专利名称：防喷管阀和具有所述防喷管阀的完井设备的制作方法
技术领域：
本实用新型总体上涉及一种井眼操作，更具体地，涉及一种具有用于 在关闭阀失效期间恢复进入到井眼中的抽出功能的防喷管阀。
背景技术：
通常位于海底试油树上方和控制头下方的管柱中的防喷管阀以使操 作器可以将钢丝或挠性管工具引入到井中的方式由液压管线远程控制。很 理想地是提供一种在用于阀的液压系统或控制系统失效时经由阀抽吸或 打开阀的机构。
因此，理想地是提供一种具有抽出功能的防喷管阀。
发明内容
鉴于以上和其它考虑，本实用新型涉及一种防喷管阀，所述防喷管阀 具有用于在阀的液压系统失效时抽出或打开阀的抽出功能。
因此，适于连接在井中使用的管柱中的防喷管阀包括管状阀体，所 述管状阀体具有纵向穿过该管状阀体形成的孔；连接到阀体并与孔连通的
阀座；安装在孔中并可相对于阀座在打开和关闭孔的位置之间旋转的阀 件；连接在阀件和液压控制系统之间的操作器，操作器响应液压控制系统 使阀件在打开和关闭孔的位置之间移动；以及用于在阀件处于关闭位置时 抽出防喷管阀的打开装置。
在一种具有从井口延伸到井眼中的管柱以及连接在管柱中用于井眼 中的调停操作的防喷管阀的完井设备中，防喷管阀包括阀体，所述阀体 具有纵向孔；阀座；球件，所述球件安装在所述孔中，并且可相对于阀座 在打开所述孔的打开位置和关闭所述孔的关闭位置之间旋转；以及用于在 球件处于关闭位置时抽出防喷管阀的抽出装置。
在另一种具有从井口延伸到井眼中的管柱以及连接在管柱中用于井 眼中的调停操作的防喷管阀的完井设备中，防喷管阀包括具有纵向孔的阀体；阀座；安装在孔中并可相对于阀座在打开和关闭孔的位置之间旋转 的球件，阀座相对于井口定位在球件的下方；连接在球件和液压控制系统 之间的操作器，操作器响应液压控制系统使球件在打开和关闭孔的位置之 间移动，操作器不与孔流体连通；以及用于在球件处于关闭位置时抽出防 .喷管阀的装置，抽出装置包括具有连接到操作器的第一端和与球件上方的 孔流体连通的第二端的抽出活塞、以及具有连接到操作器的端部和与球件 下方的孔流体连通的第二端的反向活塞。
本实用新型的上述防喷管阀以及具有该防喷管阔的完井设备即使在 阀的液压系统或控制系统失效时，也能够经由阀抽吸或打开阀。
前述已经概括了本实用新型的一些特征和技术优点，以便可以更好地 理解本实用新型的详细说明。以下将说明形成本实用新型的权利要求的主
题的其它特征和优点。
在结合附图时参照本实用新型的具体实施例的以下详细说明最佳地 理解本实用新型的前述和其它特征和方面，其中
图l是采用本实用新型的防喷管阀的海上井的示意图；以及 图2是本实用新型的防喷管阀的局部横截面视图。
具体实施方式
下面将参照附图进行说明，其中说明的元件不是必需按比例显示，且 其中相同或相似的元件在全部几个视图中用相同的参考符号表示。
如在此使用的术语"上"和"下"；"上部"和"下部"；以及其它表示相对 给定点或元件的位置的类似术语用于更清晰地说明本实用新型实施例的 一些元件。通常，这些术语涉及作为钻井操作开始的表面的参考点，此时 所述参考点为顶点且井的总深度为最低点。
图1是采用本实用新型的防喷管阀10的海上井12的示意图。井12是从 船舶14 (例如，平台、钻机或海船)进行钻探。管柱16从井架18的钻台附 邻延伸到海底控制阀20。下管柱22自控制阀20悬吊，并且可以已经连接一 系列井工具(例如，制流阀24a和封隔器24b)。井口26在井架18的钻台处 连接到管柱16的上端。根据本实用新型，防喷管阀10在管柱16中连接在立管28的旋转内部下 方的大约60到150英尺(18到47米)处。防喷管阀10通过选择性地加压以 使阀10根据需要打开和关闭的两个液压管线32由控制站30液压控制。防喷 管阀10能够当送入下井仪器串36 (例如，钢丝或挠性油管柱)时，使顶部 管柱部分34在调停操作期间用作防喷管。
在一些实施例中，防喷管阀10为具有抽出能力的失效保护阀。"失效 保护阀"意味着当液压系统失效时，阀10保持在其打开或关闭的致动位置。 阀10的抽出功能为用于在阀10在关闭位置处失效时恢复进入井12的机构。 在本实用新型的实施例中，阀可以通过球上方的作用在活塞上的球的压力 来打开。
抽出活塞只以600-8，400 psi范围内的球上方和球下方的压力之间的高 球压力差帮助抽出。进一步确定除了抽出活塞外，通过增加平衡活塞对于 例如300到500 psi的低球压差也可以实现抽出功能。
下面参照图2，其中提供了防喷管阀10的实施例的部分横截面视图。 防喷管阀10包括包含上接头和下接头40a, 40b的阀体或壳体38、中心流体 通道或孔42、以及用于控制流体流过孔42的阀组件44。接头40适于连接管 柱16中的防喷管阀10。上扶正器和下扶正器48a、 48b可以设置用于保护沿 着防喷管10的侧面的液压管线32。
阀组件44包括用于控制流体流动的全开元件，例如，球件46。球件46 连接到阀体38并定位为使得孔42被分成上孔42a和下孔42b。在本领域中已 知，上孔42a为表面或井口26和球件46之间的一部分孔，而下孔42b在球件 46的另一侧。
球阀组件44包括连接在管体内并定位在球件46下方的密封保持器60。 因此，球座62形成于球件46的下侧或球的下方。球件46可相对于球座62 在打开和关闭孔42的位置之间旋转。球座62为用于防止横过球46发生流体 连通的主要机构。在现有技术的防喷管阀组件中，球密封形成于球的顶侧 (例如，球的上方)。
阀或球操作器50连接到球件46，用于使球在打开和关闭位置之间移 动。操作器50具有面对防喷管10的上部球端的上端52和面对防喷管10的下 部球端的下端54。打开的液压管线32a通过路径56液压连接到操作器的上端52。同样地，关闭的液压管线32b通过路径58液压连接到操作器50的下 端54。应该注意，操作器端部52、 54不会朝向孔42打开，因此不会受到孔 42中的流体中的碎片的影响。防喷管阀10可以通过作用在操作器端部52、 54的表面上的经由管线32传递的液压在打开和关闭位置之间操作。
在由于液压管线32破裂等造成球组件44的液压控制损失的情况下，通 常需要建立通过孔42和球件46的流动路径。为了建立所述流动路径，将压 力从表面施加到球的上部42a。防喷管阀10为独特的设计，以便以横过球 46的各种压差提供该抽出功能。
在第一实例中，防喷管阀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具有通过通道68与球上方的孔部42a流体连通 且压力连通的端面66。上部活塞64具有连接到球操作器50的球上方的操作 器端部52的操作器端70。在操作中，如箭头所示，压力通过管柱16 (图l) 提供到孔部42a并通过上部活塞64作用在球操作器50上。
上部活塞64的执行和使用只以横过球件46的高压差提供抽出功能。例 如，上部活塞64可以只对于在横过球46从大约635 ps倒8,308 psi的范围内 的压差提供抽出功能。应该理解和相信，抽出功能也可以以更高的压差获 得。
防喷管阀10还可以包括下部活塞72，在此也称为平衡活塞，用以为抽 出功能提供扩大范围的压力。可理解此防喷管阀46的实例可以球46下方范 围从0psi到至少12,500psi的压力提供抽出功能。另外，横过阀的压差将保 持相对较低，例如，对于通常尺寸的防喷管阀为从0到500psi。
平衡活塞72包括端面74和操作器端76。在此实例中，端面74通过箭头 所示的通道78与孔42在球下方的部分流体连通且压力连通。操作器端76 连接到操作器50的下端54。
从本实用新型的具体实施例的前述详细说明中应该清晰，本实用新型 公开了一种具有抽出功能的新型防喷管阀。虽然在此已经公开了本实用新 型的具体实施例的一些细节，但目的只是为了说明本实用新型的各种特征 和方面，而不意味限制本实用新型的范围。可以预期在不脱离由以下随附 权利要求所限定的本实用新型的本质和范围的情况下，可以对公开的实施 例做出包括但不局限于已经在此建议实现的各种变化的各种替换、变更和/或修改。
权利要求1.一种适于连接在井中使用的管柱中的防喷管阀，其特征在于，所述防喷管阀包括管状阀体，所述管状阀体具有纵向穿过该管状阀体形成的孔；阀座，所述阀座连接到所述阀体并与所述孔连通；阀件，所述阀件安装在所述孔中，并且可相对于所述阀座在打开所述孔的打开位置和关闭所述孔的关闭位置之间旋转；操作器，所述操作器连接在所述阀件和液压控制系统之间，所述操作器响应所述液压控制系统使所述阀件在所述打开位置和所述关闭位置之间移动；以及用于在所述阀件处于所述关闭位置时抽出所述防喷管阀的打开装置。
2. 根据权利要求l所述的防喷管阀，其特征在于，所述阀座相对于井的顶部位于所述阀件的下方。
3. 根据权利要求1所述的防喷管阀，其特征在于，所述操作器不与所 述孔流体连通。
4. 根据权利要求1所述的防喷管阀，其特征在于，所述打开装置包括 抽出活塞，所述抽出活塞具有连接到所述操作器的第一端和与所述孔流体 连通的第二端。
5. 根据权利要求1所述的防喷管阀，其特征在于，所述打开装置包括 抽出活塞，所述抽出活塞具有连接到所述操作器的第一端、和在所述阀件 与所述阀座相对的侧部与所述孔流体连通的第二端。
6. 根据权利要求5所述的防喷管阀，其特征在于，所述操作器不与所 述孔流体连通。
7. 根据权利要求l所述的防喷管阀，其特征在于，所述打开装置包括: 抽出活塞，所述抽出活塞具有连接到操作器的第一端以及与阀件的第一侧面上的孔流体连通的第二端；以及反向活塞，所述反向活塞具有连接到所述操作器的端部、以及在与第 一侧部相对的所述阀件的第二侧部与所述孔流体连通的第二端。
8. 根据权利要求7所述的防喷管阀，其特征在于，所述操作器不与所述孔流体连通。
9. 一种完井设备，所述完井设备具有从井口延伸到井眼中的管柱、 以及连接在管柱中用于井眼中的调停操作的防喷管阀，其特征在于，所述 防喷管阀包括阀体，所述阀体具有纵向孔； 阀座；球件，所述球件安装在所述孔中，并且可相对于所述阀座在打开所述 孔的打开位置和关闭所述孔的关闭位置之间旋转；以及用于在所述球件处于所述关闭位置时抽出所述防喷管阀的抽出装置。
10. 根据权利要求9所述的完井设备，其特征在于，所述阔座相对于 井口定位在所述球件的下方。
11. 根据权利要求9所述的完井设备，其特征在于，所述抽出装置包 括第一活塞，所述第一活塞与所述球件功能连接并在所述球件上方与所述 孔流体连通，其中所述球件响应球上方的孔压力移动到所述打开位置。
12. 根据权利要求ll所述的完井设备，其特征在于，所述阀座相对于 井口定位在所述球件的下方。
13. 根据权利要求9所述的完井设备，其特征在于，所述抽出装置包括抽出活塞，所述抽出活塞功能性地连接到所述球件，并在所述球件上 方与所述孔流体连通；以及反向活塞，所述反向活塞功能性地连接到所述球件，并在所述球件下 方与所述孔流体连通。
14. 根据权利要求13所述的完井设备，其特征在于，所述阔座相对于 井口定位在所述球件的下方。
15. —种完井设备，所述完井设备具有从井口延伸到井眼中的管柱、 以及连接在所述管柱中用于井眼中的调停操作的防喷管阀，其特征在于， 所述防喷管阀包括阀体，所述阀体具有纵向孔； 阀座；球件，所述球件安装在所述孔中，并且可相对于所述阀座在打开所述孔的打开位置和关闭所述孔的关闭位置之间旋转，所述阀座相对于井口定 位在所述球件的下方；操作器，所述操作器连接在所述球件和液压控制系统之间，所述操作 器响应所述液压控制系统使所述球件在所述打开位置和所述关闭位置之间移动，所述操作器不与所述孔流体连通；以及用于在所述球件处于所述关闭位置时抽出所述防喷管阀的装置，所述 抽出装置包括抽出活塞和反向活塞，其中所述抽出活塞具有连接到所述操 作器的第一端以及在所述球件上方与所述孔流体连通的第二端，所述反向 活塞具有连接到所述操作器的端部以及在所述球件下方与所述孔流体连 通的第二端。
专利摘要本实用新型公开了一种适于连接在井中使用的管柱中的防喷管阀和具有该防喷管阀的完井设备，所述防喷管阀包括管状阀体，所述管状阀体具有纵向穿过该管状阀体形成的孔；连接到阀体并与孔连通的阀座；阀件，所述阀件安装在孔中且可相对于阀座在打开和关闭孔的位置之间旋转；连接在阀件和液压控制系统之间的操作器，操作器响应液压控制系统使阀件在打开和关闭孔的位置之间移动；以及用于在液压系统失效时打开阀件的打开装置。
文档编号E21B17/00GK201344015SQ200820009520
公开日2009年11月11日 申请日期2008年4月8日 优先权日2007年9月6日
发明者迪帕克·J·德科斯塔, 阿林·普拉特 申请人:普拉德研究及开发股份有限公司