[发明专利]用于井孔使用的磁式流量阀

说明书

一种用于柱塞通道的阀具有相对的穿孔磁性圆盘，所述磁性圆盘彼此排斥以保持分开，从而允许流通过所述间隔开的圆盘的开口。当超过预定的流量时，所述磁排斥力被克服并且一个圆盘朝向另一个圆盘移动以在所述圆盘之间的接触使其间的开口闭合时切断流。一种方法是偏置所述开口并且在旋转锁定所述移动圆盘的同时在轴向上引导所述移动圆盘。另一种方法是按螺旋形来引导所述移动圆盘，使得最初对准的开口旋转到不对准。可以在每个圆盘中设有一个或多个边缘槽以清除可能会沉淀在所述圆盘之间的碎屑，所述碎屑原本会阻碍所述移动圆盘接触固定圆盘而无法达成通道闭合。

技术领域

本发明的领域是处理柱塞，并且更具体地说是使用克服来自互斥磁铁的磁力的流体流来封闭贯穿处理柱塞的通道。

发明背景

井下应用和其他领域中的各种装置使用磁吸引或排斥来完成各种任务。如US9062516中所公开，一些应用将磁性探头放到井下以简单地因为磁性探头经过而触发阀打开。其他井下应用以机械方式使磁铁在吸引和排斥定向之间移动，诸如US 9322233；US8720540和US 2016/0208580。US 8191634使用排斥磁铁作为翻板式安全阀的减震器。US2009/0151790使用磁铁来对节流阀重定位。如US20100006788；US 4974624和US 5101949中指示，除了井下应用之外，磁力还用于闭合阀或通道。

更一般来说，相关文件是U.S.6,394,180；US 7740079；U.S.专利8,955,605；U.S.专利9,316,086；U.S.专利公布2015/0101796；U.S.专利公布2015/0267502以及U.S.专利公布2016/0145957。

本发明在执行涉及多个柱塞的处理时无需丢下球并使其落在柱塞中的通道四周的支座上。在过去的设计中，已提出使用弹簧将球松散地截留在支座上方以使所述球保持离开所述支座，直到预定的流产生足够大的反作用力来压缩弹簧并使球落到支座上以便在贴着所安放的球的地层中进行压力处理。虽然这种设计节省了将球递送到支座的时间，但是其提出了其他设计问题，所述设计问题可能是相当大的缺点。举例来说，有一个问题是弹簧线圈充满了碎屑，这样可能会阻止球充分地移动而无法到达支座。弹簧的上端在侧向上无支撑，这可能表示球可能会使弹簧末端散开而非像所希望那样压缩所述弹簧，从而导致球将再次未能到达支座。在长期使用之后，弹簧可能会变弱并且允许球在不恰当的时候安放。使用磁铁相对于弹簧/球/笼系统的优点是：研磨弹簧可能是困难的或可能会造成问题；相较于弹簧，通过磁体中的开口可达成更多的流量，并且触发磁铁移动的流量是可定制的并且腐蚀可能是弹簧所具有的严重问题，而磁铁则可以避免所述问题。

本发明使路径保持打开以使流达到预定值，其中互斥磁铁的力使具有偏置孔的圆盘保持分开。引导一个圆盘以实现通过流体流通过其孔口而驱动的轴向移动，直到在可移动圆盘上形成由流产生的合力为止。一个圆盘的轴向移动使该对圆盘紧靠并且归因于孔口在所述圆盘对上的偏置性质而封闭所述孔口。克服磁力以允许一个圆盘沿轴向移动。在流减小时，磁力排斥一个圆盘以允许流恢复。从对优选实施方案的描述的概述以及相关联图式中，本发明的这些和其他方面将是本领域的技术人员更容易显而易见的，但是要认识到，本发明的完整范围将是根据所附权利要求书来确定。

发明内容

一种用于柱塞通道的阀具有相对的穿孔磁性圆盘，所述磁性圆盘彼此排斥以保持分开，从而允许流通过所述间隔开的圆盘的开口。当超过预定的流量时，所述磁排斥力被克服并且一个圆盘朝向另一个圆盘移动以在所述圆盘之间的接触使其间的开口闭合时切断流。一种方法是偏置所述开口并且在旋转锁定所述移动圆盘的同时在轴向上引导所述移动圆盘。另一种方法是按螺旋形来引导所述移动圆盘，使得最初对准的开口旋转到不对准。可以在每个圆盘中设有一个或多个边缘槽以清除可能会沉淀在所述圆盘之间的碎屑，所述碎屑原本会阻碍所述移动圆盘接触固定圆盘而无法达成通道闭合。

附图说明

图1是具有贯通通道的压缩变形柱塞的截面图，其中磁性阀位于井口端中并且示出为打开位置。