MX2013012202A - Reguladores de linea de contrapresion de fluidos. - Google Patents

Reguladores de linea de contrapresion de fluidos.

Info

Publication number
MX2013012202A
MX2013012202A MX2013012202A MX2013012202A MX2013012202A MX 2013012202 A MX2013012202 A MX 2013012202A MX 2013012202 A MX2013012202 A MX 2013012202A MX 2013012202 A MX2013012202 A MX 2013012202A MX 2013012202 A MX2013012202 A MX 2013012202A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
fluid
regulator
chamber
outlet
inlet
Prior art date
Application number
MX2013012202A
Other languages
English (en)
Other versions
MX348120B (es
Inventor
Moritz Klaus Olbrisch
Ruediger Niebel
Falk Rapsch
Original Assignee
Tescom Corp
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 Tescom Corp filed Critical Tescom Corp
Publication of MX2013012202A publication Critical patent/MX2013012202A/es
Publication of MX348120B publication Critical patent/MX348120B/es

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/10Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/04Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/10Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger
    • G05D16/103Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a piston or plunger the sensing element placed between the inlet and outlet
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/10Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/06Measuring temperature or pressure
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/024Controlling the inlet pressure, e.g. back-pressure regulator
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7781With separate connected fluid reactor surface
    • Y10T137/7835Valve seating in direction of flow
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/7854In couplings for coaxial conduits, e.g., drill pipe check valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/7722Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7837Direct response valves [i.e., check valve type]
    • Y10T137/7904Reciprocating valves
    • Y10T137/7922Spring biased

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)
  • Safety Valves (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Abstract

Se describen reguladores en línea de contrapresión de fluidos. Un regulador en línea de fluidos ilustrativo incluye un cuerpo del regulador que define una cámara de detección y una salida de una trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos. La salida se comunica de forma fluida con la cámara de detección a través de un primer conducto de flujo en el cuerpo del regulador. Un cubreválvula se acopla al cuerpo del regulador y define una entrada de la trayectoria de flujo del fluido y una cámara de carga dispuesta entre la cámara de detección y la entrada. La cámara de carga está esencialmente aislada con respecto a la trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos. Un sensor de presión está dispuesto entre la entrada y la cámara de detección, sensor de presión éste que define un segundo conducto de flujo para acoplar la entrada y la cámara de detección de forma fluida.

Description

REGULADORES EN LÍNEA DE CONTRAPRESIÓN DE FLUIDOS Campo de la Invención La presente invención en general se refiere a reguladores de fluidos y, más particularmente, con reguladores en línea de contrapresión de fluidos.
Antecedentes de la Invención Los sistemas de control de procesos comúnmente usan reguladores de presión (por ejemplo, reguladores de contrapresión) para controlar o mantener la presión de un fluido de proceso para proteger los instrumentos u otros dispositivos de control sensibles a las altas presiones. Los reguladores de fluidos como, por ejemplo, los reguladores de contrapresión típicamente incluyen un ensamble de válvula de fluidos que tiene un sensor de presión como un pistón para detectar la presión de un fluido presurizado en la entrada del regulador. Cuando la presión del fluido presurizado en la entrada supera una presión de referencia o de ajuste (por ejemplo, suministrada por el regulador de fluidos), el sensor de presión hace que un miembro de control de flujo de la válvula de fluidos se abra para permitir que el fluido fluya a través del cuerpo del regulador entre la entrada y una salida, la cual puede estar acoplada a un sistema a una presión más baja que usa el fluido o a la atmósfera.
Sin embargo, las limitaciones o restricciones de espacio pueden limitar el uso de reguladores de contrapresión en algunas aplicaciones. Por ejemplo, en una aplicación de exploración de gas, típicamente se usa una tubería que, por ejemplo, tiene un diámetro de aproximadamente 2 a 2 ½ pulgadas para extraer el fluido de un pozo. La tubería es demasiado pequeña para alojar un regulador de contrapresión convencional acoplado a una línea de alimentación e inyección de agentes que está dispuesta dentro de la tubería.
Breve Descripción de las Figuras Figura 1 ilustra una aplicación esquemática de exploración de gas que tiene una válvula de alivio conocida acoplada a una línea de alimentación e inyección de agentes.
Figura 2 ilustra un regulador de contrapresión ilustrativo aquí descrito que se puede usar con la aplicación de exploración de gas de la Figura 1.
Figura 3 es una vista en sección transversal del regulador de contrapresión ilustrativo de la Figura 2.
Figura 4A es una vista en sección transversal ampliada de una porción del regulador de contrapresión ilustrativo de las Figuras 2 y 3.
Figura 4B es otra vista en sección transversal ampliada de otra porción del regulador de contrapresión ilustrativo de las Figuras 2 y 3.
Figura 5A ilustra otro regulador de contrapresión de fluidos ilustrativo aquí descrito.
Figura 5B es una vista en sección transversal del regulador de contrapresión ilustrativo de la Figura 5A.
Figura 6A ilustra otro regulador de contrapresión de fluidos ilustrativo aquí descrito.
Figura 6B es una vista en sección transversal del regulador de contrapresión ilustrativo de la Figura 6A.
Breve Descripción de la Invención Los reguladores en línea de contrapresión de fluidos ilustrativos aquí descritos detectan la presión de un fluido aguas arriba del regulador de fluidos. Los reguladores de fluidos aquí descritos se desplazan entre una posición abierta para permitir que el fluido fluya a través del regulador de fluidos entre una entrada y una salida y una posición cerrada para impedir que el fluido fluya a través del regulador de fluidos en función de la presión detectada aguas arriba del fluido de proceso aguas arriba de la entrada. Por ejemplo, cuando la presión del fluido de proceso aguas arriba del regulador de fluidos se ubica por debajo de la presión de referencia del regulador de fluidos (por ejemplo, suministrada por un aparato de carga), el regulador de fluidos se coloca en una posición cerrada.
Un regulador en línea de fluidos ilustrativo aquí descrito incluye un cuerpo o carcasa que define una trayectoria de flujo del fluido entre una entrada y una salida. En algunos ejemplos, la carcasa incluye un cuerpo del regulador que define una cámara de detección, una salida de una trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos y un primer conducto de flujo en el cuerpo del regulador. Se acopla un cubreválvula al cuerpo del regulador que define la entrada de la trayectoria de flujo del fluido y una cámara de carga dispuesta entre la cámara de detección y la entrada. En otras palabras, se forma la cámara de carga dentro de la carcasa entre la entrada y la salida y se le alinea con la trayectoria de flujo del fluido. Un aparato o miembro de carga como, por ejemplo, un elemento de desviación o un fluido de control proporciona una presión de referencia. Adicionalmente, la cámara de carga está esencialmente aislada con respecto a la trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos.
Un sensor de presión está dispuesto dentro de la trayectoria de flujo del fluido y tiene un orificio que une la entrada y la salida de forma fluida. En algunos ejemplos, el sensor de presión está dispuesto entre la entrada y la cámara de detección y el sensor de presión define un segundo conducto de flujo que une la entrada y la cámara de detección de forma fluida. En algunos ejemplos, el sensor de presión se extiende al menos parcialmente dentro de la cámara de carga y tiene un primer sello dispuesto adyacente a un primer extremo de la cámara de carga que impide que el fluido fluya entre la entrada y la cámara de carga y un segundo sello dispuesto adyacente a un segundo extremo de la cámara de carga que impide que el fluido fluya entre la cámara de carga y la salida.
Descripción Detallada de la Invención Los reguladores en línea de contrapresión de fluidos ilustrativos aquí descritos tienen una carcasa que define una trayectoria de flujo del fluido esencialmente recta o lineal entre una entrada y una salida. Más específicamente, se puede acoplar los reguladores de contrapresión de fluidos ilustrativos en línea con respecto a la trayectoria de flujo de un sistema de fluido de proceso. Por ejemplo, una entrada, una salida, un miembro de control del flujo, una cámara de carga y una cámara de detección de un regulador de fluidos ilustrativo aquí descrito son coaxialmente alineados para definir una trayectoria de flujo del fluido esencialmente recta o lineal en el regulador de contrapresión de fluidos. En consecuencia, los reguladores de contrapresión de fluidos ilustrativos aquí descritos proporcionan una envoltura o cobertura sustancialmente menor o reducida en comparación con los reguladores convencionales de contrapresión de fluidos. Por consiguiente, se puede ventajosamente usar los reguladores de contrapresión de fluidos ilustrativos aquí descritos con aplicaciones que tengan restricciones de espacio relativamente menores o ajustadas (por ejemplo, una aplicación de exploración de pozos). Además, los reguladores de contrapresión de fluidos ilustrativos aquí descritos aislan o sellan una cámara de carga del ambiente circundante y/o la trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos, de forma tal que las fluctuaciones de presión en el ambiente circundante no afecten la carga predeterminada que se desea tenga el regulador de contrapresión .
En particular, un regulador de contrapresión ilustrativo aquí descrito tiene una carcasa o cuerpo cilindrico que tiene una trayectoria de flujo del fluido esencialmente alineada (por ejemplo, coaxialmente) con una entrada y una salida del regulador. La carcasa define una cámara de carga y una cámara de detección dispuesta entre la entrada y la salida. En algunos ejemplos, la cámara de carga y la cámara de detección están esencialmente alineadas de forma coaxial con la entrada y la salida y la trayectoria de flujo del fluido. Un sensor de presión o vástago está dispuesto dentro de la carcasa e incluye una abertura para definir una porción de la trayectoria de flujo del fluido. El sensor de presión y la carcasa sellan o aislan la cámara de carga de la trayectoria de flujo del fluido. De esta manera, un aparato de carga que suministra una presión predeterminada de referencia al sensor de presión no se ve influenciado o afectado por las fluctuaciones de presión de un fluido de proceso en la trayectoria de flujo del fluido y/o por las fluctuaciones de presión en el ambiente que rodea el regulador de contrapresión.
Figura 1 es una ilustración esquemática de una aplicación hidrocarburífera 100 (por ejemplo, una aplicación de exploración de pozos de petróleo/gas) que tiene una válvula de alivio convencional o conocida 102. Se fija un entubado 104 dentro de un pozo 106 con cemento 108 y se le extiende en el pozo hasta un yacimiento de petróleo/gas 110 por debajo de la superficie terrestre 112 (por ejemplo, 300 metros por debajo de la superficie terrestre 112). El entubado 104 facilita el acceso al yacimiento 110 y permite colocar un tubo o tubería 114 dentro del pozo 106 para acoplar el yacimiento 110 a la superficie 112 de forma fluida. El gas viaja del yacimiento 110 a la superficie terrestre 112 a través de la tubería 114, la cual puede, por ejemplo, tener un diámetro de aproximadamente 2 pulgadas. Se puede inyectar un fluido de proceso 116 (por ejemplo, un agente espumante) dentro de la tubería 114 a través de una línea del fluido de proceso 118 para reducir la cantidad de agua dentro del yacimiento 110 e incrementar la velocidad de flujo del gas hacia la superficie terrestre 112. Conforme se ilustra, la línea del fluido de proceso 118 está dispuesta dentro de la tubería 1 4. Por consiguiente, se debe dimensionar la válvula de alivio 102 para que se ajuste al interior de la tubería 114 (es decir, se ajuste al interior de un espacio cilindrico que tiene un diámetro de aproximadamente 2 pulgadas). Una bomba 120 bombea el fluido de proceso 116 de un tanque 122 al yacimiento 110 a través de la línea del fluido de proceso 118.
La aplicación 100 incluye una Válvula de Seguridad Subterránea controlada desde la Superficie 124 (ScSSV, del inglés, Surface-controlled Subsurface Safety Valve) para aislar las presiones y fluidos del pozo e impedir el flujo de petróleo/gas a través de la tubería 114 y hacia a la superficie 112 en caso de una falla del sistema. La ScSSV 124 es una válvula de cierre en falla y es colocada en una posición abierta por la presión del fluido presurizado 116 en la línea del fluido de proceso 118.
La válvula de alivio conocida 102 recibe el fluido de proceso presurizado aguas arriba de la válvula de alivio 102 y se coloca en una posición abierta para permitir que el fluido fluya a través de la válvula de alivio 102 cuando la presión del fluido aguas arriba de la válvula de alivio 102 es superior a la presión de referencia de la válvula de alivio 102 (por ejemplo, una carga predeterminada). La válvula de alivio 102 se coloca en una posición cerrada para impedir que el fluido fluya a través de la válvula de alivio 102 cuando la presión aguas arriba es inferior a la presión de referencia de la válvula de alivio 102. Por consiguiente, cuando se desactiva la bomba 120, por ejemplo, durante un mantenimiento, se coloca la válvula de alivio 102 en una posición cerrada. Se puede colocar una válvula 126 aguas abajo de la bomba 120 en una posición cerrada para atrapar el fluido presurizado dentro de una porción 128 de la línea del fluido de proceso 118 entre la válvula de alivio 102 y la válvula 126, de forma tal que la presión de la ScSSV 124 sea suficiente para impedir la activación de la ScSSV 124.
Sin embargo, durante el funcionamiento, las fluctuaciones de presión dentro de la línea del fluido de proceso 118 hacen que un tapón de válvula (por ejemplo, una válvula de bola) de la válvula de alivio 102 se desplace rápidamente con respecto al asiento de válvula, lo que puede dañar el tapón de válvula y/o el asiento de válvula. En particular, el tapón de válvula y/o el asiento de válvula están con frecuencia constituidos por un material de carburo de tungsteno debido a las condiciones erosivas del fluido de proceso 116. Además, la válvula de alivio 102 incluye un miembro unitario de control del flujo (por ejemplo, una válvula de bola) y un vástago. En consecuencia, la carga impartida al vástago del miembro de control del flujo por un elemento de carga (por ejemplo, un resorte de carga) y/o las fluctuaciones de presión, de haberlas, se trasfieren o imparten por completo al miembro de control del flujo y/o el asiento de válvula durante el funcionamiento. Sin embargo, el material de carburo de tungsteno con frecuencia es frágil y puede ocasionar daños en el asiento de válvula y/o el tapón de válvula durante el funcionamiento cuando se expone la válvula de alivio 102 a fluctuaciones de presión significativas. En consecuencia, los daños en el tapón de válvula y/o el asiento de válvula pueden tener como resultado un sello inadecuado para mantener la presión del fluido presurizado en la porción 128 de la línea del fluido de proceso 118, lo que puede ocasionar la activación de la ScSSV 124 durante un estado o condición sin fallas.
Figura 2 representa un regulador en línea de contrapresión de fluidos ilustrativo 200 aquí descrito que se puede, por ejemplo, usar con la aplicación 100 de la Figura 1, en lugar de la válvula de alivio convencional 102. Se puede usar el regulador de fluidos ilustrativo 200 para, por ejemplo, mantener la presión de control del sistema de presión aguas arriba del regulador de fluidos 200 como, por ejemplo, la porción 128 de la línea del fluido de proceso 118 de la Figura 1, como mecanismo de cierre cuando la presión de un sistema de fluido presurizado preciso o controlado aguas arriba del regulador de fluidos 200 se ubique por debajo de una presión de referencia o valor umbral predeterminado, y así sucesivamente.
El regulador ilustrativo 200 representado en la Figura 2 proporciona una configuración de trayectoria de flujo en línea para regular la presión de un fluido o sistema presurizado aguas arriba del regulador de fluidos 200. El regulador de fluidos ilustrativo 200 incluye una carcasa 202 que tiene una porción de cuerpo superior o cubreválvula 204 acoplada (por ejemplo, de forma roscada) a una porción de cuerpo inferior o cuerpo del regulador 206 para formar una trayectoria de flujo del fluido 208 entre una entrada 210 y una salida 212 del regulador de fluidos 200. En particular, el cubreválvula 204 define la entrada 210 y el cuerpo del regulador 206 define la salida 212. En este ejemplo, la trayectoria de flujo del fluido 208 es una trayectoria de flujo esencialmente recta o lineal que se alinea coaxialmente con la entrada 210 y la salida 212 y un eje longitudinal 214 de la carcasa 202. La entrada 210 puede acoplarse de forma fluida a una fuente de alta presión aguas arriba del regulador de fluidos 200 (por ejemplo, el lado de la bomba de la línea del fluido de proceso 118 de la Figura 1) y la salida 212 puede acoplarse de forma fluida a un sistema o fuente de baja presión aguas abajo del regulador de fluidos 200 (por ejemplo, a una salida de la línea del fluido de proceso 118 acoplada de forma fluida al yacimiento 110 de la Figura 1). En otros ejemplos, la salida 212 puede acoplarse de forma fluida a otro regulador de contrapresión de fluidos aguas abajo, una válvula o cualquier otra fuente aguas abajo. Conforme se ilustra, se puede opcionalmente acoplar un conector 216 (por ejemplo, de forma roscada) a la entrada 210 del cubreválvula 204 para permitir que el cubreválvula 204 admita tubos, tuberías, y así sucesivamente de diferentes tamaños.
En el ejemplo ilustrado, la carcasa 202 tiene una forma o perfil cilindrico cuando se acopla el cuerpo del regulador 206 al cubreválvula 204 que tiene un diámetro externo OD de, por ejemplo, menos de dos pulgadas. Sin embargo, en otros ejemplos, el regulador de fluidos 200 puede tener cualquier otra forma adecuada como, por ejemplo, una forma rectangular, una forma cuadrada, y así sucesivamente. Además, una superficie externa 218 del cubreválvula 204 y una superficie externa 220 del cuerpo del regulador 206 están esencialmente a nivel cuando se acopla el cuerpo del regulador 206 al cubreválvula 204.
Figura 3 es una vista en sección transversal del regulador de fluidos ilustrativo 200 de la Figura 2. Haciendo referencia a la Figura 3, el cubreválvula 204 se acopla (por ejemplo, de forma roscada) al cuerpo del regulador 206 en la interfaz cubreválvula/cuerpo del regulador 301.
El cuerpo del regulador 206 define una cámara de detección 302 y la salida 212 de la trayectoria de flujo del fluido 208. En el ejemplo ilustrado, el cuerpo del regulador 206 es un cuerpo cilindrico o cilindro 304 que tiene una pared anular 306 que define una cavidad 308 para al menos parcialmente definir la cámara de detección 302. El cuerpo del regulador 206 define un conducto de flujo 310 (por ejemplo, un conducto esencialmente lineal) que define una porción de la trayectoria de flujo del fluido 208 y acopla la cámara de detección 302 y la salida 212 de forma fluida. Una superficie externa 312 de la pared anular 306 incluye las roscas 312a para acoplar el cuerpo del regulador 206 al cubreválvula 204. Además, una pared interna 314 de un puerto 316 adyacente a la salida 212 puede incluir las roscas 314a y/o una superficie externa 318 del cuerpo del regulador 206 adyacente a la salida 212 (es decir, opuesta a la pared anular 306) puede incluir las roscas 318a para acoplar el cuerpo del regulador 206 a una fuente o sistema de presión, tubería, tubo, y así sucesivamente aguas abajo.
El cuerpo del regulador 206 incluye una fosa o agujero 320 entre el conducto de flujo 310 y la cámara de detección 302 para alojar un asiento de válvula 322 que define un orificio 324 en la trayectoria de flujo del fluido 208. Se dispone un retenedor del asiento 326 (por ejemplo, acoplado de forma roscada) en la fosa 320 para retener o aprisionar el asiento de válvula 322 dentro de la fosa 320 entre un hombro 328 de la fosa 320 y el retenedor del asiento 326. Un lado de entrada 330a del asiento de válvula 322 está en comunicación fluida con la cámara de detección 302 y un lado de salida 330b del asiento de válvula 322 está en comunicación fluida con el conducto de flujo 310.
Conforme se ilustra, la salida 212, el orificio 324, la cámara de detección 302 y el conducto de flujo 310 están esencialmente alineados (por ejemplo, coaxialmente) con el eje 214 y definen una porción de la trayectoria de flujo del fluido 208 del regulador de fluidos 200. En otros ejemplos, el conducto de flujo 310 puede ser un conducto de flujo no lineal y/o puede no estar alineado (por ejemplo, coaxialmente) con la salida 212, la cámara de detección 302 y/o el eje 214.
El cubreválvula 204 del ejemplo ilustrado define la entrada 210 de la trayectoria de flujo del fluido 208. Cuando se acopla al cuerpo del regulador 206, el cubreválvula 204 y el cuerpo del regulador 206 definen una cámara de carga 332 dispuesta entre la entrada 210 y la cámara de detección 302. Para impedir la fuga del fluido dentro de la cámara de carga 332 a través de la interfaz cuerpo del regulador/cubreválvula 301, el regulador de fluidos 200 del ejemplo ilustrado incluye un sello 334 dispuesto entre un extremo 336 del cubreválvula 204 y una fosa 338 (por ejemplo, una fosa anular) formada en la superficie superior de un reborde 340 del cuerpo del regulador 206. El reborde 340 está dispuesto entre el cuerpo cilindrico 304 y la pared anular 306 y define la superficie externa 220 que está esencialmente a nivel con la superficie externa 218 del cubreválvula 204.
El cubreválvula 204 del ejemplo ilustrado es un cilindro que tiene una primera cavidad 342 que define la entrada 210 que se abre hacia un extremo 344 del cubreválvula 204 y una segunda cavidad 346 que se abre hacia el extremo 336 del cubreválvula 204. Conforme se ilustra, el cubreválvula 204 se acopla a la pared anular 306 del cuerpo del regulador 206 y la primera cavidad 342 recibe el conector 216. Cuando se acopla al cuerpo del regulador 206, la pared anular 306 se extiende dentro de la segunda cavidad 346 de forma tal que un extremo o superficie superior 348 de la pared anular 306 y la segunda cavidad 346 definan la cámara de carga 332. Conforme se ilustra, la cámara de carga 332 está dispuesta entre la cámara de detección 302 y la entrada 210.
El cubreválvula 204 incluye un orificio 350 entre la primera cavidad 342 y la segunda cavidad 346. El orificio 350 tiene un diámetro o porción reducida que es inferior a un diámetro de la primera cavidad 342 y un diámetro de la segunda cavidad 346. El orificio 350 y la primera cavidad 342 definen un primer hombro 352 adyacente a la entrada 210 y el orificio 350 y la segunda cavidad 346 definen un segundo hombro 354 adyacente a la cámara de carga 332. Conforme se ilustra, el orificio 350 es una abertura esencialmente recta coaxialmente alineada con el eje 214 del regulador de fluidos 200. Sin embargo, en otros ejemplos, el orificio 350 puede ser cónico, puede tener un perfil cuadrado o rectangular y/o puede ser no paralelo y/o no coaxial con respecto al eje 214.
Para detectar la presión de un fluido de proceso dentro de la cámara de detección 302, el regulador de fluidos 200 del ejemplo ilustrado usa un sensor de presión 356. El sensor de presión 356 incluye una cara o superficie de detección de la presión 358a (por ejemplo, un área) y una segunda cara o superficie de detección de la presión 358b que son ambas esencialmente perpendiculares al eje 214. En este ejemplo, el sensor de presión 356 está dispuesto dentro de la trayectoria de flujo del fluido 208 entre la entrada 210 y la salida 212. En particular, el sensor de presión 356 tiene un conducto del sensor de presión 360 esencialmente paralelo y coaxialmente alineado con el eje 214 que se extiende a través del sensor de presión 356 entre un primer extremo 362a adyacente a la entrada 210 o la superficie de detección de la presión 358b y un segundo extremo 362b adyacente a la primera superficie de detección 358a y en comunicación fluida con la cámara de detección 302.
En el ejemplo ilustrado, el sensor de presión 356 es un cuerpo cilindrico alargado o vástago 364 que tiene un primer extremo del vástago 366a que define una primera cabeza de pistón y la superficie de detección 358a y un segundo extremo del vástago 366b que define la segunda superficie de detección 358b dispuesto dentro del orificio 350 del cubreválvula 204. Conforme se ilustra, el vástago 364 del sensor de presión 356 se extiende a través de al menos una porción de la cámara de carga 332. En otras palabras, la cámara de carga 332 rodea o encierra al menos el vástago 364 entre el primer y el segundo extremo del vástago 366a y 366b. El primer extremo del vástago 366a se desliza o mueve dentro de la cámara de detección 302 y el segundo extremo del vástago 366b se desliza o mueve dentro del orificio 350. En este ejemplo, el segundo extremo del vástago 366b tiene un perfil o diámetro reducido con respecto al primer extremo del vástago 366a de forma tal que la primera superficie de detección 358a tenga un área mayor que la segunda superficie de detección 358b. Por consiguiente, la diferencia en áreas de la primera y la segunda superficie de detección 358a y 358b crea un área de detección efectiva en el regulador de fluidos 200.
Para suministrarle una carga predeterminada al sensor de presión 356, se dispone un elemento de desviación 368 en la cámara de carga 332. En particular, el elemento de desviación 368 está dispuesto en la cámara de carga 332 entre el hombro 354 y un asiento de resorte o cuña 370. Para transferir la carga impartida por el elemento de desviación 368 al sensor de presión 356, el sensor de presión 356 incluye una porción de reborde o de labio 372 (por ejemplo, un labio anular) dispuesta a lo largo de una superficie externa 374 del sensor de presión 356. Conforme se ilustra, la porción de labio 372 está dispuesta entre el asiento de resorte 370 y la superficie superior 348 de la pared anular 306. Para proporcionar la carga predeterminada o presión de apertura deseada (una presión que hace que el regulador de fluidos 200 primero se coloque en una posición abierta para permitir que el fluido fluya a través de la trayectoria de flujo del fluido 208), se puede disponer una o más cuñas 376 entre el hombro 354 y el elemento de desviación 368 para afectar o cambiar la compresión del elemento de desviación 368. En el ejemplo ilustrado, las cuñas 376 pueden ser arandelas metálicas, resortes Bell vil le , y así sucesivamente. Por ejemplo, las cuñas 376 pueden ser instaladas de fábrica durante el ensamble del regulador de fluidos 200. Alternativamente, se puede disponer una o más cuñas (no ilustradas) entre el elemento de desviación 368 y el asiento de resorte 370. Conforme se describe con mayores detalles más adelante en relación con las FIGS. 5A, 5B, 6A y 6B, otros reguladores de fluidos ilustrativos aquí descritos pueden incluir un ajustador que permita ajustar la carga predeterminada en campo.
La cámara de carga 332 está aislada o sellada de la trayectoria de flujo del fluido 208 y/o las condiciones ambientales externas al regulador de fluidos 200 (por ejemplo, las presiones externas de fluidos). De esta manera, por ejemplo, las fluctuaciones de presión en la trayectoria de flujo del fluido 208 y/o las fluctuaciones de la presión ambiental no afectan la carga predeterminada suministrada al sensor de presión 356 por el elemento de desviación 368. En otras palabras, las fluctuaciones de presión del fluido que fluye a través de la trayectoria de flujo del fluido 208 y/o las condiciones de presión en el ambiente en el cual se usa el regulador de fluidos 200 no ocasionarán o impartirán una fuerza al sensor de presión 356 a través de la cámara de carga 332 que incremente la carga predeterminada (por ejemplo, una carga predeterminada de fábrica) suministrada por el elemento de desviación 368. Para aislar o sellar la cámara de carga 332 de la trayectoria de flujo del fluido 208 o el ambiente, el primer extremo del vástago 366a tiene un ensamble de sello 378a que impide la fuga de fluido o el flujo de fluido entre la cámara de detección 302 y la cámara de carga 332 y el segundo extremo del vástago 366b incluye un ensamble de sello 378b que impide la fuga o flujo de fluido entre la entrada 210 y la cámara de carga 332 a través del orificio 350.
Aunque no se ilustra, en otros ejemplos, se puede cargar el sensor de presión a través de un fluido de control (por ejemplo, aceite hidráulico, neumático). Por ejemplo, el extremo 344 y/o la superficie 218 del cubreválvula 204 pueden incluir un conducto o puerto del fluido de carga que envíe un fluido de control a la cámara de carga 332 de forma fluida. En este ejemplo, el conducto del fluido de carga puede estar adyacente a la entrada 210 y el conducto de flujo 360, pero no está en comunicación fluida con la trayectoria de flujo del fluido 208. El conducto del fluido de carga puede ser esencialmente paralelo a la trayectoria de flujo del fluido 208 y puede estar separada una distancia de la trayectoria de flujo del fluido 208 y/o puede ser no paralelo con respecto a la trayectoria de flujo del fluido 208 o el eje 214.
Para controlar el flujo del fluido de control a través del regulador de fluidos 200, se acopla un ensamble de control del flujo 380 al sensor de presión 356. En particular, el sensor de presión 356 desplaza el ensamble de control del flujo 380 con respecto al asiento de válvula 322.
Figura 4A es una porción ampliada de la vista en sección transversal del regulador de fluidos 200 de la Figura 3. Conforme se ilustra con mayor claridad en la Figura 4A, el sensor de presión 356 incluye una abertura o cavidad de retención 402 adyacente a la superficie de detección 358a que aloja el ensamble de control del flujo 380. El ensamble de control del flujo 380 incluye un miembro de control del flujo o vástago 404, un retenedor 406, un elemento de desviación 408 y una guía del vástago 410.
En este ejemplo, el miembro de control del flujo 404 tiene una clavija, un pistón o una porción de cuerpo cilindrica 412 que tiene una superficie de apoyo inclinada 414 que se acopla de forma estanca a una superficie de sellado 416 del asiento de válvula 322 para impedir o limitar el flujo de fluido a través de la trayectoria de flujo del fluido 208 cuando el regulador de fluidos 200 está en una posición cerrada conforme se ilustra en la Figura 4A. La porción de cuerpo 412 tiene un diámetro externo que le permite desplazarse o deslizar con respecto a una abertura 418 del retenedor del asiento de válvula 326. El miembro de control del flujo 404 también incluye un labio o reborde 420 adyacente a una porción de vástago 422.
El retenedor 406 se acopla a la cavidad de retención 402, por ejemplo, a través de roscas y retiene el miembro de control del flujo 404, el elemento de desviación 408 y la guía del vástago 410 dentro de la cavidad de retención 402. En este ejemplo, el retenedor 406 define al menos una porción de la superficie de detección 358a cuando se acopla al sensor de presión 356. El retenedor 406 es un cuerpo cilindrico que tiene un orificio 424 que aloja el miembro de control del flujo 404 de forma deslizante, de forma tal que el miembro de control del flujo 404 se alinee coaxialmente con la trayectoria de flujo del fluido 208 o el eje 214. Conforme se ilustra, el orificio 424 define una porción escalonada u hombro 426 dentro del orificio 424. Cuando se acopla al retenedor 406, el labio 420 del miembro de control del flujo 404 acopla el hombro 426 en el orificio 424 del retenedor 406 para impedir el movimiento del miembro de control del flujo 404 hacia el asiento de válvula 322 en una dirección paralela al eje 214. El retenedor 406 también incluye uno o más conductos 428 (por ejemplo, paralelos al eje 214) que acoplan la cavidad de retención 402 y la cámara de detección 302 de forma fluida.
El elemento de desviación 408 tiene una relación elástica que es significativamente inferior a la relación elástica del elemento de desviación 368 y desvía el labio 420 hacia el hombro 426. Conforme se ilustra, el elemento de desviación 408 está dispuesto entre el labio 420 y la guía del vástago 410, de forma tal que el elemento de desviación 408 rodea o está coaxialmente alineado con la porción de vástago 422 del miembro de control del flujo 404.
La guía del vástago 410 del ejemplo ilustrado incluye una porción guía del flujo de fluido 430 y una porción de asiento de resorte 432. Conforme se ilustra, la guía del vástago 410 es un cuerpo cilindrico, de forma tal que la porción de asiento de resorte 432 tiene un diámetro o perfil (por ejemplo, un perfil cónico) que es inferior al perfil o diámetro de la porción guía del flujo de fluido 430. De esta manera, se forma una brecha 434 entre la porción de asiento de resorte 432 y la superficie o pared interna de la cavidad de retención 402. La guía del vástago 410 incluye una abertura 436 entre la porción guía del flujo 430 y la porción de asiento de resorte 432 que es paralela al eje 214 y una o más aberturas 438 esencialmente perpendiculares al eje 214 que intersectan la abertura 436 para acoplar de forma fluida el segundo extremo 362b del conducto del sensor de presión 360 y la cavidad de retención 402. Más específicamente, a medida que el fluido fluye a través del conducto del sensor de presión 360 y hacia la cavidad de retención 402, el fluido fluye a través de la brecha 434 y alrededor de la porción de asiento de resorte 432, de forma tal que la guía del vástago 410 desvía o dirige el flujo de fluido hacia el retenedor 406 y lo aleja del elemento de desviación 408.
Conforme se ilustra con mayor claridad en la Figura 4A, el ensamble de sello 378a incluye uno o más sellos 440a-b (por ejemplo, anillos O) dispuestos dentro de las respectivas fosas o ranuras 442a-b del primer extremo del vástago 366a. Cada uno de los sellos 440a-b puede incluir los anillos de retención 444a-b (por ejemplo, un anillo de pistón) para retener los sellos 440a-b dentro de sus respectivas ranuras 442a-b. El sello 440a es un sello de respaldo en caso que el sello 440b falle durante el funcionamiento. Se puede formar una ranura anular o receptora 446 en el extremo del vástago 366a entre los sellos 440a-b. De esta manera, si el fluido se fuga más allá del sello 440b, se puede acumular el fluido en la ranura receptora 446 para retardar una acumulación de presión contra el sello 440a. Adicionalmente, para reducir la fricción entre el primer extremo del vástago 366a y una superficie interna de la cámara de detección de la presión 302, el ensamble de sello 378a incluye un anillo de desgaste 448 dispuesto dentro de una ranura 450.
Figura 4B es una porción ampliada del regulador de fluidos ilustrativo de la Figura 3. Al igual que el ensamble de sello 378a, el ensamble de sello 378b en el segundo extremo del vástago 366b incluye uno o más sellos 452a-b (por ejemplo, anillos O) y anillos de retención 454a-b dispuestos dentro de las respectivas ranuras 456a-b del segundo extremo del vástago 366b, una ranura receptora 458, y un anillo de desgaste 460 dispuesto dentro de una ranura 462.
En funcionamiento, una fuente de fluido de alta presión acoplada de forma fluida a la entrada 210 envía el fluido presurizado a la cámara de detección 302. En particular, el fluido presurizado fluye en la trayectoria de flujo del fluido 208 del regulador de fluidos 200 de la entrada 210, a través del conducto del sensor de presión 360 y a la cámara de detección 302 a través de los conductos 436 y 438 y los conductos del retenedor 428. Conforme se indicó con anterioridad, la guía del vástago 410 dirige el flujo de fluido a través de la brecha 434 y lo aleja del elemento de desviación 408 hacia los conductos del retenedor 428.
La superficie de detección 358a del sensor de presión 356 detecta la presión del fluido presurizado en la cámara de detección 302 y la superficie de detección 358b detecta la presión del fluido presurizado en la entrada 210. El sensor de presión 356 desplaza el miembro de control del flujo 404 con respecto al asiento de válvula 322 en función del diferencial de presión a través del sensor de presión 356 suministrado por el elemento de desviación 368 (en un primer lado) y el fluido presurizado que actúa sobre el área efectiva de detección de la superficie de detección 358a de la cámara de detección 302 y la superficie de detección 358b adyacente a la entrada 210 (en un segundo lado opuesto al primer lado). En particular, un fluido presurizado que imparte una fuerza (por ejemplo, una fuerza ascendente en la orientación de las FIGS. 3, 4A y 4B) al área efectiva de detección de las superficies de detección 358a y 358b que es superior a la fuerza impartida por el elemento de desviación 368 al sensor de presión 356 a través del labio 420 (por ejemplo, una fuerza descendente en la orientación de las FIGS. 3, 4A y 4B) hace que el sensor de presión 356 y, por consiguiente, el miembro de control del flujo 404, se deslicen o alejen del asiento de válvula 322. A su vez, el sensor de presión 356, a través del acoplamiento del labio 420 del miembro de control del flujo 404 y el hombro 426 del retenedor 406, hace que el miembro de control del flujo 404 se aleje del asiento de válvula 322 para permitir que el fluido fluya a través del orificio 324 del asiento de válvula 322 entre la entrada 210 y la salida 212 (por ejemplo, una posición abierta).
Cuando la presión del fluido presurizado en la cámara de detección 302 y/o en la entrada 210 imparte una fuerza al área efectiva de detección de las superficies de detección 358a y 358b que es inferior a la fuerza impartida por el elemento de desviación 368, el elemento de desviación 368 hace que el sensor de presión 356 se desplace hacia el asiento de válvula 322. A su vez, el sensor de presión 356 desplaza el miembro de control del flujo 404 y lo acopla de forma estanca con el asiento de válvula 322 para impedir o restringir el flujo de fluido a través del orificio 324 de la trayectoria de flujo del fluido 208 (por ejemplo, una posición cerrada). Además, en este ejemplo, se equilibra la presión de tanto el sensor de presión 356 como el miembro de control del flujo 404 con la presión del fluido en la entrada 210 y, por consiguiente, disminuye la cantidad de fuerza elástica de los elementos de desviación 368 y 408 necesaria para desviar el respectivo sensor de presión 356 y el miembro de control del flujo 404.
A diferencia de las válvulas convencionales que incluyen un miembro de control del flujo formado de manera integral con una porción de vástago, el miembro de control del flujo ilustrativo 404 se acopla de forma móvil con respecto al vástago 364 a través del elemento de desviación 408 para permitir que el miembro de control del flujo 404 se desplace con respecto al vástago 364 y/o el sensor de presión 356. De esta manera, la carga impartida por el elemento de desviación 368 al vástago 364 no es total o directamente impartida al miembro de control del flujo 404 y/o el asiento de válvula 322 cuando el regulador de fluidos 200 se coloca en una posición cerrada. En otras palabras, el miembro de control del flujo 404 y/o el asiento de válvula 322 no absorben por completo la carga aplicada al vástago 364 por el elemento de desviación 368 cuando el regulador de fluidos 200 se coloca en una posición cerrada.
Por el contrario, el elemento de desviación 408 impide que el miembro de control del flujo 404 se acople forzadamente el asiento de válvula 322 durante las fluctuaciones de presión en la trayectoria de flujo del fluido 208 y/o cuando el regulador de fluidos 200 se coloca en la posición cerrada. En otras palabras, el elemento de desviación 408 ayuda a absorber las fuerzas impartidas al miembro de control del flujo 404 y/o el asiento de válvula 322 como resultado de impactos forzados entre el miembro de control del flujo 404 y el asiento de válvula 322. Las fluctuaciones considerables de presión del fluido de proceso pueden hacer que el miembro de control del flujo 404 se acople al asiento de válvula 322 con una fuerza significativa.
Por ejemplo, durante el funcionamiento, el elemento de desviación 404 desvía el labio 420 del miembro de control del flujo 404 hacia el hombro 426 del retenedor 406. Sin embargo, si el sensor de presión 356 se desplaza hacia el asiento de válvula 322 con un impacto forzado debido a las fluctuaciones de presión en la trayectoria de flujo del fluido 208, el elemento de desviación 408 ayuda a absorber las fuerzas entre el miembro de control del flujo 404 y el asiento de válvula 322 al permitir que el miembro de control del flujo 404 se desplace en una dirección contraria al asiento de válvula 322 y contraria al hombro 426 durante un impacto forzado entre el miembro de control del flujo 404 y el asiento de válvula 322 (por ejemplo, opuesta a la dirección de impacto o el sensor de presión 356). En otras palabras, el elemento de desviación 408 minimiza la fuerza impartida contra el miembro de control del flujo 404 y/o el asiento de válvula 322 con respecto a la fuerza impartida al vástago 364 por el elemento de desviación 368 y, por consiguiente, eficazmente impide que la fuerza impartida por el elemento de desviación 368 al vástago 364 o el sensor de presión 356 se imparta al miembro de control del flujo 404 y/o el asiento de válvula 322 cuando el regulador de fluidos 200 está en la posición cerrada.
En consecuencia, el elemento de desviación 408 impide o reduce significativamente los daños ocasionados al miembro de control del flujo 404 y/o el asiento de válvula 322 (por ejemplo, cuando el asiento de válvula 322 y/o el miembro de control del flujo 404 están constituidos por un material blando o frágil como carburo de tungsteno) y, por consiguiente, mejora la estanqueidad e incrementa la vida útil del miembro de control del flujo 404 y/o el asiento de válvula 322. Adicionalmente, el elemento de desviación 408 atenúa el movimiento del miembro de control del flujo 404 con respecto al asiento de válvula 322 en un rango de diferenciales de presión inferiores a una presión de referencia predeterminada que guarda correspondencia con la relación elástica del elemento de desviación 368.
Haciendo referencia al ejemplo ilustrado en la Figura 1, se puede usar el regulador de fluidos ilustrativo 200 con la aplicación ilustrativa 100 en lugar de la válvula de alivio conocida 102. Por ejemplo, el regulador de presión 200 puede acoplarse de forma fluida con la línea del fluido de proceso 118 entre la ScSSV 124 y el yacimiento 110. La carcasa 202 del regulador de contrapresión de fluidos ilustrativo 200 puede tener un diámetro externo (OD) global inferior a, por ejemplo, aproximadamente 2 pulgadas, de forma tal que pueda ser dispuesto dentro de la tubería 114 y que simultáneamente permita el flujo de petróleo/gas en torno a las superficies externas 218 y 220 de la carcasa 202 dentro de la tubería 114 del yacimiento 110 a la superficie 112.
En este ejemplo, una presión en la línea del fluido de proceso 118 aguas arriba de la entrada 210 detectada por la cámara de detección 302 que es superior a la carga predeterminada suministrada por el elemento de desviación 368 desplaza el regulador de fluidos 200 hacia la posición abierta para permitir que el fluido de proceso 116 fluya entre la entrada 210 y la salida 212. Cuando la presión de la línea del fluido de proceso 116 es inferior a la carga predeterminada suministrada por el elemento de desviación 368, el regulador de fluidos 200 se coloca en la posición cerrada para impedir que el fluido fluya entre la entrada 210 y la salida 212. Se puede fijar la carga predeterminada suministrada por el elemento de desviación 368 en una presión de referencia superior a la presión necesaria para activar la ScSSV 124. Por consiguiente, el sensor de presión 356 detecta la presión del fluido de proceso 116 en la entrada 210 y mueve el miembro de control del flujo 404 con respecto al asiento de válvula 322 en función de la presión del fluido de proceso 116 aguas arriba de la entrada 210. En consecuencia, se puede desactivar la bomba 120 y se puede mantener la presión dentro de la porción 128 de la línea del fluido de proceso 118 entre el regulador de fluidos 200 y la válvula de cierre 126 aguas abajo de la bomba 120 en un nivel de presión que impida la activación de la ScSSV 124 durante una condición o estado que no sea de emergencia.
El cuerpo del regulador ilustrativo 206, el cubreválvula 204, el retenedor del asiento 326, el retenedor 406 y/o el sensor de presión 356 pueden estar compuestos por Hastelloy®, acero inoxidable, metal, plástico y/o cualquier otro material adecuado como, por ejemplo, los materiales que son resistentes a las condiciones o fluidos erosivos o corrosivos. El miembro de control del flujo 404 y/o el asiento de válvula 322 pueden estar constituidos por Hastelloy®, cerámica, carburo de tungsteno, acero inoxidable, plástico y/o cualquier otro material adecuado como, por ejemplo, los materiales que son resistentes a las condiciones o fluidos erosivos o corrosivos.
Las FIGS. 5A y 5B ilustran otro regulador en línea de contrapresión de fluidos ilustrativo 500 aquí descrito. No se describen en detalle los componentes del regulador de fluidos ilustrativo 500 que son esencialmente similares o idénticos a los componentes del regulador de fluidos ilustrativo 200 anteriormente descrito y que desempeñan funciones esencialmente similares o idénticas a las funciones de esos componentes. Más bien, se refiere al lector interesado a las correspondientes descripciones que anteceden en relación con las FIGS. 2, 3, 4A y 4B.
En este ejemplo, el regulador de fluidos 500 tiene una carcasa cilindrica 502 que incluye un cubreválvula 504 acoplado al cuerpo del regulador 506 para definir una trayectoria de flujo del fluido 508 entre una entrada 510 y una salida 512. La trayectoria de flujo del fluido 508 es una trayectoria de flujo del fluido esencialmente lineal o recta que se alinea con un eje 514 de la carcasa 502 entre la entrada 510 y la salida 512.
El cubreválvula 504 incluye un primer extremo 516 que tiene una porción roscada 518 que se acopla a una pared roscada 520 del cuerpo del regulador 506. Una superficie superior 522 de la pared 520 se acopla a una porción de labio 372 de un sensor de presión 356. La porción de labio 372 se acopla a un asiento de resorte 370 para comprimir o desviar un elemento de desviación 368 en una cámara de carga 332. Conforme se ilustra en la Figura 5B, el elemento de desviación 368 está en un estado o condición totalmente ajustado en una dirección contraria a un asiento de válvula 322.
Para ajustar la presión de referencia o carga predeterminada suministrada por el elemento de desviación 368, se ajusta el cuerpo del regulador 506 con respecto al cubreválvula 504. En este ejemplo, se rota el cuerpo del regulador 506 con respecto al cubreválvula 504 y con respecto al eje 514 de forma tal que una porción roscada 524 del cuerpo del regulador 506 se mueva con respecto al cubreválvula 504 en una dirección hacia la salida 512 y paralela al eje 514. En consecuencia, la superficie superior 522 de la pared 520 se desplaza hacia el asiento de válvula 322 para permitir que el elemento de desviación 368 se expanda dentro de la cámara de carga 332 y, por consiguiente, imparta una fuerza menor al sensor de presión 356.
Para fijar, retener o mantener la posición del cuerpo del regulador 506 con respecto al cubreválvula 504, el regulador de fluidos 506 incluye una tuerca o collarín de seguridad 526 dispuesto entre el cubreválvula 504 y el cuerpo del regulador 506. La tuerca de seguridad 526 se acopla de forma roscada a la pared 520 del cuerpo del regulador 506 y se ubica con respecto al cubreválvula 504 hasta que una superficie superior 528 de la tuerca de seguridad 526 se acople a un borde 530 del cubreválvula 504.
Las FIGS. 6A y 6B ilustran otro regulador en línea de contrapresión de fluidos ilustrativo 600 aquí descrito. No se describen en detalle los componentes del regulador ilustrativo 600 que son esencialmente similares o idénticos a los componentes del regulador de fluidos ilustrativo 200 anteriormente descrito y que desempeñan funciones esencialmente similares o idénticas a las funciones de esos componentes. Más bien, se refiere al lector interesado a las correspondientes descripciones que anteceden en relación con las FIGS. 2, 3, 4A y 4B.
En este ejemplo, el regulador de fluidos 600 incluye una carcasa cilindrica 602 que tiene un cubreválvula 604 acoplado a un cuerpo del regulador 606 (Figura 6B) para definir una trayectoria de flujo del fluido 608 entre una entrada 610 y una salida 612. La trayectoria de flujo del fluido 208 es una trayectoria de flujo del fluido esencialmente lineal o recta que se alinea con respecto a un eje 614 de la carcasa 602 entre la entrada 610 y la salida 612.
A diferencia de los reguladores de fluidos 200 y 500 descritos con anterioridad, el cubreválvula 604 del regulador de fluidos ilustrativo 600 incluye un extremo 616 provisto de las roscas 618 adyacentes a la salida 612 para acoplar el regulador de fluidos 600 a una fuente aguas abajo (por ejemplo, un tubo o tubería aguas abajo). El extremo 616 también incluye las roscas 620 dispuestas a lo largo de una superficie interna 622 del cubreválvula 604 para alojar el cuerpo del regulador 606. En este ejemplo, el cuerpo del regulador 606 incluye roscas sobre una superficie externa 624 adyacente a la salida 612. Por consiguiente, a diferencia de los cuerpos de los reguladores 200 y 500 de las FIGS. 2, 3, 4A, 4B, 5A y 5B, el cuerpo del regulador 606 de las FIGS. 6A y 6B carece de roscas a lo largo de una pared anular 626 del cuerpo del regulador 206 que define una cámara de detección 302. Cuando se acopla al cubreválvula 604, la pared anular 626 del cuerpo del regulador 606 se acopla a un asiento de resorte 370 y/o la porción de labio 372 del sensor de presión 356. Conforme se ilustra en la Figura 6B, se ajusta el cuerpo del regulador 606 con respecto al cubreválvula 604 en un estado o condición totalmente ajustado en una dirección contraria al asiento de válvula 322. Además, a diferencia de los reguladores de fluidos 200 y 500, el cuerpo del regulador 606 del regulador de fluidos 600 está totalmente dispuesto dentro del cubreválvula 604 adyacente a la salida 612. Por consiguiente, el cubreválvula define tanto la entrada 610 como la salida 612 y el cuerpo del regulador 606 se acopla de forma fluida a la cámara de detección 302 y la salida 612.
Para ajustar la presión de referencia o carga predeterminada, se ajusta el cuerpo del regulador 606 con respecto al cubreválvula 604. En este ejemplo, se rota el cuerpo del regulador 606 con respecto al cubreválvula 604 en torno al eje 614 de forma tal que el cuerpo del regulador 606 se mueva con respecto al cubreválvula 604 en una dirección hacia la salida 612. En consecuencia, una superficie superior 628 de la pared anular 626 se desplaza hacia el asiento de válvula 322 para permitir que el elemento de desviación 368 se expanda en la cámara de carga 332 y, por consiguiente, imparta una fuerza menor al sensor de presión 356. Un miembro de seguridad 630 (por ejemplo, una tuerca de seguridad) mantiene la posición ajustada del cuerpo del regulador 606 con respecto al cubreválvula 604.
Aun cuando se describieron ciertos aparatos, métodos y artículos de manufactura, no se limita el alcance de cobertura de la presente patente a los mismos. Por el contrario, la presente patente abarca todas las aplicaciones que moderadamente se ubiquen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, ya sea literalmente o bajo la doctrina de equivalentes.

Claims (23)

REIVINDICACIONES
1. Se reivindica un regulador en línea de contrapresión que incluye: un cuerpo del regulador que define una cámara de detección y una salida de una trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos, salida ésta que se comunica de forma fluida con la cámara de detección a través de un primer conducto de flujo en el cuerpo del regulador; un cubreválvula acoplado al cuerpo del regulador, cubreválvula éste que define una entrada de la trayectoria de flujo del fluido y una cámara de carga dispuesta entre la cámara de detección y la entrada, donde la cámara de carga está esencialmente aislada con respecto a la trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos; y un sensor de presión dispuesto entre la entrada y la cámara de detección, sensor de presión éste que define un segundo conducto de flujo que acopla la entrada y la cámara de detección de forma de fluida.
2. El regulador de contrapresión de la reivindicación 1, donde el segundo conducto de flujo está coaxialmente alineado con la entrada y la salida.
3. El regulador de contrapresión de la reivindicación 1, donde el sensor de presión incluye un vástago que tiene un orificio formado entre un primer extremo del vástago y un segundo extremo del vástago para definir el segundo conducto de flujo.
4. El regulador de contrapresión de la reivindicación 3, donde el vástago tiene un primer extremo y un segundo extremo y donde el primer extremo se aloja en la cámara de detección y el segundo extremo se aloja dentro de una porción de menor diámetro del cubreválvula entre la entrada y la cámara de carga.
5. El regulador de contrapresión de la reivindicación 4, donde el primer extremo incluye uno o más sellos de forma tal de crear un sello entre la cámara de detección y la cámara de carga y el segundo extremo incluye uno o más sellos de forma tal de crear un sello entre la entrada y la cámara de carga.
6. El regulador de contrapresión de la reivindicación 1, el cual además incluye un asiento de válvula dispuesto dentro del cuerpo del regulador entre la cámara de detección y la salida para definir un orificio en la trayectoria de flujo del fluido.
7. El regulador de contrapresión de la reivindicación 6, donde un primer lado del asiento de válvula se comunica con la cámara de detección y un segundo lado del asiento de válvula se comunica con la salida.
8. El regulador de contrapresión de la reivindicación 6, el cual además incluye un miembro de control del flujo operativamente acoplado al sensor de presión, miembro de control del flujo éste que se desplaza entre una posición abierta en la cual el miembro de control del flujo se aleja del asiento de válvula para permitir que el fluido fluya a través de la trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos y una posición cerrada en la cual el miembro de control del flujo se acopla de forma estanca al asiento de válvula para restringir o impedir que el fluido fluya a través de la trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos.
9. El regulador de contrapresión de la reivindicación 6, el cual además incluye un primer elemento de desviación dispuesto dentro de la cámara de carga para desviar el sensor de presión hacia el asiento de válvula.
10. El regulador de contrapresión de la reivindicación 9, el cual además incluye un segundo elemento de desviación dispuesto entre el miembro de control del flujo y una guía del asiento de resorte para desviar el miembro de control del flujo hacia el asiento de válvula.
11. El regulador de contrapresión de la reivindicación 9, donde el miembro de control del flujo se acopla al sensor de presión a través de un retenedor.
12. El regulador de contrapresión de la reivindicación 11, donde el retenedor tiene un orificio que acopla de forma fluida el segundo conducto de flujo del sensor de presión y la cámara de detección cuando se acopla el retenedor al sensor de presión.
13. El regulador de contrapresión de la reivindicación 1, donde la cámara de carga está axialmente alineada con la trayectoria de flujo del fluido del regulador de fluidos.
14. Un regulador en línea de contrapresión que incluye: un cuerpo que define una trayectoria de flujo del fluido entre una entrada y una salida; una cámara de carga formada dentro del cuerpo entre la entrada y la salida y alineada con la trayectoria de flujo del fluido; y un sensor de presión dispuesto dentro de la trayectoria de flujo del fluido y que tiene una abertura que acopla de forma fluida la entrada y la salida, sensor de presión éste que al menos parcialmente se extiende dentro de la cámara de carga y que tiene un primer sello dispuesto adyacente a un primer extremo de la cámara de carga para impedir que el fluido fluya entre la entrada y la cámara de carga y un segundo sello dispuesto adyacente a un segundo extremo de la cámara de carga para impedir que el fluido fluya entre la cámara de carga y la salida.
15. El regulador de fluidos de la reivindicación 14, donde el cuerpo además define una cámara de detección entre la salida y la cámara de carga y donde el segundo sello impide que el fluido fluya entre la cámara de detección y la cámara de carga.
16. El regulador de contrapresión de la reivindicación 15, donde el sensor de presión se puede desplazar dentro de la trayectoria de flujo del fluido entre una primera posición y una segunda posición en función de la presión detectada por un área de detección de la presión del sensor de presión en comunicación con la cámara de detección.
17. El regulador de contrapresión de la reivindicación 16, donde el sensor de presión se mueve con respecto a un asiento de válvula dispuesto dentro de la trayectoria de flujo del fluido para controlar el flujo de fluido entre la cámara de detección y la salida.
18. El regulador de contrapresión de la reivindicación 17, donde el sensor de presión además incluye un miembro de control del flujo acoplado al sensor de presión a través de un retenedor y donde el sensor de presión mueve el miembro de control del flujo con respecto al asiento de válvula para controlar el flujo de fluido a través del conducto entre la cámara de detección y la salida en función de la presión de un fluido en la cámara de detección.
19. El regulador de contrapresión de la reivindicación 18, donde el retenedor al menos parcialmente define el área de detección de la presión del sensor de presión.
20. El regulador de contrapresión de la reivindicación 19, donde el retenedor incluye una abertura que acopla de forma fluida la cámara de detección y una cámara de retención adyacente a una salida de la abertura del sensor de presión.
21. El regulador de contrapresión de la reivindicación 14, donde el cuerpo incluye un cuerpo del regulador acoplado a un cubreválvula y donde el cubreválvula define la entrada y el cuerpo del regulador define la salida.
22. Un regulador en línea de contrapresión, regulador éste que tiene un cuerpo que define una trayectoria de flujo del fluido entre una entrada y una salida, el cual incluye: medios para controlar el flujo de fluido dentro de una trayectoria de flujo del fluido del regulador entre una entrada y una salida, donde la trayectoria de flujo del fluido del regulador y la entrada y la salida están axialmente alineadas; medios para detectar la presión de un fluido en una cámara de detección, medios de detección estos que están dispuestos entre la entrada y la salida y que tienen un orificio que parcialmente define la trayectoria de flujo del fluido para acoplar la entrada y la salida de forma fluida; medios para cargar los medios de detección de la presión, medios de carga éstos que están alineados con la trayectoria de flujo del fluido entre la entrada y la salida y que rodean al menos una porción de los medios de detección; y medios para aislar los medios de carga de la trayectoria de flujo del fluido.
23. El regulador de contrapresión de la reivindicación 22, el cual además incluye medios para acoplar los medios de control del flujo de fluido a los medios de detección de la presión.
MX2013012202A 2011-04-20 2012-03-28 Reguladores en línea de contrapresión de fluidos. MX348120B (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/090,770 US9152151B2 (en) 2011-04-20 2011-04-20 In-line back pressure fluid regulators
PCT/US2012/030793 WO2012145128A1 (en) 2011-04-20 2012-03-28 In-line back pressure fluid regulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MX2013012202A true MX2013012202A (es) 2014-06-23
MX348120B MX348120B (es) 2017-05-29

Family

ID=45953256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2013012202A MX348120B (es) 2011-04-20 2012-03-28 Reguladores en línea de contrapresión de fluidos.

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9152151B2 (es)
EP (1) EP2699975B1 (es)
JP (1) JP2014516398A (es)
KR (1) KR20140031232A (es)
CN (1) CN103608744B (es)
AU (1) AU2012246690B2 (es)
BR (1) BR112013027012A2 (es)
CA (1) CA2833625C (es)
MX (1) MX348120B (es)
NO (1) NO340361B1 (es)
RU (1) RU2603855C2 (es)
WO (1) WO2012145128A1 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9128492B2 (en) 2011-08-10 2015-09-08 Tescom Corporation Regulators having an isolated loading chamber and blowout prevention apparatus
WO2013134099A2 (en) 2012-03-08 2013-09-12 Waters Technologies Corporation Back pressure regulation
US10184578B2 (en) * 2012-03-08 2019-01-22 Waters Technologies Corporation Static back pressure regulator
FR3022972B1 (fr) * 2014-06-25 2017-08-25 Air Liquide Dispositif et procede de fourniture de fluide sous pressions.
WO2016207818A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Lorax Systems Inc. Pressure regulator with shutoff mechanism
US10987617B2 (en) 2016-04-05 2021-04-27 Hamilton Sundstrand Corporation Pressure detection system immune to pressure ripple effects
US10508750B2 (en) 2017-10-04 2019-12-17 DDS Investments, LLC Hammer union back pressure regulator
WO2019078808A1 (en) * 2017-10-16 2019-04-25 Cress Pamala Ranee HIGH PRESSURE FLOAT VALVE
CN108730166B (zh) * 2018-09-20 2018-12-21 上海海压特智能科技有限公司 配备流体调节装置的流体泵系统
US11619560B2 (en) 2019-10-18 2023-04-04 Hamilton Sundstrand Corporation Pressure ripple mitigation in pressure sensors
CN111219513A (zh) * 2020-01-20 2020-06-02 北京航安特机电技术有限公司 一种一级轴流减压阀
GB2594731B (en) * 2020-05-06 2022-11-30 Cejn Ab Pulse counter
CN111810661B (zh) * 2020-07-15 2021-06-25 苏州玛旭自动化科技有限公司 带有油雾润滑密封的动态自调压密封阀

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2731981A (en) * 1956-01-24 glasser
US2301031A (en) 1939-10-05 1942-11-03 Ferguson Reno Valve
US2522913A (en) 1946-01-21 1950-09-19 Bendix Aviat Corp Pressure reducing valve
US2612728A (en) 1946-10-02 1952-10-07 Union Carbide & Carbon Corp Fluid pressure regulator
GB649478A (en) 1948-08-31 1951-01-24 Westinghouse Brake & Signal Improvements relating to control valves for fluid under pressure
US2742764A (en) 1952-10-15 1956-04-24 Weatherhead Co Liquid ammonia flow system and valve
US2783769A (en) 1953-03-18 1957-03-05 George A Philbrick Combined balanced pressure regulator and relief valve
US2806481A (en) 1953-04-08 1957-09-17 Norgren Co C A Pilot controlled pressure regulator
US2886058A (en) * 1954-10-06 1959-05-12 Gilmer F Horton High pressure check valve
FR1263971A (fr) 1960-05-04 1961-06-19 Saint Gobain Soupape à trois voies
US3153424A (en) * 1960-10-31 1964-10-20 Weatherhead Co Balanced pressure regulator valve
GB1017403A (en) 1961-09-18 1966-01-19 Philmac Ltd Improvements in or relating to fluid flow-control valves
US3272224A (en) 1965-02-25 1966-09-13 Miller Printing Machinery Co Hooded gas distribution valve for underground use
US3338638A (en) * 1965-03-25 1967-08-29 Westinghouse Air Brake Co Empty and load brake apparatus
US3542052A (en) 1968-08-05 1970-11-24 Fisher Governor Co Relief monitor for gas service
US3658082A (en) 1970-03-23 1972-04-25 Int Basic Economy Corp Dual pressure regulator
US3621872A (en) 1970-06-30 1971-11-23 Walter Fisher Safety valve
US3906982A (en) 1972-08-28 1975-09-23 Tescom Corp Pressure regulator assembly
US3757816A (en) 1972-09-07 1973-09-11 F Price Downhole safety valve
US3926204A (en) 1974-05-17 1975-12-16 Fairchild Industries Pressure regulator
DE2510235B2 (de) 1975-03-08 1977-09-22 Wabco Westinghouse Gmbh, 3000 Hannover Daempfungseinrichtung an druckregelventilen zur feinregelung des luftdruckes
FR2305667A1 (fr) * 1975-03-27 1976-10-22 Tiraspolsky Wladimir Soupape de decharge combinee pour equipements de forage du sol
US4072165A (en) * 1976-05-03 1978-02-07 Pneumo Corporation Poppet relief valve
US4111222A (en) 1976-07-26 1978-09-05 The Cornelius Company Adjustment limiter in a compressed gas pressure regulator
US4274490A (en) * 1979-09-13 1981-06-23 Leonard Huckaby Internal fluid control valve for use in oil well remedial operations
US4497440A (en) * 1982-10-07 1985-02-05 Brownline Pipe Inc. Non-drain valve for sprinkler systems
US4596264A (en) 1984-07-26 1986-06-24 Mark Controls Corporation Flow control valve
JPS6179082A (ja) * 1984-09-25 1986-04-22 Jidosha Kiki Co Ltd 液圧感知型チエツクバルブ
US4611627A (en) 1985-02-07 1986-09-16 Donaldson Company, Inc. Self-venting drain valve
US4664151A (en) 1985-07-08 1987-05-12 Futurecraft Corporation Valve
US4693267A (en) 1986-03-31 1987-09-15 Tescom Corporation Self-venting pressure reducing regulator
GB8705482D0 (en) * 1987-03-09 1987-04-15 Ici Plc Dispensing apparatus
US4909269A (en) 1987-09-21 1990-03-20 Union Carbide Corporation High pressure regulator valve
RU2131533C1 (ru) * 1987-11-24 1999-06-10 Громыко Петр Семенович Система впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания
GB2308425B (en) 1995-12-22 2000-01-12 Gas Control Equipment Ltd Improved pressure reduction valve
WO2005028931A1 (en) * 2003-09-15 2005-03-31 Exxonmobil Upstream Research Company Improved fluid control devices
JP4015125B2 (ja) * 2004-03-03 2007-11-28 ナブテスコ株式会社 背圧弁及びアクチュエーションシステム
RU58620U1 (ru) * 2006-06-28 2006-11-27 Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования Московский государственный технический университет "МАМИ" Двухтопливная система питания двигателя с электронным управлением
US20090071548A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Daryll Duane Patterson Modular in-line fluid regulators
US20100276614A1 (en) 2007-09-14 2010-11-04 Daryll Duane Patterson Modular in-line fluid regulators
CN201083109Y (zh) * 2007-09-30 2008-07-09 大庆石油管理局 一种背压阀
CN201372769Y (zh) * 2009-02-12 2009-12-30 重庆新泰机械有限责任公司 带压力传感器的背压阀
RU86328U1 (ru) * 2009-03-30 2009-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газстрой" Регулятор давления газа
AU2011229105B2 (en) * 2010-03-19 2015-06-25 Noetic Technologies Inc. Casing fill-up fluid management tool
US9128492B2 (en) 2011-08-10 2015-09-08 Tescom Corporation Regulators having an isolated loading chamber and blowout prevention apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012246690B2 (en) 2016-10-20
US9152151B2 (en) 2015-10-06
MX348120B (es) 2017-05-29
EP2699975A1 (en) 2014-02-26
KR20140031232A (ko) 2014-03-12
JP2014516398A (ja) 2014-07-10
CA2833625C (en) 2020-05-26
RU2013150618A (ru) 2015-05-27
RU2603855C2 (ru) 2016-12-10
CN103608744A (zh) 2014-02-26
EP2699975B1 (en) 2016-10-12
NO20131381A1 (no) 2013-10-18
BR112013027012A2 (pt) 2016-12-27
WO2012145128A1 (en) 2012-10-26
NO340361B1 (no) 2017-04-10
CN103608744B (zh) 2017-06-30
AU2012246690A1 (en) 2013-11-07
US20120266980A1 (en) 2012-10-25
CA2833625A1 (en) 2012-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MX2013012202A (es) Reguladores de linea de contrapresion de fluidos.
US5004007A (en) Chemical injection valve
US6942192B2 (en) Gate valve with flow-through gate
US9791868B2 (en) Regulators having an isolated loading chamber and blowout prevention apparatus
US10533668B2 (en) Seal assemblies for use with fluid valves
US3799204A (en) Equalizing means for well safety valves
AU2012294561B9 (en) Regulators having an isolated loading chamber and blowout prevention aparatus
US11725743B2 (en) Balanced plug assemblies and pressure regulators having balanced plug assemblies
WO2003104910A1 (en) A device for a constant flow valve

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration