NO178644B - Kuleventil - Google Patents
Kuleventil Download PDFInfo
- Publication number
- NO178644B NO178644B NO914199A NO914199A NO178644B NO 178644 B NO178644 B NO 178644B NO 914199 A NO914199 A NO 914199A NO 914199 A NO914199 A NO 914199A NO 178644 B NO178644 B NO 178644B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- sleeve
- valve
- ball valve
- pin
- valve according
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 71
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 14
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 6
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 29
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 12
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000792 Monel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012956 testing procedure 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
- E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
- E21B23/004—Indexing systems for guiding relative movement between telescoping parts of downhole tools
- E21B23/006—"J-slot" systems, i.e. lug and slot indexing mechanisms
-
- 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
- E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
- E21B23/004—Indexing systems for guiding relative movement between telescoping parts of downhole tools
-
- 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
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0647—Spindles or actuating means
- F16K5/0652—Spindles or actuating means for remote operation
-
- 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
- E21B2200/04—Ball valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Check Valves (AREA)
- Safety Valves (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Mechanically-Actuated Valves (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår en kuleventil som angitt i innled-ningen i krav 1. Slike kuleventiler - spesielt de som benyttes i verktøy for testing av underjordiske brønner, spesielt olje-brønner - blir operert mot sterke motstandskrefter.
Både på sjø og land er det første trinn i produksjo-nen av en ny hydrokarbonbrønn - en oljebrønn - boring av selve brønnhullet gjennom de forskjellige formasjoner inne i jord-skorpen under boreriggen, etterfulgt av "foring" (innføring og sementering av rør som vil tjene til å understøtte og fore brønnhullet) og plassering i det nye borehull, ved den dybde som er interessant, av en anordning kjent som en pakning, som indre rør (med mindre diameter enn foringsrøret) kan festes til.
Det neste arbeid som utføres er normalt en type testprogram, for det formål å evaluere produksjonspotensialet for den valgte formasjon. Testprosedyren omfatter vanligvis måling av temperatur og trykk i borehullet, i både statisk og strømmende tilstand (sistnevnte når fluidum fra den relevante formasjon tillates å strømme inn i og opp gjennom brønnen), og den etterfølgende beregning av forskjellige brønnparametre. For å samle de nødvendige data senker man en teststreng ned i brønnen, dvs. en lengde med rør som inneholder de nødvendige verktøy for testing. Strømmen av fluidum fra den interessante formasjon og inn i brønnhullet, og dermed til testverktøyene, styres av en ventil kjent som en styringsventil under overflaten, og denne oppfinnelse omhandler ventiler som passer for dette formål samt deres operasjonsmekanismer.
Operasjonen av de forskjellige verktøy som er inklu-dert i teststrengen nede i borehullet kan utføres ved bruk av tre hovedtyper av mekanismer. Disse typer er de som aktiveres ved resiprokerende bevegelse av rørstrengen (det indre rør, av hvilket teststrengen utgjør en del), ved roterende bevegelse av rørstrengen, eller ved endringer i trykkforskjellen mellom røret og det ringformede rom som ligger rundt det i brønnen, heretter kalt "ringrommet". Teststrenger hvor verktøyet blir aktivert ved endringer i ringromtrykket er for tiden meget populære, og det er denne type aktiveringsmekanisme som skal
benyttes med ventilen ifølge oppfinnelsen.
En mekanisme av den type som virker på trykket i ringrommet krever anordning og vedlikehold av et fast referansetrykk inne i verktøyet. Dette, som brukes sammen med et regulerbart (og høyere) ringromtrykk, tillater etablering av den valgte trykkforskjell som er nødvendig for å styre operasjonen av de riktige komponenter i teststrengen. Oppnåelsen av et slikt fast referansetrykk er omhandlet i britisk patent-søknad nr. 89/07 098.1.
En vesentlig komponent i teststrengen er en ventil kjent som den underjordiske styringsventil. Denne utøver totalstyring av testprosedyren for å tillate strømmen av fluidum ut av formasjonen og inn i og opp gjennom brønnrøret til de forskjellige testverktøy. Tettheten til boreslammet i røret ovenfor denne ventil reguleres slik at dets hydrostatiske trykk ved formasjonsdybden er lavere enn i formasjonens fluidumtrykk. Når således ventilen åpnes, kan fluidum fra formasjonen entre brønnhullet gjennom perforeringer i forings-røret, og strømme inn i rørstrengen (og muligens til overflaten gjennom denne). Dette er i motsetning til situasjonen under boring, når boreslammet må utøve et hydrostatisk trykk som er større enn formasjonens fluidumtrykk for å hindre fluidum fra å slippe til overflaten.
Den underjordiske styringsventil er med fordel et eksempel på en type ventil kjent som en kuleventil. I prinsipp er en kuleventil en type ventil der ventillegemet, den del som fysisk hindrer eller tillater passering av et flytende mate-riale langs en passasje (for eksempel et rør), er formet som en kule med et gjennomgående hull, og er montert i passasjen for rotasjon mellom en posisjon der hullet er på linje med passasjen for å åpne ventilen og la fluidum strømme gjennom, og en annen posisjon der hullet ikke er slik innrettet, slik at ventilen stenges og hindrer gjennomstrømming av fluidum. Kulen kan være positivt drevet i begge retninger, slik at det er nødvendig å tilføre en aktiveringskraft på kulen for å åpne ventilen, og deretter å påføre en annen, og motsatt, aktive-ringskraf t for å stenge ventilen. Et alternativ er imidlertid å forspenne kulen i én retning, for eksempel med stengt ventil, slik at det bare er nødvendig å tilføre en positiv aktiveringskraft når kulen skal dreies i motsatt retning for å åpne ventilen, og slik at bare fjerning av denne kraft tillater forspenningen å returnere kulen til dens opprinnelige stilling (for dermed å stenge ventilen).
Den måte med hvilken kulen bringes til å rotere kan benytte hvilken som helst av flére forskjellige mekanismer, men en beleilig en benytter en pinne som stikker ut fra kulen ved en stilling som er atskilt fra rotasjonsaksen, slik at den virker som en sveiv, og en kraft som påtrykkes pinnen rundt pinnens og aksens felles plan vil rotere kulen.
Montering av kulen vil generelt være i form av en tettende seteanordning (slik at fluidum ikke lett kan passere rundt kuleventilen i dens uinnrettede stilling), og ofte vil kulen også bli positivt dreiet på en akselliknende del, slik at den roterer rundt en akse som er definert av disse deler. I noen situasjoner er det imidlertid mulig og/eller ønskelig å utelate dreieakselen, og å la kulen flyte, dvs. sitte løst inne i monteringen, bare holdt på plass ved setets og pas-sasjens sidevegger. Denne anordning kan virke godt, men kan gi problemer under visse omstendigheter. Mer spesielt, der hvor trykket av fluidet som virker på oppstrømssiden av kulen er meget høyt, kan friksjonskreftene som virker på kulen når den presses opp mot setet på nedstrømssiden, også være meget høye, de kan faktisk være så høye at det er nødvendig med påtrykking av ekstra sterke krefter for å rotere kulen til dens innret-tede stilling med åpen ventil. Det kan også være slik at de nødvendige rotasjonskrefter er høyere enn de som er tilgjengelige, bet er dette problem den foreliggende oppfinnelse dreier seg om.
Et typisk eksempel på den beskrevne kuleventil med "flytende kule" er den som vanligvis brukes i en underjordisk styringsventil for en oljebrønns teststreng. Denne ventil kan aktiveres på et antall måter, men fortrinnsvis benyttes en modifisert versjon av anordningen med den utstikkende pinne som nevnt ovenfor, hvor en fast pinne på en rørinnrettet aktiveringshyIse (eller "spindel") som er bevegelig frem og tilbake langs røret, går inn i et spor utenfor aksen på kulens sideflate, slik at bevegelse av hylsen gir, via pinnen, den nødvendige rettvinklede kraft, og således roterer kulen. Som nevnt ovenfor er operasjonen av de forskjellige komponenter i teststrengen påbegynt og drevet av det tilførte ringromtrykk.
En oljebrønn er imidlertid et prima eksempel på et miljø der fluidumtrykket på oppstrømssiden av ventilen kan være meget høyt. Hvis således (som vanligvis er tilfelle) kuleventilen er av typen "flytende kule" blir kulen (ventillegemet) presset hardt opp mot setet på nedstrømssiden, kanskje så hardt at friksjonskreftene er tilstrekkelige til å hindre at kulen roterer når åpningskraften påtrykkes. Hvis en slik situasjon faktisk oppstår i det tilfelle hvor ventilen er den underjordiske styringsventil for for eksempel en testrør-streng, kan den eneste muligheten være å fjerne teststrengen og skifte ut ventilen.
Dette er ekstremt tidkrevende, og så kostbart at oppfinnelsen søker å unngå problemet ved å gjøre det mulig å påtrykke en høyere aktiveringskraft på kulen, høy nok til å overvinne hvilke som helst tenkelig friksjonskrefter. Mer spesielt, foreslår oppfinnelsen at aktiveringskreftene påtrykkes ventilen via en kraftmultiplikator i form av en differensialgjenge, slik at den samme, forholdsvis lave aktiveringskraft, vil utsette kulen for en meget høyere kraft, og således åpne ventilen til tross for den friksjonskraft som induseres av fluidumtrykket.
I en anordning hvor ventilen er forspent i lukket tilstand (slik at den i tilfelle en ulykke skal være "feilsik-ker"), og blir operert ved tilføring til ringrommet av et trykk som er høyt i forhold til referansetrykket i verktøyet, dvs. et overtrykk i ringrommet, er det nødvendig å fortsette å påtrykke dette ringromtrykk for å holde ventilen åpen. Det kan imidlertid være ubeleilig å opprettholde dette trykk for lengre perioder. Ikke desto mindre kan brønnens testprosedyre kreve at den underjordiske styringsventil holdes åpen for slike lengre perioder, og det er klart at disse hensyn er gjensidig utelukkende. I prinsipp kan dette dilemma løses for en ventil som har en kule inne i et setet, og en tilhørende aktiveringshyIse som er forspent lukket, ved å anordne en låseanordning hvormed ventilaktiveringshylsen kan holdes i åpen tilstand selv om ringromtrykket fjernes. Imidlertid er det naturligvis nødvendig med en anordning for senere å utløse hylsen, for dermed å stenge ventilen. Den foreliggende oppfinnelse foreslår nettopp en slik løsning, hvor en første puls av ringromtrykk bevirker at ventilen åpnes, og siden, når trykket fjernes, blir låst i den åpne tilstand, mens en senere puls av ringromtrykk utløser ventilen og tillater at den stenges når pulsen er over.
I ett aspekt tilveiebringer derfor oppfinnelsen en kuleventil som angitt ovenfor som er kjennetegnet ved at den differensialgjengede kraftmultiplikator som er operativt forbundet med ventilen er av en form som omfatter: en første langstrakt transmisjonsdel som er drivbart forbundet med én ende på ventilaktiveringsdelen;
en andre langstrakt transmisjonsdel som er forbundet nær den frie ende på den første, hvor de to er innrettet for langsgående bevegelse, og deres nærliggende ender er utstyrt med minst én pinne som stikker ut i rett vinkel; og
en tredje langstrakt transmisjonsdel som er glidbart montert over de tilstøtende ender på de første to, og som har minst ett par av innvendige føringsspor i forskjellige vinkler, som de tilsvarende pinner virker sammen med hvor sporene er anbrakt ved siden av hverandre med mellomrom i en retning parallell med bevegelsen i lengderetning.
I et annet aspekt omfatter kuleventilen et apparat for å låse en langsgående bevegelig del, operativt forbundet med ventilaktiveringsdelen i ventilen, til en fast del (veggen i røret) for å oppheve en forspenning som stenger ventilen, og således tillate ventilen å holdes åpen i fravær av en positiv drivkraft hvor apparatet omfatter: to pinneliknende låseanordninger montert på den bevegelige del med langsgående atskilt og lateralt forskjøvet plassering, og
minst én dobbeltegget holdedel for låseanordningene, profilert med to sagtenner, montert på den faste del;
slik at, for to sekvensielle frem- og tilbakebevegelser av den bevegelige del, én låseanordning under bevegelse i én retning etter tur virker sammen med hver av sagtennene på én kant av profilen forårsaker en lateral forskyvning av holdedelen for å bringe den andre låseanordning i kontakt med hver av sagtennene på den andre side av profilen;
og at den sistnevnte låseanordning under returbevegel-sen virker sammen med sagtennene på den andre side for forårsake ytterligere lateral forskyvning og bringe den førstnevnte låseanordning i kontakt med den neste tilstøtende sagtann;
slik at den sistnevnte låseanordning, etter den første frem- og tilbakebevegelse, låser den bevegelige del til den faste del mot forspenningen, og etter den andre frem- og tilbakebevegelse, er den sistnevnte låseanordning klar av holdedelen, slik at den bevegelige del beveger seg med forspenningen.
I sitt første aspekt frembringer oppfinnelsen en kuleventil. Ventilen kan i teorien brukes i enhver situasjon hvor en konvensjonell flytende kuleventil hittil har vært brukt. Den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er imidlertid utviklet for bruk i et rør i en oljebrønn som en underjordisk styringsventil slik som beskrevet ovenfor, med hvilken brønntestingsprosedyren blir styrt. Det er derfor oppfinnelsen i denne sammenheng for det meste er beskrevet nedenfor.
Selve ventildelen, kulen, kan være generelt konvensjonell i form og konstruksjon. I tilfellet med den nevnte underjordiske styringsventil, er denne fortrinnsvis i form av en ICONEL-kule med diameter på omkring 10 cm, med en gjennomgående passasje på omkring 6 cm i diameter, og med flate, motsatte sider som utgjør bæreoverflater som lokaliserer kulen inne i den indre bredde av passasjen gjennom ventilen.
Kulen er huset inne i et sete nær rørets indre vegger (passasjen) som ventilen opererer i. Setet for ventilen ifølge oppfinnelsen er underlagt de samme kriterier som kjente ventiler, det må være ekstremt hardt for å minimalisere slitasje, og jevnt for å sikre en tettende og samtidig glidbar tilpasning med kulen. Setet har med fordel form av to generelt ringformede stykker av MONEL, satt inn i den indre vegg av røret.
Drivbart forbundet med kulen er det en aktiveringsdel som blir tilført en kraft for å operere ventilen. I den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er aktiveringsdelen en bevegelig hylse, bevegelig i lengderetningen i røret, av den type som beskrevet ovenfor, hvilken hylse har en utstikkende fast pinne som virker sammen med et spor, utenfor aksen, i kulens flate side at bevegelse av hylsen forårsaker at kulen roterer mellom den stilling hvor ventilen er åpen og den stilling hvor ventilen er stengt. De krefter som vil operere ventilen blir ikke påtrykt hylsen direkte, men via et flytende ringformet stempel som er festet til hylsen og tettet inne i passasjen som inneholder ventilen.
Som definert kunne kraftmultiplikatoren være en trio av plater, hvor to av platene er den første og andre transmisjonsdel, generelt i samme plan, mens den andre er den tredje transmisjonsdel som ligger på og i glidende kontakt med de første to. Det er imidlertid å foretrekke at hver av kraftmultiplika-torens transmisjonsdeler er en hylse (som i bruk ligger rundt røret som fører til ventilen), slik at multiplikatoren som helhet kan defineres som: en første indre hylse som er drivbart forbundet med én ende på ventilaktiveringsdelen;
en andre indre hylse som er montert nær den frie ende på den første, hvor hylsene er koaksialt innrettet for aksial bevegelse,, og deres nærliggende ender er hver forsynt med minst én pinne som stikker ut utvendig derfra og vinkelrett derpå, og
en ytre hylse som er roterbart og glidbart montert rundt de indre hylsers nærliggende ender, og som har minst ett par innvendige føringsspor ved siden av hverandre i forskjellige vinkler med mellomrom i en retning parallelt med aksen;
hvor hver pinne på de indre hylser virker sammen med et tilsvarende spor i den ytre hylse.
Den første indre hylse i kraftmultiplikatoren har en langstrakt og i hovedsak sylindrisk form. Dens spesielle form og dimensjoner vil naturligvis avhenge av størrelsen og anvendelsen for den tilhørende kuleventil. I den underjordiske styringsventil for en teststreng for en brønn, er hylsen fortrinnsvis omkring 9 cm lang, med 1 cm tykke vegger og en innvendig diameter som er sammenliknbar med dimensjonene til kulen, således omkring 8 cm. Hylsen er med fordel festet til ventilåpningsdelen med en enkel skruegjenge på den innvendige overflate.
Den andre indre hylse vil i alminnelighet være av liknende form og dimensjoner som den første, slik at de to hylser kan monteres ende mot ende og danne en kontinuerlig hylse når de berører hverandre, over hvilken den ytre hylse er montert (som beskrevet i mer detalj nedenfor). Hver hylse kan gjennomgå en begrenset aksial bevegelse med en lengde som er bestemt av formen på det relevante føringsspor i den ytre hylse.
Hver indre hylse har, nær den ende som tilstøter den andre hylse, minst én pinne som stikker ut, utvendig og usym-metrisk, fra hylsen. Det er fortrinnsvis fire slike pinner, atskilt med jevne mellomrom rundt hylsen og montert inne i hylsens vegg. Man vil forstå at størrelsen og den detaljerte beskaffenhet av pinnene må være slik at de er kompatible med føringssporene i den ytre hylse, som pinnene er i kontakt med under bruk.
Kraftmultiplikatoren har en tredje, ytre hylse. Denne hylse er også med fordel i form av en langstrakt sylinder, og med en tykkelse og lengde som er sammenliknbar med én av de indre hylser. Den indre diameter til den ytre hylse er så vidt stor nok til at den kan monteres roterbart og glidbart rundt de tilstøtende ender på de to indre hylser.
Den ytre hylse har minst' ett par forskjelligvinklede føringsspor, som pinnene på de indre hylser virker sammen med. Fortrinnsvis er det således fire slike par, hvor ett spor fra hvert par er forbundet med en pinne fra den første indre hylse, og det andre spor er forbundet med en pinne fra den andre hylse. De to spor i paret eller hvert par er atskilt langs lengden til den ytre hylse, slik at pinnene i bruk alltid hviler i tilsvarende stillinger langs føringssporene. Den ytre hylse kan for eksempel bli fullt rotert i klokkeret-ningen for å bevirke at hver pinne ligger nær den tilsvarende "klokkeretnings"-ende på det tilsvarende spor.
Den relative plassering av de to spor (med unntak av deres laterale atskillelse) er ikke kritisk, og skjønt sporene kan være ved siden av hverandre, dvs. likt plassert rundt en linje som er parallell med hylsens akse, kan de alternativt være forskjøvet, dvs. ulikt plassert rundt en slik linje. I tilfellet med en hylse som har mer enn ett par føringsspor, vil det første alternativ i alminnelighet være det gunstigste.
Forutsatt at føringssporene har tilstrekkelig dybde til å motta og holde pinnene, kan de . være forholdsvis grunne i sammenlikning med hylsens veggtykkelse, og kan bare danne kanaler i innsiden av veggen. I den foretrukne utførelse av den underjordiske styringsventil, går imidlertid sporene helt gjennom den forholdsvis tynnveggede hylse. Dette gjør det mulig å sette pinnene inn gjennom sporene etter at den ytre hylse er plassert over de to indre hylser.
De to sporene i paret eller hvert par er i forskjellige vinkler i forhold til et plan i rett vinkel med hylsens akse. Føringssporet mot den ende av hylsen som i brukt ligger nærmest kuleventilen er i en forholdsvis liten (grunn) vinkel med denne, mens det andre føringsspor er i en større (brattere) vinkel. Det er denne forskjell i vinkel som produserer differensialgjengeeffekten for kraftmultiplikatoren, som skal beskrives nærmere nedenfor. Kort beskrevet, sporet med den brattere vinkel tillater langsgående (aksial) bevegelse av den tilhørende pinne gjennom en forholdsvis stor avstand, mens det andre sporet med grunnere vinkel tillater kortere bevegelse. Forholdet mellom disse avstandene tilsvarer det inverse av den kraftmultiplikasjonseffekt som produseres med anordningen. Beleilige forhold i området 2:1 til 5:1, og et forhold på 4:1 er spesielt foretrukket. Den andre innvendige hylse kan således bevege seg for eksempel 24 mm (dette er nevnt som en praktisk avstand), mens den første indre hylse bare vil bevege seg 6 mm. Som følge av kraftmultiplikasjonseffekten, vil den påtrykte kraft samtidig ha økt med en faktor på fire.
En kraftmultiplikator av den nevnte type virker helt tilfredsstillende hvis hvert føringsspor er utformet med sine lengste sider parallelle. I én foretrukket utførelse av oppfinnelsen blir imidlertid ventilen operert ikke bare i forbindelse med en kraftmultiplikator, men også med en låseanordning som tillater at ventilen opereres med sekvensiell pulsing, i steden for kontinuerlig påtrykking av trykk. I et slikt tilfelle, som diskutert senere i denne sammenheng, kan de brattere føringsspor med hensikt utformes slik at sidene ikke er parallelle.
Før åpning av kuleventilen er de tilstøtende ender på de to indre hylser i kraftmultiplikatoren i kontakt med hverandre, og den ytre hylse er plassert slik at pinnene på de indre hylser hviler på den ende av føringssporene som ligger nærmest kuleventilen (denne situasjon er illustrert på fig. 2 og 4). Når ventilen skal åpnes, tilføres en kraft til den andre indre hylse, som bevirker aksial bevegelse av denne i ventilens oppstrømsretning. Når hylsen beveger seg, slik at dens pinne beveger seg tilsvarende i sporet i den ytre hylse, bevirker den at den ytre hylse roterer (som følge av at sporet er vinklet). Denne rotasjonsbevegelse bevirker langsgående (aksial) bevegelse av den første indre hylse gjennom samarbeid med parets andre føringsspor, med pinnen på den første indre hylse. De forskjellige vinkler i de to føringsspor gir imidlertid effekt av en differensialgjenge, slik at den aksiale avstand som den første indre hylse beveger seg er mindre enn den avstand den andre hylse beveger seg. Følgelig, på samme måte som en vektstang tillater en liten kraft som utøves over en større avstand å generere en større kraft som utøves over en mindre avstand, vil den kraft som den første hylse over-fører til ventilaktiveringsdelen være større enn den som opprinnelig påtrykkes den andre hylse (kraften virker nå imidlertid over en tilsvarende kortere avstand).
Som nevnt ovenfor er det foretrukne bevegelsesforhold 4:1. Dette sikrer at det genereres en kraft som er tilstrekkelig stor til å overvinne friksjonskrefter som forårsakes ved at kulen blir presset mot setet på ventilens nedstrømsside, og således at ventilen lett kan åpnes. Å rotere kulen til sin helt åpne stilling, hvor det gjennomgående hull er rett på linje med røret, kan imidlertid kreve ytterligere bevegelse av ventilens aktiveringsdel enn de 6 mm som blir produsert ved kraftmultiplikatoren opp til dette punkt. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er det derfor en annen fase av bevegelse av den indre hylse i kraftmultiplikatoren under hvilken begge hylsene beveger seg i samme avstand. Under denne fase er det ingen multiplikasjon av den påtrykte kraft. Dette spiller imidlertid ingen rolle, siden ventilkulen allerede er løsnet, og nå vil fortsette å bevege seg fritt under påvirk-ning av en forholdsvis liten aktiveringskraft. Kraften blir på dette punkt med fordel overført gjennom multiplikatoren ved hjelp av et uavhengig ledd, eller kile, mellom de to hylser, som vil hjelpe til å redusere belastningen på pinnene, som skal forklares nedenfor.
Man vil forstå, at under en kraftmultiplikasjonssek-vens som beskrevet ovenfor, blir belastningen båret og over-ført inne i kraftmultiplikatoren av pinnene. Skjønt det teore-tisk ville være mulig å konstruere en multiplikator med pinner som er tilstrekkelig sterke til å bære denne belastning til alle tider, ville en slik konstruksjon uten tvil gjøre multiplikatoren temmelig kostbar. Et foretrukket alternativ er i praksis å benytte én eller flere belastningsbærende kiler som avlaster pinnene. Den foretrukne utførelse av oppfinnelsen benytter fire slike kiler for å danne en broforbindelse mellom de to indre hylser. Relativ langsgående bevegelse av de to hylser under kraftmultiplikasjon er tillatt ved en bred kanal i den ytre overflate på den andre innvendige hylse, som kilen kan bevege seg over under langsgående bevegelse av den andre indre hylse. Denne kanal eller dette spor, tillater de to indre hylser å bevege seg langsgående i forhold til hverandre når de relevante pinner beveger hylsen differensielt. Deretter, når den tilgjengelige differensialbevegelse er over og hylsene entrer fasen med 1:1 bevegelse som beskrevet ovenfor, vil kilen bære belastningen.
I sitt andre aspekt frembringer oppfinnelsen et apparat for å låse en langsgående bevegelig del til en fast del, mot forspenningsindusert relativ bevegelse i én slik retning. Den primært tiltenkte bruk for dette apparat er å gjøre det mulig å åpne den underjordiske styringsventil for en oljebrønns teststreng ved å tilføre en første puls av høyt trykk til ringrommet, og holde ventilen åpen etter avslutnin-gen av denne puls, for så å stenge ventilen etter en annen puls av ringromtrykk. I den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er det derfor den langsgående bevegelige del operativt forbundet til ventilaktiveringsdelen på en underjordisk styringsventil som den som er beskrevet ovenfor, og låseapparatet ifølge oppfinnelsen låser den bevegelige del til en fast del
(brønnrøret) for å oppheve en stengningsforspenning, og således tillate ventilen å holdes åpen i fravær av en positiv drivkraft.
I den ovennevnte foretrukne utførelse av oppfinnelsen, har den langsgående bevegelige del form av en langstrakt sylinder eller hylse kjent som den indre indekshylse. Denne hylse er beleilig omkring 9 cm lang og 10 cm i diameter. Den er plassert i rørveggen oppstrøms fra den underjordiske styringsventil inne i et ringformet stempel som er montert over og rundt den. Stempelet har to ender, av hvilke den ene er drivbart forbundet med ventilaktiveringsdelen, og den andre til den komponent (vanligvis en fjær) som gir forspenning til ventilen. Det må forstås, at i en spesielt foretrukket ut-førelse, er den indre indekshylse forbundet med ventilaktiveringsdelen via en kraftmultiplikator. Den faste del som den bevegelige del er låst til, kan med fordel være en del av den nærliggende rørvegg i strengen.
Den langsgående bevegelige del er påmontert to pinneliknende låseanordninger eller "indekspinner". Disse pinner er mest beleilig utformet separat fra den bevegelige del, og siden festet til denne på en passende måte (fortrinnsvis ved å presses inn i en tilsvarende åpning i den bevegelige del). Form, langsgående atskillelse og lateral forskyvning av pinnene må tillate at de i bruk virker sammen med profilen til holdedelen. Som det kanskje kan ses best på fig. 6 på tegnin-gen, definerer legemet av hver pinne et punkt som stikker ut i lengderetningen, hvilket punkt passer mellom sagtennene i holdedelens profil. Disse fremspring er lateralt forskjøvet slik at én eller annen av dem alltid er i kontakt med, og kan virke sammen med, den sagtannformede pinneholdedel. I tillegg har legemet til én pinne, den som ligger nærmest ventilen, en lateralt fremspringende stoppehake som i bruk begrenser pinnens langsgående bevegelse i forhold til holdedelen, mens den andre pinne har en liknende, men langsgående, fremspringende stoppehake som begrenser dens laterale bevegelse.
Apparatet ifølge oppfinnelsen har minst én dobbeltegget pinneholdedel med profil som to sagtenner. Hvis det er bare én slik del må apparatet anordnes slik at det kan til-bakestilles etter hver fullført låsing/utløsningsoperasjon for å bringe én av pinnene tilbake til sin opprinnelige stilling i kontakt med profilen. Det foretrekkesderfor at der hvor den faste delen er sylinderformet (for eksempel en del av røret) er det en rekke holdedeler anordnet rundt den faste del slik at pinnene virker sammen med hver etter tur, og således beveger seg kontinuerlig rundt sylinderen. I den foretrukne ut-førelse av oppfinnelsen er det seksten holdedeler. De er bekvemt i form av relieffstøpninger i overflaten til den faste del, dvs. på den innvendige rørvegg, lateralt atskilt og langsgående på linje, og hver stikker inn i et ringformet rom i rørveggen.
Holdedelen eller holdedelene har en dobbeltegget profil med to sagtenner. Delens form er tilnærmet formen av en likesidet trekant med et spisst innsnitt i hver av de like sider.
Vellykket funksjonering av låseanordningen ifølge oppfinnelsen krever at det er en liten grad av bevegelse i den bevegelige del med forspenning etter slutten på den første (ventil-åpning) trykkpuls. Dette sikrer at indekspinnen blir riktig ført inn i holdedelen, og dermed låser den bevegelige del og hindrer ytterligere, uønsket bevegelse av denne. I det tilfelle hvor den bevegelige del er operativt forbundet med ventilaktiveringsdelen i en underjordisk styringsventil, vil imidlertid en slik bevegelse i det minste delvis ha en tendens til å stenge ventilen. Denne uønskede stengningseffekt er behendig unngått for ventiler med tilhørende kraftmultiplikator av den beskrevne type, ved velgjennomtenkt planlegging av formen til føringssporene i multiplikatorens ytre hylse (som nevnt tidligere).
Enhver bevegelse av den andre indre hylse i kraftmultiplikatoren (forårsaket ved langsgående bevegelse inne i låseapparatet) blir normalt overført, via bevegelse av den indre hylses pinner inne i deres føringsspor, til den første indre hylse og deretter til ventilaktiveringsdelen. Ved å konstruere det brattere spor med én side "bøyd", buet utover, slik at den ikke lenger er parallell med den andre side, kan det tillates noe fri bevegelse av den andre hylse i én retning, som ikke har noen rotasjonseffekt på den ytre hylse og som således ikke bevirker at den første hylse beveger seg. Mer spesielt kan dette oppnås ved å tillate at pinnen som befinner seg inne i sporet, beveger seg aksialt ved den første del av sin bevegelse i retningen mot kuleventilen, som den ville hvis
den ikke ble ført av sporet. Resten av pinnens bevegelse 5 bevirker at den ytre hylsen roterer (som før) slik at ventilaktiveringsdelen, etter den andre trykkpuls, når låsen blir utløst, blir drevet av den første hylse til å stenge ventilen.
Oppfinnelsen omfatter naturligvis bruk av et slikt låseapparat til å holde en kuleventil, spesielt en underjordisk styringsventil som passer for bruk i en oljebrønn, i åpen tilstand mot en stengningsforspenning.
Materialene som benyttes i konstruksjonen av de forskjellige komponenter som er beskrevet ovenfor, kan være hvilke som helst av de som normalt brukes i teknikken på ■liknende konstruksjoner. For eksempel kan røret i verktøyet være av standard bløtt stål, og de to ventildrevene kan være av hvilket som helst passende ikke-korroderende mate-riale .
En utførelse av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives, bare som en illustrasjon, og under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser et forenklet tverrsnitt av en oljebrønn til sjøs, med en teststreng som omfatter en ventil ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et tverrsnitt av en underjordisk styringsventil ifølge oppfinnelsen i lukket stilling (på fig. 2 og 3 hører A- og B-delene av figurene sammen, idet den venstre side på sistnevnte er forbundet med høyre side på førstnevnte), fig. 3 er lik fig. 2, men viser ventilen i åpen tilstand, fig. 4 er et perspektivriss av et delvis utsnitt fra en kraftmultiplikator i likhet med den som benyttes i ventilen på fig. 2, fig. 5 viser bevegelsessekvensen for komponentene i kraftmultiplikatoren i ventilen på fig. 2 og 3 under dens operasjon, fig. 6 viser et delvis utsnitt fra låseapparatet i ventilen på fig. 2, og fig. 7 viser bevegelsessekvensen under operasjon av låseapparatet på fig. 6.
Fig. 1 viser en flytende borerigg 101 (ikke vist i detalj), fra hvilken det er boret en oljebrønn generelt 102 med et brønnhull 103 ned i et steinområde som utgjør formasjon 109 av interesse. Nær toppen på brønnhullet 103 er det plassert en utblåsingssikring BOP, 104 (ikke vist i detalj), som er forbundet med boreriggen 101 ved et stigerør 105. I brønnhul-let 103 er det sementert et grunt foringsrør 106 og et dypt foringsrør 107; hvor den nedre ende på sistnevnte har et flertall perforeringer 108 som gir forbindelse mellom brønn-hullet 103 og oljeformasjonen 109.
På plass i borehullet 103 er det en teststreng 110 bestående av et rør 113 som ender i et sett testverktøy (se nedenfor). Strengen 110 er satt med sin nedre ende inn i en pakning 111, og en forseglingshylse 112 forsegler pakningen 111 til teststrengen 110, og isolerer således røret 113 fra ringrommet 114.
Ovenfor forseglingshylsen 112 er det en instrument-bærer 115 som inneholder elektroniske og mekaniske måleinnret-ninger (ikke vist) som samler trykk- og temperaturdata i borehullet under testsekvensen. Ovenfor instrumentbæreren 115 er det et referanseverktøy med konstant trykk, og den underjordiske styringsventil 118. En sirkuleringshylse 119 tillater fjerning av eventuelt formasjonsfluidum som måtte finnes i teststrengen 110 før den trekkes ut av brønnhullet 103. På toppen av teststrengen er det undersjøisk test-tre 120 som tjener både som en primær sikkerhetsventil og som en under-støttelse for resten av teststrengen 110.
Kulen i den underjordiske styringsventil på fig. 2 og 3 er plassert inne i teststrengrøret 2, huset mellom to ringformede seteseksjoner av metall 4, 26. En pinne 25 stikker ut fra en sylinderformet aktiveringsspindel 24, som er innrettet med røret, og inn i et spor 25a i overflaten på kulen 14. En passasje 14a strekker seg gjennom kulen. Aktiveringsspindelen 24 er skrudd inn i den øvre indre hylse 29 av en differensialgjenget kraftmultiplikator (en anordning av en liknende, men noe enklere type er vist i et perspektivriss på fig. 4). Denne hylse er festet ved hjelp av en pinne 19 til den ytre hylse 16, til hvilken er festet med en pinne 21 (ikke vist på fig. 2 og 3), den tilhørende indre hylse 15. De to hylser 15 og 20 er videre forbundet ved en innfelt kile 17. Relativ langsgående (aksial) bevegelse av disse to hylser er tillatt ved en kanal 23 i den nedre indre hylse 15, som kilen 17 kan bevege seg på tvers av.
Bevegelsessekvensen for de to indre hylser og kilen under åpning og stengning av ventilen, er vist på fig. 5, sammen med de tilsvarende bevegelser av pinnene 19, 21 inne i de ytre føringsspor på hylsen 18, 22. Som best kan ses på fig.
6, er det inne i rørveggen nær den ende som er lengst fra
5 ventilen, på den nedre indre hylse 15, et ringformet stempel 7 som er montert over og rundt en langstrakt indre indekshylse 11 bestående av den langsgående bevegelige del av et låseapparat ifølge oppfinnelsen. Fra den indre overflate på hylsen
stikker det ut to indekspinner 12, 13, som virker sammen med profilene til en rekke holdedeler som 10 (hvorav bare én er vist på fig. 2 og 3). Disse holdedeler er hevede seksjoner av en innvendig overflate i teststrengrøret 2. Stempelet 7 er festet med sin ytre ende på en fjær 5 som er plassert i et ringformet rom 8 inne i rørveggene, hvilken fjær frembringer en forspenning for å stenge ventilen.
Når ventilen er lukket, er den først i den tilstand som er vist på fig. 2. For å åpne den, tilføres en puls med høyt trykk til ringrommet. Dette trykk blir overført til et kammer med hydraulisk fluidum (oppbevart i en annen del av teststrengen, ikke vist), og deretter, gjennom de to strøm-ningsbanene 32, 34, til de øvrige ender på henholdsvis ventilaktiveringsspindelen 24 og stempelet 7. Dette skaper en trykkforskjell over stempelet 7 (som på den nedre ende blir påvir-ket bare av et internt hydrostatisk referansetrykk), som bevirker at stempelet 7 beveger seg nedover (til venstre som sett på figuren, bort fra ventilen), og presser sammen fjæren 5. Bevegelsen av stempelet beveger i tillegg hylsen 11, og påvirker pinnen 12 til å innkoples med profilen til holdedelen 10, og beveger den nedre indre hylse 15 av kraftmultiplikatoren en avstand på 25 mm. Når hylsen 15 beveger seg, vil pinnen 21 på denne (ikke vist på fig. 2 og 3) virke sammen med det ytre føringsspor 22 (ikke vist på fig. 2 og 3), for å bevirke rotasjon av den ytre hylse 16. Dette vil i sin ' tur forårsake at den øvre innvendige hylse 20 beveger seg 6,5 mm (dette tilsvarer Diagram 2 på fig. 5). Denne bevegelse blir overført til ventilaktiveringsspindelen 24, som således bevirker at kulen 14 roterer og at ventilen begynner å åpne seg. Senere vandrer begge hylsene ytterligere 25 mm, under en annen fase av bevegelsen, for å fullføre åpningen av ventilen
(se Diagram 3 på fig- 5).
Så snart ventilen har åpnet seg, ender trykkpulsen.
Trykket i det hydrauliske fluidum går nå tilbake til det hydrostatiske trykk, og fjæren 5 vil ha en tendens til å tvinge stempelet 7 tilbake mot ventilen. Indekspinnen 13 er imidlertid nå i kontakt med profilen på den andre side av holdedelen 10, og virker sammen med denne til å låse den indre indekshylse 11 (og således stempelet 7) på plass, og dermed hindre at forspenningen stenger ventilen. Under den lille (20 mm) baklengs låsebevegelse av pinnen 13, er det en tilsvarende bevegelse av den nedre indre hylse 15. I utførelsen på fig. 2 og 3 blir imidlertid ikke denne bevegelse overført til den øvre indre hylse 20, siden føringssporet 22 er formet slik at det tillater 20 mm fri aksial bevegelse i denne retning. Pinnen 21 beveger seg bare til sentrum av sporet 22 uten å bevirke rotasjon av den ytre hylse 16, kilen 17 beveger seg tvers over kanalen 23, og ventilen står helt åpen (Diagram 4 på fig. 5). Kraftmultiplikatoren på fig. 4 har ikke et spor 22a med denne form, så i denne sistnevnte anordning vil en bevegelse av den nedre indre hylse 15 som beskrevet, bevirke noen grad av stengning av ventilen.
Tilstanden til komponentene i den underjordiske styringsventil når den er åpen er illustrert på fig. 3.
For å stenge ventilen tilføres en annen puls av ringromtrykk. Dette bevirker en nedadgående bevegelse av stempelet 7 på samme måte som før, og løser ut pinnen 13 fra holdedelen 10. Den nedre indre hylse 15 blir brakt til å bevege seg tilbake til sin "helt utstrakte" stilling, og dens pinne 21 går tilbake til enden på føringssporet 22 uten rotasjonsbevegelse av den ytre hylse 16 eller den indre hylse 20 (situasjonen går således tilbake til den som er vist i Diagram 3 på fig. 5). Ventilen er fremdeles helt åpen ved dette trinn. For å stenge den fjernes det tilførte trykk. Trykket i den hydrauliske væske i strømningsbanen 34 går tilbake til det hydrostatiske trykk, og fjæren 5 tvinger stempelet 7 oppover. Pinnene 12 og 13 går tilbake til sine opprinnelige stillinger. Den nedre indre hylse 15 og den øvre indre hylse 20 i kraftmultiplikatoren er nå berøring med hverandre, og en 25 mm bevegelse av førstnevnte (bevirket av stempelet 7) forårsaker en lik bevegelse av sistnevnte, med kilen 17 satt mot toppen på kanalen 23. Den ytre hylse beveger seg med den indre hylse uten å rotere (Diagram 5 på fig. 5). Etter denne bevegelse på 25 mm har imidlertid den ytre hylse gått tilbake til sin opprinnelige stilling i forhold til de faste rørvegger, ved hvilket punkt ytterligere langsgående bevegelse er fysisk forhindret av den utadrettede leppe 16a som kommer opp mot trinnet 34a på linje med utgangen av strømningsbanen 34 inne i rørveggen. De indre hylser, derimot, må bevege seg ytterligere 6,5 mm for å komme tilbake til sin opprinnelige tilstand med ventilen stengt. For å oppnå dette vandrer pinnene 19, 21 inne i føringssporene 18, 22. I tilfellet med sistnevnte (det bratte spor), går pinnen fra midtstillingen til enden, mens i tilfellet med førstnevnte (det grunne spor), går pinnen hele lengden. Under denne endelige 6,5 mm langsgående bevegelse av de indre hylser 15, 20, blir den ytre hylse 16 tvunget til å rotere. Hylsenes endelige tilstand (Diagram 6 på fig. 5) er derfor den samme som deres opprinnelige stilling i Diagram 1).
Fig. 6 viser i perspektiv pinnene 12 og 13, samt rekken av profilerte holdedeler som 10. Den gjensidige påvirk-ning av disse delene under trykkpulsene er vist i sekvensen på fig. 7.
Den første trykkpuls bevirker langsgående bevegelse av pinnene 12 og 13 på den indre indekshylse 11, som allerede beskrevet ovenfor. Dette bringer den spisse del av pinnen 12 i kontakt med en tann på én side av profilen, og de to virker sammen for å bevirke lateral forskyvning av holdedelen 10 (fig. 7, posisjonene 2 og 3). Når denne puls ender, begynner den indre indekshylse 11 å returnere til sin opprinnelige stilling. Pinnen 13 er imidlertid nå brakt i kontakt med den andre side på profilen, og låser hylsen 11 mot rørveggen, slik at den hindrer ytterligere langsgående bevegelse (posisjon 5 på fig. 7).
Når ventilen skal stenges, vil den andre trykkpuls bevirke at pinnen 13 blir skjøvet fri fra profilen, mens pinnen 12 igjen virker sammen med denne for å oppnå ytterligere lateral forskyvning av holdedelen 10 (posisjon 6). Når trykket endelig kommer tilbake til det hydrostatiske trykk i omgivelsene, blir pinnen 13 igjen brakt i kontakt med profilen, og bevirker en siste lateral forskyvning av holdedelen, hvilken forskyvning til slutt bringer begge pinnene til en tilstand i likhet med den som er vist i deres opprinnelige stilling 1, men nå i forhold til den neste nærliggende profilerte holdedel i serien.
Claims (17)
1. Kuleventil av den type som har en flytende kule (14) inne i et sete (4, 26) og en tilhørende aktiveringsdel (24) som er drivbart forbundet med kulen, og på hvilken det utøves en kraft for å drive kulen mellom stillingen med åpen ventil og stillingen med stengt ventil, og hvor aktiveringsdelen (24) er forbundet med en differensialgjenget kraftmultiplikator (15, 16, 20) mot hvilken aktiveringskraften blir utøvet, KARAKTERISERT VED at den differensialgjengede kraftmultiplikator (15, 16, 20) som er operativt forbundet med ventilen er av en form som omfatter: en første langstrakt transmisjonsdel (20) som er drivbart forbundet med én ende på ventilaktiveringsdelen (24); en andre langstrakt transmisjonsdel (15) som er forbundet nær den frie ende på den første, hvor de to er innrettet for langsgående bevegelse, og deres nærliggende ender er utstyrt med minst én pinne (19, 21) som stikker ut i rett vinkel; og en tredje langstrakt transmisjonsdel (16) som er glidbart montert over de tilstøtende ender på de første to, og som har minst ett par av innvendige føringsspor (18, 22) i forskjellige vinkler, som de tilsvarende pinner virker sammen med hvor sporene er anbrakt ved siden av hverandre med mellomrom i en retning parallell med bevegelsen i lengderetning.
2. Kuleventil ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at hver av kraftmultiplikat<p>rens transmisjonsdeler (15, 16, 20) er en hylse (som i bruk ligger rundt røret som fører til ventilen), slik at multiplikatoren som helhet kan defineres som: en første indre hylse (20) som er drivbart forbundet med én ende på ventilaktiveringsdelen (24); en andre indre hylse (15) som er montert nær den frie ende på den første, hvor hylsene er koaksialt innrettet for aksial bevegelse, og deres nærliggende ender er hver utstyrt med minst én pinne som (19, 21) stikker ut utvendig derfra og vinkelrett derpå,og en ytre hylse (16) som er roterbart og glidbart montert rundt de indre hylsers nærliggende ender, og som har minst ett par innvendige føringsspor (18, 22) ved siden av hverandre i forskjellige vinkler med mellomrom i en retning parallell med aksen; hvor hver pinne (19, 21) på de indre hylser virker sammen med et tilsvarende spor i den ytre hylse (18, 22).
3. Kuleventil ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at hver indre hylse (15, 20) har, nær den ende som tilstøter den andre hylse, fire pinner (19, 21) som stikker ut utvendig fra hylsene og vinkelrett derpå, hvor pinnene er atskilt med like intervaller rundt hylsen og montert i hylsens vegg.
4. Kuleventil ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at den ytre hylse (16) har fire par føringsspor (18, 22) med forskjellige vinkler, som pinnene (19, 21) på de indre hylser virker sammen med, hvor ett spor (18) fra hvert par er forbundet med en pinne (19) fra den første indre hylse (20), og det andre spor (22) er forbundet med en pinne (21) fra den andre hylse (15).
5. Kuleventil ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at de to spor (18, 22) i hvert par av spor er ved siden av hverandre.
6. Kuleventil ifølge ett av kravene 1-5, KARAKTERISERT VED at sporene (22) i den differensialgjengede kraftmulti-plikators tredje transmisjonsdel (16) strekker seg helt gjennom delen.
7. Kuleventil ifølge ett av kravene 1-6, KARAKTERISERT VED at det brattere føringsspor (22) i hvert par i den. tredje transmisjonsdel (16) er utformet slik at sidene ikke er parallelle.
8. Kuleventil ifølge ett av kravene 1-7, KARAKTERISERT VED at den differensialgjengede kraftmultiplikator (15, 16, 20) tillater en annen fase av bevegelse av den første og andre transmisjonsdel (20, 15) under hvilken begge beveger seg den samme avstand, slik at det under denne fase ikke er noen multiplikasjon av den påtrykte kraft.
9. Kuleventil ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at kraften under denne andre fase blir overført gjennom multiplikatoren ved hjelp av et uavhengig ledd eller en kile (17) mellom de to transmisjonsdeler.
10. Kuleventil ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at relativ langsgående bevegelse av de to transmisjonsdeler (15, 20)
under kraftmultiplisering er tillatt av en bred kanal (23) i den ytre overflate på den andre del (15), som kilen (17) kan bevege seg over under langsgående bevegelse av den andre del.
11. Kuleventil ifølge krav 9 eller 10, KARAKTERISERT VED at det er fire slike kiler (17) for å danne et broledd mellom de to transmisjonsdeler (15, 20).
12. Kuleventil ifølge ett av kravene 1-11, KARAKTERISERT VED at den omftter et apparat for å låse en langsgående bevegelig del (11), operativt forbundet med ventilaktiveringsdelen (24) i ventilen (14), til en fast del (veggen i røret) for å oppheve en forspenning som stenger ventilen, og således tillate ventilen å holdes åpen i fravær av en positiv drivkraft hvor apparatet omfatter: to pinneliknende låseanordninger (12, 13), montert på den bevegelige del (11) med langsgående atskilt og lateralt forskjøvet plassering, og minst én dobbeltegget holdedel (10) for låseanordningene, profilert med to sagtenner, montert på den faste del (2) ; slik at, for to sekvensielle frem- og tilbakebevegelser av den bevegelige del (11), én låseanordning (12, 13) under bevegelse i én retning etter tur virker sammen med hver av sagtennene på én kant av profilen forårsaker en lateral forskyvning av holdedelen (10) for å bringe den andre låseanordning i kontakt med hver av sagtennene på den andre side av profilen; og at den sistnevnte låseanordning under returbeve-gelsen virker sammen med sagtennene på den andre side for å forårsake ytterligere lateral forskyvning og bringe den først-nevnte låseanordning i kontakt med den neste tilstøtende sagtann; slik at den sistnevnte låseanordning, etter den første frem- og tilbakebevegelse, låser den bevegelige del (11) til den faste del (2) mot forspenningen, og etter den andre frem- og tilbakebevegelse, er den sistnevnte låseanordning klar av holdedelen, slik at den bevegelige del beveger seg med forspenningen.
L3.
Kuleventil ifølge krav 12, KARAKTERISERT VED at den Langsgående bevegelige del (11) er i form av en langstrakt sylinder eller hylse (den indre indekshylse) som er plassert i rørveggen oppstrøms fra den underjordiske styringsventil, inne i et ringformet stempel (7) som er montert over og rundt den, og ved at én av stempelets to ender er drivbart forbundet med ventilaktiveringsdelen (24), og den andre er forbundet med den komponent (5) som frembringer ventilens forspenning.
14. Kuleventil ifølge krav 12 eller 13, KARAKTERISERT VED at den langsgående bevegelige dels to pinneliknende låseanordninger (indekspinner) (12, 13) hver har en slik form, langsgående mellomrom og lateral forskyvning at de under bruk kan virke sammen med profilen til holdedelen, og ved at legemet til hver pinne definerer en spiss som stikker ut i lengderetningen, hvilken spiss passer mellom sagtennene i holdedelens (10) profil.
15. Kuleventil ifølge krav 14, KARAKTERISERT VED at legemet til én pinne (13) har en lateralt utstikkende stoppehake som i bruk begrenser denne pinnens longitudinale bevegelse i forhold til holdedelen, mens legemet til den andre pinne (12) har en liknende, men langsgående utstikkende slik stoppehake som begrenser dens laterale bevegelse.
16. Kuleventil ifølge ett av kravene 12 - 15, KARAKTERISERT VED at den faste del (2) er sylinderformet, og ved at det er en rekke holdedeler (10) i lik avstand rundt den faste del slik at pinnene (12, 13) virker sammen med hver etter tur, og således beveger seg kontinuerlig rundt sylinderen.
17. Kuleventil ifølge krav 16, KARAKTERISERT VED at holdedelene (10) er i form av relieffstøpninger på overflaten til den faste del (2), lateralt atskilt og langsgående på linje, og ved at hver stikker inn i et ringformet rom.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8909903A GB2231069B (en) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | Valves |
PCT/GB1990/000571 WO1990013764A2 (en) | 1989-04-28 | 1990-04-17 | Ball valve actuating member with force multiplier |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO914199D0 NO914199D0 (no) | 1991-10-25 |
NO914199L NO914199L (no) | 1991-11-21 |
NO178644B true NO178644B (no) | 1996-01-22 |
NO178644C NO178644C (no) | 1996-05-02 |
Family
ID=10655987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO914199A NO178644C (no) | 1989-04-28 | 1991-10-25 | Kuleventil |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5222559A (no) |
EP (1) | EP0470972B1 (no) |
CA (1) | CA2053919C (no) |
DK (1) | DK0470972T3 (no) |
GB (2) | GB2231069B (no) |
NO (1) | NO178644C (no) |
WO (1) | WO1990013764A2 (no) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9021488D0 (en) * | 1990-10-03 | 1990-11-14 | Exploration & Prod Serv | Drill test tools |
US5813460A (en) * | 1996-06-03 | 1998-09-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Formation evaluation tool and method for use of the same |
US5901796A (en) * | 1997-02-03 | 1999-05-11 | Specialty Tools Limited | Circulating sub apparatus |
US6148919A (en) * | 1998-04-24 | 2000-11-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus having a releasable lock |
GB0021740D0 (en) * | 2000-09-05 | 2000-10-18 | Millennia Engineering Ltd | Downhole control tool |
US6779560B1 (en) | 2002-10-24 | 2004-08-24 | Vitrom Manufacturing Consultants | Multiport valve |
US7866402B2 (en) * | 2007-10-11 | 2011-01-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Circulation control valve and associated method |
US9371918B2 (en) * | 2011-09-30 | 2016-06-21 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Ball valve float equipment |
US9593547B2 (en) | 2013-07-30 | 2017-03-14 | National Oilwell DHT, L.P. | Downhole shock assembly and method of using same |
NO343519B1 (en) * | 2017-02-23 | 2019-04-01 | Toolserv As | Indexing tool for a wellbore string |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3685790A (en) * | 1971-04-30 | 1972-08-22 | Maxon Corp | Valve actuating mechanism |
US3837403A (en) * | 1972-01-03 | 1974-09-24 | Hydril Co | Alternating valve method and apparatus |
GB1410102A (en) * | 1972-04-13 | 1975-10-15 | Baker Oil Tools Inc | Subsurface safety valve |
US3827494A (en) * | 1972-11-03 | 1974-08-06 | Baker Oil Tools Inc | Anti-friction ball valve operating means |
US4071088A (en) * | 1975-01-20 | 1978-01-31 | Hydril Company | Retrievable safety valve |
US3915228A (en) * | 1975-01-27 | 1975-10-28 | Bernhardt F Giebeler | Well bore test and safety valve structure |
US4265141A (en) * | 1976-12-27 | 1981-05-05 | International Telephone And Telegraph Corporation | Mechanical force multiplier |
US4105075A (en) * | 1977-07-21 | 1978-08-08 | Baker International Corporation | Test valve having automatic bypass for formation pressure |
US4113012A (en) * | 1977-10-27 | 1978-09-12 | Halliburton Company | Reclosable circulation valve for use in oil well testing |
US4252188A (en) * | 1979-07-23 | 1981-02-24 | Otis Engineering Corporation | Actuator |
US4355685A (en) * | 1980-05-22 | 1982-10-26 | Halliburton Services | Ball operated J-slot |
US4377179A (en) * | 1980-10-28 | 1983-03-22 | Bernhardt & Frederick Co., Inc. | Pressure balanced ball valve device |
US4344179A (en) * | 1980-11-07 | 1982-08-10 | Motorola Inc. | Clock synchronizer and data detector |
US4403659A (en) * | 1981-04-13 | 1983-09-13 | Schlumberger Technology Corporation | Pressure controlled reversing valve |
US4415037A (en) * | 1981-08-07 | 1983-11-15 | Baker International Corporation | Ball valve loading apparatus |
US4655288A (en) * | 1985-07-03 | 1987-04-07 | Halliburton Company | Lost-motion valve actuator |
DE3534235A1 (de) * | 1985-09-26 | 1987-03-26 | Mannesmann & Ibs Nagel Manibs | Absperrhahn mit insbesondere kugelfoermigem hahnkueken |
FR2588915B1 (fr) * | 1985-10-18 | 1988-03-18 | Flopetrol | Outil d'obturation de la colonne de production d'un puits |
US4650001A (en) * | 1985-11-12 | 1987-03-17 | Halliburton Company | Assembly for reducing the force applied to a slot and lug guide |
US4736798A (en) * | 1986-05-16 | 1988-04-12 | Halliburton Company | Rapid cycle annulus pressure responsive tester valve |
US4986357A (en) * | 1990-04-09 | 1991-01-22 | Pringle Ronald E | Well tool having a variable area hydraulic actuator |
-
1989
- 1989-04-28 GB GB8909903A patent/GB2231069B/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-04-17 WO PCT/GB1990/000571 patent/WO1990013764A2/en active IP Right Grant
- 1990-04-17 US US07/768,855 patent/US5222559A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-17 EP EP90906284A patent/EP0470972B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-17 DK DK90906284.6T patent/DK0470972T3/da active
- 1990-04-17 CA CA002053919A patent/CA2053919C/en not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-10-25 NO NO914199A patent/NO178644C/no not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-05-29 GB GB9211403A patent/GB2256663B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2053919A1 (en) | 1990-10-29 |
US5222559A (en) | 1993-06-29 |
GB8909903D0 (en) | 1989-06-14 |
NO914199D0 (no) | 1991-10-25 |
WO1990013764A2 (en) | 1990-11-15 |
EP0470972A1 (en) | 1992-02-19 |
GB2256663A (en) | 1992-12-16 |
CA2053919C (en) | 2001-02-20 |
GB2231069B (en) | 1993-03-03 |
GB2256663B (en) | 1993-03-03 |
NO178644C (no) | 1996-05-02 |
WO1990013764A3 (en) | 1990-12-13 |
GB2231069A (en) | 1990-11-07 |
GB9211403D0 (en) | 1992-07-15 |
DK0470972T3 (da) | 1995-05-29 |
EP0470972B1 (en) | 1994-12-14 |
NO914199L (no) | 1991-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4063593A (en) | Full-opening annulus pressure operated sampler valve with reverse circulation valve | |
US3930540A (en) | Wellbore circulating valve | |
US3870101A (en) | Removable subsea production test valve assembly | |
US4058165A (en) | Wellbore circulating valve | |
NO156182B (no) | Anordning ved sirkulasjonsventil i oljebroenner. | |
NO324703B1 (no) | Anordning ved sementeringsventil | |
NO316329B1 (no) | Fluidpåfyllingsanordning for br degree nnfôringsr degree r, samt tilh degree rende fremgangsmåte | |
US20020121373A1 (en) | System for pressure testing tubing | |
NO20034106L (no) | Bronnhullsverktoy | |
NO762446L (no) | ||
NO780516L (no) | Stengeventil for proeving av en oljebroenn | |
NO327136B1 (no) | Glidende muffeventil med flere posisjoner | |
NO316184B1 (no) | Fremgangsmåte for styring av operasjonen av en styrt anordning innen en brönnboring samt et strömningsstyringsapparat | |
NO321323B1 (no) | Anordning for styring av stromning i et bronnhull | |
NO178644B (no) | Kuleventil | |
NO144228B (no) | Apparat for undersoekelse av produksjonsevnen av oljebaerende formasjoner. | |
NO317479B1 (no) | Isolasjonsventil | |
NZ208835A (en) | Well annulus pressure change operated valve:relief valve on actuating piston pressure delay side actuated by actuating piston | |
RU2536887C2 (ru) | Устройство для управляемого текучей средой клапана и способ управления клапаном | |
NO300391B1 (no) | Anordning for betjening av nedhullsutstyr i en boret brönn som har minst en sone som avviker sterkt fra vertikal retning | |
NO174753B (no) | Ventil for et perforerings-, test- og proevetakingsverktoey | |
BR112015012052B1 (pt) | Válvula de segurança de subsuperfície e conjunto de pistão configurados para serem dispostos num furo de poço | |
EP2412917A1 (en) | Hydraulic bi-directional rotary isolation valve | |
NO302253B1 (no) | Trykkavlastningsapparat for bruk i en brönns teströrstreng | |
US3850242A (en) | Subsurface safety valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |
Free format text: LAPSED IN OCTOBER 2003 |