NO162433B - Ventil for underjordisk broenn. - Google Patents
Ventil for underjordisk broenn. Download PDFInfo
- Publication number
- NO162433B NO162433B NO821443A NO821443A NO162433B NO 162433 B NO162433 B NO 162433B NO 821443 A NO821443 A NO 821443A NO 821443 A NO821443 A NO 821443A NO 162433 B NO162433 B NO 162433B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- valve
- actuator
- head
- sleeve
- valve head
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/10—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
- E21B34/101—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole with means for equalizing fluid pressure above and below the valve
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/10—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
- E21B34/102—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole with means for locking the closing element in open or closed position
- E21B34/103—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole with means for locking the closing element in open or closed position with a shear pin
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
- E21B2200/05—Flapper valves
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86928—Sequentially progressive opening or closing of plural valves
- Y10T137/86936—Pressure equalizing or auxiliary shunt flow
- Y10T137/86944—One valve seats against other valve [e.g., concentric valves]
- Y10T137/86976—First valve moves second valve
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Preventing Unauthorised Actuation Of Valves (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Safety Valves (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører forbedringer i forbindelse med ventiler som anvendes i oljebrønner under overflaten, f.eks. sikkerhetsventiler. Forbedringene vedrører igjen anordning-er for å tilveiebringe trykk-utbalansering mellom øvre og nedre sider av ventilhodet og overfor ventilsetet for derved å lette åpning av ventilen.
Ventilmekanismer har hittil vært brukt ved oljebrøn-ner under overflaten i den primære hensikt å kunne utføre en pålitelig og positiv avstengning av strømmen i et produk-sjonsrør i en nødssituasjon. De aktuelle ventiltyper av hittil kjente ventiler har omfattet kuleventiler, klaffven-tiler, tallerkenventiler og sluseventiler. Uansett ventil-type har det foreligget et problem med hensyn til pålitelig å kunne åpne en slik ventil når det eksisterte et betydelig trykk-differensial mellom den nedre side av ventillegemet og dettes øvre side. Følgelig er det et behov for en innretning rettet mot trykk-utbalansering som medfører utbalansering av et slikt trykk-differensial som en automatisk følge av den innledende bevegelse av den aktuator som brukes for å åpne ventilen.
En vanlig form for aktuator i forbindelse med de nevnte ventiler, er en ringformet hylse som blir drevet nedad ved hjelp av pådrag av et kontrollert fluidumtrykk, som tilføres fra toppen av brønnhodet. I mange tilfeller i forbindelse med produksjonstesting av en brønn eller ut-skifting av elementer nede i produksjonsrøret eller i et annet rør, er det ønskelig å forsikre seg om at ventilen er mekanisk låst i en åpen stilling og ikke er avhengig av opprettholdelse av sin åpne stilling bare ved hjelp av det fortsatte pådrag av styretrykk.
For å kunne bevirke åpning av en ventil i en brønn under overflaten med minimalt kraftpådrag er det ønskelig at ethvert trykkdifferensial som forefinnes mellom den nedre og øvre side av ventilen kan utbalanseres før den egentlige forskyvning av ventilhodet i forhold til ventilsetet finner sted.
Fra US patent nr. 3 078 923 er det kjent en ventil
som kan monteres i en brønn under overflaten, med et ventilhus som danner et ringformet ventilsete, som omgir en hoved-strømningskanal, et betjenbart klaffventilhode som er svingbart bevegelig mellom en åpen stilling i hvilken hodet
ligger ved siden av strømningskanalen og en stengt stilling i hvilken hodet strekker seg tvers over strømningskanalen og avtettende ligger an mot ventilsetet, en fjær for å svinge klaffventilhodet mot stengt stilling, en aktuator som er forskyvbart anbragt i huset, en innretning for bevegelse av aktuatoren i lengderetningen for å svinge klaffventilhodet
for å åpne hovedstrømningskanalen, en utbalanseringsventil-innretning som er forskyvbar fra en første stilling hvor den stenger til en andre stilling hvor den åpner en utbalanser-ingsstrømningsbane mellom rommene over hhv. under klaffventilhodet, og midler på utbalanseringsventilinnretningen for kontakt med aktuatoren før det oppstår kontakt mellom aktuatoren og klaffventilhodet, idet aktuatoren forskyver utbalanseringsventilinnretningen til nevnte andre stilling for
å utbalansere fluidumtrykket over og under klaffventilhodet, og idet aktuatoren kommer i kontakt med klaffventilhodet ved ytterligere langsgående bevegelse for åpning av hovedfluid-umstrømningskanalen.
Her sitter utbalanseringsventilen i siden av ventilhuset over klaffventilhodet og må beveges radialt av aktuatoren. Denne oppbygning gir ikke optimalt gjennomstrøm-ningstverrsnitt i ventilen, og dessuten kan man risikere at klaringer eller skjevinnretning av aktivatoren gir util-strekkelig eller ingen åpning av utbalanseringsventilen. Da utbalanseringsventilens bevegelsesretning er vinkelrett på aktivatorens bevegelsesretning, foreligger det også mulighet for skjevbelastning eller forkiling av utbalanseringsventilen.
Fra søkerens norske patent nr. 14 0 115 er det kjent en trykkutligningsanordning for en kuleventil. Her er det ikke den innledende langsgående bevegelse av aktuatoren som forskyver utbalanseringsventilen til en trykkutlignende stilling. Istedenfor et det brønntrykket under ventilen som utøver en åpnende kraft. Her får man således ikke den samme positive kontroll med at trykkutligningen virkelig er skjedd før ventilhodet åpnes.
Formålet med foreliggende oppfinnelse er å unngå ovennevnte ulemper. Med utgangspunkt i en kjent ventil som beskrevet ovenfor i forbindelse med US 3 078 923, oppnås dette ifølge oppfinnelsen ved at utbalanseringsventilinnretningen er anordnet i en gjennomgående åpning i klaffventilhodet og omfatter et ventilskaft som strekker seg gjennom åpningen, et ventillegeme på ventilskaftet for å kunne avtette åpningen ved bevegelse av ventilskaftet, en fjærinnretning anordnet i klaffventilhodet for pådrag av ventilskaftet for avtetning av åpningen, og et utvidet parti på ventilskaftet anordnet i den langsgående bane for aktuatoren, idet aktuatoren ved en innledende langsgående bevegelse forskyver ventilskaftet med det utvidede parti og ventillegemet i forhold til klaffventilhodet i retningen for å avdekke åpningen og derved utbalansere trykket over og under klaffventilhodet.
Ifølge en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen, hvor aktuatoren har en ringformet tverrsnittsform og er anbragt forskyvbart i strømningskanalen, strekker det utvidede parti seg sideveis i den langsgående bevegelsesbane for den ringformede aktuator.
Videre foreslås det ifølge oppfinnelsen at det utvidede parti ved sin øvre flate, som kommer i inngrep med aktuatoren, er utført med en konveks utformning for å bevirke en glatt glidebevegelse mellom denne og den nederste flate av aktuatoren når klaffventilhodet blir svinget i den ene retning ved den langsgående bevegelse av aktuatoren.
Fjærinnretningen kan med fordel omfatte et par mottrykksfjærer som er montert i vertikalt forløpende spor i ventilhodet og i det diametralt utvidede parti av ventil-skaf tet .
For bedre forståelse av oppfinnelsen, skal denne nå beskrives nærmere under henvisning til det utførelses-eksempel som er vist på tegningene. Fig. IA - ID representerer de respektive vertikale snitt av seksjoner av en sikkerhetsventil som omfatter forbedringene ifølge oppfinnelsen, idet ventilens elementer er vist i stengt stilling.
Fig. IB, 1C og ID er respektive forlengelser nedover
av fig. IA, IB og 1C.
Fig. 2A - 2D er snitt i likhet med fig. IA - 1-D,-men viser elementene i ventilens normale, hydraulisk pådratte, åpne stilling. Fig. 3A og 3B er snitt i likhet med fig. 2A og 2B og viser låsehylsen sjaltet til sin midlertidige låsestilling innenfor ventilhuset ved hjelp av servoledningen.
Fig. 4A og 4B er snitt som korresponderer med fig.
3A og 3B, og som viser stillingen av ventilens enkelte deler når låsehylsen er sjaltet til sin permanent låste stilling.
Fig. 5B er et snitt i likhet med fig. 4B og viser
den permanent låste stilling av ventilen i åpen stilling når det hydrauliske pådrag på aktuatorhylsen er uvirksomt.
Fig. 6A - 6C er respektive skjematiske riss som
viser stillingen av skjærstiftene i forhold til sporene, og som bestemmer den begrensede bevegelse av låsehylsen overfor den
ringformet aktuator. Fig. 6A viser stillingen av disse elementer i ventilens normale, åpne stilling. Fig. 6B viser stillingen av elementene i den midlertidig låste, åpne stilling. Fig. 6C viser stillingen av elementene i ventilens permanent låste, åpne stilling.
Fig. 7A og 7B er begge vertikale snitt i større måle-stokk, etter linjen 7 - 7 på fig. ID. Fig. 7A viser ventilen i dens helt stengte stilling, og fig. 7B viser ventilen med sitt trykkutbalanserende ventilhode åpent for utbalansering av fluidumtrykk over og under ventilen.
På tegningene betegner tallet 1 generelt en ventil, f.eks. en sikkerhetsventil, som innbefatter alle forbedringer ifølge oppfinnelsen. Ventilen 1 omfatter et øvre, hylselignende hus 10 som ved innvendige gjenger 10a er festet til de utvendige gjenger av en øvre stuss 11, som i sin tur har et øvre, innvendig gjenget parti lia for montering av stussen 11 til enden av et produksjonsrør eller en annen ledning. Den øvre stuss 11 er forsynt med en ansats lic som sammen med en nedre boring lid danner en innretning,for
å lande og avtette et hjelpeverktøy for røret. Den'nedre ende av det øvre hus 10 er innvendig gjenget, som vist ved 10f, for forbindelse med utvendige gjenger på den øvre ende av et mellomliggende, hylselignende hus 12. Den nedre ende av huset 12 er innvendig gjenget, som vist ved 12a, for forbindelse med den øvre gjengede ende av selve ventilhuset 13. Den nedre ende av ventilhuset 13 er forsynt med innvendige gjenger 13a for tilkobling til en nedre stuss 14, hvortil den øvrige del av produksjonsrøret på vanlig måte kan være festet ved hjelp av utvendige gjenger 14a på
den nedre ende av den nedre stuss.
I ventilhuset 13 er det utført et lateralt forstørret kammer 13c innenfor hvilket ethvert ventilhode av konvensjonell type kan monteres. I den viste utførelsesform omfatter sikkerhetsventilen en ventil av typen klaffventil, med et ventillegeme 15 som er svingbart montert på en hori-sontal aksel 16, som fortrinnsvis er lagret i veggene av ventilhuset 13 på to braketter 15a på siden av ventillegemet 15.
Et ringformet ventilsete er montert i ventilhuset 13 og utgjøres av en omvendt L-formet ring 17 av elastomert materiale, som ligger i et tilsvarende utformet spor i den innvendige sylindriske vegg av ventilhuset 13 og holdes i dette spor av en holdehylse 18. Bunnpartiet 17a av ringen 17 ligger an mot omkretsen av den skiveformede øvre flate 15b av ventillegemet 15. En torsjonsfjær 19 har sin vinding 19a rundt akselen 16 og sine endepartier 19b og 19c respektive i anlegg mot undersiden 15c av ventillegemet 15 og side-veggen av ventilhuset 13 for således å pådra ventillegemet 15 oppover til tettende anlegg mot undersiden 17a av den elastomere tetningsring 17. Det er uten videre klart at hvis trykket nede i brønnen overstiger trykket på oversiden av ventillegemet 15, vil denne kraft komme i tillegg til fjær-kraften for å holde ventillegemet i avtettende anlegg mot den elastomere tetningsring 17, og således stenge strømmen av produksjonsfluidum gjennom ventilhuset 13.
Klaffventil-legemet 15 kan sjaltes om til åpen stilling ved en langsgående bevegelse av en aktuator, som i den viste utførelse utgjøres av en langstrakt hylse 20 hvis nedre ende 20a befinner seg like ovenfor toppflaten 15b av ventillegemet 15. Det nedre parti 20b av aktuatorhylsen 20 har redusert ytre diameter, slik at det fremkommer et ringformet rom mellom dette nedre parti og den indre boring 12b av det mellomliggende hus med henblikk på å kunne anordne en pådragsfjær 21. Bunnen av fjæren 21 ligger an mot et ringformet fjærunderlag 22 som holdes fast i forhold til mellomhuset 12 ved hjelp av en låsering 23 som holdes i huset 12 i et spor like ovenfor ventilhuset 13. Den øvre ende av fjæren 21 ligger an mot en skive 24 som holdes av en nedadvendende skulder 12c i det mellomliggende hus 12 når aktuatorhylsen 20 er i sin uvirksomme stilling, og som i alle lavere stillinger av hylsen 20 ligger an mot en nedadvendende skulder 20c som er utformet ved den øvre ende av partiet 20b med redusert diameter av hylsen 20. Nær den øvre ende av aktuatorhylsen 2 0 er det anordnet en forsenkning 2Od for å kunne oppta et hjelpeverktøy, som, i tilfelle av feil eller avbrudd i det normale hydrauliske system,
kan benyttes for å bevirke bevegelse av aktuatorhylsen 20. Ovenfor forsenkningen 20d er hylsen 20 radialt utvidet ved
20e for fritt å kunne gli i boringen 10b i det øvre hus 10. Ved et punkt under den normale eller uvirksomme stilling av
i
hylsen 20 er boringen 10c i det øvre hus 10 forsynt bed en ringformet forsenkning 10d, som har en skråttstilt, nedadvendende flate 10e som tjener som låseflate.
Den øvre stuss 11 er utført med en ringformet for-lengelse lie med redusert diameter som med trang pasning passer inn i boringen i det øvre parti av aktuatorhylsen 20.
En T-formet pakning' 27 bevirker fluidumtetning mellom disse flater. En annen T-formet pakning 28 er anordnet ved den øvre ende av det mellomliggende hus 12 og avtetter dette,
mot den sylindriske flate 20f av hylsen 20. Således er det mellom de to pakninger 27 og 28 dannet et fluidumtrykk-kammer 29 innen hvilket det øvre parti av hylsen 20 er resiproserende montert og fungerer som et stempel.
Styretrykk blir pådratt kammeret 29 gjennom en
vertikal kanal 30 som er utformet i det ytre parti av den øvre stuss 11, og som er tilkoblet en ledning 31 som forløper til toppen av brønnen. Den kraft som ved det styrte fluidumtrykk virker på aktuatorhylsen vil være bestemt ved 'forskjellen mellom de effektive arealer av den ringformede toppflate av hylsen 20 og den nedadvendende skulder 20h, utformet ved overgangen mellom det utvidede parti 2Oe og nedre parti av hylsen 20. Disse arealer er slik valgt at det til stadighet vil foreligge en resulterende, nedadrettet kraft mot hylsen 20 når som helst styretrykket er pådratt kammeret 29.
Det er innlysende, fordi hylsen 20 skal åpne sikkerhetsventilen ved å bevege ventillegemet 15 nedad, bort fra tetningen 17, at kraftbehovet vil øke dersom det eksisterer et trykkdifferensial mellom den øvre og nedre flate av ventillegemet 15. For å eliminere et slikt trykkdifferensial før den egentlige åpningsbevegelse av legemet 15, er det anordnet en trykk-utbalanseringsinnretning som hovedsakelig omfatter en åpning 15d som strekker seg gjennom legemet 15 og har utvidede, forsenkede partier 15e og 15f, respektive ved sin hedre og øvre ende. Et omvendt, koppformet ventilsete-element 32 er innsatt i den nedre forsenkning 15e og danner en nedadrettet, sfærisk segment-tetningsflate 3 2a som kan samvirke med et sfærisk ventillegeme 33 som bæres ved enden av et skaft 34 montert i åpningen 15d. Den øvre ende av skaftet 34 strekker seg inn i den øvre forsenkning 15f av åpningen 15d og er forsynt med et hovedsakelig diametralt forstørret parti 35.
Som best vist på fig. 7A og 7B, strekker det forstørrede parti 35 av ventilskaftet 34 seg sideveis over hele dia-meteren av holdehylsen 18, og er ved sine ytre ender forsynt med en hovedsakelig domformet eller konveks kalott 35a,som best vist på fig. ID. Et par mottrykksfjærer 3 6 er montert i respektive samvirkende, motstående spor 35b og 15g utformet i det utvidede parti 35 av ventilskaftet 34 og i ventillegemet 15. Fjærene 36 sikrer at det sfæriske ventillegeme 33 avtettet holdes mot den sfæriske seteflate 32a, som vist på fig. 7A. Når imidlertid aktuatorhylsen 20 beveges nedover, vil den første virkning av dette være at det finner sted en trykkpåkjenning på det utvidede parti 3 5 av skaftet 34 og deretter en åpning av en strømningspassasje mellom det sfæriske ventillegeme 33 og setet 32a, for å tillate at ethvert fluidum-trykkdifferensial over ventillegemet 15 blir avlastet gjennom åpningen 15d, som antydet med piler på
fig. 7B. Ytterligere bevegelse nedad av hylsen 20 vil deretter bevirke den egentlige forskyvning av klaffventil-legemet 15 fra dets anlegg mot flaten av den ringformede elastomere tetning 17 og innlede åpningsbevegelsen av sikkerhetsventilen. Det dom- eller kalottformede endeparti 35a av det utvidede parti 3 5 medfører en avrullingseffekt på bunnflaten 20a av hylsen 20 idet åpningsprosessen skrider frem. Klaffventillegemet 15 vil da eventuelt bli ført til hvilestilling i en vertikal stilling inne i huset 13, som vist på fig. 2D, og endeflaten 20a av hylsen 20 ligger da an mot en skulder 14b i den nedre stuss 14.
Bevegelsen nedover av aktuatorhylsen 20 vil selvfølge-lig foregå mot virkningen av kompresjonen av fjæren 21, og når som helst styretrykket blir redusert i kammeret 29, vil hylsen 20 normalt bli trukket tilbake til sin uvirksomme stilling, vist på fig. IA - ID og tillate klaff-ventillegemet 15 påny å innta en stilling med anlegg mot tetningen 17, under pådrag av torsjonsfjæren 19.
Den beskrevne innretning for å bevirke utbalansering av ethvert trykkdifferensial over ventillegemet 15 kan like godt benyttes for ethvert ventilarrangement som omfatter et vertikalt bevegelig ventilhode. Det vesentlige trekk ifølge oppfinnelsen er at den innledende åpningsbevegelse av aktuatorhylsen bare bevirker åpning av den lille strupe-åpning 15d som er utformet gjennom ventillegemet 15, og således medfører utbalanseringen av trykk før den egentlige bevegelse av ventillegemet 15 er påkrevet. Således vil den kraft som kreves for å åpne en ventil som er konstruert ifølge oppfinnelsen, være betydelig redusert.
Det vil ofte være ønskelig temporært å kunne låse en brønnventil i åpen stilling. , En slik foranstaltning vil med letthet kunne anvendes for en ventil med en utbalanseringsinnretning som beskrevet ovenfor.
Det øvre parti av aktuatorhylsen 20 er forsynt med
en flerhet av periferisk adskilte, radiale spor 20g, i hvilke spor det er montert en flerhet av radialt sjaltbare låsesegmenter 40. Segmentene 40 blir kontinuerlig pådratt,innover av en periferisk fjær 41. Toppflaten av låsesegmentlene 40 er forsynt med et låsehakk 40a som i den midlertidig låste stilling av ventilen vil være i inngrep med den nedadrettede skrå flate 10e som er utformet i den indre vegg av det øvre hus 10. Når aktuatorhylsen 20 blir beveget i lengderetningen ved pådrag av styretrykk til trykkammeret 29, som beskrevet ovenfor, vil låsesegmentene 40, i den nederste stilling av hylsen 20, være radialt på linje med den ringformede forsenkning 10d (fig. 2B).
For å bevirke den utadrettede ekspansjon av låsesegmentene 40 inn i låseforsenkningen 10d, er det anordnet en låsehylse 50 som er aksialt glidbar i boringen 20f av det øvre parti av aktuatorhylsen 20. Låsehylsen 50 holdes i en normal stilling i forhold til hylsen 20, i hvilken stilling en periferisk forsenkning 51 i hylsen 50, som er utført med øvre og nedre skråttstilte skuldre 51a og 51b, ligger på linje med de indre ender av låsesegmentene 40. Tetninger i form av O-ringer 4 2 og 4 3 er anordnet over og under den ringformede forsenkning 51 for å forhindre lekkasje iav styre-fluidum gjennom låsesegmentene 40. En tallerkenfjæf 52 pådrar låsehylsen 50 oppover i forhold til aktuatorhylsen 20, og låsehylsens bevegelse oppover begrenses av en skjærstift 53, anordnet i hylsen 50, og som strekker seg inn i et aksialt spor 20k utformet i veggen av hylsen 20. Et annet spor 20m er utformet på den diametralt motsatte side av hylsen 20 for å kunne oppta en stift 54 som ikke er av typen skjærstift, og som også er montert i hylsen 50.
Når låsehylsen 50 er i den ovennevnte, normale stilling, befinner stiften 54 seg på midten av den aksiale lengde av sporet 20m (fig. 6A).
Låsehylsen 50 er videre forsynt med en indre, ringformet forsenkning 55 som tjener til å oppta en konvensjonell, ekspanderbar chuck (kjoks) som kan betjenes av en servoledning.
For å bevirke den temporære låsing av aktuatorhylsen 20 i dens nederste stilling med åpen ventil, blir styretrykk først pådratt trykkammeret 29 for derved å tvinge hylsen 20 nedad til den stilling som er vist på fig. 2A - 2D, og derved bringe ventillegemet eller -hodet 15 til helt åpen stilling. I denne stilling, som tidligere nevnt, vil låsesegmentene 40 være radialt på linje med forsenkningen 10d i huset. Et verktøy 60, som bæres av en servoledning, slik som en wire, og som bare er vist skjematisk med prikkede linjer, blir så bragt til anlegg mot skulderen lic i den øvre stuss 11, og med trang pasning og avtetning i boringen lid under skulderen lic. Deretter blir, som skjematisk vist på fig. 3B, en konvensjonell kjoks (chuck) 62, som bæres av verktøyet 60, ekspandert til inngrep med den ringformede forsenkning 55 ved toppen av låsehylsen 50. Kjoksen 62 blir så betjent slik at den tvinger låsehylsen 50 nedover under sammentrykning av tallerkenfjæren 52, som mot-virker enhver relativ bevegelse av låsehylsen 50 i forhold til aktuatorhylsen 20. Ved en slik nedadgående bevegelse bevirker den skråttstilte skulder 51a en utoverrettet kam-forskyvning av låsesegmentene 40 til inngrep med låseforsenkningen 10d i den indre vegg av huset 10. Hvis nå styretrykket til kammeret 2 9 reduseres, vil aktuatorhylsen 20 bevege seg oppover og derved bevirke låsende inngrep mellom den skrå låseflate 10e i huset 10 og den likeledes skrå låseflate 40a i den øvre flate av låsesegmentene 40. Tilkoblingen av kjoksen 62 til låsehylsen 50 kan nå avbrytes, og låsehylsen 50 vil deretter bevege seg oppover under virkningen av den sammenpressede tallerkenfjær 52 og etter-late låsesegmentene 40 i deres radialt utad forskjøvne stilling. På denne måte er ventilen mekanisk låst i sin åpne stilling.
For å frigjøre ventilen fra den ovenfor beskrevne, låste stilling, er det bare nødvendig påny å pådra trykk-kammeret 2 9 for derved å tvinge aktuatorhylsen 20 og derved låsesegmentene 40 tilstrekkelig nedad til å oppheve inn-grepet av de skråttstilte skuldre 4 0a. Etter denne fri-gjøring vil den periferiske fjær 41 bevirke den radiale tilbaketrekning av låsesegmentene, og, når styretrykket reduseres, er aktuatorhylsen 20 frigjort og kan bevege seg oppad under pådrag av fjæren 21 til sin normale uvirksomme stilling, vist på fig. IA - ID, i hvilken stilling ventilen er lukket.
Ventilen innbefatter en ytterligere egenskap,som
består i at den kan låses permanent i en åpen stilling i tilfellet av at sikkerhetsventilen trenger reparasjoin,
eller eventuelt hvis hovedpakningen 27 og 28 ikke lenger er effektive for å opprettholde tilstrekkelig styretrykk til å kunne bevege aktuatorhylsen 20 nedover.
Hvis pakningene 27 og 28 fortsatt er i orden, kan
den permanente låsing av sikkerhetsventilen i åpen stilling oppnås ved først å pådra styretrykk til trykkammeret 29, hvorved hylsen 20 beveges nedover til den stilling hvor ventillegemet 15 er helt åpent. Herunder blir låsesegmentene 40 bragt i stilling radialt på linje med låseforsenkningen 10d. Verktøyet 60 blir så bragt til anlegg mot ansatsen lic, og en konvensjonell, ekspanderbar kjoks 62 på verktøyet 60 blir bragt i inngrep med den ringformede forsenkning 55 som er utformet i den øvre ende av låsehylsen 50.
Kjoksen 62 blir deretter betjent for å heve låsehylsen 50 i forhold til aktuatorhylsen 20 inntil bevegelsen begrenses av stiften 54 som ikke er av skjærstifttypen. Denne bevegelse vil nødvendigvis resultere i en avskjæring av skjærstiften .53, men vil samtidig bevirke ekspansjon utad av låsesegmentene 40 til låseinngrep med den skrå låseskulder 10e i i det øvre hus 10 (fig. 4B). Videre blir O-ringtetningen 43, som før opprettholdt trykket i kammeret 29, ført til en stilling 'overfor låsesegmentene 40, og tillater følgelig lekkasje gjennom segmentene. Således er det ikke lenger mulig å pådra et nedoverrettet aktiveringstrykk på aktuatorhylsen 20 og bevirke frakobling av de skrå låseskuldre 40a og 10e. Sikkerhetsventilen er således permanent låst i en åpen stilling.
I tilfellet av at ventilen skal låses permanent i en åpen stilling på grunn av svikt i det hydrauliske system eller pakningene 27 og 28, kan dette lett gjennomføres ved aktivering av både aktuatorhylsen 20 og låsehylsen 50 med ' et hjelpeverktøy. Verktøyet blir påny bragt til anlegg mot ansatsen lic i den øvre stuss 11. En første ekspanderbar kjoks 64 (fig. 5B) blir bragt i inngrep med den ringformede forsenkning 20d i det sentrale parti av hylsen 20. Betjening av servoledningen (wiren) kan så utføres for å bevirke den nedadgående bevegelse av hylsen til dens åpne stilling i forhold til ventillegemet 15. En andre ekspanderbar kjoks 62 blir deretter bragt i inngrep med forsenkningen 55 i låsehylsen 50, og hylsen 50 beveges oppover for avskjæring av skjærstiften 53 samt ekspandere låsesegmentene 40 til låseinngrep med låseskulderen 10e i det øvre hus 10. Ventilen vil da være permanent låst i åpen stilling og
kan fjernes fra brønnen.
Av den foregående beskrivelse vil fagfolk kunne
innse mange fordeler i forbindelse med ventilen ifølge oppfinnelsen. Betjeningen av ventilen til en åpen stilling er forbundet med et minimalt trykkpådrag på grunn av utbalanseringen av ethvert eksisterende trykkdifferensial over ventilhodet. Hertil kommer at ventilen enten kan låses temporært i en åpen stilling eller låses permanent i en åpen stilling for å lette arbeidet med brønntesting og/eller fjernelse av ventilen fra brønnen. I ventilens åpne stilling vil det foreligge en ubegrenset passasje for produksjonsfluidum eller for nedfiring av verktøy og/eller instru-menter i.brønnen.
Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i forbindelse med en spesiell utførelsesform, vil det være klart at den ikke er begrenset til denne form. Alternative utførelser og betjeningsteknikk vil være klart for fagfolk ut |ra beskrivelsen. Følgelig vil modifikasjoner også kunne komme på tale uten at man derved går utenom rammen for oppfinnelsen.
Claims (4)
1. Ventil som kan monteres i en brønn under overflaten, med et ventilhus (10) som danner et ringformet ventilsete (17, 13), som omgir en hovedstrømningskanal, et betjenbart klaffventilhode (15) som er svingbart bevegelig mellom en åpen stilling i hvilken hodet ligger ved siden av strøm-ningskanalen og en stengt stilling i hvilken hodet strekker seg tvers over strømningskanalen og avtettende ligger an mot ventilsetet, en fjær (19) for å svinge klaffventilhodet (15) mot stengt stilling, en aktuator (20) som er forskyvbart anbragt i huset (10), en innretning (29) for bevegelse av aktuatoren (2 0) i lengderetningen for å svinge klaffventilhodet (15) for å åpne hovedstrømningskarialen, en utbalan-seringsventilinnretning (34) som er forskyvbar fra en første stilling hvor den stenger til en andre stilling hvor den åpner en utbalanseringsstrømningsbane mellom rommene over hhv. under klaffventilhodet, og midler (35) på utbalanseringsventilinnretningen for kontakt med aktuatoren før det oppstår kontakt mellom aktuatoren og klaffventilhodet, idet aktuatoren (20i) forskyver utbalanseringsventilinnretningen til nevnte andre stilling for å utbalansere fluidumtrykket over og under klaffventilhodet, og idet aktuatoren kommer i kontakt med klaffventilhodet ved ytterligere langsgående bevegelse for åpning av hovedfluidumstrømningskanalen, karakterisert ved at utbalanseringsventilinnretningen (34) er anordnet i en gjennomgående åpning (15d) i klaffventilhodet (15) og omfatter et ventilskaft (34) som strekker seg gjennom åpningen (15d), et ventillegeme (33) på ventilskaftet for å kunne avtette åpningen (15d) ved bevegelse av ventilskaftet, en fjærinnretning (36) anordnet i klaffventilhodet (15) for pådrag av ventilskaftet for avtetning av åpningen, og et utvidet parti (35) på ventilskaftet anordnet i den langsgående bane for aktuatoren (20), idet aktuatoren ved en innledende langsgående bevegelse forskyver ventilskaftet (34) med det utvidede parti (35) og ventillegemet (33) i forhold til klaffventilhodet
(15) i retningen for å avdekke åpningen (15d) og derved utbalansere trykket over og under klaffventilhodet.
i
2. Ventil ifølge krav 1, hvor aktuatoren (20) har en ringformet tverrsnittsform og er anbragt forskyvbart i strøm-ningskanalen, karakterisert ved at det utvidede parti (35) strekker seg sideveis i den langsgående bevegelsesbane for den ringformede aktuator.
3. Ventil ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det utvidede parti (35) ved sin øvre flate (35a), som kommer i inngrep med aktuatoren (20), er utført med en konveks utformning for å bevirke en glatt glidebevegelse mellom denne og den nederste flate (20a) av aktuatoren når klaffventilhodet (15) blir svinget i den ene retning ved den langsgående bevegelse av aktuatoren.
4. Ventil ifølge et foregående krav, karakterisert ved at fjærinnretningen (36) omfatter et par mottrykksfjærer (36) som er montert i vertikalt forløpende spor i ventilhodet (15) og i det diametralt utvidede parti (35) av ventilskaftet (34).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/259,767 US4475599A (en) | 1981-05-01 | 1981-05-01 | Valve for subterranean wells |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO821443L NO821443L (no) | 1982-11-02 |
NO162433B true NO162433B (no) | 1989-09-18 |
NO162433C NO162433C (no) | 1989-12-27 |
Family
ID=22986288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO821443A NO162433C (no) | 1981-05-01 | 1982-04-30 | Ventil for underjordisk broenn. |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4475599A (no) |
CA (1) | CA1180999A (no) |
DE (1) | DE3216241A1 (no) |
FR (1) | FR2504971B1 (no) |
GB (1) | GB2098261B (no) |
NL (1) | NL8201803A (no) |
NO (1) | NO162433C (no) |
OA (1) | OA07089A (no) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO156704C (no) * | 1984-04-06 | 1987-11-04 | Norske Stats Oljeselskap | Tilbakeslagsventil. |
US4624315A (en) * | 1984-10-05 | 1986-11-25 | Otis Engineering Corporation | Subsurface safety valve with lock-open system |
FR2582374B1 (fr) * | 1985-05-21 | 1987-07-10 | Petroles Cie Francaise | Vanne de securite a commande hydraulique, incorporable a un tube de production de puits petrolier |
AU588002B2 (en) * | 1985-10-03 | 1989-09-07 | Den Norske Stats Oljeselskap A.S. | Subsea shutdown valve with maintenance isolation bypass |
US4694903A (en) * | 1986-06-20 | 1987-09-22 | Halliburton Company | Flapper type annulus pressure responsive tubing tester valve |
US4967845A (en) * | 1989-11-28 | 1990-11-06 | Baker Hughes Incorporated | Lock open mechanism for downhole safety valve |
US5022427A (en) * | 1990-03-02 | 1991-06-11 | Otis Engineering Corporation | Annular safety system for gas lift production |
US5343955A (en) * | 1992-04-28 | 1994-09-06 | Baker Hughes Incorporated | Tandem wellbore safety valve apparatus and method of valving in a wellbore |
GB9502154D0 (en) * | 1995-02-03 | 1995-03-22 | Petroleum Eng Services | Subsurface valve |
WO1997028349A2 (en) * | 1996-02-03 | 1997-08-07 | Ocre (Scotland) Limited | Downhole valve |
WO1998055732A1 (en) * | 1997-06-03 | 1998-12-10 | Camco International Inc. | Pressure equalizing safety valve for subterranean wells |
US6283217B1 (en) * | 1998-08-06 | 2001-09-04 | Schlumberger Technology Corp. | Axial equalizing valve |
US6296061B1 (en) | 1998-12-22 | 2001-10-02 | Camco International Inc. | Pilot-operated pressure-equalizing mechanism for subsurface valve |
US20020040788A1 (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-11 | Hill Thomas G. | Expandable lockout apparatus for a subsurface safety valve and method of use |
AU784461B2 (en) | 2000-12-05 | 2006-04-06 | Baker Hughes Incorporated | Equalizing flapper for down hole safety valves |
US6725935B2 (en) * | 2001-04-17 | 2004-04-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | PDF valve |
US6547007B2 (en) * | 2001-04-17 | 2003-04-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | PDF valve |
US6523614B2 (en) * | 2001-04-19 | 2003-02-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Subsurface safety valve lock out and communication tool and method for use of the same |
US6575249B2 (en) * | 2001-05-17 | 2003-06-10 | Thomas Michael Deaton | Apparatus and method for locking open a flow control device |
US6848509B2 (en) * | 2001-10-22 | 2005-02-01 | Baker Hughes Incorporated | Pressure equalizing plunger valve for downhole use |
US6957699B2 (en) * | 2003-05-12 | 2005-10-25 | Stellar Tech Energy Services Inc. | Downhole shut-in tool |
CA2636887C (en) * | 2003-10-27 | 2012-03-13 | Baker Hughes Incorporated | Tubing retrievable safety valve and method |
US7204313B2 (en) * | 2005-01-07 | 2007-04-17 | Baker Hughes Incorporated | Equalizing flapper for high slam rate applications |
US8056618B2 (en) * | 2007-07-18 | 2011-11-15 | Baker Hughes Incorporated | Flapper mounted equalizer valve for subsurface safety valves |
US8443897B2 (en) * | 2011-01-06 | 2013-05-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Subsea safety system having a protective frangible liner and method of operating same |
US8596365B2 (en) | 2011-02-04 | 2013-12-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Resettable pressure cycle-operated production valve and method |
US8662179B2 (en) * | 2011-02-21 | 2014-03-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Remotely operated production valve and method |
US9103184B2 (en) | 2013-03-08 | 2015-08-11 | Tejas Research & Engineering, Llc | Inflow control valve |
CN104153751B (zh) * | 2014-08-22 | 2016-06-29 | 安东石油技术(集团)有限公司 | 一种静压力压差滑套 |
CA3131427C (en) * | 2019-04-30 | 2024-01-16 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hydraulic line controlled device with density barrier |
RU193469U1 (ru) * | 2019-08-13 | 2019-10-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Устройство для опрессовки колонны труб в скважине |
RU2739002C1 (ru) * | 2020-07-20 | 2020-12-21 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Клапан уравнительный механический |
US11396791B2 (en) * | 2020-08-03 | 2022-07-26 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Equalizing cartridge for a flapper valve |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2812821A (en) * | 1954-12-02 | 1957-11-12 | Larkin Packer Company | Fill-up and cementing devices |
US2979072A (en) * | 1956-03-09 | 1961-04-11 | Webster Corp | Valves |
US2846014A (en) * | 1956-04-23 | 1958-08-05 | Sid W Richardson Inc | Landing nipple for well tubing |
US3051246A (en) * | 1959-04-13 | 1962-08-28 | Baker Oil Tools Inc | Automatic fluid fill apparatus for subsurface conduit strings |
US3078923A (en) * | 1960-04-15 | 1963-02-26 | Camco Inc | Safety valve for wells |
NO130493C (no) * | 1969-03-28 | 1974-12-18 | Satakunnan Valu Ky Mikkola | |
BE788663A (fr) * | 1971-09-21 | 1973-03-12 | Gaz De France | Vanne de securite a clapet |
FR2267501B1 (no) * | 1974-04-12 | 1980-03-14 | Elf Aquitaine | |
US3971438A (en) * | 1975-03-03 | 1976-07-27 | Baker Oil Tools, Inc. | Wireline safety valve with split ball |
US4160484A (en) * | 1978-01-16 | 1979-07-10 | Camco, Incorporated | Surface control well safety valve |
US4252143A (en) * | 1979-05-31 | 1981-02-24 | Otis Engineering Corporation | Actuator |
-
1981
- 1981-05-01 US US06/259,767 patent/US4475599A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-04-30 NL NL8201803A patent/NL8201803A/nl not_active Application Discontinuation
- 1982-04-30 FR FR828207517A patent/FR2504971B1/fr not_active Expired
- 1982-04-30 DE DE19823216241 patent/DE3216241A1/de not_active Withdrawn
- 1982-04-30 NO NO821443A patent/NO162433C/no not_active IP Right Cessation
- 1982-04-30 GB GB8212613A patent/GB2098261B/en not_active Expired
- 1982-04-30 CA CA000402018A patent/CA1180999A/en not_active Expired
- 1982-04-30 OA OA57675A patent/OA07089A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4475599A (en) | 1984-10-09 |
NO162433C (no) | 1989-12-27 |
CA1180999A (en) | 1985-01-15 |
NL8201803A (nl) | 1982-12-01 |
OA07089A (fr) | 1984-01-31 |
GB2098261A (en) | 1982-11-17 |
GB2098261B (en) | 1985-07-31 |
FR2504971A1 (fr) | 1982-11-05 |
FR2504971B1 (fr) | 1989-08-25 |
DE3216241A1 (de) | 1982-11-18 |
NO821443L (no) | 1982-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO162433B (no) | Ventil for underjordisk broenn. | |
US5178216A (en) | Wedge lock ring | |
US5624101A (en) | Dual seal valve | |
CA2373969C (en) | Valve with secondary load bearing surface | |
US6289926B1 (en) | Flapper valve assembly with seat having load bearing shoulder | |
NO763625L (no) | Apparat for installasjon av verktoey. | |
US5415378A (en) | Valve assembly | |
NO852443L (no) | Testventiltre | |
EP2153017B1 (en) | Tubing hanger with integral annulus shutoff valve | |
NO140115B (no) | Nedsenkbar stengeventil for oljebroenner | |
NO311101B1 (no) | Utjevnings-brönnsikringsventil | |
NO339963B1 (no) | Plugg for å blokkere en boring i et produksjonsrør innsatt i en brønn, og fremgangsmåte for å plugge en boring i et produksjonsrør innsatt i en brønn | |
NO323408B1 (no) | Sviktsikker sikringsventil | |
NO830883L (no) | Produksjonssikringsventil. | |
US4682757A (en) | Secondary backseat for gate valve | |
NO330605B1 (no) | Styringsventil. | |
GB2435655A (en) | Pressure protection for a control chamber of a well tool | |
US9657850B2 (en) | High performance subsea pressure regulator | |
NO156578B (no) | Overflatestyrt sikkerhetsventil for plassering i et broennproduksjonsroer. | |
NO321579B1 (no) | Forbedret utligningsklaff for nedihulls sikkerhetsventiler | |
NO834366L (no) | Sikkerhetsventil for broenner | |
NO158638B (no) | Overflatestyrt sikkerhetsventil-arrangement. | |
US2797062A (en) | Valves | |
NO822138L (no) | Ventilanordning for ringformet rom. | |
EP1282794B1 (en) | Combination poppet and gate valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |
Free format text: EXPIRED IN APRIL 2002 |