DE1917069B

DE1917069B - Control unit for valves to cover the fluid flow, especially in jumping probes

Info

Publication number: DE1917069B
Authority: DE
Inventors: Nikolaj N.; Pinkenson Daniil B.; Potechin Lew F.; Wolgograd Baboschkin (Sowjetunion)
Original assignee: Wolgogradskij nautschno-issledowatelskij Institut neftjanoj i gasowoj promyschlenosti, Wolgograd (Sowjetunion)

Description

5°5 °

Die Erfindung bezieht sich auf Steuerwerke für Ventile mit einem Gehäuse mit Ventilsitz und einem im Gehäuse längsverschieblichen Teil mit Ventilkegel zum Überdecken des Fluidstroms, insbesondere in Springsonden; solche Ventile werden beispielsweise in Erdöl- und Gasbohrungen zum überdecken ihres filtrierenden Teils eingesetzt. The invention relates to control units for valves with a housing with a valve seat and a longitudinally displaceable part with a valve cone for covering the fluid flow, in particular in jumping probes; Such valves are used, for example, in oil and gas wells to cover their filtering part.

Es ist ein Steuerwerk für ein Ventil angegebener Zweckbestimmung bekannt, das aus mit dem Ventilabsperrteil verbundenem Kopf besteht. Zum Schließen des Ventils wird an einem Draht ein Greifer in die Bohrung herabgelassen, der den Ventilkopf er· faßt. Dann wird bei in Betrieb befindlicher Bohrung der Draht hochgezogen, Hierbei setzt sich der Ventilabsperrteil auf den Ventilsitz und tiberdeckt die Ventilsitzbohrung, wodurch das Bohrloch abgeschaltet wird. Bei weiterem Anziehen des Drahtes wird die Verbindung zwischen Kopf und Greifer gelöst. A control unit for a valve of the specified purpose is known, which consists of a head connected to the valve shut-off part. To close the valve, a gripper is lowered into the bore on a wire, which gripper grasps the valve head. Then the wire is pulled up while the bore is in operation . Here the valve shut-off part sits on the valve seat and covers the valve seat bore, whereby the bore is shut off. If the wire is tightened further, the connection between the head and the gripper is released.

Zum Steuern eines solchen Ventils sind jedoch eine Winde mit Antrieb und Mittel zu deren Beförderung sowie eine Schmiereinrichtung mit Rolle zur Führung des Drahts in der Bohrung erforderlich. Außerdem sind zum Schließen des Ventils viel Zeit und zusätzliches Bedienungspersonal nötig. Ventile mit derartiger Steuerung sind nicht für Bohrungen mit hohem Schichtdruck geeignet, da die Kräfte, welche den Draht durch die Stopfbuchse herausschieben, bedeutend größer sind als das Gewicht des herabgelassenen Greifers.To control such a valve, however, a winch with a drive and means for transporting it and a lubricating device with a roller for guiding the wire in the bore are required. In addition, it takes a lot of time and additional operators to close the valve. Valves with such a control are not suitable for bores with high layer pressure, since the forces which push the wire out through the stuffing box are significantly greater than the weight of the lowered gripper.

Es sind auch Ventile bekannt, die mittels erhöhtem Fluiddurchstrom (Produktdurchstrom) durch die Rohre gesteuert werden. Der Absperrteil eines solchen Ventils wird durch eine Feder vom Ventilsatz weggedrückt. Bei erhöhtem Fluiddurchstrom wird jedoch der Federwiderstand überwunden und der Absperrteil an den Ventilsitz gepreßt, wobei die Ventilbohrung überdeckt wird. Das Steuerwerk eines solchen Ventils kann auch nur in beschränktem Umfange eingesetzt werden, da es folgende Nachteile besitzt: es erschwert das Regeln der Produktenentnahme aus der Bohrung, es ist bei Ausfall des Schichtdrucks nicht betriebsfähig und kann nicht bei einer großen Gruppe von Bohrungen mit schwachen, wenig festen Kollektoren verwandt werden.There are also known valves that by means of increased fluid flow (product flow) through the Pipes are controlled. The shut-off part of such a valve is held by a spring from the valve assembly pushed away. With increased fluid flow, however, the spring resistance is overcome and the shut-off part pressed against the valve seat, whereby the valve bore is covered. The control unit of such a The valve can only be used to a limited extent, as it has the following disadvantages: it makes it more difficult to regulate the removal of the product from the borehole Layer pressure inoperable and cannot be used on a large group of wells with weak, few fixed collectors are used.

Es ist das Ziel der Erfindung, die aufgezählten Nachteile zu beseitigen.It is the aim of the invention to eliminate the disadvantages listed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuerwerk für ein Ventil zum Überdecken des Fluidstroms, vorzugsweise in Sprin<;sonden, zu schaffen, das in Bohrungen mit praktisch beliebigem Sthichtdruck betriebsfähig ist und das im weiten Regelbereich die Durchführung der bei der Fluidcntnahme erforderlichen Arbeiten ohne zusätzliche Ausrüstung und ohne zusätzliches Bedienungspersonal sicherstellt. The invention is based on the object of providing a control unit for a valve for covering the fluid flow, preferably in Sprin <; probes, to create that in boreholes with practically any face pressure is operational and that in the wide control range the implementation of the fluid withdrawal required work without additional equipment and without additional operating personnel.

Diese Aufgabe wird durch Schaffung eines Steuerwerks für ein Ventil zum Überdecken des Fluidstroms, insbesondere in Springsonden, gelöst. Erfindungsgemäß besitzt bei diesem Steuerwerk der verschieb- und drehbare Teil oder das ortsfeste Ventilgehäuse eine zweiwandige Führung mit geschlossener zickzackförmiger Bahnkurve für mindestens einen Zapfen, der am ortsfesten Ventilgehäuse bzw. am verschieb- und drehbaren Teil befestigt ist, wobei die Bahnkurvenzickzackformen unterschiedliche Abmessungen in Richtung der Ventilachse besitzen und an den Bahnkurvenzickzackspitzen die Führung so ausgeführt ist. daß der an der Spitze der zickzackförmigen Bahnkurve befindliche Zapfen bei Längsverschiebung des verschieb- und drehbaren Teils nur aus dem einen Teil in den folgenden der Bahnkurve ver* schieblich ist. This object is achieved by creating a control unit for a valve for covering the fluid flow, in particular in jumping probes. According to the invention, in this control unit, the displaceable and rotatable part or the stationary valve housing has a two-walled guide with a closed zigzag-shaped trajectory for at least one pin which is attached to the stationary valve housing or the displaceable and rotatable part, the trajectory zigzag shapes having different dimensions in the direction of the Have valve axis and the guide is designed at the zigzag tips of the trajectory. that the pin located at the tip of the zigzag-shaped trajectory can only be displaced from one part to the following of the trajectory when the displaceable and rotatable part is longitudinally displaced.

Das Werk kann einen verschieb· und drehbaren Teil, der in Form einer Hülse ausgeführt ist, und eine zweiwandige Führung, die aus einer Nut in dieser Hülse besteht, besitzen. The movement can have a displaceable and rotatable part which is designed in the form of a sleeve and a two-walled guide which consists of a groove in this sleeve.

Das Werk kann auch eine zweiwandige Führung mit zickzackförmiger Bahnkurve besitzen, wobei die Führung aus geknickten Stäben besteht, die am verschieb- und drehbaren Teil oder am Werkgehäuse be· festigt sind.The movement can also have a double-walled guide with a zigzag-shaped trajectory, whereby the The guide consists of kinked rods that are attached to the movable and rotatable part or to the movement housing. are consolidated.

Das Werk kann auch so ausgeführt sein, daß innerhalb der zickzackförmigen Führung an jedei' ihrerThe work can also be carried out so that within the zigzag guide to eachei 'their

Spitzen Federn angebracht sind, welche die Verschiebung des Zapfens in den schon von ihm durchfahrenen Führungsteil verhindern.Pointed springs are attached, which the displacement of the pin in the already traversed by it Prevent guide part.

Das Werk kann auch so ausgeführt sein, daß die Spitzen zweier einander gegenüberliegender Führungswände an jeder Knickstelle der zickzackförmigen Bahnkurve relativ zueinander in Querrichtung auf eine Seite zu versetzt sind.The work can also be designed so that the tips of two opposing guide walls at each kink of the zigzag-shaped trajectory relative to one another in the transverse direction are offset to one side.

Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausfuhrungsbeispiel des durch Zeichnungen erläuterten Ventilsfeuerwerks beschrieben. Es zeigtTo explain the invention, an exemplary embodiment is explained below by means of drawings Valve fireworks described. It shows

Fig. 1 das mit Federn in den Hülsennuten versehene Ventilsteuerwerk mit teilweisem Längsausschnitt, Fig. 1 is provided with springs in the sleeve grooves Valve control unit with partial longitudinal cutout,

F i g. 2 die Außenflächen-Abwicklung der Hülse des in Fig. 1 dargestellten Werks undF i g. 2 the outer surface development of the sleeve of the plant shown in FIG. 1 and

Fig. 3 die Außenflächen-Abwicklung des verschiebbaren Steuerwerkteils mit aus Stäben bestehender Führung, bei der die Wandspii^en gegeneinander versetzt sind.Fig. 3 shows the outer surface development of the displaceable control unit part with rods Guided tour in which the wall spins are offset from one another.

Das Ventilsleuerwerk besitzt ein Gehäuse 1 (Fig. 1), in dessen Oberteil sich Ventilsitz 2 mit Bohrung 3 befindet, und einen verschieb- und drehbaren Teil 4 in Form einer Hülse (F ig. 2), die mit dem Absperrkegel 5 des Ventils verbunden ist. An der Hülse befinden sich Nuten 6 bis 13. Hierbei bilden die Nuten 6 und 7 sowie auch 10 und 11 längere Längsteile einer Zickzackform mit den Spitzen 14 und 15; dagegen bilden die Nuten 8 und 9 sowie auch 12 und 13 kürzere Längsteile der Zickzackform mit den Spitzen 16 und 17.The valve control unit has a housing 1 (Fig. 1), in the upper part of which there is valve seat 2 with a bore 3 is located, and a displaceable and rotatable part 4 in the form of a sleeve (Fig. 2), which is connected to the shut-off cone 5 of the valve is connected. There are grooves 6 to 13 on the sleeve. These form the grooves 6 and 7 as well as 10 and 11 longer longitudinal parts of a zigzag shape with the tips 14 and 15; on the other hand, the grooves 8 and 9 and also 12 and 13 form shorter longitudinal parts of the zigzag shape with the tips 16 and 17.

Kurze und lange Nuten schneiden sich am Hülsenoberieil und bilden die vier Spitzen 18 bis 21. An den Übergangsstellen zwischen einem Nutteil und dem folgenden sind Blattfedern 22 bis 29 angebracht. In die N'it greifen zwei Zapfen 30 ein, die starr am Gehäuse befestigt sind. Das Ventil lüit dem Steuerwerk ist am Anker 31 in der Futterrohrtour oder in der Springrohrtour montiert, wobei zwischen Hülse und Rohren eine Packung 32 eingelegt ist.Short and long grooves intersect on the upper part of the sleeve and form the four tips 18 to 21. At the transition points between a groove part and the leaf springs 22 to 29 are attached below. Two pins 30 engage in the N'it, which are rigidly attached to the housing are attached. The valve lüit the control unit is on armature 31 in the casing tour or in the Spring tube tour mounted, with a packing 32 inserted between the sleeve and the tubes.

Das Ventilstcuerwcrk arbeitet folgendermaßen. In der in Betrieb befindlichen E >hrung ist das Ventil gcöffnel, da die an den Spitzen 16 und 17 der kurzen Zick/ackteilc aufliegenden Zapfen 30 den durch den Slrom nach oben getriebenen Kegel 5 mit der Hülse festhalten. Hierbei überdeckt der Kegel 5 nicht die Bohrung im Ventilsitz 3, und das Ventil bleibt geöffnet. Es wird, um das Ventil in der in Betrieb befindlichen Bohrung zu schließen, zuvor einer der Schieber am Bohrlochkopf geschlossen. Der Fluidstrom (FIüssigkcits- oder Gasstrom) hört auf, und die Hülse mit Kegel 5 fällt herab. Hierbei gleiten die Zapfen 30 längs der Nuten 9 und 13, drücken die Federn 25 und 29 zur Seite und erreichen die Spitzen 19 und 21 der zickzackförinigen Führung. Danach wird der (aus der Zeichnung nicht ersichtliche) Schieber geöffnet, was zur Wiederaufnahme des Fluidstroms führt, der die Hülse mit Kegel 5 erfaßt und nach oben schiebt. Hierbei gleiten die Zapfen 30 längs den Nutenabschnitten 6 und 10, schieben die Federn 22 und 26 zur Seite und erreichen die Spitzen 14 und 15 (Knickpunkte der zickzackförmigen Führung). Dabei erreicht der Kegel 5 den Ventilsitz 2, während die Zapfen 30 noch nicht ganz bis zu den Spitzen 14 und 15 der Führungsnut gelangt sind. Jetzt ist das Ventil, um seine Steuerung zu erleichtern, nicht ganz dicht abgeschlossen; es läßt dabei eine sehr geringe Fluidmenge durchfließen.The valve control works as follows. In the operating mode, the valve is open, since the pins 30 resting on the tips 16 and 17 of the short zig-zag parts hold the cone 5 with the sleeve that is driven upward by the stream. Here, the cone 5 does not cover the hole in the valve seat 3, and the valve remains open. In order to close the valve in the well that is in operation, one of the valves on the wellhead is closed beforehand. The flow of fluid (liquid or gas flow) stops and the sleeve with cone 5 falls down. Here, the pins 30 slide along the grooves 9 and 13, press the springs 25 and 29 to the side and reach the tips 19 and 21 of the zigzag guide. Then the slide (not shown in the drawing) is opened, which leads to the resumption of the fluid flow, which grips the sleeve with cone 5 and pushes it upwards. Here, the pins 30 slide along the groove sections 6 and 10, push the springs 22 and 26 to the side and reach the tips 14 and 15 (kink points of the zigzag guide). The cone 5 thereby reaches the valve seat 2, while the pins 30 have not yet reached the tips 14 and 15 of the guide groove. Now, to make it easier to control, the valve is not completely sealed; it allows a very small amount of fluid to flow through it.

Zum öffnen des Ventils wird einer der am Bohr-Iochkopf befindlichen Schieber geschlossen. Über das undicht geschlossene Ventil wird der Druck über und unter dem Ventil ausgeglichen. Sobald der Druck auf beiden Seiten gleich groß wird (dies wird durch das am Bohrlochkopf befindliche Manometer angezeigt),To open the valve, use one of the on the drill hole head located slide closed. Via the leaky valve, the pressure is increased to and balanced under the valve. As soon as the pressure on both sides becomes the same (this is indicated by the pressure gauges located at the wellhead are displayed),

fällt die Hülse mit dem Kegel 5 herab. Hierbei gleiten die Zapfen 30 längs der Teile 7 und 11 und erreichen die Spitzen 18 und 20. '■ ach dem Öffnen des Schiebers gleiten die Zapfen läni.3 den Nutenteilen 8 und 12, passieren die Federn 24 und 28 und stoßen aufthe sleeve with the cone 5 falls down. Here, 30 to slide the pin along the parts 7 and 11 and reach the peaks 18 and 20 '■ fter the opening of the valve slide pin läni.3 the groove portions 8 and 12, the springs 24 and 28 pass through and come across

die Spitzen 16 und 17 der zickza^kförmigen Führungsnut. In dieser Stellung erreicht der Kegel 5 nicht den Ventilsitz 2, und das Ventil ist geöffnet.the tips 16 and 17 of the zigzag-shaped guide groove. In this position the cone 5 does not reach the valve seat 2 and the valve is open.

Die zickzackförmige Nut in der Hülse hat geschlossene Form, so daß das Ventil vielfach geöffnet undThe zigzag groove in the sleeve is closed Shape so that the valve is opened many times and

a5 geschlossen werden kann.a5 can be closed.

Das Ventil kann, wenn es in Springrohre eingesetzt ist, zum Herablassen von Untersuchungsgeräten durch Ausgleichen des Drucks in den Rohren und im äußeren Ringraum durch Verbindung derselben am Bohrlochkopf geöffnet werden.The valve can, when it is inserted into jumping pipes, for lowering examination equipment by equalizing the pressure in the pipes and in the outer annulus by connecting them to the Well head are opened.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des Ventilsteuerwerks ist die Führung aus Stäben, beispielsweise aus Draht, gefertigt, der zickzackförmig gebogen ist (F i g. 3). Stäbe 33 und 34 dienen als Führungswände, die durch Radialstäbc 35 und 36 mit dem Zcntralstab 37 des Absperrkegels 5 verbunden sind. Die Rolle der Federn spielen bei diesem Beispiel die Spitzen der Zickzackform, die andersartig ausgeführt sind, und zwar ist deren eine Spitze 38 in bezug auf die andere Spitze 39 jeweils um das Maß /) verschoben. Auf diese Weise wird die Verschiebung des Zapfens 30 in den nachfolgenden Zickzackteil sichergestellt. Daher erfolgt bei Hin- und Herverschiebung der Hülse oder des Stabteiles eine Drehung derselben um die Längsachse, die durch die Lage der Zapfen in der Führung hervorgerufen wird. Das Ventilwerk wird auf ähnliche Weise wie in dem oben beschriebenen Beispiel mit Hülse gesteuert.In another exemplary embodiment of the valve control unit, the guide is composed of rods, for example made of wire, which is bent in a zigzag shape (Fig. 3). Rods 33 and 34 serve as guide walls, which are connected to the central rod 37 of the shut-off cone 5 by radial rods 35 and 36 are. In this example, the role of the feathers is played by the tips of the zigzag shape, which are different are executed, namely one point 38 with respect to the other point 39 is in each case by the amount /) postponed. In this way, the displacement of the pin 30 in the subsequent zigzag part ensured. Therefore, a rotation occurs when the sleeve or the rod part is shifted back and forth the same around the longitudinal axis, which is caused by the position of the pin in the guide. The valve plant is controlled in a manner similar to the sleeve example described above.

Die Nuten der geschlossenen zickzackförmigen Führung können sich auch am Gehäuse «.ind die in sie eingreifenden Zapfen dementsprechend im verschieb- und drehbaren Teil befinden.The grooves of the closed zigzag-shaped guide can also be located on the housing engaging pin are accordingly located in the displaceable and rotatable part.

Die aus Stäben gefertigte, geschlossene zickzackförmige Führung kann ebenfalls am Werkgehäuse montiert und die Zapfen können dementsprechend am verschieb- und drehbaren Teil befestigt sein. Es können ein oder mehrere Zapfen, die in die (aus Stäben gefertigte oder durch eine Nut gebildete) Führung eingreifen, verwandt werden. Das Werk arbeitet in allen Fälfcn wie in dem beschriebenen Beispiel.The closed zigzag shape made of rods Guide can also be mounted on the movement housing and the pins can accordingly be attached to the movable and rotatable part. One or more tenons can be inserted into the (from rods manufactured or formed by a groove) guide can be used. The factory is working in all cases as in the example described.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1. Control unit for valves with a housing with a valve seat and one that is longitudinally displaceable in the housing Part with valve cone mm covering the fluid flow, especially in jumping probes, characterized in that the displaceable and rotatable part (4) connected to the valve body or the stationary valve housing a two-walled guide (6 to 13) with a closed zigzag-shaped trajectory for at least has a pin (30) on the stationary valve housing (1) or on the sliding and rotatable part (4) is attached, wherein the path curves2iekzagformen (9, 10) have different dimensions in the direction of the valve axis and at the trajectory zigzag tips, the guide is designed so that that at the tip the zigzag-shaped trajectory located pin (30) with longitudinal displacement of the sliding and rotatable part (4) only from one part (9) in the following (10) of the trajectory is shiftable.

2. Control unit according to claim 1, characterized in that the displaceable and rotatable part (4) i '' is designed in the form of a sleeve and the two-walled guide (6 to 13) consists of a groove in this sleeve.

3. Control unit according to Anrmich 1, characterized in that that the double-walled guide with a zigzag trajectory curve made of kinked rods (35, 36), which is attached to the movable and rotatable part (37) or to the Werkgehäusc (1) are.

4. Control unit according to claims 1 to 3, characterized in that for prevention the displacement of the pin (30) in the guide part already traversed by it within the zigzag guide (6 to 13) attached to each of its tips springs (22 to 29) are.

5. Control unit according to claims 1 to 3, characterized in that the tips of two opposing filling walls each kink of the zigzag-shaped trajectory relative to one another in the transverse direction to one Side are offset too.