[發(fā)明專利]用于閘閥的后座接合的設(shè)備及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310265967.8
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103527141A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.A.維亞托爾;A.奧爾韋拉;M.尤迪皮;J.黃
• 申請（專利權(quán)）人: 韋特柯格雷公司
• 主分類號: E21B34/02
• 分類號: E21B34/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及一種閥組件。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于通過將力施加到平衡桿上來使具有平衡桿的閘閥組件后座接合的方法及裝置。

背景技術(shù)

壓裂鄰近井的地層通常涉及將適配器連接到井口部件的上端上，以及將高壓液體泵送到井中。在井中的指定地點(diǎn)處隔離壓力造成地層中的壓裂。珠粒(bead)或其它支撐劑材料通常包括在壓裂流體中，以進(jìn)入裂縫來在除去高壓之后保持它們敞開。此類操作特別可用于具有低滲透性但具有充分的多孔性且含有烴的土壤地層，因?yàn)樘細(xì)浠衔锟筛菀椎亓鬟^在土壤地層中造成的斷裂。

在壓裂期間采用的壓力可為一般可存在的天然土壤地層壓力的許多倍。例如，在壓裂期間，井口中的壓力可為8,000psi至9,000psi；而井口壓力則可為幾百psi至幾千psi。由此，用來調(diào)節(jié)壓裂流體至井口的流動的閥可需要較高的力來用于其開啟和閉合。有時(shí)，這些高壓閥可使用平衡桿來補(bǔ)償可阻止閥操作的壓差。

閘閥有時(shí)包括后座(backseating)特征，其用于在閥桿與閥蓋之間密封，以便可更換閥組件中的填料。后座通常由桿和閥蓋中的互補(bǔ)輪廓表面構(gòu)成，桿和閥蓋在一起被推動時(shí)，后座將隔離沿桿的壓力傳遞。后座大體上由穿過閥的流動中的壓力激勵，壓力將力施加到閥桿的底部表面上，且將桿和蓋中的輪廓表面一起推動。

發(fā)明內(nèi)容

本文提供了一種閘閥組件的實(shí)例，其包括本體和穿過本體的通路。用于壓裂地層的壓裂流體源與通路連通。還包括閘，閘可在本體內(nèi)滑動，且具有與通路有選擇地對準(zhǔn)(register)的開孔。促動桿聯(lián)接到閘的端部上，且突入本體的通道中。后座密封件在促動桿的外表面上，后座密封件可有選擇地接合通道中的輪廓。平衡桿聯(lián)接到促動桿遠(yuǎn)側(cè)的閘的端部上，且所包括的壓室(plenum)包圍與閘閥相對的平衡桿的端部，以便在壓室加壓時(shí)，力施加到閘閥遠(yuǎn)側(cè)的平衡桿的端部上，以推動后座密封件來與通道中的輪廓密封接合。還可選地包括活塞，活塞在閘閥遠(yuǎn)側(cè)的平衡桿的端部上；其中，活塞具有與壓室的內(nèi)表面密封接觸的外周。可選地包括與壓室壓力連通的壓力源。在示例性實(shí)施例中，后座密封件從促動桿的外表面沿徑向向外突出，且具有楔形截面。輪廓可具有一定形狀，該形狀與后座密封件互補(bǔ)，且限定在通道的內(nèi)徑沿徑向向內(nèi)過渡處。可選地包括上蓋和下蓋，上蓋具有聯(lián)接到閘上的促動桿的端部設(shè)置于其中的室，而下蓋具有聯(lián)接到閘上的平衡桿的端部設(shè)置于其中的室，其中上蓋和下蓋中的室與通路壓力連通。可包括軸向促動器，其聯(lián)接到閘遠(yuǎn)側(cè)的促動桿的端部來用于沿軸向移動桿。

本文中還提供了一種調(diào)節(jié)至井口組件的流動的方法。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該方法包括提供閘閥組件，閘閥組件具有本體、在本體中可移動的閘、聯(lián)接到閘的端部上的促動桿、在促動桿上的后座密封件，以及聯(lián)接到促動桿遠(yuǎn)側(cè)的閘的端部上的平衡桿。流體與閘閥組件連通，以便流體中的壓力施加到聯(lián)接到閘上的平衡桿和促動桿的端部上，且生成沿相反方向施加到閘上的大致相等的力。力施加成沿一個(gè)方向抵靠閘來推動平衡桿，力使促動桿移位，以便后座密封件接合本體中的輪廓，以形成圍繞促動桿的一部分的密封件。可選的是，推動平衡桿的步驟包括使閘遠(yuǎn)側(cè)的平衡桿的端部周圍的區(qū)域加壓。在一個(gè)實(shí)例中，通過提供閘遠(yuǎn)側(cè)的平衡桿的端部周圍的壓室且使加壓流體流至壓室來使該區(qū)域加壓。作為備選，填料設(shè)在促動桿與本體之間的環(huán)帶中，該環(huán)帶通過后座密封件來與流體的壓力隔離開。在另一個(gè)實(shí)例中，除去了施加的力。

本文描述了一種安裝在井孔上的井口組件的實(shí)例，其包括開采樹、與壓裂流體源流體連通的開采樹上的閥組，以及閥組上的閥組件。閥組件由以下構(gòu)成：具有與壓裂流體流體連通的通路的閥本體、本體中的閘、具有安裝在閘的上端上且與通路壓力連通的下端的促動桿、外接促動桿的一部分的后座密封件、具有安裝在閘的下端上且與通路壓力連通的上端的平衡桿，以及用于向上且抵靠閘來有選擇地推動平衡桿且使后座密封件位于抵靠本體中的輪廓處來形成密封的器件。可選的是，用于有選擇地向上推動平衡桿的器件包括與加壓流體源連通的安裝在閥本體的下端上的壓室。作為備選，壓室具有尺寸確定為與平衡桿的外表面有選擇地密封接觸的內(nèi)徑。在一個(gè)實(shí)例中，包括在平衡桿的下端上的活塞。在示例性實(shí)施例中，包括用于移動閘的閥組件上的手輪。