NO314362B1 - Pilotventil med forbedret plugghylse - Google Patents

Pilotventil med forbedret plugghylse Download PDF

Info

Publication number
NO314362B1
NO314362B1 NO19974798A NO974798A NO314362B1 NO 314362 B1 NO314362 B1 NO 314362B1 NO 19974798 A NO19974798 A NO 19974798A NO 974798 A NO974798 A NO 974798A NO 314362 B1 NO314362 B1 NO 314362B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
plug sleeve
coil
valve
intermediate body
piston
Prior art date
Application number
NO19974798A
Other languages
English (en)
Other versions
NO974798D0 (no
NO974798L (no
Inventor
Mark W Mclelland
Original Assignee
Varco Shaffer Inc
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
Application filed by Varco Shaffer Inc filed Critical Varco Shaffer Inc
Publication of NO974798D0 publication Critical patent/NO974798D0/no
Publication of NO974798L publication Critical patent/NO974798L/no
Publication of NO314362B1 publication Critical patent/NO314362B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0712Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides comprising particular spool-valve sealing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0716Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides with fluid passages through the valve member
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/0355Control systems, e.g. hydraulic, pneumatic, electric, acoustic, for submerged well heads
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/0318Processes
    • Y10T137/0402Cleaning, repairing, or assembling
    • Y10T137/0407Repairing or assembling hydrant [e.g., fireplug, etc.]
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/0318Processes
    • Y10T137/0402Cleaning, repairing, or assembling
    • Y10T137/0491Valve or valve element assembling, disassembling, or replacing
    • Y10T137/0502Multi way valve
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/598With repair, tapping, assembly, or disassembly means
    • Y10T137/6065Assembling or disassembling reciprocating valve
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
    • Y10T137/86574Supply and exhaust
    • Y10T137/8667Reciprocating valve
    • Y10T137/86694Piston valve
    • Y10T137/86702With internal flow passage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)
  • Taps Or Cocks (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en to-posisjons pilotbetjent ventil av den typen som vanligvis anvendes ved hydrokarbonutvinningsoperasjoner for selektivt å kontrollere strømmen av trykkfluid til et utblåsningsikringslukkehode. Mer bestemt vedrører denne oppfinnelsen en pilotbetjent undersjøisk ventil for plassering på en styreboks for en utblåsningssikring, som angitt i innledningen til kravene 1 og 7. Ventilen omfatter en forbedret plugghylse ("cage") for pålitelig tettende inngrep med en aksielt bevegelig spole for å kontrollere betjeningen av den undersjøiske utblåsningssikringen. Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å utføre service på en to-posisjons pilotbetjent ventil, som angitt i innledningen til krav 10.
To-posisjons pilotbetjente ventiler har lenge vært brukt innenfor hydrokarbon-tvinningsoperasjoner for å kontrollere strømmen av trykksatt fluid til et utblåsnings-sikringslukkehode. Flere slike ventiler omfattes normalt som en del av en undersjøisk styreboks for utblåsningssikring, og disse ventilene har i fellesskap blitt benevnt som overgangsplatemonterte eller SPM-ventiler. Selv om montering av ventilene på styreboksen for utblåsningssikringen har endret seg over tid i avhengighet av anvendelsen, fortsetter ventilene å benevnes SPM-ventiler. Et undersjøisk BOP-kontrollsystem for å kontrollere fluidstrøm til utblåsningssikringens lukkehode kan omfatte flere SPM-ventiler montert på en undersjøisk styreboks for utblåsningssikring anordnet over en BOP-stakk med hydrauliske hjelpeakkumulatorer. En hydraulisk kontrollmanifold og akkumulatorenhet er typisk anordnet ved overflaten for å overføre fluidtrykk til SPM-ventilene gjennom en undersjøisk slangebunt og så til BOP-stakken.
Forskjellige typer SPM-ventiler er foreslått. De mest vanlig anvendte SPM-ventilene omfatter et generelt sylindrisk ventillegeme som definerer en sentral ventilakse. Ventillegemet omfatter en tilførselsport og en utløpsport, og i noen tilfeller omfatter den også en ventilasjonsport. En spole er aksielt bevegelig i forhold til ventillegemet for å kontrollere fluidstrømmen mellom tilførselsporten og utløpsporten. En plugghylse er anordnet inne i ventillegemet og står i statisk tettende inngrep med ventillegemet og i dynamisk tettende inngrep med spolen. Når spolen er i lukket posisjon, blokkerer plugghylsen og spolen kommunikasjonen mellom tilførselsporten og utløpsporten, slik at utløpsporten og ventilasjonsporten (dersom den er tilstede) står i fluidkommunikasjon. Når spolen beveges til ventilens åpne posisjon, kommer tilførsels-porten i kommunikasjon med utløpsporten, og ventilasjonsporten blokkeres. En fagmann på området vil forstå at en SPM-ventil kan være anordnet for å kontrollere fluidtrykk på hver side av et BOP-lukkehode, og at en SPM-ventil periodisk kan sirkuleres for å lukke BOP-lukkehodet enten for testing eller for å lukke en brønn. SPM-ventilen kontrolleres ved å regulere pilottrykk til et stempel, som beveger seg aksielt for å forflytte spolen i forhold til plugghylsen. Spolen er forspent i lukket posisjon av en eller flere spiralfjærer, som normalt holder spolen i tettende inngrep med en øvre tetningsflate. Når pilottrykket tilføres SPM-ventilen, tvinges stempelet nedover mot utløpsporten, for derved å komprimere fjæren/fjærene og bevege spolen nedover mot utløpsporten for tettende inngrep med en nedre tetningsplate. I denne nedover-rettede eller åpne posisjonen tillater spolen fluidkommumkasjon mellom tilførselsporten og utløpsporten og blokkerer ventilasjonsporten. Denne typen SPM-ventil har flere betydelige fordeler overfor den andre typen ventiler som kan anvendes for å kontrollere fiuidstrøm til et BOP-lukkehode, omfattende kontroll ventiler av tallerkentypen.
Selv om den ovenfor beskrevne SPM-ventilen har høy pålitelighet, har flere problemer begrenset dens aksept innenfor petroleumutvinningsindustrien. For det første oppstår det typisk høy slitasje mellom plugghylsen og spolen som beveger seg aksielt inne i plugghylsen under ventilens sirkulering. Tettende integritet mellom plugghylsen og spolen må opprettholdes, og slitasje på spolens ytre sylindriske overflate og på plugghylsens indre sylindriske overflate reduserer SPM-ventilens brukstid. I mange anvendelser står ventilens ventilasjonsport åpen mot de undersjøiske omgivelsene, og følgelig er tetningen mellom plugghylsen og spolen utsatt for sjøvann, som er svært korrosivt. Følgelig må SPM-ventilene periodisk returneres til overflaten for inspeksjon og reparasjon. I flere tilfeller må spolen erstattes siden dens ytre overflate er slitt, og plugghylsen må erstattes siden dens indre sylindriske overflate også er slitt.
US 5,409,040 beskriver en to-posisjons ventil som bl.a. innbefatter et ventilhus med forskjellige porter, en rørformet "cage" (muffe, omslutningshylse, eller plugghylse) i ventilhuset, også med porter, en bevegelig spole, en stempel, en stang forbundet med spolen og tetningselementer. US 5,409,040 beskriver imidlertid intet fjærelement for forspenning av spolen.
US 4,887,643 beskriver en ventilanordning som angitt i US 5,409,040, men med fjærelementer. Anordningen er utformet for bruk i undervanns styreboksen for styring av BOP-er.
US 4,011,892 beskriver en to-posisjons ventilanordning for undervanns brønnhoder.
US 3,709,507 omhandler bl.a. slitesterke tetningselementer i stømningsregulerings-ventiler med aksialt bevegelige spoler i ventillegemet.
En fagmann på området vil for lenge siden ha innsett problemene med slitasje og riving mellom de sylindriske overflatene på en plugghylse og en spole i en SPM-ventil. Andre har foreslått å redusere denne slitasjen ved å anordne flere plastslitebånd eller sliteringer i et spor aksielt i avstand fra tetningen mellom plugghylsen og spolen. Dette forslaget har vist seg ikke å være tilfredsstillende, delvis på grunn av tiden og kostnaden som kreves for å plassere slitebåndene og delvis fordi spillerommet mellom slitebåndene og sporet resulterer i hurtig slitasje av båndene. Følgelig har anstrengelsene øket med det som formål å fremstille plugghylsen og spolen av mer slitasjebestandig materiale, omfattende spesielle typer rustfritt stål. Disse endringene har ikke i betydelig grad redusert frekvensen eller kostnadene tilknyttet service på en SPM-ventil.
Et annet problem med tidligere kjente SPM-ventiler vedrører vanskeligheten involvert i å erstatte spolen og/eller plugghylsen under service på en ventil. Stammen eller stempelstaven som forbinder stempelet med spolen kan omfatte en mutter ved sin nedre ende for å feste spolen til stempelstangen. Den gjengede mutteren er fast festet til stempelstangen og kan låses på plass enten ved en punktsveising eller ved bruk av et fastlåsende produkt. I mange anvendelser kan det ta lang tid før det fastlåsende produktet herder og følgelig oppleves forsinkelser under servicen på SPM-ventiler. Så snart mutteren er festet på plass på stempelstaven, settes den øvre tetningsplaten, en støtteplate og en eller flere spiralfjærer over stempelstangens topp eller stempelende. Et trykk anvendes så for å komprimere fjæren/fjærene mot støtteplaten, idet den øvre tetningsplaten klemmes mellom spolen og støtteplaten. Med fjæren/fjærene komprimert kan så en sneppring plasseres på stempelstaven for å feste de komprimerte fjærene på plass, og stempelet kan så plasseres over den øvre enden av stempelstaven. Stempelstaven, undersammenstillingen bestående av komprimert fjær og stempel kan så plasseres sammen med stempelhuset og stempelhuset så festes til ventilhuset som omfatter en plugghylse og en nedre tetningsplate plassert deri. Den ovenfornevnte servicen på ventilen tar ganske mye tid. Trykket som kreves for å komprimere fjæren er ikke tilgjengelig på noen steder, noe som ytterligere forsinker servicen på SPM-ventiler.
Ulempene med den tidligere kjente teknikken overvinnes ved den foreliggende oppfinnelse og en forbedret to-posisjons pilotbetjent ventil er beskrevet i det etterfølgende, som betydelig forbedrer ventilens levetid, reduserer kostnadene ved erstatning av plugghylsen og som reduserer tiden og utstyret som kreves for å vedlikeholde ventilen. Ventilen ifølge den foreliggende oppfinnelse oppviser høy pålitelighet ved å gjøre seg nytte av det generelle konstruksjonskonseptet som har vist seg å fungere under drift, selv om frekvensen og kostnaden ved service på ventilen er betydelig redusert.
Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en to-posisjonsventil for å kontrollere fluidstrømning til et lukkehode for en undersjøisk utblåsningsikring som respons på pilottrykk, hvilken ventil innbefatter: - et ventillegeme med en gjennomgående port utformet om en sentral ventilakse, en fluidinnløpsport og en fluidutløpsport; - et stempel aksielt bevegelig i forhold til ventillegemet som respons på pilottrykk; - en spole aksielt bevegelig inne i ventillegemet som respons på aksiell bevegelse av stempelet, idet spolen er aksielt bevegelig mellom den åpne posisjonen slik at innløpsporten står i fluidkommunikasjon med utløpsporten og en lukket posisjon slik at innløpsporten er blokkert av spolen fra fluidkommunikasjon med utløpsporten; - en stempelstang for konstruksjonsmessig å forbinde spolen og stempelet;
- en plugghylse inne i ventillegemet for å motta spolen.
Ventilen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at:
- plugghylsen omfatter et aksielt mellomlegeme laget av et plastmateriale og innbefatter en utvendig overflate for tilpassende inngripen med en innvendig overflate i ventillegemet, et øvre legeme fjernbart festet til mellomlegemet og som har minst en øvre radiell gjennomgående port utformet deri, og et nedre legeme fjernbart festet til mellomlegemet; - en ytre tetning for tettende inngrep mellom plugghylsens mellomlegeme og ventillegemet; og - en indre tetning adskilt fra legemet av plastmateriale for kontinuerlig dynamisk tetning mellom plugghylsen og spolen under aksiell bevegelse av spolen mellom de åpne og lukkede posisjonene.
Foretrukne trekk ved oppfinnelsen fremgår av kravene 2 til 6.
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en plugghylse for plassering inne i et ventillegeme i en to-posisjonsventil, som har en sentral ventilakse, en fluidinnløpsport og en fluidutløpsport, et stempel aksielt bevegelig i forhold til ventillegemet som respons på pilottrykk, og en spole aksielt bevegelig inne i plugghylsen inne i ventillegemet som respons på aksiell bevegelse av stempelet, idet spolen er aksielt bevegelig mellom en åpen posisjon slik at innløpsporten står i fluidkommunikasjon med utløpsporten og en lukket posisjon slik at innløpsporten blokkeres av spolen fra fluidkommunikasjon med utløpsporten. Plugghylsen ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved: - et aksielt mellomlegeme laget av et valgt plastmateriale og med en ytre overflate for tilpassende inngrep med en indre overflate i ventillegemet; - et øvre legeme fjernbart festet til mellomlegemet; - et nedre legeme fjernbart festet til mellomlegemet; - at legemet av plastmateriale har en øvre del, aksialt overliggende en nedre ende av det øvre legemet for radiell innretting mellom det øvre legemet og mellomlegemet; - at legemet av plastmateriale har en nedre del, aksialt overliggende en øvre ende av det nedre legemet for radiell innretting mellom det nedre legemet og mellomlegemet; - en ytre tetning båret på mellomlegemet for tettende inngrep mellom plugghylsens mellomlegeme og ventillegemet; og - en indre tetning båret på mellomlegemet for tettende inngrep mellom plugghylsen og spolen.
Foretrukne trekk ved plugghylsen fremgår av kravene 8 og 9.
Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for å utføre service på en to-posisjons pilotbetjent ventil omfattende et ventillegeme med en sentral ventilakse, en fluidinnløps-port og en fluidutløpsport, et stempel aksielt bevegelig i forhold til ventillegemet som respons på pilottrykk, en spole aksielt bevegelig inne i ventillegemet som respons på aksiell bevegelse av stempelet, idet spolen er aksielt bevegelig mellom en åpen posisjon slik at innløpsporten står i fluidkommunikasjon med utløpsporten og en lukket posisjon slik at innløpsporten blokkeres av spolen fra fluidkommunikasjon med utløpsporten, en stempelstang for konstruksjonsmessig å forbinde spolen og stempelet, en plugghylse inne i ventillegemet for å motta spolen og omfattende en eller flere radielt øvre gjennomgående porter deri, en øvre tetningsplate aksielt plassert mellom plugghylsen og stempelet for tettende inngrep med spolen når den er i lukket posisjon, en nedre tetningsplate plassert aksielt mellom plugghylsen og fluidutløpsporten for tettende inngrep med spolen når den er i åpen posisjon, og en fjær for å forspenne spolen mot den lukkede posisjonen. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved: - erstatning av en utslitt plugghylse med en annen plugghylse som omfatter et aksielt mellomlegeme laget av et valgt plastmateriale; - frembringe en utvendig tetning på mellomlegemet av plastmateriale for tetning mellom plugghylsens mellomlegeme og ventillegemet og en innvendig overflate på mellomlegemet av plastmateriale for kontinuerlig dynamisk tetning mellom plugghylsen og spolen ved aksiell bevegelse av spolen mellom de åpne og lukkede posisjonene; - fjernbar festing av et øvre plugghylselegeme omfattende en eller flere radielt øvre gjennomgående porter deri, til mellomlegemet;
- fjernbar festing av et nedre plugghylselegeme til mellomlegemet; og
- plassering av det andre plugghylsen omfattende mellomlegemet, det øvre legemet og det nedre legemet inne i ventillegemet slik at en ytre overflate på mellomlegemet er i tilpasset inngrep med en indre overflate på ventillegemet, og en indre sylindrisk overflate av mellomlegemet kommer i glidende inngrep med den ytre sylindriske overflaten på spolen under aksiell bevegelse av spolen mellom den åpne og lukkede posisjonen.
To-posisjonsventilen ifølge oppfinnelsen innbefatter altså et generelt sylindrisk ventillegeme, en plugghylse inne i ventillegemet og en aksielt bevegelig spole for å kontrollere fluidkommunikasjon mellom tilførselsporten og utløpsporten i ventillegemet. Ventilen er vanligvis montert på en undersjøisk styreboks for en utblåsningssikring og anvendes for å kontrollere fluidstrømmen til et BOP-lukkehode. TT*"i cmralfioai* linMar nnnnalt af fifamnal i Pin ssi7i*A n/\mcMS\-n otret slik at tilførselstrykk blokkeres fra utløpsporten. Plugghylsen tetter både mot ventillegemet og spolen, og toppen av den hylseformede spolen tetter med en øvre tetningsplate når spolen er i sin lukkede posisjon. Pilottrykk tilført ventilen beveger et stempel nedover mot utløpsporten, for derved å komprimere en spiralfjær og bevege spolen nedover mot utløpsporten slik at den kommer fri fra tetningen mot den øvre tetningsplaten og kommer i tettende inngrep med den nedre tetningsplaten, for derved å etablere kommunikasjon mellom tilførselsporten og utløpsporten og blokkere kommunikasjon mellom utløpsporten og en ventilport (dersom den er tilstede).
Ifølge den foreliggende oppfinnelse er plugghylsen fiksert i ventillegemet mellom den øvre tetningsplaten og den nedre tetningsplaten. Plugghylsen er utstyrt med et aksielt mellomlegeme som støtter både den ytre tetningen for tettende inngrep med ventillegemet og den indre tetningen for dynamisk tettende inngrep med spolen. Mellomlegemet er utformet av et valgt plastmateriale, og er i en foretrukket utførelsesform laget av PEEK med glassfiberforsterkning. Et øvre plugghylselegeme er fjernbart forbundet med mellomlegemet, og omfatter et antall langs omkretsen i avstand fra hverandre plasserte porter for å overføre fluidtrykk mellom tilførselsporten i ventillegemet og spolen. Et nedre plugghylselegeme er på samme måte forbundet med plugghylsens mellomlegeme og omfatter også flere porter i fluidkommunikasjon med ventilasjonsporten. De øvre og nedre plugghylselegemene er fortrinnsvis laget av metall og kan fjernes fra et slitt mellomlegeme og plasseres på et nytt mellomlegeme under plugghylsens service.
Ved å tilveiebringe et mellom- eller senterplugghylselegeme laget av plastmaterialet, reduseres slitasje mellom plugghylse og spole betydelig, derved økes antallet ganger SPM-ventilen pålitelig kan sirkuleres før man må utføre service på ventilen. En T-tetning er fortrinnsvis anordnet for tettende inngrep mellom plugghylsens senterlegeme og den aksielt bevegelige spolen. Den indre sylindriske overflaten på plugghylsens senterlegeme over og under T-tetningen, som står i glidende inngrep med den ytre sylindriske overflaten på spolen, skader ikke spolen under ventilens sirkulering siden de er laget av et plastmateriale i stedet for metall. Ved å lage plugghylsens senterlegeme av plastmateriale reduseres korrosjon av plugghylsen rundt disse tetningene betydelig. Når den forbedrede ventilen ifølge denne oppfinnelsen vedlikeholdes, vil tester indikere at slitasjen på spolen er betydelig mindre enn ved tidligere kjente ventiler, og følgelig trenger ikke spolen å erstattes ofte. Videre er slitasjen på plugghylsen redusert siden komponentene i plugghylsen som kommer i glidende inngrep med spolen er laget av et plastmateriale. Dersom plugghylsens mellomlegeme må erstattes, kan plugghylsens øvre legeme og nedre legemer fjernes fra mellomlegemet og plugghylsens øvre og nedre legemer skrus eller festes på annen måte til et nytt mellomlegeme, noe som derved betydelig reduserer kostnadene ved service på plugghylsen.
Under en ventils service er det tilveiebrakt forbedrede teknikker for å feste spolen til stempelstangen, og for å komprimere spiralfjærene som forspenner spolen til dennes lukkede posisjon. Stempelstangen kan være utstyrt med en fast stopp for å begrense spiralfjærenes oppoverrettede vandring. En mutter kan gjenges på en forlenget nedre ende av stempelstangen, for derved å komprimere fjærene mot støtteplaten. Mutteren kan trekkes til en valgt verdi og så skrus tilbake en åttendedels omdreining for å tilveiebringe en ønsket grad av spillerom mellom stempelstangen og spolen. Spiralfjærene kan således komprimeres uten at det er behov for en presse, noe som derved reduserer tiden og utstyret som kreves for service på ventilen.
Det er et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret to-posisjons pilotbetjent ventil som er anvendelig for å kontrollere fluidstrøm til et lukkehode for en utblåsningssikring, der ventilens levetid er betydelig forlenget ved å redusere slitasjen mellom plugghylsen og spolen.
Det er et samhørende formål ved denne oppfinnelsen å redusere kostnadene for service på en ventil som anvendes for å kontrollere fluidstrøm til en undersjøisk BOP. Ventilens servicefrekvens er redusert, kostnadene ved å erstatte plugghylsen er redusert og tiden og utstyret som kreves for service på ventilen er redusert.
Det er et ytterligere formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en plugghylse for bruk i en to-posisjons ventil der plugghylsen omfatter et mellomlegeme laget av et plastmateriale og som bærer en ytre tetning for tettende inngrep med ventillegemet og en indre tetning for dynamisk tettende inngrep med en spole. Et øvre plugghylselegeme og et nedre plugghylselegeme er hvert fjernbart festet til mellomlegemet. Dersom mellomlegemet krever erstatning, kan det øvre og nedre legemet fjernes og festes igjen til et nytt mellomlegeme, noe som derved reduserer kostnadene ved å erstatte plugghylsen.
Det er et trekk ved den foreliggende oppfinnelse at tiden og kostnadene som kreves for service på en SPM-ventil er betydelig redusert. Ifølge den foreliggende oppfinnelse gjenges mutteren som fester spolen til stempelet på stangen for å komprimere spiralfjærene, slik at det ikke kreves en presse for å utføre service på ventilen eller erstatte en spole.
Det er et annet trekk ved oppfinnelsen at slitasjen på spolens ytre sylindriske overflate er betydelig redusert. Plugghylsens indre sylindriske overflate, som kan komme i glidende kontakt med spolen, er laget av et plastmateriale for å redusere slitasjen.
Det er et ytterligere trekk ved oppfinnelsen at den forbedrede plugghylsen ifølge denne oppfinnelsen kan anvendes på eksisterende SPM-ventillegeme. Et samhørende trekk er at teknikken for å feste en spole til stempelstangen kan anvendes for service på eksisterende SPM-ventiler.
Det er en betydelig fordel ved den foreliggende oppfinnelse at SPM-ventilen anvender en generell konstruksjon som har vist seg pålitelig innenfor undersjøiske petroleums-utvinningsoperasj oner.
Det er en annen fordel ved denne oppfinnelsen at kostnaden for å fremstille en SPM-ventil ikke økes betydelig, samtidig som ventilens levetid økes og service og vedlikeholdskostnadene reduseres betydelig.
Disse og andre formål, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil bli tydelig fra den etterfølgende detaljerte beskrivelsen, der det gjøres henvisning til figurene i de medfølgende tegninger. Figur 1 er et tverrsnitt gjennom en egnet SPM-ventil ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur 2 er et detaljert tverrsnitt gjennom den forbedrede ventilplugghylsen generelt vist i figur 1.
Figur 3 er et detaljert tverrsnitt gjennom spolen generelt vist i figur 1.
Figur 4 er et enderiss av spolen vist i figur 3.
Fig. 1 viser en to-posisjons pilotbetjent SPM-ventil ifølge den foreliggende oppfinnelse for å kontrollere trykksatt fluidstrøm til et lukkehode for en undersjøisk utblåsningssikring. En fagmann på området vil forstå at flere SPM-ventiler normalt er plassert på en undersjøisk styreboks for en utblåsningssikring over en BOP-stakk for en hydrokarbon-utvinningsbrønn. Trykksatt fluid fra en kontrollenhet ved overflaten mates ned til SPM-ventilene via en undersjøisk slangebunt. SPM-ventilen er forspent i lukket tilstand, og pilottrykk fra styreboksen tilføres SPM-ventilen for å åpne ventilen og overføre trykksatt fluid fra slangebunten til utblåsningssikringens lukkehode, for å åpne eller lukke lukkehodet. På grunn av SPM-ventilens kritiske natur kreves høy pålitelighet. SPM-ventilen er plassert i en undersjøisk omgivelse som er fiendtlig og korrosiv. På grunn av de høye kostnadene tilknyttet gjenopphenting og service på SPM-ventilen er sjelden service svært ønskelig for å redusere det hydrauliske kontrollsystemets totale kostnader.
Den to-posisjons pilotbetjente ventilen 10 omfatter et generelt sylindrisk ventillegeme 12 som har en gjennomgående passasje 14 utformet rundt en sentral ventilakse 16. En fluidinnløps- eller tilførselsport 18 er anordnet i ventillegemets sidevegg, og er normalt forbundet med en strømningslinje som strekker seg til kontrollenheten ved overflaten. En tømme- eller utløpsport 20 er anordnet i ventillegemets endevegg, og overfører trykksatt fluid til en utblåsningssikrings lukkehode når ventilen 10 er åpen. En ventilasjonsport 22 kan eventuelt også være anordnet i ventillegemets side, og er typisk eksponert mot de undersjøiske omgivelsene.
SPM-ventilen 10 omfatter en øvre tetningsplate 24 og en nedre tetningsplate 26, som hver fortrinnsvis er laget av Delrin eller annet valgt plastmateriale. En O-ring 28 gir statisk tettende inngrep mellom tetningsplaten 24 og ventillegemet 12, og en lignende O-ring 30 tilveiebringer statisk tetning mellom tetningsplaten 26 og ventillegemet 12. Den øvre tetningsplaten 24 omfatter en indre T-tetning 32 for dynamisk tettende inngrep med stempelstangen 34. Den nedre tetningsplaten 26 omfatter en sentral passasje 36 for fluidkommunikasjon mellom ventillegemets 12 indre og utløpsporten 20. En generelt hylseformet spole 38 er plassert på den nedre enden av stempelstangen 34 slik at den beveger seg aksielt mellom åpen og lukket posisjon, som forklart i det etterfølgende. Plugghylsen 40 er plassert inne i passasjen 14 i ventillegemet og strekker seg aksielt mellom den øvre platen 24 og den nedre platen 26, og skal forklares mer detaljert i det etterfølgende.
Et stempelhus 42 er gjenget ved 44 til den øvre enden av ventillegemet 12. Stempelhuset 42 omfatter en pilotport 55 for å motta pilottrykk fra styreboksen, som tidligere beskrevet. Stempelet 48 omfatter en tetning 50 for tettende inngrep med husets 42 indre sylindriske overflate 49, slik at stempelet 48 vil bevege seg aksielt nedover mot utløpsporten 20 når pilottrykket påføres SPM-ventilen. Stempelstangen 34 forbinder konstruksjonsmessig stempelet 48 og spolen 38 for å bevege spolen fra den lukkede posisjonen vist i fig. 1 der spolen står i tettende inngrep med den øvre tetningsplaten 24 til en åpen posisjon der spolen 38 står i tettende inngrep med den nedre platen 26.
Stempelstangen 34 omfatter en ringformet stoppskulder 52 for å begrense oppoverrettet bevegelse av fjærholderen 54. En ytre spiralfjær 56 og en indre spiralfjær 58 er hver
komprimert mellom platen 60 og fjærholderen 54, som vist i fig. 1. T spiralfjærer 56 og 58 er foretrukket for å oppnå den ønskede forspenningskraften ved en redusert kostnad og å minimalisere SPM-ventilens størrelse, selv om en eller flere spiralfjærer eller andre forspenningselementer kan anvendes. Flere ventilporter 62 er anordnet i stempelhuset 42, slik at nedoverrettet bevegelse av stempelet 48 ikke øker trykket inne i kaviteten 64 som inneholder spiralfjærene. Stempelstangen 34 passerer således gjennom fjærholderen 54 og støtteplaten 60, og står i tettende inngrep med den øvre tetningsplaten 24. Den nedre enden av stempelstangen 34 omfatter et langstrakt gjenget avsnitt 66 for gjengeinngrep med en låsemutter 68 som holder spolen 38 på stempelstangen 34.
Det vises nå til fig. 3, idet den generelt hylseformede metallspolen 38 omfatter en strømningspassasje 70 og en langstrakt ytre sylindrisk overflate 72. En øvre tetningsoverflate 74 er anordnet for tettende inngrep med den øvre tetningsflaten 24 når spolen er i sin lukkede posisjon. En nedre tetningsoverflate 76 er på samme måte anordnet for tettende inngrep med den nedre tetningsplaten 26 når spolen er i den åpne posisjonen.
Fig. 4 illustrerer en øvre navdel 78 av spolen 38, som omfatter en sentral port 80 for å motta den nedre enden av stempelstangen 34. Flere rundt omkretsen plasserte strømningsporter 82 er anordnet i navdelen 78 for å overføre fluid fra innløpsporten 18 gjennom plugghylsen 40 og så over den eksponerte toppen av spolen 38 og gjennom passasjen 70 i spolen til utløpsporten 20 når spolen beveges ut av det tettende inngrep med tetningsplaten 24 som respons på pilottrykk. Både den øvre tetningsoverflaten 74 og den nedre tetningsoverflaten 76 på spolen kan være noe avsmalnet for mer pålitelig tettende inngrep med henholdsvis den øvre tetningsplaten 24 og den nedre tetningsplaten 26.
Plugghylsen 40 ifølge den foreliggende oppfinnelse er vist mer detaljert i fig. 2. Plugghylsen 40 omfatter et aksielt mellomlegeme 84 som er laget av et valgt plastmateriale, et øvre legeme 86 og et nedre legeme 88 som hver er fjernbar festet til mellomlegemet 84. Mellomlegemet 84 omfatter et ytre spor 90 som mottar en O-ringstetning 92 vist i fig. 1, for å tilveiebringe statisk tettende inngrep mellom plugghylsen 40 og ventillegemets 12 indre overflate. Mellomlegemet 84 omfatter også et indre ringformet spor 94 for å motta en T-tetning 96, som vist i fig. 1, for dynamisk tettende inngrep mellom plugghylsen 40 og spolens ytre sylindriske overflate 72, som vist i fig. 3.
Mellomlegemets 84 indre sylindriske overflate 100 omfatter en øvre del 102 og en nedre del 104 plassert over og under det ringformede sporet 94 og således T-tetningen 96. Hver av de sylindriske delene 102 og 104 har en diameter som kun er noe større enn spolens ytre sylindriske overflate 72 sin diameter, og følgelig vil overflatene 102 og 104 sannsynligvis stå i glidende inngrep med spolens ytre sylindriske overflate 72 når spolen beveger seg frem og tilbake mellom åpen og lukket posisjon.
Plugghylsens 40 øvre legeme 86 og nedre legeme 88 er fortrinnvis like, og hvert av disse legemene er fremstilt av metall for å motstå de høye kreftene fra trykkfluidet som passerer gjennom SPM-ventilen og for å redusere erosjonen av de gjennomgående portene i disse legemene. Ved å lage det øvre legemet 86 og det nedre legemet 88 av metall tilveiebringes også en ønsket konstruksjonsmessig støtte for mellomlegemet 84 av plast, som bærer tetningene 92 og 96. Det øvre legemet omfatter et antall langs omkretsen i avstand fra hverandre plasserte radielle gjennomgående porter 106, og det nedre legemet 88 omfatter lignende radielle gjennomgående porter 108. De gjennomgående portene 106 tilveiebringer fluidkommunikasjon mellom tilførselsporten 18 og spolen, mens de nedre portene 108 tilveiebringer kommunikasjon mellom plugghylsens 40 indre og ventilasjonsporten 22. Portene 108 er ikke nødvendige for utførelsesformen som ikke omfatter en ventilasjonsport 22, men kan være anordnet for å redusere lagerholdet. Mindre ønskelig kan kun det øvre legemet 84 være laget av metall, og mellomlegemet og det nedre legemet kan være laget av et plastmateriale, spesielt dersom det nedre legemet ikke omfatter gjennomgående porter og den aksielle lengden av det nedre legemet laget av plast er forkortet. Eventuelt kan mellomlegemet og det nedre legemet være en enkel plastkomponent, spesielt dersom en ventilasjonsport ikke er anordnet i SPM-ventilen. Det er imidlertid viktig at det øvre legemet og det nedre legemet tilveiebringer den nødvendige konstruksjonsmessige støtten for mellomlegemet av plast, og følgelig er både det øvre legemet og det nedre legemet fortrinnsvis laget av metaller. Det øvre legemet omfatter også gjennomgående porter (og det nedre legemet omfatter også fortrinnsvis gjennomgående porter), og de gjennomgående portenes størrelse for å oppnå den ønskede strømningen med et minimum av trykktap og konfigurasjonen av SPM-ventilen er valgt slik at den delen av plugghylsen som har de radielle gjennomgående portene er laget av metall for å oppnå den ønskede styrken for pålitelig og langsiktig drift.
Mellomlegemets 84 ytre sylindriske overflate 110, det øvre legemets 86 øvre flensoverflate 112 og det nedre legemets 88 nedre flensoverflate 114 samvirker for å sikre at spolen holdes på plass mellom den øvre tetningsplaten 24 og den nedre tetningsplaten 26. Som vist i fig. 2, står sporet 90 plassert aksielt nærmere toppen av overflaten 110 enn bunnen av overflaten 110, selv om i andre utførelsesformer både sporet 90 og sporet 96 er sentrert aksielt på mellomlegemet 84.
Bortsett fra som nevnt ovenfor, kan hver av komponentene i SPM-ventilen vist i fig. 1 fremstilles av et egnet metall, slik som rustfritt stål, som er motstandsdyktig mot korrosjon. Spolen 38 kan alternativt være fremstilt av titan, og både spolen og stempelstangen 34 kan omfatte en ytre herding eller belegg av titannitrid, for å øke levetiden. Den rustfrie stållåsemutteren 68 kan være belagt med sølv.
Plugghylsens mellomlegeme 84 og den øvre og nedre tetningsplaten 24 og 26 er laget av de valgte plastmaterialene, som beskrevet ovenfor. Selv om en hvilken som helst type polyetereterketon kan anvendes for mellomlegemet 84, er et foretrukket materiale glassfiberforsterket Arlon 1160 tilgjengelig fra Greene, Tweed and Company. For andre anvendelser kan mellomlegemet være laget av et Delrin-materiale. Det valgte plastmateriale for plugghylsens mellomlegeme har fortrinnsvis en høy bruddstyrke ved strekk (minst 103 MPa og fortrinnsvis større enn 69 MPa), er relativt hard (minst 80 punkter Shore D hardhet og fortrinnsvis større enn 85 punkter), har lav friksjons-koeffisient (mindre enn 0,34 og fortrinnsvis mindre enn 0,25), og har en relativt lav vannabsorpsjon (mindre enn 0,14% i løpet av 24 timer og fortrinnsvis mindre enn 0,10%). Det foretrukne plastmaterialet har fortrinnsvis en strekkmodul større enn 4.137 MPa og fortrinnsvis større enn 6.895 MPa, en bøyestyrke større enn 172 MPa og fortrinnsvis større enn 193 MPa og en bøyemodul større enn 4.137 MPa og fortrinnsvis større enn 6.895 MPa. O-ringen og T-tetningene kan være laget av flere forskjellige vanlig tilgjengelige tetningsmaterialer, i avhengighet av formålet. Nitril T-tetninger med nylonstøtte og Buna-N-O-ringer, som alle er tilgjengelige fra Parker Seal Company, kan anvendes.
Både plugghylsens øvre legeme 86 og plugghylsens nedre legeme 88 kan være fjernbart festet til mellomlegemet 84 ved hjelp av et hvilket som helst ønsket middel. Ifølge en foretrukket utførelsesform omfatter både det øvre legemet 86 og det nedre legemet 88 gjenger 116 og 118, respektivt, for gjengeinnfesting til mellomlegemet 84.1 andre utførelsesformer kan både det øvre legemet 86 og det nedre legemet 88 være presspasset i pålitelig inngrep med mellomlegemet 84.
Slitasjetester ble utført på SPM-ventilene ved bruk av en enhetlig rustfri stålplugghylse ifølge den tidligere kjente teknikken og ved bruk av den forbedrede plugghylsen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Testene ble utført med forurenset vann som omkring-liggende fluid. Fluidtrykk ved 20.000 kPa ble tilført hver ventils tilførselsport, og SPM-ventilens utløpsport var fluidforbundet med et BOP-lukkehode som så ble aktivert under testen, for derved så nær som mulig å duplisere normale anvendelsesforhold for en SPM-ventil. Hver SPM-ventil ble sirkulert 1000 ganger fra den åpne posisjonen til den lukkede posisjonen og tilbake til åpen posisjon. Den tidligere kjente enhetlige metallplugghylsen oppviste klare tegn på slitasje og riving på dens indre sylindriske overflate. Spolen anvendt i den tidligere kjente SPM-ventilen hadde også betydelig riving på sin ytre sylindriske overflate. Plugghylsens mellomlegeme ifølge denne oppfinnelsen oppviste ingen betydelig riving eller annen skade. Mellomlegemets indre sylindriske overflate oppviste kun en lett polering. Spolens ytre sylindriske overflate, anvendt inne i den forbedrede plugghylsen, oppviste på samme måte ingen tegn på betydelig skade og kun svært liten slitasje.
Slitasjetestene beskrevet ovenfor demonstrerer tydelig forbedringen av SPM-ventilen ifølge den foreliggende oppfinnelse overfor den tidligere kjente teknikken. Ved å fremstille plugghylsens mellomlegeme fra et valgt plastmateriale og ved å fjernbart feste plugghylsens topp og bunnlegeme av metall til mellomlegemet, er ventilens levetid mellom de nødvendige servicene betydelig øket. Glidende inngrep mellom plastmaterialet i plugghylsens indre overflate og spolens ytre metalloverflate under ventilens sirkulering resulterer i liten slitasje. I tillegg er spolens mellomdel, som bærer den ytre tetningen for statisk inngrep med ventillegemet og den indre tetningen for dynamisk tettende inngrep med spolen, laget av et korrosjonsmotstandsdyktig materiale, slik at SPM-ventilen kan anvendes pålitelig for undersjøiske formål. Ventilens levetid økes ved å lage plugghylsens topp- og hunndeler av metall. Disse topp- og hunndelene kan således fjernes fra en plugghylse med et utslitt mellomlegeme av plast og så reinstalleres på et nytt mellomlegeme.
Ved å lage plugghylsens mellomlegeme av plast, som beskrevet ovenfor, er slitasjen mellom plugghylsen og spolen betydelig redusert, mens kostnadene ved SPM-ventilen forblir hovedsakelig konstante eller økes kun noe. Denne teknikken gir betydelige fordeler i forhold til de foreslåtte teknikkene som omfatter ringformede slitasjeringer i aksiell avstand fra tetningen mellom plugghylse og spole, og resulterer også i betydelige fordeler i forhold til de forslagene som anvender dyre fremstillingsoperasjoner for å oppnå svært liten toleranse mellom delene for betydelig å minimalisere eller redusere glideinngrepet mellom plugghylsens indre sylindriske overflate og spolens ytre sylindriske overflate. I en mindre foretrukket utførelsesform kan spolens mellomdel være fremstilt av et relativt mykt metall, slik som bronse, for derved å minimalisere slitasjen på grunn av glideinngrepet mellom plugghylsens mellomlegeme av bronse og spolen. For undersjøiske formål er et mellomlegeme laget av bronse ikke å foretrekke, siden mellomlegemet ville kunne utsettes for korrosjon.
Ifølge fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan en SPM-ventil som krever service gjenopphentes til overflaten og stempelhuset 42 skrus av ventillegemet 12. Stempelet 48 kan ganske enkelt hvile på toppen av stempelstangen 34, og følgelig lett fjernes. Stempelstangen 34, fjærholdeplatene 54 og 60, den øvre tetningsplaten 24 og spolen 38 kan så fjernes som under sammenstilling fra ventillegemet. Plugghylsen 40 kan så fjernes fra den eksponerte øvre enden av ventillegemet og kan kontrolleres. Dersom ønskelig, kan den indre sylindriske delen 84 av plugghylsen erstattes, og plugghylsens øvre og nedre metallegemer 86 og 88 kan reinstalleres på et nytt mellomlegeme. Før reinstallering av plugghylsen 40, kan den nedre tetningsplaten 26 fjernes, kontrolleres og om nødvendig, erstattes.
Dersom inspeksjonen avslører at spolen 38 må erstattes, kan mutteren 68 skrus av stangen 34. Den øvre tetningsplaten 24, fjærplatene 60 og 54 og spiralfjærene 56 og 58 kan så fjernes fra stangens 34 nedre ende, kontrolleres og om nødvendig, erstattes. Hver av disse komponentene fjernes og kan reinstalleres fra stangens 34 nedre ende, i motsetning til de tidligere kjente ventilene der disse komponentene ble fjernet fra og reinstallert over stangens øvre eller stempelende. En ny spole kan så plasseres på stangens nedre ende og låsemutteren 68 trekkes til, for derved å komprimere fjærene 56 og 58. Under tiltrekkingen av mutteren 64 kan en flate 35 på den øvre enden av stangen gripes av et konvensjonelt verktøy for å forhindre rotasjon av stangen. Når den er fullstendig tiltrukket til et ønsket moment, kan låsemutteren 68 skrus tilbake en valgt verdi, f.eks. en åttendedels omdreining, for å tilveiebringe det ønskede radielle spillerommet mellom stangen 34 og spolen 38 (typisk omtrent 0,1 mm spillerom). Siden stempelet 48 kun hviler på toppen av stangen 34, tillates også begrenset spillerom mellom stempelet og stangen. Ifølge den foreliggende oppfinnelse kreves derfor ikke nøyaktige toleranser mellom de forskjellige komponentene for å oppnå øket levetid for SPM-ventilen.
Med fjærene 56 og 58 komprimert mellom platene 54 og 60 kan stangen, den øvre tetningsplaten og spolen innføres i ventillegemet sammen med en plugghylse med et nytt mellomliggende av plast, stempelet 48 plasseres på toppen av stangen 34 og stempelhuset 42 skrus sammen med ventilhuset 12. SPM-ventilen kan så settes på plass igjen under havnivå på styreboksen og vil ha en forlenget levetid sammenlignet med tidligere SPM-ventiler med en enhetlig plugghylse av metall.
Forskjellige endringer i SPM-ventilen kan gjøres uten å avvike fra konseptene ved den foreliggende oppfinnelse. F.eks. kan spolen 38 ha forskjellige konfigurasjoner, selv om den fortrinnsvis omfatter en øvre overflate for tettende inngrep med en tetningsplate eller ekvivalent konstruksjon når spolen er i lukket posisjon, og en nedre overflate for tettende inngrep med en nedre tetningsplate eller lignende konstruksjon når spolen er i åpen posisjon. Forskjellige arrangementer kan også være anordnet for ventilens forskjellige porter, selv om fortrinnsvis utløpsporten er anordnet i ventillegemets endeplate motsatt av stempelet og innløpsporten er anordnet i ventillegemets sidevegg. Som tidligere nevnt, omfatter noen utførelsesformer en ventilasjonsport som også er anordnet i ventillegemets sidevegg, selv om SPM-ventilen i andre utførelsesformer ikke krever noen ventilport.
Den foregående beskrivelse av oppfinnelsen er ment som en illustrasjon og forklaring av denne. Det vil forstås av en fagmann på området at forskjellige endringer i størrelse, fasong og materialer likesom detaljer ved den illustrerte konstruksjonen, kombinasjonen av trekk og fremgangsmåtetrinnene som er beskrevet her, kan gjøres uten å avvike fra denne oppfinnelsen. Selv om oppfinnelsen således er beskrevet i detalj med hensyn på flere utførelsesformer, skal det forstås at denne forklaringen er for illustrasjon og at oppfinnelsen ikke er begrenset til disse utførelsesformene. Andre modifiseringer på ventilen og den beskrevne fremgangsmåten vil således være åpenbare for en fagmann på området sett i sammenheng med denne beskrivelsen. Slike modifiseringer kan gjøres uten å avvike fra oppfinnelsen, slik den er definert i kravene.

Claims (10)

1. To-posisjonsventil (10) for å kontrollere fluidstrømning til et lukkehode for en undersjøisk utblåsningsikring som respons på pilottrykk, hvilken ventil omfatter: - et ventillegeme (12) med en gjennomgående port (14) utformet om en sentral ventilakse (16), en fluidinnløpsport (18) og en fluidutløpsport (20); - et stempel (48) aksielt bevegelig i forhold til ventillegemet (12) som respons på pilottrykk; - en spole (38) aksielt bevegelig inne i ventillegemet som respons på aksiell bevegelse av stempelet, idet spolen er aksielt bevegelig mellom den åpne posisjonen slik at innløpsporten står i fluidkommunikasjon med utløpsporten og en lukket posisjon slik at innløpsporten er blokkert av spolen fra fluidkommunikasjon med utløpsporten; - en stempelstang (34) for konstruksjonsmessig å forbinde spolen og stempelet; - en plugghylse (40) inne i ventillegemet for å motta spolen, karakterisert ved at - plugghylsen omfatter et aksielt mellomlegeme (84) laget av et plastmateriale og innbefatter en utvendig overflate (112,114) for tilpassende inngripen med en innvendig overflate i ventillegemet, et øvre legeme (86) fjernbart festet til mellomlegemet og som har minst en øvre radiell gjennomgående port(106) utformet deri, og et nedre legeme (88) fjembart festet til mellomlegemet; - en ytre tetning (90, 92) for tettende inngrep mellom plugghylsens mellomlegeme og ventillegemet; og - en indre tetning (94,96) adskilt fra legemet av plastmateriale for kontinuerlig dynamisk tetning mellom plugghylsen og spolen under aksiell bevegelse av spolen mellom de åpne og lukkede posisjonene.
2. To-posisjonsventil ifølge krav 1, karakterisert ved at både den ytre tetningen (90, 92) og den indre tetningen (94,96) bæres på plugghylsens . mellomlegeme.
3. To-posisjonsventil ifølge krav 1, karakterisert ved at plugghylsens (40) mellomlegeme omfatter en sylindrisk indre overflate (100) for glidende inngrep med en ytre sylindrisk overflate (72) på spolen (38) under aksiell bevegelse av spolen mellom de åpne og lukkede posisjonene.
4. To-posisjonsventil ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter: - en ringformet øvre tetningsplate (24) plassert aksielt mellom plugghylsen og stempelet; - en topptetningsoverflate (74) på spolen for tettende inngrep med den øvre tetningsplaten når spolen er i lukket posisjon; - en ringformet nedre tetningsplate (26) plassert aksielt motsatt av plugghylsen i forhold til stempelet; og - en bunntetningsoverflate (76) på spolen for tettende inngrep med den nedre tetningsplaten (26) når spolen er i åpen posisjon.
5. To-posisjonsventil ifølge krav 1, karakterisert ved at innløpsporten (18) er anordnet i en side av ventillegemet (12) og at utløpsporten (20) er anordnet i en ende av ventillegemet aksielt motsatt av stempelet i forhold til spolen.
6. To-posisjonsventil ifølge krav 1, karakterisert ved at både plugghylsens øvre legeme (86) og nedre legeme (88) er laget av metall.
7. Plugghylse (40) for plassering inne i et ventillegeme (12) i en to-posisjonsventil (10), som har en sentral ventilakse (16), en fluidinnløpsport (18) og en fluidutløpsport (20), et stempel (48) aksielt bevegelig i forhold til ventillegemet (12) som respons på pilottrykk, og en spole (38) aksielt bevegelig inne i plugghylsen (40) inne i ventillegemet som respons på aksiell bevegelse av stempelet, idet spolen er aksielt bevegelig mellom en åpen posisjon slik at innløpsporten står i fluidkommunikasjon med utløpsporten og en lukket posisjon slik at innløpsporten blokkeres av spolen (38) fra fluidkommunikasjon med utløpsporten, karakterisert ved at plugghylsen omfatter: - et aksielt mellomlegeme (84) laget av et valgt plastmateriale og med en ytre overflate (112,114) for tilpassende inngrep med en indre overflate i ventillegemet; - et øvre legeme (86) fjernbart festet til mellomlegemet (84); - et nedre legeme (88) fjernbart festet til mellomlegemet (84); - at legemet av plastmateriale (84) har en øvre del (102), aksialt overliggende en nedre ende av det øvre legemet (86) for radiell innretting mellom det øvre legemet (86) og mellomlegemet (84); - at legemet av plastmateriale (84) har en nedre del (104), aksialt overliggende en øvre ende av det nedre legemet (88) for radiell innretting mellom det nedre legemet og mellomlegemet; - en ytre tetning (90,92) båret på mellomlegemet for tettende inngrep mellom plugghylsens mellomlegeme og ventillegemet; og - en indre tetning (94, 96) båret på mellomlegemet for tettende inngrep mellom plugghylsen og spolen.
8. Plugghylse ifølge krav 7, karakterisert ved at plugghylsens mellomlegeme (84) omfatter en indre sylindrisk overflate (100) for glidende inngrep med en ytre sylindrisk overflate (72) på spolen (38) under aksiell bevegelse av spolen mellom åpne og lukkede posisjoner.
9. Plugghylse ifølge krav 8, karakterisert ved at mellomlegemets (84) indre sylindriske overflate (100) for glidende inngrep med spolen (38) omfatter en øvre sylindrisk overflatedel (102) som strekker seg aksielt mellom den indre tetningen (94, 96) og det øvre legemet (86) og en nedre sylindrisk overflatedel (104) som strekker seg aksielt mellom den indre tetningen (94, 96) og det nedre legemet (88).
10. Fremgangsmåte for å utføre service på en to-posisjons pilotbetjent ventil (10) omfattende et ventillegeme (12) med en sentral ventilakse (16), en fluidinnløpsport (18) og en fluidutløpsport (20), et stempel (48) aksielt bevegelig i forhold til ventillegemet som respons på pilottrykk, en spole (38) aksielt bevegelig inne i ventillegemet som respons på aksiell bevegelse av stempelet, idet spolen er aksielt bevegelig mellom en åpen posisjon slik at innløpsporten står i fluidkommunikasjon med utløpsporten og en lukket posisjon slik at innløpsporten blokkeres av spolen fra fluidkommunikasjon med utløpsporten, en stempelstang (34) for konstruksjonsmessig å forbinde spolen og stempelet, en plugghylse (40) inne i ventillegemet for å motta spolen (38) og omfattende en eller flere radielt øvre gjennomgående porter (106) deri, en øvre tetningsplate (24) aksielt plassert mellom plugghylsen og stempelet for tettende inngrep med spolen når den er i lukket posisjon, en nedre tetningsplate (26) plassert aksielt mellom plugghylsen og fluidutløpsporten for tettende inngrep med spolen når den er i åpen posisjon, og en fjær (56, 58) for å forspenne spolen mot den lukkede posisjonen, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: - erstatning av en utslitt plugghylse med en annen plugghylse som omfatter et aksielt mellomlegeme (84) laget av et valgt plastmateriale; - frembringe en utvendig tetning på mellomlegemet av plastmateriale (84) for tetning mellom plugghylsens mellomlegeme og ventillegemet og en innvendig overflate (100) på mellomlegemet av plastmateriale for kontinuerlig dynamisk tetning mellom plugghylsen og spolen ved aksiell bevegelse av spolen mellom de åpne og lukkede posisjonene; - fjernbar festing av et øvre plugghylselegeme (86) omfattende en eller flere radielt øvre gjennomgående porter (106) deri, til mellomlegemet (84); - fjernbar festing av et nedre plugghylselegeme (88) til mellomlegemet; og - plassering av det andre plugghylsen omfattende mellomlegemet, det øvre legemet (86) og det nedre legemet (88) inne i ventillegemet (12) slik at en ytre overflate (112,114) på mellomlegemet er i tilpasset inngrep med en indre overflate på ventillegemet, og en indre sylindrisk overflate (100) av mellomlegemet (84) kommer i glidende inngrep med den ytre sylindriske overflaten (72) på spolen (38) under aksiell bevegelse av spolen (38) mellom den åpne og lukkede posisjonen.
NO19974798A 1996-10-18 1997-10-17 Pilotventil med forbedret plugghylse NO314362B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/733,414 US5778918A (en) 1996-10-18 1996-10-18 Pilot valve with improved cage

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO974798D0 NO974798D0 (no) 1997-10-17
NO974798L NO974798L (no) 1998-05-11
NO314362B1 true NO314362B1 (no) 2003-03-10

Family

ID=24947500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19974798A NO314362B1 (no) 1996-10-18 1997-10-17 Pilotventil med forbedret plugghylse

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5778918A (no)
BR (1) BR9705097A (no)
DE (1) DE19746041A1 (no)
GB (1) GB2318406B (no)
NO (1) NO314362B1 (no)

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19540040A1 (de) * 1995-10-27 1997-04-30 Bosch Gmbh Robert Hydraulikaggregat, insbesondere für eine schlupfgeregelte Fahrzeugbremsanlage und Verfahren zu dessen Herstellung
US6334464B1 (en) * 1998-01-05 2002-01-01 Meylan Enterprises Dump valve for a high pressure fluid system
US6189663B1 (en) * 1998-06-08 2001-02-20 General Motors Corporation Spray coatings for suspension damper rods
AU778202B2 (en) * 2000-06-28 2004-11-25 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation ECP manifold vent valve insert
US6416034B1 (en) * 2000-06-28 2002-07-09 Wabtec Corporation ECP manifold vent valve insert
US6422531B1 (en) * 2000-06-28 2002-07-23 Wabtec Corporation ECP manifold valve inserts
US7000890B2 (en) * 2004-01-14 2006-02-21 Cooper Cameron Corporation Pressure compensated shear seal solenoid valve
US6969042B2 (en) * 2004-05-01 2005-11-29 Varco I/P, Inc. Blowout preventer and ram actuator
EP1851471A2 (en) * 2005-02-22 2007-11-07 Swagelok Company Valve and actuator assemblies
US8720565B2 (en) 2006-04-25 2014-05-13 National Oilwell Varco, L.P. Tubular severing system and method of using same
US8424607B2 (en) 2006-04-25 2013-04-23 National Oilwell Varco, L.P. System and method for severing a tubular
US8720564B2 (en) 2006-04-25 2014-05-13 National Oilwell Varco, L.P. Tubular severing system and method of using same
US7367396B2 (en) 2006-04-25 2008-05-06 Varco I/P, Inc. Blowout preventers and methods of use
US8757193B2 (en) * 2006-08-07 2014-06-24 Baker Hughes Incorporated Control line reducing hydraulic control system and control valve therefor
US20080078586A1 (en) * 2006-08-31 2008-04-03 Tettleton Tab S Mud systems with pressure relief valve
CN100491781C (zh) * 2007-08-17 2009-05-27 方建生 液控式多用阀
GB2491303B (en) * 2008-08-19 2013-04-03 Aker Subsea Inc Tubing Hangar
US8844898B2 (en) 2009-03-31 2014-09-30 National Oilwell Varco, L.P. Blowout preventer with ram socketing
DE102010005101B4 (de) * 2010-01-20 2011-09-01 Poppe & Potthoff Gmbh Druckbegrenzungsventil, insbesondere zum Begrenzen des Fluiddruckes in einem Verteilerrohr eines Common-Rail-Einspritzsystems
US8627851B2 (en) * 2010-06-14 2014-01-14 Idex Health & Science Llc Rebuildable micro-fluidic valve assembly
US8540017B2 (en) 2010-07-19 2013-09-24 National Oilwell Varco, L.P. Method and system for sealing a wellbore
US8544538B2 (en) 2010-07-19 2013-10-01 National Oilwell Varco, L.P. System and method for sealing a wellbore
US9074695B2 (en) 2010-09-15 2015-07-07 Fisher Controls International Llc Volume booster with discrete capacity adjustment
US9032986B2 (en) * 2010-09-15 2015-05-19 Fisher Controls International Llc Volume booster with variable asymmetry
US8807219B2 (en) 2010-09-29 2014-08-19 National Oilwell Varco, L.P. Blowout preventer blade assembly and method of using same
US9045961B2 (en) 2011-01-31 2015-06-02 National Oilwell Varco, L.P. Blowout preventer seal and method of using same
CA2828956C (en) 2011-03-09 2016-08-02 National Oilwell Varco, L.P. Sealing apparatus and method of using same
US8905141B2 (en) * 2011-12-13 2014-12-09 Hydril Usa Manufacturing Llc Subsea operating valve connectable to low pressure recipient
SG11201406396RA (en) 2012-04-10 2014-11-27 Nat Oilwell Varco Lp Blowout preventer seal assembly and method of using same
WO2013192494A1 (en) * 2012-06-22 2013-12-27 The Subsea Company Soft shift spm valve
US9422783B2 (en) 2012-08-30 2016-08-23 Hydril Usa Distribution, Llc Stabilized valve
CN103104216B (zh) * 2013-01-31 2013-12-18 苏州大一装备科技有限公司 一种气压自平衡单流阀
EP2959096B1 (en) 2013-02-21 2018-05-16 National Oilwell Varco, L.P. Blowout preventer monitoring system and method of using same
EP2992175B1 (en) * 2013-05-03 2023-02-22 National Oilwell Varco, L.P. Sealable wellsite valve and method of using same
WO2014209909A1 (en) * 2013-06-24 2014-12-31 National Oilwell Varco, L.P. Blowout preventer activator and method of using same
CN103407438B (zh) * 2013-08-20 2015-12-09 瑞立集团瑞安汽车零部件有限公司 活塞式气控阀
GB201401366D0 (en) * 2014-01-27 2014-03-12 Schoolhill Hydraulic Eng Dump valve
PL2905520T3 (pl) * 2014-02-07 2017-10-31 Sandvik Intellectual Property Zawór regulacji płynu
DE102014008651A1 (de) * 2014-06-13 2015-12-17 Rsg Electronic Gmbh Ventilvorrichtung zum Ansteuern von Medienströmen jedweder Art
WO2016012739A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Axon Energy Products Uk Ltd Sub-plate mounted valve
KR102471843B1 (ko) 2014-09-30 2022-11-28 하이드릴 유에스에이 디스트리뷰션 엘엘씨 파열 방지기 제어를 위한 안정 무결성 기준(sil) 등급 시스템
US10876369B2 (en) 2014-09-30 2020-12-29 Hydril USA Distribution LLC High pressure blowout preventer system
US10196871B2 (en) 2014-09-30 2019-02-05 Hydril USA Distribution LLC Sil rated system for blowout preventer control
US10048673B2 (en) 2014-10-17 2018-08-14 Hydril Usa Distribution, Llc High pressure blowout preventer system
US9989975B2 (en) 2014-11-11 2018-06-05 Hydril Usa Distribution, Llc Flow isolation for blowout preventer hydraulic control systems
US9759018B2 (en) 2014-12-12 2017-09-12 Hydril USA Distribution LLC System and method of alignment for hydraulic coupling
CN107407140B (zh) 2014-12-17 2021-02-19 海德里尔美国配送有限责任公司 用于控制盒、辅助海底系统和海面控件之间的接口的电力和通信集中器
US9528340B2 (en) 2014-12-17 2016-12-27 Hydrill USA Distribution LLC Solenoid valve housings for blowout preventer
CN104633138A (zh) * 2015-03-06 2015-05-20 任永恒 一种防污阀门装置
US9828824B2 (en) * 2015-05-01 2017-11-28 Hydril Usa Distribution, Llc Hydraulic re-configurable and subsea repairable control system for deepwater blow-out preventers
US20170130855A1 (en) * 2015-09-18 2017-05-11 Frank Groves Pressure Assisted Two-Position Three-Way Poppet Valve
US10508745B2 (en) 2015-09-18 2019-12-17 The Oilgear Company Valve assembly
US10365669B2 (en) 2015-09-18 2019-07-30 The Oilgear Company Systems and methods for fluid regulation
WO2017218685A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 National Oilwell Varco, L.P. Valve assembly for well systems
US10591076B2 (en) 2016-09-15 2020-03-17 Proserv Operations, Inc. Low friction hydraulic circuit control components
US9903173B1 (en) * 2016-11-30 2018-02-27 Cameron International Corporation Connection for a pressurized fluid flow path
CN108413074B (zh) * 2018-06-14 2019-07-16 江苏金晟元特种阀门股份有限公司 一种插装式换向阀
CN108413073B (zh) * 2018-06-14 2019-05-07 合肥海源机械有限公司 一种液控换向阀
US11054050B2 (en) 2018-08-13 2021-07-06 Proserv Operations Inc. Valve with press-fit insert
CN108825795B (zh) * 2018-09-10 2024-02-23 陕西博菲特流体控制装备制造有限公司 三角型双密封笼式阀
US11209096B2 (en) * 2018-11-19 2021-12-28 Proserv Operations, Inc. Bilateral and throttling directional control valve
US11261982B2 (en) 2019-06-27 2022-03-01 Proserv Gilmore Valve Llc Pressure relief valve with bi-directional seat
US11828370B2 (en) 2020-01-02 2023-11-28 Proserv Gilmore Valve Llc Check valve with conforming seat
US11719349B2 (en) * 2021-11-16 2023-08-08 Mueller Refrigeration, LLC Axial three-way modulating valve

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2645450A (en) * 1948-11-26 1953-07-14 C B Hunt & Son Inc Fluid valve means
US3095176A (en) * 1959-01-29 1963-06-25 Int Basic Economy Corp Fluid control valves
US3199540A (en) * 1962-09-28 1965-08-10 Westinghouse Air Brake Co Valve device
US3580286A (en) * 1969-04-04 1971-05-25 Stewart Warner Corp Spool valve
GB1324369A (en) * 1969-12-18 1973-07-25 Dowty Seals Ltd Fluid flow control valves and sealing devices therefor
US3921660A (en) * 1974-08-15 1975-11-25 Marotta Scientific Controls Three-way, two-position non-interflow poppet valve
US4011892A (en) * 1975-03-14 1977-03-15 Marotta Scientific Controls, Inc. Three port non-interflow poppet valve
US4167262A (en) * 1976-10-12 1979-09-11 Hunt Valve Co., Inc. Pilot actuated valve
US4133348A (en) * 1977-03-30 1979-01-09 Spitz Russell W Solenoid operated valves
DE3043871A1 (de) * 1980-11-21 1982-07-08 Wabco Steuerungstechnik GmbH & Co, 3000 Hannover Mehrwegeventil
US4887643A (en) * 1982-03-01 1989-12-19 Koomey, Inc. Pilot actuated spool valve
FR2619188B1 (fr) * 1987-08-06 1989-11-17 Joucomatic Sa Distributeur pneumatique ou electro-pneumatique multifonction
US5409040A (en) * 1993-08-09 1995-04-25 Koomey Companies International, Inc. Springless pilot operated sequence valve

Also Published As

Publication number Publication date
BR9705097A (pt) 1998-12-01
DE19746041A1 (de) 1998-04-23
NO974798D0 (no) 1997-10-17
GB2318406B (en) 2000-07-05
NO974798L (no) 1998-05-11
US5778918A (en) 1998-07-14
GB2318406A (en) 1998-04-22
GB9721796D0 (en) 1997-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO314362B1 (no) Pilotventil med forbedret plugghylse
US3367625A (en) Slide gate valves
EP2307774B1 (en) Pressure relief valves
NO861931L (no) Belgventil.
US4606368A (en) Ball valve for pipeline
US11359735B2 (en) Axial valve of the modular concept of construction
US6698712B2 (en) Ball valve assembly
US7302961B2 (en) Surge relief valve
US4436279A (en) Stem connection for gate valve
NO178907B (no) Sluseventil
NO310248B1 (no) Ventil
NO971209L (no) Justerbar tetning for propelldrivaksel
EP2733402B1 (en) Pressure balanced spring loaded overtravel sealing apparatus
NO20131381A1 (no) In-line mottrykksfluidregulatorer
NO329117B1 (no) Enhetlig tilbakeslagsventil med sfaerisk profil og erstattelig tetningselement
US10094480B2 (en) Rotary multi-port valve
US20130312840A1 (en) Valve actuator system
CA2512994C (en) Bushing-less stem guided control valve
EP0161056A2 (en) Ball valve
NO321011B1 (no) Differensialventil for fleksibelt ror under vann
US7300035B2 (en) Valve, actuator and control system therefor
US5701927A (en) Interchangeable automatic control valve
NO174065B (no) Sluseventil
RU192701U1 (ru) Кран шаровой сдвоенный
GB2413373A (en) Ball valve assembly

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees

Free format text: LAPSED IN APRIL 2003