NO167164B - Solenoidaktivisert broennsikringsventil. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en solenoidaktivisert brønnsikringsventil slik det fremgår av ingressen til det etterfølgende selvstendige krav.

Det er kjent å tilveiebringe en undervanns sikringsventil som manøvreres med en solenoldspole. US-patent nr. 3731742 omtaler en form for sikkerhetsventil som beveges mekanisk til åpen stilling med et brønnverktøy eller et brønnrør og låses i åpen stilling av en sperreinnretning. Ventilen utløses til lukket stilling ved å aktivisere en solenoid for å frigjøre sperrene. US-patent nr. 4191248 og RE-30110 viser undervanns solenoidaktiviserte sikringsventiler der solenoidmekanismen utfører funksjonen av å åpne ventilen og er sviktsikker ved at ventilen vil stenge i tilfelle at den elektriske kraft blir borte. Imidlertid vil disse ventiler uønsket stenge dersom ulike brønnkrefter overvinner kraften i solenoiden slik som dersom brønnhastigheten gjennom brønnproduksjons-røret øker eller dersom brønnverktøyene som beveger seg oppad i sikringsventilen engasjerer og påvirker sikkerhetsventilen til å stenge.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot en sviktsikker undervanns solenoidaktivisert brønnsikringsventil der solenoiden, når aktivisert, vil bevege ventilen til åpen stilling og deretter låses ventilen positivt i åpen stilling for å eliminere den mulighet at ulike krefter i brønnen kunne overvinne kraften i solenoiden og uønsket stenge ventilen.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot en solenoidaktivisert brønnsikringsventil av den innledningsvis nevnte art, som kjennetegnes av de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende selvstendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav.

Ytterligere formål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremkomme av den følgende beskrivelse av en for tiden foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, gitt for beskrivelsesformål og gitt i forbindelse med de vedlagte tegninger hvor: Fig.IA og IB er oppriss av den solenoidaktlviserte brønnsik-ringsventil ifølge den foreliggende oppfinnelse vist i lukket stilling og den ene halvdel er gjennomsnittet, og Fig.2A og 2B er oppriss av ventilen ifølge fig. IA og IB, men

i åpen stilling.

Mens den solenoidaktlviserte brønnsikringsventil ifølge den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i forbindelse med en innhentbar type produksjonsrørventil som benytter et klaffventilelement, skal det forstås at den foreliggende oppfinnelse er anvendbar for andre typer sikringsventiler og andre sikringsventiler som benytter andre typer ventillukke-innretninger.

Det vises nå til tegningene hvor henvisningstallet 10 generelt indikerer den solenoidaktlviserte brønnsikrings-ventil ifølge den foreliggende oppfinnelse, og innbefatter et hus 12 som kan ha øvre 14 og nedre 16 gjengeforbindelser for kopling til et brønnproduksjonsrør og innbefatter en boring 17. Et ventillukkeelement 18, slik som en klaffventil, er plassert i boringen 17 og kan forbindes til dreietappen 20 for bevegelse til en lukket stilling, slik som best vist i fig. IB, for å sperre strømning gjennom denne eller bevegelse til en åpen stilling, som best vist i fig. 2B, for å tillate strømning gjennonu ventilen 10. Et rørformet element 22 er teleskoplsk bevegbart i huset 12 for å styre bevegelsen av ventillukkeelementet 18. Når det rørformede element 22 er i øvre stilling tillates klaffen 18 å bevege seg til lukket stilling med en fjær 24. Imidlertid når det rørformede element 22 beveges nedad beveger det klaffventilen 18 av fra sitt sete som derved åpner ventilen.

Ulike krefter kan anordnes for å styre bevegelsen av det rørformede element 22. Således kan spenninnretninger, slik som en fjær 26, plasseres i huset 12 mellom en skulder 28 i huset og en skulder 30 på det rørf ormede element 22 for å presse elementet 22 i en retning til å stenge ventilen 10. I tillegg er en elektrisk solenoidspole 32 koplet til huset 12 og aktiviseres gjennom en eller flere elektriske ledninger 34 som er tilpasset til å forløpe til brønnoverflaten for aktivisering og deaktivlserlng av den elektriske spole 32. Et magnetisk anker 36 er teleskoplsk bevegbart i huset 12 og er tilrettelagt for tilbaketrekning av solenoidspolen 32 og bevegelse fra en øvre stilling, som best vist 1 fig. IA, til en nedre stilling som best vist i fig. 2A og 2B for bevegelse av det rørformede element 22 til en nedre stilling for åpning av ventilen 10. Når spolen 32 deaktiviseres vil ankeret 36 bevege seg oppad ved virkningen av spenninnretninger, slik som en fjær 38, plassert mellom en skulder 40 på huset 12 og en skulder 42 på en magnetisk stopper 52. Bruken av en solenoidspole og anker for å aktivisere brønnsikringsventilen er vist i patent RE-30110. I denne ventil kan imidlertid den oppover rettede strømning av brønnfluider overvinne kraften i solenoidventilen og stenge ventilen. I tillegg kunne oppad bevegende brønnverktøy engasjere det rørformede element og stenge ventilen eller til og med fange brønnverktøyene i sikringsventilen.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot en forbedret solenoidaktivisert sikringsventil der ventilen positivt låses i åpen stilling når solenoiden aktiviseres for å ta bort den mulighet for at ventilen kan stenges av krefter som overvinner den magnetiske tiltrekningskraft i solenoidspolen. Det vises nå til fig. IA, der en første frigjørbar låseinnretning er anordnet for kopling av ankeret 36 til det rørformede element 22 hvorved tiltrekning av ankeret 36 med solenoidspolen 32 vil bevege ankeret 36 og elementet 22 nedad til å åpne ventilen 10. En første pal 44 er bevegbart båret av ankeret 36 for bevegelse i en radialretning innad mot og utad fra det rørformede element 22. Elementet 22 innbefatter et låsespor 46 for opptak av palen eller stoppeknasten 44 for frigjørbart å låse det rørformede element 22 til ankeret 36. Palen 44 holdes til og begynne med 1 den låste stilling av en låseskulder 48 som er presset til den låsende stilling av en fjær 50. Derfor, når ankeret 36 trekkes tilbake av solenoidspolen 32 og beveger seg nedad, vil den bringe det rørformede element 22 nedad til å åpne ventilen 10. Som best vist i fig. 2A og 2B, vil ankeret 36 bevege seg nedad mot en magnetisk stopper 52, men før ankeret 36 når fullt utslag av sin nedad bevegelse, vil den bevegbare skulder 48 kontakte en stoppskulder 54 i huset 12 som stopper ytterligere nedadbevegelse av låseskulderen 48. Imidlertid fortsetter ankeret 36 og elementet 22 nedad og palen 44 beveger seg nedad fra låseskulderen 48, beveger seg utad inn i en forsenkning 56 i låseskulderen 48, og frigjør det rørformede element 22 fra ankeret 36.

En andre frigjørbar låseinnretning er imidlertid anordnet for å låse og holde det rørformede element 22 i åpen stilling før frigjøring av palen 44. Den andre frigjørbare låseinnretning innbefatter en andre radielt bevegbar pal 60 bevegbar i et parti 62 av huset 12 og nær det rørformede element 22. Palen 60 er tilpasset for bevegelse Inn i et holdespor 64 i elementet 22 ved bevegelse av en låseskulder 66 båret av ankeret 36. Det skal bemerkes i fig. IA at låseskulderen 66 er generelt i horisontal flukt med holdesporet 64 og begge beveger seg nedad sammen ettersom det rørformede element 22 og ankeret 36 beveger seg mot den åpne stilling.

Det vises nå fig:. 2A. Før det tidspunkt palen 44 frigjøres, engasjerer låseskulderen 66 baksiden av den andre pal 60 og beveger palen 60 og låser den I holdesporet 64. Låsesporet 64 er tilstrekkelig bredt til å tillate at den andre pal 60 engasjerer holdesporet 64 og fortsatt tillater nedadbevegelse av elementet 22 for det formål av å frigjøre den første låseinnretning. Etter at den første pal 44 er frigjort, vil spennfJæren 26 bevege elementet 22 oppad en liten avstand for å bevirke at nedre kant av holdesporet 64 får anlegg mot den andre pal 60. Således, som best vist i fig. 2A og 2B, er ventilen 10 låst i åpen stilling ved å få det rørformede element 22 frigjørbart låst til huset 12 med en positiv lås hvorved oppad rettede krefter i brønnboringen 17 ikke kan overvinne kraften i solenoidspolen 32 og uønsket lukke ventilen 10. I den åpne stilling er spolen 32 fortsatt aktivisert for å holde ankeret 36 nede, hvilket i sin tur holder låseskulderen 66 mot den andre pal 60 for å opprett-holde palen 60 i sporet 64 og låst stilling.

Ventilen 10 er en sviktsikker ventil ved at ventilen 10 forblir åpen så lenge som solenoidspolen 32 er aktivisert. Når det er ønsket å stenge ventilen eller i tilfelle av et tap av elektrisk kraft til spolen 32, vil ventilen lukke. Det betyr at når solenoidspolen 32 deaktiviseres, vil fjæren 38 bevege ankeret 36 og dets tilknyttede låseskulder oppad for derved å frigjøre den andre pal 60, og fjæren 26 vil så bevege det rørformede element 22 oppad for å tillate at ventillukkeelementet 18 stenger. Når det rørformede element 22 og ankeret 36 beveges til deres øvre stilling, som best vist i fig. IA, beveger den fjærbelastede låseskulder 48 seg igjen nedad som engasjerer den første pal 44 og beveger den inn i låsesporet 46 for å anbringe ventilen 10 i tilstanden for å åpne ved aktivisering av spolen 32.

Claims (5)

1. Solenoidaktivisert brønnsikringsventil (10) innbefattende et hus (12) med en boring (17), et ventillukkeelement (18) i boringen (17) som kan beveges mellom åpen og lukket stilling, et rørformet element (22) teleskopisk bevegbart i huset (12) for å styre bevegelsen til ventillukkeelementet (18), spenninnretninger (26) som virker på det rørformede element (22) for å bevege det rørformede element i en retning til å stenge ventilen, et anker (36) bevegbart i huset (12), og en solenoidspole (32) plassert inntil huset for å bevege ankeret, karakterisert ved en første frigjørbar låseinnretning (44,46) innrettet til å låse ankeret (36) til det rørformede element (22), slik at ankeret ved aktivisering av solenoiden (32) kan bevege det rørformede element for å åpne ventilen, og til å frigjøres når ventilen åpnes, og en andre frigjørbar låseinnretning (60,64) innrettet til å låse det rørformede element (22) i åpen stilling til huset (12) før den første låseinnretning frigjøres, og? til å frigjøres når ventilen stenges ved deaktivisering av solenoiden (32).

2. Ventil ifølge krav 1,karakterisert ved at den Innbefatter spenninnretninger (38) som virker til å bevege ankeret (<f>36) bort fra solenoidspolen (32).

3. Ventil ifølge krav 1,karakterisert ved at den første låseinnretning (44,46) innbefatter en bevegbar første knast eller pal (44) båret av ankeret (36), at det rørformede element (22) innbefatter et låsespor (46), og at det er anordnet en låseskulder (48) som bæres av ankeret for å låse den første knast 1 sporet.

4. Ventil ifølge krav 3,karakterisert ved at huset (12) innbefatter en stoppskulder (54) for å kontakte låseskulderen (48) for å frigjøre den første låseinnretning ved bevegelse av ventilen til den åpne stilling.

5. Ventil ifølge krav 1,karakterisert ved at den andre låseinnretning innbefatter en bevegbar andre knast eller pal (60) båret av huset (12), at det rørformede element (22) innbefatter et holdespor (64), og at det er anordnet en låseskulder (66) båret av ankeret (36) for å låse den andre pal i holdesporet.