專利名稱：防噴管閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種井眼操作，更具體地，涉及一種具有用于在關(guān) 閉閥失效期間恢復(fù)進(jìn)入到井眼中的抽出功能的防噴管閥。
背景技術(shù)：
通常位于海底試油樹(subsea test tree)上方和控制頭(flowhead)下 方的管柱中的防噴管閥以使操作器可以將鋼絲或撓性管工具引入到井中 的方式由液壓管線遠(yuǎn)程控制。很理想地是提供一種在用于閥的液壓系統(tǒng)或 控制系統(tǒng)失效時(shí)經(jīng)由閥抽吸或打開閥的機(jī)構(gòu)。
因此，理想地是提供一種具有抽出功能的防噴管閥。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上和其它考慮，本發(fā)明涉及一種具有抽出功能的防噴管闊。 因此，適于連接在井中使用的管柱中的防噴管閥組件包括管狀閥體， 所述管狀閥體具有縱向穿過該管狀閥體形成的孔；連接到閥體并與孔連通 的閥座；安裝在孔中并可相對于閥座在打開和關(guān)閉孔的位置之間旋轉(zhuǎn)的閥 件；連接在閥件和液壓控制系統(tǒng)之間的操作器，操作器響應(yīng)液壓控制系統(tǒng) 使閥件在打開和關(guān)閉孔的位置之間移動(dòng)；以及用于在液壓系統(tǒng)失效時(shí)打開 閥件的系統(tǒng)。
在具有從井口延伸到并眼中的管柱以及連接在管柱中用于并眼中的 調(diào)停操作的防噴管閥的完井中，防噴管閥包括具有縱向孔的閥體；閥座； 安裝在孔中并可相對于閥座在打開和關(guān)閉孔的位置之間旋轉(zhuǎn)的球件，閥座 相對于井口定位在球件的下方；連接在球件和液壓控制系統(tǒng)之間的操作 器，操作器響應(yīng)液壓控制系統(tǒng)使球件在打開和關(guān)閉孔的位置之間移動(dòng)，操 作器不與孔流體連通；以及用于在球件處于關(guān)閉位置時(shí)抽出防噴管閥的裝
置，抽出裝置包括具有連接到操作器的第一端和與球件上方的孔流體連通
的第二端的抽出活塞、以及具有連接到操作器的端部和與球件下方的孔流
體連通的第二端的反向活塞(counterpiston)。
前述已經(jīng)概括了本發(fā)明的一些特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便可以更好地理解 本發(fā)明的詳細(xì)說明。以下將說明形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題的其它特征 和優(yōu)點(diǎn)。


在結(jié)合附圖時(shí)參照本發(fā)明的具體實(shí)施例的以下詳細(xì)說明最佳地理解
本發(fā)明的前述和其它特征和方面，其中
圖l是采用本發(fā)明的防噴管閥的海上井的示意圖；以及 圖2是本發(fā)明的防噴管閥的局部橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖進(jìn)行說明，其中說明的元件不是必需按比例顯示，且 其中相同或相似的元件在全部幾個(gè)視圖中用相同的參考符號表示。
如在此使用的術(shù)語"上"和"下"；"上部"和"下部"；以及其它表示相對 給定點(diǎn)或元件的位置的類似術(shù)語用于更清晰地說明本發(fā)明實(shí)施例的一些 元件。通常，這些術(shù)語涉及作為鉆井操作開始的表面的參考點(diǎn)，此時(shí)所述
參考點(diǎn)為頂點(diǎn)且井的總深度為最低點(diǎn)。
圖1是采用本發(fā)明的防噴管閥10的海上井12的示意圖。井12是從船舶
14 (例如，平臺、鉆機(jī)或海船)進(jìn)行鉆探。管柱16從井架18的鉆臺附鄰延 伸到海底控制閥20。下管柱22自控制閥20懸吊，并且可以已經(jīng)連接一系列 井工具(例如，制流閥24a和封隔器24b)。井口26在井架18的鉆臺處連接 到管柱16的上端。
根據(jù)本發(fā)明，防噴管閥10在管柱16中連接在立管28的旋轉(zhuǎn)內(nèi)部下方的 大約60到150英尺(18到47米)處。防噴管閥10通過選擇性地加壓以使閥 10根據(jù)需要打開和關(guān)閉的兩個(gè)液壓管線32由控制站30液壓控制。防噴管閥 10能夠當(dāng)送入下井儀器串36 (例如，鋼絲或撓性油管柱)時(shí)，使頂部管柱 部分34在調(diào)停操作(intervention operation)期間用作防噴管。
在一些實(shí)施例中，防噴管閥10為具有抽出能力的失效保護(hù)閥(fail-as-is
valve)。"失效保護(hù)閥"意味著當(dāng)液壓系統(tǒng)失效時(shí)，閥10保持在其打開或關(guān) 閉的致動(dòng)位置。閥10的抽出功能為用于在閥10在關(guān)閉位置處失效時(shí)恢復(fù)進(jìn) 入井12的機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，閥可以通過球上方的作用在活塞上 的球的壓力來打開。
抽出活塞只以600-8,400 psi范圍內(nèi)的球上方和球下方的壓力之間的高 球壓力差幫助抽出。進(jìn)一步確定除了抽出活塞外，通過增加平衡活塞對于 例如300到500 psi的低球壓差也可以實(shí)現(xiàn)抽出功能。
下面參照圖2 ，其中提供了防噴管閥10的實(shí)施例的部分橫截面視圖。 防噴管閥10包括包含上接頭和下接頭(sub) 40a,40b的閥體或殼體38、中 心流體通道或孔42、以及用于控制流體流過孔42的閥組件44。接頭40適于 連接管柱16中的防噴管閥10。上扶正器和下扶正器48a、 48b可以設(shè)置用于 保護(hù)沿著防噴管10的側(cè)面的液壓管線32。
閥組件44包括用于控制流體流動(dòng)的全開元件(Mi-opening element), 例如，球件46。球件46連接到閥體38并定位為使得孔42被分成上孔42a和 下孔42b。在本領(lǐng)域中已知，上孔42a為表面或井口26和球件46之間的一部 分孔，而下孔42b在球件46的另一側(cè)。
球閥組件44包括連接在管體內(nèi)并定位在球件46下方的密封保持器60。 因此，球座62形成于球件46的下側(cè)或球的下方。球件46可相對于球座62 在打開和關(guān)閉孔42的位置之間旋轉(zhuǎn)。球座62為用于防止橫過球46發(fā)生流體 連通的主要機(jī)構(gòu)。在現(xiàn)有技術(shù)的防噴管閥組件中，球密封形成于球的頂側(cè) (例如，球的上方)。
閥或球操作器50連接到球件46，用于使球在打開和關(guān)閉位置之間移 動(dòng)。操作器50具有面對防噴管10的上部球端的上端52和面對防噴管10的下 部球端的下端54。打開的液壓管線32a通過路徑56液壓連接到操作器的上 端52。同樣地，關(guān)閉的液壓管線32b通過路徑58液壓連接到操作器50的下 端54。應(yīng)該注意，操作器端部52、 54不會(huì)朝向孔42打開，因此不會(huì)受到孔 42中的流體中的碎片的影響。防噴管閥10可以通過作用在操作器端部52、 54的表面上的經(jīng)由管線32傳遞的液壓在打開和關(guān)閉位置之間操作。
在由于液壓管線32破裂等造成球組件44的液壓控制損失的情況下，通 常需要建立通過孔42和球件46的流動(dòng)路徑。為了建立所述流動(dòng)路徑，將壓
力從表面施加到球的上部42a。防噴管閥10為獨(dú)特的設(shè)計(jì)，以便以橫過球 46的各種壓差提供該抽出功能。
在第一實(shí)例中，防噴管閥10包括在球上方的上部或抽出活塞64，用以 提供抽出功能。上部活塞64具有通過通道68與球上方的孔部42a流體連通 且壓力連通的端面66。上部活塞64具有連接到球操作器50的球上方的操作 器端部52的操作器端70。在操作中，如箭頭所示，壓力通過管柱16 (圖l) 提供到孔部42a并通過上部活塞64作用在球操作器50上。
上部活塞64的執(zhí)行和使用只以橫過球件46的高壓差提供抽出功能。例 如，上部活塞64可以只對于在橫過球46從大約635 psi到8，308 psi的范圍內(nèi) 的壓差提供抽出功能。應(yīng)該理解和相信，抽出功能也可以以更高的壓差獲 得。
防噴管閥10還可以包括下部活塞72，在此也稱為平衡活塞，用以為抽 出功能提供擴(kuò)大范圍的壓力?？衫斫獯朔绹姽荛y46的實(shí)例可以球46下方范 圍從0psi到至少12,500 psi的壓力提供抽出功能。另外，橫過閥的壓差將保 持相對較低，例如，對于通常尺寸的防噴管閥為從0到500psi。
平衡活塞72包括端面74和操作器端76。在此實(shí)例中，端面74通過箭頭 所示的通道78與孔42在球下方的部分流體連通且壓力連通。操作器端76 連接到操作器50的下端54。
從本發(fā)明的具體實(shí)施例的前述詳細(xì)說明中應(yīng)該清晰，本發(fā)明公開了一 種具有抽出功能的新型防噴管閥。雖然在此已經(jīng)公開了本發(fā)明的具體實(shí)施 例的一些細(xì)節(jié)，但目的只是為了說明本發(fā)明的各種特征和方面，而不意味 限制本發(fā)明的范圍。可以預(yù)期在不脫離由以下隨附權(quán)利要求所限定的本發(fā) 明的本質(zhì)和范圍的情況下，可以對公開的實(shí)施例做出包括但不局限于己經(jīng) 在此建議實(shí)現(xiàn)的各種變化的各種替換、變更和/或修改。
權(quán)利要求
1. 一種適于連接在井中使用的管柱中的防噴管閥組件，所述組件包括管狀閥體，所述管狀閥體具有縱向穿過該管狀閥體形成的孔；閥座，所述閥座連接到所述閥體并與所述孔連通；閥件，所述閥件安裝在所述孔中，并且可相對于所述閥座在打開所述孔的打開位置和關(guān)閉所述孔的關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)；操作器，所述操作器連接在所述閥件和液壓控制系統(tǒng)之間，所述操作器響應(yīng)所述液壓控制系統(tǒng)使所述閥件在所述打開位置和所述關(guān)閉位置之間移動(dòng)；以及用于在所述液壓系統(tǒng)失效時(shí)打開所述閥件的裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的組件，其中所述閥座相對于井的頂部位于所 述閥件的下方。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述操作器不與所述孔流體連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述打開裝置包括抽出活塞，所 述抽出活塞具有連接到所述操作器的第一端和與所述孔流體連通的第二A山頓。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組件，其中當(dāng)施加所述孔中作用在所述抽出 活塞上的壓力時(shí)，所述閥件移動(dòng)到所述打開位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中所述打開裝置包括抽出活塞，所 述抽出活塞具有連接到所述操作器的第一端、和在所述閥件與所述閥座相 對的側(cè)部與所述孔流體連通的第二端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的組件，其中所述操作器不與所述孔流體連通。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的組件，其中所述打開裝置包括抽出活塞，所述抽出活塞具有連接到操作器的第一端以及與閥件的第 一側(cè)面上的孔流體連通的第二端；以及反向活塞，所述反向活塞具有連接到所述操作器的端部、以及在與第 一側(cè)部相對的所述閥件的第二側(cè)部與所述孔流體連通的第二端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的組件，其中所述操作器不與所述孔流體連通。
10. —種完井，所述完井具有從井口延伸到井眼中的管柱、以及連接 在管柱中用于井眼中的調(diào)停操作的防噴管閥，所述防噴管閥包括閥體，所述閥體具有縱向孔； 閥座；球件，所述球件安裝在所述孔中，并且可相對于所述閥座在打開所述 孔的打開位置和關(guān)閉所述孔的關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)；以及用于在所述球件處于所述關(guān)閉位置時(shí)抽出所述防噴管閥的裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的防噴管閥，其中所述閥座相對于井口定位在所述球件的下方。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的防噴管閥，其中所述抽出裝置包括第一活 塞，所述第一活塞與所述球件功能連接并在所述球件上方與所述孔流體連 通，其中所述球件響應(yīng)球上方的孔壓力移動(dòng)到所述打開位置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的防噴管閥，其中所述抽出裝置用于在橫過 所述球件的壓差在600 psi到8,400 psi的范圍內(nèi)時(shí)操作所述球件到所述打開 位置。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的防噴管闊，其中所述閥座相對于井口定位在所述球件的下方。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的防噴管閥，其中所述閥座相對于井口定位在所述球件的下方。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的防噴管閥，其中所述抽出裝置包括抽出活塞，所述抽出活塞功能性地連接到所述球件，并在所述球件上 方與所述孔流體連通；以及反向活塞，所述反向活塞功能性地連接到所述球件，并在所述球件下 方與所述孔流體連通。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的防噴管閥，其中所述抽出裝置用于響應(yīng)所述孔中在所述球件上方的壓力將所述球件移動(dòng)到所述打開位置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的防噴管閥，其中所述閥座相對于井口定位 在所述球件的下方。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的防噴管閥，其中當(dāng)橫過所述球件的壓差在300到500 psi的范圍內(nèi)且所述孔中在所述球件下方的壓力在0到12，500 psi 的范圍內(nèi)時(shí)，所述抽出裝置用于響應(yīng)所述孔中在所述球件上方的壓力將所 述球件移動(dòng)到所述打開位置。
20. —種完井，所述完井具有從井口延伸到井眼中的管柱、以及連接 在所述管柱中用于井眼中的調(diào)停操作的防噴管閥，所述防噴管閥包括閥體，所述閥體具有縱向孔； 閥座；球件，所述球件安裝在所述孔中，并且可相對于所述閥座在打開所述 孔的打開位置和關(guān)閉所述孔的關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)，所述閥座相對于井口定 位在所述球件的下方；操作器，所述操作器連接在所述球件和液壓控制系統(tǒng)之間，所述操作 器響應(yīng)所述液壓控制系統(tǒng)使所述球件在所述打開位置和所述關(guān)閉位置之 間移動(dòng)，所述操作器不與所述孔流體連通；以及用于在所述球件處于所述關(guān)閉位置時(shí)抽出所述防噴管閥的裝置，所述 抽出裝置包括抽出活塞和反向活塞，其中所述抽出活塞具有連接到所述操 作器的第一端以及在所述球件上方與所述孔流體連通的第二端，所述反向 活塞具有連接到所述操作器的端部以及在所述球件下方與所述孔流體連 通的第二端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適于連接在井中使用的管柱中的防噴管閥組件，所述組件包括管狀閥體，所述管狀閥體具有縱向穿過該管狀閥體形成的孔；連接到閥體并與孔連通的閥座；閥件，所述閥件安裝在孔中且可相對于閥座在打開和關(guān)閉孔的位置之間旋轉(zhuǎn)；連接在閥件和液壓控制系統(tǒng)之間的操作器，操作器響應(yīng)液壓控制系統(tǒng)使閥件在打開和關(guān)閉孔的位置之間移動(dòng)；以及用于在液壓系統(tǒng)失效時(shí)打開閥件的系統(tǒng)。
文檔編號E21B34/10GK101382054SQ20081009215
公開日2009年3月11日 申請日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者迪帕克·J·德科斯塔, 阿林·普拉特 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司