KR20170041606A - 유압 시일을 구비한 프로그램 가능한 유압 게이트 밸브 및 원격 동작식 파열 스택 - Google Patents

유압 시일을 구비한 프로그램 가능한 유압 게이트 밸브 및 원격 동작식 파열 스택 Download PDF

Info

Publication number
KR20170041606A
KR20170041606A KR1020160015550A KR20160015550A KR20170041606A KR 20170041606 A KR20170041606 A KR 20170041606A KR 1020160015550 A KR1020160015550 A KR 1020160015550A KR 20160015550 A KR20160015550 A KR 20160015550A KR 20170041606 A KR20170041606 A KR 20170041606A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gate
valve
seal assembly
valve system
detecting
Prior art date
Application number
KR1020160015550A
Other languages
English (en)
Inventor
허나니 지. 데오캄포
발라즈스 호바스
Original Assignee
지피 인터레스트스, 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지피 인터레스트스, 엘엘씨 filed Critical 지피 인터레스트스, 엘엘씨
Publication of KR20170041606A publication Critical patent/KR20170041606A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/0227—Packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/0218—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with only one sealing face
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/04—Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/0254—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor being operated by particular means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30—Details
    • F16K3/314—Forms or constructions of slides; Attachment of the slide to the spindle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Abstract

유체가 흐를 수 있는 보어를 갖는 밸브 본체를 구비하는, 유체 흐름을 제어하기 위한 게이트 밸브 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 밸브의 게이트에 대하여 기밀한 시일을 형성하기 위하여 유압 시일 조립체를 포함할 수 있다. 프로그램 가능한 로직 컨트롤러(PLC)는 게이트와 유압 시일 조립체의 동작을 제어할 수 있고, 파열 스택은 원격 조작을 위해 원격으로 그리고 자동으로 제어될 수 있다.

Description

유압 시일을 구비한 프로그램 가능한 유압 게이트 밸브 및 원격 동작식 파열 스택{PROGRAMMABLE HYDRAULIC GATE VALVE WITH HYDRA SEAL AND REMOTELY OPERATED FRACTURING STACK}
이하의 설명은 유체 제어 밸브에 관한 것이다. 예컨대, 유체 제어 밸브는 파편(debris), 화학물질(chemicals) 및 모래(sand)가 유압 파열 장비 및 밸브(hydraulic fracturing equipment and valves)의 내부 본체 공동(internal body cavity) 내로 들어가는 것을 방지하기 위하여 유압 작동식 밀봉 구성품을 포함할 수 있다. 게이트 및 밀봉 구성품은 프로그램 가능한 로직 컨트롤러에 의해 원격으로 그리고 자동으로 작동될 수 있다.
산업용 배관은 많은 종류의 밸브에 의존하지만, 가장 주된 것은 게이트 밸브로서, 이들 밸브는 높은 유동 계수(high coefficient of flow; Cv)로 배관을 통한 유체의 흐름을 방지 또는 허용하고자 하는 애플리케이션에서 사용된다. 게이트 밸브는, 최소의 흐름 구속(flow restriction)을 원하는 경우에 특히 유용하다. 게이트 밸브는 게이트인 평탄 부재를 밸브 내의 공동 내에서 움직이게 함으로써 작동한다. 게이트는 게이트 내의 개구가 게이트 밸브의 유동 통로와 정렬되도록-게이트 밸브가 유체를 개구를 통해 일측에서 타측으로 흐를 수 있도록 해주는 개방 위치- 게이트 밸브 내에서 평행이동될 수 있다(translated). 그러나, 게이트가 게이트 내의 개구가 상기 유동 통로와 충분히 벗어나 정합되지 않도록 소정의 위치로 평행 이동된다면(폐쇄 위치), 게이트를 통한 유동은 차단되어, 유체는 게이트 밸브의 일측에서 타측으로 통과하지 않는다.
게이트를 밸브 내에서 평행 이동시키는 한 가지 흔한 방법은 핸드-휠(hand-wheel)을 수동으로 회전시키는 것이다. 핸드 휠은 보통, 휠이 회전하면, 휠이 게이트에 부착된 스템(stem)을 이동시키고 게이트를 밸브 본체 하우징 내에서 직선으로 평행 이동시키도록 게이트 밸브 시스템 내의 나사산 영역(threaded area)에 부착된다. 게이트가 게이트 밸브 내의 이동 영역의 일단에 도달하면, 게이트는 개방 위치에 있게 되고, 게이트가 타단에 도달하면, 게이트는 폐쇄 위치에 있게 된다.
밸브 내에서 게이트를 평행 이동시키는 다른 방법은 유압 작동 디바이스를 이용하는 것이다. 유압 작동 디바이스에 의해, 게이트 밸브를 개폐하는 데에 유압을 활용할 수 있다. 이는, 밸브를 개폐하는 데에 큰 힘이 필요한 경우, 예컨대 게이트가 밸브의 일측과 타측 사이의 비교적 큰 압력 차이 하에 놓이는 경우 특히 유용하다. 유압, 모터 구동식 또는 다른 전기적 작동 디바이스는 핸드 휠을 회전시키는 데에 필요한 힘이 아주 큰 밸브를 작동시키는 방법을 제공한다. 이러한 종류의 작동 디바이스는 자동화가 요구되는 경우에 바람직하다.
파열 스택(fracturing stack)에 사용되는 파열 밸브(fracturing valve) 및 다른 관련 고압 밸브와 같은 게이트 밸브는 고압 하에서 또는 고압으로 작동되어야 한다. 또한, 때로는, 파열 밸브는 파열 밸브의 개방된 또는 폐쇄된 게이트에 대하여 가해지는 고압 때문에, 게이트를 개방 또는 폐쇄하는 데에 큰 토크를 필요로 한다. 종종, 파열 스택 밸브는 게이트와 밸브 어퍼처(aperture) 사이의 접속부를 통해 누출되는 파편에 의해, 파열 프로세스 중에 파편으로 채워지고, 이로 인하여 밸브 게이트가 완전히 개방 또는 폐쇄되지 않아 위험하거나 안전하지 않은 환경이 야기된다.
파열 스택 밸브 및 접속구(fittings)는 내외 파라미터가 엄밀하게 제어되지만, 파열 밸브 게이트가 밸브 본체 공동 내외로 이동하기 위해서 공차(tolerance)는 느슨하거나 완화되어야 한다. 따라서, 이러한 느슨한 공차 때문에, 개방 위치 또는 폐쇄 위치에 있는 동안에 게이트는 일측 또는 양측을 적절히 그리고 알맞게 밀봉하지 못하고 또는 일측 또는 양측에서 적절히 그리고 알맞게 안착하지 못한다. 반대로, 공차 및 패킹 또는 시일은 게이트면에 대하여 느슨하게 끼워질 수 있지만, 너무 느슨할 수 있어, 화학물질이나 파편이 파열 프로세스 중에 밸브 본체 공동 내로 들어가도록 하기가 쉽다. 이는 부식, 세정된 시트(washed seat) 등에 의해 작동상의 문제점, 예컨대 게이트를 완전히 페쇄 또는 개방하지 못하게 한다든지, 게이트의 시일 표면을 손상시킨다는지 등의 문제점을 야기한다.
또한, 파열 스택은 보통 고압 조건 하에서 작동된다. 조작자는 보통 수동 및 유압 작동 기구의 조합을 이용하여 게이트의 개폐를 제어한다. 또한, 조작자는 각 밸브 내의 게이트의 위치에 기초하여, 파열 스택 내의 개별 파열 밸브 내부의 다른 구성품의 작동을 제어할 수도 있다. 예컨대, 조작자는 보통, 파열 밸브 내에 사용된 밀봉 구성품의 작동을 제어하기 위하여, 파열 밸브 내의 게이트의 위치를 참고할 필요가 있을 수 있다.
한 가지 양태에서, 게이트 밸브 시스템은 유체가 밸브 본체를 통과할 수 있도록 구성된 보어(bore)를 갖는 밸브 본체와, 공동 내에 배치되고 유체가 통과할 수 있도록 구성된 통로를 포함하는 게이트와, 유체의 흐름을 실질적으로 허용하거나 지체시키기 위해 게이트를 작동시키도록 구성된 게이트 작동 기구(gate actuation mechanism)와, 게이트를 압축하도록 작동되게 구성된 게이트 부근의 시일 조립체와, 상기 게이트 작동 기구를 제어하고 상기 시일 조립체의 작동을 제어하도록 구성된 프로그램 가능한 컨트롤러를 포함한다.
다른 양태에서, 게이트 밸브 시스템은 유체가 밸브 본체를 통과할 수 있도록 구성된 보어(bore)를 갖는 밸브 본체와, 공동 내에 배치되고 유체가 통과할 수 있도록 구성된 통로를 포함하는 게이트와, 유체의 흐름을 실질적으로 허용하거나 지체시키기 위해 게이트를 작동시키도록 구성된 게이트 작동 기구와, 게이트를 압축하도록 작동하도록 구성된 게이트 부근의 시일 조립체와, 상기 게이트 작동 기구 및 게이트의 위치를 검출하기 위한 스위치 기구를 포함한다.
또 다른 양태에서, 게이트와 시일 조립체를 갖는 게이트 밸브 시스템을 이용하는 방법은 상기 게이트를 유압 액추에이터(hydraulic actuator)를 이용하여 완전 개방 위치에로 작동시키는 것과, 제1 스위치를 이용하여 상기 게이트의 완전 개방 위치를 검출하는 것과, 상기 완전 개방 위치의 검출에 응답하여, 상기 시일 조립체를 밀봉 위치에로 작동시키는 것을 포함한다.
상기 요약 및 하기의 상세한 설명은 첨부 도면을 함께 참조하면 더 잘 이해될 것이다. 예시의 목적으로, 본 발명의 소정의 실시예들이 도면에 제공된다. 그러나, 본 발명은 예시된 정확한 구성 및 수단에 한정되지 않음을 알아야 한다. 본 명세서에 포함되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명에 따른 시스템 및 장치의 실시를 예시하고, 상세한 설명과 함께, 본 발명에 따른 장점과 원리를 설명하는데 사용된다.
도 1은 유압 액추에이터, 메인 밸브, 기계식 표시기 스위치(mechanical indicator switches)를 구비한 게이트 밸브 조립체의 일예를 나타내는 도면이다.
도 2는 유압 시일, 밸브 시트, 밸브 게이트 및 표시기 스템을 포함하는 게이트 밸브 조립체의 일예의 단면도이다.
도 3은 유압 시일 공공에의 유압 공급 포트 및 독립적인 유압 시일 기구를 포함하는 밸브 본체 영역의 일예를 나타내는 도면이다.
도 4는 유압 시일 기구에의 유압 공급 포트를 포함하는 밸브 본체의 일예의 단면도이다.
도 5는 유압 시일 기구 및 프로그램 가능한 로직 컨트롤러를 포함하는 게이트 밸브의 작동을 위한 유압 공급 및 제어 다이어그램의 일예를 보여주는 도면이다.
도 6은 유압 파열 작동을 위한 종래의 파열 스택의 일예를 보여주는 도면이다.
도 7은 유압 시일 기구 및 프로그램 가능한 로직 컨트롤러를 포함하는 유압 파열 작동을 위한 원격 작동식 파열 스택의 일예를 보여주는 도면이다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예를 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명은 다음의 설명에서 언급되거나 도면에 예시된 구성의 세부와 부품의 배열에 적용이 제한되지 않음을 알아야 한다. 도면과 기술된 설명은 임의의 당업자가 특허 보호받고자 하는 발명을 실시 및 사용하는 것을 교시하도록 제공된다. 본 발명은 다른 실시예도 가능하며 다양한 방식으로 구현 및 실시될 수 있다. 당업자들은 명확성과 이해를 위해 상업적인 실시예 모두가 예시된 것은 아니라는 것을 알 것이다. 당업자는 또한 본 발명의 여러 측면을 포함하는 실제의 상업적 실시예의 개발은 다수의 이행-상업적 실시예에 대한 개발자의 궁극적인 목표를 달성하기 위한 특정의 결정들을 필요로 할 것임을 알 것이다. 이들 노력은 복잡하고 시간 소모적일 것이지만, 그럼에도 본 발명의 개시의 이득을 갖는 당업자에게는 일상적인 일일 것이다.
추가로, 여기 사용된 어법과 용어들은 설명을 목적으로 하므로 한정으로서 간주돼서는 안됨을 이해하여야 한다. 예를 들면, 단수형으로 표현된 용어의 사용은 항목의 수를 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 또한, 한정되는 것은 아니지만, "상부", "바닥", "좌", "우", "상측", "하측", "아래", "위", "측면" 등의 관계적 용어의 사용은 특히 도면과 관련하여 명확성을 위해 설명에 사용되는 것으로 발명 또는 첨부된 특허청구범위의 범위를 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 또한, 본 발명의 특징 중 임의의 한 특징은 따로 또는 다른 특징과 조합하여 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자에게는 도면과 상세한 설명의 검토를 통해 본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 장점이 분명하거나 분명해질 것이다. 이러한 추가의 시스템, 방법, 특징 및 장점 모두는 본 설명 내에 포함되고, 본 발명의 범위 내에 있으며, 첨부된 특허청구범위에 의해 보호되도록 의도된 것이다.
첨부 도면에 예시된 바와 같은 본 발명과 일치하는 이행을 상세히 참조한다. 설명의 목적으로, 여기 설명되는 실시예들은 합리적으로 유동하는 것으로 예상 가능한 임의의 물질은 물론, 고체 덩어리들을 갖는 액체 용액, 가스, 액체를 말하는 "유체"란 용어를 참조한다.
비한정적인 예이고 본 발명과 합치되는 도 1을 참조하면, 게이트 밸브 시스템(100)이 도시되어 있다. 게이트 밸브 시스템(100)은 밸브 본체(110)를 포함하며, 밸브 본체는 밸브 본체(110)의 양단에 한 쌍의 플랜지(210, 220)를 구비한다. 플랜지(210, 220)는 게이트 밸브 시스템(100)이 플랜지로 다른 구성품에 접속할 수 있도록 해주는 플랜지 표면(215, 225) 상에 금속 가스켓과 같은(그러나, 이에 제한되는 것은 아니다) 플랜지 시일(도시 생략)을 수용하도록 설계되어 있다. 본 실시예가 플랜지형 접속을 도시하고 있지만, 접속을 제공하는 다른 방식이 당업계에 공지되어 있고, 밸브 본체(110) 및 관련 장비에 대하여 적절히 설계될 수 있다. 밸브 본체(110)는, 필요에 따라 게이트 밸브 시스템(100)을 형성하는 추가의 구성품을 부착하기 위하여 상단 밸브면(top valve face)(115) 및 바닥 밸브면(bottom valve face)(125)을 갖고 있다. 게이트 밸브 시스템(100)은 밸브 본체(110)의 상단 밸브면(115)에 제거 가능하게 부착되는 제1 본넷(bonnet)(130)을 더 포함한다. 게이트 밸브 시스템(100)은 밸브 본체(110)의 바닥 밸브면(125)에 부착되는 제2 본넷(140)도 포함한다. 게이트 밸브 시스템(100)은 제1 본넷(130)에 접속된 유압 작동 기구(150), 제2 본넷(140)에 접속된 검출 기구(160)를 더 포함한다. 유압 작동 기구(150)는 게이트 밸브 시스템(100)을 개방하기 위한 개방 유압 공급 포트(152), 게이트 밸브 시스템(100)을 폐쇄하기 위한 폐쇄 유압 공급 포트(154)를 포함한다. 당업자는 상업적으로 이용 가능한 다양한 검출 기구를 게이트 밸브 시스템(100)과 함께 사용하기 위하여 채택할 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
제1 및 제2 본넷(130, 140)은 제거 가능하고 교체 가능하다. 본넷(130, 140)의 구조 및 호환성에 대한 추가의 설명은 본 명세서에 참고로 합체되는 미국 특허 출원 번호 제13/762,005호(미국 특허 제9,091,351호)에 제시되어 있다.
본 예에서, 검출 기구(160)는 개방 리미트 스위치(164) 및 폐쇄 리미트 스위치(166)가 구비된 표시기 스템(162)을 포함한다. 개방 리미트 스위치(164)는 작동하면 조작자에게 또는 프로그램 가능한 로직 컨트롤러(PLC)(600)(도 5 참조)에게, 게이트 밸브 시스템(100)의 게이트(400)(도 2 및 도 4 참조)가 유체 흐름을 차단하지 않는 완전 개방 위치에 있다는 것을 알려줄 수 있다. 유사하게, 폐쇄 리미트 스위치(166)는 작동하면, 조작자 또는 PLC에게, 게이트(400)가 유체 흐름을 차단하는 완전 폐쇄 위치에 있다는 것을 알려줄 수 있다. 개방 리미트 스위치(164) 및 폐쇄 리미트 스위치(166)의 설명 및 PLC(600)와의 상호 작용은 PLC(600) 및 도 5의 유압 시일 작동과 연계하여 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 유압 시일 조립체(500), 유압 시일 보어(505), 유압 시일 주입 포트(510), 밸브 시일(515), 밸브 시트(520), 밸브 게이트(400), 표시기 스템(162)을 포함하는 게이트 밸브 조립체(100)의 일예의 단면도이다. 밸브 시일(515)은 에너자이저 링(energizer rings)이라고도 지칭될 수 있다.
밸브 본체(110)는 게이트 밸브 시스템(100)이 개방 구성에 있을 때 플랜지(210, 220) 사이에서 유체의 흐름이 실질상 구속되지 않도록 유체가 통과하여 흐를 수 있는 본체 보어(200)를 포함한다. 밸브 본체(110)는 공동 중심선(cavity center-line)(320)을 중심으로 메인 밸브 공동(260)을 포함한다. 공동 중심선(320)은 밸브 본체(110)의 중심과, 상단 밸브면(115) 및 바닥 밸브면(125)을 통과한다. 메인 밸브 공동(260)은 공동 중심선(320)을 중심으로 대칭이고, 본체 보어(200)에 대하여 수직으로 배치되어, 게이트(400)가 밸브 본체(110) 내에서 이동할 수 있도록 해준다.
도 2를 참조하면, 밸브 본체(110)의 단면도가 도시되어 있다. 밸브 본체(110)는 두 개의 실질상 동일한 유압 시일 조립체(500)를 더 포함한다. 각 유압 시일 조립체(500)는 유압에 의한 작동을 위한 게이트 시일(515), 게이트 시일(515)의 작동에 응답하여, 밸브 게이트(400)을 압박하기 위한 게이트 시트(520)를 포함한다. 밸브 본체(110)는 유압 시일 조립체(500)를 설치하기 위한 수평으로 기계 가공된 보어(505) 또는 포켓을 포함한다. 주입 포트(injection ports)(510)는, 작동을 위해 외부 소스로부터의 압력을 유압 시일 조립체(500) 내로 주입하기 위하여 밸브 조립체(100) 내에 가공되어 있다. 단순함을 위해 두 개의 주입 포트(510)를 도시하였지만, 임의 개수의 주입 포트(510)를 이용할 수 있다.
도 3은 외면에 두 개의 주입 포트(510)를 포함하는 게이트 밸브 조립체(100)의 외관을 보여주는 도면이다. 도 2와 도 3을 함께 참조하면, 주입 포트(510)는, 밸브 게이트(400)가 게이트 폐쇄 위치에 있을 때 밸브 게이트(400)에 대하여 밸브 시트(520)를 밀봉하기 위하여 유압 시일 조립체(500)의 작동을 제어하는 유압 공급부에 접속되도록 구성된다. 밀봉된 위치는 유압 시일 조립체(500)의 폐쇄 위치라고도 지칭할 수 있다. 또한, 밸브 게이트(400)를 게이트 개방 위치로 개방하기 전에, 주입 포트(510)를 이용하여 보어(505) 내의 압력을 제거하면, 밸브 시트(520)는, 밸브 게이트(400)의 이동과 간섭하지 않는 비(非)-밀봉 위치, 즉 유압 시일 조립체(500)의 개방 위치로 복귀될 수 있다.
도 4는 유압 주입 포트(510) 및 유압 시일 조립체(500)를 포함하는 밸브 본체(110)의 일예의 단면도이다. 밸브 시트 시일(515)은 밸브 시트(520)의 배면에 설치되어 있다. 두 개의 밸브 시트(520)는 두 개의 내향 포켓 보어(505) 내에 설치된다. 두 개의 밸브 시트(520)는 밸브 본체(110)의 중심을 향해 그리고 밸브 게이트(400)에 반대하여 내측으로 이동하는 피스톤 효과를 형성한다. 예컨대, 외부의 압력이 밸브 본체(110) 내에 마련된 주입 포트(510)를 통해 시일 조립체 포켓 보어(505) 내로 주입되면, 압력은 밸브 시일(515)에 의해 유지되고, 밸브 시트(520)의 배면으로 전달된다. 밸브 시트(520) 상에 인가된 압력은 밸브 시트(520)를 밸브 게이트(400)에 저항하면서 강제하여, 압력 시일 영역을 만들어낸다. 주입 압력이 밸브 본체(110) 상의 주입 포트(510)를 통해 인가되는 동안에, 어떠한 압력도 메인 밸브 공동(260) 내로 도입되지 않아, 밸브 게이트(400)가 작동하거나 움직이는 것이 방지된다.
도 5는 유압 공급부(606)의 압력을 밸브 게이트(400)의 유압 작동 기구(150)의 개방 및 폐쇄 포트(152, 154)에로 그리고 유압 시일 조립체(500)의 주입 포트(510)에로 제어하기 위한 PLC(600)를 포함하는 게이트 밸브 조립체(100)의 일예를 보여주는 도면이다. 또한, PLC(600)는 상기한 바와 같이 밸브 게이트(400)의 개방 및 폐쇄 위치를 결정하기 위하여 사용되는 개방 리미트 스위치(164) 및 폐쇄 리미트 스위치(166)의 검출을 위한 신호 수신부(620)를 포함한다. PLC(600)는 또한, 조작자가 밸브 게이트(400) 또는 유압 시일 조립체(500) 작동 프로세스의 자동 제어를 모니터할 수 있도록 해주거나 그 두 프로세스 또는 어느 프로세스의 작동 기구를 수동으로 무력화할 수 있도록 해주는 패널(610)을 포함한다.
게이트 밸브(100)를 개방하는 예에 있어서, 밸브 게이트(400)가 PLC(600)의 제어를 통해 기능하여 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동하기 전에, 유압 작동 기구(150)에의 유압 공급 압력에 대하여 지연이 설정되어, 유압 시일 조립체(500)가 밸브 게이트(400)와 계합하는 동안에 밸브 게이트(400)의 조기 이동을 방지한다. 유압 시일 보어(505)가 가압되면 유압 시일 조립체(500)가 계합된다는 것을 이해하여야 한다. 유압 작동 기구(150)는 밸브 게이트(400)를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 또는 그 반대로 이동시키는 구동 기구이다. 이러한 시간 지연은 유압 시일 조립체(500) 내의 압력이 충분히 고갈되거나 제로로 되는 동작 확실성을 제공한다. 이는 유압 패널(610) 상에 배치된 압력 게이지(도시 생략)에 표시된다. 시간 지연 이후에, 유압 공급 압력은 유압 작동 기구(150)의 개방 포트 내로 안내되어, 게이트 밸브(100)를 개방한다. 게이트 밸브(100)가 완전 개방 위치에 도달한 후에, 표시기 스템(162) 내의 위치 근접 리미트 스위치(position proximity limit switch)로부터의 신호가 솔레노이드 밸브로 전송되어, 계합되는 유압 시일 조립체(500)에의 유압 압력 공급을 가능하게 한다.
게이트 밸브(100)를 폐쇄하는 예에 있어서, 밸브 게이트(400)가 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동하기 시작하기 전에, 유압 작동 기구(150)에의 유압 공급 압력에 대하여 지연이 설정되어, 유압 시일 조립체(500)가 밸브 게이트(400)와 계합하는 동안에 게이트의 조기 이동을 방지한다. 유압 시일 보어(505)가 가압되면 유압 시일 조립체(500)가 계합된다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 시간 지연은 유압 시일 조립체(500) 내의 압력이 충분히 고갈되거나 제로로 되는 동작 확실성을 제공한다. 이는 유압 패널(610) 상에 배치된 압력 게이지(도시 생략)에 표시된다. 시간 지연 이후에, 유압 공급 압력은 유압 작동 기구(150)의 폐쇄 포트 내로 안내되어, 게이트 밸브(100)를 폐쇄한다. 게이트 밸브(100)가 완전 폐쇄 위치에 도달한 후에, 표시기 스템(162) 내의 위치 근접 리미트 스위치로부터의 신호가 솔레노이드 밸브로 전송되어, 계합되는 유압 시일 조립체(500)에의 유압 압력 공급을 가능하게 한다.
한 가지 양태에서, 유압 시일 조립체(500)는 오로지, 유압 시일 보어(505)가 가압되는 경우에 계합된다. 유압 시일 조립체(500)는 유압 시일 보어(505) 내의 압력이 고갈되거나 제로로 되는 경우에 계합 해제된다. 두 유압 시일 조립체(500)가 계합되면, 시트(520)와 게이트(400) 사이에 극히 타이트한 시일이 형성되어, 파편, 화학물질 또는 모래가 유압 파열 장비 및 밸브의 내부 본체 공동 내로 들어가는 것이 방지된다.
도 6은 공지의 파열 스택(10)의 일예를 보여주는 도면이다. 도 7은 본 발명에 따른 PLC(600)을 포함하는 게이트 밸브(100)를 이용하는 원격 동작식 파열 스택(remotely operated fracture stack)의 일예를 보여주는 도면이다. 오일 및 가스 산업에 있어서, 베어링 오일 및 가스 형성 또는 저장을 촉진시키는 가장 흔하고 인기 있는 방안 중 하나는 유압 파열 방법(hydraulic fracturing method)이다. 이 촉진 방법은 상기 형성에 극히 높은 압력의 유체 주입을 필요로 한다. 고압 주입 때문에, 작업자의 안전은 항상 큰 관심사가 된다. 따라서, 원격 제어식 유압 공급 및 제어 그리고 순차적인 게이트 밸브(100)의 동작은 종래의 파열 스택(10)을 이용할 때에 작업자가 통상 경험하는 안전 우려를 감소시키고 방지한다.
원격 동작식 유압 파열 스택(700), 유압 시일 조립체(500)의 순차 동작, 유압 제어 시스템 및 PLC(600)의 설계는, 상기한 바와 같이, 메인 유압 작동 기구(150) 및 유압 시일 조립체(500)에의 유압 공급 압력의 출력을 조절한다. 따라서, 파열 스택(700)을 원격 제어할 수 있고, 작업자에의 어떤 안전 우려를 방지할 수 있다.
특정된 압력 정격(pressure rating)뿐만 아니라, 게이트 밸브 시스템(100)에 사용하고자 하는 유체 물질의 부식 성질은 게이트 밸브 시스템(100)을 형성하는 데에 활용되는 재료를 결정하는 데에 소정의 역할을 수행한다. 오일 및 가스 산업에 있어서, 흔한 부식성 유체로서, 이산화탄소, 염화물(chloride), 메탄 및 황화수소(hydrogen sulfide)가 있다. 게이트 밸브 시스템(100)을 이러한 유체에 놓이게 하는 용례에 있어서, 게이트 밸브 시스템(100)은 니켈 함량이 높은 재료와 같은 공지의 내식성 재료로 제조할 수 있다. 예시적이고 비제한적인 재료로서, Inconel 합금(예컨대, Inconel 625), 듀플렉스 티타늄, 다른 듀플렉스 재료가 있다. 치수가 보다 작은 게이트 밸브 시스템(100)에 있어서, 게이트 밸브 시스템(100) 전체를 내식성 재료로 제조할 수 있다. 그러나, 게이트 밸브 시스템(100)이 대형화됨에 따라, 이러한 특수한 내식성 재료를 이용하여 게이트 밸브 시스템(100)을 제조하는 것은 경제적으로 수지가 맞지 않을 수 있다. 이러한 경우에, AISI 4130과 같은 표준 재료를 외측 재료로서 활용할 수 있는데, 이러한 재료는 밸브 본체(110) 및 제1 및 제2 본넷(130, 140)에 대한 지지를 제공한다. 내식성 사양을 맞추기 위하여, 니켈 기반 재료를 본체 보어(200), 제1 및 제2 본넷(130, 140), 게이트(400) 및 부식성 재료와 접촉하는 다른 영역 내에 넣을 수 있다(inlayed). 또한, 게이트 밸브 시스템(100)에 2개 이상의 내식성 재료를 사용하는 것도 유용할 수 있다. 재료의 선택은 당업자가 알고 있고 적용하는 설계 및 제조상의 선택사항이며, 본 발명을 제한하지 않는다. 당업자는 본 발명이 특정의 재료에 제한되지 않으며, 참조 재료는 단지 오일 및 가스 산업의 전형적인 게이트 밸브 시스템(100)의 예시적인 개시로서 제공된다는 것을 인식할 것이다.
당업자는 본 발명의 넓은 범위의 개념을 벗어나지 않으면서 전술한 실시예에 대해 변경이 행해질 수 있음을 알 것이다. 그러므로, 본 명세서에 개시된 본 발명은 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 본 발명의 사상 및 범위 내에서 변형을 포괄하도록 의도된 것임을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 유체가 밸브 본체를 통과할 수 있도록 구성된 보어를 포함하는 밸브 본체;
    공동 내에 배치되고, 유체가 통과할 수 있도록 구성된 통로를 포함하는 게이트;
    유체의 흐름을 실질적으로 허용하거나 지체시키기 위해 상기 게이트를 작동시키도록 구성된 게이트 작동 기구;
    상기 게이트를 압축하도록 작동되게 구성된 상기 게이트 부근의 시일 조립체;
    상기 게이트 작동 기구 및 상기 시일 조립체의 작동을 제어하도록 구성된 프로그램 가능한 컨트롤러
    를 포함하는 게이트 밸브 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 시일 조립체를 수용하기 위하여 상기 밸브 본체 내에 형성된 기계 가공된 보어 또는 포켓을 더 포함하는 게이트 밸브 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서, 유압 유체를 상기 시일 조립체에 공급하기 위하여 상기 밸브 본체의 외면에 배치된 유압 공급 포트를 더 포함하는 게이트 밸브 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 상기 시일 조립체의 위치를 결정하기 위하여 상기 게이트 밸브의 보어 내의 압력의 양을 나타내도록 구성되는 것인 게이트 밸브 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 프로그램 가능한 컨트롤러는 상기 게이트의 위치를 결정하기 위하여 상기 게이트 작동 기구에의 유압 공급의 양을 나타내도록 구성되는 것인 게이트 밸브 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 밸브 본체의 일면에 제거 가능하게 결합되고 접속 단(connecting end)을 포함하는 본넷을 더 포함하고, 상기 본넷의 내측은 상기 게이트의 단부에 결합하도록(mate) 되어 있는 만곡된 표면을 포함하는 것인 게이트 밸브 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 밸브 본체의 제2 면에 제거 가능하게 결합된 제2 본넷을 더 포함하고, 상기 제2 본넷의 내측은 상기 게이트의 타단에 결합하도록 되어 있는 만곡된 표면을 포함하는 것인 게이트 밸브 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 본넷의 내측 및 제2 본넷의 내측 각각은 아치형의 오목한 돔(arcuate concave dome)인 게이트 밸브 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 제2 본넷의 홀을 통해 상기 게이트에 제거 가능하게 접속되고 동작 가능하게 배치되는 검출 기구를 더 포함하여, 상기 검출 기구는 상기 밸브 본체 내의 게이트의 위치를 나타내는 것인 게이트 밸브 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 검출 기구 및 게이트 작동 기구의 부착은 상기 제1 본넷 및 제2 본넷과 동작 가능하게 상호 교환가능한 것인 게이트 밸브 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 밸브 본체 내의 게이트의 위치를 나타내기 위한 검출 기구를 더 포함하는 게이트 밸브 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 검출 기구는 상기 게이트의 완전 개방 위치를 검출하기 위한 제1 스위치, 상기 게이트의 완전 폐쇄 위치를 검출하기 위한 제2 스위치를 포함하고, 작동되는 제1 스위치에 응답하여 상기 프로그램 가능한 컨트롤러에 제1 신호를 전송하고 작동되는 제2 스위치에 응답하여 상기 프로그램 가능한 컨트롤러에 제2 신호를 전송하도록 구성되는 것인 게이트 밸브 시스템.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 게이트 작동 기구는 상기 밸브 본체의 밀봉 능력에 영향을 미치지 않으면서 제거될 수 있는 것인 게이트 밸브 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 시일 조립체는 상기 게이트의 제1 면에 인접한 제1 시일과 상기 게이트의 제2 면에 인접한 제2 시일을 포함하는 것인 게이트 밸브 시스템.
  15. 유체가 밸브 본체를 통과할 수 있도록 구성된 보어를 포함하는 밸브 본체;
    공동 내에 배치되고, 유체가 통과할 수 있도록 구성된 통로를 포함하는 게이트;
    유체의 흐름을 실질적으로 허용하거나 지체시키기 위해 상기 게이트를 작동시키도록 구성된 게이트 작동 기구;
    상기 게이트를 압축하도록 작동되게 구성된 상기 게이트 부근의 시일 조립체;
    상기 게이트 작동 기구 및 게이트의 위치를 검출하기 위한 스위치 기구
    를 포함하는 게이트 밸브 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 검출 기구는 상기 게이트의 완전 개방 위치를 검출하기 위한 제1 스위치, 상기 게이트의 완전 폐쇄 위치를 검출하기 위한 제2 스위치를 포함하고, 작동되는 제1 스위치에 응답하여 제1 신호를 전송하고 작동되는 제2 스위치에 응답하여 제2 신호를 전송하도록 구성되는 것인 게이트 밸브 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 스위치 기구로부터 제1 신호 또는 제2 신호를 수신하는 것에 따라, 상기 시일 조립체의 작동을 제어하기 위한 프로그램 가능한 컨트롤러를 더 포함하는 게이트 밸브 시스템.
  18. 게이트와 시일 조립체를 포함하는 게이트 밸브 시스템을 이용하는 방법으로서,
    상기 게이트를 유압 액추에이터(hydraulic actuator)를 이용하여 완전 개방 위치로 작동시키는 것과,
    제1 스위치를 이용하여 상기 게이트의 완전 개방 위치를 검출하는 것과,
    상기 완전 개방 위치의 검출에 응답하여, 상기 시일 조립체를 밀봉 위치로 작동시키는 것
    을 포함하는 방법.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 시일 조립체를 비(非)-밀봉 위치로 작동시키는 것과,
    상기 게이트 밸브 시스템 내의 압력을 결정함으로써 상기 비-밀봉 위치를 검출하는 것과,
    상기 비-밀봉 위치의 검출에 응답하여, 상기 게이트를 완전 폐쇄 위치로 작동시키는 것과,
    제2 센서를 이용하여 상기 게이트의 완전 폐쇄 위치를 검출하는 것과,
    상기 완전 폐쇄 위치의 검출에 응답하여, 상기 시일 조립체를 밀봉 위치로 작동시키는 것
    을 더 포함하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 비-밀봉 위치의 검출에 응답하여, 상기 게이트를 작동시키는 것은 상기 비-밀봉 위치의 검출로부터 소정의 시간 후에 상기 게이트를 작동시키는 것을 포함하는 것인 방법.
KR1020160015550A 2015-10-07 2016-02-11 유압 시일을 구비한 프로그램 가능한 유압 게이트 밸브 및 원격 동작식 파열 스택 KR20170041606A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/877,213 2015-10-07
US14/877,213 US20170102078A1 (en) 2015-10-07 2015-10-07 Hydraulic and programmable hydra seal gate valve and remotely operated fracturing stack

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170041606A true KR20170041606A (ko) 2017-04-17

Family

ID=55177748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160015550A KR20170041606A (ko) 2015-10-07 2016-02-11 유압 시일을 구비한 프로그램 가능한 유압 게이트 밸브 및 원격 동작식 파열 스택

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170102078A1 (ko)
KR (1) KR20170041606A (ko)
CN (1) CN106567939A (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11174958B2 (en) 2019-01-24 2021-11-16 Jet Oilfield Services, LLC Gate valve and method of repairing same
US10900575B2 (en) * 2019-02-28 2021-01-26 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Balanced stem and surface safety valve
US11480253B2 (en) 2019-07-31 2022-10-25 Oil Patch Group, Inc. Hydralock frac valve
US11698138B1 (en) * 2020-06-09 2023-07-11 Zp Interests, Llc Gate valve with angled body
CN116575895B (zh) * 2023-06-05 2023-10-24 建湖县鸿达阀门管件有限公司 一种具备自动调节、远程控制超高压单通道大通径压裂管汇

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3367625A (en) * 1965-06-22 1968-02-06 Fortune Ronald Slide gate valves
US4415139A (en) * 1981-08-03 1983-11-15 Eastman Kodak Company Automatic sliding gate valve
US4406303A (en) * 1981-08-04 1983-09-27 Acf Industries, Incorporated Gate valve with position indicator
US5251148A (en) * 1990-06-01 1993-10-05 Valtek, Inc. Integrated process control valve
US8905371B2 (en) * 2011-06-30 2014-12-09 General Equipment And Manufacturing Company, Inc. Valve signature diagnosis and leak test device
US9850740B2 (en) * 2013-04-24 2017-12-26 Fracmaster, Llc Hydraseal frac valve
CN103982668B (zh) * 2013-02-07 2018-08-28 Zp因特莱茨有限责任公司 闸阀

Also Published As

Publication number Publication date
CN106567939A (zh) 2017-04-19
US20170102078A1 (en) 2017-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170041606A (ko) 유압 시일을 구비한 프로그램 가능한 유압 게이트 밸브 및 원격 동작식 파열 스택
US8091861B2 (en) Valve for use in connection with oil production and gas production
US9091351B2 (en) Gate valve
US4281819A (en) Balanced stem gate valve
AU2009220113B2 (en) High temperature valve
US3955591A (en) Insert type sliding gate valve
EP3140573B1 (en) System, method and apparatus for combined ball segment valve and check valve
JP2011517755A (ja) イコライザポートを備えたゲートバルブ
CA2931760C (en) Dual seal fire safe stem packing orientation
US20140251472A1 (en) Overpressurization Bypass for Fluid Valve
CA2705559A1 (en) A valve assembly having a reinforced valve seat
US4716969A (en) Hydraulic valve actuating means for subsurface safety valve
JPS61175375A (ja) 単方向／双方向仕切弁
US11448324B2 (en) Translating cavity valve
RU2285180C1 (ru) Клапан-отсекатель
US20210102641A1 (en) Isolation valve for fluid flow regulation
US4449695A (en) Fire safe plug valve
US20160265686A1 (en) Dual seal fire safe stem packing orientation
JP5827993B2 (ja) ブラインドフランジ型バルブを有するバルブ装置
US4364543A (en) Valve device
WO2014187810A2 (en) A pressured fluid container
RU2775190C1 (ru) Запорный клапан
US3296890A (en) Valve operator
RU179199U1 (ru) Клапан электромагнитный
RU138104U1 (ru) Клапан запорный для вагона-цистерны

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application