NO327304B1

NO327304B1 - Device for attaching a valve to a rudder-shaped element

Info

Publication number: NO327304B1
Application number: NO20081360A
Authority: NO
Inventors: Vidar Mathiesen; Haavard Aakre; Bjornar Werswick
Original assignee: Statoilhydro Asa
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2009-06-02
Also published as: WO2009113872A2; WO2009113872A3; CA2717861A1; GB2470691B; GB201015694D0; NO20081360A; US20110073313A1; BRPI0909326A2; GB2470691A

Abstract

I en anordning for festing av en ventil (1) til et rørformet element (2) som er plassert i et borehull tilformet i et underjordisk reservoar, og som har minst ett dreneringsavsnitt (11) innbefattende flere slike ventiler for derved å tillate strømning av fluid henholdsvis inn i og ut fra det rørformede elementet, er samsvar med den foreliggende oppfinnelse ventilen (1) er sikret til det rørformede elementet (2) ved hjelp av et hylseparti (3). Hylsepartiet er en del av ventilen eller er tilformet lignende en separat muffe (4; 4'), inn i hvilken ventilen er anordnet.In a device for attaching a valve (1) to a tubular element (2) located in a borehole formed in an underground reservoir, and having at least one drainage section (11) including several such valves to thereby allow flow of fluid respectively into and out of the tubular element, in accordance with the present invention the valve (1) is secured to the tubular element (2) by means of a sleeve portion (3). The sleeve portion is a part of the valve or is shaped like a separate sleeve (4; 4 '), into which the valve is arranged.

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en anordning for festing av en ventil til et rørformet element, særlig ventiler som er avpasset for å styre strømning av fluid ut fra eller inn i et underjordisk reservoar. The present invention relates to a device for attaching a valve to a tubular element, in particular valves which are adapted to control the flow of fluid from or into an underground reservoir.

Når ventiler skal monteres til rørformede elementer, har praksis vist at vanskeligheter lett inntreffer. Problemer oppstår i å skaffe til veie en hensiktsmessig og enkel måte for fikseringen som sådan. Det er heller ikke åpenbart at ventilene forblir i en fastgjort posi-sjon i løpet av situasjoner, i hvilke det rørformede elementet senkes inn i et borehull eller et overhalingsverktøy kjøres gjennom dette. When valves are to be fitted to tubular elements, practice has shown that difficulties easily occur. Problems arise in providing an appropriate and simple way for the fixation as such. It is also not obvious that the valves remain in a fixed position during situations in which the tubular member is lowered into a borehole or an overhaul tool is driven therethrough.

Derfor er et hovedformål å skaffe til veie lettvint og kostnadseffektiv montering av ventilene radialt gjennom veggen av det rørformede elementet eller aksialt anbrakt i dette. Det er likeså et formål å besørge en fiksering som innebærer at ventilene ikke er tilbøye-lige fra utilsiktet å løsne fra det rørformede elementet, men om nødvendig likeså er i stand til å fjernes, f.eks. for å erstatte en skadet ventil på stedet. Therefore, a main purpose is to provide easy and cost-effective mounting of the valves radially through the wall of the tubular element or axially placed therein. It is also an object to provide a fixation which means that the valves are not prone to accidentally detaching from the tubular element, but if necessary are also able to be removed, e.g. to replace a damaged valve on site.

Disse formålene oppnås med en anordning for festing av en ventil til et rørformet element som er plassert i et borehull tilformet i et underjordisk reservoar, og som har minst ett dreneringsavsnitt innbefattende flere slike ventiler for derved å tillate strømning av fluid henholdsvis inn i og ut fra det rørformede elementet, kjennetegnet ved at ventilen er sikret til det rørformede elementet ved hjelp av et hylseparti, idet hylsepartiet er en del av ventilen eller er tilformet lignende en separat muffe, inn i hvilken ventilen er anordnet. These objects are achieved with a device for attaching a valve to a tubular element which is placed in a borehole formed in an underground reservoir, and which has at least one drainage section including several such valves to thereby allow the flow of fluid respectively into and out of the tubular element, characterized in that the valve is secured to the tubular element by means of a sleeve part, the sleeve part being part of the valve or shaped like a separate sleeve, into which the valve is arranged.

Gunstige utførelser er angitt i de uselvstendige patentkravene og innebærer kortfattet uttrykt at ventilen kan sikres ved hjelp av gjenger og/eller minst én sveis, stabiliseres med bruk av en innsats i et område mellom ventilen og det rørformede elementet, monteres i nivå med, eller over eller under den ytre eller indre overflaten av det rørformede elementet og monteres i en radial eller aksial retning av det rørformede elementet. Advantageous embodiments are indicated in the independent patent claims and briefly imply that the valve can be secured by means of threads and/or at least one weld, stabilized with the use of an insert in an area between the valve and the tubular element, mounted at the level of, or above or below the outer or inner surface of the tubular member and is mounted in a radial or axial direction of the tubular member.

Nå skal den foreliggende oppfinnelse omtales i større detalj med henvisning til fore-trukne utførelser illustrert på tegningene, i hvilke: Fig. la-c viser skjematisk utførelser av en ventil med et hylseparti bruk når sikring av ventilen til et rørformet element ved hjelp av gjenger; Fig. 2a-b skildrer skjematisk andre utførelser lignende Fig. la-c, men gjengene er blitt erstattet av minst én sveis; Fig. 3 a-b illustrerer enda andre utførelser, innbefattende en innsats avpasset etter kurvaturen til det rørformede elementet som presenter en flat overflate for en ventilflens; Fig. 4a-c viser skjematisk enda andre utførelser som benytter en separat muffe for å sikre ventilen til det rørformede elementet; Fig. 5 a-b skildrer i perspektiv ventilen som sikres i et dreneringsavsnitt av det rørfor-mede elementet; Fig. 6a-c illustrerer skjematisk enda andre utførelser som innbefatter en indre foring; og Fig. 7a-b viser skjematisk utførelser i hvilke hylsen er plassert inn i det rørformede elementet. The present invention will now be described in greater detail with reference to preferred embodiments illustrated in the drawings, in which: Fig. la-c schematically show embodiments of a valve with a sleeve portion used when securing the valve to a tubular element by means of threads ; Fig. 2a-b schematically depict other embodiments similar to Fig. la-c, but the threads have been replaced by at least one weld; Fig. 3 a-b illustrate still other embodiments, including an insert adapted to the curvature of the tubular element which presents a flat surface for a valve flange; Figures 4a-c show schematically still other embodiments which use a separate sleeve to secure the valve to the tubular member; Fig. 5 a-b depicts in perspective the valve which is secured in a drainage section of the tubular element; Fig. 6a-c schematically illustrate still other embodiments which include an inner liner; and Fig. 7a-b schematically show embodiments in which the sleeve is placed into the tubular element.

Først skal det gis noen generelle merknader. Slik som illustrert på Fig. 5a, er en auto-nom eller selvjusterende ventil eller strømningsstyreinnretning i samsvar med WO-Ai 2008/004875 benyttet for å eksemplifisere alle sorter av ventiler 1 anvendelige for den foreliggende oppfinnelse. Selv om Fig. 5b viser et rørformet element med et dreneringsavsnitt 21 som strekker seg i en horisontal retning, innebærer dette faktumet ikke ute-lukkelsen av dreneringsavsnitt orientert i andre retninger, så som vertikalt, på skrå, etc. Unntatt på Fig. 7a-b tillater alle ventilene at fluidet strømmer inn i det rørformede elementet. Den foreliggende oppfinnelse kan likeså brukes med ventiler som er plassert i den motsatte retningen, og som således tillater strømningen av fluid ut av dreneringsav-snittet inn i en underjordisk formasjon under injisering. Det skal forstås at en kombina-sjon av ventiler orientert i begge retninger er innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse, noe som innebærer at det rørformede elementet kan benyttes under både prod-uksjon og injeksjon. På tegningene er ventilen ikke skildret i korrekt målestokk, men forstørret for å klargjøre dens detaljer. Ventilen kan spesialtilpasses for hvilke som helst behov, f.eks. med en høyde som svarer til veggen av det rørformede elementet. First, some general remarks should be made. As illustrated in Fig. 5a, an autonomous or self-adjusting valve or flow control device in accordance with WO-Ai 2008/004875 is used to exemplify all types of valves 1 applicable to the present invention. Although Fig. 5b shows a tubular element with a drainage section 21 extending in a horizontal direction, this fact does not imply the exclusion of drainage sections oriented in other directions, such as vertically, obliquely, etc. Except in Fig. 7a- b all the valves allow the fluid to flow into the tubular element. The present invention can also be used with valves located in the opposite direction, thus allowing the flow of fluid out of the drainage section into an underground formation during injection. It should be understood that a combination of valves oriented in both directions is within the scope of the present invention, which implies that the tubular element can be used during both production and injection. In the drawings, the valve is not depicted to the correct scale, but enlarged to clarify its details. The valve can be specially adapted for any need, e.g. with a height corresponding to the wall of the tubular element.

Slik som allerede nevnt over, er den foreliggende anordning utviklet for fiksering av en ventil 1 til et rørformet element 2 for å styre strømningen av fluid ut fra eller inn i et underjordisk reservoar, ikke vist. Det rørformede elementet skal således plasseres i et borehull tilformet i slike underjordiske reservoarer for å produsere eksempelvis hydro- karboner eller injisere ulike injeksjonsfluider henholdsvis ut fra og inn i reservoaret. Det rørformede elementet har minst ett dreneringsavsnitt 11 som innbefatter flere slike ventiler for å tillate strømningen av fluid inn i eller ut fra det rørformede elementet. I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er hver av ventilene sikret til det rørformede elementet ved hjelp av et hylseparti 3, og hylsepartiet er en integrert del av ventilen, dvs. en monolittisk komponent i denne, eller er tilformet lignende en separat muffe 4; 4', inn i hvilken ventilen skal anordnes. As already mentioned above, the present device is developed for fixing a valve 1 to a tubular element 2 to control the flow of fluid out of or into an underground reservoir, not shown. The tubular element is thus to be placed in a borehole formed in such underground reservoirs to produce, for example, hydrocarbons or to inject various injection fluids respectively from and into the reservoir. The tubular element has at least one drainage section 11 which includes several such valves to allow the flow of fluid into or out of the tubular element. In accordance with the present invention, each of the valves is secured to the tubular element by means of a sleeve portion 3, and the sleeve portion is an integral part of the valve, i.e. a monolithic component thereof, or is shaped like a separate sleeve 4; 4', into which the valve is to be arranged.

I samsvar med en første utførelse har ventilen et hylseparti 3, se Fig. la-c, som er en del av ventilen og anordnet ved et ventilskaft 36. Hylsepartiet er utstyrt med gjenger 31, og en boring gjennom det rørformede elementet har komplementære gjenger, ikke skildret. Ventilen er festet ved skruing av gjengene inn i hverandre. For å forsterke forbindelsen mellom ventilen og det rørformede elementet kan et passende lim eller lodding benyttes supplerende til gjengene 31, se henholdsvis Fig. la og Fig. lb. Alternativt kan, slik som illustrert på Fig, lc, en sveis 32 anordnes i et område mellom det rørformede elementet og ventilen. Det bør legges merke til at de strekede linjene ikke angir en indre vegg av ventilskaftet, men kun den horisontale utstrekningen av gjengene 31. In accordance with a first embodiment, the valve has a sleeve portion 3, see Fig. 1a-c, which is part of the valve and arranged at a valve stem 36. The sleeve portion is equipped with threads 31, and a bore through the tubular element has complementary threads, not depicted. The valve is fixed by screwing the threads into each other. To strengthen the connection between the valve and the tubular element, a suitable glue or soldering can be used in addition to the threads 31, see respectively Fig. la and Fig. lb. Alternatively, as illustrated in Fig, 1c, a weld 32 can be arranged in an area between the tubular element and the valve. It should be noted that the broken lines do not indicate an inner wall of the valve stem, but only the horizontal extent of the threads 31.

Som en alternativ utførelse, se Fig. 2a-b, er hylsepartiet 3 festet med en sveis 33 som fullstendig fyller spalten mellom hylsepartiet og det rørformede elementet, eller både en kilesveis 34 og en påleggssveis 35.1 et slikt tilfelle kan ventilskaftet tilformes uten noen gjenger. As an alternative embodiment, see Fig. 2a-b, the sleeve part 3 is attached with a weld 33 which completely fills the gap between the sleeve part and the tubular element, or both a wedge weld 34 and an overlay weld 35. In such a case, the valve stem can be shaped without any threads.

I samsvar med Fig. 3a-b har en ytterligere utførelse som svarer til den ene over en innsats 5 anordnet i et område mellom ventilflensen 11 og det rørformede elementet 2. Innsatsen utligner for kurvaturen til det rørformede elementet og tildanner en flat basis for ventilflensen 11, noe som involverer en mer robust fiksering. Både ventilflensen og innsatsen er utstyrt med tetninger 12, 52 av passende slag, for eksempel men ikke uteluk-kende en O-ring, anordnet i spor eller lignende. Innsatsen kan lages av hvilke som helst passende materialer. Dersom en elastomer brukes, kan tetningene utelates. In accordance with Fig. 3a-b, a further embodiment corresponding to the one above has an insert 5 arranged in an area between the valve flange 11 and the tubular element 2. The insert compensates for the curvature of the tubular element and forms a flat base for the valve flange 11 , which involves a more robust fixation. Both the valve flange and the insert are equipped with seals 12, 52 of a suitable type, for example but not exclusively an O-ring, arranged in grooves or the like. The insert can be made from any suitable materials. If an elastomer is used, the seals can be omitted.

Hylsepartiet 3 må nødvendigvis ikke tilformes på nivå med den ytre overflaten av ventilskaftet 36, men kan om nødvendig strekke seg utenfor denne overflaten, ikke illustrert. En slik konfigurasjon er nyttig i tilfellet av et elastomerisk innlegg 5 som innbefatter en bøssing utført av metall for å forhindre overstramming av ventilen 1, ikke illustrert. The sleeve portion 3 must not necessarily be shaped at the level of the outer surface of the valve stem 36, but can if necessary extend beyond this surface, not illustrated. Such a configuration is useful in the case of an elastomeric insert 5 which includes a bushing made of metal to prevent overtightening of the valve 1, not illustrated.

I enda en utførelse, se Fig. 4a-c, er hylsepartiet tilformet av en separat muffe 4, i hvilken gjenger 41 utført i en overflate som vender mot ventilskaftet 36. Muffen 4 som sådan er sikret til det rørformede elementet 2 ved hjelp av en passende sveis, og gjengene 41 er tilformet komplementære til gjengene 31 i ventilen, noe som muliggjør skruing av ventilen 1 og muffen inn i hverandre. Slik som nevnt over, kan gjengeforbindelsen supple-,res med et lim eller lodding. En passende tetning 43 er anordnet i et område mellom muffen og ventilflensen 11, f.eks. i et spor eller lignende. For å muliggjøre montering under en ytre overflate av det rørformede elementet 2 er muffen 4 utstyrt med en utsparing 44, se Fig. 4b-c. Som et alternativ til gjenger kan muffen forsynes med et spor 45 for å romme ventilflensen 11 og en låsering 45 som fester ventilen på en løsbar måte inne i muffen. In yet another embodiment, see Fig. 4a-c, the sleeve portion is formed by a separate sleeve 4, in which threads 41 are made in a surface facing the valve stem 36. The sleeve 4 as such is secured to the tubular element 2 by means of a suitable weld, and the threads 41 are shaped complementary to the threads 31 in the valve, which enables the valve 1 and the sleeve to be screwed into each other. As mentioned above, the threaded connection can be supplemented with an adhesive or soldering. A suitable seal 43 is arranged in an area between the sleeve and the valve flange 11, e.g. in a track or similar. To enable assembly under an outer surface of the tubular element 2, the sleeve 4 is equipped with a recess 44, see Fig. 4b-c. As an alternative to threads, the sleeve can be provided with a groove 45 to accommodate the valve flange 11 and a locking ring 45 which fixes the valve in a releasable manner inside the sleeve.

For å forhindre at et nedre parti av ventilen 1 utgjør en skarp kant som er i stand til å ødelegge gjenstander, som senkes inn i det rørformede elementet 2, er for eksempel en indre foring 6 anbrakt for å omgi dette nedre partiet som strekker seg under en indre overflate av det rørformede elementet. Slik som skildret på Fig. 6b-c, kan foringen tilformes lignende henholdsvis en separat foring og en monolittisk del av det rørformede elementet. Særlig når tilformet monolittisk, er det rørformede elementet forsynt med en utsparing 22 som muliggjør at ventilen befinner seg under dets ytre overflate. In order to prevent a lower part of the valve 1 from forming a sharp edge capable of destroying objects, which are lowered into the tubular element 2, for example an inner lining 6 is provided to surround this lower part which extends below an inner surface of the tubular member. As depicted in Fig. 6b-c, the lining can be shaped like a separate lining and a monolithic part of the tubular element, respectively. Particularly when formed monolithically, the tubular element is provided with a recess 22 which enables the valve to be located under its outer surface.

Ventilene 1 er vanligvis anordnet i en radial retning gjennom det rørformede elementet 2, men det kan være situasjoner, i hvilke ventilene skal monteres aksialt inne i det rør-formede elementet, f.eks. for å styre strømningen av fluid i et grenrør og lignende. Da er, slik som illustrert av Fig. 7a-b, muffen orientert i en langsgående retning innvendig i det rørformede elementet og sikret på hvilken som helst det indre overflate. I et alternativ er muffen tilformet med et skille 47 som har flere enn én gjennomgående åpning for å romme ventilene. Det forstås at avvikende innslag fra utførelsene over er anvendelige også i dette tilfellet og skal derfor ikke gjentas. The valves 1 are usually arranged in a radial direction through the tubular element 2, but there may be situations in which the valves are to be mounted axially inside the tubular element, e.g. to control the flow of fluid in a branch pipe and the like. Then, as illustrated by Fig. 7a-b, the sleeve is oriented in a longitudinal direction inside the tubular element and secured to any of the internal surfaces. In an alternative, the sleeve is formed with a partition 47 having more than one through opening to accommodate the valves. It is understood that elements deviating from the designs above are also applicable in this case and should therefore not be repeated.

Claims

1. Device for attaching a valve (1) to a tubular element (2) which is placed in a borehole formed in an underground reservoir, and which has at least one drainage section (11) including several such valves to thereby allow the flow of fluid respectively into in and out of the tubular element, characterized by the fact that the valve (1) is secured to the tubular element (2) by means of a sleeve part (3), the sleeve part being part of the valve or shaped like a separate sleeve (4; 4'), into which the valve is arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that the sleeve portion (3) comprises threads (31) shaped circumferentially in an outer surface of the valve (1).

3. Device according to claim 2, characterized in that the access connection (31) is supplemented with an adhesive or soldering.

4. Device according to claim 1, characterized by the access connection (31) being supplemented with a weld (32) arranged in an area between the tubular element (2) and the valve (1).

5. Device according to claim 1, characterized in that the sleeve part (3) is attached using a weld (33) which completely fills a gap between the sleeve part and the tubular element (2) or alternatively both a wedge weld (34) and an overlay weld (35).

6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that an insert (5) is arranged in an area between the valve flange (11) and the tubular element (2).

7. Device according to claim 6, characterized in that a seal (12, 52) is arranged in the insert (5) and/or the valve flange (11).

8. Device according to claim 1, characterized in that when shaped like a separate sleeve (4; 4'), the sleeve portion is equipped with threads (41) shaped in a surface facing the valve (1).

9. Device according to claim 8, characterized in that the sleeve (4) is secured to the tubular element (2) by means of a weld (42).

10. Device according to claim 9, characterized in that a seal (43) is arranged in an area of the sleeve and the valve flange (11).

11. Device according to claims 8 to 10, characterized in that the sleeve (4) is equipped with a recess (44) to enable the valve (1) to be placed under an outer surface of the tubular element (2).

12. Device according to claim 11, characterized in that the sleeve (4) is formed with a groove (45) to accommodate the valve flange (11) and a locking ring (45).

13. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the tubular element (2) is equipped with an inner lining (6) which surrounds a lower part of the valve (1).

14. Device according to claim 13, characterized in that the lining (6) is a monolithic part of the tubular element (2).

15. Device according to claim 14, characterized in that the tubular element (2) is provided with a recess (22) to enable the valve (1) to be placed under its outer surface.

16. Device according to claim 1, characterized in that the sleeve (4') is oriented in a longitudinal direction inside the tubular element (2).

17. Device according to claim 16, characterized in that the sleeve is formed with a partition (47) which has more than one through opening to accommodate several valves (1).