EP0203008A1 - Vanne de sécurité à commande hydraulique, incorporable à un tube de production de puits pétrolier - Google Patents

Vanne de sécurité à commande hydraulique, incorporable à un tube de production de puits pétrolier Download PDF

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EP0203008A1
EP0203008A1 EP19860401058 EP86401058A EP0203008A1 EP 0203008 A1 EP0203008 A1 EP 0203008A1 EP 19860401058 EP19860401058 EP 19860401058 EP 86401058 A EP86401058 A EP 86401058A EP 0203008 A1 EP0203008 A1 EP 0203008A1
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EP
European Patent Office
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valve
receptacle
piston tube
safety valve
annular seal
Prior art date
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Granted
Application number
EP19860401058
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German (de)
English (en)
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EP0203008B1 (fr
Inventor
Paul Maxime Helderle
Michel Raimond
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Total Compagnie Francaise des Petroles SA
Original Assignee
Total Compagnie Francaise des Petroles SA
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Publication date
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Publication of EP0203008A1 publication Critical patent/EP0203008A1/fr
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Publication of EP0203008B1 publication Critical patent/EP0203008B1/fr
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/10Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
    • E21B34/105Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole retrievable, e.g. wire line retrievable, i.e. with an element which can be landed into a landing-nipple provided with a passage for control fluid
    • E21B34/106Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole retrievable, e.g. wire line retrievable, i.e. with an element which can be landed into a landing-nipple provided with a passage for control fluid the retrievable element being a secondary control fluid actuated valve landed into the bore of a first inoperative control fluid actuated valve
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B2200/00Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
    • E21B2200/05Flapper valves
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    • Y10T137/1624Destructible or deformable element controlled
    • Y10T137/1632Destructible element
    • Y10T137/1669Tensile or sheer pin or bolt
    • Y10T137/1677Pressure causes pin or bolt to destruct

Definitions

  • the present invention relates to safety valves hydraulically controlled and incorporated into production tubes in oil production wells. It relates more particularly to valves of the closing valve and piston tube type which, urged upwards by a return spring, can be moved, in the lower valve opening position, by hydraulic control.
  • a receptacle capable of receiving a safety valve in the body of the safety valve. recoverable auxiliary cable and an emergency sliding jacket for channeling the hydraulic valve control oil to this receptacle to control the auxiliary safety valve instead of the safety valve incorporated in the production tube, which has become faulty.
  • This auxiliary safety valve is equipped with an extension which, when the auxiliary safety valve is in the receptacle, keeps the valve in the open position.
  • the handling of the emergency jacket and then of the extension with the auxiliary safety valve constitutes a serious handicap.
  • the valve closes when the auxiliary safety valve is removed.
  • the object of the present invention is to propose a safety valve, of the closing valve type, incorporated in a production tube which, while being itself of a very reliable operation, can easily, in the event of failure, be transformed into a safety valve recoverable by cable.
  • An object of the invention is thus a safety valve delimited by an elongated body of generally cylindrical shape, forming a longitudinal passage, the ends of which are provided so that this body can be inserted longitudinally between two successive elements of a production tube.
  • a valve allowing the closing of the longitudinal passage in the upward direction and comprising a piston tube for opening the valve which is mounted so as to be able to slide longitudinally while being urged towards a high position by a spring of return and being able to be moved to a low position, to open the valve, by admitting hydraulic oil under pressure into an operating chamber of this piston tube and, above this piston tube, a tubular receptacle provided for internally receive, if necessary, an auxiliary safety valve recoverable by cable, characterized in that this receptacl e is a longitudinally displaceable receptacle which, at its lower part, engages, telescopically and tightly, with the piston tube, said operating chamber being an annular chamber formed between said body on the one hand and the
  • the piston tube and the receptacle isolate from the effluent all the active part acting on the piston tube in normal operation of the safety valve, which makes the operation of the latter very reliable. It is also very easy to transform the safety valve into a safety valve recoverable by cable: just move the receptacle down so that the flap remains open permanently and this receptacle can receive a conventional auxiliary safety valve, without extension, simply fitted at its lower part with an adapter fitted with seals rafters which are placed on either side of the opening formed in the receptacle by the removal of the plug, to ensure the hydraulic connection for controlling this auxiliary valve.
  • auxiliary annular seal is inactive during the normal operation of the safety valve: it is advantageous, so that it does not then undergo any mechanical stress to provide a groove in said body opposite the inactive position of this seal.
  • annular seal provided on the receptacle between said plug and said upper annular seal, is located, during the normal operation of the safety valve, opposite another groove formed in said body and forms a seal. with said body when the receptacle is lowered into the emergency position.
  • a hydraulically operated safety valve is contained in a tubular valve body 1 formed of several successive parts and ending in an upper nipple 2 and a lower nipple 3 intended to be fixed respectively to one and to the other of the adjacent elements, not shown, of a production tube, the longitudinal passage 4 formed internally by the body 1 ensuring the connection between the longitudinal passages of the production tube located on either side of the valve body 1 .
  • a valve 5 for closing the valve is mounted on a valve holder 6 provided with an axis of articulation of the valve with valve return spring in the closed position and valve seat.
  • the valve holder 6 can be provided with other members which will be described later to fulfill various accessory functions.
  • the valve 5 can be opened by the descent of a piston tube 7, shown in Fig 1 in the high position, in a low position shown in Fig 2.
  • the piston tube 7, which can slide inside the valve body 1, is biased towards its high position by a return spring 8.
  • This return spring 8 is supported on the one hand, at the end of a part tubular 9 secured to the body 1 and placed above the valve holder 6 and on the other hand at the end of the lower end of an upper portion 10 of the piston tube 7 fixed to a lower portion 11 of this piston tube.
  • This last portion 11 comes, in the low position of the piston tube, to keep the valve 5 in the open position and to protect the valve 5 from the flow of the effluent.
  • An emergency receptacle 12 provided internally for receiving an auxiliary safety valve recoverable by cable, is disposed in the valve body 1 above the piston tube 7 and can slide down into the body 1 if it is released from the '' shear elements that hold it attached to body 1 during normal operation of the safety valve.
  • These shearable elements consist of a closed plug 13 passing through the wall of the receptacle 12 and at least one screw 14. The shear is obtained by applying sufficient pressure in the passage 4 if the emergency receptacle 12 is obstructed.
  • the lower part of the receptacle 12 penetrates telescopically into the upper portion 10 of the piston tube 7, an annular seal 15 ensuring a sealed lateral contact between the receptacle 12 and the piston tube 7.
  • An operating chamber 16 is formed between the valve body 1 on the one hand and the assembly of the piston tube 7 and of the receptacle 12, from a lower annular seal 17 carried by the piston tube 7 and applied against the body 1 up to to an upper annular seal 18 carried by the receptacle 12 and applied against the body 1.
  • This chamber contains the return spring 8.
  • the operating chamber 16 is supplied with hydraulic oil by an inlet 19 formed at the upper part of the body 1, in the upper nipple 2.
  • This nipple 2 is extended downwards by an internal cylindrical skirt 20 against which the upper annular seal 18 is applied while an external wall 21 provides an annular passage between it and the skirt 20 which allows the hydraulic oil to pass into the operating chamber 16.
  • the hydraulic oil acts from top to bottom on the piston tube 7 according to differential surfaces because the diameter of the annular seal 15 is a little lower r to the diameter of the lower annular seal 17.
  • An admission of hydraulic oil under pressure into the operating chamber 16 therefore acts against the return spring 8 and can bring the piston tube 7 into its low valve opening position .
  • FIG. 3 shows an auxiliary operating plug recoverable from the cable 22, the upper conventional part of which, for example with a ball valve, has been shown in elevation and which is provided at its lower part with an adapter 23 carrying chevron joints 24 and 25 which, applied against the bearing surfaces of the receptacle 12 located on either side of the shearable plug 13, form between them a hydraulic oil inlet chamber which is capable of receiving this hydraulic oil when the plug 13 has been sheared and ejected.
  • a basket 26 is provided in the adapter 23 to receive the ejected plug 13.
  • Fig 4 there is shown the auxiliary plug 22 lowered into the receptacle 12 before it is detached from the body 1.
  • a shoulder 27 of the operating plug 22 is then fixed in a stop profile 28 called "NO GO "of receptacle 12.
  • the receptacle 12 is shown after the screws 14 and the plug 13 have been sheared and the receptacle is lowered into the active position of the latter where it maintains the piston tube 7 in the low position for opening the valve 5.
  • the receptacle 12 has been shown without the auxiliary valve or the operating plug 22.
  • the receptacle 12 is itself held in this active position by a locking segment 29 which engages in a groove 30 in the body 1.
  • auxiliary annular seal 31 provided on the receptacle 12 under the plug 13 and coming in the active position of this receptacle 12, on a surface 32 of the body 1, as can be seen in FIG 5.
  • This seal 31 is located, in the rest position of the receptacle 12, opposite a release groove 33 of the body 1.
  • the seal 31 is bathed in hydraulic oil and it is not subjected to any mechanical stress.
  • the locking segment 29 is also bathed in hydraulic oil.
  • the seals 31 and 34 which ensure, in the active position of the receptacle the sealing on either side of the hole left, by the ejection of the plug 13, in the wall of the receptacle 12, are not subjected to any stress during the rest of the receptacle 12 and are ready to play their role effectively in the event of failure of the gate valve 5.
  • the return spring 8 is well protected from the effluent and is not likely to be trapped in its housing, an excess of hydraulic oil pressure in the operating chamber tending, on the contrary, to spread the side walls delimiting the housing of the return spring.
  • the valve holder 6 is provided, in Figs 1, 2, 5 and 6, with a lateral orifice 36 into which, depending on the uses, a pressure equalization valve 37 can be introduced on either side du - valve 5.
  • This valve 37 is closed when the piston tube 7, in the high position, has a recess 38 in front of the valve and it opens when piston tube 7 goes down and will reach the valve 5.
  • the lateral orifice 36 can also be plugged if this pressure equalization is not necessary.
  • Fig 4 shows a valve holder 6 without lateral opening.
  • Fig 8 shows a valve holder 6 which is provided with an additional annular seal 39 applying against the piston tube 7 while an inlet 40 for an additional hydraulic control line 41 is provided in the valve holder 6 at above this additional annular seal 39.
  • This hydraulic control line 41 makes it possible to compensate for the effect on the piston tube of the hydrostatic pressure in the operating chamber supplied by a main hydraulic control line 42 connected to the inlet 19 and to make the valve usable at very great depths.
  • a jacket 43 made elastic in its lower part 44 to fit into an internal groove 45 of the valve body 1 and provided at its upper part with a hooking groove 46 designed to hang in an elastic lock 47, formed of dogs resiliently held by rods, carried by the valve holder 6, when the jacket 43 is released from the groove 45 and brought in line with the valve 5 open and the latch 47, as shown in FIG. 6.
  • This tool 48 operable by cable, comprises: a hooking head 49, a shoulder 50 intended to stop in the profile 28 of the body 1, a set of two half-shells 51.52 separated by springs 53 and retained by screws 54, intended to hold the valve 5 in the open position, and two clamps 55, 56 articulated on a pivot axis 57, separated by a spring 58 and provided at their ends on the one hand with a translational reach 59 and on the other hand a feeler reach 60.
  • Fig 8 shows the tool 48 installed in the valve and ready to mount the jacket 43.
  • the shoulder 50 is retained at the bottom of the profile 28, the half-shells 51 and 52 are at. right of the valve 5 open by the piston tube 7 and the translation surfaces 59 are spaced apart under the jacket 43. The clearances are provided so that the jacket 43 can only be grasped by the tool 48.
  • Unlocking is carried out very simply by replenishing the valve with hydraulic oil.
  • the downward movement of the piston tube 7 retracts the latch 47 which releases the jacket 43.
  • the latter is returned by the piston tube 7 to its low locking position.

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Abstract

Vanne de sécurité, du type à clapet de fermeture, incorporable à un tube de production d'hydrocarbures et pouvant facilement, en cas de défaillance, être transformé en une vanne de sécurité récupérable au câble. Cette vanne de sécurité comprend, outre un clapet de fermeture (5) pouvant être ouvert par un tube piston (7) déplaçable par admission d'huile hydraulique dans un chambre de manoeuvre (16) lors de l'utilisation normale de la vanne, un réceptacle (12) prévu pour recevoir une vanne de sécurité auxiliare récupérable au câble, qui est déplaçable longitudinalement, qui s'engage télescopiquement de manière étanche avec le tube piston (7) pour former avec celui-ci une paroi de la chambre de manoeuvre (16), qui est normalement retenu par des éléments cisaillables (14, 13) et qui, en cas de cisaillement de ceux-ci, descend en entraînant le tube piston (7) en position d'ouverture du clapet (5) et en se plaçant en position de réception de l'huile hydraulique par la vanne de sécurité auxiliaire.

Description

  • La présente invention concerne les vannes de sécurité commandées hydrauliquement et incorporées à des tubes de production dans des puits de production d'hydrocarbures. Elle concerne plus particulièrement les vannes du type à clapet de fermeture et à tube piston qui, sollicité vers le haut par un ressort de rappel, peut être déplacé, en position basse d'ouverture du clapet, par une commande hydraulique.
  • On constate certains défauts de fonctionnement de ces vannes, par exemple des coincements du clapet en position d'ouverture par suite d'un mauvais rappel du tube piston dont le ressort de rappel se trouve dans une chambre maf protégée de l'effluent ou des fuites de l'huile hydraulique de commande entraînant une fermeture du clapet.
  • Pour permettre de poursuivre la production en cas de non fonctionnement de la vanne de sécurité incorporée au tube de production d'un puits pétrolier, on a déjà proposé de prévoir dans le corps de la vanne de sécurité un réceptacle apte à recevoir une vanne de sécurité auxiliaire récupérable au câble et une chemise coulissante de secours permettant de canaliser l'huile hydraulique de commande de vanne vers ce réceptacle pour commander la vanne de sécurité auxiliaire au lieu de la vanne de sécurité incorporée au tube de production, devenue défaillante. Cette vanne de sécurité auxiliaire est équipée d'un prolongateur qui, lorsque la vanne de sécurité auxiliaire est dans le réceptacle, maintient le clapet en position d'ouverture. Mais la manipulation de la chemise de secours et ensuite du prolongateur avec la vanne de sécurité auxiliaire constitue un handicap sérieux. En outre, le clapet se referme en cas de retrait de la vanne de sécurité auxiliaire.
  • Aussi, malgré l'attrait de simplicité et de large passage pour l'effluent que présentent les vannes incorporées aux tubes de production, ce type de vanne est-il peu utilisé et lui préfère-t-on souvent des vannes de sécurité récupérables au câble qui sont plus compliquées et présentent des passages plus étroits pour l'effluent mais peuvent être changées de manière relativement simple en cas de défaillance.
  • La présente invention a pour objectif de proposer une vanne de sécurité, du type à clapet de fermeture, incorporée à un tube de production qui, tout en étant elle-même d'un fonctionnement très fiable, peut facilement, en cas de défaillance, être transformée en une vanne de sécurité récupérable au câble.
  • Un objet de l'invention est ainsi une vanne de sécurité délimitée par un corps allongé de forme générale cylindrique, formant un passage longitudinal, dont les extrémités sont prévues pour que ce corps puisse ête intercalé longitudinalement entre deux éléments successifs d'un tube de production, munie dans sa partie inférieure d'un clapet permettant la fermeture du passage longitudinal dans le sens montant et comprenant un tube piston d'ouverture du clapet qui est monté de manière à pouvoir coulisser longitudinalement en étant sollicité vers une position haute par un ressort de rappel et en pouvant être déplacé vers une position basse, pour ouvrir le clapet, par l'admission d'huile hydraulique sous pression dans une chambre de manoeuvre de ce tube piston et, au-dessus de ce tube piston, un réceptacle tubulaire prévu pour recevoir intérieurement, en cas de besoin, une vanne de sécurité auxiliaire récupérable au câble, caractérisée en ce que ce réceptacle est un réceptacle déplaçable longitudinalement qui, à sa partie inférieure, s'engage, de manière téléscopique et étanche, avec le tube piston, ladite chambre de manoeuvre étant une chambre annulaire formée entre ledit corps d'une part et l'ensemble du tube piston et dudit réceptacle, d'autre part et s'étendant d'un joint annulaire inférieur porté par le tube piston et appliqué contre ledit corps à un joint annulaire supérieur porté par le réceptacle et appliqué contre ledit corps, qui, en fonctionnement normal de la vanne de sécurité, est maintenu solidaire dudit corps par des éléments cisaillables : vis et un bouchon fermé traversant, disposés au-dessous dudit joint annulaire supérieur, qui est muni extérieurement d'un segment de verrouillage ainsi que d'au moins un joint annulaire auxiliaire d'étanchéité situé au-dessous dudit bouchon et qui, lorsqu'il est obturé et qu'on applique, dans ledit passage longitudinal, une pression suffisante pour cisailler les éléments cisaillables, descend dans ledit corps en position de secours en entraînant le tube piston dans ladite position basse tandis que ledit joint annulaire supérieur et ledit joint annulaire auxiliaire forment étanchéité entre ledit corps et ledit réceptacle et que ledit segment de verrouillage s'engage dans une gorge dudit corps.
  • Ainsi, le tube piston et le réceptacle isolent de l'effluent toute la partie active agissant sur le tube piston en fonctionnement normal de la vanne de sécurité, ce qui rend très fiable le fonctionnement de celle-ci. Il est, en outre, très facile de transformer la vanne de sécurité en vanne de sécurité récupérable au câble : il suffit de déplacer vers le bas le réceptacle pour que le clapet reste ouvert en permanence et ce réceptacle peut recevoir une vanne de sécurité auxiliaire classique, sans prolongateur, simplement munie à sa partie inférieure d'un adaptateur muni de joints à chevrons qui viennent se placer de part et d'autre de l'ouverture formée dans le réceptacle par l'enlèvement du bouchon, pour assurer la liaison hydraulique de commande de cette vanne auxiliaire.
  • On remarquera que le joint annulaire auxiliaire est inactif pendant le fonctionnement normal de la vanne de sécurité : il est avantageux, pour qu'il ne subisse alors aucune contrainte mécanique de ménager une gorge dans ledit corps en face de la position inactive de ce joint.
  • Selon une disposition préférée, un joint annulaire supplémentaire, prévu sur le réceptacle entre ledit bouchon et ledit joint annulaire supérieur, se trouve, pendant le fonctionnement normal de la vanne de sécurité, en face d'une autre gorge ménagée dans ledit corps et forme étanchéité avec ledit corps lorque le réceptacle est descendu en position de secours.
  • On va décrire, à titre non limitatif, un exemple de réalisation de l'invention qui permettra de faire ressortir que l'on peut facilement munir la vanne de sécurité décrite précédemment de dispositifs annexes permettant de réaliser diverses fonctions auxiliaires telles que : égalisation des pressions de part et d'autre du clapet de fermeture pour en faciliter l'ouverture, ouverture temporaire forcée du clapet, compensation de la pression statique de la colonne d'huile hydraulique de manoeuvre du tube piston. On se référera dans cette description au dessin joint dans lequel: .
    • la Fig 1 représente en coupe longitudinale une vanne de sécurité à clapet, incorporable à un tube de production, en position de fermeture du clapet;
    • la Fig 2 représente la même vanne de sécurité en position d'ouverture normale du clapet;
    • la Fig 3 représente, en élévation et coupe longitudinale partielle, un bouchon de manoeuvre auxiliaire récupérable au câble;
    • la Fig 4 représente, la même vanne de sécurité en position de fermeture du clapet avec bouchon de manoeuvre auxiliaire récupérable au câble, mis en place dans un réceptacle prévu à cet effet dans le corps de vanne;
    • la Fig 5 représente la vanne de sécurité de la Fig 1 avec le clapet ouvert de manière permanente par descente du réceptacle;
    • la Fig 6 représente une coupe longitudinale partielle de la vanne de sécurité en position d'ouverture temporaire forcée du clapet;
    • la Fig 7 représente en élévation et coupe longitudinale partielle un outil de manipulation d'un tube auxiliaire d'ouverture temporaire forcée du clapet; et
    • la Fig 8 représente une coupe longitudinale de la vanne de sécurité avec cet outil de manipulation.
  • Sur la Fig 1, une vanne de sécurité à commande hydraulique est contenue dans un corps tubulaire de vanne 1 formé de plusieurs pièces successives et se terminant par un mamelon supérieur 2 et un mamelon inférieur 3 destinés à être fixés respectivement à l'un et à l'autre des éléments adjacents, non représentés, d'un tube de production, le passage longitudinal 4 formé intérieurement par le corps 1 assurant la liaison entre les passages longitudinaux du tube de production situés de part et d'autre du corps de vanne 1.
  • Un clapet 5 de fermeture de -la vanne est monté sur un porte-clapet 6 muni d'un axe d'articulation du clapet avec ressort de rappel du clapet en position de fermeture et siège de clapet. Le porte-clapet 6 peut être muni d'autres organes que l'on décrira plus loin pour remplir diverses fonctions accessoires.
  • Le clapet 5 peut être ouvert par la descente d'un tube piston 7, représenté sur la Fig 1 en position haute, dans une position basse représentée sur la Fig 2.
  • Le tube piston 7, qui peut coulisser à l'intérieur du corps de vanne 1, est sollicité vers sa position haute par un ressort de rappel 8. Ce ressort de rappel 8 s'appuie d'une part, en bout d'une pièce tubulaire 9 solidaire du corps 1 et placée au-dessus du porte-clapet 6 et d'autre part en bout de l'extrémité inférieure d'une portion supérieure 10 du tube piston 7 fixée à une portion inférieure 11 de ce tube piston. Cette dernière portion 11, vient, en position basse du tube piston, maintenir le clapet 5 en position d'ouverture et protéger le clapet 5 de l'écoulement de l'effluent.
  • Un réceptacle de secours 12, prévu intérieurement pour recevoir une vanne de sécurité auxiliaire récupérable au câble, est disposé dans le corps de vanne 1 au-dessus du tube piston 7 et peut coulisser vers le bas dans le corps 1 s'il est libéré d'éléments cisaillables qui le maintiennent fixé au corps 1 en fonctionnement normal de la vanne de sécurité. Ces éléments cisaillables se composent d'un bouchon fermé 13 traversant la paroi du réceptacle 12 et d'au moins une vis 14. Le cisaillement est obtenu en appliquant une pression suffisante dans le passage 4 si le réceptacle de secours 12 est obstrué.
  • La partie inférieure du réceptacle 12 pénètre de manière télescopique dans la portion supérieure 10 du tube piston 7, un joint annulaire 15 assurant un contact latéral étanche entre le réceptacle 12 et le tube piston 7.
  • Une chambre de manoeuvre 16 est formée entre le corps de vanne 1 d'une part et l'ensemble du tube piston 7 et du réceptacle 12, depuis un joint annulaire inférieur 17 porté par le tube piston 7 et appliqué contre le corps 1 jusqu'à un joint annulaire supérieur 18 porté par le réceptacle 12 et appliqué contre le corps 1. Cette chambre contient le ressort de rappel 8. La chambre de manoeuvre 16 est alimentée en huile hydraulique par une entrée 19 ménagée à la partie supérieure du corps 1, dans le mamelon supérieur 2. Ce mamelon 2 est prolongé vers le bas par une jupe cylindrique in- teme 20 contre laquelle s'applique le joint annulaire supérieur 18 tandis qu'une paroi externe 21 ménage entre elle et la jupe 20 un passage annulaire qui permet à l'huile hydraulique de passer dans la chambre de manoeuvre 16. L'huile hydraulique agit de haut en bas sur le tube piston 7 selon des surfaces différentielles du fait que le diamètre du joint annulaire 15 est un peu inférieur au diamètre du joint annulaire inférieur 17. Une admission d'huile hydraulique sous pression dans la chambre de manoeuvre 16 agit donc à l'encontre du ressort de rappel 8 et peut amener le tube piston 7 dans sa position basse d'ouverture du clapet.
  • La Fig 3 montre un bouchon de manoeuvre auxiliaire récupérable au câble 22 dont la partie supérieure, classique, par exemple à clapet à bille, a été représentée en élévation et qui est munie à sa partie inférieure d'un adaptateur 23 portant des joints à chevrons 24 et 25 qui, appliqués contre des portées du réceptacle 12 situées de part et d'autre du bouchon cisaillable 13, forment entre elles une chambre d'admission d'huile hydraulique qui est apte à recevoir cette huile hydraulique lorsque le bouchon 13 a été cisaillé et éjecté. Un panier 26 est prévu dans l'adaptateur 23 pour recevoir le bouchon 13 éjecté.
  • Sur la Fig 4 on a représenté le bouchon auxiliaire 22 descendu dans le réceptacle 12 avant que celui-ci ne soit détaché du corps 1. Un épaulement 27 du bouchon de manoeuvre 22 vient alors se fixer dans un profil d'arrêt 28 dit "NO GO" du réceptacle 12.
  • Sur la Fig 5, on a représenté le réceptacle 12 après cisaillement des vis 14 et du bouchon 13 et descente de ce réceptacle dans la position active de celui-ci où il maintient le tube piston 7 en position basse d'ouverture du clapet 5. Pour simplifier la figure, on a montré le réceptacle 12 sans la vanne auxiliaire ou le bouchon de manoeuvre 22. Le réceptacle 12 est lui-même maintenu dans cette position active par un segment de verrouillage 29 qui s'engage dans une gorge 30 du corps 1.
  • L'isolement du circuit hydraulique propre à la manoeuvre du clapet 5 lors de l'utilisation de la vanne auxiliaire est assuré par un joint annulaire auxiliaire d'étanchéité 31 prévu sur le réceptacle 12 sous le bouchon 13 et venant, en position active de ce réceptacle 12, sur une portée 32 du corps 1, comme on le voit sur la Fig 5. Ce joint 31 se trouve, en position de repos du réceptacle 12, en face d'une gorge de dégagement 33 du corps 1. Ainsi, en position de repos du réceptacle 12, le joint 31 se trouve baigné par l'huile hydraulique et il ne subit aucune contrainte mécanique. Le ség- ment de verrouillage 29 est aussi baigné dans l'huile hydraulique. On peut avantageusement prévoir sur le réceptacle 12 entre le bouchon 13 et le joint annulaire supérieur 18 et de préférence au-dessus du segment de verrouillage 29, un joint annulaire supplémentaire 34 qui se trouve, en position de repos du réceptacle 12, en face d'une deuxième gorge de dégagement 35 ménagée dans le corps 1, comme on le voit sur les Fig 4 et 8 et qui, en position active du réceptacle 12, vient s'appliquer sur une portée du corps 1. De cette manière, les joints 31 et 34, qui assurent, en position active du réceptacle l'étanchéité de part et d'autre du trou laissé, par l'éjection du bouchon 13, dans la paroi du réceptacle 12, ne subissent aucune contrainte pendant le repos du réceptacle 12 et sont prêts à jouer efficacement leur rôle en cas de défaillance de la vanne à clapet 5.
  • On remarquera que le ressort de rappel 8 se trouve bien protégé de l'effluent et ne risque pas de se trouver coincé dans son logement, un excès de pression de l'huile hydraulique dans la chambre de manoeuvre tendant au contraire à écarter les parois latérales délimitant le logement du ressort de rappel.
  • Le porte-clapet 6 est muni, sur les Fig 1, 2, 5 et 6, d'un orifice latéral 36 dans lequel, selon les utilisations, on peut introduire une soupape 37 d'égalisation de la pression de part et d'autre du - clapet 5. Cette soupape 37 est fermée quand le tube piston 7, en position haute, présente un évidemment 38 en face de la soupape et elle s'ouvre lorsque tube piston 7 descend et va at- teindre le clapet 5. L'orifice latéral 36 peut aussi être bouché si cette égalisation de pression n'est pas nécessaire. La Fig 4 montre un porte-clapet 6 sans ouverture latérale.
  • La Fig 8 montre un porte-clapet 6 qui est muni d'un joint annulaire additionnel 39 s'appliquant contre le tube piston 7 tandis qu'une entrée 40 pour une ligne de commande hydraulique additionnelle 41 est prévue dans le porte-clapet 6 au-dessus de ce joint annulaire additionnel 39. Cette ligne de commande hydraulique 41 permet de compenser l'effet sur le tube piston de la pression hydrostatique dans la chambre de manoeuvre alimentée par une ligne de commande hydraulique principale 42 reliée à l'entrée 19 et de rendre la vanne utilisable à de très grandes profondeurs.
  • On a prévu un moyen de maintien temporaire en position d'ouverture du clapet 5, par exemple si l'on désire intervenir sur le circuit de commande hydraulique. On a, à cet effet, installé en dessous du clapet 5; une chemise 43 rendue élastique dans sa partie inférieure 44 pour s'encastrer dans une rainure interne 45 du corps de vanne 1 et munie à sa partie supérieure d'une gorge d'accrochage 46 prévue pour s'accrocher dans un verrou élastique 47, formé de chiens tenus élastiquement par des joncs, porté par le porte-clapet 6, lorsque la chemise 43 est dégagée de la rainure 45 et amenée au droit du clapet 5 ouvert et du verrou 47, comme le montre la Fig 6.
  • Pour dégager la chemise 43 et la faire monter dans le corps 1 on peut utiliser l'outil 48 représenté sur la Fig. 7. Cet outil 48, manoeuvrable au câble, comporte : une tête d'accrochage 49, un épaulement 50 destiné à s'arrêter dans le profil 28 du corps 1, un ensemble de deux demi-coquilles 51,52 écartées par des ressorts 53 et retenues par des vis 54, destiné à tenir le clapet 5 en position d'ouverture, et deux pinces 55, 56 articulées sur un axe de pivotement 57, écartées par un ressort 58 et munies à leurs extrémités d'une part d'une portée de translation 59 et d'autre part d'une portée palpeuse 60.
  • La Fig 8 montre l'outil 48 installé dans la vanne et prêt à en faire monter la chemise 43. L'épaulement 50 est retenu au bas du profil 28, les demi-coquilles 51 et 52 sont au. droit du clapet 5 ouvert par le tube piston 7 et les portées de translation 59 se trouvent écartées sous la chemise 43. Les jeux sont prévus pour que la chemise 43 ne puisse être saisie que par l'outil 48.
  • On purge alors l'alimentation hydraulique de la vanne, ce qui fait remonter le tube piston-7;-mais le clapet 5 reste ouvert grâce à l'action des demi-coquilles 51 et 52. En effectuant un battage vers le haut avec l'outil 48, on décroche la chemise 43 de la rainure 45 et on remonte la chemise avec l'outil 48 jusqu'au verrouillage de celle-ci en position haute grâce au verrou 47. A ce stade, les portées palpeuses 60 se rétractent au contact d'un bossage 61, ce qui libère les portées de translation 59 : l'outil 48 peut être remonté en surface.
  • Le déverrouillage s'effectue très simplement en réalimentant la vanne en huile hydraulique. Le déplacement vers le bas du tube piston 7 escamote le verrou 47 qui libère la chemise 43. Celle-ci est ramenée par le tube piston 7 dans sa position basse de verrouillage.

Claims (7)

1-Vanne de sécurité délimitée par un corps allongé (1) de forme générale cylindrique, formant un passage longitudinal (4), dont les extrémités (2,3) sont prévues pour que ce corps puisse être intercalé longitudinalement entre deux éléments successifs d'un tube de production, munie dans sa partie inférieure d'un clapet (5) permettant la fermeture du passage longitudinal (4) dans le sens montant et comprenant un tube piston (7) d'ouverture du clapet (5) qui est monté de manière à pouvoir coulisser longitudinalement en étant sollicité vers une position haute par un ressort de rappel (8) et en pouvant être déplacé vers une position basse, pour ouvrir le clapet (5), par l'admission d'huile hydraulique sous pression dans une chambre de manoeuvre (16) de ce tube piston (7) et, au-dessus de ce tube piston, un réceptacle tubulaire (12) prévu pour recevoir intérieurement, en cas de besoin, une vanne de sécurité auxiliaire récupérable au câble, caractérisée en ce que ce réceptacle - (12) est un réceptacle déplaçable longitudinalement qui, à sa partie inférieure, s'engage, de manière téléscopique et étanche, avec le tube piston (7), ladite chambre de manoeuvre (16) étant une chambre annulaire formée entre ledit corps (1) d'une part et l'ensemble du tube piston (7) et dudit réceptacle (12), d'autre part et s'étendant d'un joint annulaire inférieur (17) porté par le tube piston (7) et appliqué contre ledit corps (1) à un joint annulaire supérieur (18) porté par le réceptacle (12) et appliqué contre ledit corps (1), qui, en fonctionnement normal de la vanne de sécurité, est maintenu solidaire dudit corps (1) par des éléments cisaillables : vis (14) et un bouchon fermé traversant (13), disposés au-dessous dudit joint annulaire supérieur (18), qui est muni extérieurement d'un segment de verrouillage (29) ainsi que d'au moins un joint annulaire auxiliaire d'étanchéité (31) situé au-dessous dudit bouchon (13) et qui, lorsqu'il est obturé et qu'on applique, dans ledit passage longitudinal (4), une pression suffisante pour cisailler les éléments cisaillables (14, 13), descend dans ledit corps (1) en position de secours en entraînant le tube piston (7) dans ladite position basse tandis que ledit joint annulaire supérieur (18) et ledit joint annulaire auxiliaire (31) forment étanchéité entre ledit corps (1) et ledit réceptacle (12) et que ledit segment de verrouillage (29) s'engage dans une gorge (30) dudit corps (1).
2-Vanne de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une gorge (33) est ménagée dans ledit corps (1) en face de la position occupée par ledit joint annulaire auxiliaire (31) lorsque le réceptacle (12) est fixé au corps (1) par les éléments cisaillables (14,13).
3-Vanne de sécurité selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un joint annulaire supplémentaire (34) est prévu à l'extérieur du réceptacle (12) entre ledit bouchon (13) et ledit joint annulaire supérieur (18) pour former étanchéité entre ledit corps (1) et ledit réceptacle - (12) lorsque ce dernier est en position de secours et en ce qu'une gorge (35) est ménagée dans ledit corps (1) en face de la position occupée par ledit joint annulaire supplémentaire (34) lorsque le réceptable (12) est fixé au corps (1) par les éléments cisaillables (14, 13).
4-Vanne de sécurité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tube piston (7) comporte une portion supérieure (10) en engagement télescopique avec la partie inférieure du réceptacle (12) et venant en butée contre celle-ci lors du rapprochement relatif du tube piston (7) et du réceptacle (12) et une portion inférieure (11) autour de laquelle est installé le ressort de rappel (8) qui s'appuie vers le haut contre cette portion supérieure (10) et vers le bas contre une pièce tubulaire (9) qui fait partie dudit corps (1) et contre laquelle s'applique latéralement ledit joint annulaire inférieur (17) porté par le tube piston (7).
5-Vanne de sécurité selon la revendication 4, caractérisée en ce que sous ladite pièce tubulaire (9) est disposé un porte-clapet (6) muni d'un orifice latéral (36) pouvant recevoir une soupape (37) normalement fermé et s'ouvrant par pression latérale du tube piston (7) au moment où l'extrémité inférieure de celui-ci s'approche du clapet (5) dans son mouvement de descente.
6-Vanne de sécurité selon la revendication 4, caractérisée en ce que sous ladite pièce tubulaire (9) est disposé un porte-clapet (6) portant un verrou élastique (47) escamoté par le passage du tube piston (7) et apte, en position non escamotée, à verrouiller l'extrémité supérieure (46) d'une chemise (43) d'ouverture temporaire du clapet (5), qui se trouve normalement dans un logement dudit corps (1) ménagé en dessous de la position basse du tube piston (7) et qui peut être déplacée vers le haut, par un outil manoeuvré au câble (48), pour venir se verrouiller dans ledit verrou élastique (47) et assurer le maintien du clapet (5) en position d'ouverture.
7-Vanne de sécurité selon la revendication 4, caractérisée en ce que sous ladite pièce tubulaire (9) est disposé un porte-clapet (6) muni d'un joint annulaire additionnel d'étanchéité (39) s'appliquant latéralement contre ledit tube piston (7) tandis que l'entrée (40) d'une ligne de commande hydraulique additionnelle (41) est prévue à travers ledit porte-clapet (6) au-dessus de ce joint annulaire additionnel d'étanchéité (39) pour compenser l'effet sur le tube piston de la pression hydrostatique régnant dans ladite chambre de manoeuvre.
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