NO338693B1 - Pressure-activated valve - Google Patents
Pressure-activated valve Download PDFInfo
- Publication number
- NO338693B1 NO338693B1 NO20131277A NO20131277A NO338693B1 NO 338693 B1 NO338693 B1 NO 338693B1 NO 20131277 A NO20131277 A NO 20131277A NO 20131277 A NO20131277 A NO 20131277A NO 338693 B1 NO338693 B1 NO 338693B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- sleeve
- pressure
- housing
- pin
- activated valve
- Prior art date
Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 31
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005483 Hooke's law Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- -1 oil and gas Chemical class 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/08—Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
Description
BAKGRUNN BACKGROUND
Oppfinnelsens område Field of the invention
[0001] Den foreliggende oppfinnelsen angår generelt brønner brukt ved letting og produksjon av hydrokarboner. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en trykkaktivert ventil for en rørformet streng. [0001] The present invention generally relates to wells used in drilling and production of hydrocarbons. More specifically, the invention relates to a pressure-activated valve for a tubular string.
Kjent og beslektet teknikk Known and related art
[0002] En brønn for leting og produksjon av hydrokarboner, dvs. olje og gass, lages typisk ved først å bore et borehull med relativt stor diameter fra en overflate eller en sjøbunn inn i en formasjon. Deretter senkes en foring ned i borehullet og sementeres til formasjonen. Foringen stabiliserer grunnen og hindrer jord, sand grus, osv. i å falle ned i brønnen. I prinsipp bygges brønnen ved å bore et brønnhull med noe mindre diameter, sementere en ny foring eller et forlengelsesrør til formasjonen osv. i en rekke borehull og foringer eller forlengelsesrør med avtakende diametere inntil man når ønsket dybde i formasjonen. Det kan også lages hori-sontale sidegreiner inn i et reservoar. [0002] A well for the exploration and production of hydrocarbons, i.e. oil and gas, is typically made by first drilling a borehole with a relatively large diameter from a surface or a seabed into a formation. A liner is then lowered into the borehole and cemented into the formation. The liner stabilizes the ground and prevents soil, sand, gravel, etc. from falling into the well. In principle, the well is built by drilling a wellbore with a slightly smaller diameter, cementing a new casing or an extension pipe to the formation, etc. in a series of boreholes and casings or extension pipes with decreasing diameters until the desired depth in the formation is reached. Horizontal side branches into a reservoir can also be made.
[0003] Det resulterende hullet kalles et "brønnhull" i det følgende. Et brønnhull kan omfatte uforede deler kalt "åpent hull". For å muliggjøre en strøm av hydrokarboner fra formasjonen til et brønnhull, må det lages åpninger i foringen, for eksempel med rettede eksplosive ladninger i en penetreringskanon. [0003] The resulting hole is called a "well hole" in the following. A wellbore may include unlined sections called "open hole". To enable a flow of hydrocarbons from the formation to a wellbore, openings must be created in the casing, for example with directed explosive charges in a penetration gun.
[0004] I en brønn brukt til produksjon av olje eller gass, settes vanligvis en produksjons-streng inn i brønnhullet, og brønnen kan deles inn i flere soner slik at fluidstrøm forhindres mellom sonene. Produksjonsstrengen omfatter ventiler for å slippe hydrokarboner fra én eller flere produksjonssoner inn i strengen, og for å stenge av soner som ikke lenger produserer en tilstrekkelig konsentrasjon av olje eller gass, f.eks. en uttømt sone som produserer hovedsakelig vann. US 2010/0224371 Al omhandler en ventil og en fremgangsmåte for sirkula-sjonskontroll i en brønn. US 5,540,280 vedrører et tidlig evalueringssystem som kan benyttes for å teste og/eller behandle en undergrunnsformasjon. [0004] In a well used for the production of oil or gas, a production string is usually inserted into the wellbore, and the well can be divided into several zones so that fluid flow is prevented between the zones. The production string includes valves to allow hydrocarbons from one or more production zones into the string, and to shut off zones that are no longer producing a sufficient concentration of oil or gas, e.g. a depleted zone that produces mainly water. US 2010/0224371 Al deals with a valve and a method for circulation control in a well. US 5,540,280 relates to an early evaluation system that can be used to test and/or treat an underground formation.
[0005] Injeksjonsbrønner brukes til å pumpe vann og/eller gass inn i et reservoar for å øke trykket, og dermed produksjonen av hydrokarboner. For formålene i den foreliggende oppfinnelsen, kan injeksjonsbrønner betraktes på samme måte som produksjonsbrønner. [0005] Injection wells are used to pump water and/or gas into a reservoir to increase the pressure, and thus the production of hydrocarbons. For the purposes of the present invention, injection wells can be considered in the same way as production wells.
[0006] Når en brønn ikke lenger er nyttig, blir den plugget og forlatt. Plugging kan typisk omfatte å frese opp, feks. 50-100 meter, av foringen, fylle sement i den oppfreste delen og kutte foringen, for eksempel 5-10 meter under en sjøbunn. [0006] When a well is no longer useful, it is plugged and abandoned. Plugging can typically include milling, e.g. 50-100 metres, of the liner, fill cement in the milled part and cut the liner, for example 5-10 meters below a seabed.
[0007] I den kortfattede oversikten ovenfor, er tallrike detaljer kjent på området utelatt av hensyn til klarhet. For eksempel omfatter boringen i virkeligheten også å montere et brønn-hode og sikkerhetsventiler, for eksempel for å hindre et trykksjokk fra en gasslomme som kan påtreffes under boringen. Sementering, perforering, hydraulisk frakturering og andre proses-ser har spesifikke krav som må tilfredsstilles under komplettering osv. Under komplettering og produksjon kan det foretas trykktester for å sikre integriteten til brønnen, dvs. at det ikke noen vesentlige lekkasjer til omgivelsene og/eller mellom nærliggende soner. [0007] In the above brief overview, numerous details known in the art have been omitted for the sake of clarity. For example, the drilling in reality also includes mounting a wellhead and safety valves, for example to prevent a pressure shock from a gas pocket that may be encountered during drilling. Cementing, perforating, hydraulic fracturing and other processes have specific requirements that must be met during completion etc. During completion and production, pressure tests can be carried out to ensure the integrity of the well, i.e. that there are no significant leaks to the surroundings and/or between nearby zones.
[0008] Fra det ovenstående, skulle det være klart at det er mange tilfeller i en brønns levetid hvor en rørformet streng føres inn i borehullet, og deretter åpnes. Forskjellige metoder for å frembringe en åpning er i vanlig bruk, og avhenger av den aktuelle anvendelsen. Slike metoder omfatter, men er ikke begrenset til, perforeringskanoner, fallkuleaktiveite innret-ninger, burstdisker og borbare plugger. Nærmere bestemt krever noen anvendelser en trykkaktivert ventildrevet av trykk under et sertifisert nivå for brønnen, feks. for å unngå skade på selve brønnen eller på utstyr utplassert i brønnen. Dette kan utelukke bruk av perforeringskanoner, burstdisker, osv. [0008] From the above, it should be clear that there are many cases in the lifetime of a well where a tubular string is fed into the borehole, and then opened. Various methods of producing an opening are in common use, and depend on the particular application. Such methods include, but are not limited to, perforating guns, falling ball active devices, burst discs and drillable plugs. Specifically, some applications require a pressure-actuated valve operated by pressure below a certified level for the well, e.g. to avoid damage to the well itself or to equipment deployed in the well. This may preclude the use of perforating guns, burst disks, etc.
[0009] Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er således å frembringe en forbedret trykkaktivert ventil som aktiveres med én eller flere trykkpulser, hvor ingen av dem har amplitude som overstiger et forhåndsbestemt terskeltrykk. [0009] The purpose of the present invention is thus to produce an improved pressure-activated valve which is activated with one or more pressure pulses, none of which has an amplitude that exceeds a predetermined threshold pressure.
[0010] Av tekniske og økonomiske grunner bør ventilen være robust, pålitelig og enkel å fremstille. [0010] For technical and economic reasons, the valve should be robust, reliable and easy to manufacture.
OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN SUMMARY OF THE INVENTION
[0011] Dette formalet oppnås med en trykkaktivert ventil ifølge det selvstendige krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav. [0011] This formality is achieved with a pressure-activated valve according to the independent claim 1. Further features of the invention are indicated in the independent claims.
[0012] Nærmere bestemt omfatter en trykkaktivert ventil ifølge oppfinnelsen en glidehylse som er anbrakt aksialt bevegelig mellom en inaktiv posisjon og en aktivert posisjon i et hus. En tellehylse er montert mellom huset og glidehylsen, hvor tellehylsen er aksialt og roterbart bevegelig i forhold til huset. Et radialt forløpende arbeidsareal er eksponert mot en sentral boring, og tilpasset til å frembringe en trykkraft i en aksial nedstrømretning på tellehylsen når et trykk i den sentrale boringen overstiger et trykk i et gassfylt kammer. En fjær yter en fjærkraft på tellehylsen i en oppstrømretning motsatt av nedstrømretningen; En tapp og en førings-slisse (J-slot) er plassert mellom huset og tellehylsen slik at en rekke trykkpulser med egnet størrelse og varighet som virker på arbeidsareal et forårsaker en frem- og tilbake-bevegelse av tellehylsen inne i huset, hvor føringsvegger forårsaker en rotasjon fra en første bunn til en siste topp, hvor den siste bunnen er anbrakt lenger oppstrøms enn en hvilken som helst tidligere topp. Trykkutligningsmidler utløses ved å plassere tappen ved den siste toppen, og er tilpasset til å åpne en passasje mellom den sentrale boringen og kammeret ved en utlignende forskyvning av glidehylsen oppstrøms i forhold til en tetningsflate slik at en tetning passeres, hvorved trykkraften forsvinner. Ventilen er tilpasset til å forskyve glidehylsen fra den relative forskyvningen frembrakt av den aksiale posisjonen til den siste slissen forbi utligningsforskyvningen til den aktiverte posisjonen ved hjelp av fjæren. [0012] More specifically, a pressure-activated valve according to the invention comprises a sliding sleeve which is placed axially movable between an inactive position and an activated position in a housing. A counting sleeve is mounted between the housing and the sliding sleeve, where the counting sleeve is axially and rotatably movable in relation to the housing. A radially extending working area is exposed to a central bore, and adapted to produce a compressive force in an axial downstream direction on the counter sleeve when a pressure in the central bore exceeds a pressure in a gas-filled chamber. A spring exerts a spring force on the counter sleeve in an upstream direction opposite to the downstream direction; A pin and a guide slot (J-slot) are placed between the housing and the counting sleeve so that a series of pressure pulses of suitable size and duration acting on the working area causes a back and forth movement of the counting sleeve inside the housing, where guide walls cause a rotation from an initial low to a final high, where the final low is located further upstream than any previous high. Pressure compensating means are actuated by placing the pin at the last peak, and are adapted to open a passage between the central bore and the chamber by compensating displacement of the slide sleeve upstream relative to a sealing surface so that a seal is passed, thereby dissipating the pressure force. The valve is adapted to displace the slide sleeve from the relative displacement produced by the axial position of the last slot past the compensating displacement to the actuated position by means of the spring.
[0013] Under innkjøring tvinger fjæren tappen til tett kontakt med en første bunn i førings-slissen. For å aktivere ventilen, må det påføres en serie trykkpulser som hver er stor nok til å overvinne fjærkraften og som hver har en varighet som tillater tappe å løpe langs førings-slissen til den neste toppen. Størrelsen av trykkpulsene kan holdes innen et sertifisert maksimum tillatt i brønnen ved å tilpasse arbeidsareal et og fjærkraften. [0013] During insertion, the spring forces the pin into close contact with a first bottom in the guide slot. To actuate the valve, a series of pressure pulses must be applied each of which is large enough to overcome the spring force and each of which has a duration which allows the tap to run along the guide slot to the next peak. The size of the pressure pulses can be kept within a certified maximum allowed in the well by adapting the working area and the spring force.
[0014] Føringsslissen er frembrakt på en tellehylse som er roterbart og valgfritt aksialt bevegelig i forhold til glidehylsen. Dermed kan glidehylsen benyttes til å tette kammeret uten at trykkraften fra pulsene må overvinne friksjonskreftene forårsaket av tetningen. [0014] The guide slot is produced on a counting sleeve which is rotatable and optionally axially movable in relation to the sliding sleeve. Thus, the sliding sleeve can be used to seal the chamber without the pressure force from the pulses having to overcome the frictional forces caused by the seal.
[0015] Bare den siste toppen i føringsslissen tillater en aksial bevegelse som er tilstrekkelig til å åpne passasjen mellom kammeret og den sentrale boringen. Når trykket i kammeret er lik trykket i den sentrale boringen, kan trykket i den sentrale boringen ikke lenger utøve en netto aksial trykkraft. På dette tidspunktet gir fjæren den eneste aksiale kraften som virker på glidehylsen, slik at glidehylsen beveges til sin aktiverte posisjon og ventilen holdes i sin aktiverte tilstand. Eventuelle trykkpulser påført i den sentrale boringen når ventilen er aktivert vil heller ikke gi noen netto aksial kraft på glidehylsen, slik at ventilen forblir aktivert. [0015] Only the last peak in the guide slot allows an axial movement sufficient to open the passage between the chamber and the central bore. When the pressure in the chamber is equal to the pressure in the central bore, the pressure in the central bore can no longer exert a net axial compressive force. At this point, the spring provides the only axial force acting on the slide sleeve, so that the slide sleeve is moved to its activated position and the valve is held in its activated state. Any pressure pulses applied in the central bore when the valve is actuated will also produce no net axial force on the slide sleeve, so that the valve remains actuated.
[0016] Den komprimerbare gassen er fortrinnsvis luft ved atmosfærisk trykk. Dermed kan kammeret ganske enkelt forsegles ved fremstillingen, dvs. at ingen spesielle tiltak kreves for en annen gass. [0016] The compressible gas is preferably air at atmospheric pressure. Thus, the chamber can simply be sealed during manufacture, i.e. no special measures are required for another gas.
[0017] Noen utførelsesformer omfatter låsemidler tilpasset til å låse tellehylsen til glidehylsen ved den relative forskyvningen frembrakt av den aksiale posisjonen til den siste slissen. Det vil si, fordi den siste toppen i føringsslissen er plassert lenger oppstrøm enn enhver tidligere topp, at tellehylsen tillates å gå lenger nedstrøms i forhold til den faste tappen når tappen kontakter den siste toppen. Denne ekstra bevegelsen nedstrøms kan forårsake at et radialt forspent element går i inngrep med en slisse eller skulder på kjent måte, slik at tellehylsen ikke kan beveges aksialt i forhold til glidehylsen så snart låsemidlene går i inngrep. [0017] Some embodiments comprise locking means adapted to lock the counting sleeve to the sliding sleeve by the relative displacement produced by the axial position of the last slot. That is, because the last peak in the guide slot is located further upstream than any previous peak, the counting sleeve is allowed to travel further downstream relative to the fixed pin when the pin contacts the last peak. This additional downstream movement can cause a radially biased member to engage a slot or shoulder in a known manner so that the counter sleeve cannot be moved axially relative to the slide sleeve once the locking means engage.
[0018] I alternative utførelsesformer holdes tellehylsen aksialt tilbake på glidehylsen og fjærkraften påføres gjennom glidehylsen. I disse utførelsesformene kan tellehylsen for eksempel tillates å rotere i en omkretsretning omkring glidehylsen, og tellehylsen og glidehylsen beveger seg sammen aksialt i forhold til huset. [0018] In alternative embodiments, the counting sleeve is held back axially on the sliding sleeve and the spring force is applied through the sliding sleeve. In these embodiments, the counting sleeve can, for example, be allowed to rotate in a circumferential direction around the sliding sleeve, and the counting sleeve and the sliding sleeve move together axially in relation to the housing.
[0019] Trykkutligningsmidlene kan omfatte en utligningshylse og hektemidler tilpasset til å hekte utligningshylsen til huset ved den relative forskyvningen frembrakt av den aksiale posisjonen til den siste slissen, hvor tetningsflaten er den indre overflaten av utligningshylsen. [0019] The pressure compensating means may comprise a compensating sleeve and hooking means adapted to hook the compensating sleeve to the housing by the relative displacement produced by the axial position of the last slot, the sealing surface being the inner surface of the compensating sleeve.
[0020] Hekten omfatter typisk et radialt forspent element i inngrep med en komplementær slisse eller skulder når de to elementene i hekteforbindelsen er aksialt innrettet med hverandre, på samme måte som låsemidlene drøftet ovenfor. Hektemidlene kan for eksempel omfatte en utvidbar C-ring anbrakt omkring utligningshylsen. Når C-ringen passerer en indre skulder i huset, ekspanderer den, støter an mot skulderen og forhindrer at utligningshylsen beveges aksialt oppstrøms i forhold til huset. [0020] The hook typically comprises a radially biased element in engagement with a complementary slot or shoulder when the two elements in the hook connection are axially aligned with each other, in the same way as the locking means discussed above. The hooking means can, for example, comprise an expandable C-ring placed around the compensation sleeve. When the C-ring passes an internal shoulder in the housing, it expands, abuts the shoulder and prevents the offset sleeve from moving axially upstream relative to the housing.
[0021] Trykkutligningsmidlene åpner en passasje mellom den sentrale boringen og kammeret ved å forskyve glidehylsen oppstrøms i forhold til huset fra en forskyvning frembrakt av den siste toppen. Dette kan oppnås på en hvilken som helst måte kjent for den fagkyndige, for eksempel ved å trekke en forsegling inn i kammeret og/eller forskyve en hylse i forhold til en tetning slik at det frembringes en passasje forbi tetningen eller slik at radiale åpninger gjennom forskjellige hylser avdekkes eller innrettes med hverandre for å danne en passasje mellom den sentrale boringen og kammeret. [0021] The pressure equalizing means open a passage between the central bore and the chamber by displacing the slide sleeve upstream relative to the housing from a displacement produced by the last peak. This can be achieved in any manner known to those skilled in the art, for example by drawing a seal into the chamber and/or displacing a sleeve relative to a seal so as to create a passage past the seal or so that radial openings through various sleeves are exposed or aligned with each other to form a passage between the central bore and the chamber.
[0022] I noen utførelsesformer kan trykket delvis utlignes når tappen befinner seg ved den siste toppen. Dette reduserer trykkraften som motvirker fjærkraften, slik at nettokraften i oppstrømretningen øker. Fjærkraften er tilstrekkelig til å skyve tellehylsen mot en trykkraft, og den økte kraften kam for eksempel utnyttes til å skyve glidehylsen sammen med tellehylsen. [0022] In some embodiments, the pressure can be partially equalized when the pin is at the last peak. This reduces the pressure force that counteracts the spring force, so that the net force in the upstream direction increases. The spring force is sufficient to push the counter sleeve against a compressive force, and the increased force is used, for example, to push the slide sleeve together with the counter sleeve.
[0023] I en foretrukket utførelsesform er flere tapper jevnt fordelt i omkretsretningen omkring huset, der hver tapp løper i én separat av flere identiske føringsslisser. Dette balanserer kreftene som virker på de bevegelige delene. [0023] In a preferred embodiment, several pins are evenly distributed in the circumferential direction around the housing, where each pin runs in a separate one of several identical guide slots. This balances the forces acting on the moving parts.
[0024] Om det er ønsket, kan flere identiske føringsslisser være aksialt forskjøvet fra hverandre. Dette muliggjør lengre føringsslisser, og dermed lengre åpningssekvenser. [0024] If desired, several identical guide slots can be axially offset from each other. This enables longer guide slots, and thus longer opening sequences.
[0025] Flere trekk og fordeler fremgår av de avhengige kravene og den følgende detaljerte beskrivelsen. [0025] Several features and advantages appear from the dependent claims and the following detailed description.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0026] Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i den følgende detaljerte beskrivelsen ved hjelp av et eksempel på en utførelsesform og med henvisning til de vedføyde tegningene, hvor: Fig. 1 er et langsgående snitt gjennom en ventil ifølge oppfinnelsen; [0026] The invention will be explained in more detail in the following detailed description by means of an example of an embodiment and with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 is a longitudinal section through a valve according to the invention;
Fig. 2 er et forstørret riss av en del av ventilen på figur 1. Fig. 2 is an enlarged view of part of the valve in Fig. 1.
Fig. 3 er et delvis gjennomskåret riss av utførelsesformen i fig. 1 og 2 i inaktiv tilstand; Fig. 4 er et langsgående snitt av utførelsesformen i de forrige figurene i en tilstand umiddelbart før den aktiveres; Fig. 5 er et langsgående snitt av utførelsesformen i de forrige figurene i en aktivert tilstand; Fig. 3 is a partial cross-sectional view of the embodiment in fig. 1 and 2 in inactive state; Fig. 4 is a longitudinal section of the embodiment of the previous figures in a state immediately before it is activated; Fig. 5 is a longitudinal section of the embodiment of the previous figures in an activated state;
Fig. 6 er et forstørret riss av et tapp-i-føringsslisse-arrangement; og Fig. 6 is an enlarged view of a pin-in-guide slot arrangement; and
Fig. 7 illustrerer en alternativ utførelsesform av trykkutligningsmidler. Fig. 7 illustrates an alternative embodiment of pressure equalizing means.
DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
[0027] Eksemplene på utførelsesformer som beskrives her, angår en ventil som kjøres inn i brønnen i en lukket tilstand og er aktivert når den er åpen. Andre ventiler kan kjøres inn i brønnen i en åpen tilstand og blir aktivert når de lukkes. Derfor brukes begrepene "inaktiv" og "aktivert" i stedet for "åpen" og "lukket" i det følgende, slik at "inaktiv" viser til ventilens tilstand under innkjøring, og "aktivert" viser til tilstanden etter aktivering. [0027] The examples of embodiments described here relate to a valve which is driven into the well in a closed state and is activated when it is open. Other valves can be driven into the well in an open state and are activated when they are closed. Therefore, the terms "inactive" and "activated" are used instead of "open" and "closed" in the following, so that "inactive" refers to the state of the valve during run-in, and "activated" refers to the state after activation.
[0028] Fig. 1 er et langsgående snitt gjennom en ventil 100 ifølge oppfinnelsen. Ventilen 100 omfatter en oppstrøms endedel 10 med et gjenget parti 11 for gjengeforbindelse til en rørformet streng (ikke vist) og en nedstrøms endedel 20 med et gjenget parti 21 for gjenget forbindelse til en rørformet streng eller en endekapsel. Den eksakte formen og gjengetypen i gjengeforbindelsen 11,21 avhenger av den aktuelle anvendelsen, og er velkjent på området. [0028] Fig. 1 is a longitudinal section through a valve 100 according to the invention. The valve 100 comprises an upstream end part 10 with a threaded part 11 for threaded connection to a tubular string (not shown) and a downstream end part 20 with a threaded part 21 for threaded connection to a tubular string or an end cap. The exact shape and type of thread in the threaded connection 11,21 depends on the application in question, and is well known in the field.
[0029] En glidehylse 130 er anbrakt aksialt bevegelig mellom den inaktive posisjonen vist i figur 1, hvor radiale åpninger 131 gjennom glidehylsen 130 er aksialt forskjøvet fra radiale porter 111 gjennom et hus 110 og en aktivert posisjon hvor de radiale poningene 131 er innrettet med portene 111. [0029] A sliding sleeve 130 is arranged axially movable between the inactive position shown in Figure 1, where radial openings 131 through the sliding sleeve 130 are axially displaced from radial ports 111 through a housing 110 and an activated position where the radial ports 131 are aligned with the ports 111.
[0030] Glidehylsen 130 omfatter et radialt rettet arbeidsareal 132 eksponert mot den sentrale boringen, slik at et trykk som virker på arbeidsarealet 132 gir en aksial trykkraft i en nedstrøm-retning, dvs. mot høyre på fig. 1. Et kammer 115 som innledningsvis er fylt med en komprimerbar gass ved et trykk som er lavere enn trykket i den sentrale boringen er tilveiebrakt for å tilveiebringe trykkdifferansen fra arbeidsarealet, og dermed en trykkraft som virker i nedstrømretningen. Hvis trykket inne i kammeret 115 er lik trykket i den sentrale boringen, vil det ikke bli påført noen trykkraft på arbeidsarealet 132 i nedstrømretningen. [0030] The sliding sleeve 130 comprises a radially directed work area 132 exposed to the central bore, so that a pressure acting on the work area 132 produces an axial pressure force in a downstream direction, i.e. to the right in fig. 1. A chamber 115 which is initially filled with a compressible gas at a pressure lower than the pressure in the central bore is provided to provide the pressure difference from the working area, and thus a pressure force acting in the downstream direction. If the pressure inside the chamber 115 is equal to the pressure in the central bore, no compressive force will be applied to the working area 132 in the downstream direction.
[0031] En fjær 140 er trykket sammen mellom endedelen 20 nedstrøms og glidehylsen 130. Hensikten med fjæren 140 er å tilveiebringe en aksial forspenning eller kraft på glidehylsen 130 i oppstrømretningen, dvs. i motsatt aksial retning av den aksiale kraften forårsaket av trykket som virker på arbeidsarealet 132. Fjæren 140 kan selvsagt monteres på enhver egnet måte for å frembringe den ønskede forspenningen. Det skal også forstås at begrepet "fjær" brukes av utelukkende praktiske grunner, og at "fjæren 140" i en praktisk utførelsesform kan være en hvilken som helst pakke med enhver kjent type fjær eller en kombinasjonen av dem. [0031] A spring 140 is pressed together between the downstream end part 20 and the sliding sleeve 130. The purpose of the spring 140 is to provide an axial bias or force on the sliding sleeve 130 in the upstream direction, i.e. in the opposite axial direction to the axial force caused by the pressure acting on the working area 132. The spring 140 can of course be mounted in any suitable way to produce the desired bias. It should also be understood that the term "spring" is used for purely practical reasons, and that the "spring 140" in a practical embodiment may be any package of any known type of spring or a combination thereof.
[0032] En tellehylse 150 er anbrakt mellom glidehylsen 130 og huset 110.1 utførelses-formen vist i tegningene, er tellehylsen anbrakt i en slisse i omkretsretningen på glidehylsen 130. Tellehylsen 150 kan rotere i slissen, og beveger seg aksialt sammen med glidehylsen 130.1 andre utførelsesformer kan tellehylsen være aksialt bevegelig i forhold til glidehylsen i tillegg til at den er roterbart bevegelig. Dette forklares nærmere nedenfor. [0032] A counting sleeve 150 is placed between the sliding sleeve 130 and the housing 110.1 embodiment shown in the drawings, the counting sleeve is placed in a slot in the circumferential direction of the sliding sleeve 130. The counting sleeve 150 can rotate in the slot, and moves axially together with the sliding sleeve 130.1 other embodiments the counting sleeve can be axially movable in relation to the slide sleeve in addition to being rotatably movable. This is explained in more detail below.
[0033] I figur 1 er kammeret 115 dannet mellom huset 110 og glidehylsen 130. Kammeret 115 inneholder en komprimerbar gass, fortrinnsvis luft med atmosfærisk trykk, når glidehylsen 130 er i den inaktive posisjonen. Som nevnt vil et trykk i den sentrale boringen som er større enn trykket i kammeret 115 og som virker på arbeidsarealet 132, bevege glidehylsen 130 nedstrøms, dvs. mot fjæren 140 og mot høyre i figur 1. [0033] In Figure 1, the chamber 115 is formed between the housing 110 and the sliding sleeve 130. The chamber 115 contains a compressible gas, preferably air at atmospheric pressure, when the sliding sleeve 130 is in the inactive position. As mentioned, a pressure in the central bore which is greater than the pressure in the chamber 115 and which acts on the working area 132, will move the sliding sleeve 130 downstream, i.e. towards the spring 140 and to the right in Figure 1.
[0034] Kammeret 115 kan ventileres ved å forskyve en utligningshylse 120 etter en rekke trykkpulser som beskrevet i detalj med henvisning til figur 6. Disse trykkpulsene og fjærkraften fra fjæren 140 får en tapp 119 til å løpe i en føringsslisse 160 inntil utligningshylsen 120 åpner en fluidvei til kammeret 115, og derved fjerner trykkdifferansen over glidehylsen 130. Deretter aktiverer fjæren 140 ventilen som nærmere beskrevet nedenfor. [0034] The chamber 115 can be ventilated by displacing an equalizing sleeve 120 after a series of pressure pulses as described in detail with reference to Figure 6. These pressure pulses and the spring force from the spring 140 cause a pin 119 to run in a guide slot 160 until the equalizing sleeve 120 opens a fluid path to the chamber 115, thereby removing the pressure difference across the sliding sleeve 130. The spring 140 then activates the valve as described in more detail below.
[0035] En indre hylse 170 er fastgjort til endedel en 20 nedstrøms, og ender ved en opp-strøms kant 171 nedstrøms for de radiale portene 111 gjennom huset 110.1 denne utførelses-formen tjener den indre hylsen 170 til å dekke åpningene 131 i den inaktive tilstanden. Den skal selvsagt ikke dekke portene 111 når åpningene 131 er innrettet med portene 111. [0035] An inner sleeve 170 is attached to an end part 20 downstream, and ends at an upstream edge 171 downstream of the radial ports 111 through the housing 110.1 this embodiment, the inner sleeve 170 serves to cover the openings 131 in the inactive the condition. It should of course not cover the ports 111 when the openings 131 are aligned with the ports 111.
[0036] Fig. 2 er et forstørret riss av en del av utførelsesformen på figur 1. På figur 2 kan det ses at huset 110 omfatter en oppstrømdel 110a og en nedstrømdel 110b. Disse delene kan sammenføyes av en gjengeforbindelse som vist, eller på en hvilken som helst annen måte kjent på området. Det bemerkes at kammeret 115 dannes når nedstrømdel en 110b sammen-føyes med resten av den sammenstilte ventilen. For å danne kammeret 115 er det tilveiebrakt tetninger 112 og 113 mellom de to delene 110a og 110b av huset 110. For å fylle kammeret 115 med luft ved atmosfærisk trykk, holder det å sammenstille huset 110 under vanlige verkstedsforhold. [0036] Fig. 2 is an enlarged view of part of the embodiment in Fig. 1. In Fig. 2 it can be seen that the housing 110 comprises an upstream part 110a and a downstream part 110b. These parts may be joined by a threaded connection as shown, or in any other manner known in the art. It is noted that chamber 115 is formed when downstream portion 110b is joined with the remainder of the assembled valve. To form the chamber 115, seals 112 and 113 are provided between the two parts 110a and 110b of the housing 110. To fill the chamber 115 with air at atmospheric pressure, it is sufficient to assemble the housing 110 under normal workshop conditions.
[0037] I tillegg til henvisningstallene vist på figur 1, viser figur 2 ringformede tetninger 133 og 134 oppstrøms og nedstrøms fra henholdsvis tappen 119 og føringsslissen 160. Tetningene 133 og 134 isolerer tellehylsen 150 og miljøet rundt fra den sentrale boringen og kammeret 115. Videre, ringformede tetninger 135 og 136 oppstrøms og nedstrøms fra radiale åpninger 131 gjennom glidehylsen 130, ringformede tetninger 121 og 137 mellom henholdsvis utligningshylsen 120 og huset 110 og glidehylsen 130, og et radialt forspent element 122, feks. en C-ring, på utligningshylsen 120.1 figur 2 ligger elementet 122 an mot en indre flate i huset 110. En skulder 114 er tilveiebrakt på den indre flaten nedstrøms fra det radialt forspente elementet 122. Utligningshylsen 120 og skulderen 114 er konfigurert slik at når utligningshylsen 120 forskyves nedstrøms, så vil det radialt forspente elementet 122 utvides radialt utover og skulderen 114 vil forhindre at utligningshylsen 120 beveges tilbake oppstrøms. [0037] In addition to the reference numerals shown in Figure 1, Figure 2 shows annular seals 133 and 134 upstream and downstream from the pin 119 and the guide slot 160, respectively. The seals 133 and 134 isolate the counting sleeve 150 and the surrounding environment from the central bore and the chamber 115. Furthermore . a C-ring, on the compensating sleeve 120.1 figure 2 the element 122 abuts against an inner surface in the housing 110. A shoulder 114 is provided on the inner surface downstream from the radially biased element 122. The compensating sleeve 120 and the shoulder 114 are configured so that when the compensating sleeve 120 is displaced downstream, then the radially biased element 122 will expand radially outwards and the shoulder 114 will prevent the compensating sleeve 120 from moving back upstream.
[0038] C-ringen 122 og skulderen 114 holder utligningshylsen 120 tilbake inne i huset så snart C-ringen har passert skulderen 114 og ekspandert. Generelt kan ethvert radialt forspent legeme brukes som lås eller hekte med et komplementært element så som en slisse eller skulder. Det vil si at låse- og hektemidler som brukt her omfatter ethvert radialt forspent legeme konfigurert til å kontakte er komplementært element slik som en slisse eller skulder når det radialt forspente legemet og det komplementære er aksialt innrettet med hverandre, slik at etterfølgende aksial forskyvning mellom det radialt forspente legemet og det komplementære elementet forhindres. Den ekspanderbare C-ringen er bare et eksempel på en hekte og skulderen 114 et eksempel på et komplementært element som kan brukes til å hekte utligningshylsen 120 til huset 110 så snart utligningshylsen 120 er forskjøvet tilstrekkelig nedstrøms til å bringe hekten i kontakt med det komplementære elementet. [0038] The C-ring 122 and the shoulder 114 hold the compensation sleeve 120 back inside the housing once the C-ring has passed the shoulder 114 and expanded. In general, any radially biased body can be used as a lock or hook with a complementary element such as a slot or shoulder. That is, locking and hooking means as used herein include any radially biased body configured to contact a complementary element such as a slot or shoulder when the radially biased body and the complementary are axially aligned with each other such that subsequent axial displacement between the the radially biased body and the complementary element are prevented. The expandable C-ring is only one example of a hook and the shoulder 114 an example of a complementary element that can be used to hook the offset sleeve 120 to the housing 110 once the offset sleeve 120 is displaced sufficiently downstream to bring the hook into contact with the complementary element .
[0039] Fig. 3 er et delvis gjennomskåret riss av utførelsesformen i de foregående figurene. Ventilen 100 er i sin inaktive tilstand som i de foregående figurene. Det bemerkes at ventilen 100 faktisk omfatter flere tapper 119 som løper i flere identiske føringsslisser 160, hvorav én vises i figur 3. [0039] Fig. 3 is a partially sectional view of the embodiment in the preceding figures. The valve 100 is in its inactive state as in the previous figures. It is noted that the valve 100 actually comprises several pins 119 running in several identical guide slots 160, one of which is shown in Figure 3.
[0040] Når kraften som virker på det radialt rettede arbeidsarealet 132 overvinner forspenningen eller fjærkraften fra fjæren 140 (figurene 1 og 2), føres tappen 119 mot en første topp 162 i føringsslissen 160. Ettersom veggen mellom posisjonen av tappen 119 og den neste toppen 162 heller i forhold til den langsgående rotasjonssymmetriaksen til ventilen 100, får en aksial bevegelse av glidehylsen 130 nedstrøms glidehylsen 130 til å dreie seg litt omkring denne rotasjonsaksen. Tilsvarende, når trykket som virker på arbeidsarealet 132 lettes og fjæren skyver glidehylsen 130 oppstrøms forbi den faste tappen 119 fra topp 162 til bunn 163, forårsaker en annen hellende vegg en ny liten dreining av glidehylsen 130. Tilsvarende hellende vegger er tilveiebrakt mellom resten av bunnene og toppene i førings-slissen 160. [0040] When the force acting on the radially directed working area 132 overcomes the bias or spring force from the spring 140 (Figures 1 and 2), the pin 119 is guided towards a first peak 162 in the guide slot 160. As the wall between the position of the pin 119 and the next peak 162 rather in relation to the longitudinal axis of rotational symmetry of the valve 100, an axial movement of the slide sleeve 130 causes the downstream slide sleeve 130 to rotate slightly about this axis of rotation. Similarly, when the pressure acting on the working area 132 is relieved and the spring pushes the slide sleeve 130 upstream past the fixed pin 119 from the top 162 to the bottom 163, another inclined wall causes a further slight rotation of the slide sleeve 130. Similar inclined walls are provided between the rest of the bottoms and the peaks in the guide slot 160.
[0041] I prinsipp kunne tappen 119 alternativt vært montert på tellehylsen 130 og førings-slissen 160 på en komplementær flate inne i huset 110.1 begge tilfeller er en føringsslisse plassert mellom huset 110 og glidehylsen 130 slik at en serie av trykkpulser med passende størrelse og varighet som virker på arbeidsarealet 132 forårsaker en aksial frem- og tilbake-bevegelse av glidehylsen 130 inne i huset 110. Tappen 119 som løper i føringsslissen 160 forårsaker en vinkelforskyvning, eller lett dreining, av glidehylsen 130 inne i huset 130 for hver trykkpuls grunnet føringsveggene mellom toppene og bunnene. [0041] In principle, the pin 119 could alternatively have been mounted on the counter sleeve 130 and the guide slot 160 on a complementary surface inside the housing 110. In both cases, a guide slot is placed between the housing 110 and the slide sleeve 130 so that a series of pressure pulses of suitable size and duration acting on the working area 132 causes an axial back and forth movement of the slide sleeve 130 inside the housing 110. The pin 119 running in the guide slot 160 causes an angular displacement, or slight rotation, of the slide sleeve 130 inside the housing 130 for each pressure pulse due to the guide walls between the tops and bottoms.
[0042] Ytterligere detaljer om formen til føringsslissen er forklart med henvisning til figur 6. [0042] Further details of the shape of the guide slot are explained with reference to Figure 6.
[0043] I figur 4, er tappen 119 vist ved en ytterste topp 166 i føringsslissen 160.1 denne posisjonen har trykk som virker på det aksialt rettede arbeidsarealet 132 skjøvet hylsen 130 mot fjærkraften fra fjæren 140 inntil skuldre på utligningshylsen 120 støter an mot skuldre henholdsvis inne i husdelen 110b og på glidehylsen 130, slik at videre nedstrøms bevegelse av glidehylsen 130 i forhold til huset 110 forhindres. Det radialt forspente elementet 122 har passert skulderen 114 og har ekspandert radialt. Når trykket i den sentrale boringen lettes, så lettes den aksiale kraften som skyver glidehylsen 130 nedstrøms, dvs. mot høyre side oi figur 4, og fjærkraften fra fjæren 140 vil nok engang skyve glidehylsen 130 oppstrøms, dvs. mot venstre i figur 4. Fordi det radialt forspente elementet 122 nå ligger an mot skulderen 114, blir utligningshylsen 120 holdt igjen aksialt og vil dermed skli over tetningen 137 når glidehylsen 130 skyves oppstrøms av fjæren 140. [0043] In Figure 4, the pin 119 is shown at an outermost peak 166 in the guide slot 160.1 this position has pressure that acts on the axially directed working area 132 pushed the sleeve 130 against the spring force from the spring 140 until shoulders on the compensation sleeve 120 abut against shoulders respectively inside in the housing part 110b and on the sliding sleeve 130, so that further downstream movement of the sliding sleeve 130 in relation to the housing 110 is prevented. The radially biased member 122 has passed the shoulder 114 and has expanded radially. When the pressure in the central bore is relieved, the axial force that pushes the sliding sleeve 130 downstream, i.e. towards the right side in Figure 4, is relieved, and the spring force from the spring 140 will once again push the sliding sleeve 130 upstream, i.e. towards the left in Figure 4. Because the radially biased element 122 now rests against the shoulder 114, the compensating sleeve 120 is held back axially and will thus slide over the seal 137 when the sliding sleeve 130 is pushed upstream by the spring 140.
[0044] Figur 5 illustrerer tilstanden til ventilen i dens aktiverte tilstand. I denne tilstanden er tappen 119 flyttet til en nederste bunn 167 av føringsslissen 160 og glidehylsen 130 er flyttet til sin aktiverte posisjon inne i huset 110. Som nevnt ovenfor, er dette posisjonen hvor de radiale åpningene 131 gjennom hylsen 130 er innrettet med portene 111 gjennom huset 110. De resulterende radiale åpningene fra den sentrale boringen til miljøet omkring ventilen 100 er, selvsagt, ikke dekket av den indre hylsen 170, dvs. at kanten 171 er til høyre for de radiale åpningene gjennom veggen på figur 5. [0044] Figure 5 illustrates the state of the valve in its activated state. In this state, the pin 119 is moved to a lowermost bottom 167 of the guide slot 160 and the sliding sleeve 130 is moved to its activated position inside the housing 110. As mentioned above, this is the position where the radial openings 131 through the sleeve 130 are aligned with the ports 111 through the housing 110. The resulting radial openings from the central bore to the environment around the valve 100 are, of course, not covered by the inner sleeve 170, i.e. the edge 171 is to the right of the radial openings through the wall in Figure 5.
[0045] Utligningshylsen 120 er fortsatt holdt tilbake av det radialt forspente elementet 122 som støter an mot den indre skulderen 114 inne i huset 110. Det skal forstås at så snart tetningen 137 på glidehylsen 130 gled forbi utligningshylsen 120, så var kammeret 115 ikke lenger forseglet. Det vil si at det atmosfæriske trykket i kammeret 115 er erstattet av trykket i den sentrale boringen slik at ingen aksial kraft påføres av trykket på glidehylsen 130. Den eneste vesentlige aksiale kraften som virker på glidehylsen 130 i figur 5 er dermed kraften fra fjær 140. [0045] The compensating sleeve 120 is still held back by the radially biased member 122 which abuts against the inner shoulder 114 inside the housing 110. It should be understood that as soon as the seal 137 on the sliding sleeve 130 slid past the compensating sleeve 120, the chamber 115 was no longer sealed. That is, the atmospheric pressure in the chamber 115 is replaced by the pressure in the central bore so that no axial force is applied by the pressure on the sliding sleeve 130. The only significant axial force acting on the sliding sleeve 130 in figure 5 is thus the force from spring 140.
[0046] Da fjærkraften er proporsjonal med forskyvningen (Hookes lov), avtar fjærkraften ettersom fjæren 140 forlenges. Fjæren 140 trenger kun å gi en relativt sterk kraft over den begrensede aksiale avstanden mellom de første toppene og bunnene i føringsslissen, hvor fjæren kan holdes i en relativt komprimert tilstand. På grunn av trykkutligningen drøftet ovenfor, er dermed kravene til kraft tilført fra fjæren 140 over en relativt stor avstand, og følgelig kostnaden for fjæren 140, redusert. [0046] Since the spring force is proportional to the displacement (Hooke's law), the spring force decreases as the spring 140 is extended. The spring 140 only needs to provide a relatively strong force over the limited axial distance between the first tops and bottoms of the guide slot, where the spring can be held in a relatively compressed state. Due to the pressure equalization discussed above, the requirements for force supplied from the spring 140 over a relatively large distance, and consequently the cost of the spring 140, are thus reduced.
[0047] Figur 6 er et forstørret riss av en del av glidehylsen som viser en tapp 119 i førings-slisse 160. Når ventilen er i sin inaktive tilstand, dvs. når glidehylsen 130 er i sin inaktive posisjon, hviler tappen 119 i den første bunnen 161 i føringsslissen 160. For å flytte tappen 119 fra bunnen 161 til den første toppen 162, påføres en trykkraft på arbeidsarealet 132. Tappen 119 er stasjonær i forhold til huset 110, slik at den aksiale bevegelsen til glidehylsen 130 tvinger en rotasjon av glidehylsen 130 på grunn av føringsveggen mellom bunnen 161 og toppen 162. [0047] Figure 6 is an enlarged view of part of the sliding sleeve showing a pin 119 in the guide slot 160. When the valve is in its inactive state, i.e. when the sliding sleeve 130 is in its inactive position, the pin 119 rests in the first the bottom 161 in the guide slot 160. To move the pin 119 from the bottom 161 to the first top 162, a compressive force is applied to the working area 132. The pin 119 is stationary in relation to the housing 110, so that the axial movement of the sliding sleeve 130 forces a rotation of the sliding sleeve 130 due to the guide wall between the bottom 161 and the top 162.
[0048] Altså må et trykk som er tilstrekkelig stort til å overvinne fjærkraften fra fjæren 140 drøftet ovenfor påtrykkes med tilstrekkelig varighet til å gjøre det mulig å flytte tappen 119 fra bunnen 161 til toppen 162. Tilsvarende, når trykket slippes, skyver fjæren 140 glidehylsen mot tappen 119 slik at glidehylsen fortsetter rotasjonen inntil tappen stopper i den andre bunnen 163. Sekvensen ovenfor kan beskrives som en trykkpuls med tilstrekkelig amplitude og bredde til å flytte tappen 119 fra en bunn 161 til neste bunn 163. Dermed kan en serie trykkpulser påtrykkes for å aktivere ventilen 110. [0048] Thus, a pressure that is sufficiently great to overcome the spring force from the spring 140 discussed above must be applied with sufficient duration to make it possible to move the pin 119 from the bottom 161 to the top 162. Correspondingly, when the pressure is released, the spring 140 pushes the sliding sleeve towards the pin 119 so that the sliding sleeve continues its rotation until the pin stops in the second bottom 163. The above sequence can be described as a pressure pulse with sufficient amplitude and width to move the pin 119 from one bottom 161 to the next bottom 163. Thus, a series of pressure pulses can be applied for to activate valve 110.
[0049] Som nevnt ovenfor, kan flere identiske føringsslisser være fordelt omkring omkretsen av glidehylsen 130. Eksempelet på utførelsesform vist på tegningene omfatter tre føringsslisser plassert etter hverandre i omkretsretningen. Dette begrenser åpenbart antall innledende trykkpulser som kan frembringes, da hver føringsslisse 160 har litt mindre enn 1/3 av omkretsen for bunner 161, 163, 165,... og tipper 162, 164, 166, .... Hvis en lenger serie av trykkpulser er ønsket, kan imidlertid føringsslissene forskyves aksialt fra hverandre, slik at hver føringsslisse har nesten en hel omkrets tilgjengelig for topper og bunner. I begge tilfeller er tappene 119 fortrinnsvis fordelt jevnt omkring omkretsen for å balansere kreftene som virker mellom tellehylsen 150 og huset 110. Det vil si at tappene 119 fortrinnsvis bør plasseres 180° fra hverandre i tilfelle 2 føringsslisser, 120° fra hverandre i tilfelle 3 førings-slisser, osv. [0049] As mentioned above, several identical guide slots can be distributed around the circumference of the sliding sleeve 130. The example of embodiment shown in the drawings comprises three guide slots placed one after the other in the circumferential direction. This obviously limits the number of initial pressure pulses that can be produced, as each guide slot 160 has a little less than 1/3 of the circumference of bottoms 161, 163, 165,... and tips 162, 164, 166, .... If a longer series of pressure pulses is desired, however, the guide slots can be shifted axially apart so that each guide slot has almost a full circumference available for tops and bottoms. In both cases, the pins 119 are preferably distributed evenly around the circumference to balance the forces acting between the counter sleeve 150 and the housing 110. That is, the pins 119 should preferably be placed 180° apart in the case of 2 guide slots, 120° apart in the case of 3 guide slots -slits, etc.
[0050] Figur 6 viser en føringsslisse plassert på tellehylsen 150. Tappen 119 er festet på huset 110, og det forstås at en relativ rotasjon av tellehylsen 150 inne i huset 110 er ekvivalent med at tappen 119 løper i føringsslissen uavhengig av om tappen er frembrakt på huset og føringsslissen på tellehylsen eller omvendt. Det foretrekkes imidlertid å tilvirke føringsslissen på tellehylsen 150 og feste tappen til huset. Dette arrangementet gjør det mulig å føre tellehylsen inn i huset og deretter sette tappen 119 radialt inn i føringsslissen 160 fra utsiden, og endelig sikre tappen 119 til huset 110, for eksempel med skruer som vist i tegningene. [0050] Figure 6 shows a guide slot placed on the counter sleeve 150. The pin 119 is attached to the housing 110, and it is understood that a relative rotation of the counter sleeve 150 inside the housing 110 is equivalent to the pin 119 running in the guide slot regardless of whether the pin is produced on the housing and the guide slot on the counter sleeve or vice versa. However, it is preferred to make the guide slot on the counter sleeve 150 and attach the pin to the housing. This arrangement makes it possible to guide the counter sleeve into the housing and then insert the pin 119 radially into the guide slot 160 from the outside, and finally secure the pin 119 to the housing 110, for example with screws as shown in the drawings.
[0051] Som drøftet ovenfor, er føringsvegger frembrakt i føringsslissen 160 mellom hver bunn 161, 163, 165, 167 og dens nærmeste topp 162, 164, 166 og omvendt. For å få til en rotasjonsforskyvning mellom hver topp og bunn, heller føringsveggene i forhold til rotasjonsaksen. Veggene som strekker seg fra den siste toppen 166 til den siste bunnen, som muliggjør en bevegelse oppstrøms som tilsvarer at glidehylsen forskyves til den aktiverte stillingen, er parallell med den sentrale langsgående aksen, og frembringer altså ingen dreining eller rotasjonsforskyvning omkring den langsgående sentrale symmetriaksen. [0051] As discussed above, guide walls are provided in the guide slot 160 between each bottom 161, 163, 165, 167 and its nearest top 162, 164, 166 and vice versa. To achieve a rotational offset between each top and bottom, tilt the guide walls relative to the axis of rotation. The walls extending from the last peak 166 to the last bottom, which enable an upstream movement corresponding to the slide sleeve being displaced to the activated position, are parallel to the central longitudinal axis, thus producing no twist or rotational displacement about the longitudinal central axis of symmetry.
[0052] Et "spark", dvs. en falsk trykkimpuls, vil ikke kunne aktivere ventilen fordi en serie av trykkimpulser kreves for å få tappen 119 til å gå fra den første bunnen 161 til den siste toppen 166 i føringsslissen 160. Det er ikke engang sikkert at en puls av kort varighet er i stand til å flytte tappen fra en bunn 161, 163, 165 til nærmeste topp, henholdsvis 162, 164 og 166. [0052] A "kick", i.e. a false pressure pulse, will not be able to activate the valve because a series of pressure pulses is required to make the pin 119 go from the first bottom 161 to the last top 166 in the guide slot 160. It is not even certain that a pulse of short duration is able to move the pin from a bottom 161, 163, 165 to the nearest top, 162, 164 and 166 respectively.
[0053] I figur 6 er posisjonen til den siste toppen 166 i forhold til alle tidligere topper illustrert med den aksiale avstanden d. Det vil si at den siste toppen er en avstand d lenger oppstrøms enn de foregående 162 og 164. Dette tillater tellehylsen 150 å bevege seg avstanden d lenger nedstrøms når tappen 119 kontakter toppen 166 enn når tappen 119 kontakter de foregående toppene 162 og 164. Som vist i figur 4 og drøftet ovenfor, får denne ekstra forskyvningen nedstrøms det radialt forspente elementet 122 til å passere skulderen 114 inne i huset 110 slik at utligningshylsen 120 vil bli holdt tilbake når trykket lettes for siste gang i aktiveringssekvensen, dvs. serien av trykkpulser som kreves for å aktivere ventilen. [0053] In Figure 6, the position of the last peak 166 in relation to all previous peaks is illustrated by the axial distance d. That is, the last peak is a distance d further upstream than the previous ones 162 and 164. This allows the counting sleeve 150 to move the distance d further downstream when the pin 119 contacts the peak 166 than when the pin 119 contacts the preceding peaks 162 and 164. As shown in Figure 4 and discussed above, this additional downstream displacement causes the radially biased member 122 to pass the shoulder 114 inside in the housing 110 so that the equalizing sleeve 120 will be retained when the pressure is relieved for the last time in the actuation sequence, i.e. the series of pressure pulses required to actuate the valve.
[0054] Avstanden fra den siste toppen 166 til den siste bunnen 167 er tilstrekkelig til å tillate glidehylsen 130 å bevege seg til sin aktiverte posisjon. Naturligvis kan glidehylsen 130 alternativt stoppes ved sin aktiverte posisjon av stoppere tilveiebrakt inne i huset 110. Den siste bunnen 167 er altså ikke strengt nødvendig, men hvis den eksisterer kan den ikke forhindre at glidehylsen 130 beveges fra sin posisjon lengst nedstrøms, som tilsvarer når tappen 119 kontakter den siste toppen 166 i føringsslissen, til sin aktiverte posisjon. [0054] The distance from the last peak 166 to the last bottom 167 is sufficient to allow the sliding sleeve 130 to move to its activated position. Naturally, the sliding sleeve 130 can alternatively be stopped at its activated position by stoppers provided inside the housing 110. The last bottom 167 is thus not strictly necessary, but if it exists it cannot prevent the sliding sleeve 130 from being moved from its most downstream position, which corresponds to when the pin 119 contacts the last peak 166 in the guide slot, to its activated position.
[0055] I utførelsesformen beskrevet ovenfor, forstås at fjærkraften fra fjæren 140 må være i stand til å skyve tellehylsen 150 og glidehylsen 130 oppstrøms minst til en posisjon som tilsvarer at tappen 119 kontakter en av bunnene 161, 163 og 165. Ellers ville tappen 119 ikke være i stand til å løpe langs føringsslissen 160. Derfor vil fjærene 140 være i stand til å skyve glidehylsen oppstrøms en viss distanse før trykket utlignes og trykkraften som virker i motsatt retning forsvinner. [0055] In the embodiment described above, it is understood that the spring force from the spring 140 must be able to push the counter sleeve 150 and the sliding sleeve 130 upstream at least to a position corresponding to the pin 119 contacting one of the bottoms 161, 163 and 165. Otherwise, the pin 119 would not be able to run along the guide slot 160. Therefore, the springs 140 will be able to push the slide sleeve upstream a certain distance before the pressure equalizes and the pressure force acting in the opposite direction disappears.
[0056] Fig. 7 er et skjematisk snitt som illustrerer en detalj fra en alternativ utførelsesform av trykkutligningsmidlene, hvor trykkraften avtar så snart glidehylsen 130 når sin ytterste nedstrømposisjon, dvs. når tappen 119 kontakter den siste toppen 166. Dette trekket øker nettokraften i oppstrømretningen så snart tappen 119 kontakter den siste toppen 166. Den økte kraften kan for eksempel brukes til å trekke en glidehylse oppstrøms i en ventil hvor glidehylsen 130 har vært stasjonær inntil dette punktet, og tellehylsen 150 har flyttet seg aksialt ti forhold til glidehylsen for å føre tappen 119 til den siste toppen 166. [0056] Fig. 7 is a schematic section illustrating a detail from an alternative embodiment of the pressure equalizing means, where the pressure force decreases as soon as the sliding sleeve 130 reaches its most downstream position, i.e. when the pin 119 contacts the last peak 166. This feature increases the net force in the upstream direction as soon as the pin 119 contacts the last peak 166. The increased force can, for example, be used to pull a slide sleeve upstream in a valve where the slide sleeve 130 has been stationary up to this point, and the counter sleeve 150 has moved axially relative to the slide sleeve to cause pin 119 to the last pin 166.
[0057] I utførelsesformen vist på figur 7, forløper en radial utligningsåpning 138 gjennom glidehylsen 130 fra kammeret 115. Den aksiale posisjonen til åpningen 138 antas å svare til når tappen 119 er ved en topp 162 eller 164 slik at åpningen 138 vil forskyves nedstrøms en distanse d når tappen 119 når den siste eller endelige toppen 166. En radial utligningsport 172 forløper gjennom en indre hylse 170 festet til huset 110. Utligningsporten 172 er åpen mot den sentrale boringen, og plassert slik at den er innrettet med utligningsåpningen 138 når tappen 119 befinner seg ved den siste toppen 166 av føringsslissen 160. Mens én utligningsåpning 138 og én utligningsport 172 vises på figur 7, kan flere slike åpninger 138 og porter 172 plasseres omkring omkretsen av ventilen. Når åpningen(e) 138 og porten(e) 172 er innrettet med hverandre, går trykket i kammeret 115 mot trykket i den sentrale boringen. [0057] In the embodiment shown in Figure 7, a radial compensation opening 138 extends through the slide sleeve 130 from the chamber 115. The axial position of the opening 138 is assumed to correspond to when the pin 119 is at a peak 162 or 164 so that the opening 138 will be displaced downstream a distance d when the pin 119 reaches the last or final peak 166. A radial compensation port 172 extends through an inner sleeve 170 attached to the housing 110. The compensation port 172 is open to the central bore, and positioned so that it is aligned with the compensation opening 138 when the pin 119 is located at the last apex 166 of the guide slot 160. While one equalization opening 138 and one equalizing port 172 are shown in Figure 7, several such openings 138 and ports 172 may be placed around the circumference of the valve. When the opening(s) 138 and the port(s) 172 are aligned with each other, the pressure in the chamber 115 goes against the pressure in the central bore.
[0058] Under den aksiale frem- og tilbake-bevegelsen forårsaket av trykkpulsene som påføres når tappen 119 løper fra den første bunnen 161 til den nest siste bunnen 165 i førings-slissen, er en første ringformet tetning aksialt anbrakt mellom utligningsåpningen 138 og utligningsporten 172 som vist på figur 7. Denne tetningen 139 tjener, sammen med andre tetninger, til å bevare trykkforskjellen mellom kammeret 115 og den sentrale boringen. [0058] During the axial reciprocation caused by the pressure pulses applied as the pin 119 runs from the first bottom 161 to the penultimate bottom 165 in the guide slot, a first annular seal is axially disposed between the equalization opening 138 and the equalization port 172 as shown in figure 7. This seal 139 serves, together with other seals, to preserve the pressure difference between the chamber 115 and the central bore.
[0059] Når trykket er utlignet og fjæren 140 skyver glidehylsen 130 oppstrøms, dvs. til venstre på figur 7, vil åpningen 138 ikke lenger være innrettet med porten 172. For å sikre at ingen trykkdifferanse kan opptre mellom arbeidsarealet beskrevet ovenfor og et lukket kammer 115, er en andre ringformet tetning 116 anbrakt mellom huset 110 og glidehylsen 130, slik at en fluidvei åpnes mellom huset 110 og glidehylsen 130 etter at tappen 119 har forlatt den siste toppen 166 og glidehylsen 130 beveges oppstrøms. [0059] When the pressure is equalized and the spring 140 pushes the sliding sleeve 130 upstream, i.e. to the left in Figure 7, the opening 138 will no longer be aligned with the port 172. To ensure that no pressure difference can occur between the working area described above and a closed chamber 115, a second annular seal 116 is placed between the housing 110 and the sliding sleeve 130, so that a fluid path is opened between the housing 110 and the sliding sleeve 130 after the pin 119 has left the last peak 166 and the sliding sleeve 130 is moved upstream.
[0060] For dette kan den andre ringformede tetningen 116 festes til glidehylsen 130 slik at den skyves inn i kammeret 115 etter at tappen 119 har forlatt den siste toppen 166 og glidehylsen 130 beveges oppstrøms. [0060] For this, the second annular seal 116 can be attached to the sliding sleeve 130 so that it is pushed into the chamber 115 after the pin 119 has left the last peak 166 and the sliding sleeve 130 is moved upstream.
[0061] Alternativt kan den andre ringformede tetningen 116 festes til huset 110 slik at en nedstrøms ende 173 av glidehylsen 130 glir forbi den andre ringformede tetningen 116 etter at tappen 119 har forlatt den siste toppen 166 og glidehylsen 130 beveges oppstrøms. [0061] Alternatively, the second annular seal 116 can be attached to the housing 110 so that a downstream end 173 of the slide sleeve 130 slides past the second annular seal 116 after the pin 119 has left the last peak 166 and the slide sleeve 130 is moved upstream.
[0062] Fra det ovenstående forstås at nøkkeltrekkene ved oppfinnelsen er: en tellehylse 150 separat fra glidehylsen for å redusere friksjonen så mye som mulig; et arbeidsareal 132 og et lavrykkammer 155 som frembringer en trykkraft; en fjær som gir en fjærkraft i oppstrøm-retningen; en tapp 119 som løper i en føringsslisse 160 og trykkutligningsmidler som fjerner trykkraften når eller kort etter at tappen forlater den siste toppen 166, som er forskjøvet oppstrøms fra de tidligere toppene og dermed tillater tellehylsen 150 å gå til en ytterste nedstrømposisjon, hvor trykkutligningsmidlene utløses. [0062] From the above it is understood that the key features of the invention are: a counting sleeve 150 separate from the sliding sleeve to reduce friction as much as possible; a working area 132 and a low pressure chamber 155 which produces a pressure force; a spring which provides a spring force in the upstream direction; a pin 119 running in a guide slot 160 and pressure equalizing means which remove the pressure force when or shortly after the pin leaves the last peak 166, which is offset upstream from the previous peaks and thus allows the counting sleeve 150 to go to an extreme downstream position, where the pressure equalizing means are triggered.
[0063] Det bemerkes at trykkraften krever en trykkdifferanse, og dermed en tetning, mellom et arbeidsareal og et lavtrykkskammer. Altså må en viss friksjon overvinnes. I utførelses-formen på tegningene, er et hovedsakelig ringformet kammer plassert mellom glidehylsen og huset, og glidehylsen 130 beveges dermed aksialt sammen med tellehylsen 150 under aktiveringssekvensen. Friksjon reduseres da bare tellehylsen 150, ikke glidehylsen 130, roterer i forhold til huset 110. En alternativ utførelsesform hvor tellehylsen beveges aksialt i forhold til glidehylsen på tilsvarende måte er vurdert. I denne alternative utførelsesformen kan tellehylsen 150 låses til glidehylsen 130 når tellehylsen er i en ytterste nedstrømposisjon ved hjelp av et radialt forspent legeme, feks. en ekspanderbar C-ring som støter an mot et komplementært element, feks. en skulder, som drøftet ovenfor. I denne alternative utførelsesformen trenger ikke fjæren som skyver glidehylsen til sin aktiverte posisjon være den samme fjæren som forårsaker den aksial frem- og tilbake-bevegelsen til tellehylsen 150. [0063] It is noted that the pressure force requires a pressure difference, and thus a seal, between a working area and a low-pressure chamber. So a certain amount of friction must be overcome. In the embodiment of the drawings, a substantially annular chamber is placed between the sliding sleeve and the housing, and the sliding sleeve 130 is thus moved axially together with the counting sleeve 150 during the activation sequence. Friction is reduced as only the counting sleeve 150, not the sliding sleeve 130, rotates in relation to the housing 110. An alternative embodiment where the counting sleeve is moved axially in relation to the sliding sleeve in a similar way has been considered. In this alternative embodiment, the counter sleeve 150 can be locked to the sliding sleeve 130 when the counter sleeve is in an extreme downstream position by means of a radially biased body, e.g. an expandable C-ring that abuts against a complementary element, e.g. a shoulder, as discussed above. In this alternative embodiment, the spring that pushes the slide sleeve to its activated position need not be the same spring that causes the axial reciprocating movement of the counter sleeve 150.
[0064] Ventilen ifølge oppfinnelsen kan altså tilpasses for et bredt utvalg anvendelser hvor det er behov for en ventil som kjøres inn, aktiveres og forlates i sin aktiverte tilstand. [0064] The valve according to the invention can thus be adapted for a wide variety of applications where there is a need for a valve that is driven in, activated and left in its activated state.
Anvendelsene kan involvere høye trykk, så som sementering, hvor ventilen ville bli kjørt inn i lukket tilstand og åpnet av en serie trykkpulser. Trykkpulsene trenger ikke være spesielt store, slik som de som kreves for å bryte en burstdisk, og et passende antall pulser bestemt av antall topper og bunner på en tellehylse, kan være krevet for å forhindre for tidlig åpning. The applications may involve high pressures, such as cementing, where the valve would be driven into a closed state and opened by a series of pressure pulses. The pressure pulses need not be particularly large, such as those required to break a burst disc, and an appropriate number of pulses determined by the number of tops and bottoms on a counter sleeve may be required to prevent premature opening.
[0065] Mens oppfinnelsen er blitt forklart med henvisning til eksempler på utførelsesformer, vil ulike alternativer og modifikasjoner være innlysende for fagkyndige. Eksemplene ovenfor skal altså ikke tolkes begrensende. I stedet er oppfinnelsen definert som det fremgår av de vedlagte patentkravene. [0065] While the invention has been explained with reference to exemplary embodiments, various alternatives and modifications will be obvious to those skilled in the art. The examples above should therefore not be interpreted restrictively. Instead, the invention is defined as appears from the attached patent claims.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20131277A NO338693B1 (en) | 2013-09-23 | 2013-09-23 | Pressure-activated valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20131277A NO338693B1 (en) | 2013-09-23 | 2013-09-23 | Pressure-activated valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20131277A1 NO20131277A1 (en) | 2015-03-24 |
| NO338693B1 true NO338693B1 (en) | 2016-10-03 |
Family
ID=54345380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20131277A NO338693B1 (en) | 2013-09-23 | 2013-09-23 | Pressure-activated valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO338693B1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5540280A (en) * | 1994-08-15 | 1996-07-30 | Halliburton Company | Early evaluation system |
| US20100224371A1 (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Circulation control valve and associated method |
-
2013
- 2013-09-23 NO NO20131277A patent/NO338693B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5540280A (en) * | 1994-08-15 | 1996-07-30 | Halliburton Company | Early evaluation system |
| US20100224371A1 (en) * | 2009-03-04 | 2010-09-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Circulation control valve and associated method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20131277A1 (en) | 2015-03-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10887153B2 (en) | Interventionless frangible disk isolation tool | |
| US8910717B2 (en) | Frangible pressure control plug, actuatable tool including the plug, and method thereof | |
| US9157718B2 (en) | Interruptor sub, perforating gun having the same, and method of blocking ballistic transfer | |
| NO20130777A1 (en) | Trigger mechanism for ball-activated device | |
| US10107072B2 (en) | Toe valve | |
| NO172073B (en) | FLUID PRESSURE ACTIVATED TURNTABLE FOR USE WITH A BROWN PERFORMANCE SYSTEM | |
| US11066901B2 (en) | Stored-energy pressure activated completion and testing tools and methods of use | |
| US4846272A (en) | Downhole shuttle valve for wells | |
| NO310158B1 (en) | Sleeve valve assembly, flow control device and method for stimulation of an underground formation | |
| NO311265B1 (en) | The invention device | |
| NO20131470A1 (en) | Bropluggverktøy | |
| NO20100211A1 (en) | Expandable ball seat | |
| WO2015117224A1 (en) | Pressure activated completion and testing tools and methods of use | |
| NO854738L (en) | FLUIDUM PRESSURE-OPERATED BOREHOLE TOOL. | |
| NO332607B1 (en) | Well plug with ball valve for repeated deployment | |
| CA2836678C (en) | Downhole completion tool | |
| NO327684B1 (en) | System for centralizing a casing in a well | |
| NO20121184A1 (en) | Oppbevaringsrordel | |
| NO338780B1 (en) | Device and method for activating downhole equipment | |
| AU2016243210A1 (en) | Method and apparatus for inserting a tubular string into a well | |
| NO20101621L (en) | Trykkstyringssvivel | |
| NO342306B1 (en) | Pipe-mounted downhole activation system | |
| NO338693B1 (en) | Pressure-activated valve | |
| NO332526B1 (en) | Device for plug construction | |
| NO20100900A1 (en) | Sleeve valve with permanent end position and method for using sleeve valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: TRICAN COMPLETION SOLUTIONS AS, NO |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |