NO830883L - Produksjonssikringsventil. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår overflatekontrollerte produksjonssikringsventiler som anvendes i olje- og gassbrønner.

Overflatekontrollerte produksjonssikringsventiler brukes vanligvis i forskjellige typer brønner for å gi beskyttelse nede i borehullet dersom det skulle oppstå en svikt eller risi-kable situasjoner ved brønnens overflate. US patent nr.

3 703 193 viser en typisk kuleventil og utligningsmekanisme som

anvendes i dette øyemed. US patent 3 826 462 viser en alterna-tiv utforming av en produksjonssikringsventil. US patent 3 865 141 viser en produksjonssikringsventil av spjeldtypen som

har et trykkutligningssystem som muliggjør gjenåpning av venti- • len etter stengning samtidig som faren for skade på spjeldele-mentet og/eller drivrøret er meget liten.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en overflatekontrollert produksjonssikringsventil med stengeinnretning av kuleventiltype for styring av gjennomstrømmende fluid, omfattende et hus méd en i lengderetningen gjennomgående kanal, en drivhylse og tilfestet stempelorgan forskyvbart anordnet i en langsgående kanal, idet ventilstengeinnretningen er anordnet i den langsgående kanal, en innretning for å bringe styrefluidtrykk i forbin-delse med stempelorganet, en innretning for å forbinde ventilstengeinnretningen med drivhylsen hvorved langsgående bevegelse av drivhylsen bevirker langsgående bevegelse av ventilstengeinnretningen i huset, en spenninnretning som skaper en kraft som motvirker langsgående bevegelse av ventilstengeinnretningen i en retning, idet spenninnretningen bevirker langsgående bevegelse av en del av ventilstengeinnretningen i den andre retning for å tillate gjennomstrømning av fluid etter at eventuell forskjell i fluidtrykk på motsatte sider av ventilstengeinnretningen er blitt utlignet.

Blandt fordelene ved foreliggende oppfinnelse inngår det at man har en stengeinnretning av kuleventiltype som kan gjenåpnes med minimal fare for skade på kulen og dens tilhørende komponenter, et trykkutligningssystem som vil utligne eventuell trykk-' forskjell over stengeinnretningen før kulen utsettes for krefter som vil dreie den til dens åpne stilling, og som vil beskytte stengeinnretningen mot for stor kraft uten hensyn til mengden av styrefluidtrykk som tilføres fra brønnoverflaten til sikringsventilen. Videre påtrykker en ventilaktuator en forholdsvis konstant, ensartet kraft for omdreining av en ventilstengeinnretning av kuletypen fra stengt til åpen stilling uten hensyn til endringer i styrefluidtrykk eller formasjonsfluidtrykk.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor: Figur 1 er et skjematisk riss, delvis i snitt og delvis i oppriss, av en typisk brønninstallasjon med en overflatekontrollert produksjonssikringsventil. Figur 2A, B, C og D er lengdesnitt som viser en produksjonssikringsventil med en stengeinnretning i dens første eller stengte stilling. Figur 3A, B og C er lengdesnitt hvor deler er fjernet, som viser sikringsventilen på figur 2A - D med ventilstengeinnretningen i den andre eller utligningsstilling. Figur 4A og B er lengdesnitt hvor deler er fjernet, som viser sikringsventilen på figur'2A - D med ventilstengeinnretningen i dens. tredje eller åpne stilling-. Figur 5 er et lengdesnitt av det øvre, bevegelige ventilsete som utgjør en del av ventilstengeinnretningen. Figur 6 er et enderiss av det øvre bevegelige ventilsetet vist i figur 5. Figur 7 er et lengdesnitt av en rotasjonshyIse som er forskyvbart anordnet rundt kuleelementet i ventilstengeinnretningen vist i figur 4A. Figur 8 er et horisontalt tverrsnitt langs linjen 8-8 på figur 7. Figur 9 er et isometrisk riss av dreiearmen som brukes til å dreie kuleelementet i ventilstengeinnretningen vist i figur 4A. Figur 10 er et isometrisk riss, med deler fjernet, av ventilstengeinnretningen vist i figur 2C. Figur 11 er et horisontalt snitt langs linjen 11-11 på figur 4A.

En typisk brønninstallasjon med en overflatekontrollert produksjonssikringsventil 20 er vist i figur 1 . Brønnhullet er delvis avgrenset av en foringsrørstreng 21 som strekker seg fra brønnhodet 22 ved overflaten til en underliggende hydro-karbonproduserende formasjon (ikke vist). Produksjonsrørstren-gen 23 er anordnet i foringsrøret 21 for å lede hydrokarbonfluid til brønnens overflate. Produksjonspakningen 24 danner en fluidsperre mellom produksjonsrørets 23 utside og forings-rørets 21 innervegg for å lede fluid fra den produserende formasjon til brønnoverflaten via produksjonsrøret 23. Ventiler 25 og 26 er anordnet ved brønnens overflate for å styre fluidstrøm fra produksjonsrøret 23. Sikringsventilen 20 er løsbart festet i produksjonsrøret 23 for å blokkere fluidstrøm gjennom dette i tilfelle av skade på brønnhodet 22 eller andre farlige forhold ved brønnens overflate. US patent 3 826 462 viser en låsedor og anbringernippel som kan anvendes for montering av sikringsventilen 20 i produksjonsrørstrengen 23.

Fluidtrykk ledes fra brønnens overflate til sikringsventilen 20 via en rørledning 27 med liten diameter for styring av sikringsventilens 20 åpning og stengning. En styremanifold 28 inneholder pumper, akkumulatorer, ventiler og følere som normalt er tilknyttet en overflatekontrollert produksjonssikringsventil .

I figur 2A - D er sikringsventilen 20 vist i sin første eller stengte stilling. Sikringsventilen 20 er slik konstruert at når styrefluidtrykket i rørledningen 27 overskrider en forutvalgt verdi, vil sikringsventilen 20 åpne for derved å opprette fluidkommunikasjon gjennom produksjonsrørstrengen 23. Når styrefluidtrykket i rørledningen 27 avtar under en forutvalgt verdi, vil sikringsventilen 20 stenge for derved å blokkere fluidkommunikasjon gjennom produksjonsrørstrengen 23. Sikringsventilen 20 er avgrenset av et hus 30 som inneholder flere delenheter for enkel montering og fremstilling. Hver delenhet er i hovedsaken en hul sylinder med tilpassede gjenger 31 i motsatte ender. Ved hjelp av gjengene 31 kan hver delenhet anordnes konsentrisk med og festes til tilstøtende delenheter. Det således sammensatte hus 30 er en forholdsvis lang sylinder med en stort sett ensartet utvendig diameter og i lengderetningen gjennomgående kanal 32. O-ringer eller tetningsringer 33 er plassert ved hver gjengeforbindelse 31 for å danne en fluidsperre mellom husets 30 innside og utside.

Gjenger 35 er utformet ved ytre ende av hus-delenheten 30a for befestigelse av sikringsventilen 20 til en konvensjonell låsedor (ikke vist). Låsedoren anvendes for løsbart å forankre sikringsventilen 20 i produksjonsrørstrengen 23. En paknings innretning 34 som er anordnet på hus-delenhetens 30b utside, samvirker med en lignende pakningsinnretning (ikke vist) på låsedoren for å lede fluidkommunikasjon fra. rørledningen 27 til en åpning 36 gjennom delenhetens 30a ytre. Forskjellige alternative konstruksjoner er velkjent og kan anvendes med

foreliggende oppfinnelse for kommunisering av styrefluid fra brønnoverflaten til åpningen 36. Pakningsinnretningen 34 blokkerer også kommunikasjon mellom styrefluid og formasjons-fluid i produksjonsrørstrengen 23 og leder formasjonsfluidstrøm gjennom den langsgående kanal 32.

En drivhylse 40 er forskyvbart anordnet i huset 30. Med sikte på enkel fremstilling og montering består drivhylsen 40 av delenheter 40a, 40b og 40c. Hver delenhet er et hult rør eller en sylinder som ligger an mot tilstøtende delenhet og er konsentrisk innrettet med denne. Drivhylsens 40 innside avgrenser delvis hovedstrømningsbånen (langsgående kanal 32) for formasjonsfluider gjennom sikringsventilen 20.

En stempelinnretning 41 er festet til og utgjør en del av drivhylse-delenhetens 40a ytre. Stempelinnretningen 41 og drivhylse-delenheten 4 0a er forskyvbart anordnet i hus-delenheten 30a. En stasjonær tetning eller O-ring 42 er anordnet på hus-delenhetens 30a innside og danner en fluidtett sperring mot hylsens 40 utside i aksiell avstand fra stempelinnretningen 41. Et variabelt volumstyrefluidkammer 43 er delvis avgrenset av den stasjonære tetning 42 og stempelinnretningen 41. Åpningen 36 gjennom delenhetens 30a vegg. kommuniserer styrefluid mellom styrekammeret 43 og rørledningen 27. Kammeret 43, åpningen 36, og rørledningen 27 samvirker for å danne en innretning for kommunisering av styrefluidtrykk til stempelinnretningen 41.

Hylse-delenheten 40a ligger an mot delenheten 40b.ved en ansats 44 i enden 45 av delenheten 40b. På samme måte ligger delenheten 40b an mot delenheten 40c ved en ansats 46 i enden 47. Endene 45 og 47 har utvidet innvendig diameter for å oppta henholdsvis sylindrene 40a og 40b. Endene' 45 og 47 har også utvidet utvendig diameter sammenlignet med den øvrige del av hylsen 40. Denne utvidelse av endene 45 og 47 danner utvendige ansatser 48 og 49 for anlegg mot et fjærorgan 50.. Hus-delenhe-tene 30b og 30c omgir fjærorganet 50 og hoveddelen av henholdsvis sylinderen 40b og 40c. Hus-delenheten 30b som er fastskrudd til delenheten 30c, danner en ansats 51 på delenhetens 30b innside. En ansats 52 dannes på samme måte på hus-delenhetens 30c innside. Fjærorganet '50 er anordnet mellom de to ansatser 48 og 51 og ansatsene 49 og 52 omslutter drivhylsens 40 utside. Fjærorganet 50 motvirker de krefter som på grunn av styrefluidtrykket i kammeret 43 virker på drivhylsen 40. Ved å montere ytterligere hus-delenheter såsom 30c og drivhylse-delenheter såsom 40b, kan antallet fjærorgan 50 varieres for den spesielle brønn-installasjon.

Et øvre bevegelig ventilsete eller første seteorgan 60 er ved hjelp av gjenger 61 festet til enden av drivhylse-delenheten 40c motsatt delenheten 40b. Riss i større målestokk av det øvre ventilsete 60 er vist i figur 5 og 6. Setet 60 er generelt sylindrisk med en tetningsflate 62 som har en radius tilpasset utsiden av en kule 70. Tetningsflaten 62 er fortrinnsvis utformet på et hardt metall for å opprettholde tetningskontakt med kulens 70 utside. Når kulen 70 dreies s'lik at dens boring 71 er vinkelrett på den langsgående kanal 32, samvirker kulen 70 og tetningsflaten 62 til å hindre fluidstrøm gjennom sikringsventilen 20.

Det øvre ventilsete 60 bærer også en ringtetning 63 som ligger an mot en passende tetningsflate 64 på innsiden av den tilstøtende hus-delenhet 30d. Tetningen 63 og tetningsflaten 64 er fortrinnsvis utformet av herdet metall. Imidlertid kan

elastomermateriale anvendes enten for tetningen 63 eller tet-ningsf laten 64. Tetningen 63 og tetningsflaten 64 pluss første portorganer 65 samvirker til å forsyne sikringsventilen 20 med organer for utligning av fluidtrykkforskjeller over kulen 70.

Når drivhylsen 40 beveges aksielt i én retning går tetningene 63 og 64 ut av inngrep før kulen 70 begynner å dreie. Når tetningene 63 og 64 ikke lenger er i kontakt kan formasjonsflui- .

.der strømme forbi kulen 70 og inn i den langsgående kanal 32 over kulen 70 gjennom portorganene 65. Andre portorganer 66 er utformet i hus-delenheten 30e for å sikre en fluidkommunikasjons-bane gjennom huset 30 til portene 65. Dette trekk muliggjør utligning av eventuell trykkforskjell .over kulen 70 og tetningsflaten 62 før kulen 70 dreies for å orientere boringen 71 i flukt med den langsgående kanal 32. Således vil øking av styrefluidtrykk i .kammeret 43 over en forutvalgt verdi overvinne

kraften fra fjærorganet 50 og forskyve drivhylsen 40 aksielt i den ene retning for åpning av utligningsstrømningsbanen. Ut-ligningsstrømningsbanen fra husets 30 utside via pumpene 66 og 65 til den langsgående kanal 32 er best vist i figur 3B.

Konvensjonelle sikringsventiler av kuletypen som vist i

US patent 3 703 193 bruker samme langsgående bevegelse av drivhylsen for å åpne begge utligningskanalene og for å dreie kuleelementet til dets åpne stilling. Sikringsventilene i denne konvensjonelle konstruksjon utsettes for skade på grunn av at et høyt styrefluidstrykk tvinger drivhylsen til å søke å dreie kuleelementet før trykkforskjellen over dette er utlignet. Styrefluidtrykk i kammeret 43 ifølge foreliggende oppfinnelse kan bevege kuleelementet 70 aksielt i hus-delenheten 30e men • dreier ikke kuleelementet 70 til dets åpne stilling.

En distansering 72 er forskyvbart anordnet rundt drivhylse-delenhetens 40a utside på stempélinnretningens 41 side motsatt kammeret 43. Ansatsen 73 er utformet på innsiden av huset 30 og i aksiell avstand fra distanseringen 72 når sikringsventilen 20 er i sin første eller stengte stilling. Ansatsen 73 og distanseringen 72 avgrenser drivhylsens 40 maksimale bevegelseslengde i den ene retning i huset 30. Følgelig blir kraft som oppstår ved utilbørlig høyt styrefluidtrykk i kammeret 43 over-ført fra stempelet 41 direkte til huset 30 via distanseringen 72 og ansatsen 73 og virker ikke på kuleelementet 70. Forskjellige kombinasjoner av distanseringer og ansatser er mulig av-hengig av den ønskede bevegelseslengde for drivhylsen 40. Videre kunne ansatsens 73 og stempelets 41 beliggenhet være slik at behovet for distansering 72 blir eliminert.

En ventilstengeinnretning 55 for sikringsventilen 20; omfatter en første seteinnretning 60, kuleelement 70 og et par mellom

disse ihnkoblede dreiearmer 74. En boring 71 strekker seg radielt" gjennom kuleelementet 70 og har en størrelse som er foren-lig med den aksielle kanal 32. Plane flater 75 er maskinert parallelt med hverandre på motsatte sider av kulen 70. To små åpninger 76 er boret gjennom motsatte sider av kulen 70 normalt på deres tilknyttede plane flate 75 og boring 71. En dreietapp 77 rager ut fra hver dreiearm 74 og har en størrelse som passer i åpningen 76. Et boss 78 er utformet på enden av hver dreiearm 74 og rager ut fra samme flate som tappen 77. Bosset 78 har en størrelse slik at det opptas i et ringformet spor 79 på utsiden av det bevegelige ventilsete 60. Innhakk 80 er utformet i enden av ventilsetet 60 for bruk til montering av ventilsetet 60, dreiearmene 74 og kuleelementet 70 som vist i figur 10. Ventilsetet 60 og dreiearmene 74 virker til å forbinde ventilstengeinnretningen 55 med drivhylsen 40 hvorved langs-• gående bevegelse av hylsen 40 bevirker langsgående (aksiell) bevegelse av ventilstengeinnretningen 55 i huset 30.

Ventilstengeinnretningen 55 innbefatter også en dreiehylse 81 som er forskyvbart anordnet i hus-delenheten 30e og omgir ventilelementet 70 og ventilsetet 60. Dreiehylsen 81 er en hul sylinder med et par rektangulære slisser 82 som er utformet aksielt gjennom diametralt motsatte, sider av hylsen 81. Dreiearmene 74 er dimensjonert for aksiell forskyvning i slissene 82. Et par styretapper 83 stikker inn . i boringen i hylsen 81 i avstand fra slissene 82 og hylsens,81 senterlinje. En skråttlø-pende slisse 84 er utfrest i hver kuleflate 75 i avstand fra dens tilknyttede■åpning 76. Styretappene 83 er dimensjonert for innpassing i deres respektive slisser 84. Denne konstruksjon gjør at kuleelementet 70 dreier rundt dreietappene 77 ved langsgående bevegelse av styretappene 83 i forhold til dreietappene 77. Slik relativ aksiell bevegelse kan frembringes ved å holde dreiearmene 74 fiksert i forhold til huset 30 og forskyve dreiehylsen 81, eller ved å holde dreiehylsen 81 fiksert i forhold til huset 30 og forskyve dreiearmene 74. Størrelsen av den relative aksielle bevegelse bestemmes av lengden av slissene 82 og dreiearmene 74. Et lignende par forskjøvne tapper for dreining av et kuleelement er vist i US patent 3 826 462.

Dreiehylsen 81 hviler på en skive 85. For å lette monte-ringen er hylsen 81 og skiven 85 to separate deler. En spenninnretning eller skruefjær 88 er anordnet i hus-delenheten 30e mellom skiven 85 og en innvendig ansats 89 i hus-delenheten 3Of. Når drivhylsen 40 beveger seg aksielt i én retning , overføres kraft til kuleelementet 70 både ved tetningsflatens 62 inngrep, med kuleelementets 70 utside og ved dreiearmenes 74 inngrep med åpningene 76. Begge disse inngrep søker å bevege kuleelementet 70 aksielt i den ene retning, men bevirker ikke omdreining av kulelegemet 70. Drivhylsen 40 er imidlertid ikke i direkte kontakt med dreiehylsen 81. Via skiven 85 utsetter spenninnretnin gen 88 hylsen 81 for en kraft som søker å holde hylsen 81 i anlegg mot en innvendig ansats 99 i hus-delenheten 30d. Dersom det ikke er noen forskjell i fluidtrykk over tetningsflatens 62 utside og kuleelementets 70 utside, vil aksiell bevegelse av drivhylsen 40 i den ene retning bevege kuleelementet 70 aksielt i samme retning. Ettersom spenninnretningen 88 søker å • holde dreiehylsen 81 fast i forhold til huset 30, vil denne aksielle bevegelse føre til relativ bevegelse mellom tappene 77 og 83, hvilket bevirker omdreining av kuleelementet 70 slik at boringen 71 bringes'i flukt med den aksielle kanal 32.

Dersom der er en en trykkforskjell over tetningsflaten 62 og kuleelementets 70 utside, vil denne trykkforskjell søke å hindre omdreining av kuleelementet 70 ved å opprettholde kontakt mellom flaten 62 og kuleelementet 70. Dersom kuleelementet 70 ikke kan dreie, vil krefter som skyldes kuleelementets aksielle bevegelse i den ene retning overføres til dreiehylsen 81 ved hjelp av tappen 83. Dersom denne kraft.overskrider den kraft som utøves av spenninnretningen eller fjæren 88 som holder hylsen 81 mot ansatsen 99, vil hylsen 81 bevege seg aksielt i den ene retning i huset 30 under sammentrykking av fjæren 88. Fjæren 88 begrenser således det maksimale differensialtrykk som kan forekomme mens kuleelementet 70 dreier i forhold til tetningsflaten 62. Dette trekk beskytter tetningsflaten 62 og kuleelementet 70 mot strømavskjæring som skjer når kuleventiler åpnes med for stor trykkforskjell.

Fjæren 88 begrenser også den kraft som,kan virke på tappene 77 og 83. Som tidligere nevnt begrenser distanseelementet 72 drivhylsens 40 bevegelse i den ene retning. Ved passende

valg av fjærens 88 lengde vil drivhylsen 40 bli stoppet før fjæren 88 er helt sammentrykket. Den maksimale kraft som kan

virke på tappene 77 og 83 er således direkte proporsjonal med fjærkonstanten for spenninnretningen 88 multiplisert med dens forskyvning. Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å konstru-ere sikringsventilen 20 slik at kuleelementet 70 aldri dreies til åpen stilling med for stort differensialtrykk, og heller ikke utsettes tappene 77 og 83 for for store krefter.

Et nedre bevegelig ventilsete eller andre seteorgan 90 er plassert i den aksielle kanal 32 i anlegg mot kuleelementets 70 utside motsatt det øvre ventilsete 60. Det nedre ventilsetets

9 0 primære oppgave er å blokkere sand eller annet partikkel-formet materiale fra å skade ventilstengeinnretningen 55. Ventilsetet 90 er et stort sett sylindrisk hult rør som er forskyvbart anordnet i skiven 85, spenninnretningen 88 og hus-delenhetene 30e og 30f. En. flens 91 er utformet på ventilsetets 90 ende som ligger an mot kulen 70. En avstryker- eller

•tetningsflate 92 på innsiden av flensen 91 har en radius som passer til kulens 70 utside. Flensen 91 danner dessuten en ansats 93 på ventilsetets 90 utside. En lett skruefjær 94 omgir utsiden mellom ansatsen 93 og skiven 85. Fjæren 94 holder avstrykerflaten 92 i kontakt med kuleelementet 70 under dettes

dreiebevegelse og beveger seg aksielt i huset 30. Et tetnings-ring .95 er anordnet innvendig i hus-delenheten 30f og ligger an

mot ventilsetets 90 utside. Avstrykerflaten 92 og tetningsrin-gen 95 samvirker for å hindre at der rundt fjæren 88 samler seg sand eller annet partikkelmateriale som ville kunne hindre den tilsiktede sammentrykning av fjæren 88.' Portorganene 66 i hus-delenheten 30e eliminerer også behovet for strømning av forma-sjonsfluid fra kulens 70 underside mens trykkforskjellen i

sikringsventilen 20 utlignes. Utligningsstrømmens bane gir minimal anledning til ansamling av sand rundt fjæren 88.

I figur 2A, B, C og D er sikringsventilen 20 vist i sin første eller stengte stilling. Formasjonsfluidstrømning gjennom kanalen 32 sperres ved at kulen 70 ligger an mot tetningsflaten 62 og den ringformede tetningsinnretning 63 ligger an mot seteflaten 64 slik at utligningsstrømmens bane stenges. Fjærorganet 50 har ført drivhylsen 4 0 i den andre retning under fortrengning av styrefluid fra kammeret 43.

Generelt er det slik at når sikringsventilen 20 stenges i en produserende brønn, vil der hurtig oppstå en trykkforskjell

over tetningsflaten 62 som overskrider grensene for sikker eller pålitelig manøvrering av dreiekulen 70. Sikringsventilen 20

kan gjenåpnes ved å tilføre styrefluidtrykk fra brønnoverflaten til kammeret 43 via rørledningen 27 og åpningen 36. Når kraften som på grunn av styrefluidtrykket virker på stempelinnretningen 41 er større enn kraften som utvikles av fjærorganet 50, vil

drivhylsen 40 beveges aksielt i den ene retning som vist i figur 3A. Aksiell bevegelse av hylsen 40 i den ene retning kan fortsette inntil distanseringen 72 støter mot ansatsen 73 som

vist i figur 3B. Som ovenfor nevnt danner det øvre bevegelige ventilsete 60 en innretning for å forbinde drivhylsen 40 med ventilstengeinnretningen 55, hvorved hylsens 40 aksielle bevegelse bevirker aksiell bevegelse av ventilstengeinnretningen 55 i huset 30. Aksiell bevegelse av hylsen 40 i den ene retning vil således åpne utligningsbanen gjennom portorganene 65 og 66.

■ Som.tidligere nevnt samvirker spenninnretningen 88 og dreiehylsen 81 for å hindre omdreining av kulen 70 sålenge trykkforskjellen over tetningsflaten 62 er større enn en forutvalgt sikkerhetsverdi. Spenninnretningen eller fjæren 88 skaper en kraft som motvirker aksiell bevegelse av ventilstengeinnretningen 55

i den ene retning. Drivhylsen 40 kan overvinne fjæren 88 og derved tillate aksiell bevegelse av dreiehylsen 81 i den ene retning bort fra ansatsen 99 som vist i figur 3B. Kulens 70 utside og tetningsflaten 62 forblir i tetningsinngrep som vist i figur 3C, inntil trykkforskjellen faller under den maksimale sikkerhetsverdi for dreiekulen 70.

Ved bibehold av styrefluidtrykk i kammeret 43 over en forutvalgt verdi, beveges drivhylsen 40 aksielt i den ene retning til den har gjennomløpt sin maksimalt tillatte bevegelseslengde, og står så stille i forhold til huset 30. Etter at trykkforskjellen er falt under den forutvalgte verdi, kan spenninnretningen 88 dreie hylsen 81 i den andre retning mot ansatsen 99. Som tidligere nevnt kan dreiearmene 74 gli aksielt i slisser 82 for derved å frembringe relativ bevegelse mellom tappene

77 og 83. Denne relative bevegelse virker til å dreie kulen 70

for innretting av boringen 71 i flukt med den aksielle kanal 32 og gi full åpning gjennom sikringsventilen 20 som vist i figur 4A. Kraften som virker på tappene 77 og 83 er alltid begrenset til en sikkerhetsverdi ved hjelp av fjæren 88 under kulens 70 aksielle bevegelse og omdreining.

For stengning av sikringsventilen 20 avlastes styrefluidtrykket i rørledningen 27 ved brønnens overflate. Fjærorganet 50 beveger drivhylsen 40 i den andre retning hvorved stempelorganet 41 forskyver styrefluid fra kammeret 43. Bevegelse av drivhylsen 40 i den andre retning overføres til kulen 70 ved hjelp av dreiearmene 74. Bevegelse av dreiehylsen 81 i den andre retning forhindres imidlertid av den innvendige ansats 99. Dreiearmene 74 kan følgelig gli aksielt i den andre retning i slissene 82. Denne aksielle bevegelse i den andre retning forårsaker relativ bevegelse mellom tappene 77 og 83 for omdreining av kulen 70 slik at boringen 71 er vinkelrett pa kanalen 32 som vist i figur 2C. Aksiell bevegelse av hylsen 40

i den andre retning bringer også det ringformede tetningsorgan 63 i kontakt med seteflaten 64 for stengning av utlignings-strømningsbanen.

Sammenfatningsvis vil aksiell bevegelse av drivhylsen 40

i den ene retning omstille sikringsventilen 20 fra dens første stilling til dens andre stilling. Spenninnretningen 88 skyver dreiehylsen 81 i den andre aksielle retning for omstilling av sikringsventilen 20 fra dens andre stilling til dens tredje stilling. Aksiell bevegelse av drivhylsen 40 i den andre retning omstiller sikringsventilen fra dens tredje stilling til-bake til dens første stilling.

Om ønskelig kan portorganene 65 sløyfes i drivhylse-delenheten 40C. Den ringformede tetning 63 og tilhørende tetningsflate 64 kan da erstattes av en passende konstruert stoppansats. Ved å eliminere utligningsinnretningen på denne måte kan kost-nadene ved fremstilling av sikringsventilen 20 reduseres vesent-lig. Fluidtrykkforskjeller over kulen 70 kan utlignes ved ned-pumping av rørstrengen 23 fra brønnens overflate dersom portorganene 65 ikke brukes. Spenninnretningen 88 vil fremdeles beskytte kulen 70 med tilhørende komponenter mot for stort styrefluidtrykk og/eller for stor fluidtrykkforskjell over disse, selv om portorganene 65 er sløyfet.

Claims (12)

1. Overflatekontrollert produksjonssikringsventil med en stengeinnretning av kuleventiltype for styring av gjennomstrøm-mende fluid,karakterisert vedet hus med en aksielt gjennomgående kanal, en drivhylse og tilfestet stempelorgan forskyvbart anordnet i den aksielle kanal, at ventil stengeinnretningen er anordnet i. den aksielle kanal, organer for å kommunisere styrefluidtrykk til stempelorganet, organer for å forbinde ventilstengeinnretningen med drivhylsen hvorved aksiell bevegelse av.drivhylsen bevirker aksiell bevegelse av ventilstengeinnretningen i huset, en spenninnretning som skaper en kraft som motvirker aksiell bevegelse av ventilstengeinnretningen i en retning, og idet spenninnretningen bevirker aksiell bevegelse av en del av- ventilstengeinnretningen i den andre retning for å tillate gjennomstrømning av fluid etter at eventuell fluidtrykkforskjell på motsatte sider av ventilstengeinnretningen er blitt utlignet.

2. Sikringsventil ifølge krav 1,karakterisertved en utligningsinnretning som åpnes ved aksiell bevegelse av drivhylsen i den ene retning, idet aksiell bevegelse av drivhylsen i den ene retning omstiller ventilstengeinnretningen fra dens stengte stilling til dens utligningsstilling og spenninnretningen beveger en del av ventilstengeinnretningen aksielt i motsatt retning for omstilling av ventilstengeinnretningen fra dens utlignende stilling til dens åpne stilling.

3. Sikringsventil ifølge krav 2,karakterisertved at utligningsinnretningen omfatter en ringformet tetningsinnretning som er utformet på ventilstengeinnretningens utside, en seteflåte som er utformet på husets innside og kan danne inngrep med den ringformede tetningsinnretning, første portorganer som strekker seg gjennom drivhylsen og er anordnet i aksiell avstand fra den ringformede tetningsinnretning, og idet den ringformede tetningsinnretning ligger an mot seteflaten når ventilstengeinnretningen er stengt og aksiell bevegelse av drivhylsen i den ene retning bringer den ringformede tetningsinnretning ut av inngrep med seteflaten for å tillate fluidstrøm gjennom portorganene .

4. Sikringsventil ifølge krav 3,karakterisertved at utligningsinnretningen omfatter andre portorganer som strekker seg radielt gjennom huset nær seteflaten.

5. ■ Sikringsventil ifølge et av kravene 1 til 4,karakterisert vedat ventilstengeinnretningen omfatter et kuleelement med en gjennomgående boring, et par dreiearmer som • danner inngrep med kuleelementet på motsatte sider av dets boring, en dreiehylse som ligger an mot kuleelementet i avstand fra dreiearmene, en første seteinnretning som er festet til drivhylsen og ligger an mot kuleelementets utside, idet dreiearmen er i inngrep både med den første tetningsinnretning og kuleelementet hvorved drivhylsen, den første tetningsinnretning, dreiearmene og kuleelementet beveges aksielt i huset, idet dreiehylsen er forskyvbart anordnet mellom huset og kuleelementet, og spenninnretningen ligger an mot dreiehylsen hvorved aksiell bevegelse av dreiehylsen -i den andre retning vil dreie kulen slik at dens boring innrettes i flukt med strømningskana-len og fluid tillates å strømme gjennom sikringsventilen.

6. Sikringsventil ifølge krav 5,karakterisertved at dreiearmene hver har en dreietapp som danner inngrep med kuleelementet vinkelrett på dets boring, og at dreiehylsen har et par styretapper som ligger an mot kuleelementet i avstand fra dreietappen.

7.. Sikringsventil ifølge krav 5,karakterisertved at ventilstengeinnretningen omfatter en annen tetningsinnretning som ligger an mot kuleelementet motsatt den første tetningsinnretning.

8. Sikringsventil ifølge krav 5,karakterisertved at den kraft som brukes til å dreie kuleelementet for å innrette dets boring i flukt med strømningskanalen er direkte proporsjonal med den kraft som utvikles av spenninnretningen og varierer ikke med styrefluidtrykk.

9. Sikringventil ifølge et av kravene 1-8,karakterisert vedat ventilstengeinnretningen har en første stilling som sperrer fluidstrøm gjennom den aksielle kanal, en annen stilling som utligner eventuell fluidtrykkforskjell på motsatte sider av ventilstengeinnretningen, og en tredje stilling som tillater fluidstrøm gjennom den aksielle kanal, at ventilstengeinnretningen er forbundet med drivhylsen hvorved aksiell bevegelse av drivhylsen omstiller ventilstengeinnretningen fra dens første stilling til dens andre stilling, organer for begrensning av drivhylsens maksimale aksielle bevegelse i den ene retning, idet spenninnretningen motvirker bevegelse av ventilstengeinnretningen fra dens første stilling til dens - andre stilling, en utligningskanal som er åpen når ventilstengeinnretningen er i sin andre stilling, og at spenninnretningen virker til å omstille ventilstengeinnretningen til dens tredje stilling etter at fluidtrykk på motsatte sider av ventilstengeinnretningen er blitt utlignet.

10. Sikringsventil ifølge krav 9,karakterisertved at drivhylsens aksielle bevegelse i én retning omstiller ventilstengeinnretningen fra dens første stilling til dens andre stilling og at spenninnretningen beveger en del av ventilstengeinnretningen aksielt i den- andre retning for å bevirke omstilling fra dens andre stilling til dens tredje stilling.

11. Sikringsventil ifølge et av kravene 1 til 10,karakterisert vedorganer for å begrense drivhylsens maksi male aksielle bevegelse i den ene retning.

12. Sikringsventil ifølge krav 11,karakterisertved at begrensningsorganene omfatter: en distansering som er anordnet rundt drivhylsen og er innrettet for inngrep med stempelorganer, og en ansats som er utformet på husets innside og innrettet for inngrep med distanseringen, hvorved aksiell bevegelse av drivhylsen. begrenses ved inngrep mellom stempelorganet, distanseringen og innsiden av ansatsen.