[發(fā)明專利]用于協(xié)助閥促動(dòng)器閉合閥的設(shè)備以及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480051291.5
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN105705725B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K.亞當(dāng)斯;D.D.科梅奧;B.C.霍爾加特
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣石油和天然氣壓力控制有限公司
• 主分類號(hào): E21B33/06
• 分類號(hào): E21B33/06;E21B33/072;E21B34/02;F16K31/122
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李強(qiáng);譚祐祥

一種用于協(xié)助促動(dòng)器(13)閉合閥(107)的設(shè)備具有圓柱形助推器殼體(11)，其具有中心軸線。助推器殼體包括面向上的活塞腔(45)和面向下的下腔(51)，其具有內(nèi)螺紋(36)，以與閥促動(dòng)器的活塞頭(23)的外螺紋有選擇地聯(lián)接。隔壁(61)形成在活塞腔(45)與下腔(51)之間。隔壁具有開口(63)，用于將閥促動(dòng)器的促動(dòng)桿(35)有選擇地接收穿過其中。助推器活塞(67)定位在活塞腔內(nèi)。助推器活塞可沿軸向方向向上移動(dòng)，以使閥(107)從下開啟位置移動(dòng)到上閉合位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容大體上涉及閥促動(dòng)器，并且更具體地涉及協(xié)助促動(dòng)器閉合閥的裝置。

背景技術(shù)

閘閥為具有本體和穿過本體的膛孔的閥。閘定位成橫穿本體，且線性地移動(dòng)，以阻擋穿過膛孔的流動(dòng)，或允許穿過膛孔的流動(dòng)。閘通常具有孔口，其與膛孔對(duì)準(zhǔn)以允許流動(dòng)。閘有時(shí)由閥促動(dòng)器移動(dòng)或促動(dòng)。

閥促動(dòng)器可為氣動(dòng)、隔膜、活塞或液壓類型的促動(dòng)器，其朝閥向下推動(dòng)桿，以開啟閥。閥蓋通常連接到閥上，其中桿延伸穿過閥蓋，且然后促動(dòng)器連接到閥蓋上。隨著時(shí)間的推移，閥可形成過大的閘阻力，使得促動(dòng)器不可能向上移動(dòng)且完全閉合閥。淤泥和碎屑可捕集在閥中，且閘和閥座接口破壞或過大磨損使得難以或不可能完全閉合。可能存在促動(dòng)器由于變化的場地條件而沒有足夠的閥蓋桿推力或彈簧力來完全閉合閥時(shí)的時(shí)刻。

在油氣開采期間，線纜或管狀部件通常通過某個(gè)類型的閘閥而降低。理想的是，線纜或管狀部件在閘閥閉合之前從井除去。然而，在一些情形中，纜線或管狀部件在閥閉合之前除去是不可能的，且閘閥在線纜或管狀部件上閉合。一些促動(dòng)器可提供足夠的力來切割線纜或管狀部件。然而，并非所有閥設(shè)計(jì)成這樣做，且在緊急情形中，延伸穿過閥的線材纜或管狀部件可能需要切割，以閉合閥。由于促動(dòng)器不可施加完全閉合閥所需的力，故在閥留在半開位置時(shí)，可危害現(xiàn)場操作的安全。

用于非開采應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)解決方案使用了雙重作用的促動(dòng)器。然而，這些是很復(fù)雜且昂貴的機(jī)構(gòu)。一些開采應(yīng)用需要促動(dòng)器將在極端鉆探條件下操作，且然后無縫過渡到不太嚴(yán)酷的開采應(yīng)用。對(duì)于某些開采應(yīng)用，需要機(jī)械的單作用故障保護(hù)閉合促動(dòng)器，且不允許雙重作用。開采促動(dòng)器設(shè)計(jì)大體上穩(wěn)健性低于鉆探促動(dòng)器設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本文所述的設(shè)備將便于甚至在極端條件下使用簡單促動(dòng)器，如，機(jī)械單作用故障保護(hù)閉合促動(dòng)器。例如，其將允許此簡單促動(dòng)器在惡劣鉆探條件下使用，且然后過渡到其作為開采促動(dòng)器的任務(wù)，而不需要在操作之間以更穩(wěn)健的促動(dòng)器切換更簡單的促動(dòng)器。

一種用于協(xié)助閥促動(dòng)器閉合閥的設(shè)備可具有圓柱形助推器殼體，其具有中心軸線。助推器殼體包括面向上的活塞腔和面向下的下腔，其具有內(nèi)螺紋，以與閥促動(dòng)器的活塞頭的外螺紋有選擇地聯(lián)接。隔壁形成在活塞腔與下腔之間。隔壁具有開口，以用于將閥促動(dòng)器的促動(dòng)桿有選擇地接收穿過其中。設(shè)備還可具有位于活塞腔內(nèi)的助推器活塞。助推器活塞具有位于助推器活塞的底側(cè)上的活塞安裝器件，以用于將閥促動(dòng)器的促動(dòng)桿的頂端有選擇地固定到助推器活塞上。助推器活塞可沿軸向方向向上移動(dòng)，以使閥從下開啟位置移動(dòng)到上閉合位置。

在某些實(shí)施例中，活塞腔具有流體供應(yīng)端口，其從助推器殼體的外表面延伸至活塞腔的上內(nèi)膛孔，以用于將加壓流體噴射到活塞腔中且使助推器活塞向上移動(dòng)。該設(shè)備還可包括連接到加壓流體供應(yīng)管線上的電磁閥。電磁閥可操作成調(diào)節(jié)加壓流體至活塞腔的輸送。

在某些其它實(shí)施例中，活塞安裝器件為助推器活塞上的螺紋輪廓，其有選擇地與促動(dòng)桿的頂端上的螺紋輪廓匹配。隔壁密封件可產(chǎn)生促動(dòng)桿的外表面與隔壁的中心開口的內(nèi)表面之間的流體密封。活塞密封器件可產(chǎn)生助推器活塞的外表面與活塞腔的內(nèi)表面之間的流體密封。

在又一些實(shí)施例中，助推器殼體可具有螺釘開口，其構(gòu)造成允許調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)入下腔，且接合活塞頭，以限制活塞頭與助推器殼體之間的相對(duì)移動(dòng)。助推器活塞可具有用于保持助推器活塞與活塞腔的軸向?qū)?zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)軸承。