NO20141131A1 - DLC-belagt portventil i petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon - Google Patents

DLC-belagt portventil i petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon Download PDF

Info

Publication number
NO20141131A1
NO20141131A1 NO20141131A NO20141131A NO20141131A1 NO 20141131 A1 NO20141131 A1 NO 20141131A1 NO 20141131 A NO20141131 A NO 20141131A NO 20141131 A NO20141131 A NO 20141131A NO 20141131 A1 NO20141131 A1 NO 20141131A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
dlc
valve
coating
hydrogen
gate valve
Prior art date
Application number
NO20141131A
Other languages
English (en)
Inventor
Henrik Dishington Haldorsen
Dag Twist
Original Assignee
Aker Solutions As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=49083025&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO20141131(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Aker Solutions As filed Critical Aker Solutions As
Publication of NO20141131A1 publication Critical patent/NO20141131A1/no

Links

Classifications

    • 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
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/0263—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor using particular material or covering means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0605—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/042—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material including a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxides, ZrO2, rare earth oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/046—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material with at least one amorphous inorganic material layer, e.g. DLC, a-C:H, a-C:Me, the layer being doped or not
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/02—Valve arrangements for boreholes or wells in well heads
    • E21B34/04—Valve arrangements for boreholes or wells in well heads in underwater well heads
    • 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
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/0227—Packings
    • F16K3/0236—Packings the packing being of a non-resilient material, e.g. ceramic, metal
    • 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
    • Y10T137/6851—With casing, support, protector or static constructional installations
    • Y10T137/7036—Jacketed

Description

DLC-BELAGT PORTVENTIL I PETROLEUMSPRODUKSJON ELLER
VANNINJEKSJON
Oppfinnelsens område
Den foreliggende oppfinnelse angår portventiler. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen portventiler brukt i petroleumsproduksjonssystemer slik som juletrær forbundet med petroleumsproduksjonsbrønner og vanninjeksjonsbrønner.
Bakgrunn for oppfinnelsen og kjent teknikk
Portventiler brukt til å styre petroleumsproduksjon arbeider ved høyt trykk og høy temperatur. Brønnens shut-in trykk kan overstige 103,5 MPa, kontakttrykket mellom ventildeler er enda høyere, mens temperaturen kan overstige 177°C. Ved drift kan ventilen være i én posisjon i lange perioder, slik som i åpen posisjon for petroleumsproduksjon. Ifølge standarder, slik som Norsok, skal ventilens funksjon testes periodisk, slik som hver tredje måned.
Uheldigvis har ventilene et innebygget friksjonsproblem. Nærmere bestemt har ventildelene en tendens til å klebe, vedhefte og kaldsveises til hverandre, hvilket fører til høy friksjon. Dette kalles også stick-slipping og riving (galling). For å overvinne friksjonsproblemene, må aktivatorene, navlestrengene og annet tilknyttet utstyr, i tillegg til ventilen selv eller deler av den, være opptil flere ganger større, sterkere eller dyrere enn nødvendig sammenlignet med friksjonsnivået på sitt laveste.
En tilnærming som har vært i bruk i noen tid for å overvinne problemene, er å påføre belegg på tettende flater i ventilen. Nærmere bestemt brukes belegg av wolframkarbid. I dag er belegg av wolframkarbid på overflater utsatt for glidning en industristandard for portventiler til styring av petroleumsproduksjon, særlig undervanns styringsventiler for petroleumsproduksjon. Til tross for wolframkarbidbelegget, er vedheft mellom ventildeler fortsatt et alvorlig problem. Effekten av vedhefts- eller friksjonsproblemet er ikke bare forhøyet friksjon, men også stick-slipping eller ujevn bevegelse av ventilporten ved drift i forhold til en glatt, jevn, kontinuerlig bevegelse.
Friksjonstester viser at friksjonsproblemet skulle ha blitt løst med beleggene i henhold til industristandarden. Imidlertid viser praktisk erfaring at friksjonen øker til et forhøyet nivå over tid, fra et lavere startnivå for friksjonen, hvilket er svært overraskende i lys av friksjons-testresultatene. Selv om man har møtt friksjonsproblemet i mange år, har det ennå ikke vært mulig å avhjelpe.
US 20070163655 Al beskriver en portventil til bruk med brønnfluider, hvor flatene ment å gli mot hverandre er belagt med en hard karbidflate og et topplag av diamantlignende karbon (DLC - diamond like carbon). Dette dokumentet beskriver ikke utførelsesformer hvor ventilen brukes på undervanns produksjonsutstyr. Dokumentet nevner heller ikke viktigheten av hydrogen i DLC.
US 2004118455 Al beskriver også en ventil hvor karbid og DLC brukes på glideflatene.
Luoa, S.Y. m fl: "A study of the water behaviour of diamond like carbon films under the dry reciprocating slidin contact", Wear, 2001, vol. 249, sidene 800-807, beskriver at friksjonskoeffisienten mellom flater behandlet med DL C og andre flater reduseres når flatene har gjennomgått et visst antall glidesykluser.
Oppfinnerne har undersøkt problemet grundig for å finne ytterligere detaljer ved problemet, inkludert når problemet inntreffer, og om mulig å finne en løsning på problemet. Nærmere bestemt har oppfinnerne funnet at større flater noen ganger synes å oppføre seg svært forskjellig med hensyn til friksjon enn mindre prøver typisk brukt til testing, selv om flatene og beleggene er identiske, inntreffer noen ganger et storskalaproblem. Nærmere bestemt har oppfinnerne funnet at et alvorlig friksjonsproblem kan opptre i en fullskala virkelig portventil selv om testing på mindre prøver ikke indikerer noe problem. Dette er overraskende, siden testprosedyrene er blitt bestemt av eksperter på området. Videre er ventilfluid uten oljeinnhold, slik som tørr gass eller vann uten olje, generelt funnet å forsterke problemet, hvilket fører til økt friksjon over tid. Endelig synes det som høypolerte flater øker problemet med hensyn til den uventede sideeffekten og den uventede fluidtypeeffekten.
Når friksjonsproblemet inntreffer, vil det generelt øke med tiden eller arbeidssykluser i en virkelig fullskala portventil. Problemet er ennå ikke kvantifisert i større detalj, og mekanismene som fører til problemet er enda ikke forstått i større detalj. Men i tillegg til det ovennevnte, er det funnet at problemene generelt øker med økende friksjonsnivå, økende glidedistanse, økende kontakttrykk, økende temperatur og, spesielt, problemene øker med tiden eller antall arbeidssykluser. Den dominerende friksjonsmodusen er sannsynligvis en tørr eller blandet friksjonstype. Problemet er funnet å være svært relevant for portventiler, spesielt undervanns portventiler, antakelig på grunn av store tettende flater, høye trykk og lang glidedistanse.
Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å redusere eller eliminere friksjonsproblemet drøftet ovenfor.
Disse formålene oppnås med en portventil ifølge krav 1, en fremgangsmåte for idriftsettelse eller operasjon av en portventil ifølge krav 5, og anvendelse av et topplag av diamantlignende karbon (DLC) ifølge krav 8. Ytterligere foretrukne utførelsesformer fremgår av de uselvstendige patentkravene.
Oppsummering av oppfinnelsen
For dette formålet frembringer oppfinnelsen en portventil for styring av petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon, kjennetegnet ved at minst én flate utsatt for glidning ved drift av ventilen omfatter et topplagsbelegg av diamantlignende karbon (DLC).
Oppfinnelsens løsning løser eller avhjelper de ovennevnte problemene. Dette er svært overraskende, siden fagkyndige med alminnelig fagkunnskap ikke ville ha spesielle ledetråder med hensyn til når problemene oppstår eller hvordan de løses, siden testprosedyrer som bruker mindre prøver ikke fremviser problemet eller peker mot en løsning.
Ventilen kan omfatte flere flater med topplagsbelegg av DLC, slik som overflatene av en ventilsetering på hver side av et portelement for glidende virkemåte, samt porten. Ventilen kan omfatte andre belegg på andre steder eller som underlag av belegg under et topplag med DLC-belegg. Ventilen kan omfatte et DLC topplagsbelegg på én eller begge motstående flater utsatt for glidning, fortrinnsvis én flate, da dette gir tiltrekkelig teknisk effekt av belegget som det fremgår av fullskalatester. Fortrinnsvis er minst én av de følgende flatene utsatt for glidning belagt: seteflatene mot porten og portflatene mot setet. Imidlertid kan hvilke som helst ytterligere metallobjektflater utsatt for bevegelse, samt statiske flater, belegges med et topplagsbelegg av DLC. DLC-belegg består av en blanding av sp3 og sp2 bindinger, og det kan også inneholde andre grunnstoffer som metall eller hydrogen. DLC-belegg med flest sp3-bindinger, typisk 75% sp3 og over, kalles tetrahedrisk amorft karbon (ta-C). DLC-belegg med en blanding av sp3- og sp2 -bindinger kalles amorft karbon (a-C). Hvis hydrogen blandes inn i dette belegget, kalt hydrogenert amorft karbon (a-C:H). Hvis hydrogen blandes inn i ta-C, kalles det hydrogenert tetrahedrisk amorft karbon (ta-C:H).
Fullskalatesting har avslørt at typen av DLC-belegg er kritisk. Ventilen er testet for å simulere realistiske forhold. Dette inkluderer drift av ventilen både ved forhyede temperaturer og med både gass og fluid som trykkmedium i ventilen. Typiske differansetrykk i ventilen under drift er 69MPa, men kunne være opptil 138 MPa. En typisk gass brukt til testing er nitrogen.
I nitrogen eller andre tørre inertgasser fant oppfinnerne at DLC med hydrogen har en klar fordel fremfor DLC-belegg uten hydrogen, spesielt a-C:H DLC med hydrogeninnhold på 17 atom-% eller mer.
I en foretrukket utførelsesform påføres DLC-belegget på toppen av et karbidbelegg eller et kromnitridbelegg. DLC-belegget er fortrinnsvis påført med PVD (physical vapour deposition), PACVD (plasma assisted chemical vapour deposition) eller CVD (chemical vapour deposition); alternativt kan det brukes andre påføringsprosesser kjent på området for DLC-beleggspåføring, direkte på metallobj ekter eller på underbelegg. Det finnes flere leverandører som kan påføre DLC-belegg, slik som Oerlikon Balzer i Lichtenstein og DIARC i Finland.
Oppfinnelsen frembringer anvendelse av et topplagsbelegg av diamantlignende karbon (DLC) på minst én flate utsatt for glidning ved drift av en portventil for styring av petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon. Bruken er fortrinnsvis som undervanns portventil i et juletre (ventiltre) for petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon, for å belegge minst én av alle glidende og tettende flater som ligger an mot hverandre.
Figurer
Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i den følgende detaljerte beskrivelsen med henvisning til tegningene, hvor:
Figur 1 illustrerer en utførelsesform av en portventil ifølge oppfinnelsen, med overflater belagt med DLC; Figur 2 illustrerer det underliggende problemet for oppfinnelsen; Figur 3 illustrerer det underliggende problemet for og den tekniske effekten av oppfinnelsen; Figur 4 illustrerer friksjonskoeffisienten (COF) som funksjon av antall sykluser for forskjellige DLC-belegg, ved romtemperatur og vann som trykkmedium; og Figur 5 illustrerer COF som funksjon av antall sykluser for forskjellige DLC-belegg, ved høyere temperatur og nitrogen som trykkmedium.
Detaljert beskrivelse
Det vises til figur 1, som illustrerer portventil 1 ifølge oppfinnelsen i henholdsvis åpen og lukket stilling. Ventilen omfatter et ventilhus 2, en port 3 og to ventilseter 4 og 5, der ventilsetene er anbrakt på hver sin side av porten 3 inne i ventilhuset. Ventilhuset, setene og porten omfatter en strømningsboring 6, porten er forbundet med en aktivator 7, aktivatoren kan forskyve porten slik at strømningsboringen er åpen eller lukket. Som den fagkyndige enkelt innser, illustreres en typisk portventil. Av hensyn til klarhet, er kun ett av de identiske henvisningstallene for ventildelene vist for illustrasjonene i åpen og lukket stilling. Fortrinnsvis er minst én av de følgende flatene utsatt for glidning belagt: seteoverflatene 8 og 9 som vender mot porten, og portflatene 10 og 11 som vender mot setet. Imidlertid kan hvilke som helst ytterligere metallobjektflater utsatt for bevegelse, samt statiske flater, belegges med et topplagsbelegg av DLC. Mest foretrukket omfatter minst én av alle metallobjekters tetningsflater som er i kontakt med hverandre et topplagsbelegg av DLC. I en foretrukket utførelsesform omfatter setene et topplagsbelegg av DLC både på flatene som vender mot porten og de motsatte flatene bort fra porten,
Det vises til figur 2, som illustrerer friksjonskoeffisienten COF mot testsykluser for lineær glidningsdistanse ved et kontakttrykk på 210MPa ved omgivelsestemperatur i testrommet og ingen smøring. Testen er en småskala laboratorietest. Dataene er for prøver med wolframkarbidbelegg mot wolframkarbidbelegg samt DLC topplagsbelegg mot wolframkarbidbelegg. Wolframkarbidbeleggene var identiske, og i samsvar med industristandard for portventiler for et produksjonstre eller et injeksjonstre. Av kurvene fremgår at prøvedataene ligner, men prøvene med ett testobjekt med et DLC topplagsbelegg hadde lavere friksjon, ved omkring 50% sammenlignet med wolframkarbid mot wolframkarbid. Kurvene øker lett og med en lignende eller tilnærmet identisk rate. Dataene gir ingen indikasjon til en fagkyndig med alminnelig fagkunnskap om at et topplagsbelegg av DLC for en fullskala, virkelig portventil vil gi et dramatisk forskjellig resultat.
Det vises til figur 3, som illustrerer resultatene fra en fullskala portventiltest uten smøring og vann ved 69 MPa som ventilens trykkmedium, hvilket fører til et kontakttrykk mellom glideflatene på 210 MPa. Wolframkarbid- mot wolframkarbidbelegg førte til en startfriksjon omkring tre ganger høyere enn med et topplagsbelegg ifølge oppfinnelsen, hvilket er overraskende utfra den mindre differansen i friksjon fra friksjonsprøvetestene. Den store forskjellen er imidlertid at ventilen med toppbelegg av DLC har en friksjonskoeffisient COF under 0,1 etter mer enn 500 åpne-lukke-sykluser, mens portventilen ifølge industristandard med wolframkarbid- mot wolframkarbidbelegg ble stoppet etter bare 7 åpne-lukke-sykluser grunnet raskt stigende COF slik det fremgår av kurvene. Oppfinnelsen frembringer en portventil med et permanent, svært lav friksjonsnivå sammenlignet med ventiler ifølge industristandard, også etter noen tids bruk, uten alvorlige problemer med rent vann eller tørr gass tjeneste.
Det vises til figur 4, som illustrerer resultatene fra tre fullskala portventiltester uten smøring og vann ved 69 MPa som ventilens trykkmedium, hvilket fører til et kontakttrykk mellom glideflatene på 210 MPa. Figuren viser resultatene for ett belegg uten hydrogen og to belegg med hydrogen ifølge oppfinnelsen som glir mot en wolframkarbidport. Alle disse beleggene har en lav stabil friksjon sammenlignet med wolframkarbid- mot wolframkarbidløsningen i figur 3.
Det vises til figur 5, som illustrerer resultatene fra tre fullskala portventiltester uten smøring, temperatur forhøyet til 135 °C og nitrogengass ved 69 MPa som ventilens trykkmedium, hvilket fører til et kontakttrykk mellom glideflatene på 210 MPa. I disse testene har de forskjellige DLC-belagte setene glidd mot en wolframkarbidbelagt port. I dette miljøet gir det hydrogenerte DLC-belegget overraskende bedre resultater enn ikke-hydrogenert DLC. Etter 15 sykluser ble testen med ikke-hydrogenert DLC avsluttet på grunn av høy friksjon. DLC- testen med 17 atom-% hydrogen ble stoppet etter 28 sykluser, og hadde fortsatt en COF 40% lavere enn ikke-hydrogenert DLC.
Ventilen ifølge oppfinnelsen kan omfatte ethvert trekk som beskrevet eller vist her, i enhver operativ kombinasjon, og enhver slik operativ kombinasjon er en utførelsesform av oppfinnelsen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan omfatte ethvert trekk eller trinn som beskrevet eller vist her, i enhver operativ kombinasjon, og enhver slik operativ kombinasjon er en utførelsesform av oppfinnelsen. Anvendelsen ifølge oppfinnelsen kan omfatte ethvert trekk eller trinn som beskrevet eller vist her, i enhver operativ kombinasjon, og enhver slik operativ kombinasjon er en utførelsesform av oppfinnelsen.

Claims (11)

1. Portventil for styring av petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon, der minst én flate utsatt for gliding ved drift av ventilen omfatter et topplagsbelegg av diamantlignende karbon (DLC), der DLC-belegget omfatter sp3-bindinger eller en kombinasjon av sp2- og sp3-bindinger,karakterisert vedat DLC-belegget inneholder hydrogen.
2. Ventil ifølge krav 1, karakterisert vedat DLC-belegget omfatter mer enn 16 atom-% hydrogen, fortrinnsvis 17 atom-% hydrogen eller mer.
3. Ventil ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat ventilen er en portventil til et undervannsjuletre for petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon.
4. Ventil ifølge ett av de foregående krav, karakterisert vedat belegget påføres oppå et karbidbelegg eller et kromnitridbelegg.
5. Fremgangsmåte for idriftklargjøring eller operasjon av en portventil ifølge et av kravene 1-4,karakterisert vedat under idriftklargjøring eller sammenstilling, blir den minst ene flaten med et DLC topplagsbelegg utsatt for glidning ved drift av ventilen, operert eller behandlet til et punkt over en topp av høy innledende friksjon ifølge en kurve over friksjonskoeffisient mot glidedistanse eller lukke-åpnesykluser i drift.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert vedat idriftklargj øringen av ventilen omfatter å utføre åpne-lukkesykluser.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert vedat idriftklargjøringen av ventilen omfatter polering av ventildeler før sammenstilling.
8. Anvendelse av et topplag av diamantlignede karbon (DLC) omfattende hydrogen, foretrukket med mer enn 16 atom-% hydrogen og mest foretrukket mer enn 17 atom-% hydrogen, på minst én flate utsatt for glidning ved operasjon av en portventil for styring av petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon.
9. Anvendelse ifølge krav 8 for en portventil i et juletre til undervanns petroleumsproduksjon eller undervanns vanninjeksjon, for å belegge minst én av de tilstøtende glidende og tettende flatene.
10. Anvendelse av et DLC ifølge krav 8, hvor DLCet har en a-C:H-struktur.
11. Anvendelse av et DLC ifølge krav 8, hvor DLCet har en ta-C:H-struktur.
NO20141131A 2012-02-28 2014-09-18 DLC-belagt portventil i petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon NO20141131A1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20120218 2012-02-28
PCT/NO2013/050041 WO2013129939A1 (en) 2012-02-28 2013-02-28 Dlc-coated gate valve in petroleum production or water injection

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20141131A1 true NO20141131A1 (no) 2014-11-25

Family

ID=49083025

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO13754516A NO2820167T3 (no) 2012-02-28 2013-02-28
NO20141131A NO20141131A1 (no) 2012-02-28 2014-09-18 DLC-belagt portventil i petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO13754516A NO2820167T3 (no) 2012-02-28 2013-02-28

Country Status (9)

Country Link
US (2) US9791051B2 (no)
EP (2) EP2820167B1 (no)
CN (1) CN104254637A (no)
AU (1) AU2013226635B2 (no)
DK (1) DK2820167T3 (no)
GB (1) GB2514305B (no)
NO (2) NO2820167T3 (no)
SG (1) SG11201405208TA (no)
WO (1) WO2013129939A1 (no)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150353856A1 (en) * 2014-06-04 2015-12-10 Ardy S. Kleyman Fluid tight low friction coating systems for dynamically engaging load bearing surfaces
EP4166830A1 (de) * 2017-02-23 2023-04-19 Allfi Ag Abdichtsystem einer einrichtung zum durchlassen eines mediums insbesondere im hochdruckbereich
RU2020108294A (ru) 2017-08-04 2021-09-07 Эрликон Серфис Сольюшнс Аг, Пфеффикон Компонент трубопроводной арматуры с коррозионно-стойким покрытием поверхностей скольжения
CN113365766B (zh) 2018-12-19 2024-04-05 欧瑞康美科（美国）公司 用于闸阀、球阀、阀杆和阀座的高温低摩擦无钴涂覆系统
BR102019004737A2 (pt) 2019-03-11 2020-10-06 Fmc Technologies Do Brasil Ltda Material compósito com camada difundida revestida
CA3144671A1 (en) 2019-06-28 2020-12-30 Schlumberger Canada Limited Adjustable erosion resistant choke valve
KR20210104971A (ko) * 2020-02-18 2021-08-26 두산인프라코어 주식회사 파일럿 포펫형 릴리프 밸브

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1004206A (en) 1911-07-06 1911-09-26 Jacob And Josef Kohn Inc Chair.
US4440381A (en) * 1981-09-08 1984-04-03 Tipton Jr Robert G Gate valve
US4625942A (en) * 1982-01-27 1986-12-02 Nl Industries, Inc. Valve assembly, seat and seal
US4471943A (en) * 1982-01-27 1984-09-18 Nl Industries, Inc. Valve assembly and seat
US4568062A (en) * 1983-03-07 1986-02-04 Fmc Corporation Fire-resistant gate valve
US5098737A (en) 1988-04-18 1992-03-24 Board Of Regents The University Of Texas System Amorphic diamond material produced by laser plasma deposition
US4987007A (en) 1988-04-18 1991-01-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for producing a layer of material from a laser ion source
US4911410A (en) * 1989-07-21 1990-03-27 Cameron Iron Works Usa, Inc. Shearing gate valve
GB9401909D0 (en) * 1994-02-01 1994-03-30 Sensor Dynamics Ltd Protection of oil and gas production equipment
US5803431A (en) * 1995-08-31 1998-09-08 Cooper Cameron Corporation Shearing gate valve
US6904935B2 (en) 2002-12-18 2005-06-14 Masco Corporation Of Indiana Valve component with multiple surface layers
US8146889B2 (en) 2004-08-27 2012-04-03 Vetco Gray Inc. Low friction coatings for dynamically engaging load bearing surfaces
JP2006138404A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Kobe Steel Ltd 水系環境下での耐摩耗性に優れた摺動部材
JP2008263126A (ja) 2007-04-13 2008-10-30 Oki Data Corp 半導体装置、該半導体装置の製造方法、ｌｅｄヘッド、及び画像形成装置
SG189721A1 (en) 2007-06-11 2013-05-31 Cameron Int Corp Gate-coating process
KR100887851B1 (ko) * 2008-07-18 2009-03-09 현대자동차주식회사 밸브리프터 및 그 표면처리방법
FR2934608B1 (fr) 2008-08-01 2010-09-17 Commissariat Energie Atomique Revetement a couche mince supraglissante, son procede d'obtention et un dispositif comprenant un tel revetement.
US8286715B2 (en) * 2008-08-20 2012-10-16 Exxonmobil Research And Engineering Company Coated sleeved oil and gas well production devices
US8261841B2 (en) 2009-02-17 2012-09-11 Exxonmobil Research And Engineering Company Coated oil and gas well production devices
JP5574165B2 (ja) 2010-05-31 2014-08-20 株式会社ジェイテクト 被覆部材の製造方法
US8403296B2 (en) * 2010-11-29 2013-03-26 Vetco Gray Inc. Metal seat seal with flexible sealing edge
DE102011075969A1 (de) 2011-05-17 2012-11-22 Evonik Rohmax Additives Gmbh Reibungsverbessernde Polymere für DLC-beschichtete Oberflächen
US9316322B2 (en) * 2012-07-02 2016-04-19 Vetco Gray U.K. Limited Split seat shear valve

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201405208TA (en) 2014-09-26
GB201415894D0 (en) 2014-10-22
WO2013129939A1 (en) 2013-09-06
EP2820167A1 (en) 2015-01-07
AU2013226635A1 (en) 2014-08-28
US20150053281A1 (en) 2015-02-26
US9791051B2 (en) 2017-10-17
EP2820167B1 (en) 2017-12-27
GB2514305A (en) 2014-11-19
AU2013226635B2 (en) 2017-03-02
EP3309277A1 (en) 2018-04-18
CN104254637A (zh) 2014-12-31
GB2514305B (en) 2017-10-11
EP2820167A4 (en) 2015-11-18
DK2820167T3 (da) 2018-01-29
US20180017172A1 (en) 2018-01-18
NO2820167T3 (no) 2018-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20141131A1 (no) DLC-belagt portventil i petroleumsproduksjon eller vanninjeksjon
EP2092157B1 (en) Low friction coatings for dynamically engaging load bearing surfaces
EP3152342B1 (en) Fluid tight low friction coating systems for dynamically engaging load bearing surfaces
BR112018007949B1 (pt) Ferramenta de campo petrolífero, método e sistema para operações de campo petrolífero.
NO317388B1 (no) Ventiler for bruk i bronner
BR112020002358B1 (pt) Componentes de válvula revestidos com superfícies deslizantes resistentes à corrosão
EP3940107A1 (en) Composite material with coated diffused layer
AU2012278413B2 (en) Gate valve
CN210068946U (zh) 流体控制阀
CN102278069A (zh) 牙轮钻头
CN205479460U (zh) 一种浮动球阀
CN202249774U (zh) 牙轮钻头
BRPI0417281A (pt) tubulações rìgidas para a condução de óleo, tubulação de óleo, processo para revestir a superfìcie interna de uma tubulação de óleo rìgida e redução da deposição em uma tubulação rìgida
US20050025629A1 (en) Method for protecting pump components
Lamb Metal seals for critical valve applications
Petrova et al. Low-temperature resistant elastomeric materials for use under extreme conditions

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: AKER SOLUTIONS AS, NO

FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application