FR3135744A1 - Soupape de sécurité souterraine doté d’un ensemble d’aimants de réaccouplement - Google Patents
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Abstract
Une soupape de sécurité pour un puits de forage peut comporter un piston, une soupape à clapet, un tube d’écoulement, une série d’aimants externes et une série d’aimants internes. Le piston peut déplacer le tube d’écoulement, qui peut actionner la soupape à clapet. La série d’aimants externes peuvent être fixés à une paroi externe du piston. La série d’aimants internes peut être fixée à un tube d’écoulement de la soupape de sécurité. La série d’aimants externes et la série d’aimants internes peuvent être agencées selon un motif de polarité non alternée. Le motif de polarité non alternée peut être ordonné de sorte qu’une première force nécessaire pour désaccoupler la série d’aimants internes de la série d’aimants externes est supérieure à une seconde force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants internes avec la série d’aimants externes. Figure de l’abrégé : Figure 2.
Description
La présente invention concerne de manière générale des opérations de puits de forage et, plus particulièrement (mais pas nécessairement exclusivement), des soupapes de sécurité souterraines dotées d’un ensemble d’aimants d’accouplement et destinées à être utilisées dans le cadre des opérations de puits de forage.
Les hydrocarbures, tels que le pétrole et le gaz, peuvent être extraits de formations souterraines qui peuvent être sur terre ou offshore. Les hydrocarbures peuvent être extraits à travers un puits de forage formé dans une formation souterraine. Les opérations de puits de forage pour extraire des hydrocarbures peuvent comprendre des opérations de forage, des opérations de complétion, des opérations de production, etc.
Une soupape de sécurité peut être installée dans un puits de forage lors d’une opération de complétion. La soupape de sécurité peut jouer le rôle de sécurité intégrée pour empêcher une libération incontrôlée de fluides. La soupape de sécurité peut assurer la fermeture d’un puits de forage pour éviter d’endommager les installations de production en surface ou pour prévenir une urgence. L’accouplement et le réaccouplement à la soupape de sécurité peuvent s’avérer difficiles.
La est une vue en coupe transversale d’une soupape de sécurité souterraine disposée à l’intérieur d’un puits de forage selon un exemple de la présente invention.
La est une vue en coupe transversale d’une soupape de sécurité souterraine ouverte contenant un ensemble d’aimants selon un exemple de la présente invention.
La est une vue en coupe transversale d’une soupape de sécurité souterraine fermée contenant un ensemble d’aimants selon un exemple de la présente invention.
La est un schéma des séquences de polarité d’un ensemble d’aimants d’une soupape de sécurité selon un exemple de la présente invention.
La est un schéma d’aimants ordonnés selon une séquence de polarité non alternée se couplant à une autre série d’aimants ordonnés selon une séquence de polarité non alternée, selon un exemple de la présente invention.
La est un schéma d’une série d’aimants externes de tailles variables se couplant à une série d’aimants internes de tailles variables selon un exemple de la présente invention.
La est un schéma d’une série d’aimants externes de tailles décroissantes se couplant à une série d’aimants internes de tailles décroissantes correspondantes selon un exemple de la présente invention.
La est un schéma d’une série d’aimants externes de tailles croissantes se couplant à une série d’aimants internes de tailles croissantes selon un exemple de la présente invention.
La est un organigramme d’un procédé de fermeture et d’ouverture d’une soupape de sécurité selon un exemple de la présente invention.
Certains aspects et exemples de la présente invention concernent un ensemble d’aimants pour une soupape de sécurité où l’ensemble d’aimants comporte des aimants ayant un motif de polarité non alternée de sorte que les aimants peuvent être réaccouplés en déployant une force inférieure à la force nécessaire pour désaccoupler l’ensemble d’aimants. Le désaccouplement et le réaccouplement de l’ensemble d’aimants peuvent impliquer le désaccouplement de plusieurs aimants externes d’avec plusieurs aimants internes et leur réaccouplement. Le désaccouplement des aimants externes d’avec les aimants internes peut comporter le déplacement des aimants externes jusqu’à un point où les aimants externes ne subissent pas la force d’attraction maximale avec les aimants internes. Le réaccouplement des aimants externes avec les aimants internes peut comporter le déplacement des aimants externes jusqu’à un point où les aimants externes subissent la force d’attraction maximale avec les aimants internes correspondants. La différence entre la première force de désaccouplement et la seconde force de réaccouplement des aimants externes et des aimants internes peut être obtenue en agençant les aimants externes et les aimants internes selon un motif de polarité au moins partiellement non alterné.
La soupape de sécurité peut être ouverte et fermée par un piston relié mécaniquement aux aimants externes par un mandrin. Le piston peut s’étendre au moyen d’une conduite de commande hydraulique. L’extension du piston peut, par la liaison du mandrin, translater les aimants externes en s’opposant à la force d’un ressort dans une chambre interne de la soupape de sécurité. L’accouplement magnétique entre les aimants externes et les aimants internes peut amener les aimants externes à tirer les aimants internes lorsque l’extension du piston translate les aimants externes. Les aimants internes peuvent être fixés à un tube d’écoulement. Le mouvement des aimants internes peut amener le tube d’écoulement à traverser une soupape à clapet pour ouvrir la soupape à clapet. La rétraction du piston peut inverser ce processus, en retirant le tube d’écoulement de la soupape à clapet, permettant à la soupape à clapet de se fermer.
Dans certains cas, les aimants externes peuvent se désaccoupler des aimants internes et leur réaccouplement peut s’avérer difficile. On peut citer comme exemples de cas des fermetures de soupape de sécurité, des fermetures avec claquement ou un tube d’écoulement à ouverture bloquée. Cette difficulté peut provenir des forces utilisées pour réaccoupler les aimants externes et les aimants internes. Dans les soupapes de sécurité dotée d’aimants internes et d’aimants externes à motif de polarité alternée, la force nécessaire pour réaccoupler les aimants internes aux aimants externes peut être égale à la force nécessaire pour désaccoupler les aimants internes des aimants externes. Un motif de polarité alternée peut être nord-sud, sud-nord, nord-sud pour les aimants externes et un motif complémentaire sud-nord, nord-sud, sud-nord pour les aimants internes. Chaque aimant interne peut également correspondre à un aimant externe de taille égale.
Les soupapes de sécurité utilisant un modèle de polarité alternée peuvent être réaccouplées à l’aide d’un câble métallique ou d’un câble lisse. Mais une conception qui permet de réaccoupler des séries d’aimants à motifs de polarité alternée à l’aide d’un câble métallique peut compromettre la taille de la soupape de sécurité pour tenir compte de la force de réaccouplement relativement faible qu’un câble métallique peut fournir. Des soupapes de sécurité plus grandes dotées d’ensembles d’aimants qui peuvent nécessiter une force trop importante pour être réaccouplés par un câble lisse peuvent nécessiter une intervention de puits coûteuse et potentiellement destructrice.
Une soupape de sécurité dotée d’un ensemble magnétique ayant une force de réaccouplement inférieure à sa force de désaccouplement peut permettre une intervention filaire sur toutes les tailles de soupape. En outre, une soupape de sécurité ayant une force de réaccouplement inférieure peut être réaccouplée par une gamme plus large de méthodes, telles que des moteurs électriques. Les soupapes de sécurité traditionnelles peuvent nécessiter une pression de surface hydraulique ou, si elles sont actionnées par un moteur électrique, la force générée peut être trop faible pour réaccoupler les aimants dans certains scénarios.
Dans un ensemble magnétique ayant une force de réaccouplement inférieure à sa force de désaccouplement, les aimants externes peuvent être agencés selon un motif non alterné, tel que nord-sud, sud-nord, nord-sud, nord-sud. Les aimants internes peuvent être agencés selon une polarité complémentaire non alternée, telle que sud-nord, nord-sud, sud-nord, sud-nord. D’autres motifs de polarité sont également possibles.
Les aimants externes et les aimants internes peuvent être de tailles variables et complémentaires. Par exemple, un premier aimant externe et un premier aimant interne peuvent avoir une première taille, un deuxième aimant externe et un deuxième aimant interne peuvent avoir une deuxième taille, un troisième aimant externe et un troisième aimant interne peuvent avoir une troisième taille, et ainsi de suite, la première taille, la deuxième taille et la troisième taille étant des tailles différentes les unes des autres. Dans certains exemples, une paire complémentaire d’aimant externe et d’aimant interne peuvent avoir des tailles différentes l’un de l’autre. Dans d’autres exemples, au moins une paire complémentaire d’aimant externe et d’aimant interne peut avoir des tailles différentes.
Des exemples illustratifs sont donnés pour présenter au lecteur le sujet abordé ici et ne sont pas destinés à limiter la portée des concepts divulgués. Les sections suivantes décrivent diverses caractéristiques et exemples supplémentaires en référence aux dessins dans lesquels des chiffres identiques désignent des éléments identiques, et les descriptions de direction servent à décrire les aspects illustratifs mais, comme les aspects illustratifs, ne doivent pas servir à limiter la présente invention.
La est une vue en coupe transversale d’une soupape de sécurité qui est une soupape de sécurité souterraine 110 disposée à l’intérieur d’un puits de forage 102 selon un exemple de la présente invention. La soupape de sécurité 110 est interconnectée dans une colonne de production 104 positionnée dans le puits de forage 102. Une conduite de commande 106 s’étend dans le puits de forage 102 depuis une surface 112 et est connectée à la soupape de sécurité 110. Un espace entre une formation géologique 114 et la colonne de production 104 définit un espace annulaire 108 du puits de forage 102.
Le puits de forage 102 est illustré à la par un puits sous-marin, mais la soupape de sécurité 110 peut être déployée dans d’autres environnements. La conduite de commande 106 peut être une conduite de commande hydraulique pour actionner la soupape de sécurité 110. Dans certains exemples, la conduite de commande 106 peut actionner la soupape de sécurité 110 avec des signaux électriques, optiques ou d’autres signaux appropriés. Dans d’autres exemples, la soupape de sécurité 110 peut ne nécessiter aucune conduite de commande et peut être actionnée par d’autres moyens, tels que des signaux acoustiques ou un processus automatisé exécuté dans la soupape de sécurité 110.
La soupape de sécurité 110 peut être fermée par une première force et ouverte par une seconde force. La première force peut faire sortir un piston de la soupape de sécurité 110 d’une chambre définie par une partie de la soupape de sécurité 110. La première force peut être fournie par une force hydraulique provenant de la conduite de commande 106, une énergie mécanique stockée provenant d’un dispositif tel qu’un ressort, un gaz comprimé, un moteur électrique ou une pression de fluide provenant de l’espace annulaire 108 du puits de forage 102. La seconde force peut également être fournie par une force hydraulique provenant d’une seconde conduite de commande distincte de la conduite de commande 106, une énergie mécanique stockée provenant d’un dispositif tel qu’un ressort, un gaz comprimé, un moteur électrique, ou la pression de fluide provenant de l’espace annulaire 108 du puits de forage 102. D’autres sources pour la première ou la seconde force sont également possibles.
La est une vue en coupe transversale d’une soupape de sécurité souterraine ouverte 200 contenant un ensemble d’aimants selon un exemple de la présente invention. L’ensemble d’aimants comporte des aimants externes 212 fixés à un piston 206 par un mandrin 213 et des aimants internes 214 fixés à un tube d’écoulement 216. La position du piston 206 peut être commandée par une conduite de commande hydraulique 217 et une conduite d’équilibrage 224. Les aimants externes peuvent être positionnés dans une chambre interne 202 de la soupape de sécurité 200. Le tube d’écoulement 216 et les aimants internes 214 peuvent être positionnés dans un alésage 215 de la soupape de sécurité 200. Le tube d’écoulement 216 peut s’étendre au-delà d’une soupape à clapet 218. La soupape à clapet 218 peut être fixée à la soupape de sécurité 200 au niveau d’un siège 219. Les aimants externes 212 et les aimants internes 214 peuvent être alignés lorsque la position des aimants internes 214 est parallèle à la position des aimants externes 212. L’alignement peut être compris comme une condition dans laquelle chaque aimant des aimants externes 212 est soumis à une force magnétique maximale de chaque aimant correspondant des aimants internes 214. Par exemple, un premier aimant externe peut être aligné avec un premier aimant interne, un deuxième aimant externe peut être aligné avec un deuxième aimant interne et un troisième aimant externe peut être aligné avec un troisième aimant interne. Un aimant externe et un aimant interne peuvent correspondre lorsqu’ils sont de taille égale et de polarité opposée.
L’alignement des aimants externes 212 et des aimants internes 214 peut entraîner une force magnétique suffisante pour accoupler magnétiquement les aimants externes 212 et les aimants internes 214. L’accouplement magnétique des aimants externes 212 et des aimants internes 214 peut faire en sorte que la position des aimants internes 214 soit parallèle à la position des aimants externes 212. L’accouplement magnétique peut être maintenu grâce à un boîtier 210.
La conduite de commande hydraulique 217 peut étendre le piston 206. Le mandrin 213, reliant le piston 206 aux aimants externes 212, peut déplacer les aimants externes 212 en s’opposant à la force d’un ressort 220 dans la chambre intérieure 202. La position des aimants externes 212 peut tirer les aimants internes 214 et le tube d’écoulement 216 à travers la soupape à clapet 218, maintenant ainsi la soupape à clapet 218 ouverte. La conduite de commande hydraulique 217 peut, par la liaison mécanique du mandrin 213 et l’accouplement magnétique des aimants externes 212 avec les aimants internes 214, surmonter une force de ressort à l’intérieur ou à proximité d’une charnière de la soupape à clapet 218. La force de ressort à l’intérieur ou à proximité de la charnière de la soupape à clapet 218 peut être sollicitée pour maintenir la soupape à clapet 218 fermée.
La est une vue en coupe transversale d’une soupape de sécurité souterraine fermée 200 contenant un ensemble d’aimants selon un exemple de la présente invention. Le tube d’écoulement 216 n’est pas positionné à travers la soupape à clapet 218. La soupape à clapet 218 est en position fermée. Le piston 206 est dans une position rétractée par rapport à la .
La soupape à clapet 218 peut revenir à la position fermée sous la force du ressort à l’intérieur de la charnière de la soupape à clapet 218, dans laquelle la force de ressort est sollicitée pour maintenir la soupape à clapet 218 dans la position fermée. Le tube d’écoulement 216 peut avoir reculé vers une position rétractée dans la soupape de sécurité 200. Avec le tube d’écoulement 216 dans la position rétractée, la force du ressort à l’intérieur de la charnière de la soupape à clapet 218 ne peut plus être gênée par le fait que le tube d’écoulement 216 est en travers de la soupape à clapet 218.
Le tube d’écoulement 216 peut s’être déplacé vers la position rétractée par le déplacement du piston 206 vers la position rétractée correspondante. La position reculée du tube d’écoulement 216 et la position rétractée correspondante du piston 206 peuvent être liées par l’accouplement magnétique entre les aimants externes 212 et les aimants internes 214. Le piston 206 peut s’être déplacé vers la position rétractée à cause de la force du ressort 220 agissant sur les aimants externes 212.
La est un schéma des séquences de polarité d’un ensemble d’aimants d’une soupape de sécurité selon un exemple de la présente invention. Un mouvement des aimants internes 302 par rapport aux aimants externes est parallèle à un axe de rotation 304 d’une soupape de sécurité. Une série d’aimants internes 320 comporte des aimants internes d’orientation nord-sud 306 et des aimants internes d’orientation sud-nord 308. Une série d’aimants externes 330 comporte des aimants externes d’orientation sud-nord 310 et des aimants externes d’orientation nord-sud 312.
Le mouvement des aimants internes 302 peut entraîner l’accouplement magnétique de la série d’aimants internes 320 et de la série d’aimants externes 330. Une première force nécessaire pour désaccoupler la série d’aimants internes 320 de la série d’aimants externes 330 peut être supérieure à une seconde force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants internes 320 avec la série d’aimants externes 330. L’écart entre la première force et la seconde force peut résulter d’un motif de polarité non alternée de la série d’aimants internes 320 et d’un motif de polarité non alternée complémentaire de la série d’aimants externes 330.
Le motif de polarité non alternée et le motif de polarité non alternée complémentaire peuvent contribuer à la seconde force en fournissant des forces magnétiques attractives vers le mouvement des aimants internes 302 ainsi qu’en fournissant des forces magnétiques répulsives vers le mouvement des aimants internes 302. Au fur et à mesure que le mouvement des aimants internes 302 progresse, les aimants internes d’orientation nord-sud 306 tirent les aimants externes d’orientation sud-nord 310 dans certaines positions, tandis que les aimants internes d’orientation nord-sud 306 peuvent repousser les aimants externes d’orientation nord-sud 312 dans d’autres positions.
L’écart entre la première force et la seconde force peut également résulter d’un motif de polarité qui gradue les accouplements magnétiques entre les aimants de la série d’aimants internes 320 et la série d’aimants externes 330 de sorte que le mouvement des aimants internes 302 peut ne pas avoir à surmonter une force d’accouplement magnétique qui est la somme de chaque aimant interne et de chaque aimant externe actuellement alignés à une position donnée. Par exemple, un ensemble magnétique à motif de polarité alternée pour les aimants internes et les aimants externes peut être dans une position où quatre des aimants externes peuvent s’aligner avec quatre des aimants internes. Pour faire progresser le mouvement des aimants internes vers la position stable suivante, il peut être nécessaire de rompre quatre accouplements magnétiques et de surmonter quatre répulsions magnétiques. Mais, si les quatre aimants supérieurs 340 de la série d’aimants internes 320 se sont déplacés vers l’alignement avec les quatre aimants inférieurs 350 de la série d’aimants externes 330, l’avancement du mouvement des aimants internes 302 peut se déplacer vers une quantité supérieure ou égale d’accouplements magnétiques et s’éloigner d’une quantité inférieure ou égale de répulsions magnétiques par rapport à un ensemble magnétique à motif de polarité alternée. Un exemple de progression entre les quatre aimants supérieurs 340 de la série d’aimants internes 320 et les quatre aimants inférieurs 350 de la série d’aimants externes 330 est illustré à la .
La est un schéma d’aimants ordonnés selon une séquence de polarité non alternée se couplant à une autre série d’aimants ordonnés selon une séquence de polarité non alternée, selon un exemple de la présente invention. Dans le présent exemple, un accouplement des quatre aimants supérieurs 340 de la série d’aimants internes 320 et des quatre aimants inférieurs 350 de la série d’aimants externes 330 progresse d’une première position 360, à une deuxième position 362, à une troisième position 364, à une quatrième position 366.
Dans la première position 360, un aimant interne d’orientation nord-sud 306 peut subir une force magnétique répulsive provenant d’un aimant externe d’orientation nord-sud 312. La force magnétique répulsive résultant de la première position 360 peut s’opposer à la deuxième force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants internes 320 à la série d’aimants externes 330.
Passer de la première position 360 à la deuxième position 362 peut impliquer de surmonter une autre force magnétique répulsive d’un aimant interne d’orientation nord-sud 306 se déplaçant pour faire face à un autre aimant externe d’orientation nord-sud 312. La progression simultanée vers l’accouplement magnétique entre un aimant interne d’orientation sud-nord 308 et un aimant externe d’orientation nord-sud 312 peut contribuer à la deuxième force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants internes 320 à la série d’aimants externes 330.
Passer d’une deuxième position 362 à une troisième position 364 peut impliquer de surmonter les forces répulsives de deux aimants internes d’orientation nord-sud 306 faisant face à deux aimants externes d’orientation nord-sud 312. Passer de la deuxième position 362 à la troisième position 364 peut impliquer simultanément la rupture d’un accouplement magnétique entre un aimant interne d’orientation sud-nord 308 et un aimant externe d’orientation nord-sud 312 ainsi que l’accouplement de l’aimant interne d’orientation sud-nord 308 vers un aimant externe d’orientation nord-sud 312. La force répulsive résultant des deux aimants internes d’orientation nord-sud 306 faisant face aux deux aimants externes d’orientation nord-sud 312 peut réduire la force d’accouplement entre l’aimant interne d’orientation sud-nord 308 et l’aimant externe d’orientation nord-sud 312. La combinaison des forces magnétiques répulsives, de la rupture des accouplements magnétiques et de la formation de nouveaux accouplements magnétiques peut contribuer davantage à une seconde force de réaccouplement qu’un exemple dans lequel deux accouplements magnétiques doivent être rompus pour former trois nouveaux accouplements magnétiques. Un exemple dans lequel deux accouplements magnétiques doivent être rompus pour former trois nouveaux accouplements magnétiques peut impliquer des aimants internes agencés selon un motif de polarité alternée et des aimants externes agencés selon un motif de polarité alternée.
Passer d’une troisième position 364 à une quatrième position 366 peut impliquer de surmonter les forces répulsives de deux aimants internes d’orientation nord-sud 306 faisant face à deux aimants externes d’orientation nord-sud 312. Passer de la troisième position 364 à la quatrième position 366 peut impliquer simultanément la rupture d’un accouplement magnétique entre un aimant interne d’orientation sud-nord 308 et un aimant externe d’orientation nord-sud 312 ainsi que l’accouplement de l’aimant interne d’orientation sud-nord 308 avec un aimant externe d’orientation nord-sud et l’accouplement d’un aimant interne d’orientation nord-sud 306 à un aimant externe d’orientation sud-nord 310. La force répulsive résultant des deux aimants internes d’orientation nord-sud 306 faisant face aux deux aimants externes d’orientation nord-sud 312 peut réduire la force d’accouplement entre l’aimant interne d’orientation sud-nord 308 et l’aimant externe d’orientation nord-sud 312. La combinaison des forces magnétiques répulsives, de la rupture des accouplements magnétiques et de la formation de nouveaux accouplements magnétiques peut contribuer davantage à une seconde force de réaccouplement qu’un exemple dans lequel trois accouplements magnétiques doivent être rompus pour former quatre nouveaux accouplements magnétiques. Un exemple dans lequel trois accouplements magnétiques doivent être rompus pour former quatre nouveaux accouplements magnétiques peut impliquer des aimants internes agencés selon un motif de polarité alternée et des aimants externes agencés selon un motif de polarité alternée.
La est un schéma d’une série d’aimants externes de tailles variables se couplant à une série d’aimants internes de tailles variables selon un exemple de la présente invention. Une série d’aimants externes est illustrée en 401a-f. Une série d’aimants internes est illustrée en 403a-f. Une progression d’accouplement 417 résultant d’un mouvement des aimants externes 415 se déplace à travers une première position 405, une deuxième position 407, une troisième position 409, une quatrième position 411, une cinquième position 413 et une position entièrement accouplée 414.
La première position 405 peut avoir pour résultat qu’aucun aimant de la série d’aimants externes 401a-f ne s’aligne avec un quelconque aimant de la série d’aimants internes 403a-f. La deuxième position 407, la troisième position 409, la quatrième position 411 et la cinquième position peuvent entraîner l’alignement d’un seul premier aimant interne 403a avec un seul aimant de la série d’aimants externes 401a-f. Dans la deuxième position 407, le premier aimant interne 403a peut s’aligner avec un sixième aimant externe 401f. Dans la troisième position 409, le premier aimant interne 403a peut s’aligner avec un cinquième aimant externe 401e. Dans la quatrième position 411, le premier aimant interne 403a peut s’aligner avec le quatrième aimant externe 401d. Dans la cinquième position 413, le premier aimant interne 403a peut s’aligner avec le deuxième aimant externe 401b. Dans la position entièrement accouplée 414, chaque aimant de la série d’aimants externes 401a-f peut s’aligner avec chaque aimant correspondant de la série d’aimants internes 403a-f. Dans la position entièrement accouplée 414, le premier aimant interne 403a peut s’aligner avec le premier aimant externe 401a, le deuxième aimant interne 403b peut s’aligner avec le deuxième aimant externe 401b, le troisième aimant interne 403c peut s’aligner avec le troisième aimant externe 401c, le quatrième aimant interne 403d peut s’aligner avec le quatrième aimant externe 401d, le cinquième aimant interne 403e peut s’aligner avec le cinquième aimant externe 401e et le sixième aimant interne 403f peut s’aligner avec le sixième aimant externe 401f.
Des tailles aléatoires et variables d’aimants dans la série d’aimants externes 401a-f et des aimants de taille correspondante dans la série d’aimants internes 403a-f peuvent réduire une force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants externes 401a-f avec la série d’aimants internes 403a-f. Les tailles aléatoires et variables des aimants peuvent réduire la quantité d’accouplements magnétiques qui peuvent être surmontés pendant la progression de l’accouplement 417. Dans le présent exemple, passer de la deuxième position 407 à la troisième position 409, de la troisième position 409 à la quatrième position 411, de la quatrième position 411 à la cinquième position 413 ou de la cinquième position 413 à la position entièrement accouplée 414 peut dans chaque cas ne nécessiter que de surmonter l’accouplement magnétique complet d’une seule paire d’aimants.
L’agencement d’aimants de tailles aléatoires et variables dans une orientation particulière peut réduire davantage la force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants externes 401a-f avec la série d’aimants internes 403a-f en créant un désalignement avec un centre d’au moins un aimant de la série d’aimants internes 403a-f et un centre d’au moins un aimant de la série d’aimants externes 401a-f. Le désalignement peut contribuer à un effet de saut de pôle qui peut résulter d’au moins une force magnétique attractive, d’au moins une force magnétique répulsive, ou d’une combinaison d’au moins une force magnétique attractive et d’au moins une force magnétique répulsive.
La est un schéma d’une série d’aimants externes de tailles décroissantes se couplant à une série d’aimants internes de tailles décroissantes correspondantes selon un exemple de la présente invention. Une série d’aimants externes est illustrée en 501a-f. Une série d’aimants internes est illustrée en 503a-f. Une progression d’accouplement 519 résultant d’un mouvement des aimants externes 517 se déplace à travers une première position 505, une deuxième position 507, une troisième position 509, une quatrième position 511, une cinquième position 513, une sixième position 515 et une position entièrement accouplée 516.
La première position 505 peut avoir pour résultat qu’aucun aimant de la série d’aimants externes 501a-f ne s’aligne avec un quelconque aimant de la série d’aimants internes 503a-f. La deuxième position 507, la troisième position 509, la quatrième position 511, la cinquième position 513 et la sixième position 515 peuvent entraîner l’alignement d’un seul premier aimant interne 503a avec un seul aimant de la série d’aimants externes 501a-f. Dans la deuxième position 507, le premier aimant interne 503a peut s’aligner avec un sixième aimant externe 501f. Dans la troisième position 509, le premier aimant interne 503a peut s’aligner avec un cinquième aimant externe 501e. Dans la quatrième position 511, le premier aimant interne 503a peut s’aligner avec le quatrième aimant externe 501d. Dans la cinquième position 513, le premier aimant interne 503a peut s’aligner avec le troisième aimant externe 501c. Dans la sixième position 515, le premier aimant interne 503a peut s’aligner avec le deuxième aimant externe 501b. Dans la position entièrement accouplée 516, chaque aimant de la série d’aimants externes 501a-f peut s’aligner avec chaque aimant correspondant de la série d’aimants internes 503a-f. Dans la position entièrement accouplée 516, le premier aimant interne 503a peut s’aligner avec le premier aimant externe 501a, le deuxième aimant interne 503b peut s’aligner avec le deuxième aimant externe 501b, le troisième aimant interne 503c peut s’aligner avec le troisième aimant externe 501c, le quatrième aimant interne 503d peut s’aligner avec le quatrième aimant externe 501d, le cinquième aimant interne 503e peut s’aligner avec le cinquième aimant externe 501e et le sixième aimant interne 503f peut s’aligner avec le sixième aimant externe 501f.
Ordonner la série d’aimants externes 501a-f en réduisant leur taille et ordonner la série d’aimants internes 503a-f en concordance avec la série d’aimants externes 501a-f peut réduire la force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants externes 501a-f avec la série d’aimants internes 503a-f. L’agencement décroissant des aimants peut réduire la quantité d’accouplements magnétiques qui peuvent être surmontés pendant la progression de l’accouplement 519. Dans le présent exemple, passer de la deuxième position 507 à la troisième position 509, de la troisième position 509 à la quatrième position 511, de la quatrième position 511 à la cinquième position 513, de la cinquième position 513 à la sixième position 515, ou de la sixième position 515 à la position entièrement accouplée 516 peut dans chaque cas ne nécessiter que de surmonter l’accouplement magnétique complet d’une seule paire d’aimants.
Ordonner la série d’aimants externes 501a-f et la série d’aimants internes 503a-f par taille décroissante peut réduire davantage la force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants externes 501a-f avec la série d’aimants internes 503a-f en créant un désalignement avec un centre d’au moins un aimant de la série d’aimants internes 503a-f et un centre d’au moins un aimant de la série d’aimants externes 501a-f. Le désalignement peut contribuer à un effet de saut de pôle qui peut résulter d’au moins une force magnétique attractive, d’au moins une force magnétique répulsive, ou d’une combinaison d’au moins une force magnétique attractive et d’au moins une force magnétique répulsive.
La est un schéma d’une série d’aimants externes de tailles croissantes se couplant à une série d’aimants internes de tailles croissantes correspondantes selon un exemple de la présente invention. Une série d’aimants externes est illustrée en 601a-f. Une série d’aimants internes est illustrée en 603a-f. Une progression d’accouplement 621 résultant d’un mouvement des aimants externes 619 se déplace à travers une première position 605, une deuxième position 607, une troisième position 609, une quatrième position 611, une cinquième position 613, une sixième position 615 et une position entièrement accouplée 617.
La première position 605 peut avoir pour résultat qu’aucun aimant de la série d’aimants externes 601a-f ne s’aligne avec un quelconque aimant de la série d’aimants internes 603a-f. La deuxième position 607, la troisième position 609, la quatrième position 611, la cinquième position 613 et la sixième position 615 peuvent avoir pour résultat qu’un seul aimant de la série d’aimants internes 603a-f s’aligne avec le sixième aimant externe 601f. Dans la deuxième position 607, le premier aimant interne 603a peut s’aligner avec un sixième aimant externe 601f. Dans la troisième position 609, le deuxième aimant interne 603b peut s’aligner avec un sixième aimant externe 601f. Dans la quatrième position 611, le troisième aimant interne 603c peut s’aligner avec le sixième aimant externe 601f. Dans la cinquième position 613, le quatrième aimant interne 603d peut s’aligner avec le sixième aimant externe 601f. Dans la sixième position 615, le cinquième aimant interne 603e peut s’aligner avec le sixième aimant externe 601f. Dans la position entièrement accouplée 617, chaque aimant de la série d’aimants externes 601a-f peut s’aligner avec chaque aimant correspondant de la série d’aimants internes 603a-f. Dans la position entièrement accouplée 617, le premier aimant interne 603a peut s’aligner avec le premier aimant externe 601a, le deuxième aimant interne 603b peut s’aligner avec le deuxième aimant interne 601b, le troisième aimant interne 603c peut s’aligner avec le troisième aimant externe 601c, le quatrième aimant interne 603d peut s’aligner avec le quatrième aimant externe 601d, le cinquième aimant interne 603e peut s’aligner avec le cinquième aimant externe 601e et le sixième aimant interne 603f peut s’aligner avec le sixième aimant externe 601f.
Ordonner la série d’aimants externes 601a-f en augmentant leur taille et ordonner la série d’aimants internes 603a-f en concordance avec la série d’aimants externes 601a-f peut réduire la force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants externes 601a-f avec la série d’aimants internes 603a-f. L’agencement croissant des aimants peut réduire la quantité d’accouplements magnétiques qui peuvent être surmontés pendant la progression de l’accouplement 621. Dans le présent exemple, passer de la deuxième position 607 à la troisième position 609, de la troisième position 609 à la quatrième position 611, de la quatrième position 611 à la cinquième position 613, de la cinquième position 613 à la sixième position 615, ou de la sixième position 615 à la position entièrement accouplée 616 peut dans chaque cas ne nécessiter que de surmonter l’accouplement magnétique complet d’une seule paire d’aimants.
Ordonner la série d’aimants externes 601a-f et la série d’aimants internes 603a-f par taille croissante peut réduire davantage la force nécessaire pour réaccoupler la série d’aimants externes 601a-f avec la série d’aimants internes 603a-f en créant un désalignement avec un centre d’au moins un aimant de la série d’aimants internes 603a-f et un centre d’au moins un aimant de la série d’aimants externes 601a-f. Le désalignement peut contribuer à un effet de saut de pôle qui peut résulter d’au moins une force magnétique attractive, d’au moins une force magnétique répulsive, ou d’une combinaison d’au moins une force magnétique attractive et d’au moins une force magnétique répulsive.
La est un organigramme d’un procédé de fermeture et d’ouverture d’une soupape de sécurité selon un exemple de la présente invention. Dans le bloc 700, des aimants externes ordonnés selon un motif de polarité non alternée peuvent être connectés à un piston d’une soupape de sécurité. Le motif de polarité non alternée des aimants externes peut être agencé de sorte que le mouvement des aimants externes par rapport à une série d’aimants agencés dans un motif de polarité non alternée inversée en miroir peut entraîner des forces magnétiques attractives et répulsives qui peuvent réduire la force nécessaire pour accoupler les aimants externes à la série d’aimants agencés selon le motif inversé en miroir. Un exemple de motif non alterné pour la série d’aimants externes peut être nord-sud, nord-sud, sud-nord. Un exemple de motif inversé en miroir correspondant à l’exemple susmentionné peut être sud-nord, sud-nord, nord-sud. D’autres motifs sont également possibles. La série d’aimants externes peut être de tailles variables. Par exemple, les aimants externes peuvent comporter un premier aimant d’une première taille, un deuxième aimant d’une deuxième taille et un troisième aimant d’une troisième taille. La série d’aimants externes peut être ordonnée par ordre croissant, décroissant ou selon un motif de taille aléatoire. D’autres motifs sont également possibles.
Dans le bloc 702, des aimants internes ordonnés selon un schéma de polarité non alternée peuvent être connectés à un tube d’écoulement à l’intérieur d’une soupape de sécurité. Les aimants internes peuvent s’aligner partiellement ou totalement avec les aimants externes. Le motif de polarité non alternée de la série d’aimants internes peut être agencé comme le motif de polarité non alterné inversé en miroir de la série d’aimants externes. La série d’aimants internes peut également être de tailles variables. Les tailles variables de la série d’aimants internes peuvent être en correspondance avec les tailles variables de la série d’aimants externes. Par exemple, un premier aimant interne peut être de la même taille que le premier aimant externe, un deuxième aimant interne peut être de la même taille que le deuxième aimant externe et un troisième aimant interne peut être de la même taille que le troisième aimant externe. Dans certains exemples, la longueur combinée des aimants internes peut être plus longue ou plus courte que la longueur combinée des aimants externes.
Dans le bloc 704, une première force peut être utilisée pour déplacer le piston vers une position étendue, ce qui peut déplacer les aimants externes par une liaison mécanique entre les aimants externes et le piston, ce qui peut déplacer les aimants internes par un accouplement magnétique entre les aimants externes et les aimants internes, ce qui peut déplacer le tube d’écoulement fixé aux aimants internes à travers la soupape à clapet, pour ouvrir la soupape de sécurité. La première force peut provenir d’un gaz sous pression stocké à l’intérieur ou à proximité de la soupape de sécurité, d’une pression hydraulique, d’un moteur électrique, d’un ressort ou d’un câble métallique. La première force peut également avoir d’autres sources.
Dans le bloc 706, une seconde force peut être utilisée pour déplacer le piston vers une position étendue, ce qui peut déplacer les aimants externes par une liaison mécanique entre les aimants externes et le piston, ce qui peut déplacer les aimants internes par un accouplement magnétique entre les aimants externes et les aimants internes, ce qui peut déplacer le tube d’écoulement fixé aux aimants internes à travers la soupape à clapet, pour ouvrir la soupape de sécurité. La seconde force peut provenir d’un gaz sous pression stocké à l’intérieur ou à proximité de la soupape de sécurité, d’une pression hydraulique, d’un moteur électrique, d’un ressort ou d’un câble métallique. La première force peut également avoir d’autres sources.
Dans certains aspects, un appareil, des systèmes et des procédés pour la soupape de sécurité sont fournis selon un ou plusieurs des exemples suivants :
Tel qu’utilisé ci-dessous, toute référence à une série d’exemples doit être comprise comme une référence à chacun de ces exemples de manière disjonctive (par exemple, « Exemples 1 à 4 » doit être compris comme « Exemples 1, 2, 3 ou 4 »).
L’exemple 1 est une soupape de sécurité utilisable dans un puits de forage, la soupape de sécurité comprenant : un piston configuré pour déplacer un tube d’écoulement ; une soupape à clapet ; le tube d’écoulement servant à ouvrir la soupape à clapet ; une pluralité d’aimants externes fixés au piston, au moins certains de la pluralité d’aimants externes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants externes adjacents de la pluralité d’aimants externes ; et une pluralité d’aimants internes couplés au tube d’écoulement, au moins certains de la pluralité d’aimants internes ayant la polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants internes adjacents de la pluralité d’aimants internes de sorte qu’une première force nécessaire pour désaccoupler la pluralité d’aimants internes d’avec la pluralité d’aimants externes est supérieure à une seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes.
L’exemple 2 est la soupape de sécurité du ou des exemples 1, dans laquelle : la pluralité d’aimants externes comprend au moins un premier aimant externe, un deuxième aimant externe et un troisième aimant externe ; la pluralité d’aimants internes comprend au moins un premier aimant interne, un deuxième aimant interne et un troisième aimant interne ; le premier aimant externe et le premier aimant interne sont d’une première taille ; le deuxième aimant externe et le deuxième aimant interne sont d’une deuxième taille ; et le troisième aimant externe et le troisième aimant interne sont d’une troisième taille.
L’exemple 3 est la soupape de sécurité du ou des exemples 2, dans laquelle un accouplement complet de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes comprend l’alignement du premier aimant externe avec le premier aimant interne, l’alignement du deuxième aimant externe avec le deuxième aimant interne, et l’alignement du troisième aimant externe avec le troisième aimant interne.
L’exemple 4 est la soupape de sécurité du ou des exemples 1, dans laquelle une séquence de polarité de la pluralité d’aimants externes et la séquence de polarité de la pluralité d’aimants internes permettent au piston de s’étendre dans une partie de la soupape de sécurité de sorte que lorsque le piston s’étend, un effet de saut provoqué par un désalignement d’au moins un aimant externe et d’au moins un aimant interne contribue à la seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes.
L’exemple 5 est la soupape de sécurité du ou des exemples 1, dans lequel la soupape de sécurité est une soupape de sécurité récupérable par câble métallique.
L’exemple 6 est la soupape de sécurité du ou des exemples 1, dans lequel la soupape de sécurité est une soupape de sécurité souterraine.
L’exemple 7 est la soupape de sécurité souterraine du ou des exemples 6, dans laquelle un accouplement complet de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes maintient le piston dans une position étendue à l’intérieur de la soupape de sécurité, maintenant ainsi la soupape à clapet sur la soupape à clapet pour ouvrir la soupape à clapet, utilisant ainsi l’accouplement complet de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes pour résister à une fermeture de la soupape à clapet.
L’exemple 8 est un ensemble d’aimants pour une soupape de sécurité utilisable dans un puits de forage, l’ensemble d’aimants comprenant : une pluralité d’aimants externes fixés à un piston de la soupape de sécurité, au moins certains de la pluralité d’aimants externes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants externes adjacents de la pluralité d’aimants externes, une pluralité d’aimants internes destinés à être accouplés à un tube d’écoulement de la soupape de sécurité, au moins certains de la pluralité d’aimants internes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants internes adjacents de la pluralité d’aimants internes de sorte qu’une première force nécessaire pour désaccoupler la pluralité d’aimants internes d’avec la pluralité d’aimants externes est supérieure à une seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes.
L’exemple 9 est l’ensemble d’aimants du ou des exemples 8, dans lequel : la pluralité d’aimants externes comprend au moins un premier aimant externe, un deuxième aimant externe et un troisième aimant externe ; la pluralité d’aimants internes comprend au moins un premier aimant interne, un deuxième aimant interne et un troisième aimant interne ; le premier aimant externe et le premier aimant interne sont d’une première taille ; le deuxième aimant externe et le deuxième aimant interne sont d’une deuxième taille ; et le troisième aimant externe et le troisième aimant interne sont d’une troisième taille.
L’exemple 10 est l’ensemble d’aimants du ou des exemples 9, dans lequel un accouplement complet de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes comprend l’alignement du premier aimant externe avec le premier aimant interne, l’alignement du deuxième aimant externe avec le deuxième aimant interne, et l’alignement du troisième aimant externe avec le troisième aimant interne.
L’exemple 11 est l’ensemble d’aimants du ou des exemples 8, dans lequel une séquence de polarité de la pluralité d’aimants externes et la séquence de polarité de la pluralité d’aimants internes permettent au piston de s’étendre dans une partie de la soupape de sécurité de sorte que lorsque le piston s’étend, un effet de saut provoqué par un désalignement d’au moins un aimant externe et d’au moins un aimant interne contribue à la seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes.
L’exemple 12 est l’ensemble d’aimants du ou des exemples 8, dans lequel l’ensemble d’aimants est destiné à être utilisé dans une soupape de sécurité récupérable par câble métallique.
L’exemple 13 est l’ensemble d’aimants du ou des exemples 8, dans lequel l’ensemble d’aimants est destiné à être utilisé dans une soupape de sécurité souterraine.
L’exemple 14 est un procédé comprenant : la fourniture d’une pluralité d’aimants externes couplés à un piston configuré pour déplacer un tube d’écoulement, au moins certains de la pluralité d’aimants externes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants externes adjacents de la pluralité d’aimants externes ; la fourniture d’une pluralité d’aimants internes accouplés au tube d’écoulement d’une soupape de sécurité, au moins certains de la pluralité d’aimants internes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants internes adjacents de la pluralité d’aimants internes ; l’utilisation d’une première force pour déplacer le piston vers une position rétractée, déplaçant ainsi les aimants externes par une liaison mécanique entre les aimants externes et le piston, déplaçant ainsi les aimants internes par un accouplement magnétique entre les aimants externes et les aimants internes, déplaçant ainsi le tube d’écoulement accouplé aux aimants internes à travers une soupape à clapet, pour ouvrir la soupape de sécurité ; et l’utilisation d’une seconde force pour déplacer le piston vers une position étendue, déplaçant ainsi les aimants externes par la liaison mécanique entre les aimants externes et le piston, déplaçant ainsi les aimants internes par l’accouplement magnétique entre les aimants externes et les aimants internes, éloignant ainsi le tube d’écoulement accouplé aux aimants internes de la soupape à clapet, pour fermer la soupape de sécurité, dans lequel la première force est supérieure à la seconde force.
L’exemple 15 est le procédé du ou des exemples 14, comprenant en outre : la fourniture d’au moins un premier aimant externe, un deuxième aimant externe et un troisième aimant externe dans la pluralité d’aimants externes ; et la fourniture d’au moins un premier aimant interne, un deuxième aimant interne et un troisième aimant interne dans la pluralité d’aimants internes, dans lequel ; le premier aimant externe et le premier aimant interne sont d’une première taille ; le deuxième aimant externe et le deuxième aimant interne sont d’une deuxième taille ; et le troisième aimant externe et le troisième aimant interne sont d’une troisième taille.
L’exemple 16 est le procédé du ou des exemples 15, comprenant en outre l’accouplement de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes par l’alignement du premier aimant externe avec le premier aimant interne, l’alignement du deuxième aimant externe avec le deuxième aimant interne, et l’alignement du troisième aimant externe avec le troisième aimant interne.
L’exemple 17 est le procédé du ou des exemples 14, comprenant en outre la contribution à la seconde force pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes en agençant une séquence de polarité de la pluralité d’aimants internes et la séquence de polarité de la pluralité d’aimants externes de sorte que lorsque le piston s’étend dans une partie de la soupape de sécurité, un effet de saut résulte d’un désalignement d’au moins un aimant externe et d’au moins un aimant interne.
L’exemple 18 est le procédé du ou des exemples 14, comprenant en outre la résistance à une fermeture de la soupape à clapet par l’accouplement magnétique de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes pour maintenir le tube d’écoulement à travers la soupape à clapet du fait de la position étendue du piston.
L’exemple 19 est le procédé de l’exemple ou des exemples 14, comprenant en outre le réaccouplement de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes par un câble métallique ou un câble lisse.
L’exemple 20 est le procédé du ou des exemples 14, comprenant en outre la fermeture de la soupape à clapet par l’accouplement magnétique de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes pour tenir le tube d’écoulement éloigné de la soupape à clapet du fait de la position rétractée du piston.
La description qui précède de certains exemples, y compris les exemples illustrés, n’a été présentée qu’à des fins d’illustration et de description et n’est pas destinée à être exhaustive ni à limiter l’invention aux formes précises décrites. De nombreuses modifications, adaptations et utilisations de celles-ci seront évidentes pour l’homme du métier sans sortir du cadre de l’invention.
Claims (15)
- Soupape de sécurité (200) utilisable dans un puits de forage (102), la soupape de sécurité comprenant :
un piston (206) configuré pour déplacer un tube d’écoulement (216) ;
une soupape à clapet (218) ;
le tube d’écoulement servant à ouvrir la soupape à clapet ;
une pluralité d’aimants externes (212) fixés au piston, au moins certains de la pluralité d’aimants externes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants externes adjacents de la pluralité d’aimants externes ; et
une pluralité d’aimants internes accouplés au tube d’écoulement, au moins certains de la pluralité d’aimants internes (214) ayant la polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants internes adjacents de la pluralité d’aimants internes de sorte qu’une première force nécessaire pour désaccoupler la pluralité d’aimants internes de la pluralité d’aimants externes est supérieure à une seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes. - Soupape de sécurité (200) selon la revendication 1, dans laquelle :
la pluralité d’aimants externes (212) comprend au moins un premier aimant externe (401a), un deuxième aimant externe (401b) et un troisième aimant externe (410c) ;
la pluralité d’aimants internes comprend au moins un premier aimant interne (403a), un deuxième aimant interne (403b) et un troisième aimant interne (403c) ;
le premier aimant externe et le premier aimant interne sont d’une première taille ;
le deuxième aimant externe et le deuxième aimant interne sont d’une deuxième taille ; et
le troisième aimant externe et le troisième aimant interne sont d’une troisième taille. - Soupape de sécurité (200) selon la revendication 2, dans laquelle un accouplement complet de la pluralité d’aimants internes (214) avec la pluralité d’aimants externes (212) comprend l’alignement du premier aimant externe (401a) avec le premier aimant interne (403a), l’alignement du deuxième aimant externe (401b) avec le deuxième aimant interne (403b), et l’alignement du troisième aimant externe (401c) avec le troisième aimant interne (403c).
- Soupape de sécurité (200) selon la revendication 1, dans laquelle une séquence de polarité de la pluralité d’aimants externes (212) et la séquence de polarité de la pluralité d’aimants internes (214) permettent au piston (206) de s’étendre dans une partie de la soupape de sécurité de sorte que lorsque le piston s’étend, un effet de saut provoqué par un désalignement d’au moins un aimant externe et d’au moins un aimant interne contribue à la seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes.
- Soupape de sécurité (200) selon la revendication 1, dans laquelle la soupape de sécurité est une soupape de sécurité récupérable par câble métallique.
- Soupape de sécurité (200) selon la revendication 1, dans laquelle la soupape de sécurité est une soupape de sécurité souterraine.
- Soupape de sécurité souterraine (200) selon la revendication 6, dans laquelle un accouplement complet de la pluralité d’aimants internes (214) avec la pluralité d’aimants externes (212) maintient le piston (206) dans une position étendue à l’intérieur de la soupape de sécurité, maintenant ainsi la soupape à clapet (218) sur la soupape à clapet pour ouvrir la soupape à clapet, utilisant ainsi l’accouplement complet de la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes pour résister à une fermeture de la soupape à clapet.
- Ensemble d’aimants pour une soupape de sécurité utilisable dans un puits de forage (102), l’ensemble d’aimants comprenant :
une pluralité d’aimants externes (212) fixés à un piston (206) de la soupape de sécurité (200), au moins certains de la pluralité d’aimants externes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants externes adjacents de la pluralité d’aimants externes,
une pluralité d’aimants internes (214) destinés à s’accoupler avec un tube d’écoulement (216) de la soupape de sécurité, au moins certains de la pluralité d’aimants internes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants internes adjacents de la pluralité d’aimants internes de sorte qu’une première force nécessaire pour désaccoupler la pluralité d’aimants internes de la pluralité d’aimants externes est supérieure à une seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes. - Ensemble d’aimants selon la revendication 8, dans lequel :
la pluralité d’aimants externes (212) comprend au moins un premier aimant externe (401a), un deuxième aimant externe (401b) et un troisième aimant externe (401c) ;
la pluralité d’aimants internes (214) comprend au moins un premier aimant interne (403a), un deuxième aimant interne (430b) et un troisième aimant interne (403c) ;
le premier aimant externe et le premier aimant interne sont d’une première taille ;
le deuxième aimant externe et le deuxième aimant interne sont d’une deuxième taille ; et
le troisième aimant externe et le troisième aimant interne sont d’une troisième taille. - Ensemble d’aimants selon la revendication 9, dans lequel un accouplement complet de la pluralité d’aimants internes (214) avec la pluralité d’aimants externes (212) comprend l’alignement du premier aimant externe (401a) avec le premier aimant interne (403a), l’alignement du deuxième aimant externe (401b) avec le deuxième aimant interne (403b), et l’alignement du troisième aimant externe (401c) avec le troisième aimant interne (403c).
- Ensemble d’aimants selon la revendication 8, dans lequel une séquence de polarité de la pluralité d’aimants externes (212) et la séquence de polarité de la pluralité d’aimants internes (214) permettent au piston (206) de s’étendre dans une partie de la soupape de sécurité (200) de sorte que lorsque le piston s’étend, un effet de saut provoqué par un désalignement d’au moins un aimant externe et d’au moins un aimant interne contribue à la seconde force nécessaire pour réaccoupler la pluralité d’aimants internes avec la pluralité d’aimants externes.
- Ensemble d’aimants selon la revendication 8, dans lequel l’ensemble d’aimants est destiné à être utilisé dans une soupape de sécurité récupérable par câble métallique (200).
- Ensemble d’aimants selon la revendication 8, dans lequel l’ensemble d’aimants est destiné à être utilisé dans une soupape de sécurité souterraine (200).
- Procédé de fonctionnement d'une soupape de sécurité comprenant :
la fourniture d’une pluralité d’aimants externes (212) accouplés avec un piston (206) configuré pour déplacer un tube d’écoulement (216), au moins certains de la pluralité d’aimants externes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants externes adjacents de la pluralité d’aimants externes ;
la fourniture d’une pluralité d’aimants internes (214) accouplés avec le tube d’écoulement d’une soupape de sécurité, au moins certains de la pluralité d’aimants internes ayant une polarité non alternée par rapport à un ou plusieurs aimants internes adjacents de la pluralité d’aimants internes ;
l’utilisation d’une première force pour déplacer le piston vers une position rétractée, déplaçant ainsi les aimants externes par une liaison mécanique entre les aimants externes et le piston, déplaçant ainsi les aimants internes par un accouplement magnétique entre les aimants externes et les aimants internes, déplaçant ainsi le tube d’écoulement accouplé aux aimants internes à travers une soupape à clapet, pour ouvrir la soupape de sécurité ; et
l’utilisation d’une seconde force pour déplacer le piston vers une position étendue, déplaçant ainsi les aimants externes par la liaison mécanique entre les aimants externes et le piston, déplaçant ainsi les aimants internes par l’accouplement magnétique entre les aimants externes et les aimants internes, éloignant ainsi le tube d’écoulement accouplé aux aimants internes de la soupape à clapet, pour fermer la soupape de sécurité, dans lequel la première force est supérieure à la seconde force. - Procédé selon la revendication 14, comprenant en outre :
la fourniture d’au moins un premier aimant externe (401a), un deuxième aimant externe (401b) et un troisième aimant externe (401c) dans la pluralité d’aimants externes ; et
la fourniture d’au moins un premier aimant interne (403a), un deuxième aimant interne (403b) et un troisième aimant interne (403c) dans la pluralité d’aimants internes, dans lequel ;
le premier aimant externe et le premier aimant interne sont d’une première taille ;
le deuxième aimant externe et le deuxième aimant interne sont d’une deuxième taille ; et
le troisième aimant externe et le troisième aimant interne sont d’une troisième taille.
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