FR3085178A1

FR3085178A1 - SAFETY VALVE FOR INSERTION IN A WELL, WELL SYSTEM AND OPERATING METHOD

Info

Publication number: FR3085178A1
Application number: FR1909226A
Authority: FR
Inventors: James Dan Vick Jr; Bruce Edward Scott
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2020-02-28
Also published as: DK202170005A1; SG11202012195VA; GB2589261A; GB202020336D0; NO20201408A1; WO2020041056A1; BR112020025055A2; DK181508B1; MX2020013339A; AU2019326312A1; GB2589261B; DE112019004209T5

Abstract

La présente invention porte sur une vanne de sécurité (120). Dans un aspect, la vanne de sécurité (120) comprend un corps de vanne (224) définissant un alésage central s’étendant axialement à travers le corps de vanne (224), un manchon coulissant (222) disposé dans l’alésage central et un tuyau d’écoulement (208) disposé par rapport au manchon coulissant (222). La vanne de sécurité (120), dans cet aspect, comprend en outre un piston (220) pouvant être actionné pour transmettre une force à l’un ou l’autre du manchon coulissant (222) ou du tuyau d’écoulement (208), un mécanisme de fermeture de vanne (204) disposé sur une extrémité distale du corps de vanne (224) et un canal d’activation (228) couplant le piston (220) et une pression en fond de puits du mécanisme de fermeture de vanne (204) pour appliquer la force à l’un ou l’autre du manchon coulissant (222) ou du tuyau d’écoulement (208).The present invention relates to a safety valve (120). In one aspect, the safety valve (120) includes a valve body (224) defining a central bore extending axially through the valve body (224), a sliding sleeve (222) disposed in the central bore and a drain pipe (208) disposed relative to the sliding sleeve (222). The safety valve (120), in this aspect, further includes a piston (220) operable to transmit a force to either of the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208) , a valve closing mechanism (204) disposed on a distal end of the valve body (224) and an activation channel (228) coupling the piston (220) and a downhole pressure of the valve closing mechanism (204) to apply force to either of the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208).

Description

DescriptionDescription

Titre de l’invention : SOUPAPE DE SECURITE POUR INSERTION DANS UN PUITS, SYSTEME DE PUITS ET PROCEDE DE FONCTIONNEMENTTitle of the invention: SAFETY VALVE FOR INSERTION IN A WELL, WELL SYSTEM AND OPERATING METHOD

CONTEXTE [0001] Les opérations effectuées et l’équipement utilisé avec un puits de production souterrain nécessitent généralement la mise en place d’une vanne de sécurité relativement en profondeur dans le puits de production afin d’éviter des problèmes de production potentiels qui peuvent survenir avec le puits de production. Par exemple, une vanne de sécurité peut être mise en place à une profondeur de 1 000 pieds ou plus.BACKGROUND The operations carried out and the equipment used with an underground production well generally requires the installation of a safety valve relatively deep in the production well in order to avoid potential production problems which may arise. with the production well. For example, a safety valve can be installed at a depth of 1,000 feet or more.

[0002] La loi oblige la plupart des puits de production d’hydrocarbures offshore à inclure une vanne de sécurité souterraine contrôlée depuis la surface (SCSSV) située en fond de puits dans le train de production afin d’arrêter le flux d’hydrocarbures en cas d’urgence. Ces SCSSV sont généralement placées sous la ligne de boue dans les puits offshore. Souvent, il est souhaitable d’utiliser une vanne de sécurité insérée (par exemple, une vanne de sécurité récupérable par ligne câblée) en conjonction avec les SCSSV. Ce qu’il faut dans la technique, c’est une vanne de sécurité améliorée et, dans un mode de réalisation, une vanne de sécurité insérée améliorée, qui ne rencontre pas les problèmes des vannes de sécurité insérées existantes, ainsi que leur utilisation avec les SCSSV existantes.The law obliges most offshore hydrocarbon production wells to include an underground safety valve controlled from the surface (SCSSV) located at the bottom of the well in the production train in order to stop the flow of hydrocarbons by emergency. These SCSSVs are generally placed under the mud line in offshore wells. Often it is desirable to use an inserted safety valve (for example, a safety valve recoverable by wired line) in conjunction with SCSSV. What is required in the art is an improved safety valve and, in one embodiment, an improved inserted safety valve, which does not encounter the problems of existing inserted safety valves, as well as their use with existing SCSSVs.

BRÈVE DESCRIPTION [0003] On se référera maintenant aux descriptions suivantes prises conjointement avec les dessins annexés, dans lesquels :BRIEF DESCRIPTION [0003] Reference will now be made to the following descriptions taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

[0004] La figure 1 illustre un système de puits comprenant un exemple d’environnement d’exploitation dans lequel les appareils, systèmes et procédés décrits ici peuvent être employés ;FIG. 1 illustrates a well system comprising an example of an operating environment in which the devices, systems and methods described here can be used;

[0005] Les figures 2A à 2C illustrent un mode de réalisation d’une vanne de sécurité fabriquée selon l’invention en une pluralité de positions de fonctionnement différentes ;Figures 2A to 2C illustrate an embodiment of a safety valve manufactured according to the invention in a plurality of different operating positions;

[0006] Les figures 3A à 3B illustrent une variante de mode de réalisation d’une vanne de sécurité fabriquée selon l’invention en plusieurs positions de fonctionnement différentes ; et [0007] Les figures 4A à 4B illustrent une variante de mode de réalisation d’une vanne de sécurité fabriquée selon l’invention en une pluralité de positions de fonctionnement différentes.Figures 3A to 3B illustrate an alternative embodiment of a safety valve manufactured according to the invention in several different operating positions; and [0007] FIGS. 4A to 4B illustrate an alternative embodiment of a safety valve manufactured according to the invention in a plurality of different operating positions.

Description des modes de réalisation [0008] Dans les dessins et les descriptions qui suivent, des parties identiques sont généralement marquées dans toute la description et tous les dessins avec les mêmes références numériques, respectivement. Les figures dessinées ne sont pas nécessairement, mais peuvent être, à l’échelle. Certaines caractéristiques de l’invention peuvent être présentées avec une échelle exagérée ou une forme quelque peu schématique et certains détails de certains éléments peuvent ne pas être présentés dans un souci de clarté et de concision.Description of the embodiments In the drawings and the descriptions which follow, identical parts are generally marked throughout the description and all the drawings with the same reference numerals, respectively. The figures drawn are not necessarily, but can be, to scale. Certain features of the invention may be presented with an exaggerated scale or somewhat schematic form and certain details of certain elements may not be presented for the sake of clarity and conciseness.

[0009] La présente description peut être mise en œuvre dans des modes de réalisation sous différentes formes. Des modes de réalisation spécifiques sont décrits en détail et sont représentés sur les dessins, étant entendu que la présente description doit être considérée comme un exemple des principes de l’invention, et n’est pas destinée à limiter l’invention à celle illustrée et décrite dans la présente. Il doit être parfaitement admis que les différents enseignements des modes de réalisation décrits ici peuvent être utilisés séparément ou dans n’importe quelle combinaison appropriée pour produire les résultats désirés. En outre, toutes les déclarations énumérant ici des principes et des aspects de l’invention, ainsi que leurs exemples spécifiques, sont censés en englober les équivalents. De plus, le terme « ou » tel qu’utilisé ici, signifie non exclusif ou sauf indication contraire.The present description can be implemented in embodiments in different forms. Specific embodiments are described in detail and are shown in the drawings, it being understood that the present description should be considered as an example of the principles of the invention, and is not intended to limit the invention to that illustrated and described herein. It should be fully recognized that the various teachings of the embodiments described herein can be used separately or in any suitable combination to produce the desired results. In addition, all statements here listing principles and aspects of the invention, as well as their specific examples, are intended to include their equivalents. In addition, the term "or" as used herein means not exclusive or unless otherwise indicated.

[0010] Sauf indication contraire, I’utilisation des termes « connecter », « mettre en prise », « coupler », « fixer » ou de tout autre terme similaire décrivant une interaction entre des éléments ne vise pas à limiter l’interaction à une interaction directe entre les éléments et peut également inclure une interaction indirecte entre les éléments décrits.Unless otherwise indicated, the use of the terms "connect", "engage", "couple", "fix" or any other similar term describing an interaction between elements is not intended to limit the interaction to direct interaction between the elements and may also include an indirect interaction between the elements described.

[0011] Sauf indication contraire, l’utilisation des termes « haut », « supérieur », « vers le haut », « en haut de puits », « en amont » ou de tout autre terme similaire doit être interprétée comme désignant généralement vers la surface du puits ; de même, Γutilisation des termes « bas », « inférieur », « vers le bas », « en fond de puits » ou de tout autre terme similaire doit être interprétée comme désignant généralement vers l’extrémité inférieure de fond d’un puits, peu importe l’orientation du puits de forage. L’utilisation de l’un quelconque ou de plusieurs des termes précédents ne doit pas être interprétée comme désignant des positions le long d’un axe parfaitement vertical ou horizontal. Sauf indication contraire, Γ utilisation du terme « formation souterraine » doit être interprétée comme englobant à la fois les zones situées sous la terre exposée et les zones situées sous la terre recouvertes d’eau, telles que les océans ou les eaux douces.Unless otherwise indicated, the use of the terms "high", "upper", "up", "at the top of the well", "upstream" or any other similar term should be interpreted as generally referring to the surface of the well; similarly, the use of the terms "bottom", "lower", "down", "downhole" or any other similar term should be interpreted as generally referring to the lower end of the bottom of a well, regardless of the orientation of the wellbore. The use of any one or more of the foregoing terms should not be construed as designating positions along a perfectly vertical or horizontal axis. Unless stated otherwise, the use of the term "underground formation" should be interpreted to include both areas below exposed ground and areas below ground covered with water, such as oceans or freshwater.

[0012] En se référant à la figure 1, il est décrit une vue en perspective d’un système de puits 100 comprenant un exemple d’environnement d’exploitation dans lequel les appareils, systèmes et procédés décrits ici peuvent être utilisés. Le système de puits 100 comprend une plate-forme offshore 110 connectée à une vanne de sécurité 120 (par exemple, une vanne de sécurité, une vanne de sécurité insérée, une vanne de sécurité récupérable par ligne câblée, ou une combinaison de celles-ci) via une connexion électrique 130. Un anneau 140 peut être défini entre le puits de forage 150 et un conduit 160 (par exemple, un tube de production). Une tête de puits 170 peut fournir un moyen de transférer et sceller le conduit 160 contre le puits de forage 150 et fournir un profil pour verrouiller un obturateur anti-éruption sous-marin. Un conduit 160 peut être couplé à la tête de puits 170. Un conduit 160 peut être n’importe quel conduit tel qu’un tubage, une chemise, un tube de production ou tout autre élément tubulaire disposé dans un puits de forage.Referring to Figure 1, there is described a perspective view of a well system 100 comprising an example of an operating environment in which the apparatuses, systems and methods described here can be used. The well system 100 includes an offshore platform 110 connected to a safety valve 120 (for example, a safety valve, an inserted safety valve, a safety valve recoverable by wired line, or a combination thereof ) via an electrical connection 130. A ring 140 can be defined between the wellbore 150 and a conduit 160 (for example, a production tube). A wellhead 170 can provide a means of transferring and sealing the conduit 160 against the wellbore 150 and providing a profile for locking an underwater blowout preventer. A conduit 160 can be coupled to the wellhead 170. A conduit 160 can be any conduit such as tubing, a jacket, a production tube or any other tubular member disposed in a wellbore.

[0013] Bien que le système de puits 100 soit décrit à la figure 1 en tant que puits offshore, l’homme du métier devrait être en mesure d’adopter les enseignements de la présente pour tout type de système de puits, y compris à terre ou offshore. La connexion électrique 130 peut s’étendre dans le puits de forage 150 et peut être connectée à la vanne de sécurité 120. La connexion électrique 130 peut alimenter un électroaimant disposé dans la vanne de sécurité 120. Comme cela sera décrit plus en détail cidessous, l’alimentation fournie à Γélectroaimant peut alimenter Γélectroaimant afin de maintenir en place les composants de la vanne de sécurité 120.Although the well system 100 is described in Figure 1 as an offshore well, those skilled in the art should be able to adopt the teachings of this for any type of well system, including land or offshore. The electrical connection 130 can extend into the wellbore 150 and can be connected to the safety valve 120. The electrical connection 130 can supply an electromagnet disposed in the safety valve 120. As will be described in more detail below, the power supplied to the electromagnet can supply the electromagnet in order to hold the components of the safety valve 120 in place.

[0014] En se référant à la figure 2A, un exemple de vanne de sécurité 200 est illustré dans une première position fermée. Dans le mode de réalisation particulier de la figure 2A, la vanne de sécurité 200 est couplée à un mandrin de verrouillage 280 et est positionnée dans un train de production 290. Par exemple, des filetages 282 peuvent coupler la vanne de sécurité au mandrin de verrouillage 280. Le train de production 290, dans un mode de réalisation, peut former une partie d’une SCSSV, parmi d’autres caractéristiques possibles en fond de puits (par exemple, électriques ou autres). Dans le mode de réalisation de la figure 2A, le train de production 290 comprend un sousraccord 295 (par exemple, un raccord à portée intérieure). Dans la première position fermée, le manchon coulissant 222 et le tuyau d’écoulement 208 de la vanne de sécurité 200 sont positionnés de telle sorte que l’épaulement du manchon coulissant 218 et l’épaulement du tuyau d’écoulement 232 soient en contact, et le ressort de force 210 et le ressort avant 212 sont complètement étendus. Dans la première position fermée, le manchon coulissant 222 peut être désigné comme étant dans une première position et le tuyau d’écoulement 208 peut être désigné comme étant dans une première position.Referring to Figure 2A, an example of safety valve 200 is illustrated in a first closed position. In the particular embodiment of FIG. 2A, the safety valve 200 is coupled to a locking mandrel 280 and is positioned in a production train 290. For example, threads 282 can couple the safety valve to the locking mandrel 280. The production train 290, in one embodiment, can form part of a SCSSV, among other possible characteristics at the bottom of the well (for example, electrical or other). In the embodiment of FIG. 2A, the production train 290 comprises a sub-connector 295 (for example, a connector with internal reach). In the first closed position, the sliding sleeve 222 and the flow pipe 208 of the safety valve 200 are positioned so that the shoulder of the sliding sleeve 218 and the shoulder of the flow pipe 232 are in contact, and the force spring 210 and the front spring 212 are fully extended. In the first closed position, the sliding sleeve 222 can be designated as being in a first position and the drain pipe 208 can be designated as being in a first position.

[0015] Des composants de la vanne de sécurité 200 peuvent être disposés à l’intérieur du corps de vanne 224. La vanne de sécurité 200 peut être disposée dans un puits de forage en tant que partie d’un train de complétion de puits de forage. Le puits de forage peut pénétrer dans une formation souterraine contenant du pétrole et du gaz, ce qui permet de produire du pétrole et du gaz dans la formation souterraine. La section in férieure 202 peut être directement exposée à des fluides de formation et à une pression dans la mesure où elle est en communication fluidique avec les fluides présents dans le puits de forage. Selon un mode de réalisation, la vanne de sécurité actionnée 200 peut être utilisée après coup dans un élément tubulaire de la SCSSV, pratiquement de la même manière qu’un outil de service peut être utilisé (par exemple, une ligne câblée déployée).Components of the safety valve 200 may be disposed inside the valve body 224. The safety valve 200 may be disposed in a wellbore as part of a wellbore completion train drilling. The wellbore can enter an underground formation containing oil and gas, thereby producing oil and gas in the underground formation. The lower section 202 can be directly exposed to forming fluids and pressure as long as it is in fluid communication with the fluids present in the wellbore. According to one embodiment, the actuated safety valve 200 can be used after the fact in a tubular element of the SCSSV, practically in the same way as a service tool can be used (for example, a deployed cable line).

[0016] Un mécanisme de fermeture de vanne 204 peut isoler la section inférieure 202 du tuyau d’écoulement 208, ce qui peut empêcher à des fluides de formation et à une pression de s’écouler dans le tuyau d’écoulement 208 lorsque le mécanisme de fermeture de vanne 204 est dans une position fermée. Le mécanisme de fermeture de vanne 204 peut être n’importe quel type de vanne, tel qu’une vanne de type à clapet ou une vanne de type à bille. La figure 2A illustre le mécanisme de fermeture de vanne 204 en tant que vanne de type à clapet. Comme cela sera illustré plus en détail cidessous, le mécanisme de fermeture de vanne 204 peut être actionné dans une position ouverte pour permettre aux fluides de formation de s’écouler de la section inférieure 202 à travers un trajet d’écoulement 214, défini par la section inférieure 202, un intérieur d’un tuyau d’écoulement 208 et un intérieur d’un conduit 206 (par exemple, dans ce mode de réalisation, faisant partie du train de production 290).A valve closing mechanism 204 can isolate the lower section 202 of the flow pipe 208, which can prevent formation fluids and pressure from flowing into the flow pipe 208 when the mechanism valve 204 is in a closed position. The valve closing mechanism 204 can be any type of valve, such as a clapper type valve or a ball type valve. Figure 2A illustrates the valve closing mechanism 204 as a valve type valve. As will be illustrated in more detail below, the valve closing mechanism 204 can be actuated in an open position to allow the forming fluids to flow from the lower section 202 through a flow path 214, defined by the lower section 202, an interior of a drain pipe 208 and an interior of a conduit 206 (for example, in this embodiment, part of production train 290).

[0017] Lorsque la vanne de sécurité 200 est dans la première position fermée, aucune quantité de pression différentielle à travers le mécanisme de fermeture de vanne 204 ne permettra à des fluides de forage de s’écouler de la section inférieure 202 dans le trajet d’écoulement 214. Dans le cas où une pression est augmentée dans le conduit 206 audessus de la pression dans la section inférieure 202, le mécanisme de fermeture de vanne 204 peut s’ouvrir lorsque la pression dans le conduit 206 est suffisamment élevée pour vaincre une force de ressort du ressort de type à clapet 205. L’orientation du mécanisme de fermeture de vanne 204 peut permettre à des fluides de traitement de puits d’être pompés d’une surface, telle qu’une tête de puits, dans la section inférieure 202 et dans la formation souterraine. Une fois que la pression dans le conduit 206 a diminué, le ressort de type à clapet 205 peut faire en sorte que le mécanisme de fermeture de vanne 204 retourne en position fermée et que l’écoulement depuis la section inférieure 202 dans le trajet d’écoulement 214 puisse être empêché. Si un différentiel de pression à travers le mécanisme de fermeture de vanne 204 est inversé de telle sorte que la pression dans la section inférieure 202 soit supérieure à une pression dans le conduit 206, le mécanisme de fermeture de vanne 204 peut rester en position fermée et ne pas permettre aux fluides dans la section inférieure 202 de s’écouler dans le conduit 206.When the safety valve 200 is in the first closed position, no amount of differential pressure through the valve closing mechanism 204 will allow drilling fluids to flow from the lower section 202 in the path d 214. In the event that a pressure is increased in the conduit 206 above the pressure in the lower section 202, the valve closing mechanism 204 can open when the pressure in the conduit 206 is high enough to overcome a spring force of valve-type spring 205. The orientation of the valve closing mechanism 204 may allow well treatment fluids to be pumped from a surface, such as a well head, in the section lower 202 and in the underground formation. Once the pressure in the conduit 206 has decreased, the valve-type spring 205 can cause the valve closing mechanism 204 to return to the closed position and the flow from the lower section 202 in the path of flow 214 can be prevented. If a pressure differential across the valve closure mechanism 204 is reversed so that the pressure in the lower section 202 is greater than a pressure in the conduit 206, the valve closure mechanism 204 may remain in the closed position and do not allow fluids in the lower section 202 to flow into the conduit 206.

[0018] Le ressort de force 210 peut être disposé entre l’ensemble de vanne 216 et l’épaulement du manchon coulissant 218. Comme illustré à la figure 2A, l’épaulement du manchon coulissant 218 et l’épaulement du tuyau d’écoulement 232 peuvent être en contact lorsque la vanne de sécurité 200 est dans la première position fermée. Le ressort de force 210 peut exercer une force de ressort positive contre l’épaulement du manchon coulissant 218 qui peut maintenir le tuyau d’écoulement 208 dans la première position. Le ressort de force 210 peut également exercer une force de ressort positive pour ramener le tuyau d’écoulement 208 et le manchon coulissant 222 vers la première position à partir d’une seconde position, comme cela sera expliqué ci-dessous.The force spring 210 may be disposed between the valve assembly 216 and the shoulder of the sliding sleeve 218. As illustrated in FIG. 2A, the shoulder of the sliding sleeve 218 and the shoulder of the flow pipe 232 can be in contact when the safety valve 200 is in the first closed position. The force spring 210 can exert a positive spring force against the shoulder of the sliding sleeve 218 which can hold the drain pipe 208 in the first position. The force spring 210 can also exert a positive spring force to bring the drain pipe 208 and the sliding sleeve 222 back to the first position from a second position, as will be explained below.

[0019] Un ressort avant 212 peut être disposé entre l’ensemble de manchon coulissant 230 et l’épaulement du tuyau d’écoulement 232. Le manchon coulissant 222 et l’ensemble de manchon coulissant 230 peuvent être fixés de manière fixe pour permettre au manchon coulissant 222 de se déplacer lorsqu’une force est appliquée à l’ensemble de manchon coulissant 230 à partir du ressort avant 212 ou d’un piston 220. Le ressort avant 212 peut exercer une force de ressort positive contre l’ensemble de manchon coulissant 230 et l’épaulement de tuyau d’écoulement 232 qui peut déplacer le tuyau d’écoulement 208 d’une première position à une seconde position. Le ressort avant 212 peut également exercer une force de ressort positive, qui peut déplacer le manchon coulissant 222 de la seconde position à la première position. Les composants décrits cidessus peuvent être disposés dans la tubulure 226 qui peut être fixée de manière fixe à l’ensemble de vanne 216.A front spring 212 may be disposed between the sliding sleeve assembly 230 and the shoulder of the flow pipe 232. The sliding sleeve 222 and the sliding sleeve assembly 230 may be fixedly fixed to allow the sliding sleeve 222 to move when force is applied to the sliding sleeve assembly 230 from the front spring 212 or a piston 220. The front spring 212 can exert a positive spring force against the sleeve assembly sliding 230 and the flow pipe shoulder 232 which can move the flow pipe 208 from a first position to a second position. The front spring 212 can also exert a positive spring force, which can move the sliding sleeve 222 from the second position to the first position. The components described above can be arranged in the tubing 226 which can be fixedly fixed to the valve assembly 216.

[0020] En référence à la figure 2B, la vanne de sécurité 200 est illustrée dans une seconde position fermée. Dans la seconde position fermée, le manchon coulissant 222 peut être déplacé de la première position à une seconde position relativement plus proche du mécanisme de fermeture de vanne 204. Le tuyau d’écoulement 208 peut se translater vers le bas jusqu’à ce qu’il entre en contact avec le mécanisme de fermeture de vanne 204. Lorsque la vanne de sécurité 200 est dans la seconde position fermée, à la fois le ressort de force 210 et le ressort avant 212 peuvent être dans un état comprimé.Referring to Figure 2B, the safety valve 200 is illustrated in a second closed position. In the second closed position, the sliding sleeve 222 can be moved from the first position to a second position relatively closer to the valve closing mechanism 204. The flow pipe 208 can translate down until it comes into contact with the valve closing mechanism 204. When the safety valve 200 is in the second closed position, both the force spring 210 and the front spring 212 can be in a compressed state.

[0021] Pour déplacer le manchon coulissant 222 dans la seconde position, la pression différentielle sur le mécanisme de fermeture de vanne 204 peut être augmentée en abaissant la pression dans le conduit 206. L’abaissement de la pression dans le conduit 206 peut provoquer l’écoulement du fluide de la section inférieure 202 à travers le canal d’activation 228 défini entre la tubulure 226 et le corps de vanne 224. Il peut y avoir une communication fluidique entre le canal d’activation 228 et le piston 220, par exemple à l’aide d’un filtre 229. Le canal d’activation 228 peut permettre au fluide de la section inférieure 202 d’exercer une force de pression sur le piston 220. Le piston 220 peut transférer la force à travers l’ensemble de manchon coulissant 230, lequel peut ensuite transférer la force dans l’épaulement du manchon coulissant 218. Lorsque la pression différentielle à travers le mécanisme de fermeture de vanne 204 est augmentée, la force de pression exercée sur le piston 220 peut être augmentée. Lorsque la pression différentielle à travers le mécanisme de fermeture de vanne 204 est augmentée au-delà de la force de ressort fournie par le ressort avant 212 et le ressort de force 210, le ressort avant 212 et le ressort de force 210 peuvent se comprimer et permettre au manchon coulissant 222 de passer dans la seconde position et au tuyau d’écoulement 208 d’entrer en contact avec le mécanisme de fermeture de vanne 204. Dans le cas où la section inférieure 202 est une section de tuyau non perforée ou s’il existe un bouchon dans la section inférieure 202 empêchant la transmission de pression de la section inférieure 202 au piston 220, un différentiel de pression à travers le mécanisme de fermeture de vanne 204 peut être induit à travers le gonflement du tuyau.To move the sliding sleeve 222 into the second position, the differential pressure on the valve closing mechanism 204 can be increased by lowering the pressure in the pipe 206. Lowering the pressure in the pipe 206 can cause l flow of fluid from the lower section 202 through the activation channel 228 defined between the tubing 226 and the valve body 224. There may be fluid communication between the activation channel 228 and the piston 220, for example using a filter 229. The activation channel 228 can allow the fluid of the lower section 202 to exert a pressure force on the piston 220. The piston 220 can transfer the force through the assembly of sliding sleeve 230, which can then transfer the force into the shoulder of the sliding sleeve 218. When the differential pressure across the valve closing mechanism 204 is increased, the force of pressure exerted on the piston 220 can be increased. When the differential pressure across the valve closing mechanism 204 is increased beyond the spring force provided by the front spring 212 and the force spring 210, the front spring 212 and the force spring 210 may compress and allow the sliding sleeve 222 to pass into the second position and the flow pipe 208 to come into contact with the valve closing mechanism 204. In the case where the lower section 202 is a section of non-perforated pipe or s' there is a plug in the lower section 202 preventing pressure transmission from the lower section 202 to the piston 220, a pressure differential across the valve closing mechanism 204 can be induced through the inflation of the pipe.

[0022] Dans la seconde position fermée, la vanne de sécurité 200 reste sûre car aucun fluide provenant de la section inférieure 202 ne peut s’écouler dans le tuyau d’écoulement 208. Dans la seconde position fermée, aucune quantité de pression différentielle à travers le mécanisme de fermeture de vanne 204 ne devrait provoquer l’ouverture du mécanisme de fermeture de vanne 204 pour permettre aux fluides de la section inférieure 202 de s’écouler dans le trajet d’écoulement 214. Si la pression augmente dans le conduit 206, le manchon coulissant 222 peut revenir à la première position illustrée à la figure 2A. Contrairement aux vannes de sécurité classiques, qui nécessitent généralement une conduite de commande pour fournir de la pression afin d’actionner un piston pour déplacer un manchon coulissant, la vanne de sécurité 200 nécessite dans certains modes de réalisation uniquement que la pression fournie par les fluides de puits de forage dans la section inférieure 202 déplace le manchon coulissant 222.In the second closed position, the safety valve 200 remains safe because no fluid from the lower section 202 can flow into the flow pipe 208. In the second closed position, no amount of differential pressure at through the valve closure mechanism 204 should only cause the valve closure mechanism 204 to open to allow fluids from the lower section 202 to flow into the flow path 214. If the pressure increases in the conduit 206 , the sliding sleeve 222 can return to the first position illustrated in FIG. 2A. Unlike conventional safety valves, which generally require a control line to supply pressure in order to actuate a piston to move a sliding sleeve, safety valve 200 requires in certain embodiments only that the pressure supplied by the fluids of the wellbore in the lower section 202 moves the sliding sleeve 222.

[0023] En référence continue à la figure 2B, la tige de connexion 236 peut être fixée de manière fixe à l’ensemble de manchon coulissant 230 et à l’ensemble magnétique 238. L’ensemble magnétique 238 peut comprendre une variété d’aimants différents et rester dans le champ de la description. Cependant, dans un mode de réalisation, l’ensemble magnétique 238 est un aimant permanent et, dans encore un autre mode de réalisation, l’ensemble magnétique 238 comprend un aimant permanent comprenant SmCo. Dans un autre mode de réalisation, l’ensemble magnétique 238 comprend un matériau ferromagnétique. Dans encore un autre mode de réalisation, l’ensemble magnétique 238 ne comporte aucune pièce électrique. Comme illustré, lorsque le manchon coulissant 222 est déplacé de la première position à la seconde position, la tige de connexion 236 et l’ensemble magnétique 238 peuvent également être déplacés. A un moment avant que le manchon coulissant 222 n’ait atteint sa seconde position, entre ce moment et après que le manchon coulissant a atteint sa seconde position, un ensemble électromagnétique 240 du train de production 290 peut être mis sous tension. La mise sous tension de l’ensemble électromagnétique 240 peut amener l’ensemble magnétique 238 ou une autre pièce magnétique de la vanne de sécurité 200 à se fixer en place avec l’ensemble électromagnétique 240. L’ensemble magnétique 238 peut être fixé à l’ensemble de manchon coulissant 230 par l’intermédiaire de la tige de connexion 236, ainsi, lorsque l’ensemble magnétique 238 est fixé en place, l’ensemble de manchon coulissant 230 et le manchon coulissant 222 peuvent également devenir fixés en place. La mise sous tension de l’ensemble électromagnétique 240 peut provoquer la fixation du manchon coulissant 222 dans la seconde position. Des électroaimants peuvent fournir un moyen de maintenir le manchon coulissant 222 à n’importe quelle profondeur de puits. Des systèmes hydrauliques utilisés dans des vannes de sécurité de puits de forage antérieures nécessitent des lignes de commande et d’équilibrage pour actionner et maintenir une vanne ouverte. La profondeur de fonctionnement des systèmes hydrauliques peut être limitée, alors que les électroaimants ne sont pas nécessairement confrontés aux mêmes défis.Referring continuously to Figure 2B, the connecting rod 236 can be fixedly fixed to the sliding sleeve assembly 230 and the magnetic assembly 238. The magnetic assembly 238 can include a variety of magnets different and stay in the description field. However, in one embodiment, the magnetic assembly 238 is a permanent magnet and, in yet another embodiment, the magnetic assembly 238 includes a permanent magnet comprising SmCo. In another embodiment, the magnetic assembly 238 comprises a ferromagnetic material. In yet another embodiment, the magnetic assembly 238 has no electrical parts. As illustrated, when the sliding sleeve 222 is moved from the first position to the second position, the connecting rod 236 and the magnetic assembly 238 can also be moved. At a time before the sliding sleeve 222 has reached its second position, between this time and after the sliding sleeve has reached its second position, an electromagnetic assembly 240 of the production train 290 can be energized. Energizing the electromagnetic assembly 240 can cause the magnetic assembly 238 or another magnetic part of the safety valve 200 to be fixed in place with the electromagnetic assembly 240. The magnetic assembly 238 can be fixed to the the sliding sleeve assembly 230 via the connecting rod 236, thus, when the magnetic assembly 238 is fixed in place, the sliding sleeve assembly 230 and the sliding sleeve 222 can also become fixed in place. Energizing the electromagnetic assembly 240 may cause the sliding sleeve 222 to be fixed in the second position. Electromagnets can provide a means of holding the sliding sleeve 222 at any well depth. Hydraulic systems used in prior wellbore safety valves require control and balancing lines to operate and maintain a valve open. The operating depth of hydraulic systems can be limited, while electromagnets do not necessarily face the same challenges.

[0024] Dans le mode de réalisation illustré à la figure 2B, l’ensemble électromagnétique 240 peut former une partie du train de production 290 ou, en variante, une partie d’une SCSSV. Par exemple, dans le mode de réalisation des figures 2A à 2C, l’ensemble électromagnétique 240 est situé dans le sous-raccord 295. Selon ce mode de réalisation, l’ensemble électromagnétique 240 est permanent, et donc fixé en place. De plus, dans un mode de réalisation, l’ensemble électromagnétique 240 ne comprend aucune pièce mobile. En conséquence, c’est l’ensemble magnétique 238 qui forme une partie de la vanne de sécurité 200 qui se déplace. Dans un tel exemple où l’ensemble électromagnétique 240 forme une partie d’une SCSSV, la vanne de sécurité 200 pourrait agir en tant que vanne de sécurité secondaire ou de secours. Dans une telle configuration, la vanne de sécurité 200 pourrait être abaissée en fond de puits en utilisant une ligne câblée, un tube de bobine ou un autre procédé semi-permanent. Dans le mode de réalisation représenté, la vanne de sécurité 200, et plus spécialement le mandrin de verrouillage 280, est logé dans un profilé 298 du sous-raccord 295.In the embodiment illustrated in Figure 2B, the electromagnetic assembly 240 may form part of the production train 290 or, alternatively, part of a SCSSV. For example, in the embodiment of FIGS. 2A to 2C, the electromagnetic assembly 240 is located in the sub-connector 295. According to this embodiment, the electromagnetic assembly 240 is permanent, and therefore fixed in place. In addition, in one embodiment, the electromagnetic assembly 240 does not include any moving parts. Consequently, it is the magnetic assembly 238 which forms part of the safety valve 200 which moves. In such an example where the electromagnetic assembly 240 forms part of an SCSSV, the safety valve 200 could act as a secondary or emergency safety valve. In such a configuration, the safety valve 200 could be lowered to the bottom of the well by using a cable line, a coil tube or another semi-permanent process. In the embodiment shown, the safety valve 200, and more particularly the locking mandrel 280, is housed in a profile 298 of the sub-connector 295.

[0025] Alors qu’un ensemble électromagnétique 240 et un ensemble magnétique associé 238 ont été illustrés et décrits par rapport à la figure 2B, d’autres modes de réalisation peuvent exister dans lesquels un autre type d’ensemble électrique pourrait être utilisé. Par exemple, dans un autre mode de réalisation, un solénoïde électrique et une broche pourraient être utilisés pour fixer électriquement les caractéristiques de la vanne de sécurité 200 aux caractéristiques du train de production 290. En conséquence, la présente invention ne doit pas être limitée à un quelconque type spécifique de mécanisme de couplage.While an electromagnetic assembly 240 and an associated magnetic assembly 238 have been illustrated and described with respect to FIG. 2B, other embodiments may exist in which another type of electrical assembly could be used. For example, in another embodiment, an electric solenoid and a pin could be used to electrically fix the characteristics of the safety valve 200 to the characteristics of the production train 290. Consequently, the present invention should not be limited to any specific type of coupling mechanism.

[0026] En référence à la figure 2C, la vanne de sécurité 200 est illustrée dans une position ouverte. Lorsque la vanne de sécurité 200 est en position ouverte, le manchon coulissant 222 peut être fixé en place dans la seconde position, comme sur la figure 2B à travers la force fournie par l’ensemble électromagnétique 240 et l’ensemble ma8 gnétique 238, la force étant transférée à travers la tige de connexion 236 à l’ensemble de manchon coulissant 230. Un tuyau d’écoulement 208 est illustré comme étant décalé axialement par rapport à la première position illustrée sur les figures 2A et 2B à une seconde position sur la figure 2C. Lorsque le tuyau d’écoulement 208 est dans la seconde position, l’épaulement du tuyau d’écoulement 232 et l’épaulement du manchon coulissant 218 peuvent être en contact et le tuyau d’écoulement 208 peut avoir déplacé le mécanisme de fermeture de vanne 204 dans une position ouverte. Le ressort avant 212 peut être dans un état non comprimé tandis que le ressort de force 210 peut être dans un état comprimé.Referring to Figure 2C, the safety valve 200 is illustrated in an open position. When the safety valve 200 is in the open position, the sliding sleeve 222 can be fixed in place in the second position, as in FIG. 2B, through the force supplied by the electromagnetic assembly 240 and the magnetic assembly 238, the force being transferred through the connecting rod 236 to the sliding sleeve assembly 230. A drain pipe 208 is illustrated as being axially offset from the first position illustrated in Figures 2A and 2B to a second position on the Figure 2C. When the drain pipe 208 is in the second position, the shoulder of the drain pipe 232 and the shoulder of the sliding sleeve 218 may be in contact and the drain pipe 208 may have moved the valve closing mechanism 204 in an open position. The front spring 212 may be in an uncompressed state while the force spring 210 may be in a compressed state.

[0027] Le tuyau d’écoulement 208 peut être déplacé de la première position à la seconde position lorsque le manchon coulissant 222 est fixé en place dans la seconde position. Lorsque le manchon coulissant 222 est fixé dans la seconde position, le ressort avant 212 peut fournir une force de ressort positive contre l’épaulement du tuyau d’écoulement 232 et l’ensemble de manchon coulissant 230. La force de ressort positive du ressort avant 212 peut être transférée à travers le tuyau d’écoulement 208 dans le mécanisme de fermeture de vanne 204. Dans le cas où la force de ressort positive exercée par le ressort avant 212 est supérieure à la pression différentielle exercée sur le mécanisme de fermeture de vanne 204, le ressort avant 212 peut s’étendre et déplacer le tuyau d’écoulement 208 dans la seconde position. En variante, si la force de ressort positive du ressort avant 212 n’est pas supérieure à la pression différentielle à travers le mécanisme de fermeture de vanne 204, la pression dans le conduit 206 peut être augmentée jusqu’à ce que la pression dans le conduit 206 et la force de ressort positive du ressort avant 212 surmontent la pression différentielle à travers le mécanisme de fermeture de vanne 204. La force de ressort positive du ressort avant 212 peut alors déplacer le tuyau d’écoulement 208 dans la seconde position. Lorsque le tuyau d’écoulement 208 est dans la seconde position, des fluides tels que le pétrole et le gaz dans la section inférieure 202 peuvent être capables de s’écouler dans le trajet d’écoulement 214 et vers une surface du puits de forage telle qu’une tête de puits. La vanne de sécurité 200 peut rester en position ouverte avec le manchon coulissant 222 dans la seconde position et le tuyau d’écoulement 208 dans la seconde position tant que l’ensemble électromagnétique 240 reste alimenté.The drain pipe 208 can be moved from the first position to the second position when the sliding sleeve 222 is fixed in place in the second position. When the sliding sleeve 222 is fixed in the second position, the front spring 212 can provide a positive spring force against the shoulder of the drain pipe 232 and the sliding sleeve assembly 230. The positive spring force of the front spring 212 can be transferred through the drain pipe 208 into the valve closing mechanism 204. In the case where the positive spring force exerted by the front spring 212 is greater than the differential pressure exerted on the valve closing mechanism 204, the front spring 212 can extend and move the flow pipe 208 into the second position. Alternatively, if the positive spring force of the front spring 212 is not greater than the differential pressure across the valve closing mechanism 204, the pressure in the conduit 206 may be increased until the pressure in the conduit 206 and the positive spring force of the front spring 212 overcome the differential pressure across the valve closing mechanism 204. The positive spring force of the front spring 212 can then move the flow pipe 208 to the second position. When the drain pipe 208 is in the second position, fluids such as oil and gas in the lower section 202 may be able to flow through the flow path 214 and to a surface of the wellbore such than a wellhead. The safety valve 200 can remain in the open position with the sliding sleeve 222 in the second position and the drain pipe 208 in the second position as long as the electromagnetic assembly 240 remains energized.

[0028] La vanne de sécurité 200 peut être déplacée vers la première position fermée, comme illustré sur la figure 2A en éteignant l’ensemble électromagnétique 240. Comme indiqué précédemment, l’ensemble électromagnétique 240 et l’ensemble magnétique 238 peuvent fixer l’ensemble de manchon coulissant 230 en place dans la seconde position lorsque l’ensemble électromagnétique 240 reste sous tension. Lorsque l’ensemble électromagnétique 240 est mis hors tension, l’ensemble de manchon coulissant 230 ne peut plus être fixé en place. Le ressort de force 210 peut exercer une force de ressort positive contre l’ensemble de vanne 216, l’épaulement du manchon coulissant 218 et l’épaulement du tuyau d’écoulement 232 par contact entre l’épaulement de manchon coulissant 218 et l’épaulement du tuyau d’écoulement 232. Une force de ressort positive du ressort de force 210 peut déplacer axialement le manchon coulissant 222 dans la première position et le tuyau d’écoulement 208 dans la première position, ramenant ainsi la vanne de sécurité 200 dans la première position fermée illustrée à la figure 2A. Une force de ressort positive du ressort de force 210 peut déplacer axialement l’ensemble magnétique 238 vers la position illustrée à la figure 2A en transmettant la force de ressort positive à travers la tige de connexion 236.The safety valve 200 can be moved to the first closed position, as illustrated in FIG. 2A by switching off the electromagnetic assembly 240. As indicated previously, the electromagnetic assembly 240 and the magnetic assembly 238 can fix the sliding sleeve assembly 230 in place in the second position when the electromagnetic assembly 240 remains energized. When the electromagnetic assembly 240 is de-energized, the sliding sleeve assembly 230 can no longer be fixed in place. The force spring 210 can exert a positive spring force against the valve assembly 216, the shoulder of the sliding sleeve 218 and the shoulder of the flow pipe 232 by contact between the sliding sleeve shoulder 218 and the shoulder of the drain pipe 232. A positive spring force of the force spring 210 can move the sliding sleeve 222 axially in the first position and the drain pipe 208 in the first position, thereby bringing the safety valve 200 back into the first closed position illustrated in Figure 2A. A positive spring force of the force spring 210 can move the magnetic assembly 238 axially to the position illustrated in FIG. 2A by transmitting the positive spring force through the connecting rod 236.

[0029] En passant brièvement aux figures 3A et 3B, est illustrée une variante de mode de réalisation d’une vanne de sécurité 300 placée dans un train de production 390 selon la description. La vanne de sécurité 300 est analogue à bien des égards à la vanne de sécurité 200 des figures 2A à 2C. En conséquence, des références numériques identiques peuvent être utilisées pour indiquer des caractéristiques similaires, sinon identiques. La vue de la figure 3A peut être analogue à la vue de la figure 2A, alors que la vue de la figure 3B peut être analogue à la vue de la figure 2B.By passing briefly to FIGS. 3A and 3B, an alternative embodiment of a safety valve 300 placed in a production train 390 is illustrated according to the description. The safety valve 300 is similar in many ways to the safety valve 200 of Figures 2A to 2C. Consequently, identical reference numerals can be used to indicate similar, if not identical, characteristics. The view of FIG. 3A can be similar to the view of FIG. 2A, while the view of FIG. 3B can be similar to the view of FIG. 2B.

[0030] Le mode de réalisation illustré aux figures 2A à 2C implique un ensemble électromagnétique 240 avec une ligne de commande électrique dédiée depuis la surface ; par exemple de la tête de puits (WH)/arbre de Noël (XT). Cela implique en outre que des caractéristiques électriques de fond de puits supplémentaires, telles qu’une SCSSV électrique (par exemple, si elle est utilisée), ont leurs propres lignes de commande électriques dédiées, par exemple une ou plusieurs, mais généralement deux, qui n’interagissent pas avec la ligne de commande électrique dédiée couplée à l’ensemble électromagnétique 240. Cela implique trois lignes de commande électriques (par exemple, ou plus) allant du WH/XT à l’ensemble électromagnétique 240 et aux caractéristiques électriques de fond de puits supplémentaires, avec leurs pénétrations respectives du matériel et de l’olive de suspension de la colonne de production.The embodiment illustrated in Figures 2A to 2C involves an electromagnetic assembly 240 with a dedicated electrical control line from the surface; for example from the wellhead (WH) / Christmas tree (XT). This further implies that additional downhole electrical features, such as an electrical SCSSV (e.g., if used), have their own dedicated electrical control lines, e.g. one or more, but usually two, which do not interact with the dedicated electrical control line coupled to the electromagnetic assembly 240. This involves three electrical control lines (for example, or more) ranging from WH / XT to the electromagnetic assembly 240 and to the basic electrical characteristics additional wells, with their respective penetrations of the equipment and the production column suspension olive.

[0031] Afin de réduire le nombre de lignes de commande électriques, de pénétrations de l’olive de suspension de la colonne de production, etc., une ou plusieurs des lignes de commande de vanne de sécurité électrique peuvent être utilisées pour alimenter l’ensemble électromagnétique 240 et les caractéristiques électriques de fond de puits supplémentaires. Ceci peut être accompli en incluant un module de commande 310 adjacent à l’ensemble électromagnétique 240, soit en haut ou en fond de puits de l’ensemble électromagnétique 240. Dans cette configuration, une première ligne de commande électrique 320 entrerait dans le module de commande 310 depuis le haut de puits, puis une seconde ligne de commande électrique 330 quitterait ensuite le module de commande 310 et s’étendrait en fond de puits jusqu’aux caractéristiques électriques en fond de puits supplémentaires, telles que la SCSSV électrique. Dans ce mode de réalisation, le module de commande 310 achemine de l’énergie à l’ensemble électromagnétique 240 et/ou aux caractéristiques électriques de fond de puits supplémentaires. Le module de commande 310 fournit également un moyen de déconnecter l’électricité des caractéristiques électriques de fond de puits supplémentaires en cas de défaillance des caractéristiques électriques de fond de puits supplémentaires. Par exemple, si la caractéristique électrique de fond de puits supplémentaire était une SCSSV électrique, si la SCSSV électrique devait tomber en panne, le module de commande 310 pourrait être utilisé pour déconnecter son alimentation, de sorte que toute la puissance puisse être concentrée avec l’ensemble électromagnétique 240, le cas échéant.In order to reduce the number of electrical control lines, penetrations of the production column suspension olive, etc., one or more of the electrical safety valve control lines can be used to supply the 240 electromagnetic assembly and additional downhole electrical characteristics. This can be accomplished by including a control module 310 adjacent to the electromagnetic assembly 240, either at the top or bottom of the well of the electromagnetic assembly 240. In this configuration, a first electrical control line 320 would enter the command 310 from the top of the well, then a second electrical control line 330 would then leave the control module 310 and extend at the bottom of the well to the electrical characteristics at the bottom of the well, such as the electrical SCSSV. In this embodiment, the control module 310 routes energy to the electromagnetic assembly 240 and / or to the additional downhole electrical characteristics. The control module 310 also provides a means of disconnecting electricity from the additional downhole electrical characteristics in the event of failure of the additional downhole electrical characteristics. For example, if the additional downhole electrical feature was an electrical SCSSV, if the electrical SCSSV were to fail, the control module 310 could be used to disconnect its power, so that all power could be concentrated with the electromagnetic assembly 240, if applicable.

[0032] En référence aux figures 3A et 3B, le module de commande 310 est situé en haut de puits de l’ensemble électromagnétique 240, et l’alimentation entre ainsi en premier dans le module de commande 310. Dans cette configuration, lorsque la caractéristique électrique de fond de puits supplémentaire fonctionne normalement, l’électricité est dirigée vers la caractéristique électrique de fond de puits supplémentaire et non vers l’ensemble électromagnétique 240. En cas de défaillance de la caractéristique électrique de fond de puits supplémentaire, le module de commande 310 dirige l’électricité vers l’ensemble électromagnétique 240 et non vers la caractéristique électrique de fond de puits supplémentaire.Referring to Figures 3A and 3B, the control module 310 is located at the top of the well of the electromagnetic assembly 240, and the supply thus enters first into the control module 310. In this configuration, when the additional downhole electrical characteristic operates normally, electricity is directed to the additional downhole electrical characteristic and not to the electromagnetic assembly 240. In the event of failure of the additional downhole electrical characteristic, the module command 310 directs electricity to the electromagnetic assembly 240 and not to the additional downhole electrical characteristic.

[0033] En passant brièvement aux figures 4A et 4B, est illustrée une variante de mode de réalisation d’une vanne de sécurité 400 selon la description. Dans ce mode de réalisation, le module de commande 410 est situé au fond de puits de l’ensemble électromagnétique 240, et ainsi l’alimentation entre en premier dans l’ensemble électromagnétique 240. Dans cette configuration, une première ligne de commande électrique 420 entrerait dans l’ensemble électromagnétique 240, l’énergie passerait à travers l’ensemble électromagnétique 240 jusqu’au module de commande 410, puis une seconde ligne de commande électrique 430 sortirait ensuite du module de commande 410 et s’étendrait en fond de puits jusqu’aux caractéristiques électrique de fond de puits supplémentaires, telles que la SCSSV électrique. Selon ce mode de réalisation et pour des raisons de simplicité de conception, le système peut être configuré de sorte que l’électricité circule toujours à travers l’ensemble électromagnétique 240.By passing briefly to FIGS. 4A and 4B, an alternative embodiment of a safety valve 400 is illustrated according to the description. In this embodiment, the control module 410 is located at the bottom of the well of the electromagnetic assembly 240, and thus the supply enters first into the electromagnetic assembly 240. In this configuration, a first electrical control line 420 would enter electromagnetic assembly 240, energy would pass through electromagnetic assembly 240 to control module 410, then a second electrical control line 430 would then exit from control module 410 and extend to the bottom of the well up to additional downhole electrical characteristics, such as the electric SCSSV. According to this embodiment and for reasons of simplicity of design, the system can be configured so that the electricity always flows through the electromagnetic assembly 240.

[0034] Un système de commande de procédé peut être utilisé pour surveiller et commander la production de fluides de formation à partir d’un puits dans lequel la vanne de sécurité est disposée. Un système de commande de procédé peut comprendre des composants tels que des débitmètres, des transducteurs de pression, des pompes, des systèmes d’alimentation et des systèmes de commande associés pour chacun. Le système de commande de procédé peut alimenter la vanne de sécurité afin d’y activer et désactiver l’ensemble électromagnétique. L’ensemble électromagnétique peut être conçu pour fonctionner avec n’importe quelle source d’alimentation telle qu’un courant alternatif (« A/C ») ou un courant continu (« D/C »). Le système de commande de procédé peut permettre à un opérateur d’ouvrir la vanne de sécurité selon les procédés décrits ci-dessus en utilisant la pompe pour réduire la pression, en alimentant l’ensemble électromagnétique et en utilisant la pompe pour augmenter la pression. Le système de commande de procédé peut surveiller les pressions et les débits des fluides de puits de forage afin de garantir des conditions de fonctionnement sûres et que le procédé de production ne dépasse pas les limites de sécurité. En cas de problème, tel qu’une surpression, le système de commande de procédé peut détecter le problème et couper automatiquement l’alimentation de la vanne de sécurité. Comme indiqué cidessus, couper l’alimentation de la vanne de sécurité peut entraîner sa fermeture automatique, contenant ainsi les pressions et les fluides.A process control system can be used to monitor and control the production of training fluids from a well in which the safety valve is located. A process control system may include components such as flow meters, pressure transducers, pumps, feed systems and associated control systems for each. The process control system can power the safety valve to activate and deactivate the electromagnetic assembly. The electromagnetic assembly can be designed to work with any power source such as alternating current ("A / C") or direct current ("D / C"). The process control system can allow an operator to open the safety valve according to the methods described above by using the pump to reduce the pressure, by supplying the electromagnetic assembly and by using the pump to increase the pressure. The process control system can monitor the pressures and flow rates of wellbore fluids to ensure safe operating conditions and that the production process does not exceed safety limits. In the event of a problem, such as an overpressure, the process control system can detect the problem and automatically cut power to the safety valve. As noted above, shutting off the power to the safety valve may cause it to close automatically, thereby containing pressures and fluids.

[0035] Les aspects décrits ici englobent :The aspects described here include:

A. Une vanne de sécurité, comprenant : un corps de vanne définissant un alésage central s’étendant axialement à travers le corps de vanne ; un manchon coulissant disposé dans l’alésage central ; un tuyau d’écoulement disposé par rapport au manchon coulissant ; un piston pouvant transmettre une force à l’un ou l’autre du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement ; un mécanisme de fermeture de vanne disposé sur une extrémité distale du corps de vanne ; et un canal d’activation couplant le piston et une pression en fond de puits du mécanisme de fermeture de vanne pour appliquer la force à l’un ou l’autre du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement.A. A safety valve, comprising: a valve body defining a central bore extending axially through the valve body; a sliding sleeve disposed in the central bore; a drain pipe disposed relative to the sliding sleeve; a piston capable of transmitting force to either of the sliding sleeve or the drain pipe; a valve closing mechanism disposed on a distal end of the valve body; and an activation channel coupling the piston and downhole pressure of the valve closing mechanism to apply force to either of the sliding sleeve or the drain pipe.

B. Un système de puits, comprenant : un train de production ayant un alésage central de train de production situé dans un puits de forage ; une vanne de sécurité positionnée dans l’alésage central de train de production, la vanne de sécurité comprenant 1) un corps de vanne définissant un alésage central s’étendant axialement à travers le corps de vanne, 2) un manchon coulissant disposé dans l’alésage central, 3) un tuyau d’écoulement disposé par rapport au manchon coulissant, 4) un piston pouvant transmettre une force à l’un ou l’autre du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement, 5) un mécanisme de fermeture de vanne disposé sur une extrémité distale du corps de vanne, et 6) un canal d’activation couplant le piston et une pression dans le train de production en fond de puits du mécanisme de fermeture de vanne pour appliquer la force à l’un ou l’autre du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement.B. A well system, comprising: a production train having a central production train bore located in a wellbore; a safety valve positioned in the central bore of the production train, the safety valve comprising 1) a valve body defining a central bore extending axially through the valve body, 2) a sliding sleeve disposed in the central bore, 3) a flow pipe disposed relative to the sliding sleeve, 4) a piston capable of transmitting a force to either of the sliding sleeve or the flow pipe, 5) a closing mechanism of valve arranged on a distal end of the valve body, and 6) an activation channel coupling the piston and a pressure in the production train at the bottom of the valve closing mechanism well to apply force to one or more other than the sliding sleeve or the drain pipe.

C. Un procédé pour faire fonctionner un système de puits, comprenant : le positionnement d’un train de production ayant un alésage central de train de production dans un puits de forage ; le positionnement d’une vanne de sécurité dans l’alésage central de train de production, la vanne de sécurité comprenant 1) un corps de vanne définissant un alésage central s’étendant axialement à travers le corps de vanne, 2) un manchon coulissant disposé dans l’alésage central, 3) un tuyau d’écoulement disposé par rapport au manchon coulissant, 4) un piston pouvant transmettre une force à l’un ou l’autre du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement, 5) un mécanisme de fermeture de vanne disposé sur une extrémité distale du corps de vanne, et 6) un canal d’activation couplant le piston et une pression dans le train de production en fond de puits du mécanisme de fermeture de vanne pour appliquer la force à l’un ou l’autre du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement ; l’application d’une pression en fond de puits depuis le train de production au-dessous du mécanisme de fermeture de vanne jusqu’au piston via le canal d’activation pour déplacer le piston et faciliter l’ouverture de la vanne de sécurité.C. A method of operating a well system, comprising: positioning a production train having a central production train bore in a wellbore; positioning a safety valve in the central bore of the production train, the safety valve comprising 1) a valve body defining a central bore extending axially through the valve body, 2) a sliding sleeve disposed in the central bore, 3) a flow pipe disposed relative to the sliding sleeve, 4) a piston capable of transmitting a force to either of the sliding sleeve or the flow pipe, 5) a mechanism valve closing device located on a distal end of the valve body, and 6) an activation channel coupling the piston and a pressure in the downhole production train of the valve closing mechanism to apply the force to the either of the sliding sleeve or the drain pipe; applying downhole pressure from the production train below the valve closing mechanism to the piston via the activation channel to move the piston and facilitate the opening of the safety valve.

[0036] Les aspects A, B et C peuvent comporter une combinaison d’un ou de plusieurs des éléments supplémentaires suivants : Elément 1 : dans lequel le canal d’activation couple le piston et la pression en fond de puits du mécanisme de fermeture de vanne à travers le corps de vanne. Elément 2 : dans lequel au moins une partie du canal d’activation comprend un anneau entre le corps de vanne et la tubulure disposée autour de celui-ci. Elément 3 : dans lequel la tubulure est une tubulure de production. Elément 4 : dans lequel la tubulure est une partie d’une vanne de sécurité souterraine contrôlée depuis la surface. Elément 5 : comprenant en outre un ensemble magnétique déplaçable avec le manchon coulissant ou le tuyau d’écoulement, l’ensemble magnétique pouvant être couplé à un ensemble électromagnétique fixe dans une tubulure disposée autour de celui-ci afin d’empêcher le déplacement du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement. Elément 6 : dans lequel l’ensemble magnétique comprend un matériau ferromagnétique. Elément 7 : dans lequel le corps de vanne définit une partie d’une vanne de sécurité insérée, et en outre dans lequel aucune énergie n’est acheminée vers la vanne de sécurité insérée. Elément 8 : dans lequel le train de production comprend une vanne de sécurité souterraine contrôlée depuis la surface, et dans lequel l’au moins une partie du canal d’activation comprend un anneau entre le corps de vanne et la vanne de sécurité souterraine contrôlée depuis la surface. Elément 9 : dans lequel le train de production est couplé à un ensemble électromagnétique fixe et dans lequel la vanne de sécurité comprend en outre un ensemble magnétique pouvant être déplacé avec le manchon coulissant ou le tuyau d’écoulement, l’ensemble magnétique pouvant être couplé à l’ensemble électromagnétique fixe afin d’empêcher le déplacement du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement. Elément 10 : dans lequel l’alimentation est acheminée vers l’ensemble électromagnétique fixe, mais pas vers la vanne de sécurité. Elément 11 : dans lequel le train de production comprend de plus un ensemble électromagnétique fixe couplé à celui-ci, et en outre dans lequel la vanne de sécurité comprend un ensemble magnétique déplaçable avec le manchon coulissant ou le tuyau d’écoulement, l’ensemble magnétique pouvant être couplé à l’ensemble électroma gnétique fixe pour empêcher le déplacement du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement vers le haut de puits. Elément 12 : comprenant en outre la mise sous tension de l’ensemble électromagnétique fixe pour fixer l’ensemble magnétique à l’ensemble électromagnétique fixe afin d’empêcher le déplacement du manchon coulissant ou du tuyau d’écoulement vers le haut de puits. Elément 13 : comprenant en outre l’égalisation d’une pression à travers le mécanisme de fermeture de vanne après avoir alimenté l’ensemble électromagnétique fixe, permettant ainsi au tuyau d’écoulement de s’ouvrir et de s’étendre au-delà du mécanisme de fermeture de vanne. Elément 14 : comprenant en outre la coupure de l’alimentation de l’ensemble électromagnétique fixe sous tension, amenant ainsi le tuyau d’écoulement à se déplacer vers le haut de puits au-delà du mécanisme de fermeture de vanne et à fermer la vanne de sécurité.Aspects A, B and C may include a combination of one or more of the following additional elements: Element 1: in which the activation channel couples the piston and the pressure at the bottom of the well of the closing mechanism of valve through the valve body. Element 2: in which at least part of the activation channel comprises a ring between the valve body and the tubing arranged around it. Element 3: in which the tubing is a production tubing. Element 4: in which the tubing is part of an underground safety valve controlled from the surface. Element 5: further comprising a magnetic assembly displaceable with the sliding sleeve or the drain pipe, the magnetic assembly being able to be coupled to a fixed electromagnetic assembly in a tube arranged around it in order to prevent the displacement of the sleeve sliding or drain hose. Element 6: in which the magnetic assembly comprises a ferromagnetic material. Element 7: in which the valve body defines part of an inserted safety valve, and further in which no energy is supplied to the inserted safety valve. Element 8: in which the production train comprises an underground safety valve controlled from the surface, and in which the at least part of the activation channel comprises a ring between the valve body and the underground safety valve controlled from the surface. Element 9: in which the production train is coupled to a fixed electromagnetic assembly and in which the safety valve further comprises a magnetic assembly which can be moved with the sliding sleeve or the drain pipe, the magnetic assembly which can be coupled to the fixed electromagnetic assembly to prevent movement of the sliding sleeve or the drain hose. Element 10: in which the power is routed to the fixed electromagnetic assembly, but not to the safety valve. Element 11: in which the production train further comprises a fixed electromagnetic assembly coupled thereto, and further in which the safety valve comprises a movable magnetic assembly with the sliding sleeve or the flow pipe, the assembly magnetic that can be coupled to the fixed electromagnetic assembly to prevent the sliding sleeve or the drain pipe from moving up the well. Element 12: further comprising energizing the fixed electromagnetic assembly to secure the magnetic assembly to the fixed electromagnetic assembly to prevent movement of the sliding sleeve or flow pipe up the well. Element 13: further comprising equalizing a pressure across the valve closing mechanism after energizing the stationary electromagnetic assembly, thereby allowing the flow pipe to open and extend beyond the valve closing mechanism. Element 14: further comprising cutting off the supply of the energized fixed electromagnetic assembly, thereby causing the flow pipe to move up the well beyond the valve closing mechanism and to close the valve of security.

[0037] L’homme du métier concerné par cette demande comprendra que d’autres, additions, suppressions, substitutions et modifications supplémentaires peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits.Those skilled in the art concerned by this application will understand that other additions, deletions, substitutions and additional modifications can be made to the embodiments described.

Claims

Claims [Claim 1] Safety valve (120), comprising: a valve body (224) defining a central bore extending axially through the valve body (224); a sliding sleeve (222) disposed in the central bore; a drain pipe (208) disposed relative to the sliding sleeve (222); a piston (220) operable to transmit force to either of the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208); a valve closing mechanism (204) disposed on a distal end of the valve body (224); and an activation channel (228) coupling the piston (220) and downhole pressure of the valve closing mechanism (204) to apply force to either of the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208). [Claim 2] Safety valve (120) according to claim 1, in which the activation channel (228) couples the piston (220) and the downhole pressure of the valve closing mechanism (204) through the valve body ( 224). [Claim 3] Safety valve (120) according to claim 1, in which at least part of the activation channel (228) comprises a ring between the valve body (224) and the tubing (226) arranged around it, or alternatively in which the tubing (226) is a production tubing, or a variant in which the tubing (226) is a part of an underground safety valve controlled from the surface. [Claim 4] Safety valve (120) according to claim 1, further comprising a magnetic assembly (238) movable with the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208), the magnetic assembly (238) being able to be coupled to a fixed electromagnetic assembly in a tubing disposed around it to prevent movement of the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208) or alternatively, wherein the magnetic assembly (238) comprises ferromagnetic material . [Claim 5] A safety valve (120) according to claim 1, wherein the valve body (224) defines a part of an inserted safety valve, and further in which no energy is supplied to the inserted safety valve.

[Claim 6] Well system (100), comprising: a production train (290) having a central production train bore located in a wellbore; and a safety valve (120) placed in the central bore of the production train, the safety valve (120) comprising; a valve body (224) defining a central bore extending axially through the valve body (224); a sliding sleeve (222) disposed in the central bore; a drain pipe (208) disposed relative to the sliding sleeve (222); a piston (220) operable to transmit force to either of the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208); a valve closing mechanism (204) disposed on a distal end of the valve body (224); and an activation channel (228) coupling the piston (220) and a pressure in the production train (290) downhole of the valve closing mechanism (204) to apply the force to one or the other sliding sleeve (222) or drain pipe (208). [Claim 7] A well system (100) according to claim 6, wherein at least a portion of the activation channel (228) includes a ring between the valve body (224) and the production train (290). [Claim 8] A well system (100) according to claim 7, wherein the production train (290) comprises an underground safety valve controlled from the surface, and wherein at least part of the activation channel (228) comprises a ring between the valve body (224) and the underground safety valve controlled from the surface. [Claim 9] A well system (100) according to claim 8, wherein the production train (290) is coupled to a fixed electromagnetic assembly, and wherein the safety valve (120) further comprises a movable magnetic assembly (238) with the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208), the magnetic assembly (238) being capable of being coupled to the fixed electromagnetic assembly to prevent movement of the sliding sleeve (222) or the hose (208 ) flow. [Claim 10] A well system (100) according to claim 9, wherein the magnetic assembly (238) comprises a ferromagnetic material. [Claim 11] Well system (100) according to claim 6, in which the supply is routed to the fixed electromagnetic assembly,

[Claim 12] [Claim 13] [Claim 14] but not to the safety valve (120).

A method of operating a well system (100), comprising: positioning a production train (290) having a central production train bore in a wellbore;

positioning a safety valve (120) in the central bore of the production train, the safety valve (120) comprising; a valve body (224) defining a central bore extending axially through the valve body (224);

a sliding sleeve (222) disposed in the central bore; a drain pipe (208) disposed relative to the sliding sleeve (222);

a piston (220) operable to transmit force to either of the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208); a valve closing mechanism (204) disposed on a distal end of the valve body (224); and an activation channel (228) coupling the piston (220) and a pressure in the downhole production train of the valve closing mechanism (204) to apply force to either of the sleeve sliding (222) or drain pipe (208);

applying downhole pressure from the production train (290) below the valve closing mechanism (204) to the piston (220) via the activation channel (228) to move the piston (220) and facilitate the opening of the safety valve (120). The method of claim 12, wherein the production train (290) further comprises a fixed electromagnetic assembly coupled thereto, and further wherein the safety valve (120) comprises a magnetic assembly (238) movable with the sliding sleeve (222) or the drain pipe (208), the magnetic assembly (238) being capable of being coupled to the fixed electromagnetic assembly to prevent movement of the sliding sleeve (222) or the drainage pipe (208) up hole.

The method of claim 13, further comprising energizing the fixed electromagnetic assembly to secure the magnetic assembly (238) to the fixed electromagnetic assembly to prevent movement of the sliding sleeve (222) or the hose. flow (208) upwardly or alternatively, further comprising equalizing pressure through the valve closing mechanism (204) after energizing the stationary electromagnetic assembly, thereby allowing the hose to flow (208) to open and extend beyond the valve closing mechanism (204), or as a variant further comprising cutting off the supply to the fixed electromagnetic assembly under tension, thereby bringing the drain pipe (208) to move up the hole past the valve closing mechanism (204) and to close the safety valve (120).

[Claim 15] The method of claim 12, wherein the safety valve (120) is an inserted safety valve which is not supplied with power.