[发明专利]井下防喷管阀

说明书

技术领域

本发明涉及井下防喷管阀领域，所述阀允许通过隔离充气油井的下部而在充气油井中建立钻柱，更特别地，本发明还涉及有关这种阀的特征，所述特征涉及阀的锁止、组装和部件制作技术。

背景技术

防喷管阀是用在井下的阀，以允许长的组件在井中在闭合的防喷管阀上面置于一起，其中的井压要比闭合的防喷管阀下方低得多。这些阀通常与地面下的安全阀串列，以便具有抗井下压力的富余闭合度。

防喷管组件用在井的表面，且包括在井头上面的隔室，通过所述隔室，井底元件与用于关闭井压力的底部阀装配到一起。这些表面防喷管具有限定的长度，该长度由可用的钻井安装设备的长度限定。井下防喷管仅能大约具有表面防喷管限制的长度，通过使用井下防喷管阀以容许井筒内长达数千英尺的长度来装配井底组件。

以前，球阀已经被用作防喷管阀。它们通常具有一对位于活塞相反侧上的控制管路，活塞的来回运动引起球在打开位置和闭合位置之间旋转90度。夹头可用于在两种位置控制球，且响应于其中一个控制管路的控制压力，夹头将球放开。这样的设计的例子可参考USP4368871；4197879和4130166。在这些专利中，球在枢销上围绕自己的轴线转动。其它的设计在球旋转球90度的同时在打开和闭合位置之间平移球。这样的例子如Expro组织提供的包括这样一种防喷管阀的15K增强陆用钻柱组件。其它的设计结合了球的旋转和平移，在如USP4522370所示的球的关闭位置中，球具有单独的由液压驱动以锁定球的转动的锁紧套筒及移动套筒。某些阀为油管收回式，例如Halliburton的PES牌LV4防喷管阀。锁定开启套筒，通过USP4449587提供的球。其它的设计，例如用于海底采油树的USP6109352，具有用于球的齿轮齿条传动装置及使用遥控潜水器(ROV)以在打开和闭合位置之间操作阀，要求任一终点位置为锁定位置，但该文献还描述了同一ROV简单地反转方向且阀能反转方向。

不足的并为本发明致力解决的是一个为井下球式防喷管阀提出更完美的解决方案。特点之一是为了锁止打开的球而能够平移球，所述球通常在打开和闭合状态之间围绕自己的轴线旋转。另一个特点是制造部件的方法，所述部件必须被纵向切开以便它们保持初始孔尺寸，尽管纵向切开部件导致了壁的切除。又一个特点是能够装配组件到给定总尺寸以便在与球啮合的偏置基座上准确地设定预负载。本发明的这些及其他特点对阅读了如下所述的优选实施例和相应的附图的本领域技术人员而言是显而易见，而本发明的保护范围通过权利要求确定。

发明内容

一种球式井下防喷管阀，其特征在于通过控制驱动活塞的管路压力以使球绕其轴线旋转以打开或关闭阀。所述球也可切换到锁合的打开位置。一个罩围绕球并且为球保持相对的基座。罩由整块制成，并且在整个罩由电火花线切割机加工技术纵向切开前，切向孔被钻进并攻丝。使切割的两半部再结合的紧固件适当的隔开它们以达到初始的整体内部尺寸。辅助工具用于确定内部构件的间距，以便在球的相对基座上实现预定的弹性预加载。

附图说明

图1为整个防喷管阀的剖视图；

图2是图1的阀的顶端的放大视图；

图3是图1中球打开时阀的中部的放大的视图；

图4是图3示出的球被关闭的另一视图；

图5是图1的阀的下端的放大视图；

图6是图4和5的剖视图的透视图；

图7示出了图1中的阀的顶端，处于装配中以得到适当的内部组件间距；

图8示出图1中的阀的下端，处于装配中以得到适当的内部组件间距；

图9为围绕球并且被纵向拆分的罩的透视图。

具体实施方式

图1示出了主要部件的布局以说明它们的相互位置，其中球10处于中央并在关闭位置。套筒12在球10上方同时套筒14在球10之下。这些套筒相应地形成基座16和18，基座16和18通过罩20容纳着球10。罩20在图9的透视图中被示出。滑动件22延伸通过罩20且套准球10以便球10在枢销24上在开启和关闭位置间旋转。活塞26响应于控制管路的压力以往复移动滑动件22以便操作球10。锁定开启组件28被配置在工具的顶部附近，而预负载调整机构30被定位在相对端附近。通过采用本阀主要组件的该基本定位，其它图现在将被用来显示附加的细节及说明基本操作。