FR2724410A1 - Vanne de securite de fond de puits a mecanisme d'egalisation de la pression - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une vanne de sécurité de fond destinée à commander l'écoulement d'un fluide dans un conduit d'un puits. Cette vanne est caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen formant soupape d'égalisation pour permettre et empêcher alternativement l'écoulement du fluide à travers le passage de fluide (30, 46, 56), ce moyen comprenant un organe de fermeture de soupape (58) qui est mobile de manière à pouvoir venir en contact avec une surface d'étanchement (66) entourant une partie du passage du fluide (30, 46, 56) et à pouvoir s'écarter de cette surface, un moyen élastique sollicitant l'organe de fermeture de soupape (58) contre la surface d'étanchement (66), et un passage de dérivation du fluide (72, 74) qui est en communication avec le passage du fluide (30, 46, 56) et qui est ouvert par suite du mouvement de l'organe de fermeture de soupape (58) s'écartant de la surface d'étanchement (66), le passage de dérivation étant séparé de la surface d'étanchement (66) de telle façon que le fluide puisse s'écouler à travers ce passage de dérivation sans venir en contact avec la surface d'étanchement (66).
Description
La présente invention concerne une vanne de sécurité de fond utilisée pour
conmander l'écoulement d'un fluide dans un conduit d'un puits et plus particulièrement une vanne de sécurité
de fond a égalisation de la pression.
Les vannes de sécurité de fonds sont utilisées coura ent dans les puits afin d'empêcher un écoulement du fluide incontrôlé à travers le puits dans un cas d'urgence tel que celui de l'éruption d'un puits. Les vannes de sécurité traditionnelles utilisent un clapet qui est sollicité par un ressort vers une position normalement fermée mais qui est maimtenu dans une
position ouverte par suite de l'application d'un fluide hydraulique provenant de la surface du sol.
Une vanne de sécurité de fond typique est représentée et décrite dans le brevet US 4 161 219.
Lorsque le clapet est dans la position fermée, la pression du fluide du puits se trouvant en dessous du clapet et qui agit sur une surface relativement grande de ce clapet, rend l'ouverture du clapet difficile. Cette difficulté à l'ouverture ne peut pas être aisément sunrmontée simplement en augmentant la force exercée sur le clapet à cause du fait que l'aire de la section transversale relativement petite de l'ensemble d'ouverture à piston et cylindre exigerait une pression du fluide qui pourrait faire éclater le conduit de commande transportant le fluide hydraulique. Pour surmonter la difficulté d'ouverture du clapet, différentes formes de mécanismes ont été développées afin de permettre d'égaliser la pression au-dessus et en dessous du clapet avant l'ouverture complète du clapet. Ces types de vannes de sécurité sont généralement considérés
commne des vannes de sécurité "à égalisation de la pression".
Additionnellement, lorsque le clapet est ouvert, l'écoulement initial du fluide du puits est relativement rapide et il tend à attaquer ou éroder la surface d'étanchemcn primaire du clapet N'importe quel dommage cause a cette surface d'étanchement primaire est extrêmemnt critique parce que c'est cette surface d'étanchement qui doit être intacte pour empêcher un écoulement
incontrôlé des fluides du puits et éviter une éruption possible dans le puits.
Le brevet US 3 078 923 décrit un mécanisme de soupape d'égalisation dans la paroi, du type "à travers le côteé", lequel est ouvert par le mouvement descendant du tube d'écoulement avant que ce tube d'écoulement ne vienne en contact avec le clapet et ne provoque l'ouverture de celui- ci. Alors que l'écoulement initial du fluide est avantageusement dirigé à travers le mécanisme de soupape d'égalisation, afin de maintenir la surface d'étanchement du clapet non endommagée, le mécanisme de soupape d'égalisation est sourmis au mêmne écoulement du fluide
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relativement rapide qui provoque une érosion de la surface d'étanchement de la soupape. Là encore, tout dommage causé a une surface d'étanchement quelconque doit être évité pour que la vanne de sécurite soit totalement fonctionnelle afin de protéger le puits. En outre, si le ressort qui maintient le mécanisme de soupape en place vient a être endommagé ou perdu, le mécanisme de soupape peut devenir décentrée ou se séparer smunplement de son siège. Ensuite, la vanne de sécurité ne serait plus fonctionnelle parce qu'une ouverture incontrôlée serait créée laquelle ne
pourrait pas empêcher que le fluide du puits s'écoule à travers elle.
Chacun des brevets US 4 427 071 et 4 457 376 décrit un mécanisme d'égalisation qui est constitué par un clapet avec une surface supérieure inclinée. Lorsque le tube d'écoulement est étendu pour ouvrir le clapet, le bord inférieur du tube d'écoulement vient en contact avec la surface inclinée pour amener le clapet à s'écarter partiellement de son siège avant d'être totalement ouvert. Alors que ce mécanisme d'égalisation ne pose pas le problème de la retenue du ressort dont il a été question précédemment, il présente cependant le problème de l'endommagement de la surface d'étanchement primaire du clapet par l'écoulement initial du
fluide.
Chacun des brevets 4 415 036 et 4 478 286 décrit un mécanisme d'égalisation qui consiste en un bouchon soupape maintenu par un ressort en travers d'une ouverture verticale prévue dans le clapet lui-même. Alors que le bouchon soupape suivant le brevet US 4 478 286 ne présente pas le problème de l'érosion d'une surface d'étanchement par l'écoulement initial du fluide, les deux bouchons soupapes décrits dans ces brevets doivent être maintenus par un ressort qui peut être endommagé ou simplement mis hors service par suite des actions de fluides corrosifs pendant une longue période de temps. Là encore, si le ressort est perdu, le bouchon soupape se détache de son ouverture dans le clapet. De ce fait, la vanne de sécurité se trouve être non fonctionnelle parce qu'une ouverture incontrôlée est créée, ce qui ne peut pas empêcher que le
fluide du puits ne s'écoule à travers elle.
Chacun des brevets 4 629 002, 4 703 805, 4 722 399 et 5 058 682 décrit des mécanismes d'égalisation qui ne visent pas les problèmes de l'érosion de la surface d'étanchement primaire et de la retenue du ressort. Chacun de ces brevets décrit des agencements de dérivation de l'écoulement du fluide, généralement considéres comme des passages du type labyrinte, afin de ralentir l'écoulement initial du fluide pour empêcher l'érosion de la surface d'étanch;ent En
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dépit des avantages en matière de performance de ces vannes de sécurité, ces vannes exigent des opérations d'usinage complexes et de nombreuses pièces qui augmentent d'une manière notable
leur coût de fabrication.
Il v a donc un besoin d'une vanne de sécurité à égalisation de la pression qui puisse être fabriquée d'une manière relativement peu onereuse et qui ne souffre pas des problèmes de
l'érosion des surfaces d'étanchement prnmaires et d'égalisation et de la retenue du ressort.
La présente invention a été conçue pour remédier aux inconvénients précités et pour répondre aux besoins énoncés ci-dessus. Plus particulièrement l'invention a pour objet une vanne de sécurité de fond pour commander l'écoulement d'un fluide dans un conduit d'un puits, laquelle est conçue pour emplcher que son mécanisme d'égalisation ne soit endommagé par un écoulement initial du fluide lorsque le clapet est ouvert et que, de préférence, il ne puisse être égalemrent perdu
dans le forage.
Suivant la présente invention il est prévu une vanne de sécurité de fond destinée à commander l'écoulement d'un fluide dans un conduit d'un puits caractérisée en ce qu'elle comprend un corps tubulaire présentant un alésage longitudinal s'étendant à travers ce corps, un clapet monté articulé dans le corps tubulaire afin de permettre et d'empêcher alt vemt l'écoulement du fluide à travers l'alésage longitudinal, un moyen pour solliciter le clapet vers une position normalement fermée afin d'empêcher l'écoulement du fluide à travers l'alésage longitudinal, des moyens pour ouvrir d'une manière commandée le clapet, un passage de fluide pour établir une communication pour le fluide à travers l'alésage longitudinal entre un point situé d'un premier côté du clapet, lorsque ce clapet est en position fermée, et un second côté du clapet, et un moyen formant soupape d'égalisation pour permettre et empêcher alternativement l'écoulement du fluide a travers le passage de fluide, ce moyen comprenant un organe de fermeture de soupape qui est mobile de manière à pouvoir venir en contact avec une surface d'étanchement entourant une parutie du passage du fluide et à pouvoir s'écarter de cette surface, un moyen élastique sollicitant l'organe de fermeture de soupape contre la surface d'étanchermnt, et un passage de dénrivanion du fluide qui est en communication avec le passage du fluide et qui est ouvert par suite du mouvement de l'organe de fermeture de soupape s'écartant de la surface d'étanchement, le passage de dérivation etant séparé de la surface d'étanchement de telle façon que le fluide puisse s'écouler à travers ce passage de dérivation sans venir en contact avec la
surface d'étanchement.
On décrira ci-apres, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en reférence aux dessins annexes sur lesquels: La figure I est une vue en élévation, partiellement en coupe, représentant une vanne de
sécurité de fond suivant la présente invention.
La figure 2 est une vue en élévation partielle montrant un mécanisme d'égalisation suivant la présente invention installé dans une vanne de sécurité de fond de la figure 1 et
représenté dans la position fermeée.
La figure 3 est une vue semblable a celle de la figure 2 avec le mécanisme d'égalisation
suivant la présente invention représente dans la position d'égalisation.
La figure 4 est une vue semblable a celle de la figure 2 avec le mécanisme d'égalisation
suivant la présente invention représenté dans la position ouverte.
La figure 5 est une vue en coupe faite suivant la ligne A-A de la figure 4.
Dans le cadre de la descnption qui va suivre, on supposera que la présente invention est installée dans une vanne de sécurité de fond du type décrit dans le brevet US 4 161 219 et qui est considérée couramment comme étant une vanne de sécurité à piston-tige. Cependant, on comprendra que la présente invention peut être utilisée dans n'importe quelle vanne de sécurité disponible dans le commerce, qu'elle soit transportée dans un tube de production, transportée par
un fil, actionnée hydrauliquement ou électriquement.
Si on se réfere maintenant à la figure 1, on voit qu'une vanne de sécurité de fond 10 suivant la présente invention est constituée d'un corps généralement tubulaire 12 présentant un alésage longitudinal 14 qui s'étend à travers le corps. Chaque extrémité du corps 12 comporte des dispositifs, tels que des filetages 16, pour son interconnexion avec un train de tiges (non représenté) suspendu dans un puits. Un manchon 18, considéré habituellement conmme un tube d'écoulemrnent, est disposé dans l'alésage 14 et il est adapté de manière à pouvoir se déplacer axialement dans celui-ci. Le tube d'écoulement 18 comporte un ressort 20 disposé autour de lui, qui agit sur un épaulement 22 prévu sur le tube d'écoulement 18 et qui sollicite le tube
d'écoulement 18 de manièere a l'éloigner d'un mécanisme à clapet 24.
Le mécanisme à clapet 24 comprend d'une manière générale un disque ou un organe de fermeture de vanne du type clapet 26, lequel est pourvu de bras espacés 28, sur son bord périphérique, ces bras étant articulés sur un boîtier annulaire 30 monté dans l'alésage 14. Le boîtier annulaire 30 comporte une surface d'étanchement annulaire métallique 32 pouvant coopérer avec une surface d'étanchement annulaire 34 sur le clapet 26. En outre, le boîtier annulaire 30 comporte une surface d'étanchéité annulaire secondaire 38 formée à partir d'un corps annulaire en un matériau flexible lequel peut coopérer avec la surface d'étanchement annulaire 34 sur le clapet 26. La surface d'étanchement métallique 32 est généralement considérée comme étant le "siège dur" tandis que la surface d'étanchement flexible 38 est généralement considérée comme
étant le "siège souple".
Un système à piston-tige est prévu pour ouvrir le clapet 26 et il est constitué d'un piston monté d'une manière étanche, de façon a pouvoir effectuer un mouvement altematif, dans un alésage 42 prévu dans la paroi du corps tubulaire 12. Une première extrémité du piston 40 est en contact avec un fluide hydraulique qui lui est fourni, à partir de la surface du sol, à travers un conduit de commande 44 d'un diamètre relativement petit. La seconde extrémité du piston 40 est reliée opérationnellement au tube d'écoulement 18. Lorsque la pression du fluide hydraulique dans le conduit de commande 44 dépasse la force nécessaire pour comprimer le ressort 20, le piston 40 se déplace afin de déplacer le tube d'écoulement 18, pour l'amener en contact avec le clapet 26 et provoquer ainsi son ouverture. Dans le cas o la pression hydraulique appliquée au piston 40 est diminuée, tel que par suite d'un ordre provenant de la surface de la terre ou bien parce que le conduit de commande 44 a été endommagé, le ressort 20 déplace le tube d'écoulemant 18 pour l'éloigner du clapet 26. Ce clapet 26 est alors tourné dans une position fermée sous l'action d'un ressort de charnière (non représenté) afin de permettre aux sièges annulaires 34,36 et 38 de s'appliquer les uns sur les autres et de constituer un joint étanche au fluide empêchant
l'écoulement du fluide à travers lui.
Ainsi qu'il a été décnrit précédemment, lorsque le clapet 26 a été fermé, la pression des fluides dans l'alésage en amont, c'est-a-dire en dessous du clapet fermé 26 augmente tandis que la pression des fluides du puits en aval, c'est-à-dire au-dessus du clapet fermé 26, diminue du fait que ces fluides du puits sont récupéres à la surface du sol à travers le train de tiges. Cette différence de pression a rendu l'ouverture subséquente du clapet 26 difficile du fait que le conduit de commande 44 de diamètre relativement petit doit fournir une force susante due au fluide pour surmonter celle du ressort 20 et également pour déplacer le clapet 26 à l'encontre de la
pression des fluides se trouvant en dessous, pour pouvoir rompre le joint d'étanchéité fluidique.
Le mécanisme d'égalisation suivant la présente minvention permet l'ouverture commandée du clapet 26 d'une façon qui permet de réduire la pression des fluides en dessous du clapet 26 de façon à réduire la force nécessaire pour ouvnrir le clapet 26. Ce qui est plus important, le mécanisme d'égalisation suivant la présente minvenuon empêche que l'écoulement initial des fluides, à vitesse relativement élevée, à travers le clapet 26 n'endommage les surfaces d'étanchement annulaires
34,36 et 38.
Le mécanisme d'égalisation suivant la présente invention apparaît le mieux sur les figures 2-5 sur lesquelles on peut voir que le boîtier annulaire 30 comporte un creux 46 et un joint annulaire 48, sur sa surface extérieure, pour assurer l'étanchéité avec l'alésage. Les fluides du puits provenant d'en dessous du clapet 26 s'écoulent le long d'une série de chicanes ou gorges 50, situées sur la surface externe du boîtier 30 et qui sont conçues de manière à ralentir l'écoulemet des fluides le long d'elles, et à travers une ouverture 52 débouchant dans un espace annulaire 54
formé par le creux 46. Les fluides du puits sont empêchés de pénétrer dans ralésage 14, au-
dessus du clapet 26, par suite de l'action du joint d'étanchéité annulaire 48.
Le boîtier annulaire 30 comporte une ouverture généralement radiale 56 qui, si elle n'est pas obturée, permet une communication pour le fluide entre l'alésage 14 au-dessus du clapet 26 et le creux 46 ou l'espace annulaire 54 et l'alésage 14 en dessous du clapet 26. Le creux 46 est adjacent à la portion externe de l'ouverture 56. Cette ouverture 56 est représentée comme étant essentiellement radiale par rapport a l'axe longitudinal de l'alésage 14; cependant cette ouverture 56 peut être inclinée pratiquement dans n'importe quelle direction ainsi qu'il est désiré. Un organe de fermeture de soupape ou bouchon tubulaire 58 est disposé partiellement dans l'ouverture 56 de manière à pouvoir effectuer un mouvement alternatif dans cette ouverture 56, le long d'un axe transversal par rapport à l'axe longitudinal, et il comporte une tête 60 de plus grand diamètre, à une première extremité qui s'étend dans l'espace annulaire 54, et une portion biseautée ou courbe 62 sur sa seconde extrémité opposée qui s'étend partiellement dans l'alésage 14. La tête 60 de plus grand diamètre comporte une surface d'étanchement annulaire métallique 64 qui coopère avec une surface d'étanchement annulaire 66 sur le boîtier annulaire 30. autour de l'ouverture 56. Les
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surfaces d'étanchement annulaires 64 et 66 sont de préférence chanfireinées pour assurer un bon
contact étanche.
Ainsi qu'il est illustré sur La figure 5, le bouchon soupape 58 est maintenu dans une position normalement fermée sous l'action d'un ressort circonférentiel 68 qui est fixé au boîtier O annulaire 30 au moyen de vis 70 et qui est contenu partiellement dans le creux 46. Dans le cas o le ressort 68 vient à être endommagé ou à se rompre, le bouchon soupape 58 ne peut pas être perdu dans le puits parce que le bouchon soupape 58 est retenu dans l'espace annulaire 54 autour du boîtier annulaire 30. En outre, si le ressort 68 vient à être défaillant, le bouchon soupape 58 est conçu de manière à être forcé de venir dans une position fermée sous l'action de la pression du
fluide s'exerçant sur l'aire de la surface relativement grande de la tête 60.
Le bouchon soupape 58 présente un conduit interne longitudinal 72 qui s'étend à partir de la portion biseautée 62, a sa seconde extrémité, et qui communique avec une ou plusieurs ouvertures radiales 74 qui débouchent du bouchon soupape 58 en un emplacement espacé situé entre sa seconde extrémité et sa premiere extrémnité et qui est espacé de la surface d'é nchcnxt
64 de plus grand diamètre. La fonction de ces ouvertures 72 et 74 sera précisée ci-après.
Ainsi qu'il est illustré sur la figure 2, le clapet 26 et le bouchon soupape 58 sont dans la position fermée afin d'empêcher tout passage de fluide à travers eux. Lorsque le clapet 26 doit être ouvert, le tube d'écoulement 18 est forcé en direction du clapet 26 par suite de l'application de fluide hydraulique à travers le conduit de commande 44 (comme il a été décrit précédemment) ou par une action électrique/mécanique ou une action simplement mécanique, suivant le type de vanne de securité dans laquelle la présente invention est incluse. Ainsi qu'il est illustré sur la figure 3, la seconde extrémité du bouchon soupape 58, correspondant à l'extrémité biseautée 62, s'étend dans l'alésage 14. Une portion inférieure du tube d'écoulement 18 vient en contact avec une telle extrémité biseautée 62 et amène le bouchon soupape 58 à être déplacé radialanent vers l'extérieur. La portion inférieure du tube d'écoulement 18 est formée d'n matériau suffisa ent dur pour ne pas être déformée par suite du contact avec l'extrémité biseautée 62 ou bien la portion inférieure du tube d'écoulement 18 peut comporter un revêtement de surface dur ou bien elle peut être formée en tant que pièce séparée jointe au tube et formée d'un matériau plus dur que
celui des autres portions du tube d'écoulement 18.
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Lorsque le bouchon soupape 58 est déplacé radialement par suite de son contact avec le tube d'écoulement 18, les surfaces d'étanchement annulaires 64 et 66 sont tout d'abord sépares et ensuite le bouchon soupape 58 est déplacé davantage dans le sens radial afin d'exposer La ou les ouvertures radiales 74. Le fluide du puits a pression relativement élevée s'écoule alors rapidement dans le bouchon soupape 58 et il sort de l'ouverture longitudinale 72 pour déboucher dans l'alésage 14 au-dessus du clapet 26. Puisque les ouvertures radiales 74 sont écartées des surfaces d'étanchement annulaires 64 et 66, l'écoulement relativement rapide des fluides du puits n'endommage pas ces surfaces. En outre, la portion inférieure du tube d'écoulement 18 comporte un ou plusieurs trous radiaux 76 pour contribuer à l'écoulement des fluides du puits vers et dans
l'alésage 14, par l'intermédiaire de l'alésage longitudinal interne du tube d'écoulement 18.
Autrement, l'intervalle entre la surface interne du boîtier annulaire 30 et la surface externe du tube d'écoulement 18 peut n'être pas suffisamment grand pour permettre l'égalisation rapide qui
est exigée pour un fonctionnement efficace de la vanne de sécurité 10.
L'opérateur se trouvant à la surface du sol peut arrêter le mouvement du tube d'écoulement 18 jusqu'à ce que l'égalisation de la pression ait eu lieu et il peut procéder ensuite à l'ouverture du clapet 26 (c'est-à-dire dans un processus à deux étapes), ou bien encore le tube d'écoulement 18 peut être déplace en un seul mouvement continu pour ouvrir le clapet 26. Dans l'un ou l'autre cas, le tube d'écoulement 18 est forcé contre le clapet 26 avec une force suffisante pour surmonter le ressort de charnire (non représenté) et pour maintenir le clapet 26 dans la position ouverte, ainsi qu'il est illustré sur la figure 4, aussi longtemps que la pression hydraulique en provenance du conduit de commande 44 est appliquée. Lorsque la pression hydraulique provenant du conduit de commande 44 est réduite ou supprimée, le ressort 20 amae le tube d'écoulement 18 à s'éloigner du clapet 26 si bien que (a) le clapet 26 tourne dans la position fermée et les surfaces d'étanchement 34,36 et 38 viennent en contact actif les unes avec les autres afin d'empêcher l'écoulement du fluide à travers elles, et (b) le tube d'écoulement 18 s'éloigne de l'extrémité biseautée 62 du bouchon soupape 58 et la ou les ouvertures radiales 74 sont déplacées dans le creux prevu dans le boîtier annulaire 30 et les surfaces d'étanchement 64 et 66 viennent en contact actif l'une avec l'autre pour empêcher l'écoulement du fluide à travers elles.
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Ainsi qu'il a été décnt en détail dans ce qui précède, la présente invention a été conçue pour remédier aux mconvements des vannes de sécurité a égalisation de la pression connues antérieurement, plus particulièrement en empéchant que son mécanisme d'égalisation ne soit perdu dans le fond du forage et qu'il ne soit endommagé par un écoulement initial du fluide
lorsque le clapet est ouvert.
Claims (12)
1. Vanne de sécurité de fond destinée à commander l'écoulement d'un fluide dans un conduit d'un puits caractérisée en ce quelle comprend un corps tubulaire (12) présentant un alésage longitudinal (14) s'étendant a travers ce corps, un clapet (26) monté articulé dans le corps tubulaire (12) afin de permettre et d'empêcher alternativement l'écoulement du fluide à travers l'alésage longitudinal (14), un moyen pour solliciter le clapet (26) vers une position normalement fermée afin d'empêcher l'écoulement du fluide à travers l'alésage longitudinal (14), des moyens (18,40,42) pour ouvrir d'une manière commandée le clapet (26), un passage de fluide (30,46,56) pour établir une communication pour le fluide à travers l'alésage longitudinal (14) ente un point situé d'un premier côté du clapet (26), lorsque ce clapet est en position fermée, et un second côté du clapet (26), et un moyen formant soupape d'égalisation pour permettre et empêcher alternativement l'écoulement du fluide à travers le passage de fluide (30,46,56), ce moyen comprenant un organe de fermeture de soupape (58) qui est mobile de manièere à pouvoir venir en contact avec une surface d'étanchement (66) entourant une partie du passage du fluide (30,46,56) et à pouvoir s'écarter de cette surface, un moyen élastique (68) sollicitant l'organe de fermeture de soupape (58) contre la surface d'étanchement (66), et un passage de dérivation du fluide (72,74) qui est en communication avec le passage du fluide (30,46,56) et qui est ouvert par suite du mouvement de l'organe de fermeture de soupape (58) s'écartant de la surface d'Oétanchement (66), le passage de dérivation étant séparé de la surface d'étanchement (66) de telle façon que le fluide puisse s'écouler à travers ce passage de dérivation sans venir en contact avec la surface
d'étanchement (66).
2. Vanne de sécurité de fond suivant la revendication I caractérisée en ce que l'organe de fermeture de soupape (58) est mobile le long d'un axe transversal par rapport à l'alésage longitudinal.
3. Vanne de sécurite de fond suivant l'une quelconque des revendications I ou 2
caractérisée en ce que les moyens (18,40,42) pour ouvrir d'une manière commandée le clapet (26) comprennent un organe tubulaire (18) mobile longitudinalement dans l'alésage longitudinal (14), et un ensemble à piston (40) et à cylindre (42) monté dans le corps tubulaire (12), un côté de cet ensemble étant adapte de manière à être en communication avec une source de fluide hydraulique pour déplacer le clapet (26) dans la position ouverte, afin de permettre l'écoulement du fluide à
travers l'alésage longitudinal (14).
4. Vanne de sécurité de fond suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3
caractérisée en ce que le passage du fluide (30,46,56) comprend un boîtier amnnualaire (30) monté dans l'alésage longitudinal (14) du corps tubulaire (12) et comportant une ouverture (56) dans ce boîtier laquelle est en communicantion avec un creux (46) adjacent à une portion externe de cette ouverture, et l'organe de fermeture de soupape (58) s'étend partiellement dans l'ouvertumre (56)
avec le moyen élastique (68) contenu dans le creux (46).
5. Vanne de sécurité de fond suivant la revendication 4 caractérisée en ce que la surface d'étanchement (66) est constituée par une surface d'étanchemnent annulaire formée dans le boîtier
annulaire (30) autour de l'ouverture (56) prévue dans ce boitier.
6. Vanne de sécurité de fond suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5
caractérisée en ce que l'organe de fermeture de soupape (58) est constitué par un bouchon cylindrique (58) ayant une surface d'étanchement annulaire (64) de plus grand diamnètre adjacente à une première extrémité de ce bouchon, afin d'assurer un contact étanche en coopération avec la
surface d'étanchement (66) formée dans le corps tubulaire.
7. Vanne de sécurité de fond suivant la revendication 6 caractérisée en ce que le bouchon cylindrique (58) comporte une seconde extrémité (62) opposée à sa prmire extrémité et qui est adaptée de manièere à s'étendre partiellement dans l'alésage longitudinal (14) lorsque le
bouchon (58) est en position fermée.
8. Vanne de sécurité de fond suivant la revendication 7 caractérisée en ce que le passage de dérivation du fluide comprend un conduit interne (72) s'étendant, à l'intérieur du bouchon cylindrique (58), à partir de sa seconde extrémité (62) jusqu'à un emplacoment espacé entre la première extrémité et la seconde extrémite (62) du bouchon et espacé de la surface d'étandement
(64) de plus grand diamètre.
9. Vanne de sécurité de fond suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le bouchon cylindrique est déplacé d'une position normalement fermée à une position ouverte par suite d'un contact actif avec les moyens (18,40,42) pour ouvrir d'une manire commandée le
clapet (26).
12 2724410
10. Vanne de sécurité de fond suivant la revendication 9 caractérisée ce que les moyens pour commander le clapet (26) comprennent un organe tubulaire (18) mobile longitudinalemet dans l'alésage longitudinal (14), et un ensemble à piston (40) et cylindre (42) monté dans le corps tubulaire (12), un côte de cet ensemble étant adapté de manière à être aen communication avec une source de fluide hydraulique pour déplacer le clapet (26) vers la position ouverte, afin de permettre l'écoulement du fluide à travers l'alésage longitudinal
11. Vanne de sécurité de fond suivant la revendication 9 caractérisée en ce que la seconde extrémité (62) du bouchon cylindrique (58) est biseautée afin de contribuer à son déplacement lors du contact actif avec les moyens (18, 40,42) pour ouvrir d'une mniamère
commandée le clapet (26).
12. Vanne de sécurité de fond destinée a commander l'écoulement d'un fluide dans un conduit d'un puits caractérinsee en ce qu'elle comprend un corps tubulaire (12) présentant un alésage longitudinal (14) s'étendant à travers ce corps, un clapet (26) monté articulé dans le corps tubulaire (12) afin de permettre et d'empêcher alternativement l'écoulement du fluide à travers l'alésage longitudinal (14), un moyen pour solliciter le clapet (26) vers une position normalement fermée afin d'empêcher l'écoulement du fluide à travers l'alésage longitudinal (14), des moyens (18,40,42) pour ouvrir d'une manière commandée le clapet (26), un passage de fluide (30,46,56) pour établir une communication pour le fluide à travers l'alésage longitudinal (14) entre un point situé d'un premier côté du clapet (26), lorsque ce clapet est en position fermée, et un second côté du clapet (26), et un moyen formant soupape d'égalisation pour permettre et empêcher alternativement l'écoulement du fluide à travers le passage de fluide (30,46,56), ce moyen comprenant un organe de fermeture de soupape (58) monté à travers le passage du fluide (30,46,56) à proximité du premier côté du clapet (26) et mobile le long d'un axe gééralement transversal par rapport à l'alésage longitudinal (14), un moyen élastique (68) contenu dans le passage du fluide (30,46,56) pour solliciter l'organe de fermeture de soupape (58) contre une surface d'étanchement (66) formée dans le corps tubulaire, et un passage de dérivation du fluide (72,74) à l'intérieur de l'organe de fermeture de soupape (58) afin d'empêcher qu'un écoulement initial du fluide, a travers le passage du fluide, ne vienne en contact avec la surface d'étanchemnent (66).
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|---|---|---|---|---|
| US5503229A (en) * | 1994-09-09 | 1996-04-02 | Camco International Inc. | Equalizing subsurface safety valve |
| GB9502154D0 (en) * | 1995-02-03 | 1995-03-22 | Petroleum Eng Services | Subsurface valve |
| US6148843A (en) * | 1996-08-15 | 2000-11-21 | Camco International Inc. | Variable orifice gas lift valve for high flow rates with detachable power source and method of using |
| AU7712998A (en) * | 1997-06-03 | 1998-12-21 | Camco International, Inc. | Pressure equalizing safety valve for subterranean wells |
| WO1998055731A1 (fr) | 1997-06-06 | 1998-12-10 | Camco International Inc. | Actionneur electro-hydraulique d'un outil de puits |
| GB2343208B (en) * | 1997-06-10 | 2002-02-20 | Camco Int | Pressure equalizing safety valve for subterranean wells |
| AU8070798A (en) * | 1997-07-24 | 1999-02-16 | Camco International, Inc. | Full bore variable flow control device |
| US6003605A (en) * | 1997-12-01 | 1999-12-21 | Halliburton Enery Services, Inc. | Balanced line tubing retrievable safety valve |
| WO1999054589A1 (fr) * | 1998-04-20 | 1999-10-28 | Camco International Inc. | Joint ameliore d'arret par abaissement pour valve de securite de subsurface commandee depuis la surface |
| US6283217B1 (en) * | 1998-08-06 | 2001-09-04 | Schlumberger Technology Corp. | Axial equalizing valve |
| US6315047B1 (en) | 1998-09-21 | 2001-11-13 | Schlumberger Technology Corporation | Eccentric subsurface safety valve |
| GB2345076B (en) * | 1998-12-22 | 2001-06-20 | Camco Int | Pilot-operated pressure-equalizing mechanism for subsurface valve |
| US6196261B1 (en) | 1999-05-11 | 2001-03-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Flapper valve assembly with seat having load bearing shoulder |
| US6263910B1 (en) | 1999-05-11 | 2001-07-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Valve with secondary load bearing surface |
| GB2368079B (en) * | 2000-10-18 | 2005-07-27 | Renovus Ltd | Well control |
| US6666271B2 (en) | 2001-11-01 | 2003-12-23 | Weatherford/Lamb, Inc. | Curved flapper and seat for a subsurface saftey valve |
| US6659426B2 (en) | 2001-12-26 | 2003-12-09 | Visteon Global Technologies, Inc. | Charge valve in a high pressure air conditioning system |
| US6719003B2 (en) | 2001-12-26 | 2004-04-13 | Visteon Global Technologies, Inc. | Charge valve for an air conditioning system |
| DE10311252B3 (de) * | 2003-03-14 | 2004-12-09 | Alfred Kärcher GmbH & Co KG | Rückflussverhinderer |
| US7255174B2 (en) * | 2003-07-16 | 2007-08-14 | Baker Hughes Incorporated | Cement control ring |
| US7252153B2 (en) * | 2005-02-01 | 2007-08-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Bi-directional fluid loss device and method |
| US20090242206A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Schlumberger Technology Corporation | Subsurface valve having an energy absorption device |
| US8205637B2 (en) * | 2009-04-30 | 2012-06-26 | Baker Hughes Incorporated | Flow-actuated actuator and method |
| US8671974B2 (en) * | 2009-05-20 | 2014-03-18 | Baker Hughes Incorporated | Flow-actuated actuator and method |
| US8047293B2 (en) * | 2009-05-20 | 2011-11-01 | Baker Hughes Incorporated | Flow-actuated actuator and method |
| US7967076B2 (en) * | 2009-05-20 | 2011-06-28 | Baker Hughes Incorporated | Flow-actuated actuator and method |
| US8651188B2 (en) * | 2009-12-30 | 2014-02-18 | Schlumberger Technology Corporation | Gas lift barrier valve |
| US20120031624A1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | Schlumberger Technology Corporation | Flow tube for use in subsurface valves |
| US20130043044A1 (en) * | 2011-08-18 | 2013-02-21 | Roy D. Garber | Internal Blowout Preventer Apparatus |
| WO2013112300A1 (fr) * | 2012-01-16 | 2013-08-01 | Eaton Corporation | Déformation de guidage dans les dispositifs de dosage hydrauliques en position assise |
| US9212536B2 (en) | 2012-06-25 | 2015-12-15 | Schlumberger Technology Corporation | Device having a hard seat support |
| MY187525A (en) * | 2015-02-17 | 2021-09-27 | Halliburton Energy Services Inc | 3d printed flapper valve |
| AT517390A1 (de) * | 2015-07-03 | 2017-01-15 | Sonderhoff Engineering Gmbh | Dosiervorrichtung für flüssigen Kunststoff |
| US20180016867A1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-01-18 | Schlumberger Technology Corporation | Soft seat retention |
| WO2019017921A1 (fr) | 2017-07-18 | 2019-01-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Égalisation de vanne de sécurité commandée par pression de conduite de commande |
| GB2593323B (en) * | 2018-12-06 | 2023-02-22 | Halliburton Energy Services Inc | Equalizing device |
| US11105425B2 (en) * | 2019-04-05 | 2021-08-31 | Hamilton Sundstrand Corporation | Check valve flapper with reduced moment of inertia and method of making |
| US11920435B2 (en) * | 2019-05-24 | 2024-03-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sub-surface safety valve assembly |
| US11359458B2 (en) | 2020-06-23 | 2022-06-14 | Saudi Arabian Oil Company | Monitoring oil health in subsurface safety valves |
| CN113898315B (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-01 | 西安维克特睿油气技术有限公司 | 一种无限级可开关全通径滑套组件 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3078923A (en) * | 1960-04-15 | 1963-02-26 | Camco Inc | Safety valve for wells |
| US3999574A (en) * | 1974-02-06 | 1976-12-28 | Societe Nationale Des Petroles D'aquitaine | Hydraulic safety stop-valve |
| US4629002A (en) * | 1985-10-18 | 1986-12-16 | Camco, Incorporated | Equalizing means for a subsurface well safety valve |
| US4771633A (en) * | 1986-07-29 | 1988-09-20 | Merip Oil Tools International S.A. | Cell for testing the sealing quality of an oil-well safety-valve, a testing process and valve for use therein |
| US4782895A (en) * | 1986-04-02 | 1988-11-08 | Societe Nationale Elf Aquitaine (Production) | Pumped oil well bottom safety valve |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3640501A (en) * | 1969-10-02 | 1972-02-08 | George W Walton | Valve seal ring including metal retainer rings |
| US4161219A (en) * | 1978-02-27 | 1979-07-17 | Camco, Incorporated | Piston actuated well safety valve |
| US4427071A (en) * | 1982-02-18 | 1984-01-24 | Baker Oil Tools, Inc. | Flapper type safety valve for subterranean wells |
| US4415036A (en) * | 1982-02-22 | 1983-11-15 | Baker Oil Tools, Inc. | Pressure equalizing flapper type safety valve for subterranean wells |
| US4457376A (en) * | 1982-05-17 | 1984-07-03 | Baker Oil Tools, Inc. | Flapper type safety valve for subterranean wells |
| US4452311A (en) * | 1982-09-24 | 1984-06-05 | Otis Engineering Corporation | Equalizing means for well tools |
| US4478286A (en) * | 1983-02-14 | 1984-10-23 | Baker Oil Tools, Inc. | Equalizing valve for subterranean wells |
| US4703805A (en) * | 1986-09-26 | 1987-11-03 | Camco, Incorporated | Equalizing means for a subsurface well safety valve |
| US4722399A (en) * | 1987-03-12 | 1988-02-02 | Camco, Incorporated | Self closing equalizing valve for a subsurface well safety valve |
| DE3727891A1 (de) * | 1987-08-21 | 1989-03-02 | Messer Griesheim Gmbh | Ventil zur sicherung des aussenbehaelters von doppelwandigen vakuumisolierten speicherbehaeltern fuer tiefsiedende verfluessigte gase |
| US5058682A (en) * | 1990-08-29 | 1991-10-22 | Camco International Inc. | Equalizing means for a subsurface well safety valve |
| US5172716A (en) * | 1991-07-01 | 1992-12-22 | Keystone International Holdings Corp. | Recirculation valve |
| US5249600A (en) * | 1991-12-31 | 1993-10-05 | Blume George H | Valve seat for use with pumps for handling abrasive fluids |
| US5259590A (en) * | 1992-07-20 | 1993-11-09 | Grove Valve & Regulator Company | Valve seat for high temperature valve |
| US5503229A (en) * | 1994-09-09 | 1996-04-02 | Camco International Inc. | Equalizing subsurface safety valve |
-
1994
- 1994-09-09 US US08/303,489 patent/US5503229A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-09-05 GB GB9518081A patent/GB2292959B/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-06 NO NO19953497A patent/NO311101B1/no unknown
- 1995-09-07 CA CA002157705A patent/CA2157705A1/fr not_active Abandoned
- 1995-09-08 FR FR9510538A patent/FR2724410B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-02-08 US US08/598,714 patent/US5884705A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-02-08 US US08/598,483 patent/US5752569A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3078923A (en) * | 1960-04-15 | 1963-02-26 | Camco Inc | Safety valve for wells |
| US3999574A (en) * | 1974-02-06 | 1976-12-28 | Societe Nationale Des Petroles D'aquitaine | Hydraulic safety stop-valve |
| US4629002A (en) * | 1985-10-18 | 1986-12-16 | Camco, Incorporated | Equalizing means for a subsurface well safety valve |
| US4782895A (en) * | 1986-04-02 | 1988-11-08 | Societe Nationale Elf Aquitaine (Production) | Pumped oil well bottom safety valve |
| US4771633A (en) * | 1986-07-29 | 1988-09-20 | Merip Oil Tools International S.A. | Cell for testing the sealing quality of an oil-well safety-valve, a testing process and valve for use therein |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| CA2157705A1 (fr) | 1996-03-10 |
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