[發明專利]在含碎片環境中實現改進的性能的球閥

有效

• 申請號: 201980066082.0
• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN112840099B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: C·埃爾斯頓;B·沃爾瑟;V·S·R·巴圖拉;A·夏爾馬;D·奧茲霍夫斯基
• 申請（專利權）人: 斯倫貝謝技術有限公司
• 主分類號: E21B34/14
• 分類號: E21B34/14;E21B34/00
• 代理公司: 北京世峰知識產權代理有限公司 11713
• 代理人: 卓霖;許向彤

一種隔離閥系統，包括井柱，所述井柱具有隔離閥，所述隔離閥包括：球，所述球可旋轉地安裝到一對插入件以繞固定軸線旋轉；臂，所述臂在偏離所述固定軸線的位置處聯接到所述球；以及心軸，所述心軸連接到所述臂的致動端部，所述心軸以及所述臂的所述致動端部設置在所述球的井上方向。經由所述臂的所述致動端部，所述心軸通過沿線性方向移動遠離所述球來迫使所述球從關閉位置旋轉到打開位置，這允許流體沿所述球的通孔流動。

相關申請的交叉引用

本文件是基于2018年9月25日提交的美國臨時申請序列號62/736,337并要求其優先權，該申請的全部內容以引用方式并入本文。

背景技術

通過鉆出穿過含油氣地層的井筒來從被稱為儲層的地下地質地層獲得油氣流體，諸如石油和天然氣。在鉆出井筒后，可安裝各種形式的完井部件以控制和提高從儲層生產各種流體的效率。

隔離閥通過在完井柱內提供可靠的屏障來保護儲層。隔離閥可利用球閥作為主屏障機構，并且可通過多種不同的手段(例如，液壓地或機械地)來致動球閥以打開和關閉。

所有隔離閥必須緩解的挑戰是在骯臟含碎片環境中操作。閥中的污垢、碎片、微粒或任何異物都會嚴重地影響閥的性能。具體地，閥中的異物增加了閥的致動機構的內部部件之間的摩擦并且阻礙閥的打開/關閉和進行密封的能力。在球閥的致動期間，增加的摩擦要求操作員向閥的致動機構施加更大的力以克服摩擦。在一些情況下，克服摩擦的力可能極大并且可能超過操作員的設備額定值或隔離閥額定值(即，由于用于打開/關閉閥的其他設備無法施加足夠的力，因此閥無法打開或關閉)。因此，碎片通常是隔離閥和球閥的故障的主要原因。

因此，需要一種用于球閥的致動機構，該致動機構具有更堅固的設計以用于在骯臟含碎片環境中致動球閥。

發明內容

根據本公開的一個或多個實施方案，一種隔離閥系統包括井柱，所述井柱具有隔離閥，所述隔離閥包括：球，所述球可旋轉地安裝到一對插入件以繞固定軸線旋轉，所述球具有通孔；臂，所述臂在偏離所述固定軸線的位置處聯接到所述球，所述臂具有致動端部；以及心軸，所述心軸連接到所述臂的所述致動端部，所述心軸以及所述臂的所述致動端部設置在所述球的井上方向。根據本公開的一個或多個實施方案，經由所述臂的所述致動端部，所述心軸通過沿線性方向移動遠離所述球來迫使所述球從關閉位置旋轉到打開位置，這允許流體沿所述通孔流動。

根據本公開的一個或多個實施方案的一種用于隔離地層的方法包括：提供具有球的隔離閥，所述球具有通孔；將所述球可旋轉地安裝在保持在閥殼體內的一對可單獨插入的插入件內以使得所述球能夠繞固定軸線旋轉；在偏離所述固定軸線的位置處將臂的第一端部連接到所述球，所述第一端部是所述臂的接合端部；將所述臂的第二端部聯接到可移動心軸以使得能夠通過所述臂的移動來使所述球在打開位置與關閉位置之間選擇性地移位，所述心軸以及所述臂的所述第二端部設置在所述球的井上方向；以及經由所述臂的所述第二端部，使用所述心軸以通過沿線性方向移動遠離所述球來迫使所述球從所述關閉位置旋轉到所述打開位置，這允許流體沿所述球的所述通孔流動。

然而，在實質上不脫離本公開的教導的情況下，可做出許多修改。因此，此類修改旨在被包括在如權利要求書所限定的本公開的范圍內。

附圖簡述

以下將參考附圖描述本公開的某些實施方案，其中相同的附圖標記表示相同的元件。然而，應當理解，附圖示出了本文描述的各種實施方式，并且并不意味著限制各種所描述的技術的范圍。附圖如下：

圖1是根據本公開的一個或多個實施方案的具有部署在井筒中的隔離閥的井系統的示意圖；

圖2是根據本公開的一個或多個實施方案的具有球閥的隔離閥系統的示例，該球閥處于關閉位置；

圖3是根據本公開的一個或多個實施方案的具有球閥的隔離閥系統的示例，該球閥處于打開位置；