[发明专利]液压卸载阀

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求同在审理中的申请序列号为61/138,795、申请日为2008年12月18日的美国临时申请的优先权和益处，其所披露的全部内容以引用的方式被结合到这里。

技术领域

本发明总体上涉及阀并且尤其是涉及泄放系统的压力的改进的压力泄放(relief)阀。通过专用液压线路维持泄放设定压力。

背景技术

在油田操作中，为了各种目的经常使用往复泵。一些往复泵，通常被称作“作业泵”，典型地泵送用于井下操作诸如水泥灌浆、酸化处理或压裂(fracing)井的作业流体。这些作业泵典型地可以操作相对短的时间段，但是使用频繁，诸如一周几次。通常，它们安装到卡车或者滑轨用以传送到不同的井位置。

由于线路阻塞，过度加热或者其它原因，泵排放线路内的压力可能意外增加。排放线路能包括压力泄放系统，用以泄放排放线路中不可接受的压力累积。压力泄放系统通常包括具有与排放线路流体连通的一侧和与泄放线路流体连通的另一侧的阀。打开泄放阀将打开排放线路以泄放因此允许过压的线路在被过压损坏之前打开。泄放阀能直接响应于过压而被打开，一个例子是预应力弹簧装在阀上直到排放线路达到设定压力。任选地，传感器能监测压力，并且当感应到不可接受的高压时，发送到控制器的信号能致动阀打开从而能使排放线路泄放。

发明内容

这里披露了从泵送线路泄放压力的方法的一个例子，其包括：提供一泄放阀，该泄放阀具有本体，在本体中的轴向通道，形成在本体中并与通道的一部分流体连通的排放端口，和活塞，该活塞在通道内可轴向移动并且具有高压端和在与高压端相反的侧部上的低压端。这个例子的方法可以进一步包括提供泵送线路和活塞的高压端之间的流体连通，通过维持活塞的低压侧上的背压而将活塞推到闭合位置，使得活塞的高压侧就座于闭合位置从而阻塞泵送线路和排放端口之间的流体连通，提供与活塞的低压侧压力连通的可选择性打开的放泄阀，和当泵送线路中的压力达到设定点时，通过将泵送线路压力的一小部分连通到泄放阀而打开放泄阀，使得活塞上的背压通过放泄阀排出、泵送线路压力使活塞离座、并且泵送线路中的流体流入到泄放阀中并流出排放端口。

这里也披露了一种用于与泵送线路一起使用的压力泄放系统。在一个例子中，压力泄放系统包括泄放阀，本体，在本体中的轴向通道，形成在本体中并与通道的一部分流体连通的排放端口，活塞和背压空间，该活塞在通道内可轴向移动并且具有与泵送线路压力连通的高压端和在与高压端相反的侧部上的低压端，且该背压空间在通道的该一部分内并在活塞的低压端和本体之间。压力泄放系统也可以包括控制系统，该控制系统以泵送线路的操作压力的一小部分进行操作并且具有在背压空间和排出口之间的流动路径中的可选择性打开的放泄阀。

在再另一例子中，这里披露了一种用于泵送线路的泄放阀，泄放阀能包括本体，入口端口，在本体中的背压空间，具有一横截面面积并与泵送线路压力连通的高压表面，具有比高压表面的横截面面积更大的横截面面积并与背压空间压力连通的低压表面，高压表面和低压表面之间的连接器，使得当泵送线路正在操作时，背压空间所处的压力的值至少是泵送线路压力的值乘以高压表面横截面面积除以低压表面横截面表面得到的商的比值，连接器内的合力将高压表面推到与入口端口密封接合以阻塞从泵送线路到泄放阀的流动。

附图说明

已经陈述了本发明的一些特征和益处，当与附图相结合地继续参考说明书时，其它方面将变得是显而易见的，其中：

图1是在压裂井的过程中地下压裂系统的示意性侧视图。

图2是泄放系统的侧局部截面图。

图3是用于与图2的泄放系统一起使用的控制系统的例子。

图4示出了图3的控制系统的另一构造。

图5示出了图4的控制系统的另一构造。

尽管将结合优选实施方式描述本发明的装置和方法，但是并不限于此。相反，旨在覆盖可以包含在由附属的权利要求限定的本发明的精神和范围之内的所有替代实施例、修改和等同实施例。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述本发明的方法和系统，其中在附图中示出了实施方式。所描述的方法和系统可以具有多种不同的形式并且不应当被解释为限定到这里所阐述的示例性的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开的内容将是全面的和完整的，并且将本发明的范围完全输送给本领域技术人员。贯穿全文，类似的附图标记指示类似的元件。