[发明专利]球阀组件

说明书

技术领域

本发明涉及球阀组件，更具体地涉及用于在水下(例如，海底)完井中使用的球阀组件。

背景技术

如本领域中所公知的那样，球阀为用于控制流体流的机械装置。它们包括总体球形或部分球形的可旋转阀元件(球)，该阀元件具有经由其穿过的内孔(bore)并定位在流体导管内。在第一开启构型中，球的内孔与导管大致共线，使得流体可经由其流过。当球旋转时，阻塞或切断可用的流体流动通路，直到球达到闭合构型，在闭合构型中球的内孔对于导管中的流体而言不能进入，且因此流体流不能穿过球。为了能够控制球的旋转，通常将球安装在轴承上和/或设有用于支承容纳在支承组件内的耳轴。

球阀的一个主要应用是在水下烃类抽提或生产设备内，且在这些场合，球阀可用于控制生产流体的流动。例如，作为现有技术可查看US6152229,WO2006/040592,US6698712,US2009/0065212,US2009/0065213, WO2008/060891和GB 2340860。

当以此方式使用时，球阀在恶劣的环境内操作。具体而言，流体可含有大量的碎屑或颗粒污染物。对于例如上文提出的那些的现有技术设计而言，问题在于此种碎屑可污染球阀支承/促动组件(称为促动区(zone))，从而阻止了球的有效旋转。对于球阀而言常见的是在它们的预计寿命周期结束之前由于碎屑进入、污染形成、腐蚀和润滑剂冲刷而停滞。这种停滞可导致旋转机构的过大应力和变形，从而使得阀不可操作。

此外，公知的球阀组件可成为失衡的，使得开启力或闭合力未均匀地施加到球上。这种平衡的缺乏还可导致旋转机构的过大应力和变形。

还很重要的是提供一种故障保险机构，其用来在计划或非计划地排泄阀控制系统压力的情况下使阀闭合。

发明内容

本发明的目的及益处

本发明的总体目的在于克服这些问题，且因此提供适合在恶劣环境中(例如在完井系统内)使用的球阀组件。

本发明的第一目的在于提供一种用以防止污染旋转机构的装置。

此目的通过封装球阀组件来防止污染物进入而实现。

本发明的另一目的在于提供对球的平衡力传送。

此目的通过使用平衡促动机构来促使球旋转而实现。

更详细而言，本发明尤其提供了以下益处：

避免了球的停滞：

避免了因碎屑进入和形成在球与封装体(encapsulation)的狭窄间隙之间的固体化污染物造成的摩擦所引起的球停滞，因为在球与封装体之间没有球形接触。这有助于避免因摩擦造成球的磨损，且因此促使操作寿命周期延长。

避免了机构的损坏：

通过封装体避免了碎屑进入促动区中，这减小了机构中的摩擦。由此避免了机构的过载和因其产生的变形。

均匀的平衡力传送：

提供至球的均匀平衡力保持了组件的稳定性。由此避免了因过载/非平衡力而造成机构的变形。

形成流体：

通过封装体避免了在机构区中形成流体的不利影响，且有利的是内孔压力自身用于球阀的故障安全闭合。

易于组装/维护：

本发明使球阀能够容易地构造、检查和维护。此外，可在外部执行球对准的检验，因此减少了时间和费用。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供了一种球阀组件，该球阀组件包括：

管路区段，其具有用于使流体能够在使用中经由其流过的轴向内孔；

具有内部导管的阀球，该阀球安装在管路区段内并用于相对于管路区段在开启位置与闭合位置之间旋转，其中，在开启位置，内孔内的流体可流过导管，而在闭合位置，内孔内的流体不能接近导管；

用于使阀球旋转的驱动装置，所述驱动装置沿径向置于内孔外侧；以及

封装体，所述封装体定位成用以收纳阀球并具有沿径向置于管路内孔与驱动装置之间的部分，使得封装体阻止内孔内的流体接近驱动装置。

根据本发明的第二方面，提供了一种球阀组件，该球阀组件包括：

管路区段，其具有用于使流体能够在使用中经由其流过的轴向内孔；

具有内部导管的阀球，该阀球安装在管路区段内并用于相对于管路区段在开启位置与闭合位置之间旋转，其中，在开启位置，内孔内的流体可流过导管，而在闭合位置，内孔内的流体不能接近导管；以及

用于使阀球旋转的驱动装置，该驱动装置沿径向置于内孔外侧；