[发明专利]阀座设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用和优先权声明

本申请要求提交于2009年6月10日、名称为“阀座设备和方法(Seat Apparatus and Method)”的美国专利申请序列号12/482,181的提交日期的优先权。

背景技术

例如球阀座的阀座在井下工业尤其是钻井和完井工业中众所周知。通常，使用球阀座调节流体的流动和致动井下装置。尽管球阀座构造在本领域中数量众多并且用途广泛，但是能够与传统系统一起使用的叠置球阀座有限。增加能够叠置在井眼中的球阀座的数量为本领域所希望。

发明内容

一种阀座设备，包括：外壳，其限定了至少一第一流动路径和至少一第二流动路径；第一阀座，其布置在所述外壳中，用于接收能够操作用来阻断第一流动路径的第一物体；和第二阀座，其布置在所述外壳中，用于接收能够操作用来阻断第二流动路径的第二物体。

一种阀座设备，包括：外壳，其限定了至少一第一流动路径，所述第一流动路径的轴线与所述外壳的纵向轴线重合；至少一第二流动路径，其由所述外壳部分地限定；第一阀座，其布置在所述外壳中，用于接收能够操作用来阻断第一流动路径的第一物体；和第二阀座，其布置在所述外壳中，用于接收能够操作用来阻断第二流动路径的第二物体。

一种便于井下环境中的基于压力的操作的方法，包括：将第一物体布置在一外壳中的第一阀座内，所述第一物体能够操作用来接合第一阀座并阻断由所述外壳部分地限定的第一流动路径；和将第二物体布置在所述外壳中的第二阀座内，所述第二物体能够操作用来接合第二阀座并阻断由所述外壳部分地限定的第二流动路径。

附图说明

现在参考附图，其中，相同的元件在附图中以同样的数字表示：

图1是球阀座的实施例的透视图；

图2是图1所示球阀座的侧面剖视图；

图3是球阀座的可替代实施例的一部分的侧面剖视图；

图4是球阀座的另一可替代实施例的透视图；

图5是图4所示球阀座的侧面剖视图。

具体实施方式

参考图1，显示了球阀座10的示例性实施例。球阀座10包括外壳12，外壳12包括管状孔口14。管状孔口14限定了由箭头11表示的流动路径。阀座16布置在孔口14的开口处。图示实施例包括由外壳12限定的凹入部18。凹入部例如具有圆锥形、抛物面形或圆柱形形状。

图2显示了球阀座10的剖视图。在工作时，球阀座10可以在井眼中置于井下。例如球形物体的第一物体20可以被引入井眼中并且通过例如液压或重力被朝向球阀座10驱动。凹入部18之一引导第一物体20与阀座16形成接合；挡住孔口14并阻断流动路径11。第二物体22可以类似地被朝向球阀座10驱动并且由凹入部18引导至空阀座16中；挡住第二孔口14并阻断第二流动路径11。流动路径的阻断允许操作人员依靠被阻断的球阀座10来增大压力，以方便井下基于压力的操作。这可以是压裂任务或是致动希望的井下装置，或者以其它方式进行希望的井下操作。

当孔口的横截面积(以及所述物体的相关直径)小于所限定的阈值横截面积时，使用单个孔口和阀座的以前的球阀座装置可能效率较低。阈值直径对于不同的井眼系统而言是不同的直径，并且与因其受限流动面积引起的孔口上游压力增加的可能性相关。小于阈值横截面积的孔口横截面积会不利地限制流体流动，并且导致工具的不希望和过早致动、或者导致球阀座装置上方的其它过早操作。具有超过一个孔口的图示实施例可以使得单个孔口的横截面积(以及所述物体的相关直径)减小，同时由于使用了多个孔口使得孔口的净横截面积保持大于阈值横截面积而避免了对流体流动的限制。

图3显示了球阀座30的可替换示例性实施例的一部分的侧面剖视图。球阀座30在操作上与球阀座10(图1和2中的)类似；但是，图示实施例中的阀座16布置在不同的平面(A和B)上。在图示实例中，平面B相对于平面A位于流动路径方向(如箭头11所示)的下游。将阀座16布置在不同平面上可以提高球阀座30的性能。

图4显示了球阀座40的另一可替代实施例。球阀座40以与上述实施例类似的方式操作，并且包括多个阀座16和凹入部18。在图示实施例中，阀座17和相关的流动路径15具有与球阀座40的纵向轴线19重合的轴线。阀座16和相关的流动路径14围绕轴线19径向布置在外壳12中。图5显示了球阀座40(图4)的一部分的局部侧面剖视图。

上述附图显示了球阀座的示例性实施例。其它实施例可以包括具有多个阀座部、多个流动路径、多个定位平面、多个可用来引导物体与阀座接合的形状的各种球阀座。

尽管已经显示和描述了一或多个实施例，在不脱离本发明精神和范围的情况下可以对其进行改变和替换。因此，应当理解，本发明已经通过举例但非限制的方式进行了描述。