图12中被描绘为分别具有三个防喷器40和六个防喷器40，但是在另外的实施方案中可以使用其他数量的防喷器40。图11和图12的防喷器堆栈120中的防喷器40具有独立且可分离的主体42，如图3至图8所示，每个防喷器40通过外部连接法兰50直接紧固到堆栈120中的相邻防喷器40上。这与使用轴向地位于防喷器的闸板腔体部分之间的垂直孔API连接或者使用拉杆将堆栈的防喷器保持在一起而不直接彼此紧固的其他防喷器堆栈相反。尽管当前没有描述，但是应当理解，防喷器主体42的上表面80和下表面82可以包括围绕其孔44的端部的密封槽。可以在这些密封槽中设置任何合适的密封环或垫圈，以防止从防喷器堆栈120中的防喷器主体42之间的孔44泄漏。在至少一些实施方案中，在防喷器40集成在防喷器堆栈120中之前，通过将阀帽组件52附接到主体42，防喷器40被预组装。

通过省略防喷器40之间的垂直孔API连接和法兰颈部，防喷器堆栈120的高度可以显著降低。例如，在一个实施方案中，每个防喷器40的防喷器主体42可以设计成具有18又3/4英寸(约48cm)的孔在额定压力为15ksi(约103MPa)的情况下使用，并且省略垂直孔API连接允许每个防喷器的高度减少大约16英寸(约41cm)。这种高度节省和伴随的重量减轻有助于组装更轻和更短的防喷器堆栈。并且在至少一些实施方案中，这使得防喷器堆栈更容易在钻机上处理，减少了用于存储防喷器堆栈的钻机上的空间需求，并且减少了安装时在井口上的负荷和弯矩。

此外，尽管防喷器40的主体尺寸在一些其他实现中可以变化，但是图11和图12的防喷器堆栈120中的闸板式防喷器使用具有每个闸板式防喷器共用的标准化设计的防喷器主体42。即使使用标准化的主体42，不同的闸板或阀帽组件也可以与给定的防喷器堆栈的防喷器40一起使用。对于每个防喷器40使用具有一个尺寸和一个构造(每个孔尺寸和每个压力等级)一个闸板腔体的单个标准化主体42还可以允许操作者对于给定的钻孔尺寸和压力等级通过仅存储一个主体构造来维持更有效的资本备件计划，而不是存储具有不同数量的闸板腔体和构造的不同主体，例如单个(具有一个闸板腔体)、两个(具有两个闸板腔体)、扩展的两个、三个(具有三个闸板腔体)和扩展的三个。相反，可以通过单个防喷器主体42中的两个或三个的组合来提供双腔或三腔防喷器中存在的闸板腔体的数量。另外，一个或多个分隔器可以定位在单个防喷器主体42之间，以便为比将要使用的单个主体42更高的阀帽组件提供轴向空间(例如，以容纳具有更大活塞的阀帽，这使得阀帽的高度超过其所附接的防喷器主体42的高度)。

井口组件和隔水管的其他部件也可以具有宽法兰体轮廓，其中外部连接法兰从部件主体的侧面横向突出，而不是在主体上方或下方的管状颈部上设置连接法兰。这允许部件通过主体旁边的紧固件连接在一起或与其他部件连接，而不是在主体上方或下方在从主体延伸的颈部上连接。而这又有助于省略这种连接颈部(例如，垂直孔API连接)和缩短宽法兰部件，如上所述。

具有从其主体的侧面横向延伸而不是从主体上方或下方的颈部延伸的外部连接法兰的部件的其他实例在图13中示出。更具体地，图13中示出了设备122，具有两个环形防喷器124、联接在环形防喷器124下方的连接器126、以及联接在环形防喷器124上方的挠性接头128。在至少一些情况下，设备122被设置为LMRP 36(图2)的一部分，并且连接器126是可用于将LMRP 36附接到下部BOP堆栈26的套筒连接器。套筒连接器可包括具有用于将连接器126锁定和密封到下部BOP堆栈26的可移动套筒(其可被液压致动)的内腔。在其他情况下，套筒连接器或其他连接器126可用于将防喷器堆栈联接到井口组件的其他部件。

环形防喷器124、连接器126和挠性接头128中的每一个被描绘为具有圆形非管状主体，其具有横向连接法兰，该横向连接法兰允许部件的端部通过(非API)紧固连接在主体旁边而不是在主体之间联接在一起。在至少一些实施方案中，包括图13中描绘的实施方案，部件的宽法兰体在垂直于部件的中心孔沿横向连接法兰测量得最宽。并且在一些情况下，这些宽法兰体的外周(在垂直于它们的中心孔的平面中测量)在从主体延伸的横向连接法兰处最大。

如上面针对防喷器40所讨论的那样，省略垂直孔API连接和设备122的部件之间的法兰颈部有助于组装更轻和更短的部件堆栈，这使得这种堆栈更容易在钻机上处理，减少了钻机上用于存储堆栈(或单个部件)的空间需求，并且减少了安装时井口上的负荷和弯矩。

图14A和图14B中描绘了根据一个实施方案的环形防喷器124中的一个。如图所示，环形防喷器124包括主体130，该主体130具有从中轴向延伸的孔132。应当理解，主体130包括保持用于选择性地密封孔132的可移动部件(诸如封隔器和致动活塞)的内腔。横向连接法兰134从主体130的外部向外延伸。这些横向连接法兰134定位在主体130旁边，便于将环形防喷器124连接到主体134上方和下方的其他部件，而不使用管状颈部来固定地延伸该孔132并在主体134上方或下方(即，沿着孔在主体130和相邻部件之间轴向地)为位于管状件上的连接法兰创建轴向空间。横向连接法兰134在图14A和图14B中被描绘为具有孔136，用于将法兰134紧固(例如，通过螺栓或螺柱)到其他部件，但是法兰134可以以不同的方式联接到其他部件。虽然当前未示出，但环形防喷器124的上表面和下表面可包括围绕孔132的端部的密封槽，用于接收合适的密封环或垫圈，以在环形防喷器124和通过横向连接法兰134连接的部件之间进行密封。类似的密封槽可以设置在其他宽法兰部件的端面中，例如连接器126和挠性接头128。

作为另一个实例，图15A和图15B中示出了根据一个实施方案的挠性接头128。挠性接头允许连接在挠性接头上方的部件相对于连接在挠性接头下方的部件发生角位移。在海底的实施方案中，例如，隔水管16可以经由设备122的挠性接头128联接到井口组件18(例如，在LMRP 36处)。

所描绘的挠性接头128包括主体140和枢转延伸部142，该枢转延伸部容纳在轴向延伸穿过主体140的孔144中。不是固定地接合主体140，延伸部142的下端以便于延伸部142相对于主体140发生角位移的方式容纳在主体140中的内腔(例如，孔144的凹陷部分)内。在一些实施方案中，例如，延伸部142以球窝结构容纳在主体140中，延伸部142的球形端部允许在主体140内的窝座内枢转。可以在主体140内使用一个或多个密封件以保持与可移动延伸部142的密封。

横向连接法兰146从主体140的侧面向外延伸，以便于将挠性接头128的下端连接到环形防喷器124(或另一个部件)，而不使用管状颈部来在环形防喷器124和挠性接头128的主体140之间定位连接法兰。横向连接法兰146可以通过紧固孔148或以任何其他合适的方式连接到其他部件。延伸部142包括与孔144流体连通的孔150，以及用于将挠性接头128的上端连接到隔水管16或另一个部件的法兰152。

尽管一些宽的法兰(例如，法兰134和146)被描绘为围绕它们从其横向延伸的主体连续延伸，但是在其他实施方案中，宽法兰可以替代地是围绕主体不连续延伸的间断法兰。在图16中描绘的另一实施方案中，例如，环形防喷器124和连接器126包括从其主体侧面向外延伸的互补紧固突耳156，而不具有围绕其主体连续延伸的法兰。突耳156包括用于接收紧固件(例如螺栓)的紧固孔158。突耳156可以以任何合适的方式沿主体的侧面间隔开。如图17所示，突耳156可以围绕从其延伸的主体的周边均匀地间隔开。与上述宽法兰一样，这些突耳156便于连接从其延伸的主体，而不使用管状颈部来在主体和另一个部件之间定位法兰。因此，一系列突耳156可以被认为是间断的、具有围绕主体的突耳156之间的凹陷部分的宽法兰160，如图18中总体所示。

诸如上述的那些宽法兰部件可以以任何合适的方式形成。在至少一些实施方案中，井口组件或隔水管(例如上述那些)的压力控制装置的主体各自形成有轴向延伸穿过主体的孔和用于接收便于在主体内进行压力控制的可移动部件的内腔。还提供了从主体的外部向外延伸的横向连接法兰，其使得压力控制装置能够通过主体旁边的紧固连接而联接(例如，作为井口组件或隔水管的一部分)。在一些情况下，部件可设置有多个横向连接法兰，例如在部件主体的相对端。在至少一个实施方案中，通过将主体锻造出法兰来提供从主体向外延伸的横向连接法兰。虽然上面描述了宽法兰部件的某些实例，但是应当理解，本技术也可以用于制造具有宽法兰的其他部件，例如宽法兰阀和油嘴。

防喷器、挠性接头、连接器和其他部件的上端和下端可以设置有凸面，以减小连接部件之间的接触面积。接触面积的减小允许法兰连接中的螺栓组装负荷集中在较小的区域上以增加配合面的接触压力，这有助于连接抵抗由于张拉力和弯矩引起的各种分离载荷而导致的泄漏。例如参考图19，防喷器主体42可包括凸面170。虽然在图19所示的堆栈的底部防喷器主体42的下端处示出了凸面170，但是顶部防喷器主体42也可在其下端包括凸面170。在一些实施方案中，防喷器主体42还可以或替代地在其上端包括凸面170。所描绘的凸面170包括用于接收密封环或垫圈的密封槽172。

如图19所示，除了单个密封凹槽172这一惟一例外之外，凸面170从孔44连续延伸到凸面170的外边缘。然而，在至少一些实施方案中，凸面包括凸面170中的至少一个附加凹部。对于通过法兰连接施加的给定螺栓组装负荷，该附加凹部进一步增加了凸面170上的接触压力。

这种附加凹陷的一个实例在图20和图21中被示为设置在凸面170中、密封槽172的外侧的凹槽174。在这两个图中，凹槽174被示为圆形凹槽，其与圆形密封槽172同心并且与凸面170的圆形外周边同心，并且将凸面170分隔成内部和外部接触表面。但是，在不同的实施方案中，密封槽172、凹槽174和凸面170的外周边可以设置为其他形状，并且不需要是相同的形状。例如，凸面170可具有椭圆形、矩形或不规则的外周边。类似地，凹槽174可以设置为椭圆形、矩形或不规则的凹槽。在其他情况下，凸面170可以包括多个凹槽174，这些凹槽本身可以是同心凹槽或具有一些其他形状。此外，一个或多个凹槽174可以设置为凸面170中的非连续凹槽(例如，半圆形狭槽或径向狭槽)或其他凹陷(例如孔窝)。在凹槽174设置为将凸面170分隔成内接触表面和外接触表面的凹槽的某些实施方案中，内接触表面和外接触表面可以是阶梯状的，使得内接触表面比外接触表面从主体42突出得更远。

在图22中，每个主体42显示为具有上下凸面170，并且主体42通过法兰50联接在一起，使得两个主体42的相邻凸面170(即，在上主体42的底部和下主体42的顶部)接触。密封环178定位在相邻凸面170的密封槽172中，以防止主体42之间从孔44泄漏。如图22所示，凸面170中的凹槽174减小了两个主体42的相邻凸面170之间的接触面积。

每个凹槽174可具有任何所需的宽度和深度。在某些实施方案中，例如，凹槽174的宽度(沿凸面170的接触表面测量)是密封槽172的宽度的至少两倍、三倍或四倍。同样地，在至少一些实施方案中，凹槽174的深度是密封槽172的深度的至少两倍、三倍或四倍。凹槽174的宽度(同样，沿着接触表面测量)也可以与孔44和凸面170的外周边之间的凸面170的宽度相比较。例如，凹槽174的宽度可以大于从孔44到凸面170的外周边的径向距离的三分之一或大于一半。凹槽174还可具有各种轮廓。在一些实施方案中，凹槽174设置为具有半六边形形状(类似于密封槽172的形状)、半椭圆形、矩形形状或三角形形状的凹槽，但是凹槽174在不同实施方案中仍可具有其他形状(包括不规则形状)。

可以通过从主体42的端部处的较低应力区域移除材料来形成凹槽174，这也减小了主体42的重量。另外，通过在法兰连接中对于给定的螺栓组装负荷使配合凸面170的接触压力增加，凹槽174增加了连接效率。这有利于使用相同的螺栓来承受更大的载荷(增加的容量)或更小的螺栓以提供原始的组装负荷。更进一步地，凹槽174有助于凸面170的外周边延伸更靠近法兰的外边缘，这可以减小主体42的端部中的应力水平以及螺栓组装负荷中的应力水平。尽管上面参照图20至图22示出并讨论了具有凹槽174的凸面170作为宽法兰闸板式防喷器的一部分，但是相同的技术可以应用于其他宽法兰部件或具有传统法兰连接的其他部件(例如，具有垂直孔API连接的部件)。

在许多情况下，螺母与螺栓或螺柱一起使用以构成法兰连接。其一个实例如图23所示，其中紧固件48(这里以螺母和螺栓的形式示出)用于通过宽法兰50连接主体42。在一些情况下，例如当法兰和配合表面(例如，配合法兰或柱表面)之间存在间隙时，法兰连接中的紧固件可能承受弯曲载荷。在图23所示的实施方案中，相邻凸面170的存在使得两个主体42的配合法兰50间隔开。当组装法兰连接时(例如，通过拧紧螺栓上的螺母)，法兰50可以朝向彼此弯曲，从而在螺栓上产生弯曲应力。这种弯曲应力也可能由外部载荷引起。

在一些实施方案中，通过使用便于法兰相对于紧固件旋转的成形元件，减少了法兰连接中的紧固件上的弯曲应力。举例来说，如图23中总体所示，法兰50包括成形插入件，以减小紧固件48上的弯曲应力。参考图24至图26可以更好地理解插入件的某些方面。

在图24中，插入件182和184示出为定位在法兰50中的紧固孔46的埋头孔186内，所述法兰50由间隙190分开。插入件182和184彼此抵靠，其中插入件182具有凹形支承表面，而插入件184具有凸形支承表面。在图26中的紧固件和插入件的分解图中更详细地示出了这些支承表面。如当前所描绘的，凹形插入件182和凸形插入件184的配合表面是球形的，但是在其他实施方案中，任一个或两个插入件可以替代地具有非球形支承表面(例如，定向为便于法兰相对于紧固件旋转的非球形、锥形表面)。虽然凹形插入件182当前被描绘为接触法兰50而凸形插入件184接触紧固件48，但是这些插入件可以以相反的顺序安装(即，插入件184接触法兰50而插入件182接触紧固件48)。

在以导致或增加法兰50的弯曲的方式加载螺栓连接(无论是组装、端部载荷或其他外部载荷)时，凹形插入件182随法兰50移动，这导致凹形插入件182沿着凸形插入件184滑动并绕其枢转。其一个实例如图25所示，其中螺栓连接比图24所示进一步偏转。为了便于说明并且更好地示出在法兰50弯曲时凹形插入件182围绕凸形插入件184的枢转，图25中的法兰50的弯曲程度被放大。凹形插入件182相对于凸形插入件184的这种相对运动允许法兰50相对于延伸穿过孔46的紧固件48(螺栓或螺柱)移动，并减小传递到紧固件的弯曲应力的大小。在至少一些实施方案中，凹形插入件182在一个或多个位置包括裂口194(图26)，以减小埋头孔186内的这些插入件上的环向应力。当前描述的插入件可用于减小各种宽法兰体(例如上述那些)的螺栓连接中的弯曲应力。但是，插入件可以类似地用于其他法兰连接，包括传统的法兰连接，以完全根据本技术减小弯曲应力。

另外，虽然上面描述了某些实施方案具有沿着各种部件的主体的侧面横向延伸的外部连接法兰(例如，法兰50、134和146)，并且使用螺栓和螺母形式的紧固件48通过这些横向法兰来彼此连接或与其他部件连接，但是也考虑其他连接结构。例如，可以使用夹具(例如C形夹具)而不是螺栓和螺母来将法兰连接在一起。在其他实施方案中，闩锁、U形夹组件、键或螺纹锁紧环连接可用于连接相邻部件，具有或不具有法兰。在又一个实施方案中，可堆栈的防喷器主体或其他部件可具有榫舌和凹槽结构，以便于将防喷器或其他部件对准和联接在一起。

虽然本公开的各方面可以容许各种修改和替代形式，但是在附图中通过示例的方式示出了特定实施方案，并且已经在本文中对其进行了详细描述。但应当理解，本发明并不限于所公开的特定形式。相反，本发明将覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。