NO801976L - Ventil. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår ventiler. I en utføringsform angår den ventiler som kan utgjøre en del av en rørstreng. Ventilen er fortrinnsvis opphengt i en brønnpakning.

I mange tilfeller er det ønskelig å omstille en hylse mellom åpen og lukket stilling. Det er også ofte ønskelig å omstille hylsen ved hjelp av et manøververktøy som etter at hylsen er omstilt frigjøres slik at omstillingsverktøyets posisjonering ikke er kritisk eller omstillingsverktøyet kan beveges et stykke videre for å utføre andre funksjoner eller for å plassere annet utstyr, eller det er av andre grunner ønskelig at ventillegemet omstilles og deretter frigjøres.

Ved prøving av brønner er det ofte ønskelig å kunne fore-ta selektiv produksjon fra brønnen gjennom røret. I enkelte tilfeller er det ønskelig å anordne en hylseventil, som fortrinnsvis er opphengt i en pakning, med porter som kan åpnes og lukkes for opprettelse av fluidstrøm fra brønnen gjennom ventilen.

Det er et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en ventil som har et ventillegeme som kan omstilles mellom åpen og lukket stilling, hvor omstillingsverktøyet automatisk fri-gjøres fra ventillegemet når ventillegemet har nådd enten sin åpne eller lukkede stilling.

Et annet formål er å tilveiebringe en ventil som i oven-nevnte formål med et stengeelement for beskyttelse av tetningene i systemet, hvilket stengeorgan automatisk manøvreres som reaksjon på bevegelse av ventillegemet.

Et annet formål er å tilveiebringe en ventil såsom en hylseventil med palorganer som er anordnet med innbyrdes avstand og kan bringes i inngrep med et omstillingsverktøy for å bevege ventillegemet mellom åpen og lukket stilling, og hvor palorganene er i inngrep med ét omstillingsverktøy og deretter frigjør omstillingsverktøyet idet de beveges i samvirkende spor for vekselvis å låse ventillegemet i åpen eller lukket stilling.

Et annet formål er å tilveiebringe en hylseventil med låsekrager i hvilke kragene er beskyttet mot skade under omstilling av ventillegemet. . Andre formål, trekk og fordeler ved denne oppfinnelse vil fremgå av tegningen, beskrivelsen og kravene.

På tegningen, som anskueliggjør et eksempel på en utfø-ringsform av tegningen, og hvor like deler er angitt med samme

henvisningstall, utgjør:

Figur 1 en skjematisk fremstilling av en brønnprøve-konstruksjon som anvender ventilen ifølge denne oppfinnelse,

Figur 2 et lengdesnitt gjennom en ventil som er utført

i samsvar med denne oppfinnelse og som opptar et manøververk-tøy vist i snitt.

For først å vise til figur 1 er det der vist en brønn med et foringsrør 10 og standard overflateutstyr 11 ved toppen av brønnen. Foringsrøret og brønnen er vist perforert ved 12 inn til formasjonen som skal prøves.

Brønnen opptar en anordning som er bygget av en pakning 14, fotventil 15, anbringernippel 16 og giverholder 17, som fortrinnsvis innføres i brønnen og anbringes på plass i en innledende operasjon, f.eks. ved hjelp av konvensjonell wire-lineteknikk.

Prøve- eller produksjonsrøret 18 er vist med en sirkule-ringsventil 19, en puteventil 21 og en tetningsenhet 13 med tetningsenhetens enderør i tettende inngrep med pakningen 14. Under nedkjøring av røret 18 kan puteventilen benyttes til å bære en fluidsøyle i røret som frigjøres ved åpning av puteventilen når strengen kommer i inngrep med pakningen 14.

Pakningen 14 avtetter den produserende formasjon og fothylseventilen 15 regulerer strømningen gjennom fothylsen og inn i røret. Anbringernippelen og givertilkoplingen muliggjør anbringelse av en giver såsom en trykkavfølende innretning innvendig i holderen for avføling av trykket i foringsrøret og under pakningen. Med denne anordningen kan statisk trykk i formasjonen under pakningen samt også oppbygget trykk registre-res eller overføres til overflaten gjennom en passende elek-trisk ledning, og strømning kan opprettes gjennom fothylseventilen for prøving av brønnens strømningskarakteristikker.

Under prøveoperasjon er sirkuleringsventilen 19 normalt stengt. Der kan imidlertid oppstå forhold hvor det er ønskelig eller nødvendig å sørge for sirkulasjon mellom foringsrør/ produksjonsrør-ringrommet og produksjonsrøret. Sirkuleringsventilen 19 kan hurtig og enkelt åpnes for å. opprette slik sirkulasjon.

Ventilen ifølge denne oppfinnelse kan brukes i hvilken som helst ønsket forbindelse. Den er imidlertid blitt utviklet med sikte på at den skal utgj.øre en del av det viste prøvesys- tem og dens konstruksjon og virkemåte vil bli forklart i denne forbindelse. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til det viste system og oppfinnelsen kan være anbragt i et annet forhold enn det som er vist. Den kan også være plassert over pakningen med hensiktsmessig strømningsgjennomløp utformet gjennom pakningen og forbundet med den regulerte strømnings-bane gjennom ventilhuset.

I det viste system er ventilen, som konvensjonelt kan be-nevnes en fothylseventil, vist opplagret i pakningen 14 og i sin nedre ende forbundet med ytterligere utstyr såsom anbringernippelen 16 og giverholderen 17 som avstenger anordningens nedre ende. Selvsagt kunne annet eller forskjellig utstyr være opphengt i hylseventilen 15.

Som vist på figur 2 utgjøres huset til hylseventilen 15 av en krage 22 med portåpninger og med gjenger ved sin øvre ende for befestigelse til pakningen 14 og en nedre husdel 23 som ved sin nedre ende har et gjengeparti til hvilket anbringernippelen 16 kan fastskrues. Det todelte hus er hensiktsmessig fremstilt i denne form for å gi lett adkomst til en utspa-ring hvor tetningen som er generelt angitt ved 24 kan plasseres.

Huset er utstyrt med et ventilsete for regulering av fluidstrøm gjennom portåpningene 25. I den viste utføringsform av ventilen utgjør boringen 26 gjennom kragen 22 en del av ventilsetet. I den viste utføringsform av ventilen danner stengeelementet 28 resten av ventilsetet. I denne utføringsform av ventilen danner den innvendige boring 27 gjennom stengeelementet 28 resten av setet. Stengeelementets utvendige overflate 29 samvirker med den ved 24 generelt angitte tetning for å fullstendiggjøre tetningen mellom huset og stengeelementet.

For å danne et system for vekselvis posisjonering av ventillegemet som generelt er angitt ved 31 i åpen eller lukket stilling, er det nedre ventilhus 23 utstyrt med innbyrdes adskilte ringspor 32 og 33. Disse sporenes samvirke med posi-sjoneringsorganene vil bli forklart - nedenfor.

Ventillegemet 31 kan samvirke med ventilsetet og kan beveges mellom åpen og lukket stilling for regulering av strømning gjennom ventilsetet. Ventilen er fortrinnsvis utstyrt med et rørformet ventillegeme såsom ventillegemet 31, med tetnings-systemer 34 og 35 anordnet i spor på utsiden av det rørformede ventillegeme. Tetningen 34 samvirker med partiet 26 på ventil setet for å danne en tetning og tetningen 35 samvirker med stengeorganet 28 for å danne en tetning. Disse tetninger styrer, sammen med stengeorgantetningen.24, fluidstrøm gjennom portene 25 ved å tillate strømning når ventillegemet 31

er i den viste stilling og hindre strømning når ventillegemet er beveget mot kragen 22 inntil tetningen 34 er i inngrep med setet 26.

For å besørge omstilling av ventillegemet 31 bærer ventillegemet innbyrdes adskilte palorganer som presses fjærende i en radialretning. Der sporene 32 og 33 som opptar palorganene er beliggende radielt utenfor ventillegemet. som vist i

den viste utføringform, tvinges palorganene fortrinnsvis utad fra den stilling de opptar når palorganene ikke er i et spor. Det foretrekkes videre at palorganene utgjøres av patroner. Ytterligere foretrekkes det at patronene utgjør en del av ventillegemet. Som vist i den viste utføringsform innbefatter ventillegemet patroner 36 og 37 som danner innbyrdes adskilte

palorganer båret av ventillegemet. Disse patroner er fortrinnsvis maskinert fra samme materialemne som ventillegemet, og fjæringen i de bøyde patronarmer 36a og 37a tilveiebringer de fjærende organer som presser palorganene utad til inngrep med sporene 32 og 33.

Mellom sporene 32 og 33 har ventilhuset et ubrutt parti 30 som også samvirker med de innbyrdes adskilte patroner og støtter dem mot skade når de ikke er i sporene 32 og 33.

Palorganene har innbyrdes motvendte anslag 36b og 27b som samvirker med en flens såsom flensen 38 på manøververktøyet generelt antydet ved 39 for manøvrering av ventilen. Det vil fremgå av det dimensjonsmessige forhold mellom manøverflensen 38 og den innvendige diameter til patronene 36 og 37 at beve-gelsen av manøververktøyet 39 gjennom ventilen vil bevirke at den først treffer den patron som befinner seg i anlegg mot det ubrutte parti 30 hvorved ventillegemet omstilles inntil patronen kan falle inn i sitt spor samtidig som flensen 38 på man-øververktøyet frigjøres slik at manøververktøyet kan fortsette sin bevegelse i samme retning. Ettersom anslagsflåtene på flensen 38 og palorganene 36 og 37 er skråttløpende og med kilevirkning tvinger palorganene utover beskyttes palorganene mot skade under omstilling av ventillegemet 31. Under manøver-verktøyets ovenfor beskrevne bevegelse, tilbakeholdes selvsagt de andre patronene bak manøververktøyflensen, slik at den er i stilling for inngrep med manøververktøyflensen når manøver-verktøyet beveges i motsatt retning.

Når palorganene tvinges innover av det ubrutte parti 30 vil fjæringen i patronfingrene tvinge palorganene utover og inn i sporene som de henholdsvis samvirker med idet palorganene beveges bort fra det ubrutte parti 30.

Det foretrekkes at ventilen ifølge oppfinnelsen innbefatter et stengeelement for å beskytte tetningene 34 og 35 idet ventillegemet omstilles mellom åpen og lukket stilling. Stengeelementet 28 er fortrinnsvis anordnet i et ringrom mellom ventillegemet og huset. Dette ringrom har fortrinnsvis to forskjellige diametere som vist ved 41 og 42 for samvirke med stengeknaster 43 som.er anordnet i åpninger 44 i stengeelementet og sporet 45 i ventillegemet 31. Når stengeknastene er i inngrep med boringen 41, béfinner de seg også i sporet 45 i ventillegemet og stengeelementet beveges sammen med ventillegemet. Når knastene er rett overfor boringen 42, beveges de ut av sporet 45 i ventillegemet og ventillegemet kan fritt beveges uten samtidig å medbringe stengeelementet. Stengeelementets bevegelse begrenses av brystningen mellom de to forskjellige diameterpartier 41 og 42 samt ved anslaget 46' i den med portåpninger utstyrte kragen 22.

Ved bruk opplagres fothylseventilen i pakningen 14, og pakningen samt hylseventilen og tilhørende, underliggende utstyr innføres i brønnen f.eks. ved hjelp av en wireline og pakningen settes i stilling som vist i figur 1. Fortrinnsvis bærer produksjonsrøret en tetningsenhet 13 i hvilken er anordnet en aktivator til hvilken manøverinnretningen vist ved 39

i figur 2 er festet, slik at betjening av aktivatoren i tetningsenheten 13 vil bevege manøverinnretningen 39 vertikalt i brønnen og bevirke åpning og lukking av fothylseventilen.

Fothylseventilen vil normalt være lukket og manøverinnret-ningen 39 beliggende med sin manøverflens 38 over patronen 37 som sett i figur 2 med ventillegemet i dets øvre stilling dvs. lukkestilling, og med patronen 36 beliggende i sporet 32. Ettersom manøverinnretningens stilling ikke er avgjørende kan den befinne seg i hvilken som helst stilling over anslaget 37b på patronen 37 med patronen 36 i sporet 32. Nedadrettet'bevegelse av manøverinnretningen som sett i figur 2 fører flensen

38 til inngrep med anslaget 37b på patronen 37. Fortsatt bevegelse av manøverinnretningen innleder bevegelse av ventillegemet nedover som sett i figur 2. I de.tte øyeblikk er stengeknasten 43 i inngrep med boringen 42 og sporet 45 vil befinne seg i avstand over stengeknasten. Med stengeelementet holdt i lukket stilling føres ventillegemet inn i stengeelementet inntil tetningen 34 har passert over anslaget 46 og tetningen 34 befinner seg i en stilling hvor den beskyttes av stengeelementet 28. På dette tidspunkt beveges sporet 45 bak knasten 43 og knasten faller inn i sporet og stengeelementet føres med ventillegemet. Ventillegemet fortsetter sin nedadbevegelse som sett i figur 2 inntil patronen 37 smetter inn i sporet 33

i ventilhuset og herunder frigjør manøverflensen 38 slik at flensen fortsatt kan beveges nedover uten å påvirke ventillegemet. Ventilen er nå i fullt åpen stilling og strømning finner sted gjennom portene 25. Når det er ønskelig å stenge ventilen betjenes tetningsenheten 13 for å heve manøverinnret-ningen og føre flensen 38 oppover til inngrep med patronen 36 som nå holdes i innsvingt stilling på grunn av det ubrutte husparti 30. Flensen 38 kommer til anlegg mot anslaget 36b på patronen 36 og beveger systemet oppover som sett i figur 2. Etter at stengeelementet er kommet til anlegg mot anslaget 46, fortsetter ventillegemet sin oppadbevegelse idet knasten 4 3 frigjøres for å føre tetningen 34 over setet 26 og blokkere strømning gjennom ventilen. Idet patronen 36 beveges inn i sporet 32, frigjøres manøverflensen 38 og manøverinnretningen kan fortsette' sin oppadbevegelse. På dette tidspunkt holdes patronen 37 i sin innsvingte stilling på grunn av det ubrutte parti 30 og er i stilling for inngrep med manøverflensen 38 dersom manøverinnretningen igjen beveges nedover. Det skal forståes at manøverinnretningen fritt kan beveges oppover etter at ventilen er helt lukket og følgelig er heller ikke her forhol-det mellom manøverflensen og patronene avgjørende. •Det skal forståes at ventilen kan åpnes og lukkes så mange ganger som ønskelig, ganske enkelt ved å bevege manøverinnret-ningen 39 frem og tilbake.

.Friksjonen mellom de bevegelige deler vil normalt hindre

at ventillegemet overskrider sin tiltenkte bevegelse ved fri-gjøring av flensen 38. For å sikre mot overskridende bevegelse i oppadretningen har knasten 36 en vinkelrett utstikkende.

oppadvendt anslagsflate som kommer til anlegg mot en plan, nedadvendt anslagsflate i sporet 32. Overskridende bevegelse i nedadretningen hindres av ventillegemets inngrep med stengeelementet 28 som igjen danner inngrep med huset 23. Om ønskelig kan overskridende bevegelse hindres på andre måter, f.eks. ved hjelp av et vinkelrett utstikkende, oppadvendt anslag i

sporet 33 som samvirker med palorganet 37.

Ovenstående beskrivelse av oppfinnelsen er bare ment å illustrere og forklare denne, og forskjellige endringer i størrelse, form og materialer, såvel som i detaljene ved den viste konstruksjon, kan utføres innenfor rammen av de medføl-gende krav uten å avvike fra oppfinnelsestanken.

Claims (9)

1. Ventil, karakterisert ved at den omfatter et hus med et ventilsete, et ventillegeme som kan samvirke med setet og kan beveges mellom åpen og lukket stilling for styring av fluidstrøm gjennom ventilsetet, spor som er anordnet med innbyrdes avstand i huset, palorganer som med innbyrdes avstand bæres av ventillegemet og fjærende tvinges til vekselvis å samvirke med et av de innbyrdes adskilte spor og til å plassere ventillegemet alternativt i åpen eller lukket stilling, hvilke innbyrdes adskilte palorganer har innbyrdes motvendte anslag som kan påvirkes av en flens på et manøverele-ment når et palorgan er inntrukket for omstilling av ventillegemet ved frem- og tilbakegående bevegelse av manøverelemen-tet, idet hvert palorgan frigjør manøverelementet når et palorgan trer inn i sitt samvirkende spor.

2. Ventil ifølge krav 1, karakterisert ved at begge palorganer er utstyrt med patroner.

3. Ventil ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at ventilen er en hylseventil, at tetningsorganer er anordnet på ventillegemets utside og at et ventil-stengeelement er anordnet rundt ventillegemet, at samvirkende knast- og anslags-organer er anordnet på huset, stengeelementet og ventillegemet, hvilke organer låser stengeelementet til huset idet ventillegemet beveges mot åpen stilling inntil tetningsorganene befinner seg inne i stengeelementet og deretter låser stengeelementet til ventillegemet, og at knast- og anslagsorganene også låser stengeelementet til ventillegemet når dette beveges mot lukket stilling inntil stengeelementet er lukket og deretter låser stengeelementet til huset.

4. Ventil ifølge krav 1, karakterisert ved at begge palorganer er utstyrt med patroner som er utformet i ett stykke med ventillegemet.

5. Hylseventil, karakterisert ved at den omfatter et rørformet hus med et innvendig ventilsete, portåpninger som'strekker seg gjennom veggen i det rørformede hus, et i huset anordnet rørformet ventillegeme som kan samvirke med setet og beveges mellom åpne og lukket stilling for å styre størmning gjennom portåpningene, innbyrdes adskilte spor i boringen gjennom det rørformede hus, et par innbyrdes adskilte patroner som bæres av ventillegemet og danner palorganer som fjærende tvinges utover for vekselvis å samvirke med et av de innbyrdes adskilte spor og plassere ventillegemet alternativt i åpen eller lukket stilling, hvilke innbyrdes adskilte palorga- . ner har innbyrdes motvendte, innvendige anslag som kan påvirkes av en flens på et manøverelement når et palorgan er til-baketrukket for omstilling av ventillegemet ved frem- og tilbakegående bevegelse av manøverelementet, idet hvert palorgan frigjør manøverelementet idet et palorgan trer i sitt samvirkende spor.

6. Ventil ifølge krav 5, karakterisert ved at ventilen er en hylseventil, at tetningsorganer er anordnet på ventillegemets utside og at et ventil-stengeelement er anordnet rundt ventillegemet, at samvirkende knast- og anslagsorga-ner er anordnet på huset, stengeelementet og ventillegemet, hvilke organer låser stengeelementet til huset idet ventillegemet beveges mot åpen stilling inntil tetningsorganene befinner seg inne i stengeelementet og deretter låser stengeelementet til ventillegemet, og at knast- og anslagsorganene•også låser stengeelementet til ventillegemet når dette beveges mot lukket stilling inntil stengeelementet er lukket og deretter låser stengeelementet til huset.

7. Ventil, karakterisert ved at den omfatter et hus i hvilket er utformet et ventilsete, et ventillegeme som er anordnet i huset og kan samvirke med setet og beveges mellom åpen og lukket stilling for styring av fluidstrøm gjennom ventilsetet, spor som er anordnet med innbyrdes avstand i huset med et mellomliggende, ubrutt parti mellom sporene, palorganer som med innbyrdes avstand bæres av ventillegemet og kan beveges sideveis for vekselvis inngrep med de innbyrdes adskilte spor og det mellomliggende ubrutte parti for å endre stillingen til de innbyrdes adskilte palorganer, organer som tvinger palorganene inn i sporene, hvilke innbyrdes adskilte palorganer har innbyrdes motvendte anslag som kan påvirkes av en flens på et manøverelement når et palorgan ligger an mot det ubrutte parti for omstilling av ventillegemet ved frem- og tilbakegående bevegelse av manøverelementet, idet hvert palorgan frigjør manø verelementet når et palorgan trer inn i sitt samvirkende spor.

8. Ventil ifølge krav 7, karakterisert ved at ventilen er en hylseventil, at tetningsorganer er anordnet på ventillegemets utside og at et ventil-stengeelement er anordnet rundt ventillegemet, at samvirkende knast- og anslags-organer er anordnet på huset, stengeelementet og ventillegemet, hvilke organer låser stengeelementet til huset idet ventillegemet beveges mot åpen stilling inntil tetningsorganene befinner seg inne i stengeelementet og deretter låser stengeelementet til ventillegemet, og at knast- og anslagsorganene også låser stengeelementet til ventillegemet når dette beveges mot lukket stilling inntil stengeelementet er lukket og deretter låser stengeelementet til huset.

9. Ventil ifølge krav 7, karakterisert ved at palorganene utgjøres av patroner og at nevnte ubrutte parti understøtter palorganene når palorganene ikke er i inngrep med et spor.