SE445753B - Ventil for brunnhuvud for oljekella under vatten - Google Patents

Description

10 20 25 30 aa4oe1e1-s 2 Föreliggande uppfinning avser att kombinera de motsvarande ventilfunktionerna i en slidventil på ett ur funktions- och tillverkningssynpunkt fördelaktigt sätt. x Ventilfunktionen PROD är anordnad så att flödet accelereras i en strypning före inträdet i ventilkammaren, vilken är utformad som en utvidgning med utloppet i vinkel mot inloppet. Accelerationen av flödet gör att tyngre partiklar (sand o d) fortsätter rakt fram och får sin rörelseenergi utdäm- pad genom stöt mot kammarens tak. Kammarens tak kan vara ändamålsenligt infodrad med hårt material (keramik) eller mjukt material (gummi). Sand- partiklarna fortsätter sedan med låg rörelseenergi med olje-gasflödet genom ventilutloppet. Härigenom minskas sandpartiklarnas erosion vid om- länkningen av flödet genom ventilen.

Ventilfunktionen SWAB är anordnad som ett rakt genomlopp utan skarpa kanter som kan störa införandet av serviceverktyg. I ett extremt ytterläge kan tillträdesarean till källan utökas till en förutbestämd önskad area, genom att en utdragbar del av ventilhuset demonteras. Detta gör att ventilhuset kan monteras i ett tidigt skede av färdigställandet av källan och färdig- borrningen ske genom ventílhuset, utan att de slutliga tätningsytorna ska- das och att sliden kan utformas med en ändamålsenligt mindre diameter.

Ventilfunktionen BOP är anordnad ytterst och så, att den stora kolvarean i ventildonet utnyttjas då ventilen intar detta läge. Härigenom kan maxi- mal kraft utnyttjas och även avskärning av serviceverktyg i SWAB-läge kan göras. Ventilläget BOP intages oberoende av lägesgivare eller annan kon- trollutrustning, eftersom ventilläget BOP beordras genom tryckökning i donets pluskammare.

Donet är utformat så att ventillägena PROD och BOP intages vid ytterläge, medan SWAB erhålles genom lämplig trycksättning och mekanisk snäppfunktion i mittläget.

Ventilkolven är försedd med medel, med vars hjälp det säkerställas att sliden intar ett orienterat läge i förhållande till öppningarna i ventil- huset.

Vad som kännetecknar uppfinningen framgår av nedanstående patentkrav. 10 20 25 30 3 84-06161-3 Uppfinningen skall i det följande beskrivas under hänvisning till bifogade schematiska ritningar.

Fig 1 visar en ventil enligt uppfinningen i perspektivskiss, varvid en hori- sontell toppring är avlägsnad i syfte att förenkla framställningen.

Figurerna 2, 3 och H visar var och en ett vertikalsnitt genom en på fig 1 visad, horisontellt förlöpande symmetriaxel A för ett av en ventilcylinder avgränsat hålrum, och avbildar tre olika ventiltillstånd, nämligen "säker- hetsventil" respektive "tillträde för service" och "produktion".

Figurerna 5, 6 och 7 visar var och en ett vertikalsnitt vinkelrätt mot axeln A och genom den på fig 1 visade vertikala mittlinjen B, varvid dessa figurer visar samma ventiltillstând som på figurerna 2 respektive 3 och U.

På ritningarna betecknar 1 ett i huvudsak T-formigt ventilhus. Ventilhuset 1 har en horisontell, eller i huvudsak horisontell ventilcylinder 2 samt en med denna hopgjuten, i huvudsak vertikal anslutningsstuts 3. Stutsen 3 har en fläns H som är avsedd för anslutning av ventilhuset 1 till ett brunn- huvud 5 för en oljekälla under vatten. Ventilqylindern 2 har ett mittparti 6 och två ändpartier 7 och 8. Ändpartiet 8 har ett fastflänsat lock 9. Änd- partiet 7 har en fläns 10 för anslutning till en produktionsledning.

Ventilhuset 1 inkluderar en utdragbart anordnad kropp 11, vars vertikala utvändiga begränsningsytor ligger i en cirkulär cylinderyta. Dennas mitt- axel sammanfaller med stutsens 3 symmetrilinje B. Kroppen 11 är försedd med ett genomgående horisontellt riktat hål, vars begränsningsyta utgör en del av den inre begränsningsytan hos ventilcylindern 2. Kroppen 11 har dessutom ett hål 12 vid sin övre ände och ett hål 13 vid sin nedre ände.

Hålen 12 och 13 är utförda med cirkulärt tvärsnitt, och deras mittlinjer sammanfaller med stutsens 3 mittlinje B. Kroppens 11 sidoyta är anordnad med mycket litet spel i förhållande till närliggande krökta ytor hos ven- tilhuset 1. Ett flertal cirkulära tätningsringar 1Ä är anordnade i ett flertal ringformiga, koaxiellt i förhållande till linjen B utformade spår i kroppen 11 och i denna omgivande cirkulärcylindriska ytpartier. Kroppens 11 nedre ändyta vilar på en ringformig ansats utformad i stutsen 3. Krop- pen 11 fasthålles normalt i det visade läget medelst en avtagbar toppring 15, som normalt är fixerad vid ventilcylinderns 2 mittparti 6, t ex med hjälp av ett flertal i detta fastskruvade vertikala bultar. 10 20 25 30 35 gs4os1s1-5 ¿ En cirkulärcylindrisk ventilkolv 16 är anordnad i ventilcylindern 2. Ventil- kolven 16 är via en kolvstång 17' anordnad i styv mekanisk förbindning med en drivkolv 17, som kan drivas åt det ena hållet längs symmetriaxeln A genom att tillföras ett tryckmedel via en första fluidtryckanslutning 18', och åt det andra hållet genom att tillföras tryckmedel via en andra fluidtryck- anslutning 19'. vid ett förstaiaxiellt läge ligger drivkolven 17 an mot en ringformig ansatsyta 18, och ett första ändparti 19 hos ventilkolven 16 ligger tätande an mot öppningarna 12 och 13, vilket innebär att ventilen befinner sig i säkerhetsventiltillstånd (BOP).

Vid ett andra axiellt läge av ventilkolven 16 sammanfaller en genomgående, i ventilkolvens 16 mittparti utformad och i dennas tvärriktning förlöpande kanal 20 med de radiellt riktade hålen 12 och 13 hos ventilcylindern 2, vilket innebär att ventilen är i tillstånd "tillträde för service" (SWAB).

Hålet 12 är försett med (ej visade) medel för anslutning av ett servicerör till detta. Motsvarande läge av ventilkolven 16 är definierat genom att en kolvring 21 hos drivkolven 17 vid detta läge griper in i ett ringformigt spår 22 hos ventilcylindern 2. Kolveingen 21 har cirkulär profil, eller annan lämplig profil, som medger fortsatt kolvrörelse vid måttlig, men tydligt indikerbar tryckhöjning.

Vid ett tredje axiellt läge ligger drivkolven 17 an mot ett axiellt ut- språng 23 hos locket 9. Ett andra ändparti 24 hos ventilkolven 16 ligger då an mot öppningen 13. Ändpartiet 24 har ett hålrum ZH' med en axiellt riktad utloppsöppning 25 och en radiellt riktad inloppsöppning 26, som sammanfaller med öppningen 13, vilket innebär att ventilen är i tillstånd "produktion" (PROD).

Vid detta tillstånd komprimeras en fjäder 27 som omsluter utsprånget 23, varvid fjäderkraften är riktad mot den axiella kraft som utövas på ventil- kolven på grund av oljeflödets riktningsändring - och företrädesvis mot- svarar minst 50 % av denna. Fjädern 27 dimensioneras med fördel på sådant sätt att den vid ett eventuellt tryckbortfall i de till fluidtryckanslutning- arna 18' och 19' anslutna ledningarna kan förflytta ventilkolven till BOP-läget.

En med orunt tvärsnitt utformad teleskopstång 28 är anordnad med den ena änden axiellt rörlig i ett djupt axiellt riktat, orunt hål 23' hos ut¿ språnget 23, medan den andra änden är anordnad på samma sätt i ett mot- svarande hål hos drivkolven 17. Syftet är att hindra vridning av ventil- kolven 16 om axeln A.

Claims (3)

5 a4aa1e1-3 Som nämnt kan tillträdesarean till oljekällan utökas genom att en utdragbar del av ventilhuset demonteras. Detta kan ske genom att locket 9 avlägsnas, varefter den på fig 2-4 visade ventilkolven 16 tillsammans med drívkolven 17 förflyttas så långt åt höger, att kroppen 11 obehindrat av ventilkolven 16 kan förflyttas vertikalt uppåt. Därefter avlägsnas toppringen 15, var- efter kroppen 11 avlägsnas genom att en uppåt riktad dragkraft appliceras på denna. PATENTKRAV

1. Ventil för brunnhuvud för oljekälla under vatten, innehållande ett i huvudsak T-format ventilhus (1) med en långsträckt, i huvudsak horison- tellt anordnad ventilcylinder (2) med ett första ändparti (7), ett andra ändparti (8) och ett mellan nämnda ändpartier befintligt mittparti (6) samt en i huvudsak vertikalt anordnad anslutningsstuts (3) för anslutning av ventilhuset (1) till brunnhuvudet (5), varvid stutsen (3) utgår från mittpartiet (6) och det första ändpartiet (7) är utformat för anslutning till en produktionsledning, under det att ventílcylinderns (2) invändiga ytor avgränsar ett hålrum (2') som längs en större del av ventilcylinderns längd har en symmetriaxel (A) och som innehåller en ventilkolv (16), medel för definiering av ett första, ett andra och ett tredje axiellt läge för ventilkolven (16) samt medel (17') för överföring av en axiell manöverkraft till ventilkolven (16), k ä n n e t e c k n a d därav, att mittpartiet (6) har en nedre radiellt riktad öppning (13) som är anordnad att kunna utgöra en hydraulisk förbindning mellan hålrummet (2') och anslutnings- stutsen (3), samt en övre radiell öppning (12) som är anslutbar till ett servicerör, under det att nämnda radiella öppningar (12, 13) och anslut- ningsstutsen (3) har en gemensam, i huvudsak vertikal mittlinje (B), och att ventilkolven (16) har ett första parti (19) som vid nämnda första axi- ella läge ligger tätande an mot de radiella öppningarna (12, 13), ett andra parti som innehåller en genomgående radiellt riktad kanal (20), vars radi- ella mittlinje vid det andra axiella läget i huvudsak sammanfaller med nämnda gemensamma mittlinje (B), samt ett tredje parti (ZU) med ett kolv- hålrum (24') som har en axiellt riktad utloppsöppning (25) och en radiellt riktad kolvöppning (26), varvid kolvhâlrummet (2H') vid det tredje axiella läget är anordnat i hydraulisk förbindning med anslutningsstutsen (3) via kolvöppningen (26) och den nedre radiellt riktade öppningen (13). 8406161-3 1 6

2. Ventil enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda radiellt riktade öppningar (12, 13) är utformade i en utdragbart anordnad cirkulärcylindrisk kropp (11) med en mittlinje som sammanfaller med den gemensamma mittlinjen (B), varvid den cirkulärcylindriska kroppen (11) är utförd med ett genomgående hål som är riktat vinkelrätt mot nämnda mitt- linje (B) och vars begränsningsyta utgör en del av den inre begränsninge- ytan hos ventilcylindern (2).

3. Ventil enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att två av nämnda första, andra och tredje ventilkolvlägen motsvarar axiella ytter- lägen för ventilkolven (16) och är fastställda medelst var sin i förhåll- ande till ventiloylindern (2) fixerad stoppyta (18, 23), vilka vid ytter- lägena bildar mekanisk kontakt med ett första respektive ett andra i för- hållande till ventilkolven (16) fixerat ytparti, och att ett mellanliggande läge för ventilkolven (16) är fastställt som ett läge vid vilket ett fjäd- rande utsprång (21) hos ventilkolven (16) snäpper in i en motsvarande för- djupning (22) i den inre väggytan hos ventilcylindern (2) eller omvänt.