EA003044B1 - Система и способ регулирования расхода и давления текучей среды - Google Patents
Система и способ регулирования расхода и давления текучей среды Download PDFInfo
- Publication number
- EA003044B1 EA003044B1 EA200101219A EA200101219A EA003044B1 EA 003044 B1 EA003044 B1 EA 003044B1 EA 200101219 A EA200101219 A EA 200101219A EA 200101219 A EA200101219 A EA 200101219A EA 003044 B1 EA003044 B1 EA 003044B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- housing
- fluid
- movement
- chamber
- closed position
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 89
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 7
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 30
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
- E21B21/106—Valve arrangements outside the borehole, e.g. kelly valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
- F16K47/04—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level, the throttle being incorporated in the closure member
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7781—With separate connected fluid reactor surface
- Y10T137/7835—Valve seating in direction of flow
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
- Flow Control (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Paper (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Система и способ регулирования текучей среды, в соответствии с которыми впускной канал (16) и выпускной канал (14) образованы в корпусе (12) и дроссельный элемент (40) регулирует поток текучей среды между впускным каналом и выпускным каналом. Демпфируется перемещение дроссельного элемента.
Description
Настоящее изобретение относится к системе и способу регулирования расхода и давления текучей среды, а более конкретно к такой системе и способу, в соответствии с которыми предусмотрен дроссель, автоматически перемещающийся для регулирования расхода текучей среды в системе и для поддержания требуемого обратного давления на текучую среду независимо от того, какие характеристики потока существуют или имеют место в системе.
Во многих применениях необходимо регулировать обратное давление текучей среды, протекающей в системе. Например, при бурении нефтяных скважин обычно подвешивают бурильную трубу в стволе скважины с долотом на ее нижнем конце и во время вращения долота качают буровой раствор, например глинистый буровой раствор, по замкнутой циркуляционной системе, вниз по внутренней части бурильной колонны, наружу через долото и вверх по затрубному пространству ствола скважины на поверхность. Эта циркуляция текучей среды поддерживается для удаления бурового шлама из ствола скважины, охлаждения долота и поддержания гидростатического давления в стволе скважины для контроля над пластовыми газами, предотвращения выброса и т.п. В этих случаях, когда масса глинистого бурового раствора недостаточна для поддержания забойного давления в скважине, становится необходимым прикладывать дополнительное обратное давление к глинистому буровому раствору на поверхности, чтобы компенсировать недостаточность гидростатического напора и, тем самым, осуществлять контроль скважины. Таким образом, в некоторых случаях устанавливается устройство регулирования обратного давления в трубопроводе обратного потока для бурового раствора.
Устройства регулирования обратного давления также необходимы для предотвращения резкого повышения давления в системе, вызванного внедрением соленой воды или пластовых газов в буровой раствор, которое может привести к состоянию выброса. В этих случаях необходимо прикладывать достаточное дополнительное обратное давление к буровому раствору, чтобы сдерживать пластовую текучую среду и контролировать скважину до тех пор, пока более плотная текучая среда или раствор не сможет циркулировать вниз по бурильной колонне и вверх по затрубному пространству, чтобы заглушить скважину. Также желательно предотвратить чрезмерное обратное давление, которое может вызвать прихват бурильной колонны или вызвать нарушение эксплуатационных качеств пласта, повреждение обсадных труб или оборудования устья скважины.
Однако поддержание оптимального обратного давления на буровой раствор осложняется изменением некоторых характеристик бурового раствора, когда он проходит через устройство регулирования обратного давления. Например, плотность раствора может изменяться в результате введения обломков породы или пластовых газов и/или может изменяться температура и объем раствора, поступающего в устройство регулирования. Поэтому требуемое обратное давление не будет достигаться до тех пор, пока не будут выполнены соответствующие изменения при дросселировании бурового раствора в ответ на эти измененные условия. Обычные устройства требуют, как правило, ручного управления и корректировки проходного отверстия дроссельного устройства для поддержания требуемого обратного давления. Ручное управление дроссельным устройством, однако, вызывает запаздывание во времени и обычно неточное.
В патенте США № 4 355 784, правопреемником которого является правопреемник настоящей заявки, описывается устройство и способ регулирования обратного давления бурового раствора в вышеописанной окружающей среде, которые обращены на изложенные выше проблемы. В соответствии с этим устройством сбалансированное дроссельное устройство перемещается в корпусе, чтобы регулировать расход и обратное давление бурового раствора. Один торец дроссельного устройства подвергается воздействию давления бурового раствора, а другой его торец - давления регулирующей жидкости. В этой конструкции, однако, когда дроссельное устройство перемещается из своего закрытого положения в открытое положение под действием либо увеличения давления раствора в скважине, либо уменьшения давления регулирующей жидкости, оно часто перемещается очень быстро и очень далеко, таким образом часто перескакивая через свое обычное рабочее положение. Это может вызывать резкие скачки давления и/или выпуск из устройства большого объема газа около поверхности скважины, оба из которых нежелательны.
Целью настоящего изобретения является создание способа и системы регулирования обратного давления протекающей текучей среды, обладающих преимуществами системы и способа, описанными в вышеупомянутом патенте, и кроме того, уменьшающими любые скачки давления и выпуски газа при перемещении дросселя из своего закрытого положения в открытое положение.
Краткое изложение сущности изобретения
Следовательно, созданы система и способ, в соответствии с которыми впускной канал и выпускной канал образованы в корпусе и дроссельный элемент перемещается в корпусе для регулирования потока текучей среды от впускного канала к выпускному каналу и приложения обратного давления к текучей среде. Демпфируется перемещение дроссельного элемента из полностью закрытого положения в открытое положение.
Дроссельный элемент действует автоматически, поддерживая заранее определенное обратное давление на протекающую текучую среду независимо от изменения характеристик текучей среды. Также достигается высокоточное регулирование обратного давления при требуемых величинах давления во время закрытия и открытия для протекания текучей среды через систему. Далее, устраняются большие скачки давления и/или начальные волны текучей среды, когда дроссельный элемент перемещается из закрытого положения в открытое положение.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1-3 и 4 представляют поперечные разрезы системы в соответствии с вариантом выполнения изобретения, изображающие различные рабочие режимы.
Фиг. 2 представляет увеличенный вид части фиг. 1.
Фиг. 5 представляет вид, аналогичный фиг. 2, но изображающий другой вариант выполнения настоящего изобретения.
Подробное описание
На фиг. 1 показана система 10 регулирования обратного давления в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения. Система 10 содержит корпус 12, имеющий осевой канал 14, проходящий по его длине и имеющий выпускной конец 14а. Радиально проходящий впускной канал 16 также выполнен в корпусе 12 и пересекает канал 14. Понятно, что присоединительные фланцы или т. п. (не показаны) могут быть расположены на выпускном конце 14а осевого канала 14 и на впускном конце канала 16 для их подключения к соответствующим линиям гидросистемы. Буровой раствор из забоя скважины вводится в впускной канал 16, проходит через корпус 12 и обычно выпускается из выпускного конца канала 14 для рециркуляции.
Крышка 18 закреплена на торце корпуса 12 напротив выпускного конца 14а канала 14. Крышка 18, по существу, имеет Т-образную форму в поперечном сечении, и ее цилиндрическая часть 18а проходит в канал 14 корпуса. Уплотнительное кольцо 19 проходит по канавке, образованной на внешней поверхности части 18а крышки, и касается соответствующей внутренней поверхности корпуса 12. Крышка 18 также содержит поперечную часть 18Ь, которая расположена перпендикулярно цилиндрической части 18а и прикреплена любым обычным образом к соответствующему торцу корпуса 12.
Сердечник 20 закреплен в торцевой части крышки 18, и уплотнительное кольцо 22 проходит между внешней поверхностью сердечника 20 и соответствующей внутренней поверхностью крышки 18. Шток 30 установлен с возможностью скольжения в осевом канале, проходящем через сердечник 20, и уплотнительное кольцо 32 проходит по канавке, образованной на внутренней поверхности сердечника, образуя указанный осевой канал. Уплотнительное кольцо 32 контактирует с внешней поверхностью штока 30, когда шток 30 скользит по каналу сердечника 20 при условиях, которые описаны ниже. Одна концевая часть штока 30 выступает из соответствующих торцов сердечника 20 и крышки 18, и другая концевая часть штока 30 выступает из другого торца сердечника 20 и в канал 14.
Ограничитель 34 установлен на последнем упомянутом конце штока 30 любым известным образом и зафиксирован между двумя пружинными упорными кольцами 35а и 35Ь, назначение которых будет подробно описано ниже. Цилиндрический дроссельный элемент 36 расположен в канале 14, причем один его торец примыкает к ограничителю 34. Дроссельный элемент 36 показан в его полностью закрытом положении на фиг. 1 и проходит по пересечению канала 14 с впускным каналом 16, регулируя поток текучей среды, протекающей от последнего к первому, как будет описано ниже.
Цилиндрический элемент 40 с возвратнопоступательным движением установлен с возможностью скольжения на сердечнике 20, и уплотнительное кольцо 42 проходит по канавке, образованной на внешней поверхности сердечника, и контактирует с соответствующей внутренней поверхностью элемента 40 с возвратнопоступательным движением. Аналогично уплотнительное кольцо 44 проходит по канавке, образованной на внешней поверхности элемента 40 с возвратно-поступательным движением, и контактирует с соответствующей внутренней поверхностью корпуса 12. Элемент 40 с возвратно-поступательным движением имеет часть 40а с уменьшенным диаметром, которая образует с внутренней поверхностью корпуса 12 жидкостную камеру 46а. Другая жидкостная камера 46Ь образуется между внешней поверхностью сердечника 20 и соответствующей внутренней поверхностью части 18а крышки. Камеры 46а и 46Ь сообщаются друг с другом, и в них поступает регулирующая жидкость из канала 48а, проходящего через крышку 18. Понятно, что канал 48а соединен с гидравлической системой (не показана) для циркуляции в канал и из него регулирующей жидкости. В данном случае регулирующая жидкость вводится в канал 48а, а следовательно, и в камеры 46а и 46Ь с давлением заранее определенной требуемой заданной величины, определяемым регулятором давления заданной величины и измеряемым манометром, расположенным на связаном с ним пульте. Так как регулятор давления, манометр и пульт стандартные, они не показаны и более подробно не описываются.
Регулирующая жидкость поступает в камеры 46а и 46Ь и воздействует на соответствующие открытые торцевые части элемента 40 с возвратно-поступательным движением. Элемент 40 с возвратно-поступательным движением предназначен для перемещения, так что усилие, вызываемое давлением регулирующей жидкости из камер 46а и 46Ь с давлением заранее определенной заданной величины, действующим на соответствующие открытые торцевые части элемента с возвратно-поступательным движением, равно усилию, вызываемому давлением бурового раствора в канале 16, действующим на соответствующие открытые торцевые части другого торца элемента 40 с возвратнопоступательным движением и фиксатора 50. Таким образом, элемент 40 с возвратнопоступательным движением нормально находится в сбалансированном состоянии, как будет описано ниже.
Канал 48Ь также проходит через часть 18 крышки для выпуска воздуха из системы перед работой через выпускной клапан или т.п. (не показан).
Элемент 40 с возвратно-поступательным движением имеет торцевую часть 40Ь с уменьшенным диаметром и внешней резьбой, которая проходит по части дроссельного элемента 36. Уплотнительное кольцо 49 проходит по канавке, образованной на внутренней поверхности торцевой части 40Ь, и контактирует с соответствующей внешней поверхностью дроссельного элемента 36. Выравнивающая муфта 50 с внутренней резьбой входит в резьбовое зацепление с торцевой частью 40Ь элемента 40 с возвратнопоступательным движением и проходит по кольцевому буртику 36а, выполненному на дроссельном элементе 36, для фиксации дроссельного элемента 36 на элементе 40 с возвратно-поступательным движением. Элемент 40 с возвратно-поступательным движением также имеет две расположенные на расстоянии друг от друга канавки, выполненные на его внутреннем диаметре для установки в них пружинных упорных колец 35а, 35Ь. В связи с вышеизложенным, осевое перемещение элемента 40 с возвратнопоступательным движением по неподвижному сердечнику 20 при условиях, которые описаны ниже, вызывает соответствующее осевое перемещение дроссельного элемента 36 и, следовательно, ограничителя 34 и штока 30.
Две цилиндрические втулки 54а, 54Ь расположены в канале 14 ниже по потоку от его пересечения с каналом 16. Дроссельный установочный элемент 56 также расположен в канале 14 выше по потоку от втулки 54Ь, и уплотнительное кольцо 58 проходит по канавке, выполненной на внешней поверхности дроссельного установочного элемента 56, и контактирует с соответствующей частью внутренней поверхности корпуса 12. Дроссельный установочный элемент 56 и, следовательно, втулки 54а, 54Ь удерживаются в канале 14 статическим выравнивающим элементом 60, который удерживается в канавке, образованной на внутренней поверхности корпуса 12, пружинным упорным кольцом 61. Втулки 54а, 54Ь и дроссельный ус тановочный элемент 56 образуют выпускной канал 62 в канале 14 корпуса 12, проходящий от пересечения канала 14 и канала 16 до выпускного конца 14а канала 14. Внутренний диаметр дроссельного установочного элемента 56 выполнен с относительно плотной посадкой относительно внешнего диаметра дроссельного элемента 36, как будет описано ниже.
Как лучше показано на фиг. 2, торцевая часть части 40а элемента 40 с возвратнопоступательным движением имеет ступенчатую форму с меньшим диаметром и кольцо 66 прилегает к образованному таким образом заплечику. Пружинное упорное кольцо 68 проходит по кольцевой канавке, образованной на упомянутой торцевой части, и прижимает кольцо 66 к заплечику. Внешняя радиальная часть кольца 66 выступает радиально наружу из внешней поверхности части 40а элемента с возвратнопоступательным движением. Кольцевой выступ 18с проходит радиально внутрь от торцевой части части 18а крышки и имеет такие размеры, чтобы образовать ограниченное пространство между ним и кольцом, но позволяя кольцу проходить под выступом с относительно малым зазором.
Таким образом, когда элемент 40 с возвратно-поступательным движением перемещается относительно сердечника 20 и по направлению к крышке 18 при описанных ниже условиях, кольцо 66 проходит через кольцевое пространство, образуемое выступом 18с. Так как регулирующая жидкость присутствует в кольцевом пространстве между внешней поверхностью кольца 66 и внутренней поверхностью выступа 18с, последнее упомянутое перемещение элемента 40 с возвратно-поступательным движением демпфируется, т. е. создается демпфирующий эффект. Это предотвращает чрезмерно быстрое перемещение элемента 40 с возвратнопоступательным движением по описанным ниже причинам.
Во время работы предполагается, что дроссельный элемент 36 находится в своем максимально открытом положении, показанном на фиг. 3. В этом положении площадь сечения «дросселирования», то есть площадь сечения между торцом дроссельного элемента 36 и дроссельным установочным элементом 56, больше, чем площадь сечения выпускного канала 62. Таким образом не создается обратное давление, приложенное к буровому раствору, когда он проходит через впускной канал 16 и выпускной канал 62 и выходит из корпуса 12 для рециркуляции.
Когда необходимо приложить обратное давление к буровому раствору в канале 16 по описанным выше причинам, регулирующая жидкость из внешнего источника, описанного выше, вводится с вышеупомянутым давлением заранее определенной заданной величины в канал 48а, и затем она проходит в камеры 46а, 46Ь.
Когда буровой раствор проходит из скважины, которую бурят, в впускной канал 16 и через него в корпус 12, эффективное отверстие или канал между впускным каналом 16 и выпускным каналом 62 регулируется осевым перемещением дроссельного элемента 36 относительно дроссельного установочного элемента 56. Конструкция такова, что давление заданной величины перемещает дроссельный элемент из максимально открытого положения на фиг. 3 в стандартное рабочее положение, показанное на фиг.
4. В последнем упомянутом положении дроссельный элемент 36 дросселирует раствор в впускном канале 16, таким образом создавая обратное давление на буровой раствор, которое распространяется обратно по стволу скважины. Это происходит до тех пор, пока присутствует давление бурового раствора в впускном канале 16, которое действует на соответствующий торец элемента 40 с возвратно-поступательным движением с тем же усилием, что и приложенное к другому торцу элемента с возвратнопоступательным движением посредством давления регулирующей жидкости в камерах 46а, 46Ь. Это сбалансированное состояние дроссельного элемента 36 является стандартным рабочим положением, показанным на фиг. 4. В этом положении очень небольшой зазор сохраняется между соответствующими торцами дроссельного элемента 36 и установочного элемента 56, который пропускает относительно небольшое количество бурового раствора в выпускную камеру 62, в то же самое время поддерживая вышеупомянутое обратное давление.
Вследствие сбалансированного состояния элемента 40 с возвратно-поступательным движением и, следовательно, дроссельного элемента 36 любые изменения характеристик бурового раствора (такие как скорость циркуляции, плотность и температура), приводящие к соответствующим изменениям давления бурового раствора, действующего на элемент с возвратнопоступательным движением, вызывают соответствующее перемещение элемента с возвратнопоступательным движением до тех пор, пока не будет повторно установлено сбалансированное состояние. Таким образом система 10 устанавливает и поддерживает заранее определенное обратное давление на буровой раствор независимо от изменения его характеристик.
Конечно, элемент 40 с возвратно-поступательным движением и, следовательно, дроссельный элемент 36 могут быть перемещены в полностью закрытое положение, показанное на фиг. 1, простым повышением давления регулирующей жидкости в камерах 46а, 46Ь до значения, которое превышает давление заранее определенной заданной величины. В результате этого элемент 40 с возвратно-поступательным движением и, следовательно, дроссельный элемент 36 перемещаются в направлении справа налево, если смотреть на чертежи, пока дроссель не достигнет своего полностью закрытого положения, в котором блокируется протекание бурового раствора от впускного канала 16 к выпускному каналу 12.
Если необходимо переместить элемент 40 с возвратно-поступательным движением и, следовательно, дроссельный элемент 36 из закрытого положения на фиг. 1 в стандартное рабочее положение на фиг. 4, давление регулирующей жидкости в камерах 46а, 46Ь понижается до заранее определенной заданной величины (или увеличивается давление бурового раствора в впускном канале 16). Это вызывает перемещение элемента 40 с возвратно-поступательным движением в направлении слева направо, если смотреть на чертежи, тем самым сообщая впускной канал 16 с выпускным каналом 62 и вызывая протекание бурового раствора из первого в последний, так что протекание уменьшает давление бурового раствора до тех пор, пока оно не сравняется с давлением заданной величины регулирующей жидкости в камерах 46а, 46Ь и система не установится в ее стандартном сбалансированном рабочем положении, как описано выше. Таким образом, если установлено давление заданной величины, пультовая система регулирования автоматически подает или принимает буровой раствор из системы 10, позволяя элементу 40 с возвратно-поступательным движением перемещаться в соответствующее положение для регулирования давления заданной величины.
Во время этого перемещения элемента 40 с возвратно-поступательным движением и, следовательно, дроссельного элемента 36 из закрытого положения на фиг. 1 в стандартное рабочее положение на фиг. 4, как описано выше, кольцо 66 проходит через кольцевое пространство, образуемое выступом 18с крышки 18. Так как регулирующая жидкость присутствует в ограниченном кольцевом пространстве между внешней поверхностью кольца 66 и внутренней поверхностью выступа 18с, упомянутое перемещение элемента 40 с возвратно-поступательным движением и, следовательно, дроссельного элемента 36 демпфируется, т.е. создается демпфирующий эффект. Это предотвращает чрезмерно быстрое перемещение элемента 40 с возвратнопоступательным движением и, таким образом, устраняет любые скачки давления и/или начальные волны бурового раствора, которые действительно могут иметь место, если это перемещение не демпфируется.
Все вышеупомянутые перемещения элемента 40 с возвратно-поступательным движением вызывают соответствующее перемещение ограничителя 34 и штока 30. Таким образом, длина части штока 30, которая выступает из корпуса 12, изменяется соответствующим образом и обеспечивает индикацию относительного положения дроссельного элемента 36 относительно дроссельного установочного элемента 50 и, следовательно, степени дросселирования бурового раствора и обратного давления.
В тех случаях, когда имеет место значительное падение давления в впускном канале 16 или когда требуется отключение циркуляции бурового раствора, дроссельный элемент 36 перемещает или перемещается в его закрытое положение на фиг. 1 для прекращения любого протекания через корпус 12.
Вышесказанное приводит к созданию нескольких преимуществ. Например, система 10 функционирует автоматически, поддерживая заранее определенное обратное давление на буровой раствор независимо от изменения характеристик раствора. Также достигается высокоточное регулирование обратного давления с требуемыми величинами давлений во время вышеописанного закрытия и открытия дроссельного элемента 36. Далее, как указано выше, уменьшаются любые скачки давления и/или начальные волны бурового раствора, когда дроссельный элемент 36 перемещается из закрытого положения в открытое положение. Кроме того, любые обломки породы, которые имеют тенденцию закупоривать канал 16, увеличивают давление бурового раствора и вызывают перемещение элемента 40 с возвратнопоступательным движением и, следовательно, дроссельного элемента 36 для улучшения сообщения между двумя каналами, поддержания упомянутого давления, соответствующего давлению заданной величины, и освобождения, по меньшей мере, от части обломков породы. Также может изменяться размер кольца 66 или части 40с элемента с возвратно-поступательным движением для соответствующего изменения демпфирующих характеристик.
Другой вариант выполнения настоящего изобретения показан на фиг. 5. В соответствии с этим вариантом выполнения кольцо 66 предыдущего варианта выполнения заменено концевой частью 40с, образованной на торцевой части 40а элемента с возвратно-поступательным движением. Концевая часть 40с выполнена за одно целое с частью 40а элемента с возвратнопоступательным движением и предпочтительно из одной заготовки. Концевая часть 40с выступает радиально наружу из внешней поверхности части 40а элемента с возвратно-поступательным движением и функционирует идентично кольцу 66, т.е. она взаимодействует с выступом 18с крышки 18, чтобы демпфировать описанным выше образом перемещение элемента 40 с возвратно-поступательным движением.
Понятно, что на основе вышеприведенного описания можно сделать модификации, не выходящие за пределы объема изобретения. Например, настоящее изобретение не ограничивается обработкой бурового раствора в окружающей среде нефтяного промысла, но в равной степени применимо к любому использованию, включающему регулирование расхода жидкости и приложения к ней обратного давления.
Так как другие модификации, изменения и замены предполагаются к вышеприведенному описанию, целесообразно, чтобы прилагаемая формула изобретения имела широкое толкование и была в соответствии с объемом изобретения.
Claims (17)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Система регулирования текучей среды, содержащая корпус, имеющий впускной канал, осевой канал, одна часть которого образует выпускной канал, и камеру, дроссельный элемент, приспособленный для перемещения в корпусе для регулирования потока текучей среды от впускного канала к выпускному каналу, причем текучая среда прикладывает усилие к одному торцу дроссельного элемента, источник регулирующей жидкости, подсоединенный к камере, так что регулирующая жидкость прикладывает равное усилие к другому торцу дроссельного элемента для регулировки положения дроссельного элемента в корпусе таким образом, чтобы оказывать обратное давление на текучую среду в впускном канале, кольцо, прикрепленное к дроссельному элементу и выступающее радиально наружу из дроссельного элемента, причем внешняя поверхность кольца способна перемещаться по камере и взаимодействовать с соответствующей поверхностью корпуса, образуя ограниченную область для текучей среды в камере, для демпфирования перемещения дроссельного элемента, сердечник, прикрепленный к корпусу и проходящий по другой части осевого канала, и элемент с возвратно-поступательным движением, подсоединенный к дроссельному элементу и установленный с возможностью скольжения на сердечнике в пределах другой части осевого канала.
- 2. Система по п.1, в которой дроссельный элемент способен перемещаться в корпусе в и из полностью закрытого положения, полностью открытого положения и стандартного рабочего положения между полностью закрытым положением и полностью открытым положением.
- 3. Система по п.2, в которой кольцо способно демпфировать перемещение дроссельного элемента из полностью закрытого положения.
- 4. Система по п.2, в которой дроссельный элемент способен оказывать обратное давление на текучую среду в закрытом положении и в стандартном рабочем положении.
- 5. Система по п.1, в которой соответствующая поверхность корпуса выступает по направлению к кольцу, образуя ограниченную область.
- 6. Система по п.1, дополнительно содержащая шток, проходящий через сердечник, имеющий одну концевую часть, выступающую наружу из корпуса, и приспособленный для осе11 вого перемещения под действием перемещения элемента с возвратно-поступательным движением, так что положение указанной концевой части штока обозначает положение элемента с возвратно-поступательным движением и дроссельного элемента в корпусе.
- 7. Система по п.1, дополнительно содержащая установочный элемент для размещения дроссельного элемента в его полностью закрытом положении.
- 8. Система по п.1, в которой в корпусе образован осевой канал, часть которого образует выпускной канал, и которая дополнительно содержит сердечник, прикрепленный к корпусу и проходящий по другой части осевого канала, причем элемент с возвратно-поступательным движением установлен с возможностью скольжения на сердечнике в пределах другой части осевого канала.
- 9. Система по п.1, в которой демпфирующее средство содержит выступающую часть элемента с возвратно-поступательным движением, причем внешняя поверхность выступающей части способна перемещаться в камере и взаимодействовать с соответствующей поверхностью корпуса, образуя ограниченную область для текучей среды в камере.
- 10. Система по п.9, в которой соответствующая поверхность корпуса выступает по направлению к выступающей части элемента с возвратно-поступательным движением, образуя ограниченную область.
- 11. Система регулирования жидкости, содержащая корпус, имеющий впускной канал, осевой канал, одна часть которого образует выпускной канал, и камеру, дроссельный элемент, приспособленный для перемещения в корпусе для регулирования потока текучей среды от впускного канала к выпускному каналу, причем текучая среда прикладывает усилие к одному торцу дроссельного элемента, источник регулирующей жидкости, подсоединенный к камере, так что регулирующая жидкость прикладывает равное усилие к другому торцу дроссельного элемента для регулировки положения дроссельного элемента в корпусе таким образом, чтобы оказывать обратное давление на текучую среду в впускном канале, сердечник, прикрепленный кФиг. 1 корпусу и проходящий по другой части осевого канала, элемент с возвратно-поступательным движением, подсоединенный к дроссельному элементу и установленный с возможностью скольжения на сердечнике в пределах другой части осевого канала, и кольцо, прикрепленное к элементу с возвратно-поступательным движением и выступающее радиально наружу из элемента с возвратно-поступательным движением, причем внешняя поверхность кольца способна перемещаться по камере и взаимодействовать с соответствующей поверхностью корпуса, образуя ограниченную область для текучей среды в камере, для демпфирования перемещения элемента с возвратно-поступательным движением.
- 12. Система по п.11, в которой дроссельный элемент способен перемещаться в корпусе в и из полностью закрытого положения, полностью открытого положения и стандартного рабочего положения между полностью закрытым положением и полностью открытым положением.
- 13. Система по п.11, в которой кольцо демпфирует перемещение дроссельного элемента из полностью закрытого положения.
- 14. Система по п.12, в которой дроссельный элемент способен оказывать обратное давление на текучую среду в закрытом положении и в стандартном рабочем положении.
- 15. Система по п.11, в которой соответствующая поверхность корпуса выступает по направлению к кольцу, образуя ограниченную область.
- 16. Система по п.11, дополнительно содержащая шток, проходящий через сердечник, имеющий одну концевую часть, выходящую наружу из корпуса, приспособленный для осевого перемещения под действием перемещения элемента с возвратно-поступательным движением, так что положение указанной концевой части штока обозначает положение элемента с возвратно-поступательным движением и дроссельного элемента в корпусе.
- 17. Система по п.11, дополнительно содержащая установочный элемент для размещения дроссельного элемента в его полностью закрытом положении.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/316,579 US6253787B1 (en) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | Fluid flow and pressure control system and method |
PCT/US2000/011404 WO2000071919A1 (en) | 1999-05-21 | 2000-04-28 | Fluid flow and pressure control system and method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200101219A1 EA200101219A1 (ru) | 2002-04-25 |
EA003044B1 true EA003044B1 (ru) | 2002-12-26 |
Family
ID=23229639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200101219A EA003044B1 (ru) | 1999-05-21 | 2000-04-28 | Система и способ регулирования расхода и давления текучей среды |
Country Status (22)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6253787B1 (ru) |
EP (1) | EP1183478B1 (ru) |
CN (1) | CN1238649C (ru) |
AP (1) | AP1583A (ru) |
AT (1) | ATE301791T1 (ru) |
AU (1) | AU776706B2 (ru) |
BR (1) | BR0011287A (ru) |
CA (1) | CA2374840C (ru) |
DE (1) | DE60021879T2 (ru) |
DK (1) | DK1183478T3 (ru) |
DZ (1) | DZ3261A1 (ru) |
EA (1) | EA003044B1 (ru) |
HR (1) | HRP20010863B1 (ru) |
IS (1) | IS6168A (ru) |
MX (1) | MXPA01011880A (ru) |
NO (1) | NO324081B1 (ru) |
NZ (1) | NZ515587A (ru) |
OA (1) | OA11881A (ru) |
PL (1) | PL193399B1 (ru) |
UA (1) | UA72514C2 (ru) |
WO (1) | WO2000071919A1 (ru) |
ZA (1) | ZA200109593B (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9341037B2 (en) | 2009-02-11 | 2016-05-17 | M-I L.L.C. | Autochoke system |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6575244B2 (en) | 2001-07-31 | 2003-06-10 | M-I L.L.C. | System for controlling the operating pressures within a subterranean borehole |
US20050222772A1 (en) * | 2003-01-29 | 2005-10-06 | Koederitz William L | Oil rig choke control systems and methods |
US7004448B2 (en) * | 2004-07-19 | 2006-02-28 | M-I Llc | Trim insert for choke assembly |
US8360099B2 (en) * | 2006-03-08 | 2013-01-29 | M-I L.L.C. | Failure protection apparatus for a pressure control assembly |
US20080149182A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | M-I Llc | Linear motor to control hydraulic force |
US7699071B2 (en) * | 2006-12-21 | 2010-04-20 | M-I L.L.C. | Linear motor to pre-bias shuttle force |
US8418989B2 (en) * | 2006-12-21 | 2013-04-16 | M-I L.L.C. | Pressure-balanced choke system |
US20090260698A1 (en) * | 2008-04-16 | 2009-10-22 | M-I Llc | Pressure control system |
US9932787B2 (en) | 2011-12-14 | 2018-04-03 | Smith International, Inc. | Systems and methods for managed pressured drilling |
BR112014014690A2 (pt) | 2011-12-15 | 2017-07-04 | Mi Llc | controle fino de pressão de tubagem |
US10221650B2 (en) * | 2012-07-13 | 2019-03-05 | M-I L.L.C. | Hydraulic position indicator system |
WO2015069504A1 (en) | 2013-11-06 | 2015-05-14 | Smith International, Inc. | Controller apparatus, system and/or method for controlling pressures in a fluid control system |
US20230075775A1 (en) * | 2021-09-07 | 2023-03-09 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Automatic choking hydraulic shock reduction valve |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US500219A (en) * | 1893-06-27 | Brushing-machine | ||
US3026896A (en) * | 1959-09-03 | 1962-03-27 | George W Dahl Company Inc | Reversible valve structure |
US3905575A (en) * | 1974-03-20 | 1975-09-16 | Control Concepts | Three stage solenoid operated valve assembly |
US4190073A (en) * | 1976-09-27 | 1980-02-26 | Claycomb Jack R | Choke for controlling the flow of drilling mud |
US4355784A (en) | 1980-08-04 | 1982-10-26 | Warren Automatic Tool Company | Method and apparatus for controlling back pressure |
DE3142172A1 (de) * | 1981-10-23 | 1983-05-05 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Trockenanlage fuer faerbespulen in der textilindustrie |
US4714642A (en) * | 1983-08-30 | 1987-12-22 | Basf Aktiengesellschaft | Carbon fiber multifilamentary tow which is particularly suited for weaving and/or resin impregnation |
JPS63152637A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-06-25 | Toray Ind Inc | 樹脂の補強用プリフオ−ム材 |
US5000219A (en) * | 1988-06-30 | 1991-03-19 | Systems Specialties | Fluid flow control regulator |
US5925579A (en) * | 1996-05-23 | 1999-07-20 | Hexcel Corporation | Reinforcement of structures in high moisture environments |
-
1999
- 1999-05-21 US US09/316,579 patent/US6253787B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-04-28 DE DE2000621879 patent/DE60021879T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-28 EA EA200101219A patent/EA003044B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-04-28 AP APAP/P/2001/002353A patent/AP1583A/en active
- 2000-04-28 DK DK00923628T patent/DK1183478T3/da active
- 2000-04-28 MX MXPA01011880A patent/MXPA01011880A/es active IP Right Grant
- 2000-04-28 AT AT00923628T patent/ATE301791T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-04-28 DZ DZ003261A patent/DZ3261A1/fr active
- 2000-04-28 CA CA 2374840 patent/CA2374840C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-28 WO PCT/US2000/011404 patent/WO2000071919A1/en active IP Right Grant
- 2000-04-28 NZ NZ515587A patent/NZ515587A/en not_active IP Right Cessation
- 2000-04-28 UA UA2001117934A patent/UA72514C2/ru unknown
- 2000-04-28 BR BR0011287A patent/BR0011287A/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-04-28 CN CNB008106606A patent/CN1238649C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-28 OA OA1200100305A patent/OA11881A/en unknown
- 2000-04-28 AU AU43719/00A patent/AU776706B2/en not_active Ceased
- 2000-04-28 EP EP00923628A patent/EP1183478B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-28 PL PL00352297A patent/PL193399B1/pl not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-11-20 HR HR20010863A patent/HRP20010863B1/xx not_active IP Right Cessation
- 2001-11-20 NO NO20015660A patent/NO324081B1/no not_active IP Right Cessation
- 2001-11-20 IS IS6168A patent/IS6168A/is unknown
- 2001-11-21 ZA ZA200109593A patent/ZA200109593B/xx unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9341037B2 (en) | 2009-02-11 | 2016-05-17 | M-I L.L.C. | Autochoke system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AP1583A (en) | 2006-02-24 |
DE60021879D1 (de) | 2005-09-15 |
CN1364224A (zh) | 2002-08-14 |
EP1183478A1 (en) | 2002-03-06 |
OA11881A (en) | 2006-03-28 |
PL352297A1 (en) | 2003-08-11 |
NO324081B1 (no) | 2007-08-06 |
CN1238649C (zh) | 2006-01-25 |
DE60021879T2 (de) | 2006-05-24 |
IS6168A (is) | 2001-11-20 |
ATE301791T1 (de) | 2005-08-15 |
ZA200109593B (en) | 2002-09-25 |
AU776706B2 (en) | 2004-09-16 |
NO20015660L (no) | 2002-01-18 |
NO20015660D0 (no) | 2001-11-20 |
EP1183478A4 (en) | 2002-08-28 |
PL193399B1 (pl) | 2007-02-28 |
CA2374840A1 (en) | 2000-11-30 |
MXPA01011880A (es) | 2002-10-23 |
HRP20010863B1 (en) | 2006-02-28 |
AU4371900A (en) | 2000-12-12 |
CA2374840C (en) | 2008-04-01 |
EP1183478B1 (en) | 2005-08-10 |
UA72514C2 (ru) | 2005-03-15 |
WO2000071919A1 (en) | 2000-11-30 |
DK1183478T3 (da) | 2005-11-28 |
HRP20010863A2 (en) | 2002-12-31 |
BR0011287A (pt) | 2002-03-12 |
NZ515587A (en) | 2003-07-25 |
EA200101219A1 (ru) | 2002-04-25 |
US6253787B1 (en) | 2001-07-03 |
DZ3261A1 (fr) | 2000-11-30 |
AP2001002353A0 (en) | 2001-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8752629B2 (en) | Autonomous inflow control device and methods for using same | |
EA003044B1 (ru) | Система и способ регулирования расхода и давления текучей среды | |
US8393403B2 (en) | Drill string flow control valves and methods | |
US7654333B2 (en) | Downhole safety valve | |
CA2297034C (en) | Variable choke for use in a subterranean well and method of controlling a fluid flow | |
CA2649910C (en) | Drill string flow control valves and methods | |
US4957167A (en) | Retrievable fluid control valve with damping | |
US5070902A (en) | Lateral orifice water regulator | |
US20090260698A1 (en) | Pressure control system | |
US4565215A (en) | Chemical injection valve | |
EP2191099B1 (en) | Downhole valve for preventing zonal cross-flow | |
AU2004218726B2 (en) | Fluid flow and pressure control system and method | |
CA2540997A1 (en) | Downhole safety valve | |
RU2059796C1 (ru) | Способ проектирования и эксплуатации скважины и установка для эксплуатации скважины | |
CA2643820C (en) | A failure protection apparatus for a pressure control assembly | |
RU2081300C1 (ru) | Клапанное устройство для регулирования работы скважины | |
WO2011129704A2 (en) | Variable orifice device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): KZ |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AZ RU |