NO167595B - Skjaereventil av avstengertypen. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en skjæreventil av avstengertypen for anvendelse som utblåsingssikring i en BOP-stabel på

et brønnhode, som nærmere angitt i ingressen til det etterføl-gende patentkrav.

Det har vært vanlig praksis å anvende en utblåsingssikring av skjæreventiltypen i en stabel av sikringsventiler (BOP-stabel) , slik at i tilfelle der oppstår et problem kan skjæreventilen lukkes og herunder avskjære en streng som strekker seg gjennom stabelen. Også når den anvendes på en produksjonsstreng kan skjæreventilen avskjære produksjonsstrengen og avtette rommet over den avskårne rørstreng, slik at trykk ikke tillates å unnslippe gjennom produksjons-rørstrengen. Når en produksjonsstreng avskjæres ved hjelp av disse tidligere kjente anordninger avflates den øvre ende av den avskårne strengens nedre del slik at det blir vanskelig eller umulig å pumpe fluider inn i boringen gjennom strengen for å drepe brønnen, og det blir også vanskelig å forbinde et oppfiskingsverktøy til strengen.

US patent nr. 4 313 496 viser en utblåsingssikring av skjæreventiltypen, som er innrettet til å skjære gjennom vektrørene i en borestreng og er utstyrt med armer som er festet til skjærbladenes sider som samvirker til å frembringe en kraft som kan motstå de krefter som søker å adskille skjærbladene vertikalt og å fylle rommet til føringene utenfor sikringsventilens vertikale boring for å hindre at elementet som avskjæres tvinges inn i dette rom.

Eksempler på andre US patenter som viser utblåsingssikringer av stempelventiltypen med skjæravstengere er US patenter nr. 3 736 982, 3 817 326, 4 132 265, 4 132 266 og 4 132 267, hver av hvilke viser skjæreventiler som griper og avskjærer rør som strekker seg gjennom dem og klemmer øvre ende av den avskårne del eller "fisken" stort sett flat etterat den er avskåret og avskjæring foregår ved bruk av en meget betydelig kraft. Også US patent nr. 3 863 667 viser en kombinert dobbelt røravskjærings- og plugganordning montert på en delvis avskåret rørledning slik at en del av røret kan fjernes og deretter stenges med pluggen. Skjæreggene er spisse men må avkutte røret uten å deformere det for å opprettholde tetningen mellom huset og røret.

Et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret utblåsingssikring av skjæreventiltypen, som kan monteres på en produksjonsbrønn og som vil lukke mot en produksjonsstreng og avskjære slik streng, men lar den øvre ende av den avskårne strengens nedre parti være tilstrekkelig åpen til at den kan motta fluider for dreping av brønnen.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en utblåsingssikring av skjæreventiltypen som avskjærer et rør når dens avstengere lukkes mot dette, men kontrollerer formen på den avskårne streng slik at den lett kan gripes av et oppfiskingsverktøy av den type som griper røret utvendig ("overshot type").

Et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedretutblåsingssikring av skjæreventiltypen, som gir bedre avskjæring av en gjennomløpende streng for å hindre at strengen avflates utad mot ventilhusboringen.

Enda et formål er å tilveiebringe en forbedret utblåsingssikring av skjæreventiltypen som avskjærer en gjennomløpende rørstreng med vesentlig mindre kraft enn det som har vært tilfelle ved tidligere kjente anordninger.

Enda et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret utblåsingssikring av skjæreventiltyupen,

der skjærevirkningen også avskjærer en streng eller vaier som strekker seg gjennom det indre av strengen som avskjæres.

Enda et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en forbedret utblåsingssikring av skjæreventiltypen som tillater avskjæring av større rør.

Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen med en skjæreventil av den innledningsvis angitte art, som har de nye og særegne trekk ifølge den karakteriserende del av det etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere i tilknytning til tegningene hvor: Figur 1 er et oppriss av den forbedrete utblåsingssikring ifølge foreliggende oppfinnelse, med deler av ventilhuset fjernet for å vise skjæravstengerne i deres tilbaketrukne stilling. Figur 2 er et aksialsnitt av skjæravstengerne i deres utskjøvne stilling i anlegg mot rørstrengen som strekker seg gjennom ventilhusboringen. Figur 3 er et grunnriss av skjæravstengerne, sett langs linjen 3-3 i figur 2, idet ventilhuset for klarhetenens skyld er utelatt.

Figur 4 er et annet aksialsnitt av skjæravstengerne i

deres utskjøvne stilling eller skjærestilling etter avskjæring av rørstrengen.

Figur 5 er et grunnriss av skjæravstengerne langs linjene 5-5 i figur 4, for å vise andre detaljer ved avskjæringen, idet ventilhuset og den øvre avskårne del av strengen er utelatt for klarhetens skyld. Figur 6 er et perspektivriss av den nedre skjærblad-avstengerenheten. Figur 7 er et perspektivriss av den øvre skjærblad-avstengerenheten.

Som vist i tegningene omfatter utblåsings-sikringsventilen 10 et ventilhus 12 med en sentral boring 14 som strekker seg vertikalt gjennom dette og avstenger-føringer 16 som er innrettet på linje og strekker seg utad gjennom ventilhuset 12 fra motsatte sider av boringen 14. I figur 1 er en produksjons-rørstreng 18 vist forløpende gjennom boringen 14 i dens normale stilling og med avstengerenheter 20 og 22 anordnet i deres tilbaketrukne stilling i føringene 16. Produksjonsrørstrengen 18 er understøttet under utblåsings-sikringsventilen 10 på vanlig måte, slik at når den avskjæres vil den ikke falle under sikringsventilen 10. En hensiktsmessig innretning 24 er anordnet for å bevege avstengerenhetene 20 og 22 innad og utad i deres respektive føring 16. En slik innretning (ikke vist i snitt) omfatter det vanlige avstengerstempel som er forbundet med sin avstenger ved hjelp av en forbindelsesstang 26.

Flenser 28 på forbindelsesstangens 26 ender griper inn i

slisser 30 i avstengerkropper 32 og 34 for å danne forbindelse mellom avstengerenhetene 20, 22 og deres bevegelsesinnretning 24. Sikringsventilen 10 omfatter skjæreorganer for avskjæring av røret 18, når dette er ønskelig, f.eks. når der oppstår en brønn-utblåsing. Avskjæringen av røret utgjør middelet for

kontroll av en brønn-utblåsing. Avstengerenheten 20 vist på høyre side av tegningene og avstengerenheten 22 vist på venstre side av tegningene omfatter begge et skjærblad. Et nedre skjærblad 36 er utformet i ett stykke med, eller (dersom det er ønskelig med herdete blad) er festet til forsiden av avstengerenhetens 22 kropp 32 og et øvre skjærblad 38 er en del av eller er festet til forsiden av avstengerenhetens 20 kropp 34.

I tillegg til skjærbladene 36 og 38 omfatter hver avstengerenhet 20 og 22 topptetninger 40 som er plassert i sporene 42 som strekker seg over toppen av avstengerkroppene 32 og 34 fra side til side og danner en fortsettelse av sidepakninger 44 og 46 på avstengerkroppene henholdsvis 32 og 34. Det nedre skjærblad 36 er utformet i ett stykke med avstengerkroppen 32, har en plan øvre flate 48 for avtetting, som forklart i det følgende, og har sidepakninger 44 som er festet til kroppen 32 ved hjelp av en pinneskrue e.l. (ikke vist) som er festet til sidepakningens 44 sidemetallparti 50 og strekker seg gjennom kroppen 32 og er festet til denne ved hjelp av mutter 52 (figur 6). Sidepakningene 44 som er plassert på hver side av kroppen

32, er like, men er speilbildet av hverandre. Hver sidepakning

44 omfatter en fjærende pakning 54 og et metallparti 50 som

strekker seg forover på hver side av kroppen 32 over flaten 48. Den fjærende pakning 54 strekker seg fra en stilling i inngrep med nedre ende av topptetningen 40 fremad til en stilling der den samvirker med og tetter med flatetetningen 66 som ligger an mot flaten 48 og kroppen 32. Metallpartier 50 på sidepakningene 54 danner stive sideutspring ved hver side av kroppen 32 som

samvirker med utsparinger 56 i kroppens 32 topparti for å danne en utsparing for å oppta det avskårne topparti av en streng som er blitt avskåret ved hjelp av avstengerne 20 og 22. Det nedre skjærblad 36 omfatter en skjæregg som virker som et gjennomtrengningsorgan. Slikt gjennomtrengningsorgan omfatter

fremadvendte utspring 58; som innledningsvis griper inn i strengen 18 som klart vist i figur 3. Ved å innbefatte slike gjennomtrengningsorganer i et av skjærbladene antar man at de krefter som er nødvendig for avskjæring av en streng minskes i forhold til de krefter som er nødvendig ved skjærblader av

kjent type. Avstengerkroppen 32 omfatter en nedre slamslisse

60 som strekker seg langs kroppens 32 underside for å danne en forbindelse til baksiden av avstengerenheten 20 for å utligne brønntrykket som virker på avstengerflaten når avstengerne tillukkes. Det øvre skjærblad 38 er utformet i ett stykke med avstengerkroppen 34 og har en konkav form på sin forside og en underliggende flate 62 som er plan og har et spor 64 som strekker seg helt over flaten 62. En tetningspakning 66 er plassert i spor 64. Sidepakninger 46 er anordnet på hver side av skjærbladet 38 og er festet til avstengerkroppen 34 ved hjelp av pinneskruer (ikke vist) som er festet til et metallparti 70 på sidepakningen 46 og strekker seg gjennom kroppen 34 med mutter 72 fastskrudd på enden av hver pinneskrue for å feste sidepakningene 46. Hver av sidepakningene 46 omfatter et metallparti 70 og en fjærende pakning 74 som er i inngrep med topptetningens 40 sidepartier. Sidepakningenes 44 og 46 fjærende partier samvirker med topptetningene 40 og tetnings-pakningen 66 for å danne en fullstendig tetning over boringen 14 når avstengerenhetene 20 og 22 er tilukket. Avstengerkroppen 34 under skjærbladet 38 har en konkav form og samvirker med sidepakningene 46 for å danne en konkav fordypning 78 i hvilken den nedre del av strengen 18 plasseres etter avskjæring. En slamslisse 80 strekker seg langs nedre del av avstengerkroppen 34 for å danne forbindelse med avstengerkroppens 34 bakside.

En åpning 82 er utformet ved fordypningens 78 sentrale parti

for å danne en strømningskanal gjennom hvilken fluider kan strømme etter lukking og avskjæring av strengen 18 for å lede brønn-kontrollfluider til strengens 18 indre.

Som vist i figur 2 og 3 skjer den innledende kontakt med røret 18 ved utspringene 58 og rørets 18 andre side danner inngrep med skjærbladets 38 konkave, sentrale fremre kant. Det skal bemerkes at skjærbladet 38 er utformet for å sentrere strengen 18 slik at ved videre bevegelse av avstengerenhetene innledes avskjæringen ved at utspringene 58 trenger gjennom strengen 18. En slik innledende gjennomtrengning antas å være grunnen til at den forbedrete anordning ifølge foreliggende oppfinnelse krever mindre kraft for avskjæring av et rør eller en rørstreng enn kjente anordninger.

Idet avstengerenhetene forsetter sin innadbevegelse, fullfører de avskjæringen av røret 18 og hele tiden under avskjæringen er rørsiden nærmest det øvre skjærblad 38 fullstendig oppstøttet og når avskjæringen er fullført, som vist i figur 4 og 5, blir den del av røret som fortsatt er i brønnen under det øvre skjærblad 38 ikke sammenklemt, men forblir åpen ved sin øvre ende som vist i figur 5. Dette muliggjør innføring av fluider for kontroll over en brønn-utblåsing i ringrommet rundt røret 18 under avstengerenhetene 20 og 22. Brønn-kontrollfluidet strømmer oppad i ringrommet ettersom det er normalt stengt av en passende pakning og kommer inn i åpningen 82 og inn strengens øvre ende for å strømme nedad til den produserende formasjon.

Det skal også bemerkes fra figur 5 at formen på avstengerenhetene tvinger den øvre ende av den nedre avskårne streng til å ha en form som passer for inngrep med et oppfiskingsverktøy av førnevnte type.

Man antar at den forbedring i kontrollen av den avskårne form på den avskårne strengens øvre del skyldes formen på skjærbladene og fordypningene som er utformet i avstengerkrop-penes indre forsider og sidepakningene. Disse utforminger danner en halvsirkelformet støtte for strengens side motsatt de nedre skjærblad-utspring, slik at den ikke deformeres på en måte som ville hindre fluidsirkulasjon etterat avskjæringen er fullført. Denne konstruksjon vil også bestemme formen på den avskårne streng for å holde den i boringen 14 og slik at den lett gripes av et verktøy etter at fluidkontroll av brønnen er oppnådd.

Claims (1)

1. Skjæreventil av avstengertypen for anvendelse som utblåsingssikring i en BOP-stabel på et brønnhode, omfattende et ventilhus (12) med en gjennomgående boring (14) og avstenger-føringer (16) som strekker seg sideveis fra motsatte sider av boringen (14), en avstengerenhet (20, 22) som omfatter en avstengerkropp (32, 34) beliggende i hver av føringene (16), og organer (24) for frem- og tilbakeføring av avstengerkroppene inn i og ut fra boringen (14) , idet hver avstengerkropp (32, 34) har et skjærblad (36, 38) i stilling slik at skjæreggen på bladet (36) til en avstengerkropp (32) passerer like under skjæreggen på bladet (38) til den andre avstengerkropp (34) for å avskjære en streng (18) som er beliggende i boringen (14) når avstengerenhetene (2 0, 22) beveges fremover mot hverandre i boringen (14), idet skjæreggen til det nedre og øvre skjærblad (36, 38) dannes av skjæringslinjen mellom en plan hhv overside og underside (62, 48) og en bakoverskrånende forside på hvert blad, tetningsorganer (40, 44, 46, 66) på hver av avstengerkroppene (32, 34) innbefattende en tetningsstrimmel (66) som er beliggende i et spor (64) som strekker seg tvers over det øvre skjærbladets (38) underside for å avtette mot det nedre skjærbladets (36) overside, karakterisert ved at det nedre skjærbladets (36) bakoverskrånende forside er utformet med en sentral, i tverrsnitt bueformet utsparing mellom to bakover-skrånende sidepartier, hvorved det nedre skjæreblads (36) skjæregg, i overgangen mellom den sentrale utsparing og de bakoverskrånende sidepartier danner utspring (58) for innledende inngrep med strengen (18) under avskjæring og for å gjennomtrenge strengen før ytterligere avskjæring av strengen hvorved skjærkreftene på strengen minskes, og at avstengerkroppen (34) med det øvre skjærblad (38) under dette er utformet med et konkavt parti (78) som sammen med det nedre skjærblads (36) sentrale utsparing virker til å forme den øvre ende av strengens (18) nedre avskårne parti slik at den er delvis åpen etter at det nedre skjærblad (36) er i tetnings-inngrep med det øvre skjærbladets (38) tetningsstrimmel (66) for derved å tillate strømning gjennom strengen og slik at strengens nedre avskårne endeparti kan gripes av et oppfiskings-verktøy av den type som går utenpå røret.