[发明专利]井下放泻阀

说明书

技术背景

发明领域

本发明广泛涉及一可靠的放泻阀装置，该放泻阀作为井下管线的组成部分用于油井之类的场合，为了可选择地在升到地面之前从管线中将泵出流体排出，由此消除由管线排出流体所造成的环境污染或使之最小化。更具体的，本发明涉及一放泻阀装置，较佳使用一金属制的、具脆性的、新月状保险片，该保险片设计为在一定内部液压力下可以可靠地破裂。

现有技术的描述

普通油井或天然气井包括一环状、密封的长水泥套管。该套管由地面伸向可恢复的油源。一长管状的多节管置于套管内并再罩住和/或与人工提升系统相连。

为维护设备需要不时地将人工提升系统或其构件取出。这包括提升管线与/或吸管装置，并将这些部分一段段拆下。然而实际情况是管线通常被泵出的流体所填满，通常会发生在拆卸过程中流体直接排放在地面上的现象；这会造成环境污染，因此是不允许的。

众所周知，过去的放泻阀装置与井下管线相连，该井下管线可远距离驱动以先于抽取过程或与之同时进行管线排水。例如，专利号为4,286,662的美国专利描述了一安装在短管段接头处的侧壁中的管道排流口，该接头处具有一由安全销定位的排放活塞。一类似装置已由埃伯塔雷德迪尔的奎因油田供应公司(Quinn’s Oilfield Supply Ltd.)以“500系列管道排流口”牌号的商品出售了。

发明概要

本发明提供一改良的放泻阀装置，该装置可连接于作为井下管线一部分的井下的一对长管段之间，该放泻阀装置可有选择性地将管线中的流体排出。本发明的装置相对较便宜，且通过将管线中的泵液柱加压至适当的压力(如2000磅/平方英尺)的简单手法便能可靠地将流体从管线中排出。

广泛地说本发明的放泻阀装置用来端对端地连接一对管线段，该装置包括一长的、在侧壁内具有相反末端的环形管段连接体，该末端具有用于一对管段连接的结构，同时侧壁具有相对的内表面和外表面并构成有一贯穿的孔口。一配件置于侧壁孔口内，该配件包括一金属制的、具脆性的、形状可维持的保险片，其定向通常能阻隔通过侧壁孔口的流体。该保险片具有至少一条脆弱线用来使保险片在管线中的流体增压作用下能够可靠地破裂以排出流体。较佳地，保险片呈新月状并以其凹面靠近连接体侧壁的内表面而定向；脆弱线可通过磨削或其它烧蚀作用成形，但较佳的是通过刻痕成形。

配件一般是具有内表面和外表面的环状金属壳体的形式，并适于容纳在侧壁孔口中，其中保险片固定安装于壳体(较佳为永久焊接)。侧壁孔口和壳体的外表面有互补的螺纹以将壳体以焊合方式连接于侧壁。因此在每次使用放泻阀装置后，调换配件是一件容易的事情。壳体通常还具有在其保险片破裂时保持保险片的结构，尽管在较佳形式中，该保险片具有一脆弱线以消除其破裂时保险片碎裂的可能性或将其最小化。

本发明的较佳保险片为在其凸面上具有一对横贯交叉的刻痕线。保险片一般具有一从约0.003至0.090英寸的厚度，较佳的是约0.010至0.040英寸。刻痕线深度大约为0.001至0.060英寸。保险片由可承受多种井下状况的金属制成，例如不锈钢、镍和因钢(Inconel)。

附图简述

图1是一部分垂直管段断开的示意图以表示普通的井下构件，该构件包括一外套管、一长管状的多节管线、在管线中的一吸杆部件，以及互连于管线的下方管段之间的本发明放泻阀装置；

图2是一断开的井下管线放大图，该管线中有本发明的放泻阀装置；

图3是沿图2中线3-3的垂直截面图，该图详细地示出了该放泻阀装置的结构，图中所示为其保险片处于阻塞流体的状态；以及

图4是类似于的图3的垂直截面图，但它表示的保险片处于破裂状态。

较佳实施例的详细描述

参阅附图，尤其是图1，图中示出了一油井10。该油井在井孔中包括一环状水泥套管12，该套管从地面14伸至石油产品下部的可回收油源16。一多节的、端对端连接的长管状管线18置于套管12中且包括可相互以螺纹连接的各个管段20。

如图所示，一放泻阀装置22连接在一对下部管段20a和20b之间。装置22包括一环状长管段24，该段24支承着一保险片配件26。