DE1263648B - Gasliftventil - Google Patents

Gasliftventil

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DE1263648B
DE1263648B DEM66894A DEM0066894A DE1263648B DE 1263648 B DE1263648 B DE 1263648B DE M66894 A DEM66894 A DE M66894A DE M0066894 A DEM0066894 A DE M0066894A DE 1263648 B DE1263648 B DE 1263648B
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Germany
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valve
pressure
gas lift
gas
bellows
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DEM66894A
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Bolling A Abercrombie
Everett D Mcmurry
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MCMURRY OIL TOOL SPECIALTIES Inc
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MCMURRY OIL TOOL SPECIALTIES Inc
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    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • E21B43/121Lifting well fluids
    • E21B43/122Gas lift
    • E21B43/123Gas lift valves
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
E21b
Deutsche KL: 5 a-43/12
Nummer: 1263 648
Aktenzeichen: M 66894 VI a/5 a
Anmeldetag: 8. Oktober 1965
Auslegetag: 21. März 1968
Die Erfindung betrifft ein Gasliftventil, welches in einem Steigrohrstrang angebracht werden kann, der sich in ein Bohrloch erstreckt, und dessen Ventilmechanismus ein einen Teil des Rohrstrangs bildendes Ventilgehäuse aufweist, welches annähernd konzentrisch in dem Rohrstrang eingesetzt ist.
Derartige Ventile werden bei sogenannten »Gaslift-Verfahren« verwendet, worunter allgemein das Einblasen von Druckgas in die Steigleitung einer Erdölsonde zur Erleichterung der Förderung verstanden wird. Dieses Verfahren wird angewendet, wenn der Druck in der Lagerstätte nicht ausreicht, um das Öl zur Oberfläche zu drücken, und es wird dadurch eine teuere Pumpanlage überflüssig gemacht.
Eine bekannte Anordnung (USA.-Patentschrift 2 920 764) löst die Schwierigkeit, eine große Ventilkapazität zu erhalten, ohne daß exzentrische Ventilanordnungen entstehen und keine größeren Vorsprünge oder Hindernisse weder innerhalb noch außerhalb des Rohres vorhanden sind, dadurch, daß ein metallischer Ventilsitz rings um den gesamten Umfang des Rohres verläuft.
Der stark überbemessene metallische Ventilsitz versagt jedoch teilweise, da so außerordentlich große Ventilsitze und damit zusammenarbeitende Ventilverschlüsse nicht mit vernünftigen Kosten auf ausreichend enge Toleranzen bearbeitet werden können, damit sie richtig abdichten.
Außerdem sind bei der bekannten Anordnung zusätzliche O-Ringe erforderlich, die am beweglichen Ventilelement anliegen, wodurch sie der Abnutzung unterliegen, so daß sich dadurch Wartungsschwierigkeiten und kurze Wartungsabstände ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventileinrichtung zu schaffen, welche die Vorteile eines zuverlässigen »Kugel-Sitz«-Ventils ohne größere Exzentrizitäten oder Hindernisse sowohl innerhalb als auch außerhalb des Rohres erzielt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine auf Druck ansprechende Einrichtung auf einer Seite des Ventilgehäuses angeordnet ist und ein Abschnitt dieser Einrichtung in Abhängigkeit von Druckänderungen beweglich ist, um den Ventilkörper auf den Ventilsitz zu drücken, wobei die Bewegung des genannten Abschnitts durch eine im Ventilgehäuse angeordnete Betätigungsemrichtung übertragen wird, die senkrecht zur Rohrstrangachse beweglich ist.
Bei den meisten Gaslift-Installationen ist es erwünscht, nicht nur ein Gasliftventil zur Steuerung der Gaszuleitung in die Steigrohrleitung, sondern auch ein Sperrventil zur Verhinderung einer Strö-Gasliftventil
Anmelder:
McMurry Oil Tool Specialties, Inc.,
Houston, Tex. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. W. Abitz und Dr. D. Morf,
Patentanwälte,
8000 München 27, Pienzenauer Str. 28
Als Erfinder benannt:
Boiling A. Abercrombie,
Everett D. McMurry, Houston, Tex. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Oktober 1964 (402 831)
mung in der entgegengesetzten Richtung vorzusehen, wenn sich die normalen Druckunterschiede umkehren.
Zu weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind das Steuerventil und das Sperrventil in einer einzigen, aus Ventilkörper und Ventilsitz bestehenden Anordnung verbunden.
An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine teilweise geschnittene, schematische Seitenansicht eines Bohrloches, welches einen Steigrohrstrang mit darin angeordneten erfindungsgemäßen Gasliftventilen enthält,
F i g. 2 einen schematischen vertikalen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gasliftventil,
F i g. 3 eine Vergrößerung eines Teiles der F i g. 2, in welcher der Ventilsitz und der Ventilkörper in größerer Ausführlichkeit dargestellt sind,
F i g. 4 einen schematischen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 2, wobei das in F i g. 2 dargestellte Ventil in geöffneter Stellung dargestellt ist,
F i g. 5 ebenfalls einen schematischen Schnitt längs der Linie4-4 in Fig. 2, in welchem dieses Ventil in der geschlossenen Stellung dargestellt ist,
F i g. 6 einen schematischen vertikalen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfin-
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dung, bei welchem zwei Ventile zu einer einzigen Öffnungen 25 in einem die Betätigungseinrichtung Druckvolumenkammer zusammengefaßt sind, bildenden Druckring 24 strömen.
Fig. 7 einen schematischen vertikalen Teilschnitt, Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 bis 5 entin welchem eine andere Ausfülirungsform des erfin- spricht der Durchmesser des Ventilkörpers 17 dem dungsgemäßen Ventils dargestellt ist, und 5 Innendurchmesser der Wandungen des Ventilsitz-
Fig. 8 ebenfalls einen schematischen vertikalen organs 13, um eine Einschnürung zu bilden, welche Teilschnitt, in dem noch eine weitere Ausführungs- die Gasströmung um den Ventilkörper 17 einschnürt, form des erfindungsgemäßen Ventils dargestellt ist. auch wenn dieser vom Ventilsitz 14 abgehoben ist, Gemäß F i g. 1 ist ein Bohrloch 2 mit einem Ge- und einen größeren Druckabfall an dieser Stelle zu häuse 10 über einen Teil oder seine gesamte Tiefe i0 erzeugen. Die Austrittslöcher 23 bilden eine stärkere ausgekleidet. Im Bohrloch 2 sind Rohrabschnitte 3 Einschnürung als die Einlaßlöcher 16 oder der Venvorgesehen, die eine Steigleitung 4 bilden, welche tilsitz, wenn das Ventil geöffnet ist. sich von der Lagerstätte 1 bis m ein Abführungs- Die sphärische Seite des Ventilkörpers 17 bleibt
rohr 5 an der Erdoberfläche erstreckt. Dabei können dem Gasdruck des Ringraumes ausgesetzt, auch wenn Packungen 7 zum Isolieren des Ringraumes 6 zwi- 15 das Ventil geöffnet ist, und die flache Seite des Venschen Gehäuse 10 und dem Rohrabschnitt 3 gegen tilkörpers 17 ist über im Druckring angeordneten die Lagerstätte 1 vorgesehen sein. Öffnungen 25 dem Rohrdruck ausgesetzt.
Gas wird unter Druck über ein Rohr 9 an der Wenn der Ventilkörper 17 sich in seiner geschlos-
Erdoberfläche zum Ringraum 6 zugeführt, um das senen Stellung befindet, ist der Bereich 14' (Fig. 3) zu gewinnende Öl auszustoßen. 20 des Ventilkörpers 17 (der Bereich 14' entspricht
Die Gasliftventile 8, 8' sind vorzugsweise in Ab- dem Bereich des Ventilsitzes 14) dem Gasdruck im ständen längs des Steigrohrstrangs zur Leitung von Ringraum 6 ausgesetzt. Wenn sich jedoch der Ventil-Gas vom Ringraum 6 in den Steigrohrstrang 4 vorge- körper in der geöffneten Stellung befindet, ist der sehen. Die Ventile weisen ein Gehäuse auf, das einen Teil 17' des Ventilkörpers dem Gasdruck im Ring-Teil des Steigrohrstrangs darstellt, so daß sie nicht 25 raum 6 ausgesetzt.
wesentlich in den Ringraum 6 oder in die Steiglei- Dies führt zu der oft sehr erwünschten »verbreiter-
tung 4 vorstehen oder diese behindern. ten« Charakteristik des dargestellten Ventils, welche
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Ventils 8 vielen anderen bekannten Ventilen naturgemäß fehlt, ist im vergrößerten Schnitt in F i g. 2 dargestellt, wo- Eine normale Ventilöffnung tritt ein, wenn der
bei das rohrförmige Ventilgehäuse 11 an beiden 30 Druck im Ringraum höher ist als der Druck im Enden mit anliegenden Rohrstrangabschnitten be- Rohr. Wenn sich daher das Ventil einmal zu öffnen festigt ist. Das übergreifende Ende des Ventilgehäu- beginnt, beginnt der höhere Druck im Ringraum ses ist an seinem oberen Ende dargestellt, wobei das plötzlich über eine größere Ventilfläche zu wirken Steckende in einer als Kupplung dienenden Hülse 12 als unmittelbar vor der Öffnung und vergrößert daher befestigt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform 35 die Öffnungskraft unmittelbar nach dem Beginn der des erfindungsgemäßen Ventils ist der Außendurch- Öffnung. Daher ist ein beträchtlich höherer Druck messer des Ventilgehäuses 11 etwa der gleiche wie im Ringraum nötig, um das Ventil zu öffnen, als um der Außendurchmesser der Rohrkupplung 12. dasselbe offenzuhalten.
Das Gehäuse nimmt ein Ventilsitzorgan 13 auf, Wenn es bei einer bestimmten Anlage gewünscht
welches einen eine Ventilöffnung 15 begrenzenden 40 wird, ein Ventil ohne wesentliche Verbreiterung vorVentilsitz 14 enthält, einen Ventilkörper 17, welcher zusehen, läßt sich dies leicht einrichten, indem eine an einer Betätigungseinrichtung 24 anliegt, die mit- Ventilsitzfläche 14' vorgesehen wird, welche im wetels eines Faltenbalgs oder einer Membran 18 bewegt sentlichen so groß ist wie die Fläche 17'. wird. Die Betätigungseinrichtung zur Übertragung von
Das Ventil ist in seiner voll geöffneten Stellung in 45 Schubkraft und Bewegung zwischen dem Ventilkör-Fig. 4, in seiner geschlossenen Stellung in Fig. 5 per 17 und einem beweglichen Abschnitt 19 einer und in vergrößerter Teildarstellung von Ventil und nachfolgend erläuterten, auf Druck ansprechenden Ventilsitz in Fig. 3 dargestellt. Einrichtung weist ein Gelenk auf. Bei dem Ausfüh-
Das Ventilsitzorgan liegt zweckmäßig in der Wan- rungsbeispiel der F i g. 2 bis 6 besitzt diese Betätidung des Ventilgehäuses 11. Die Ventilöffnung 15 50 gungseinrichtung die Form eines Druckringes 24, stellt über Öffnungen 16 eine Verbindung zwischen welcher gemäß den F i g. 4 und 5 mit dem Abschnitt der Steigleitung 4 und der Gaseinblasleitung 6 her. 19 und der radial inneren Seite des Ventilkörpers 17 In · den Seitenwänden des Ventilsitzorgans 13 ist zum Anschlag kommt.
eine Reihe von kleinen Öffnungen 23 vorgesehen, Der Druckring 24 ist vorzugsweise im wesentlichen
aus welchen bei Öffnung des Ventils (Fig. 4) Gas in 55 konzentrisch mit dem Rohrstrang angeordnet und ist den unmittelbar innerhalb der Wandung des Ge- gerade so viel weiter als der Innendurchmesser des häuses 11 gelegenen Bereich 26 austreten kann. Rohrstrangs, daß er denselben auch an den äußersten
Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, arbeitet mit Stellen der Bewegung des Ringes24 geöffnet und dem Ventilsitz 14 ein frei schwimmender Ventil- unbehindert läßt. Der Drackring 24 ist auch so viel körper 17 zusammen, dessen Form etwa einer Halb- 60 schmaler als der Innendurchmesser des Gehäuses 11, kugel entspricht. Die Bewegungen des Ventilkörpers um ein Spiel oder einen Zwischenraum 26 zwischen zum Öffnen und Schließen des Ventils verlaufen in sich und dem Gehäuse 11 zu belassen, in welchem der allgemeinen Gasströmungsrichtung und nicht sich der Ring bewegen kann, um seine Funktion quer zur Gasströmung wie bei Hülsen- oder Schie- auszuüben, berventilen. 65 Der Druckring 24 liegt am beweglichen Ende 19
Ist der Ventilkörper vom Ventilsitz 14 abgehoben, des Faltenbalgs 18 an. Daher werden auf den Druckso kann Gas rings um seinen Umfang durch die ring 24 durch den auf den Ventilkörper 17 ausge-Öffnungen 23 im Ventilsitzorgan 13 und durch die übten Druck Kräfte auf den Faltenbalg übertragen,
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und in gleicher Weise werden vom Faltenbalg stam- Unterdrucksetzen von Kraftfahrzeug- und Fahrradmende Kräfte durch den Daruckring 24 auf den Ven- reifen allgemein verwendet wird.
tilkörper 17 übertragen. Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbei-
Zweckmäßigerweise können die Öffnungen 25 im spiel ist der Faltenbalg 18 mit einem feststehenden Druckring 24 unmittelbar hinter und neben dem 5 Ende 20 im Ventilgehäuse 11 befestigt, und ein Ab-Ventilkörper 17 vorgesehen werden, um dadurch ein schnitt 19 erstreckt sich von dort nach innen, wel-Arbeiten des Rückdruckes hinter dem Ventilkörper eher sich senkrecht zur Achse des Rohrstrangs be-17 zu ermöglichen und, wenn der Rückdruck im wegt.
Rohr den Druck im Ringraum übersteigt, zu ermög- Diese Anordnung ergibt die Lösung für eine der
liehen, daß der Ventilkörper 17 wirksam als Sperr- io baulichen Schwierigkeiten, welche bisher eine wirtventil arbeitet. Bei anderen Ausführungsformen kann schaftliche Verwendung von aus Kugel und Ventildas Gelenk am Ventilkörper 17 befestigt werden. Der sitz bestehenden Verschlüssen in Ventilen mit einem wesentliche Punkt ist hierbei jedoch folgender: Bei der Kupplungsabmessung entsprechenden Außendem bevorzugten, in den Fig. 2 bis 6 dargestellten durchmesser verhinderte, nämlich die erforderlichen Ausführungsbeispiel schließt der Ventilkörper 17 15 größeren Abmessungen des Ventils bei der Öffnungsentgegen der Richtung der normalen Gasströmung, bewegung, was einen verhältnismäßig langen Falten- und er ist entweder allein oder in Verbindung mit balg erfordert.
zugehörigen Teilen, wie dem Druckring 24, in der Das bevorzugte erfindungsgemäße Ventil ist daher
Lage, eine Bewegung als Sperrventil auszuführen, um absichtlich für eine kleine Öffnungsbewegung beeine Rückströmung auszuschließen. 20 stimmt. Das große Gasvolumen wird bei kleiner Be-
Zum Schließen des Ventils kann die Kraft einer wegung entweder durch Verwendung eines verhält-Feder, eines Faltenbalgs, einer Membran oder eines nismäßig größeren Ventildurchmessers ermöglicht Kolbens dienen, welcher zwei verschiedenen Drücken oder gemäß F i g. 6 durch Verwendung mehrerer ausgesetzt ist. Bei dem in den F i g. 2 bis 6 darge- Ventile oder durch beides zusammen, ohne daß über stellten Ausführungsbeispiel wird ein Faltenbalg 18 25 den Kupplungsdurchmesser nach außen stehende verwendet. Vorsprünge vorhanden sind.
Die Verlagerung der auf Druck ansprechenden Bei einer bevorzugten Ausführungsform, welche in
Einrichtung 18 weg von dem Ventilkörper 17 längs F i g. 6 dargestellt ist, sind mehrere Ventile mit einer der Oberfläche des Ventilgehäuses ist ein äußerst einzigen Druckvolumenkammer 22 vorgesehen, zweckmäßiges Merkmal zur Erzielung guter konzen- 30 welche zwei oder mehrere durch Faltenbalg betätigte irischer Ventile mit kleinem Außendurchmesser. Ventile in dem gleichen Ventilgehäuse 11 mitein-
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbei- ander verbindet. Diese Anordnung wird infolge der spiel ist diese Verlagerung in axialer Richtung ent- Sicherheit einer gleichzeitigen Betätigung der Ventile lang der Längserstreckung des Gehäuses 11 vorge- zur Erzielung der gewünschten Mengen an Gasströnommen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 35 mimg bevorzugt. Es kann jedoch ein getrenntes bis 7 ist sie in Umfangsrichtung um das Gehäuse 11 Drucksystem für jedes Faltenbalgbetätigungsventil vorgenommen. Es werden zwar besondere Vorteile verwendet werden.
bei einer um 180° gegeneinander versetzten Anord- Faltenbälge mit einer wirksamen Querschnitts-
nung der auf Druck ansprechenden Einrichtung und fläche von etwa 6,45 cm waren bisher üblich, wobei des Ventilkörpers gesehen, wie in den Fig. 4 und 5 40 die Ventilöffnung 20% der Faltenbalgfläche betrug. gezeigt, es können jedoch auch andere Anordnungen Beim Schließen eines derartigen Ventils spricht es angewendet werden, insbesondere wenn ein Gelenk zu 20 % auf den Rohrdruck und zu 80% auf den mit einem Hebelarm gewählt wird. Druck im Ringraum an, wodurch bestimmt wird,
Vorzugsweise ist die auf Druck ansprechende Ein- wann es sich öffnet.
richtung eine Membran, ein Kolben oder ein Falten- 45 Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfinbalg, welcher bzw. welche auf einer Seite mit einem dung wird die Ventilkörperabmessung 14' für ein vorgegebenen Gasdruck vorbelastet ist. Jede solche vergleichbares Arbeiten zu 90% der Faltenbalgab-Einrichtung sucht ihren Widerstand gegen das Zu- messung gewählt und setzt daher, wie oben, 80% sammendrücken zu erhöhen. des Faltenbalgs der Einwirkung des Ringraumes aus
Daher ist gemäß dem bevorzugten Ausführungs- 50 und läßt 20 % der Einwirkung des Rohres ausgesetzt, beispiel der Erfindung innerhalb der Wandung des Aber die Ventilmündung wird dadurch viermal wei-Ventilgehäuses 11 eine Druckvolumenkammer 22 ter gemacht als bei dem bisher üblichen Ventil und vorgesehen, welche durch eine Leitung 21 mit der ergibt daher ein Ventil, welches in angemessener druckbelasteten Seite des Faltenbalgs 18 in Verbin- Weise für das gleiche Gasvolumen wie vorher mit dung steht. Diese Kammer 22 kann sich rings um das 55 einer Öffnungsbewegung in der Größenordnung von Gehäuse 11 oder teilweise um dasselbe erstrecken, ein Viertel der bisherigen Bewegung und einem FaItwie durch gestrichelte Linien 22' angedeutet ist. belag in der Größenordnung von ein Viertel der bis-
Im Gegensatz zu bekannten Anlagen ist die herigen Länge geöffnet werden kann.
Druckvolumenkammer nicht in Flucht mit der Be- Es wurden zwar bereits metallische Membranven-
wegung des beweglichen Abschnitts der auf Druck 60 tile vorgeschlagen, sie haben jedoch bisher für Gasansprechenden Einrichtung angeordnet, sondern seit- liftventile keine wirtschaftliche Bedeutung erlangt, lieh der auf Druck ansprechenden Einrichtung und da unter anderem die erforderliche Bewegung die in einer Lage senkrecht zur Bewegungsachse. Bewegungsgrenzen überstieg, innerhalb deren eine
Die Druckvolumenkammer ist durch eine nicht Membran mit innerhalb eines Rohrstrangs verwendgezeigte geeignete öffnung vorbelastet, welche vor- 65 barer Größe in zuverlässiger Weise arbeiten kann, zugsweise ein nicht gezeigtes federbelastetes Sperr- Beim Schließen spricht das Ventil bei dem oben
ventil enthält, das sich von dem Sperrventil nicht gewählten bekannten Ventil im wesentlichen zu sehr unterscheidet, welches in den Öffnungen zum 100% auf den Druck im Ringraum an. In gleicher
Weise kann erfindungsgemäß das Schließen des Ventils im wesentlichen zu 100% abhängig vom Druck im Ringraum gebracht werden, indem die Fläche 17' genau gleich der wirksamen Arbeitsquerschnittsfläche des Faltenbalgs 18 gewählt wird. Nahezu jeder andere gewünschte Prozentsatz der Ansprechabhängigkeit vom Druck im Ringraum kann durch geeignete Bemessung der Fläche 17' in bezug auf die wirksame Faltenbalgfläche erzielt werden.
Arbeitsweise
Der Faltenbalg 18 eines erfindungsgemäßen Ventils 27 wird mit einem gewünschten Druck belastet, und das Ventil wird in das Steigrohr 3 eingesetzt. Unter Druck stehendes Gas wird in den Ringraum 6 zwischen dem Steigrohr und dem Gehäuse 10 aus einem Gasverdichter unter gewünschtem Druck eingeleitet. Dieser Druck wirkt auf den Ventilkörper 17 über die Fläche 14' des Ventilsitzes und drückt das Ventil in die Öffnungsstellung, während der Faltenbalgdruck in der entgegengesetzten Richtung über die Fläche des Faltenbalgs wirkt. Dieser durch den Faltenbalg ausgeübte Druck wird auf den Druckring 24 als senkrecht zur Achse des Rohres gerichtete Kraft übertragen. Der Druckring 24 überträgt seinerseits die Kraft auf den Ventilkörper 17 und drückt ihn in Schließstellung.
Im Steigrohr aufsteigendes Öl übt ebenfalls einen bestimmten Druck auf den VentilÜörper und auf den Faltenbalg aus, welcher natürlich von der Höhe der Ölsäule abhängt. Der Druck des Öls im Steigrohr kann in zwei Anteile zerlegt werden: einen ersten Anteil, welcher gegen den Ventilkörper wirkt und das Ventil in Schließstellung drückt, und einen zweiten Anteil, welcher auf den Faltenbalg wirkt und das Ventil in Öffnungsstellung drückt. Infolgedessen wirkt der Steigrohrdruck daher nur über eine Fläche, welche den Unterschied zwischen der Fläche des Faltenbalgs und der Fläche des Ventilsitzes darstellt.
Es sei angenommen, daß die Fläche des Faltenbalgs 6,45 cm2, der Faltenbalgdruck 42 at, die Fläche des Ventilsitzes 5,16 cm2 und die Fläche 17' des Ventilkörpers 5,81 cm2 beträgt. Wenn der Steigrohrdruck 21 at beträgt, muß der Druck im Ringraum auf 47,5 at angehoben werden, bevor sich das Ventil öffnet. Wenn der Steigrohrdruck 35 at beträgt, ist ein Ringraumdruck von 44 at zur Öffnung des Ventils erforderlich. Bei einem Steigrohrdruck von 7 at ist ein Ringraumdruck von 51 at erforderlich.
Wenn das Ventil geöffnet ist, wirkt jedoch der Ringraumdruck im angegebenen Beispiel auf eine Fläche von 5,81 cm2 und nicht auf eine Fläche von 5,16 cm2. Bleibt daher der Rohrdruck 21 at, so muß der Gehäusedruck auf 44,5 at abfallen, bevor sich das Ventil schließt. Wenn der Steigrohrdruck 35 at beträgt, muß der Gehäusedruck auf 43 at abfallen, und bei einem Steigrohrdruck von 7 at muß der Ringraumdruck auf etwa 46 at abfallen. Daher ist eine Verbreiterung zwischen dem Öffnungs- und Schließdruck vorhanden, welche die Notwendigkeit eines Oberflächenunterbrechers beseitigt und ein wirksames Arbeiten hervorruft, indem weder zuwenig noch zuviel Gas zum Fördern des Öls in das Steigrohr eingeleitet wird.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem konzentrischen Ventil ist in Fig. 7 dargestellt, wobei der Ventilsitz 27 radial nach außen weist und der Ventilkörper28 nach innen aufliegt. Das Gas strömt hier nach oben gegen das Sperrventil 29, um dasselbe in die gestrichelt dargestellte Stellung 29' zu drücken,
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die auf Druck so daß das Gas sodann durch die Öffnung 30 in das Rohr eintreten kann.
ansprechende Einrichtung als biegsame Membran 31 dargestellt, welche durch Druckgas auf ihrer Innenseite in der Druckvolumenkammer 32 belastet ist, die durch einen Stöpsel 33 mit Druck versorgt werden kann. Die Betätigungseinrichtung zwischen der Membran 31 und dem Ventil 28 besitzt die Form eines äußeren Ringes 33.
Bei dem in F i g. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine auf Druck ansprechende Einrichtung 40 in Form einer biegsamen Membran durch den Druck in der Kammer 41 belastet, welche durch einen herausziehbaren Stöpsel 42 geladen werden kann. Bei diesem Beispiel ist die Betätigungseinrichtung als Hebelarm 43 ausgebildet, welcher bei 44 schwenkbar angelenkt ist und den Ventilkörper 45 trägt, der zum Aufsitzen auf dem Ventilsitz 46 bestimmt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein getrenntes Sperrventil 47 auf der Vorderfläche des Ventilkörpers 45 angeordnet.
Es kann auch ein gekrümmter Hebelarm, welcher sich teilweise um den Umfang des Rohres erstreckt, verwendet werden, um die auf Druck ansprechende Einrichtung und den Ventilkörper zu verbinden, welche etwa 30 bis 180° gegeneinander versetzt sind. Eine derartige Anordnung arbeitet gerade so wie der gerade Arm, wenn der Ventilkörper in axialer Richtung von der auf Druck ansprechenden Einrichtung entfernt ist.
Der Betrieb des Gasliftventils kann sowohl mit unterbrochener Gasströmung als auch mit kontinuierlicher Strömung erfolgen. Desgleichen könnten statt konzentrisch aufgebauter Ventile auch exzentrisch wirkende Ventile verwendet werden.

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Gash'ftventil, welches in einem Steigrohrstrang angebracht werden kann und dessen Ventilmechanismus ein einen Teil des Rohrstrangs bildendes Ventilgehäuse aufweist, welches annähernd konzentrisch in dem Rohrstrang eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf Druck ansprechende Einrichtung (18; 40) auf einer Seite des Ventilgehäuses (11) angeordnet ist und ein Abschnitt (19) dieser Einrichtung in Abhängigkeit von Druckänderungen beweglich ist, um den Ventilkörper (17) auf den Ventilsitz zu drücken, wobei die Bewegung des genannten Abschnitts durch eine im Ventilgehäuse angeordnete Betätigungseinrichtung (24) übertragen wird, die senkrecht zur Rohrstrangachse beweglich ist.
2. Gasliftventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechende Einrichtung einen vorbelasteten metallischen Faltenbalg (13) oder eine Membran (4) aufweist.
3. Gasliftventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung aus einem Druckring (24) besteht, der zwischen dem Ventilkörper (17) und dem Faltenbalg (18) liegt.
4. Gasliftventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung ein Hebelarm (43) ist.
5. Gasliftventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung ein Gelenk zur Übertragung von Druckkräften aufweist.
6. Gasliftventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckvolumenkammer längs der Ventilgehäusewand angeordnet und in Strömungsverbindung mit der auf Druck ansprechenden Einrichtung steht.
7. Gasliftventil mit mindestens zwei Ventilanordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche in einem einzigen Ventilgehäuse angeordnet sind, das Teil des Steigrohrstrangs und im
wesentlichen mit diesem konzentrisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechenden Einrichtungen der beiden Ventilanordnungen mit einer einzigen Druckvolumenkammer verbunden sind.
8. Gasliftventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckvolumenkammer zwischen den beiden Ventilanordnungen liegt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 920 764;
Composite Catalog, 1962/1963, S. 3855.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 519/77 3.68 © Bundesdruckerei Berlin
DEM66894A 1964-10-09 1965-10-08 Gasliftventil Pending DE1263648B (de)

Applications Claiming Priority (1)

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US402831A US3342202A (en) 1964-10-09 1964-10-09 Concentric gas lift valves

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DEM66894A Pending DE1263648B (de) 1964-10-09 1965-10-08 Gasliftventil

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US (1) US3342202A (de)
DE (1) DE1263648B (de)
GB (1) GB1103922A (de)
NL (1) NL6513161A (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5469878A (en) * 1993-09-03 1995-11-28 Camco International Inc. Coiled tubing concentric gas lift valve assembly
US5411085A (en) * 1993-11-01 1995-05-02 Camco International Inc. Spoolable coiled tubing completion system
US6070670A (en) * 1997-05-01 2000-06-06 Weatherford/Lamb, Inc. Movement control system for wellbore apparatus and method of controlling a wellbore tool
WO2011067372A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Welltec A/S Downhole artificial lifting system
EP2339112A1 (de) * 2009-12-23 2011-06-29 Welltec A/S Zuflusssteuerung in einer Förderrohrtour
DE112020003369T5 (de) * 2019-07-13 2022-03-24 Padmini Vna Mechatronics Ltd. Verbesserte gummigedichtete kolbenbaugruppe

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2920764A (en) * 1958-07-02 1960-01-12 Sun Oil Co Means for reducing liquid level in well tubing

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE24015E (en) * 1955-05-31 walton
US2904058A (en) * 1956-04-09 1959-09-15 Otis Eng Co Control valve for pipe strings
US2806429A (en) * 1956-06-04 1957-09-17 Exxon Research Engineering Co Dual string production device
US3183922A (en) * 1964-08-18 1965-05-18 Merla Tool Corp Gas lift valve

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2920764A (en) * 1958-07-02 1960-01-12 Sun Oil Co Means for reducing liquid level in well tubing

Also Published As

Publication number Publication date
NL6513161A (de) 1966-04-12
US3342202A (en) 1967-09-19
GB1103922A (en) 1968-02-21

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