阀致动器的制造方法_2

文档序号:9650318阅读:来源:国知局
构件也按上述设置的情况下,所述致动器沿所述第一方向的移动可以使所述致动器进入所述开放位置并且使所述主阀构件进入所述封闭位置,而所述致动器沿所述第二方向的移动使所述致动器进入所述封闭位置并且使所述主阀构件进入所述开放位置。
[0029]从所述第三口开始的所述通道可以连接至从所述第二口到该第二方向室或者所述第二方向室之一中的所述通道。
[0030]所述第一方向室以及该第二方向室或者每一第二方向室可以形成在位于所述致动器的外表面与所述管状本体的所述壁的内表面之间的空间中。所述空间可以绕所述致动器的整个周长延伸。所述空间可以通过密封装置被分成所述第一方向室与所述第二方向室,所述密封装置在允许所述致动器沿所述管状本体的所述主通道移动的同时基本阻止流体在这些室之间流动。所述空间可以通过密封布置被分成所述第一方向室与两个第二方向室,所述密封布置在允许所述致动器沿所述管状本体的所述主通道移动的同时基本阻止流体在这些室之间流动。所述第一方向室可以位于所述两个第二方向室之间。在此情况下,从所述第一口、所述第二口以及所述第三口到各自的室中的所述通道基本垂直于所述管状本体的所述纵轴线延伸穿过所述管状本体。另选的是,从所述第一口、所述第二口以及所述第三口到各自的室中的所述通道中的至少一个通道基本与所述管状本体的所述纵轴线成小于90度的角延伸穿过所述管状本体。
[0031]在一个实施方式中,所述致动器组件被构造成使得:如果所述第一方向室中的压力等于该第二方向室或两个第二方向室中的压力,那么不存在作用在所述致动器上的合力;如果所述第一方向室中的压力超过该第二方向室或两个第二方向室中的压力,那么存在作用在所述致动器上沿所述第一方向推动所述致动器的合力;并且如果所述第一方向室中的压力小于该第二方向室或任一第二方向室中的压力,那么存在作用在所述致动器上沿所述第二方向推动所述致动器的合力。
[0032]在一个实施方式中,所述致动器组件被构造成当所述第一方向室中的压力等于该第二方向室或两个第二方向室中的压力时,存在作用在所述致动器上的合力。
[0033]在此情况下,所述致动器组件可以构造成所述合力趋于沿所述第二方向推动所述致动器。
[0034]现在将参照附图,仅以实施例的方式描述本发明的实施方式,在附图中:
[0035]图2a与图2b示出了通过根据本发明的致动器组件的一个实施方式的一部分的纵剖面图,图2a中致动器已经沿第二方向进行了移动,图2b中致动器已经沿第一方向进行了移动;
[0036]图3a与图3b示出了通过根据本发明的致动器组件的另选实施方式的一部分的纵剖面图,图3a中致动器已经沿第二方向进行了移动,图3b中致动器已经沿第一方向进行了移动;以及
[0037]图4a与图4b示出了通过根据本发明的致动器组件的另选实施方式的一部分的纵剖面图,图4a中致动器已经沿第二方向进行了移动,图4b中,致动器已经沿第一方向进行了移动。
[0038]现在参照图2a与图2b,这些图示出了流体压力操作的致动器组件,该致动器组件包括:管状本体110,该管状本体具有围绕大致平行于管状本体110的纵轴线延伸的主通道112的壁;致动器118,该致动器位于主通道112中并且可沿主通道112移动;形成在管状本体110的壁与致动器118之间的第一方向室138a与第二方向室138b。管状本体110可以是钻柱的一部分,或者可以包括用于安装在钻柱中的子构件。
[0039]在此实施方式中,管状本体110与致动器118两者均为具有大致圆形截面的管状。第一方向室138a与第二方向室138b形成在位于致动器118的外表面与管状本体110的内表面之间的围绕致动器118的环形空间中。此空间通过密封装置141被分成第一方向室138a与第二方向室138b,密封装置141充分阻止流体在室138a、138b之间流动。致动器118的外表面与管状本体110的内表面之间设置有另外两个密封装置118a、130a,所述环形空间的每端有一个。
[0040]在此实施方式中,密封装置118a、130a以及141均包括一对大致圆形的0形环,0形环位于围绕致动器118的外表面的圆周槽中。但是,应理解,本发明不限于使用此特定类型的密封装置,还可以使用这样的其他类型的密封装置,这些密封装置允许致动器118在管状本体110中滑动,同时基本阻止流体在致动器118与管状本体110之间流动。密封装置可以等同地安装在管状本体110上,而不安装在致动器118上。
[0041]管状本体110设置有:第一口 140a,该第一口与从第一口 140a穿过管状本体110的壁延伸至第一方向室138a的第一控制通道139a连通;第二口 140b,该第二口与从第二口 140b穿过管状本体110的壁延伸至第二方向室138b的第二控制通道139b连通;以及第三口 140c,该第三口与从第三口 140c穿过管状本体110的壁延伸至第二控制通道139b的第三控制通道139c连通。在此实施例中,第一和第二控制通道139a、139b大体垂直于管状本体110的纵轴线延伸穿过管状本体的壁。第三通道139c相对于管状本体的纵轴线以小于45度的角倾斜。在此实施例中,第一控制通道139a和第二控制通道139b是共面的,因而在图2a与图2b中所示的剖面图中能看到这两者。第三控制通道139c必需沿不同平面延伸,因此在这些图中由虚线示出。
[0042]第一口 140a、第二口 140b以及第三口 140沿管状本体110的纵轴线间隔开,使得如果第一口 140a被看作是位于第一虚拟平面,第二口 140b被看作是位于第二虚拟平面并且第三口 140c被看作是位于第三虚拟平面,第一平面、第二平面以及第三平面基本相互平行并且基本正交于管状本体110的纵轴线,那么第一平面位于第二平面和第三平面之间。
[0043]该致动器组件被构造成:当第一方向室138a中的流体压力超过第二方向室138b中的流体压力时,第一方向室138a中的流体压力在致动器118上施加作用力,该作用力作用成在第一方向上沿管状本体110中的主通道112推动致动器118 ;并且当第二方向室138b中的流体压力超过第一方向室138a中的流体压力时,第二方向室138b中的流体压力在致动器118上施加作用力,该作用力作用成在相反的第二方向上沿管状本体110中的主通道112推动致动器118。
[0044]在此实施例中,这通过为管状本体110的内部设置内直径增大部分110a而实现。在此部分110a的每一端处,管状本体110的内表面形成肩110b、110c,管状本体110的内直径在这些肩处略微减小。致动器118基本比内直径增大部分110a长,并且在内直径增大部分110a的任一侧致动器118的外直径都小于管状本体110的内直径。第一方向室138a与第二方向室138b形成在致动器118与内直径增大部分110a之间,密封装置141向致动器118的外表面外延伸以与管状本体110的内直径增大部分110a的内表面接合。因此,第一方向室138a形成在致动器118的外表面、第一肩110b、管状本体110的内直径增大部分110a的一部分以及密封装置141之间。类似地,第二方向室138b形成在致动器118的外表面、第二肩110c、管状本体110的内直径增大部分110a的一部分以及密封装置141之间。
[0045]当增压流体供应至第一口 140a时,流体压力推动密封装置141远离第一肩110b以增大第一方向室138a的容积。因此,致动器118被沿第一方向推动。类似地,当增压流体供应至第二口 140b或者第三口 140c时,第二方向室138b中的流体压力推动密封装置141远离第二肩110c以增大第二方向室138b的容积。因此,致动器118被沿第二方向推动。因此,致动器118作用成第一口 140a使致动器18在第一方向上沿管状本体110中的主通道112移动(此实施例中向图2a和图2b中的左方)而第二口 140b或者第三口 140c使致动器118在第二方向上沿管状本体110中的主通道112移动(此实施例中向图2a和图2b中的右方)的双动式活塞。
[0046]应理解是的,此实施方式由于设置有第三口 140c而区别于W02012/085597以及GB2413373中描述的现有技术的致动器。因为当管状本体110的外部遭受压力差时第三口140c能帮助防止致动器118的不期望移动,所以第三口 140c会是有利的。这在管状本体是钻柱的一部分或者是安装在钻柱中的子构件以及钻柱用于控制压力钻井(MPD)的情况下尤为重要。
[0047]在传统的钻井流体系统中,仅存在一个钻井流体梯度,并且可由静压头以及与动力系统关联的任何摩擦力描述钻柱中两点之间的压差。控制压力钻井(MPD)是这样一种钻井形式,在这种形式的钻井中,通过包括液面维持、有效的流体密度操控、施加背压以及这些操作与其他操作的潜在组合的多种方法来维持井底压力(BHP)。在离岸应用中,旋转控制装置(RCD)的使用越来越普遍以满足深水环境中MH)井的要求。
[0048]RCD在使得钻柱能根据钻井需要旋转的同时夹在钻柱周围从而在钻柱周围的环形区中产生主流体压差(通常RCD下方有更高的压力)。RCD旨在作为钻井操作过程中使钻井孔的一部分与另一部分隔离的一种手段,并且能根据用途(为了双梯度钻井(DGD)或者对立管环形区施加背压的目的或者其他目的)在立管钻柱中的任一点处插入。
[0049]因此,RCD造成了井的整个压力分布的不规则或者不连续,这在实践中可能意味着当钻柱插入到井中时,钻柱上的一点仅行经6英寸或不到6英寸就可能经历500镑/平方英寸以上的压力骤增。此压差会从钻柱元件下方起作用,即,高压区低于低压区。但是,压差也可能从上方起作用,例如如果立管与RCD构造成更有助于井控。
[0050]W02012/085597中描述的阀组件在传统的单流体梯度环境中是可靠的,因为第一口 40a与第二口 40b之间的距离相当短。这意味着当钻柱的包含这些口 40a、40b的部分前进到井中时,环形区中的压力梯度引起的跨过这些口的任何压力差是微不足道的,不足以使致动器18移动。但是,如果钻柱经受不连续的压力梯度(例如由RCD引起的不连续的压力梯度),那么
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1