NO821505L - Opptaksnippel. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår opptaksnipler som ofte er utstyrt med

en port, slik at det dannes en strøm fra det indre av nippelen til området utenfor denne. I mange tilfeller er det ønskelig å kunne styre strømmen gjennom denne port. Ved produksjon av. petroleumbrønner er det'tidligere benyttet nipler med porter, der portene er styrt av ventiler-som benytter- elastomermateri-ale.som pakninger. En hylse kan for eksempel forskyves for å åpne og lukke porten, der-det er .anordnet et elastpmerarateriale mellom hylsen og nippellegemet. ■

Opptaksnipler kan være utsatt for betingelser der et elas-tomermåteriale ikke er egnet. I opptaksnipler i brønner som produserer fluidum med et høyt syreinnhold, vil fluidet angripe elastomermateriaiet, slik at dette.med tiden vil miste evnen tii å styre strømmen gjennom porten.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en-opptaksnippel med en port med en ventil som styrer strømmen gjennom sideveggen i nippelen, uten at det benyttes pakninger av e-lastomermateriale.

Et annet formål er å-tilveiebringe en opptaksnippel med

en ventilstyrt port for en strøm gjennom veggen i nippelender alle.deler i nippelen er laget av metallisk materiale.

Enda et formål er å tilveiebringe en. opptaksnippel som har en ventilstyrt sideveggsport. og som er egnet for bruk i brønner der det strømmer syreholdige fluider.

Enda et formål er å tilveiebringe en opptaksnippel med en ventilstyrt sideveggsport, der det ikke benyttes noen e.lasto-mermaterialer, og der ventilen virker som en tilbakeslagsventil som hindrer fluidum i å strømme, unntatt når ventilelementét holdes tvungent borte fra setet.

Enda et formål er å tilveiebringe en opptaksnippel■med en ventilstyrt sideveggsport, der rusk eller grus ikke vil være til hinder for ventilens evne til å styre strømmen gjennom porten.

Enda et formål er å tilveiebringe en opptaksnippel med en ventilstyrt port, der ventilen styres ved en bøyning av et ririglignende element inne i-boringen i nippelen, og der rusk eller grus ikke vil være til hinder for bøyningen av det rihg-lignende element..

Et annet formål er å tilveiebringe en opptaksnippel med

en ventilstyrt port for styring av strømmen gjennom sideveggen i nippelen, der ventilen styres av en bøybar ring i e,t spor i opptaksnippelen, og der rusk eller grus ikke vil være til hinder, for bøyningen av ringen, på grunn av at det benyttes snevre toleranser mellom ringen og sporet og at det mellom ringen og sporet er utformet en fluidumbane, som styres av et annet ven-.tilelement, som. åpnes og lukkes samtidig med at ventilen som styrer strømmen i porten åpner og lukker.

Enda et ytterligere formål er å • kunne foreta trykkpr^øving av styreledninger i brønner som produserer fluider med høyt syreinnhold, uten å benytte spesielle testeventiler.

Andre formål, trekk og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå klart av tegninger, beskrivelse og patentkrav.

På tegningene er det vist en illustrerende utførelse av oppfinnelsen, hvor samme henvisningstall er benyttet for samme deler og hvor: Fig. IA og IB er fortsettende riss som i snitt viser en del av produks.jonsrøret i brønnen med en innmontert opptaksnippel., og figurene viser.i- oppriss. en.fra overflaten regulerbar,' nedsenket, sikkerhetsventil og en låse- eller sperre-anor"dning for innfesting av ventilen og opptaksnippelen. Fig. - 2 er et snitt lagt langs linjen 3-3 på fig. - IB, der sikkerhetsventilen er utelatt, og figuren viser ventilen ifølge oppfinnelsen avstengt... Fig.- 3 er et snitt lagt langs linjen 3.-3 på fig.. IB og viser skjematisk den nedsenkede sikkerhetsventil samt på hvilken måte den bøyer ringen i opptaksnippelen,.slik at ventilen i opptaksnippelen presses bort fra setet, og

fig. 4 er etJ perspektivriss av ringen<1>og ventilelementet som styrer strømmen gjennom porten i opptaksnippelen.

En opptaksnippel omfatter en øvre seksjon 10 og en nedre seksjon 11, som er innkoblet på vanlig måte i et brønnproduk-sjonsrø.r 12. Opptaksnippelen kan benyttes i ethvert tilfelle det er ønskelig å styre strømmen gjennom en port i nippelen.

Den på tegningene viste oppfinnelse benyttes til å styre strøm-men gjennom en port 13 i nippelen.' Porten 13 står i forbindelse med en .sty.reledning 14 som strekker seg opp til overflaten for

å styre betjeningen av en nedsenket sikkerhetsventil 15 som er vist i oppriss.

Den øvre seksjon 10 er utstyrt med vanlig kjente opptaks-spor 16. Til den øvre- ende på ventilen 15 er det festet en låsedor av vanlig kjent' type som har låseknaster 18 for samvirkning med låsesporene 16 for å låse eller sperre anordnin-gen i riktig stilling i brønnen.

Den øvre og nedre seksjon 10 og 11 på opptaksnippelen er koblet sammen ved hjelp av et gjengesystem 19. En passende pakning som fortrinnsvis er av et metallisk materiale, er anordnet ved 21 for å tilveibringe en lekkasjetett forbindelse.

Umiddelbart over.gjengesystemet 19. er det i den øvre seksjon 10 utformet et indre spor 22 som porten 13-munner ut i.

Et passende ventilsete er utformet ved 23 i porten 13, og. et ventilelement 24 som er opplagret i en ring 25, styrer strømmen gjennom porten 13 i samvirke med ventilsetet 23..

Ved et punkt i avstand rundt omkretsen fra ventilen 24 er ringen 25 utformet med en fluidumbane 26 som ved det radialt sett ytterste punkt danner et ventilsete som samvirker med et ventilelement 27 som er opplagret i den øvre seksjon 10 for- å kunne styre strømmen mellom det ringformede spor 22 og området innenfor ringen 25.

Ringen 25 er fremstilt av et elastisk materiale som er i stand til å motstå den korrosive påvirkning fra de fluider som produseres i brønnen, idet ringen 25 i ubelastet tilstand for-' trinnsvis inntar en oval form for både å holde det første ventilelement .24 og det andre ventilelement 27 i anlegg mot de respektive seter, og for å hindre en strøm gjennom både ringen °<3 gjennom porten 13 i nippelen.

Når'ventilelementet 15 er innført i brønnen og er plassert slik at pakningsanordningen 28 ligger.i glideboringén 29 i den øvre seksjon<v>10 og den nedre pakningsanordning 31 ligg.er i glideboringén 32 i den nedre seksjon 11, vil ventilelementet 15 bøye ringen, slik at den inntar en sirkulær form og at både ventilelementet ' 24 og 27 føres bort fra setet.

Ringen 25 er fortrinnsvis fremstilt av et metallisk materiale som vil kunne motstå korrosive fluider, og den er fortrinnsvis fremstilt av en titanlegering, et metall hvis egen-skaper -er meget godt egnet til å motstå korrosjon dg sorn har den nødvendige elastisitet for å kunne forskyve ventilene 24 og 27 til helt åpen stilling. Denne forskyvning er. fortrinnsvis tilstrekkelig til at.det dannes en fluidumbane forbi ventilele-mentene 24 og 27, ■ idet setenes tverrsnitt er lik tverrsnittet av porten 13....

Hvis det skulle være ønskelig å tilveiebringe en tilbakeslagsventil som skal.hindre brønnfluider i å komme inn i styre-ledning.en 14, vil- ventilen 24 bli plassert ved den største -snittdiameter av ringen 25, når ringen er i ubelastet tilstand. Når derfor ringen 25 er plassert i sporet 22, vil ventilelementet . representert ved kulen 24, virke som en tilbakeslagsventil som hindrer at fluidum strømmer inn i styreledningen 14 i tillegg til dets funksjon som en ventil som hindrer strømning i begge retninger når ventilen er lukket. Hvis det derimot skulle være ønskelig med en 'tilbakeslagsventil for å hindre strømning fra styreledningen og inn i det indre av opptaksnippelen, kan ventilen ha en ventils.tang som strekker seg fra ringen, gjennom, porten 13 med ventilelementet liggende i hulrommet 33 i et boss 34. Ventilelementet vil da komme i -anlegg mot setet i den radialt sett ytterste del av porten 13, slik at.tilbakeslagsven-tilen virker mot strømmen fra ■ styreledningen'14 inn i opptaksnippelen. I dette tilfelle vil ventilen være plassert ved den■ minste snittdiameter på ringen 25.

På det ytre. av ringen 25 er det utformet en ribbe 35, fortrinnsvis ved den største snittdiameter når ringen er ubelastet. Denne ribbe er utformet-med horisontale spor 36 og 37 for at fluidum lett skal strømme' gjennom por.ten og til omkretsen rundt ringen 25:. Ved 38 har ringen en boring og en motliggende boring ved 39. Boringen og den motliggende'boring gjør det mulig å sveise kuleventilelementet 24 til ringen med den sveis som er vist ved 41. Ribben 35 tjener til å hindre rotasjon.av ringen og holde ventilelementet 24 innrettet i forhold til setet 23 ved at -ribben griper inn i et utsnitt 42 i den øvre seksjon 10.

Fortrinnsvis ved et punkt diametralt, motsatt ribben 35-er ringen 25 utformet med en passende ribbe 43 som har en gjennom--gåe'nde boring 26 og en motliggende boring 45. Den- motliggende boring 45 opptar et annet ventilelement 27 som samvirker med boringen 26 for å kunne styre strømmen fra sporet 22 gjennom boringen 2 6 og styre strømmen mellom området innenfor og utenfor ringen 25.

-Ribben 43'er utformet med horisontale spor 46 og 46a for

å forenkle strømningen gjennom porten 26. Ribben 43 er også utformet med et vertikalt spor 47, slik at den annen tilbakeslagsventil som dannes av kulen 27 kan sveises til den øvre seksjon 10 ved en sveis 48, og at ringen, deretter forskyves inn i sporet forbi kulen 27. Ribben 43 opptas i et vertikalt spor 50 i seksjonen 10 og bidrar også-til å rette inn ringen 25.

Som vist på fig. 2, der ringsammenstillingen er anordnet

i opptaksnippelen og i lett belastet stilling/ har ringen en oval form. Ringen har en enda' litt mer oval form enn vist på fig.. 2 når den er. fullstendig ubelastet, slik at når den er brakt på plass er den litt belastet mot den- sirkulære form for derved a holde de to ventiler 24 og: 27 fast mot setet.

Det skal påpekes at ringen 25 er utformet med en indre avskråning .48 ved den øvre ende og en indre avskråning 49 ved den nedre ende. Dette hindrer at utstyret henger seg fast på ringen med ventilene i lukket stilling når utstyret føres ned i opptaksnippelen.

Ringen er•fortrinnsvis slik dimensjonert at den har liten pasningstoleranse mot sideveggene i sporet 22 for å hindre en strøm av rusk mellom ringen og opptaksnippellegemet, slik at rusk og rask ikke skal hindre normal/virkemåte for ringen.

Som vist på fig. 3, vil ringen når det innføres et sirkulært element gjennom denne,' f .eks:, en nedsenket sikkerhetsventil 15., bøyes mot den sirkulære form,, slik at ventilene 24 og 27' trekkes bort fra setet. Det skal' påpekes at ved bøyningen av ringen mot den sirkulære form, reduseres den maksimale tverr-snittsdiameter, og ventilene kan derfor plasseres på ethvert, ønsket punkt langs ringbuen som har redusert diameter. Stil-lingen for ventilen langs buen av ringen vil selvsagt bestemme den vei ventil.elementene forskyves, og disse blir fortrinnsvis'plassert ved ringens maksimale diameterpunkter. Hvis tilbake-'' slagsventilen ønskes plassert slik at den hindrer en strømning fra styreledningen 14 og inn i opptaksnippelen, kan ventilene plasseres i det område av ringen som ekspanderer når ringen bøyes til den sirkulære form for at ventilene skal trekkes, bort fra setet.

Når ventilene er i åpen stilling, slik som ved innføringen av en nedsenket sikkerhetsventil, kan det foregå en strøm gjen nom porten 13 gjennom sporet 22 og- gjennom porten 26 til det indre av opptaksnippelen. Fluidum blir innesluttet mellom på vanlig kjent måte pakningene 28 og 31 og virker på styremeka-nismen for den nedsenkede sikkerhetsventil for betjening av denne. Det skal påpekes at i dette tilfelle vil pakningene hindre brønnfluider i å komme inn i området ved ringen 25 for å beskytte denne mot rusk.

■Ventilelementene kan fremstilles av ethvert ønsket materiale. Det foretrekkes at de fremstilles av en wolframlegering.

Det'skal påpekes at den andre-ribbe 43 og det tilhørende ventilelement 27 og den snevre toleranse mellom opptaksnippellegemet og ringen ikke er nødvendig for å utføre oppfinnelsen, men dette foretrekkes fordi den andre ribbe 43 bidrar til å inn-^rette og forme ringen slik at den får en snever toleranse mot sideveggene i sporet 22, og dette vil hindre at rusk kommer inn 1 sporet 22. Derved besky.ttes kulen 24 og det tilhørende sete

2 3 fra å bli forurenset.

Materialet i ringen bør velges slik at det ikke oppstår korrosjon fra de fluider som produseres fra brønnen,- og det bør velges slik at det er bøybart mellom den ovale ubelastede form og en i hovedsaken sirkulær form uten at elastisitetsgrensen for materialet overskrides, slik at ringen alltid vil trekke seg tilbake.til den ubelastede stilling når sikkerhetsventilen eller et annet sirkulært element fjernes. Derved sikres det at ringen alltid- trekker seg tilbake .til den ventillukkende stilling.

Selv om ribbene 35 og 43 er foretrukket, kan det benyttes andre midler for å holde Ventilelementet 24 i en samvirkende stilling i forhold til ventilsetet 23.

Selv om oppfinnelsen er spesielt rettet mot et ventilelement som benyttes- for brønner med syreholdige fluider, er det åpenbart at ventilen også kan benyttes i-enhver brønn.

Den foranstående beskrivelse av oppfinnelsen- er illustrerende og forklarende, og det kan- foretas forskjellige endringer i dimensjoner, form og materialer såvel som i detaljer i den viste.konstruksjon innenfor rammen for de vedføyde patentkrav og uten- å avvike fra oppfinnelsestanken.

Claims (8)

1. Opptaksnippel, omfattende: •et rørformet legeme, en port (13) som strekker seg gjennom veggen i legemet, et ventilsete (23) i porten (13), en elastisk ring (25) anordnet i boringen gjennom legemet,' et første ventilelement (24) som er opplagret i ringen- (25) for samvirkning med ventilsetet (23) for å styre strømmen' gjen--. nom porten (13) , midler på ringen (25) og på legemet for å holde disses akser hovedsakelig parallelle' og holde ventilelementet (24) slik plassert at det samvirker med setet (23), at når ringen (25) er ubelastet/ har' deri en ikke sirkulær form og er slik dimensjonert i forhold til legemet at den blir litt bøyd av legemet <p> g holder ventilelementet mot setet på grunn av elastisiteten i ringen, og at ringen er bøybar mot en sirkulær form, slik at ventilelementet (24) forlater setet (23)

2. Opptaksnippel ifølge krav 1, - karakterisert ved at en fluidumbane med et ventilsete strekker seg gjennom ringen (25) og at et:.annet ventilelement (27) er opplagret og 'åpnes og lukkes i fluidumbanen (26) samtidig, som det første ventilelement (24). åpnes og lukkes, for derved å styre strømmen gjennom fluidumbanen (26).

3. Opptaksnippel, omfattende: et rørformet legeme, et indre ringformet spor (22) i legemet, en port (13) mellom sporet (22) og området utenfor' legemet' , et ventilsete (23) i porten (13), en elastisk ring (25) anordnet i sporet. (22) , et første ventilelement (24) på ringen (25) for samvirkning med ventilsetet (23) for å styre strømmen gjennom por.ten .

(13) , at ringen i ubelastet tilstand har en oval form, der ven tilelementet (24) er anordnet omtrent.ved ringens største diameter , at ringen (25) er slik dimensjonert i forhold til sporet (22) at den blir bøyd av legemet mot sirkulær form og slik at elastisiteten i ringen (25) holder ventilelementet (24). på ventilen i anlegg mot setet (23), og at ringen (25) er bøybar mot en sirkulær form, slik at ventilelementet (24) åpnes uten at ringen (25) påkjennes ut over dens elastisitetsgrense.' 4. ' Opptaksnippel ifølge krav 3, karakterisert ved at den indre fiate på ringen (25) er avskrånet ved toppen (48) og ved bunnen (4 9).

5. Opptaksnippel ifølge krav 3, k a r a 'k t e r i sert- ved at en samvirkende ribbe. (35) og et spor er utformet på legemet og ringen (25) for å hindre en relativ rotasjon mellom ringen . (25) og legemet.

6. Opptaksnippel ifø lge.krav 3, karakterisert ved at en fluidumbane med et ventilsete strekker seg gjennom ringen og at et annet ventilelement (27) ér opplagret i legemet og er i anlegg-mot det annet sete ved fluidumbanen når ringen har den ovale form. for å styre strømmen gjennom denne, idet ringen. (25) har en snever pasning i sporet for å hindre bevegelse av faststoffer gjennom, porten.

7. Opptaksnippel ifølge krav 1, 2., 3, 4, 5 eller 6., karakterisert ved at ringen er laget av metall. - • •

8. Opptaksnippel ifølge krav 1., 2, 3, 4, 5 eller 6, karakterisert ved at ringen (25) ér laget av. en titanlegering.