[发明专利]用于协助阀促动器闭合阀的设备以及方法

说明书

一种用于协助促动器(13)闭合阀(107)的设备具有圆柱形助推器壳体(11)，其具有中心轴线。助推器壳体包括面向上的活塞腔(45)和面向下的下腔(51)，其具有内螺纹(36)，以与阀促动器的活塞头(23)的外螺纹有选择地联接。隔壁(61)形成在活塞腔(45)与下腔(51)之间。隔壁具有开口(63)，用于将阀促动器的促动杆(35)有选择地接收穿过其中。助推器活塞(67)定位在活塞腔内。助推器活塞可沿轴向方向向上移动，以使阀(107)从下开启位置移动到上闭合位置。

技术领域

本公开内容大体上涉及阀促动器，并且更具体地涉及协助促动器闭合阀的装置。

背景技术

闸阀为具有本体和穿过本体的膛孔的阀。闸定位成横穿本体，且线性地移动，以阻挡穿过膛孔的流动，或允许穿过膛孔的流动。闸通常具有孔口，其与膛孔对准以允许流动。闸有时由阀促动器移动或促动。

阀促动器可为气动、隔膜、活塞或液压类型的促动器，其朝阀向下推动杆，以开启阀。阀盖通常连接到阀上，其中杆延伸穿过阀盖，且然后促动器连接到阀盖上。随着时间的推移，阀可形成过大的闸阻力，使得促动器不可能向上移动且完全闭合阀。淤泥和碎屑可捕集在阀中，且闸和阀座接口破坏或过大磨损使得难以或不可能完全闭合。可能存在促动器由于变化的场地条件而没有足够的阀盖杆推力或弹簧力来完全闭合阀时的时刻。

在油气开采期间，线缆或管状部件通常通过某个类型的闸阀而降低。理想的是，线缆或管状部件在闸阀闭合之前从井除去。然而，在一些情形中，缆线或管状部件在阀闭合之前除去是不可能的，且闸阀在线缆或管状部件上闭合。一些促动器可提供足够的力来切割线缆或管状部件。然而，并非所有阀设计成这样做，且在紧急情形中，延伸穿过阀的线材缆或管状部件可能需要切割，以闭合阀。由于促动器不可施加完全闭合阀所需的力，故在阀留在半开位置时，可危害现场操作的安全。

用于非开采应用的现有技术解决方案使用了双重作用的促动器。然而，这些是很复杂且昂贵的机构。一些开采应用需要促动器将在极端钻探条件下操作，且然后无缝过渡到不太严酷的开采应用。对于某些开采应用，需要机械的单作用故障保护闭合促动器，且不允许双重作用。开采促动器设计大体上稳健性低于钻探促动器设计。

发明内容

本文所述的设备将便于甚至在极端条件下使用简单促动器，如，机械单作用故障保护闭合促动器。例如，其将允许此简单促动器在恶劣钻探条件下使用，且然后过渡到其作为开采促动器的任务，而不需要在操作之间以更稳健的促动器切换更简单的促动器。

一种用于协助阀促动器闭合阀的设备可具有圆柱形助推器壳体，其具有中心轴线。助推器壳体包括面向上的活塞腔和面向下的下腔，其具有内螺纹，以与阀促动器的活塞头的外螺纹有选择地联接。隔壁形成在活塞腔与下腔之间。隔壁具有开口，以用于将阀促动器的促动杆有选择地接收穿过其中。设备还可具有位于活塞腔内的助推器活塞。助推器活塞具有位于助推器活塞的底侧上的活塞安装器件，以用于将阀促动器的促动杆的顶端有选择地固定到助推器活塞上。助推器活塞可沿轴向方向向上移动，以使阀从下开启位置移动到上闭合位置。

在某些实施例中，活塞腔具有流体供应端口，其从助推器壳体的外表面延伸至活塞腔的上内膛孔，以用于将加压流体喷射到活塞腔中且使助推器活塞向上移动。该设备还可包括连接到加压流体供应管线上的电磁阀。电磁阀可操作成调节加压流体至活塞腔的输送。

在某些其它实施例中，活塞安装器件为助推器活塞上的螺纹轮廓，其有选择地与促动杆的顶端上的螺纹轮廓匹配。隔壁密封件可产生促动杆的外表面与隔壁的中心开口的内表面之间的流体密封。活塞密封器件可产生助推器活塞的外表面与活塞腔的内表面之间的流体密封。

在又一些实施例中，助推器壳体可具有螺钉开口，其构造成允许调节螺钉进入下腔，且接合活塞头，以限制活塞头与助推器壳体之间的相对移动。助推器活塞可具有用于保持助推器活塞与活塞腔的轴向对准的对准轴承。