NO754420L - - Google Patents

Description

Som vist i US-patentene 3.460.614 og 3.701.459, er det kjent å anordne en ventilenhet til bruk i et styresystem for undervannsbrønner. Ved de kjente anordninger ble ventillommer boret ut i en massiv, sirkulær ventilblokk, hvilket medførte vanskelig maskinbearbeiding, krevde stor plass og gjorde det nødvendig å skifte ut hele enheten, hvis lommene ble skadet.

Mens de tidligere kjente ventilenhetene stort.sett var tilfreds-stillenée for styring av et minimalt antall undervannsfunksjoner, krever styresystemene for undervannsbrønner nå styring av opp til sekstifire funksjoner. De krever større væskepassasjer og ventiler for tilfredsstillende drift av undervanns-utstyret,

og dette kan ikke oppnås med de kjente anordninger.

Foreliggende oppfinnelse vedrører forskjellige forbed-ringer i en ventilenhet for styring av hydrauliske væskestrøm-mer gjennom styrepassasjene for et undervanns-styresystem.

Oppfinnelsen går ut på å tilveiebringe en ventilenhet

med en laminert manifold-blokk som har et øvre, et midtre og et nedre sjikt og som er tilpasset for forbindelse med et undervanns-styresystem for hydraulisk styring av undervannsutstyr, hvor en hunndel er tilpasset for forbindelse med undervanns-utstyret og hvor en gjenvinnbar hanndel samvirker med hunn-

delen og flere styrevæskepassasjer forløper gjennom delene.

Den laminerte manifold-blokk ifølge foreliggende oppfinnelse

er tilpasset for forbindelse med toppen av hanndelen. Den laminerte ventilblokk avstøtter flere individuelle ventilhus som er løsbart festet til ventilblokkens øvre sjikt, hvorved hvert hus er tilpasset for å oppta en pilotbetjent styreventil med et innløp, et utløp og en lufteport. Den laminerte manifold-blokk omfatter væskeinnløps- og væskeutløps-passasjer som for-løper mellom styreventilene og hanndelen for hydraulisk styring

av undervannsutstyret som er forbundet med undervanns-systemet.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en laminert manifold-blokk som er rektangulær og lengre enn bredden av hanndelen for undervanns-styresystemet for opptagelse av ventiler av passende størrelse for opprettelse av det nødvendige hydrauliske strømningsvolum til kontroll av undervannsutstyret, samtidig som det gjør det mulig å utføre hanndelen og hunndelen likesom manifolden i minimal størrelse.

En annen hensikt med oppfinnelsen er tilveiebringelse av en forbedring i ventilenheten for et undervanns-styresystem med en laminert manifold-blokk, hvor det opprettes buktede baner mellom et antall styreventiler og hanndelen for undervanns-styresystemet, som det ikke var mulig å tilveiebringe ved rett-linjet boring med konvensjonell maskinbearbeidelse.

<y>tterligere en hensikt med oppfinnelsen er tilveiebringelse av et antall individuelle ventilhus, som er løsbart festet til den laminerte manifold-blokks øvre sjikt og som lett kan forbindes med manifold-blokken og lett kan skiftes ut hver for seg, hvis dette er nødvendig.

Et annet formål med oppfinnelsen er tilveiebringelse av en ventilenhet for et undervanns-styresystem med en laminert manifold-blokk som har et øvre, et midtre og et nedre sjikt, hvor flere utløpspassasjer forløper gjennom ventilblokkens øvre, midtre og nedre sjikt for opprettelse av forbindelse mellom et av utløpene for en av styreventilene og en av væskepassasjene i hanndelen, hvor utløpspassasjene i øvre sjikt er anordnet i flere langsgående og tverrgående ledninger for optimal lokali-sering av de indre passasjer i ventilmanifolden, samtidig som den nødvendige størrelse reduseres til et minimum.

Et annet formål med oppfinnelsen er tilveiebringelse av flere separate væsketilførsels-manifolder i midtre sjikt av den laminerte ventil-manifold, hvilke forløper gjennom øvre sjikt til forskjellige styreventil-innløp for styring av forskjellig undervannsutstyr med ulikt betjeningstrykk.

Et annet formål med oppfinnelsen er at det i midtsjiktet for den laminerte ventilmanifold tilveiebringes en væske-utløps-manifold, som forløper gjennom øvre sjikt til hver av utløps-portene for styreventilen.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er tilveiebringelse av en forlengelse av væsketilførsels-manifoldén og væskeutløps-manifolden til øvre sjikt av den laminerte ventil-blokk ved punkter som er forskutt fra de langs- og tverrgående ledninger for utløpspassasjene, slik at man oppnår optimale volum- og styrkeegenskaper av manifolden.

Ytterligere et formål med foreliggende oppfinnelse er tilveiebringelse av en felles væskeutløps-manifold i nedre sjikt av ventilblokken og forbundet med flere adskilte utløpsmanifold-er i ventilmanifoldens midtsjikt.

Enda et formål med oppfinnelsen er tilveiebringelse av flere passasjer for styrevæske i hanndelen anordnet i konsentriske sirkler øverst i hanndelen hvorved utløps-passasjene i den laminerte ventilblokk forløper vertikalt gjennom øvre sjikt og midtre sjikt til nedre sjikt samt forløper horisontalt gjennom nedre sjikt til en av passasjene for styrevæske i hanndelen.

Ytterligere formål, trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av nedenstående beskrivelse av et foretrukket utførel-seeksempel av oppfinnelsen. Fig. 1 er et partielt perspekt!visk riss av ventilenheten ifølge oppfinnelsen, vist i bruk i et undervanns-styresystem for hydraulisk styring av undervannsutstyret.

Fig. 2 er et sideriss, delvis i snitt etter linjen 2-2

i fig. 3, av en del av ventilanordningen ifølge oppfinnelsen, som styrer hydraulisk væske gjennom hanndelen og hunndelen for undervanns-styresystemet. Fig. 3 er et partielt sideriss av den laminerte ventil-blokk, bortbrudt i forskjellige nivåer for at man skal se de indre passasjer i forskjellige sjikt av ventilblokken. Fig. 4 er et sideriss av midtre sjikt av den laminerte ventilblokk ifølge oppfinnelsen.

I fig. 1 er det vist et styresystem 10 for undervannsboring, som benyttes til hydraulisk styring av forskjellig undervannsutstyr, som en utblåsningshindrer 12 i en undervanns-brønn. Styresystemet 10 omfatter en eller flere hunndeler 14 og 14a, tilpasset for forbindelse med undervannsutstyret 12 via flere væske-kontroll-ledninger 16, og en eller flere hanndeler 18 og 18a, som er gjenvinnbare og tilpasset for samvirke med hunndelene 14 hhv. 14a og i sin tur via en ventilenhet er forbundet med en styreledning 20 hhv. 20a, gjennom hvilken en hydraulisk forsyningsledning og flere elektriske og/eller hydrauliske styreanordninger er anordnet. Hanndelen 18 omfatter flere væskepassasjer 22, som forenes med flere væskepassasjer 24 i hunndelen 14, når hanndelen 18 er forbundet med hunndelen 14. Styresystemer for hydraulisk styring av undervannsbrønn-utstyr er generelt beskrevet i US-patentene 3.460.614 og 3.701.549.

Etter hvert som boreutstyret er blitt mer komplisert, kreves imidlertid i stigende grad at styresystemene 10 for undervannsboring skal styre flere og flere forskjellige typer av brønnutstyr med større effektivitet, men med minimal størrelse. Systemet ifølge foreliggende oppfinnelse er f.eks. beregnet for styring av sekstifire brønnfunksjoner. For oppnåelse av en hurtig reaksjonstid for drift av undervannsutstyret, må de hydrauliske passasjer dessuten gis økt størrelse for håndtering av et økt volum av styrevæske. Skjønt antallet og størrelsen av væskepassasjene 22 og 24 i hanndelen 18 og hunndelen 14 på en tilfredsstillende måte kan økes ved opprettelse av flere og større passasjer 22 og 24, kan økningen av størrelsen og antallet kontroller ikke styres tilfredsstillende med ventil-blokken av den kjente type. En økning av antallet og størrelsen av styreventilene og anbringelse av dem i maskinbearbeidede ventillommer, som ved tidligere kjente anordninger, medfører f.eks. vanskeligheter ved maskinbearbeidingen og øker ikke bare ventil-blokkens men også hann- og hunndelenes størrelse i altfor sterk grad for oppnåelse av koaksial forbindelse mellom lommene og væskepassasjene 22 i hanndelen 18. Ettersom de maskinbearbeidede lommer må bearbeides med snevre toleranser for å passe til styreventilene, vil feil ved bearbeidelsen av lommen dessuten føre til at hele ventilblokken kasseres.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å tilveiebringe en laminert ventilblokk, generelt antydet ved 26 (tydeligst vist i fig. 2 og 3), som omfatter et øvre sjikt 28, et midtsjikt 30 og et nedre sjikt 32 og hvor det kan anordnes, grenseflatesjikt 34, 36 og 38. Bruken av en laminert manifold-blokk gjør det mulig å fremstille hvert sjikt for seg og anordne kompliserte væskestrømnings-kanaler i dem, hvilket ikke var mulig i en en- hetlig ventilblokk av den kjente type. De separat fremstilte sjikt forenes og lamineres på konvensjonell måte. Manifold-blokken 26 er på en passende måte forbundet med toppen av hanndelen 18, f.eks. med bolter. Ventilblokken 26 har fortrinnsvis rektangulær form og en lengde som er større enn hanndelens 18 bredde, slik at blokken kan oppta den ønskede økede størrelse av styrepassasjene, samtidig som størrelsen av hanndelen 18 og hunndelen 14 samt blokken 26 kan holdes på et minimum, og det således tilveiebringes en mer kompakt anordning enn de kjente sirkulære ventilblokker.

Flere pilotbetjente styreventiler 40, som modellen No. SPM styreventil No. 10-05025, handelsført av C.Jim Stewart&Stevenson, Inc., Houston, Texas, USA, kan anordnes. Hver ventil

40 har en innløpsport 42, en utløpsport 44 og en lufte- eller uttømningsport 46. Ventilene 40 omfatter et ventilelement 48

som ettergivende presses mot et ventilsete 58 av en fjær 52

for opprettelse av forbindelse mellom utløpet 44 og innløps-porten 42. En pilotbetjent styreledning 54 er forbundet med ven-tilen 40 for oppadbevegelse av et stempel 56, som er forbundet med ventilelementet 48, slik at ventilelementet 48 bringes i anlegg mot et andre sete 50 for opprettelse av forbindelse mellom ut-løpsporten 44 og lufteporten 46, mens innløpsporten 4 2 er blokkert.

Flere separate ventilhus 60 er løsbart festet til øvre sjikt 28 i ventilblokken 26, f.eks. med bolter 62, og hvert hus 60 opptar en styreventil 40. De separate hus 60 er lette å reparere eller skifte ut ved svikt, uten at hele ventil-blokken 26 må kasseres. Ved toleranseproblemer i forbindelse med ventilene 40, kan de enkelte hus 60 maskinbearbeides etter ønske, hvert for seg. Det er bare nødvendig å forsyne det korrekte antall hus med blindplater, hvis det ikke er behov for en ventil. De enkelte hus kan være fremstilt av forskjellige materialer,

og ettersom husene er symmetriske, kan det benyttes normalt åpne eller normalt lukkede ventiler..

I fi,g. 2 og 3 ses flere utløpspassas jer 64, som forløper gjennom øvre sjikt 28, midtsjiktet 30 og nedre sjikt 32 i den laminerte blokk 26 for opprettelse av forbindelse mellom et av utløpene 44 for en av/styreventilene 40 og en av væske-passas jene 22 i hanndelen 18. For oppnåelse av en minimal størrelse med den nødvendige styrke for tilfredsstillelse av de krav som stilles på grunn av trykket og for opprettelse av avstand til andre passasjer, er hovedparten av utløpspassasjene 64 fortrinnsvis anordnet i øvre sjikt 28 i et antall langsgående ledninger 66 og tverrgående ledninger 68, bortsett fra fire ut-løps-passasjer 64 anordnet nær midten av blokken 26.

Midtsjiktet 30 av den laminerte blokk 26 omfatter minst en væskeutløps-manifold og fortrinnsvis, som tydeligst vist i fig. 4, flere separate væskeutløps-ledningsgrener 70,72,74,76, 78,80,82,84, 86 og 88. Hver utløps-ledningsgren 7Q-88 omfatter vertikale passasjer 90 (fig. 2), som forløper oppad gjennom øvre sjikt 28 av blokken 26 til hver utløpsport 46 for styreventilene 40.

Midtsjiktet 30 i blokken 26 omfatter også en væsketil-førsels-manifold, fortrinnsvis flere separate tilførsels-ledningsgrener 92, 94, 96, 98, 100, 102, 104, 106, 108 og 110. Lednings-grenene 94, 96, 100, 102, 104, 106, 108 og 110 kan være adskilt fra manifolden 92 ved flere propper 112 for opprettelse av adskilte trykktilførselsgrenrør til styring av undervannsutstyr av forskjellig slag med forskjellig betjeningstrykk. Proppene 112 kan selvsagt utelates, avhengig av det nødvendige antall forskjellige hydrauliske trykksystemer, som må styres med ventilenheten. Hver tilførsels-ledningsgren 92-110 omfatter en passasje 114 som forløper gjennom øvre sjikt 28 til innløpet 42 for en styreventil 40.

Det fremgår av fig. 4 at utløps-ledningsgrenene 7 0-88

og tilførsels-ledningsgrenene 92-110 omfatter partier som stort sett forløper på tvers av eller parallelt med de langsgående led-ningene 68 langs hvilke utløpspassasjene 64 er anordnet. Som vist i fig. 3, er ventilene 40 imidlertid fortrinnsvis anordnet i 45° vinkel mot tverrledningene 68 på sjiktet 28, slik at ut-løpspassas jene 90 og tilførselspassasjene 114 forløper langs øvre sjikt 28 i blokken 26 i punkter som er forskutt fra de langs- og tverrgående ledninger 66 hhv. 68, slik at ventilblokkens 26 størrelse kan reduseres, samtidig som man oppnår den nød-vendige styrke for trykkene i blokken 26.

Skjønt hver enkelt tilførsels-ledningsgren 94, 96, 98, 100, 102, 104, 106, 108 og 110 kan forbindes med adskilte væske- tilførselsledninger i sjiktet 30, kan væsketilførselsmanifolden 92 forsynes gjennom en port 115 (fig. 3) i øvre sjikt 28.

For at man skal unngå flere adskilte utløp fra utløps-grenehe 7 0-88, kan det imidlertid som vist i fig. 3, anordnes en utløpsledning 116 i nedre sjikt 32, som står i forbindelse med hver væskeutløps-grenledning 70-88 i midtsjiktet 30 og tømmes gjennom porten 118 i sjøen eller til en passende retur-ledning. Ventilenheten ifølge oppfinnelsen kan således opprette et lukket utløp, slik at styrevæsken kan gjenvinnes og resirku-leres i stedet for å sprøytes ut i vannet som ved kjente anordninger.

Som tydeligst vist i fig. 3 med henblikk på sjiktene 32 og 38, omfatter hanndelen 18 flere væskepassasjer 22, f.eks. sekstifire i foreliggende eksempel, som er anordnet i fire konsentriske rekker på seksten passasjer hver. Som tidligere nevnt, er utløpspassasjene 64, som forløper fra utløpet 44 fra styreventilen 40, gjennom øvre sjikt 28, midtre sjikt 30 og nedre sjikt 32, vertikale. I nedre sjikt 32 vil passasjene 64, ettersom de er anordnet i langs- og tverrgående ledninger 66 og 68, ikke passé sammen med de sirkulært i innbyrdes avstand anord-nede passasjer 22 i hanndelen 18. Som tydeligst vist i fig. 2 og 3, omfatter nedre sjikt 32 derfor væskepassasjer 65 som utgjør en del av utløpspassasjene 64 og forløper fra den vertikale posisjon av passasjene 64 til et punkt nær en av væskepassasjene 22 i hanndelen 18.

Den laminerte ventilblokk 26 ifølge foreliggende oppfinnelse danner en ventilenhet, hvor ventilhusene 60 og ventilene 40 lett kan repareres eller skiftes ut, væskepassasjene kan gis til-strekkelig store dimensjoner for det nødvendige væskevolum til hurtig påvirkning av brønnutstyret uten for sterk økning av hann-og hunndelenes størrelse. Det er anordnet et lukket utløp og separate væsketilførsels-manifolder, slik at forskjellig brønn-utstyr kan påvirkes med ulikt trykk.

Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er således vel-egnet for oppnåelse av de formål og fordeler som er nevnt innled-ningsvis, likesom andre som følger av disse nevnte formål og fordeler. Skjønt et foretrukket utførelseseksempel er omtalt som en illustrasjon av oppfinnelsen, er det mulig å gjennomføre mange forandringer innenfor oppfinnelsens ramme, slik denne er angitt i de etterfølgende krav.

Claims (8)

1. Ventilanordning for styresystem ved undervannsboring, for hydraulisk styring av undervannsutstyr, hvor ventilanordhing-en omfatter en hunndel tilpasset for forbindelse med undervanns-utstyret og en gjenvinnbar hanndel som samvirker med hunndelen, og hvor hanndelen og hunndelen hver omfatter et antall styre-passasjer for væske, som forløper gjennom delene, karakterisert ved at ventilanordningen for styring av strømmen av hydraulisk væske gjennom styrepassasjene er forbedret ved et antall pilotbetjente styreventiler, som hver omfatter et innløp, et utløp og en lufteport, en laminert ventil-blokk med et øvre, en midtre og et nedre sjikt, idet ventil-blokken er forbundet med toppen av hanndelen, et antall separate ventilhus, som er løsbart festet til øverste sjikt av ventil-blokken for opptagelse av styreventilene, et antall utløps-passas jer, som forløper gjennom øvre, midte og nedre sjikt av ventil-blokken for opprettelse av forbindelse mellom et av ut-løpene for en av styreventilene og en av væskepassasjene i hanndelen, idet midtsjiktet i ventil-blokken omfatter en væsketil-førsels-manifold, som forløper gjennom øvre sjikt til hver inn-løpsport for styreventilene og idet midtsjiktet i ventilblokken omfatter en væskeutløpsmanifold, som forløper gjennom øvre sjikt til hver utløpsport fra styreventilene.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at den laminerte ventil-blokk har rektangulær form og er lengre enn bredden av hanndlen for opptagelse av de nevnte ventiler.

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at midtsjiktet i ventil-blokken omfatter flere separate væsketilførsels-ledningsgrener, som forløper gjennom øvre sjikt til forskjellige styreventiler for styring av undervannsutstyr av forskjellig slag og med ulikt påvirkningstrykk.

4. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at utløpspassasjene i øvre sjikt av ventilmanifolden er anordnet i flere langs- og tverrgående ledninger og at væsketilførsels-manifolden og væskeutløpsmanifolden for- løper gjennom øvre sjikt av manifold-blokken i punkter som er forskutt fra de langs- og tverrgående ledninger.

5. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at væskeutløps-manifolden i midtsjiktet omfatter flere separate ledningsgrener og at nedre sjikt i manifold-blokken omfatter en andre væskeutløps-manifold som er forbundet med hver separat gren i midtsjiktet.

6. Anordning som angitt i krav"1, karakterisert ved at passasjene for styrevæske øverst i hanndelen er anordnet i et antall konsentriske sirkler og at utløps-passasjene i øverste sjikt forløper vertikalt gjennom midtsjiktet til nedre sjikt og forløper tvers gjennom midtsjiktet til en av passasjene for styrevæske i hanndelen.

7. Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at passasjene for styrevæske øverst i hanndelen er anordnet i et antall konsentriske sirkler og at utløps-passasjene i øvre sjikt forløper vertikalt gjennom midtsjiktet til nedre sjikt og til en av passasjene for styrevæske i hanndelen.

8. Ventilanordning for et styresystem ved undervannsboring for hydraulisk styring av undervannsutstyr, hvor anordningen omfatter en hunndel tilpasset for forbindelse med undervannsutstyret og en gjenvinnbar hanndel, som samvirker med hunndelen, idet både hann- og hunndelen hver omfatter et antall passasjer for styrevæske, karakterisert ved at ventilanordningen for styring av strømmen av hydraulisk væske gjennom styrepassasjene er forbedret ved et antall pilotbetjente styreventiler som hver omfatter et innløp, et utløp og en lufteport, en laminert ventilblokk med et øvre, et midtre og et nedre sjikt, idet ventilblokken er forbundet med toppen av hanndelen og rager utenfor toppen av hanndlen for opptagelse av de nevnte ventiler, et antall separate ventilhus, som er løsbart festet til øvre sjikt av ventil-blokken for opptagelse av styreventilene, et antall utløps-passasjer som forløper gjennom øvre, midtre og nedre sjikt av ventilblokken og oppretter forbindelse mellom et av utløpene fra en av styreventilene og en av væskepassasjene i hanndelen, idet utløps-passasjene i øverste sjikt er anordnet i et antall langs- og tverrgående ledninger, hvorved midtsjiktet av ventilblokken omfatter flere separate væsketilførsels-ledningsgrener som forløper gjennom øvre sjikt til forskjellige styreventilinnløp for styring av undervannsutstyr av forskjellig slag og med ulikt påvirkningstrykk, idet midtsjiktet av ventil-blokken omfatter en væskeut-løps-manifold som forløper gjennom øvre sjikt til hver av ut-løpsportene for styreventilene, hvorved væsketilførsels-manifolden og væskeutløps-manifolden forløper gjennom øvre sjikt av ventil-blokken i punkter som er forskutt fra de langs- og tverrgående ledninger for utløpspassasjene og hvorved nedre sjikt av ventil-blokken omfatter ytterligere en væskeutløps-manifold forbundet med hver av de adskilte ledningsgrener i midtsjiktet.