阀致动器的制造方法_3

文档序号:9650318阅读:来源:国知局
情况就不同了。在使用RCD的情况下,可能在立管中存在这样的点,当钻柱的包括口 40a、40b的部分穿过此点时可能从该点上方或下方出现压力差,该压力差超过了致动器18的致动压力。因此,这可能使致动器套管18发生意外移动。如下文将描述的那样,第三口 140c的设置会防止此现象发生。
[0051]为了实现此目的,在使用中,致动器118应布置成其默认位置或者静止位置如图2b中所示,并且借助增压流体的供应适应第二口 140b以及/或者第三口 140c。当管状本体110穿过诸如由RCD引起的不连续的压力时,如果管状本体110的示出在图2a与图2b的左手侧的部分首先遭遇高压,那么第二口 140b遭受高压(此高压也连通至第三口 140c),同时第一口 140a处于低压。第二口 140b与第三口 140c处的高压会作用成将致动器118维持在静止/默认位置。随着管状本体110继续通过不连续的压力,那么第一口 140a也会遭受高压,但是由于此高压被第二口 140b和第三口 140c处的相同的高压抵消,致动器118不会移动。当不连续的压力消失时,所有三个口 140a、140b、140c处的压力基本相等。
[0052]类似地,如果管状本体110的示出在图2a与图2b的右手侧的部分首先遭遇高压,那么第三口 140c遭受高压(此高压也连通至第二口 140b),同时第一口 140a处于低压。第二口 140b与第三口 140c处的高压会作用成将致动器118维持在静止/默认位置。随着管状本体110继续通过不连续的压力,那么第一口 140a也会遭受高压,但是由于此高压被第二口 140b和第三口 140c处的相同的高压抵消,致动器118仍不会移动。
[0053]因此,致动器118不会由于不连续的压力而从其默认或者静止位置移动,无论管状本体110的哪端首先遭受高压,致动器组件都能因此应付来自上方或下方的压力差而不会意外致动。
[0054]尽管不是本发明必不可少的,但是在此实施方式中,管状本体110设置有从本体110的外部延伸至主通道112中的侧通道114。致动器118设置有另一密封装置130b,该密封装置提供致动器118与管状本体110之间的基本流密密封以确保当致动器处于封闭位置(图2b中所示)时,致动器基本防止流体沿侧通道114流动。
[0055]在此实施例中,此另一密封装置130b包括两个密封件,每个密封件都基本是圆形的0形环,这些0形环位于围绕致动器118的外表面的圆周槽中。该另一密封装置130b与设置成保持第一方向室138a中的流体压力的密封装置130a间隔开,使得当致动器118处于封闭位置时侧口 114位于两个密封装置130a、130b之间。同样应理解,本发明不限于使用此特定类型的密封装置,可以使用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。
[0056]在此实施方式中,致动器118从封闭位置到开放位置的移动包括沿第一方向的移动,如上所述,通过将增压流体供应至第一口 140a实现此沿第一方向的移动。相应地,致动器118从开放位置到封闭位置的移动包括沿第二方向的移动,如上所述,通过将增压流体供应至第二口 140b或者第三口 140c实现此沿第二方向的移动。这意味着当致动器118位于封闭位置时,即便当管状本体110穿过诸如RCD在控制压力钻井的情形下造成的不连续的压力时,致动器118也被维持在此位置。因此,可以避免在管状本体穿过不连续的压力时流体经由侧口 114泄漏出管状本体110的主通道112外。
[0057]图2a示出了致动器118在增压流体供应至第一口 140a时已被沿第一方向推动,因而打开侧口 114,而图2b示出了致动器118在增压流体供应至第二口 140b或者第三口140c时已被沿第二方向推动,从而致动器118封闭侧口 114。
[0058]但是,要理解的是,致动器组件同样可以构造成相反的情况也是合适的,S卩,致动器118从封闭位置到开放位置的移动包括沿第二方向等的移动,使得致动器118在管状本体穿过不连续的压力时达到开放位置或者维持在开放位置。
[0059]在一个实施方式中,致动器118以致动器118沿第一方向与第二方向的移动使主阀构件(未示出)移动的这种方式连接至主阀构件。主阀构件可以在主阀构件封闭管状本体110的主通道112的封闭位置与管状本体110的主通道112开放的开放位置之间移动。致动器118沿第一方向与第二方向的移动引起的主阀构件的移动可以包括旋转,并且主阀构件可以是球阀。
[0060]在一个实施方式中,致动器118借助轨与销布置连接至阀构件,借此,销从阀构件和致动器中的一者延伸到设置在阀构件和致动器中的另一者中的缝或槽中,当致动器118在管状本体110中滑动时销沿缝或槽移动,从而阀构件旋转。W02012/085597、GB2413373、US3, 236,255、GB1416085、US3, 703,193 以及 US3, 871,447 中描述了多种可行的机构,致动器118可以借助这些机构连接至主阀构件,使得致动器118的滑动运动使主阀构件旋转。
[0061]在优选的实施方式中,当致动器118沿第一方向移动(如上所述,通过增压流体供应至第一口 140a而实现此移动)时,主阀构件移动至其封闭位置。相应地,当致动器118沿第二方向移动(如上所述,通过增压流体供应至第二口 140b或者第三口 140c而实现此移动)时,主阀构件移动至其开放位置。这意味着当管状本体110穿过诸如RCD在控制压力钻井的情形下造成的不连续的压力时,主阀构件被促使进入其开放位置或者被维持在其开放位置。因此,可以避免主阀构件在管状本体110穿过不连续的压力时意外封锁管状本体110的主通道112。这在组件用于控制压力钻井中的钻柱时尤其有利,因为封闭主阀的操作制止钻井流体沿钻柱向下流动,这可能导致潜在的粘附以及井控问题并且可能以显著的成本迫使井起钻。
[0062]致动器118不仅能利于贯通管状本体110的侧口 114的开放或封闭或者利于控制主阀构件开放或封闭,而且致动器118能做到这二者。换言之,可提供侧口 114和上述的主阀构件二者。在此情况下,组件有利地构造成致动器118沿第一方向的移动使致动器118进入开放位置中并且使主阀构件进入封闭位置中,而致动器118沿第二方向的移动使致动器118进入封闭位置中并且使主阀构件进入开放位置中。
[0063]图3a与图3b中示出了致动器组件的另选的实施方式。在此实施方式中,设置有两个第二方向室138b、138c,第二口 140b使管状本体110的外部与第一个第二方向室138b连接,并且第三口 140c使管状本体110的外部与第二个第二方向室138c连接。第一方向室138a位于两个第二方向室138b、138c之间。在此实施方式中,从第一口 140a、第二口 140b以及第三口 140c到相应的室138a、138b、138c中的通道基本垂直于管状本体110的纵轴线延伸通过管状本体110。
[0064]同样,在此实施方式中,管状本体110与致动器118两者均为具有大体圆形截面的管状。第一方向室138a与第二方向室138b、138c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。此空间通过三个密封装置141、143、145被分成第一方向室138a与两个第二方向室138b、138c,密封装置141、143、145基本阻止流体在室138a、138b、138c之间流动。同样,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,环形空间的每端有一个。
[0065]如前述一样,在此实施方式中,密封装置118a、130a、141、143、145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,而是还可以使用任何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,同时基本阻止流体从室138a、138b、138c流动。密封装置可以等同地安装在管状本体110上,而不是安装在致动器118上。
[0066]同样,该致动器组件构造成:当第一方向室138a中的流体压力超过第二方向室138b、138c两者中的流体压力时,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推致动器118 ;并且当第二方向室138b、138c中的任一者中的流体压力超过第一方向室138a中的流体压力时,该第二方向室138b、138c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推致动器118。
[0067]在此实施例中,这通过管状本体110的内部设置两个内直径增大部分110a、110a’而实现。在这些部分110a、110a’的每一端处,管状本体110的内表面形成肩110b、110c、110d、110e,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、110a’这二者加起来要长,并且在内直径增大部分110a、110a’的两侧致动器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、138c形成在致动器118与内直径增大部分110a、110a’之间,两个密封装置141、145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、110a’的内表面接合,一个密封装置位于内直径增大部分110a、110a’的一者中。中间密封装置143与管状壁110的内表面的位于两个内直径增大部分110a、110a’之间的部分接合。
[0068]如在图2a与图2b中所示的实施方式中一样,第一方向室138a形成在致动器118的外表面、第一肩110b、中间密封装置143、管状本体110的第一内直径增大部分110a的一部分以及密封装置141之间。类似地,第一个第二方向室138b形成在致动器118的外表面、端部密封装置118a、第二肩110c、管状本体110的第一内直径增大部
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