NL8204567A - Eruptieafsluiter. - Google Patents

Description

-w - ’ V * , * * N/31.216-St/id

Eruptieaf sluiter.

De uitvinding betreft een ringvormige eruptieaf sluiter.

Eruptieaf sluiters worden gebruikt om de druk in olie- en gasputten tijdens het boren en afwerken van de 5 put te beheersen* Ringvormige eruptieafsluiters van het type, waarop de uitvinding betrekking heeft, hebben een enkele ringvormige veerkrachtige pakker ondergebracht in een huis, dat voorzien is van middelen om de pakker in afdichtende aanligging met een deel van een door de afsluiter lopende 10 pijpkolom te drukken ofwel de pakker tegen zichzelf samen te drukken voor het afsluiten van een put als er geen pijp door eruptieafsluiter loopt.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 3.572.627 is een ringvormige eruptieafsluiter bekend met een pakker, 15 die bestaat uit een veerkrachtig ringlichaam, waarin een krans van stijve inzetstukken is opgenomen, die zich door de pakker uitstrekken en aan beide einden een als een irisdiafragma werkend samenstel van eindflensen hebben, die een eindsteun voor het veerkrachtig vervormbare ringlichaam vor-20 men, als dit ringlichaam door zuigers radiaal binnenwaarts wordt samengedrukt. De zuigers zijn in een krans om het ringlichaam geplaatst, zodat zij daarop rechtstreeks binnenwaarts gerichte radiale krachten kunnen uitoefenen. Er zijn ook dergelijke eruptieafsluiters bekend, waarin het ringli-25 chaam door een axiale druk wordt vervormd en daardoor radiaal binnenwaarts naar een afdichtende stand beweegt, zie bijvoorbeeld de Amerikaanse octrooischriften 4.099.699, 2.287.205, 3.667.721, 3.323.773, 2.148.844, 2.812.197, en 2.846.178.

De toepassing van een axiale kracht op het 30 veerkrachtige vervormbare ringlichaam van een ringvormige eruptieafsluifer is eenvoudiger en goedkoper dan de toepassing van een relatief uniforme radiale kracht op dit ringlichaam. De toepassing van een axiale vervormingskracht is echter bij het ringlichaam van de eruptieafsluiter volgens 35 het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 3.572.627 niet goed mogelijk, daar de stijve inzetstukken een effektieve axiale deformatie van het ringlichaam zouden verhinderen.

Zonder de daar toegepaste, zich vanaf de bovenste naar de 8204567 4 i - 2 - onderste eindflenzen uitstrekkende pennen blijken de inzet-stukken om de bovenste schouder te kunnen kantelen als het ringlichaam tot in de afdichtende stand axiaal wordt samengedrukt .

5 De uitvinding beoogt een ringvormige erup- tieafsluiter van de hiervoor besproken soort te verschaffen/ die een eenvoudige constructie en een lange levensduur heeft.

Meer in het bijzonder beoogt de uitvinding een ringvormige pakker voor een dergelijke eruptieafsluiter 10 te verschaffen, die van een doelmatige bovenste ondersteuning is voorzien als het veerkrachtig vervormbare ringlichaam binnenwaarts wordt bewogen.

Een ander doel van de uitvinding is een dergelijke pakker te verschaffen, die een goede weerstand tegen 15 extrusie biedt als de pakker in de gesloten stand onder druk staat.

Tenslotte beoogt de uitvinding een ringvormige eruptieafsluiter als bovenbedoeld te verschaffen, die vele malen naar de sluitstand kan worden bewogen zonder daar-20 door te worden beschadigd of voor verder gebruik ongeschikt te worden.

De ringvormige eruptieafsluiter volgens de uitvinding heeft een huis, een ringvormige pakker en een zuiger, die een axiale druk op de pakker kan uitoefenen. De 25 pakker heeft een veerkrachtig vervormbaar ringlichaam met een krans van stijve inzetstukken, die aan hun binnenzijde elk van een zich in het binnendeel van het ringlichaam uitstrekkend uitsteeksel zijn voorzien en die in het bovenvlak van de pakker zijn ingebed, zodanig, dat bij een binnenwaart-30 se beweging van het ringlichaam de binneneinden van de inzetstukken eveneens binnenwaarts bewegen en een bovenste ondersteuning voor het vervormbare ringlichaam verschaffen, waarbij tussen het ringlichaam en de buitenrand van de inzetstukken nog een steunring kan zijn aangebracht. Een tweede 35 krans van inzetstukken kan desgewenst in het ondervlak van het veerkrachtig vervormbare ringlichaam zijn ingebed.

In de tekening is een uitvoeringsvoorbeeld van de eruptieafsluiter volgens de uitvinding afgeheeld, bij de bespreking waarvan nog andere bij voorkeur toegepaste 40 maatregelen naar voren zullen komen.

.....

8204567

t S

- 3 -

Fig. 1 is een zijaanzicht en ten dele een langsdoorsnede van de eruptieafsluiter, waarbij de pakker daarvan in de ontspannen open stand staat;

Fig. 2 is een langsdoorsnede van de eruptie-5 afsluiter, waarbij de pakker de gesloten afdichtende stand inneemt;

Fig. 3 is een bovenaanzicht van de pakker in de ontspannen open stand daarvan;

Fig. 4 is een dergelijk aanzicht als Fig. 3, 10 waarbij de pakker de gesloten afdichtende stand inneemt; en

Fig. 5 toont in doorsnede een andere uitvoering van de pakker.

De in de Fig. 1 en 2 als geheel door 10 aangeduide ringvormige eruptieafsluiter heeft een ringvormig 15 huis 12 met een Verticale boring 13, een ringvormige zuiger 14, een opsluitring 16, een borgring 18 en een pakker 20.

Het huis 12 is uitgevoerd met een aan een omlaag stekende nek 24 vastzittende onderste flens 22, een vanaf de nek 24 omhoog stekende ringvormige rand en een buitenste ringvormig 20 huisdeel 28, dat zich radiaal buitenwaarts vanaf de nek 24 en vervolgens radiaal buitenwaarts van de rand 26 naar omhoog uitstrekt. De ringvormige ruimte tussen de opstaande rand 26 en het onder het ondereinde van de opsluitring 16 liggende gedeelte van het huisdeel 28 vormt een kamer 30, waarin een 25 deel van de axiaal beweegbare zuiger 14 ligt. Een in het huisdeel 28 gevormd kanaal 32 mondt in de kamer 30 uit, door welk kanaal een drukmedium aan de onderzijde van de zuiger 14 kan worden toegevoerd om de zuiger omhoog te bewegen, terwijl bij de neerwaartse beweging van de zuiger 14 dit medium door 30 hef kanaal 32 kan afstromen. In de bovenzijde van de kamer 30 mondt een in het huisdeel 28 gevormd kanaal 34 uit, dat dient om drukmedium aan de bovenzijde van de zuiger 14 toe te voeren en daardoor de zuiger omlaag te bewegen, terwijl bij de opwaartse beweging van de zuiger 14 medium door het 35 kanaal 34 kan afstromen.

De pakker 20 is ringvormig en is in een holte 37 opgenomen, die tussen een aan de opsluitring 16 gevormde schouder 36 en het boveneinde van een aan de zuiger 14 vastzittende omhoog stekende ringvormige arm 38 is gevormd, welke 40 arm met zijn Jpovfnvlak het ondereinde van de pakker 20 aan- 82fl§51f ' -4 - grijpt. Als derhalve de zuiger 14 omhoogbeweegt oefent de arm 38 van de zuiger een axiale kracht op de pakker 20 uit.

De schouder 36 sluit de pakker 20 aan de bovenzijde op en het binnenvlak 40 van de opsluitring 16 verhindert een ra-5 diaal buitenwaartse beweging van de pakker 20, zodat bij een axiale samendrukking van de pakker deze naar de gesloten afdichtende stand van Fig. 2 wordt verplaatst.

De pakker is in de Fig. 3 en 4 nader afgeheeld. De pakker bestaat uit een ringlichaam 42 van veer-10 krachtig vervormbaar materiaal, een bovenste krans van stijve inzetstukken 44, die in het bovenvlak van het ringlichaam 42 zijn ingebed en daaraan zijn vastgehecht, en een onderste krans van stijve inzetstukken 46, die aan het ondervlak van het ringlichaam 22 zijn bevestigd en daarin zijn ingebed.

15 Elk inzetstuk 44 heeft een plat driehoekig lijfdeel 48, waarbij een uitsteeksel 50 vanaf het de tophoek van de driehoek vormende binneneinde van het lijfdeel 48 omlaag steekt. Het uitsteeksel 50 trekt zich daarbij in het binnendeel van het ringlichaam 42 naar omlaag uit en is voldoende lang om te 20 waarborgen, dat het bij een binnenwaartse beweging van het ringlichaam eveneens binnenwaarts wordt verplaatst en dat dan het binneneinde van het lijfdeel 48 binnenwaarts wordt verdraaid, zoals Fig. 4 laat zien. Het uitsteeksel 50 eindigt voorts op een aanmerkelijke afstand van de boveneinden van 25 de uitsteeksels van de onderste inzetstukken 46, zodat het ringlichaam 42 in axiale zin over een voldoende lengte onbelemmerd vrijligt om zijn afdichtende vervorming als afgeheeld in Fig. 2 mogelijk te maken. In de ontspannen open stand van het ringlichaam, als afgeheeld in Fig. 3, liggen 30 de driehoekige inzetstukken 44 schuin ten opzichte van de as van de pakker en tegen elkaar aan, zodat bij de verplaatsing van de ringvormige zuiger 14 naar de sluitstand van de afsluiter, als afgebeeld in Fig. 4, de inzetstukken 14 gedwongen worden om op de wijze van een irisdiafragma naar een 35 minder schuine stand te verdraaien en radiaal binnenwaarts te bewegen. Hierdoor wordt de ondersteuning voor het ringlichaam vergroot, doordat de effektieve radiale lengte van de inzetstukken, dus de afstand waarover zij zich in radiale richting uitstrekken, groter wordt.

40 De stijve inzetstukken 46 kunnen gelijk zijn 8204567 r r _ 5 _ - aan de inzetstukken 44 ofwel in hoofdzaak daaraan gelijk zijn, behalve dat zij ten opzichte daarvan zijn omgekeerd, zoals afgeheeld in Fig. 4, zodat de inzetstukken 46 dezelfde relatieve beweging als de inzetstukken 44 uitvoeren. Gemeend 5 wordt echter, dat het gunstig is om stijve inzetstukken 46 toe te passen, die identiek zijn aan de inzetstukken 44. Bij de bediening van de afsluiter wordt dan door de tegengestelde verdraaiing van de inzetstukken 46 enerzijds en de inzetstukken 44 anderzijds een geringe tordering aan het ringli-10 chaam 42 meegedeeld. De2e tordering van het ringlichaam 42 helpt het ringlichaam 42 bij zijn beweging naar de open stand.

In het buitenvlak van het veerkrachtige ringlichaam 42^ is onmiddellijk onder het buitenste deel van de lijfdelen 48 van de inzetstukken 44 een steunring 52 inge-15 bed. Doordat, zoals Fig. 2 laat zien, deze steunring tussen het ringlichaam en de buiteneinden van de inzetstukken 44 ligt, ondersteunt en geleidt de steunring de inzetstukken als de eruptieafsluiter naar de sluitstand wordt bewogen. Hierdoor wordt voorkomen, dat de binneneinden van de inzetstukken 20 44 in de boring door de opsluitring 16 omhoog kunnen draaien.

Deze steunring 52 voor de inzetstukken 44 maakt het aldus mogelijk, dat de inzetstukken het ringlichaam 42 bij zijn vervorming voortdurend ondersteunen tot het ringlichaam de geheel gesloten stand heeft bereikt.

25 Als boven vermeld, veroorzaakt de beweging van het veerkrachtige ringlichaam 42 bij de axiale vervorming daarvan een draaibeweging van de lijfdelen 48 van de inzetstukken 44, die daardoor een ondersteuning voor het boveneinde van het ringlichaaam vormen. Deze beweging van de lijf-30 delen 48 kan worden vergeleken met de werking van een irisdiafragma , omdat daardoor een verkleining van de binnendia-meter van de door de inzetstukken 44 gevormde ondersteuning optreedt. De inzetstukkep 46 hebben een dergelijke werking.

De uitvoeringsvorm van Fig. 5 heeft een 35 veerkrachtig vervormbaar ringlichaam 42' met daaraan vastzittende bovenste inzetstukken 44 ' en een steunring 52', die in dit geval in een groef 54 in het binnenvlak van de opsluitring 56 is opgenomen en door een aan de opsluitring 56 bevestigde ringkap 58 in de groef is vastgezet. Deze in-40 klemming V&n de steunring 52' in de groef 54 tussen de delen 8 2 0 4 5 - 6 - 56 en 58 verschaft een vaste ondersteuning voor de buitenste delen van de inzetstukken 44’ en zorgt ervoor, dat de steun-ring 42' bij de beweging van het ringlichaam 42' niet wordt verplaatst.

5 Onder normaal bedrijf van de boorput bevindt de zuiger 14 zich in zijn onderste stand en is de pakker 20 ontspannen, in welke stand de pakker een boring 62 vrijgeeft, die tenminste zo groot is als de boring 13 (Fig. 1). Als de eruptieafsluiter 10 moet worden gesloten, wordt drukmedium 10 door het kanaal 32 aan de kamer 30 toegevoerd, terwijl het kanaal 34 op een geschikte uitlaat wordt aangesloten (niet getekend) . Hierdoor wordt de zuiger 14 omhoog bewogen, zodat de arm 18 de pakker 20 samendrukt. Bij deze vervorming beweegt het ringlichaam 42 radiaal binnenwaarts, zoals Fig. 2 15 laat zien. Tevens worden de inzetstukken 44 en 46 verdraaid naar de stand van Fig. 2 en 4, waardoor de ondersteuning van het middendeel van het ringlichaam 42 wordt vergroot. De steunring 52 waarborgt daarbij, dat deze extra ondersteuning tijdens de gehele deformatiebeweging van de pakker 20 op-20 treedt. Het ringlichaam 42 kan weer worden ontspannen door de druk van het medium onder de zuiger 14 door het kanaal 32 af te laten en door toevoer van drukmedium door het kanaal 34 in de ruimte boven de zuiger 14. Hierdoor wordt de zuiger 14 naar de stand van Fig. 1 terugbewogen, waardoor de pakker 25 20 naar zijn geheel geopende stand kan terugkeren.

8204567

Claims (6)

1. 2. Pakker volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat tegen het ondereinde van het ringlichaam eveneens eén krans van stijve inzetstukken is geplaatst en vastgehecht.
2. 3. Pakker volgens conclusie 2, m e t het k e n m e r k, dat de onderste inzetstukken identiek aan de bovenste inzetstukken zijn. 8 2€ 4^5 B 7 .. .. ... ' .'Jijt' - 8 -
3. 4. Pakker volgens conclusie 2,met het kenmerk, dat de onderste inzetstukken het spiegelbeeld vormen van de bovenste inzetstukken.
4. 5. Ringvormige eruptieafsluiter g e k e n-5 merkt door een ringvormig huis, dat een zich axiaal uitstrekkende ringvormige kamer bevat en van in tegenover elkaar liggende einden van de kamer uitmondende poorten is voorzien, welk huis een binnenwaarts uitstekende, omlaag gekeerde schouder heeft, in welk huis een aan één einde tegen 10 de schouder steunende ringvormige pakker en in welke kamer een ringvormige zuiger is geplaatst, die met een daaraan vastzittend armdeel het van de schouder afgekeerde einde van de pakker aangrijpt en die door afwisselende druktoevoer aan de einden van de kamer tegen de pakker kan worden ge-15 drukt voor de vervorming daarvan tussen de zuiger en de schouder tot een binnenste afdichtende stand, en van de schouder af kan worden bewogen om de pakker naar zijn open stand te laten ontspannen, waarbij de pakker bestaat uit een ringlichaam van veerkrachtig vervormbaar materiaal, een in 20 het boveneinde van de buitenzijde van het ringlichaam ingebedde steunring, en een cirkelvormige krans van stijve inzetstukken, die bij vervorming van het ringlichaam meebewegen en die met hun radiaal buitenste einden boven de deze einden ondersteunende steunring liggen en met hun radiaal binnenste 25 einden bij het binnenste omtreksvlak van het ringlichaam liggen als dit lichaam ontspannen is, welke inzetstukken een in hoofdzaak driehoekige vorm hebben ten opzichte van de as van de pakker schuin staan en tegen elkaar aanliggen, en voorts zijn voorzien van middelen, die bij de vernauwing van 30 het ringlichaam de inzetstukken zodanig doet verdraaien, dat hun binneneinden binnenwaarts bewegen maar hun buiteneinden door de steunring ondersteund blijven.
5. 6. Ringvormige eruptieafsluiter, gekenmerkt door een huis met een verticale boring en een zich 35 axiaal uitstrekkende ringvormige kamer en met een naar deze ringvormige kamer toegekeerde inwendige schouder, een in het huis geplaatste en tegen de schouder steunende ringvormige pakker van veerkrachtig vervormbaar materiaal, een in de kamer geplaatste ringvormige zuiger die een vanuit de kamer 40 uitstekende en tegen het van de schouder afgekeerde einde 3204567 W - 9 - van de pakker aanliggende arm heeft, middelen voor het toevoeren en afvoeren van een drukmedium naar resp. van tegenover elkaar liggende zijden van de zuiger in de kamer om de zuiger axiaal te verplaatsen, welke pakker bestaat uit een 5 veerkrachtig ringlichaam, een krans van een irissamenstel vormende inzetstukken, die in het boveneinde van het ringlichaam zijn ingebed, ten opzichte van de as van de pakker schuin staan en tegen elkaar liggen, en een steunring in het bovenste buitenste deel van het ringlichaam, die de ra-10 diaal buitenste delen van de inzetstukken ondersteunt, welke inzetstukken driehoekige platte lijfdelen en aan het binnenliggende hoekpunt daarvan gevormde uitsteeksels hebben, die zich door het binnenste gedeelte van het ringlichaam over een voldoende afstand uitstrekken om te bereiken, dat de 15 inzetstukken bij de binnenwaartse verbreding van het ringlichaam op de wijze van een irisdiafragma binnenwaarts worden bewogen en waarbij de genoemde uitsteeksels op een voldoende afstand van het tegenover liggende einde van het ringlichaam eindigen om te bereiken, dat een voldoend groot 20 gedeelte van het ringlichaam vrijblijft voor het vormen van een afdichting bij de axiale samendrukking van het ringlichaam.
6. 7. Eruptieafsluiter volgens conclusie 6, m e t het k e n m e r k, dat het huis is voorzien van een groef in het de genoemde ringvormige holte omsluitende binnenvlak, 25 in welke g#oef de steunring is geplaatst. 8204567