[发明专利]用于烃井的阀，设置有该阀的烃井以及该阀的应用

说明书

技术领域

本发明属于烃生产领域(进一步称作本领域)。更加具体地，本发明涉及一种用于烃井的阀(诸如安全阀)、包括这种阀的采油树、井和改装组件以及一种改装诸如生产流安全阀的阀的方法。

背景技术

在烃井中，通常使用一个或多个安全阀，以在紧急情况下或者出于如维护或维修的其它原因而关闭生产管道。这种安全阀可设置在井口上方或者下方。

在安全阀设置在井口上方的情况中，安全阀在实践中通常安装在所谓的采油树(在本领域中还称作井口装置，简写为XMT)内部。因为通常采油树布置在地平面上方(所述地平面在离岸的情况下指的是海底而在岸上的情况下指的是地表)，这种安全阀在本领域中通常称为地面安全阀(简写为SSV)。地面安全阀通常是球阀(所述球阀具有带孔的可旋转球)，所述球阀被手动、液压或者气动操作。在本文献中，地面安全阀有时也被称作地面上安全阀。在这一方面中术语“上方”并不只具有字面意思，而是仅仅旨在与众所周知的术语“地下安全阀”区分开。

布置在井口下方的安全阀通常布置在地平面下方100-150米的深度处，所述地平面如上所述在离岸的情况下指的是海底而在岸上的情况下指的是地表。这些安全阀在本领域中经常被称作地下安全阀(简写为SSSV)。已知的地下安全阀设置为插入生产管道中的细长的管状部件，可被管收回的或者可被金属绳收回。在可被管收回的情况下，该管状部件的其上端部和下端部处分别设置有用于附接到生产管道的上部部分和下部部分的如螺纹的连接装置，以使得生产管道下部部分、管状部件和生产管道上部部分形成连续柱。为了收回可被管收回的部件，必须从井眼中向上取回整根管直到部件表面为止。在可被金属绳收回的情况下，该管状部件作为塞被插入到生产管道中，并且例如通过坐放短节和闭锁芯轴而固定到生产管道的内壁，所述坐放短节设置在生产管道内部，所述闭锁芯轴具有设置在管状部件的外部上的键。为了收回可被金属绳收回的部件，将设置有所谓的震击器(jar)的金属绳下放到生产管道中，金属绳/震击器要被联接到所述部件，所述部件将与生产管道分离并且随后通过从生产管道取回金属绳连同已连接的部件来实现收回。

已知的地下安全阀的阀机构包括控制套筒。这种控制套筒在两个纵向端部处是开口的，并且被故障安全弹簧沿着向上方向预偏压。通过作用在围绕控制套筒附接的肋状件或者凸缘上的液压压力可向下推动控制套筒。当处于其向上位置中时，套筒的下端部被挡板闭合。挡板实际上是板，所述板可围绕水平枢转轴线在水平位置和竖直位置之间枢转，在所述水平位置中，控制套筒的下端部闭合，在所述竖直位置中，挡板搁置成抵靠套筒壁的外侧。通过用液压压力向下推动控制套筒，挡板从其水平位置枢转至其竖直位置，从而允许生产流流过控制套筒。

在烃生产中，诸如SSV和SSSV的安全阀发挥可靠作用是至关重要的。从安全规程的角度来看，至关重要的是在紧急情况下安全阀在其闭合作用中是高度可靠的，或者生产井的安全阀应当防止气态烃和/或液态烃喷出到外界环境中。从经济的角度来看，也非常重要的是可在闭合之后再次打开安全阀。在这一方面中，应当注意的是在实践上还因紧急情况之外的其它原因而闭合安全阀。安全阀例如可以因维护或者维修目的而闭合，或者仅仅是由于因经济或者其它原因暂时关闭生产井而闭合安全阀。在闭合之后不能再次打开SSV或者SSSV的情况中，这在烃生产领域中导致花费巨大成本，原因在于更换操作需要拆卸井的XMT和/或上部部分。

在烃井中，沉积物沉淀到与气态烃和/或液态烃相接触的表面上，而且与气态烃和/或液态烃相接触的表面易于遭受腐蚀和其它可能导致沉积物沉淀的化学反应。这些现象也发生在安全阀中。在具有挡板和/或用于操作挡板的控制套筒的阀中，该阀在SSSV中频繁使用，沉积物沉淀在挡板的座部以及挡板自身上。这在挡板闭合时由于沉积物和/或化学反应产物影响挡板和座部的密封表面而导致泄漏。此外，沉积物和/或化学反应产物可能导致控制套筒被卡在其取回位置中，使得不能向下推动控制套筒来再次打开挡板。在具有球的阀中，该阀在SSV中频繁使用，沉积物和/或化学反应产物可能导致球被卡在其闭合或者打开位置中或者可能阻碍完全打开球阀。

发明内容

本发明的目的是提供了一种针对与引入向下延伸到井中的附加管道有关的上述问题中的至少一些的解决方案。更加具体地，本发明的目的是提供一种用于烃井的诸如安全阀的阀，所述阀非常可靠，所述阀优选与用于烃井的现有技术已知的安全阀相比更为可靠，所述阀在其闭合作用及其打开作用的操作中都非常可靠。