阀和方法技术

本发明专利技术公开了一种弹簧偏置装置，该弹簧偏置装置具有多个操作弹簧刚度，该弹簧偏置装置包括：外壳；第一弹簧，该第一弹簧设置在选择性支撑件和功能部件之间；第二弹簧，该第二弹簧设置在该选择性支撑件和另一支撑件之间；以及能够释放的连接件，该能够释放的连接件位于该选择性支撑件和该外壳之间。一种阀，该阀包括：外壳；支座，该支座设置在该外壳内；提升阀，该提升阀能够移动到该支座上的位置和离开该支座的位置，该提升阀具有阀杆；选择性支撑件；另一支撑件，该另一支撑件附接到该外壳，该选择性支撑件和该另一支撑件允许该阀杆穿过；第一弹簧，该第一弹簧设置在该选择性支撑件和该提升阀之间；第二弹簧，该第二弹簧设置在该另一支撑件和该选择性支撑件之间；以及连接件，该连接件位于该选择性支撑件和该外壳之间，该连接件能够选择性地失效。接件能够选择性地失效。接件能够选择性地失效。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阀和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年8月1日提交的美国专利申请第16/052230号的权益，该申请全文以引用方式并入本文。

技术介绍

[0003]在资源回收行业中，通常期望注入具有某些所需效果的流体以便例如改善地下井的生产。注入流体的系统可采用通常为止回阀的注入阀，并且当化学注入管线中的压力小于克服偏置构件所需的压力时采用偏置构件来保持阀关闭。一般来讲，地层压力也对保持阀关闭起作用，使得克服压力也需要克服地层压力。由于效率和避免从地表采取通常涉及为了取回和更换工具而进行的修复动作是至关重要的，因此该行业乐于接受改进。

技术实现思路

[0004]一种弹簧偏置装置，该弹簧偏置装置具有多个操作弹簧刚度，该弹簧偏置装置包括：外壳；第一弹簧，该第一弹簧设置在选择性支撑件和功能部件之间；第二弹簧，该第二弹簧设置在该选择性支撑件和另一支撑件之间；以及能够释放的连接件，该能够释放的连接件位于该选择性支撑件和该外壳之间。
[0005]一种阀，该阀包括：外壳；支座，该支座设置在该外壳内；提升阀，该提升阀能够移动到该支座上的位置和离开该支座的位置，该提升阀具有阀杆；选择性支撑件；另一支撑件，该另一支撑件附接到该外壳，该选择性支撑件和该另一支撑件允许该阀杆穿过；第一弹簧，该第一弹簧设置在该选择性支撑件和该提升阀之间；第二弹簧，该第二弹簧设置在该另一支撑件和该选择性支撑件之间；以及连接件，该连接件位于该选择性支撑件和该外壳之间，该连接件能够选择性地失效。
附图说明
[0006]以下描述不应被认为以任何方式进行限制。参考附图，相同元件以相同附图标记表示：
[0007]图1为处于第一操作状态的本文所公开的偏置阀的实施方案的剖视图；
[0008]图2为处于第二操作状态的阀；并且
[0009]图3为其中具有偏置阀的井筒系统的示意图。
具体实施方式
[0010]本文所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述以参照附图举例而非限制的方式呈现。
[0011]在图1中，示出了弹簧偏置装置10，其通过确保装置在地层压力在井寿命期间耗尽时(烃、CO2螯合等)保持完全操作来提高操作效率。在该图示中，该装置被构造成阀，但本领域的技术人员应当认识到，该装置的原理比仅阀更广泛地应用。
[0012]在如阀所示的构型中，装置10在井筒中的化学注入阀的范例中进行描述。不言自明的是，在井的初始寿命中，地层压力将自然地高于井接近其寿命的后一部分时的压力，这仅仅是由于流体正从地层中抽出的事实。随着地层压力由于地层流体的下降而降低，注入阀上的背压也降低。地层压力的差异意味着打开阀的开启压力将在井的寿命期间改变。如果最初使用过软的弹簧，即过多地依赖地层压力来保持阀关闭，则在井寿命即将结束时，由于阀上的力不足以保持关闭而存在阀泄漏的显著风险。因此，更高常数的弹簧用于注入阀以避免化学品随着地层压力降低而通过阀泄漏。这使得在井寿命的早期阶段产生非常高的开启压力。此外，在确实发生泄漏的情况下，来自将阀至少馈给到地层的控制管线30的化学品存在损失。这对于本领域的技术人员而言是熟悉的困扰，但更为关注的是注入管线30中化学品的基于压力的闪蒸。因为管线30通常在地表上是封闭的，所以当化学流体意外泄漏到井筒时，会在注入管线的一部分内留下较低压力的环境。在该较低压力区域，化学品可能汽化。化学品的汽化条件可产生对注入管线或甚至对其他井部件有害的高苛性或高酸性环境。在本文所公开的实施方案中解决了所有这些问题。
[0013]图1的实施方案通过提供阀10的偏置构件的弹簧刚度的变化，使得在井的早期寿命期间可采用较低的弹簧刚度并且在期间耗尽地层压力的井的后期寿命期间可采用较高的弹簧刚度，改善了装置10和如图所示的阀10的操作效率。
[0014]参考图1，阀10包括支撑阀座14的外壳12。阀10还包括提升阀16，该提升阀可坐置在支座14上以阻止流过阀10。提升阀16附接到阀杆18。阀杆18穿过多个支撑件，其在本文中被讨论为选择性支撑件20和固定支撑件22。应当理解，在装置10中需要多种不同弹簧刚度的情况下，其他实施方案中的固定支撑件22也可以是另一选择性支撑件。这将在下文变得更清楚。应当理解，支撑件被构造成允许流体流过其中和/或周围。支撑件20和22并非旨在显著阻碍流体流动。在图1的图示中，固定支撑件22永久性地固定在外壳12内，而选择性支撑件20暂时地固定在外壳12内。选择性支撑件20的暂时固定通过连接件24，该连接件可被构造成选择性支撑件20和外壳12之间的销轴、螺栓、盘或任何其他连接件，从而选择性支撑件20可相对于外壳12轴向固定，直到连接件24被释放。该连接件可以是可化学降解的、可机械释放的(诸如通过剪切)等。如果是可降解的，则连接件24可由可降解材料构成或包含该可降解材料，该可降解材料诸如可控电解金属材料，诸如可从贝克休斯(Baker Hughes)、通用电气集团(GE company)商购获得的IN-tallic
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可降解材料，或其他可降解材料，诸如铝、镁、以及包括前述材料中的至少一种的组合等。只要选择性支撑件可通过连接件24的动作从轴向固定构件转换成可轴向移动的构件，装置10就将按预期起作用。在使用可降解材料的情况下，其可被构造成在从暴露于注入的化学品开始的一段时间内降解，或者其可被构造成响应于沿控制管线30向下发送的专门用于降解连接件24的少量另一种化学品而降解。前者需要预选释放选择性支撑件的时机，而后者允许更流畅地选择该释放的时间。
[0015]为方便起见称为第一弹簧26和第二弹簧28的多个弹簧也包括在阀10中。第一弹簧在提升阀16和选择性支撑件20之间延伸，而第二弹簧28在选择性支撑件20和固定支撑件22之间延伸。当选择性支撑件20附接到外壳12时，第一弹簧26是提升阀16抵靠支座14的偏置。这是阀10可仅基于第一弹簧26的动作和地层压力工作的初始条件。具体地，当针对注入化学品采取动作或给出命令时，对化学品施加压力，该压力将促使提升阀16离开其支座14。化学品中的压力必须超过第一弹簧26和地层压力，该地层压力在趋于迫使提升阀16到其支座
14上的方向上将自然存在。在井的早期阶段，地层压力将相对高于井寿命的后期阶段。在该阶段期间，期望具有较低弹簧刚度的弹簧26，以促使提升阀关闭，因为地层压力本身已经可能保持提升阀关闭。由于第一弹簧26的弹簧刚度较低，第一弹簧26允许化学注入管线中的开启压力较低。然而，随着地层压力降低，控制管线30中的化学品柱在阀10意外打开中成为更大的因素，并且因此当地层压力已充分耗尽时，在井的后期阶段，将优选的是具有更高弹簧刚度的弹簧，诸如可操作地促使提升阀16到其支座14上的第二弹簧28。为了在不将阀10从井中移除或不从地面执行任何其他作用的情况下将本文公开的阀10改变为较高刚度的弹簧，以上述方式中的一种方式使连接件24失效。时间或将少量流体泵送通过化学品注入管线30，这将使连接件24降解，从而允许选择性支撑件20相对于外壳12移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种弹簧偏置装置(10)，所述弹簧偏置装置具有多个操作弹簧刚度，所述弹簧偏置装置包括：外壳(12)；第一弹簧(26)，所述第一弹簧设置在选择性支撑件(20)和功能部件(16)之间；第二弹簧(28)，所述第二弹簧设置在所述选择性支撑件(20)和另一支撑件(22)之间；和能够释放的连接件(24)，所述能够释放的连接件位于所述选择性支撑件(20)和所述外壳(12)之间。2.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述装置(10)为阀。3.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述第一弹簧(26)是低于所述第二弹簧(28)的弹簧刚度。4.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述连接件(24)能够选择性地机械失效。5.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述连接件(24)能够选择性地降解。6.根据权利要求5所述的装置(10)，其中所述连接件(24)能够通过化学注入流体降解。7.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述连接件(24)能够通过少量降解流体降解。8.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述另一支撑件(22)永久性地固定到所述外壳(12)。9.根据权利要求1所述的装置(10)，其中所述另一支撑件(22)是选择性地轴向固定到所述外壳(12)的第二选择性支撑件(20)。10.一种阀(10)，所述阀包括：外壳(12)；支座(14)，所述支座设置在所述外...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：贝克休斯控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：