(57)【要約】  流体調整器を記載する。調整器例は、流体調整器の流体流の通路の入口と出口との間に検出室を画定する調整器本体を含む。ボンネットは、調整器本体に連結され、また、検出室に隣接して配置される荷重負荷室を画定する。荷重負荷室は、検出室と、流体調整器の周囲の環境とに対して、実質的に封止される。センサガイドは、検出室と荷重負荷室との間に配置され、また、少なくとも１つの封止部材を有して、荷重負荷室を検出室から流体的に離隔する。センサガイドは、検出室と荷重負荷室との間に排出流路を有して、少なくとも１つの封止部材が不良状態である間、検出室からの排出を可能にする。【選択図】図４
2014523061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体調整器であって、
前記流体調整器の流体流の通路の入口と出口との間に検出室を画定する調整器本体と、
前記調整器本体に連結されるボンネットであって、前記ボンネットが、前記検出室に隣接して配置される荷重負荷室を画定し、前記荷重負荷室が、検出室および前記流体調整器の周囲の環境に対して実質的に封止される、ボンネットと、
前記検出室と前記荷重負荷室との間に配置されるセンサガイドであって、前記センサガイドが、少なくとも１つの封止部材を有して、前記荷重負荷室を前記検出室から流体的に離隔し、前記センサガイドが、前記検出室と前記荷重負荷室との間に排出流路を有して、
前記少なくとも１つの封止部材が不良状態の間、前記検出室から排出を行うセンサガイドと、
を備える、流体調整器。
【請求項２】
前記排出流路と流体連通している排出ポートをさらに備え、前記排出ポートが、前記センサガイドの前記排出流路を前記調整器本体の外面に流体的に連結する、請求項１に記載の流体調整器。
【請求項３】
前記排出ポートの出口に隣接して配置されて、前記排出流路内への粒子状物質の侵入を防止するフィルタをさらに備える、請求項１または２に記載の流体調整器。
【請求項４】
前記センサガイドの前記排出流路が、前記調整器本体の長手方向の軸に実質的に垂直な軸を有する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項５】
前記センサガイドが、圧力センサの少なくとも第１の部分を摺動可能に受け入れる隙間を含み、前記隙間が、前記排出流路の軸に対して平行でない軸を有する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項６】
前記少なくとも１つの封止部材が、前記検出室と前記排出流路との間を封止する、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項７】
別の封止部材をさらに備えて、前記排出流路と前記荷重負荷室との間を封止する、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項８】
前記センサガイドの周囲面の周りに配置されて、前記検出室と前記調整器本体の排出ポートとの間を封止する第１の外側封止部材と、前記センサガイドの前記周囲面の周りに配置されて、前記排出ポートと前記荷重負荷室との間を封止する第２の外側封止部材とをさらに備える、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項９】
前記センサガイドが、円筒体を備え、また、前記排出流路が、前記センサガイドの長手方向の軸に対して放射状に間隔を空けた複数の排出流路を備える、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項１０】
流体調整器であって、
前記流体調整器の検出室と前記流体調整器の荷重負荷室との間に配置されるセンサガイドであって、前記センサガイドが、前記センサガイドの長手方向の軸に対して平行でない排出流路を有する、センサガイドと、
前記排出流路と前記荷重負荷室との間に配置されて、前記荷重負荷室への流体流が流れないようにする、または流圧がかからないようにする第１の封止部材と、
前記排出流路と前記検出室との間に配置されて、前記検出室と前記排出流路との間の流体流が流れないようにする、または流圧がかからないようにする第２の封止部材と
を備える、流体調整器。
【請求項１１】
調整器本体をさらに備え、前記調整器本体が、前記排出流路に隣接して排出ポートを有して、前記排出流路を前記流体調整器の周囲の環境に流体的に連結する、請求項１０に記載の流体調整器。
【請求項１２】
前記センサガイドの周囲面の周りに配置されて、前記排出ポートと前記荷重負荷室との間に流体流が流れないようにする第３の封止部材と、前記センサガイドの前記周囲面の周りに配置されて、前記排出ポートと前記検出室との間に流体流が流れないようにする第４の封止部材とをさらに備える、請求項１０ないし１１のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項１３】
前記排出流路が、前記第１および第３の封止部材と前記第２および第４の封止部材との間に配置される、請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の調整器。
【請求項１４】
前記第４の封止部材が不良状態にあるとき、前記排出流路が、前記検出室内の加圧流体を前記調整器本体の周囲の環境に排出する、請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項１５】
前記排出ポートに隣接して配置されて、前記排出ポートを通る前記排出流路内への粒子状物質の侵入を防止するフィルタをさらに備える、請求項１０ないし１４のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項１６】
前記センサガイドの隙間に摺動可能に連結される圧力センサをさらに備え、前記隙間が、前記センサガイドの前記長手方向の軸と同軸に整合する、請求項１０ないし１５のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項１７】
前記圧力センサが、前記検出室と連通する前記圧力センサの第１の圧力検出領域と、前記荷重負荷室と連通する前記圧力センサの第２の圧力検出領域との間に提供される力の差に基づいて、第１の位置と第２の位置との間で前記隙間内を移動可能である、請求項１０ないし１６のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項１８】
前記第１および第２の封止部材が、前記流体調整器の周囲の環境から前記排出流路を通って前記荷重負荷室または前記検出室に流体流が流れないようにする、または流圧がかからないようにする、請求項１０ないし１７のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項１９】
前記第１の封止部材が不良状態にあるとき、前記排出流路が、前記検出室内の加圧流体を前記調整器本体の周囲の環境に排出するようにする、請求項１０ないし１８のいずれか一項に記載の流体調整器。
【請求項２０】
流体調整器であって、前記調整器が、入口と出口との間に流体流の通路を画定する本体を有し、
前記入口と前記出口との間における前記調整器の前記流体流の通路内の流体流または流圧を制御するための手段と、
前記流体流を制御するための手段に動作可能に連結された、検出室の流体の圧力を検出するための手段であって、前記検出するための手段が前記入口と前記出口との間に配置されている、検出するための手段と、
前記圧力を前記検出するための手段に隣接する、荷重負荷のための手段と、
前記荷重負荷のための手段を前記検出室および前記調整器本体の周囲の環境から封止するための手段と、
前記封止するための手段と前記荷重負荷のための手段との間に配置される排出のための手段であって、前記排出のための手段が、前記封止するための手段が不良状態にあるときに、前記検出するための手段と流体連通して、加圧流体を前記環境中に排出するようにする、排出のための手段と
を備える、流体調整器。
【請求項２１】
前記排出のための手段に連結されて、粒子状物質が前記排出のための手段を通って前記調整器本体内に流れ込むのを実質的に防止するフィルタリングのための手段をさらに備える、請求項２０に記載の流体調整器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、流圧調整器に関し、より具体的には、離隔された荷重負荷室と噴出防止装置とを有する流圧調整器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロセス制御システムは、通常、圧力調整器（例えば、背圧調整器）を用いて、プロセス流体の圧力を制御したり維持したりする。例えば、背圧調整器などの流体調整器は、一般に、ピストンなどの圧力センサを有する流体弁アセンブリを含んで、調整器の入口における加圧流体の圧力を検出する。入口における加圧流体の圧力が（例えば、流体調整器によって与えられる）基準または設定圧力を超えると、圧力センサは、流体弁の流量制御部材を開放位置に移動させて、流体が、入口と出口との間の調整器本体を流れ得るようにする。出口は、流体を用いるより低圧のシステム、または大気に連結され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本明細書に記載の流体調整器例は、流体調整器の流体流の通路の入口と出口との間に検出室を画定する調整器本体を含む。ボンネットは、調整器本体に連結され、また、検出室に隣接して配置される荷重負荷室を画定する。荷重負荷室は、検出室と流体調整器の周囲の環境とに対して、実質的に封止される。センサガイドは、検出室と荷重負荷室との間に配置され、また、少なくとも１つの封止部材を有して、荷重負荷室を検出室から流体的に離隔する。センサガイドは、検出室と荷重負荷室との間に排出流路を有して、少なくとも１つの封止部材が不良状態である間、検出室からの排出を可能にする。
【０００４】
本明細書に記載の別の流体調整器例は、流体調整器の検出室と流体調整器の荷重負荷室との間に配置されるセンサガイドを含む。センサガイドは、センサガイドの長手方向の軸に対して平行でない排出流路を有する。第１の封止部材は、排出流路と荷重負荷室との間に配置されて、荷重負荷室に流体流が流れないようにする、または流圧がかからないようにし、第２の封止部材は、排出流路と検出室との間に配置されて、検出室と排出流路との間に流体流が流れないようにする、または流圧がかからないようにする。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】ガス探査アプリケーションを示す概略図である。
【図２】図１のガス探査アプリケーションで用いられ得る既知の背圧調整器の一部分を示す図である。
【図３】図１のガス探査アプリケーションで用いられ得る本明細書に記載の背圧調整器例の断面図である。
【図４】図３の背圧調整器例の一部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本明細書に記載の流体調整器例は、流体調整器例のハウジングによって画定される荷重負荷室を、周囲の環境および／もしくは流体調整器の流体流路から離隔または封止し、また、噴出防止装置を含む。その結果、既知の流体調整器とは異なり、本明細書に記載の流体調整器例の荷重負荷装置は、設定圧力基準を流体調整器の圧力センサに提供し、流体流の通路におけるプロセス流体の圧力変動、および／または流体調整器の周囲の環境中の流体の圧力によって、直接的および／または間接的に影響されない。結果として、本明細書に記載の流体調整器例は、多くの既知の流体調整器と比べて著しく高い精度および／または信頼性を提供する。
【０００７】
封止不良などに起因する荷重負荷室の過度な加圧を防止するために、本明細書に記載の圧力調整器例は、安全装置または噴出防止装置を含む。具体的には、本明細書に記載の噴出防止装置は、圧力調整器の検出室と荷重負荷室とを動作可能に、および／または流体的に離隔または分離する。このように、検出室と荷重負荷室との間における封止不良の場合には、検出室における流体の圧力は、噴出防止装置を介して大気中に排出され、荷重負荷室内には流れず、これにより、流体調整器の本体の損傷の危険を低減する。しかしながら、検出室と荷重負荷室とを流体的に離隔または分離するのに加え、また、既知の圧力調整器とは異なり、本明細書に記載の噴出防止装置は、荷重負荷室を外部条件および／または圧力から（例えば、１以上の封止部材を介して）離隔し、また、流体調整器の検出室と荷重負荷室とを流体的に分離する。
【０００８】
本明細書に記載のように、流体調整器は、例えば、流体流量、プロセス流体の圧力などの流体特性および／もしくは性質、ならびに／または任意のその他の流体特性もしくは性質を、制御または監視する流体制御装置であってもよい。
【０００９】
図１は、従来型または既知の背圧調整器または弁１０２を有する炭化水素開発アプリケーション１００（例えば、ガス井／油井探査アプリケーション）の略図である。ケーシング１０４は、坑井１０６内にセメント１０８によって固定され、坑井１０６内において、地表面１１２の下のガス／石油貯留層１１０（例えば、地表面１１２の下３００メートル）まで延びている。プロセス流体１１６（例えば、発泡剤）は、プロセス流体ライン１１８および圧力調整器１０２によりチュービング１１４内に注入されて、貯留層１００における水およびガスを発泡させて、泡が増加して、貯留層１１０内の水量を減らし、また、地表面１１２に対するチュービング１１４に沿ったガスの流体流量を増やすようにする。ポンプ１２０は、プロセス流体１１６をタンク１２２から、プロセス流体ライン１１８および圧力調整器１０２により、貯留層１１０に送り出す。アプリケーション１００は、システム故障の場合には、ウェルボアの圧力および流体を離隔して、チュービング１１４を通地表面１１２にいたる油／ガス流を防ぐ、地上制御方式の地下安全弁１２４（ＳｃＳＳＶ）を備える。
【００１０】
図２は、図１の背圧調整器１０２の一部分の断面図である。既知の調整器１０２は、荷重負荷室２０４を画定するハウジング２０２と、検出室２０８の少なくとも一部分を画定する本体２０６とを含む。荷重ばね２１０は、荷重負荷室２０４の内部に、圧力センサ２１２とばね座２１４との間に配置される。荷重ばね２１０は、流体調整器１０２の設定圧力の設定に対応する力または荷重を、圧力センサ２１２に加える。封止部材２２２は、動作中に流体が検出室２０８から荷重負荷室２０４に向けて流れるのを防止する。
【００１１】
図１を参照すると、圧力センサ２１２は、加圧されたプロセス流体１１６の上流圧力を、検出室２０８により検出する。圧力センサ２１２は、圧力調整器１０２を開放位置と閉鎖位置との間で動かして、調整器１０２の荷重ばね２１０によりもたらされる設定圧力設定に基づいて、貯留層１１０内のプロセス流体注入速度を提供する。
【００１２】
封止不良の場合に荷重負荷室２０４の過度な加圧を防止するために、調整器１０２は、ハウジング２０２を取り囲む環境２２６と流体連通しているドリル孔／排出口２２４を含む。このように、封止部材２２２が機能しない場合、検出室２０８の流体（例えば、比較的高圧にされた流体）は、環境２２６に排出口２２４を介して排出されて、荷重負荷室２０４に流れ込む高圧流体からの圧力調整器１０２への損傷を防止する。
【００１３】
しかしながら、坑井１０６内の流圧は、一定でなく、また未知である。排出口２２４により、このような未知の坑井１０６内の圧力および／または圧力変動は、動作中に調整器１０２の荷重負荷ばね２１０により与えられる設定圧力設定の精度に影響を与え得る（例えば、圧力の設定を増加または減少し得る）。例えば、外部圧力は、圧力調整器１０２の設定圧力の設定に１対１の比率で影響を与える（例えば、環境中の圧力変動が１０ｐｓｉならば、圧力調整器１０２の設定圧力設定は１０ｐｓｉだけ増加する）。その結果、動作中、圧力調整器１０２の信頼性および／または精度は損なわれ、貯留層１１０内に流れ込む不安定なプロセス流体注入速度へつながることもある。
【００１４】
荷重ばね２１０により与えられる設定圧力の設定に対する環境２２６の圧力変動の影響を低減するために、ハウジング２０２はまた、排出口２２８を含んで、圧力調整器１０２の設定圧力の設定に対する圧力変動の影響を低減する。このように、圧力センサ２１２および／または荷重ばね２１０に対する環境２２６の圧力変動の影響は低減される。なぜなら、環境中の流体の圧力は、ピストンセンサ２１２（例えば、部分的圧力バランス式ピストンセンサ２１２）の背中合わせの両側面に作用するためである。しかしながら、ピストンセンサ２１２の背中合わせの両側面の検出領域は、平衡でないままである。例えば、例えば領域２３０などの領域は、圧力調整器１０２の外部の圧力変動の影響を受けたままであり（例えば、坑井１０６内の圧力）、ひいては、圧力調整器１０２の設定圧力の設定に変化または影響を与えることもある。このように、調整器１０２の排出口２２４および２２８は、設定圧力の設定に対する外部圧力の影響や作用を低減するのみであり、影響を排除することはできない。結果として、場合によっては、調整器１０２は、信頼性に欠けることもあり、また、所望のおよび／または正確な、貯留層１１０におけるプロセス流体注入速度を提供できないこともある。
【００１５】
図３は、本明細書に記載の背圧流体調整器例３００を示しており、これは、例えば、図１のアプリケーション１００で既知の圧力調整器１０２の代わりに用いられ得る。既知の流体調整器とは異なり、流体調整器３００の外部の環境条件（例えば、外部流圧）は、流体調整器３００の設定圧力の設定に直接的にも間接的にも影響しない。流体調整器例３００は、例えば、流体調整器３００の上流の流体の圧力の検出に用いられて、プロセス流体の注入速度を流体調整器３００の制御または設定圧力に基づいて提供する、または流体調整器３００より上流の加圧流体システムの圧力が設定基準圧力または閾値を下回った場合、遮断機構を提供するなどしてもよい。
【００１６】
図３に示される調整器例３００は、本体下部または調整器本体３０６に連結される（例えば、ねじ式に連結される）本体上部またはボンネット３０４を有するハウジング３０２を含む。この例では、ハウジング３０２はまた、ボンネット３０４に連結されるキャップ３０８を含む。図のように、調整器本体３０６とキャップ３０８とがボンネット３０４に連結されるとき、ボンネット３０４の最表面３１０、調整器本体３０６の最表面３１２、および／またはキャップ３０８の最表面３１４が実質的に互いに同じ高さにあるように調整器本体３０６がボンネット３０４に連結されるとき、ハウジング３０２は、円筒状の形状または輪郭を有する。
【００１７】
調整器本体３０６は、流体調整器３００の入口３２０と出口３２２との間にオリフィス３１８を有する流体流路３１６を画定する。入口３２０は、流体調整器３００の上流の高圧源（例えば、図１のプロセス流体ライン１１８のポンプ側）に流体的に連結されてもよく、また、出口３２２は、流体調整器３００より下流の低圧のシステムまたは源（例えば、図１の貯留層１１０）に流体的に連結されてもよい。その他の例では、出口３２２は、別の下流の流体調整器、弁、または、任意のその他の下流の部品または場所に流体的に連結されることもある。
【００１８】
流量制御アセンブリまたはセンサアセンブリ３２４は、調整器本体３０６とボンネット３０４との間に挟持されて、流量制御アセンブリ３２４の第１の側面３２６とボンネット３０４とが荷重負荷室３２８を画定し、流量制御アセンブリ３２４の第２の側面３３０と調整器本体３０６とが検出室３３２を画定するようにする。図示の例では、調整器本体３０６は、空洞を画定する環状の壁部３３４を有して、少なくとも部分的に検出室３３２を画定する。
【００１９】
調整器本体３０６の流体流路３１６は、入口３２０と検出室３３２とを流体的に連結する第１の通路３３６と、検出室３３２と出口３２２とを流体的に連結する第２の通路３３８とを含む。調整器本体３０６は、第２の通路３３８と検出室３３２との間に、流体流路３１６のオリフィス３１８を画定する弁座３４２を受け入れるための凹部または孔３４０を含む。弁座保持器３４４は、凹部３４０に配置（例えば、ねじ式に連結）されて、弁座３４２を凹部３４０内に保持または挟持する。
【００２０】
流量制御アセンブリへ設定荷重または力を提供するために、流体調整器例３００は、荷重アセンブリ３４６を用いる。この例では、荷重アセンブリ３４６は、固定ばね座３５０と調節可能ばね座３５２との間の荷重負荷室３２８の内部に配置される付勢要素３４８（例えば、ばね）を含み、これは、基準力または荷重（例えば、設定力）を流量制御アセンブリ３２４に提供する。ばね調節器３５４は、付勢要素３４８が流量制御アセンブリ３２４の第１の側面３２６にかける設定力または荷重の量を調節する（例えば、増加または減少させる）。図のように、ばね調節器３５４は、ボンネット３０４にねじ式に連結され、調節可能ばね座３５０に係合するねじを含む。ばね調節器３５４を第１の方向（例えば、時計回りの方向）または第２の方向（例えば、反時計回りの方向）に回転することは、付勢要素３４８の圧縮量を変える（例えば、付勢要素３４８を圧縮または減圧する）、ひいては、流量制御アセンブリ３２４の第１の側面３２６にかけられる荷重の量を変える。付勢要素３４８により提供される荷重は、流体調整器３００の所望の設定圧力に対応するように調節され、また、流量制御アセンブリ３２４に固定ばね座３５０を介して伝達される。
【００２１】
図示されていないが、その他の例では、（例えば、圧力センサへの）荷重負荷室３２８内の荷重は、付勢要素３４８の代わりに制御流体（例えば、油圧オイル、圧縮空気など）を介して提供されてもよい。例えば、ボンネット３０４は、荷重負荷のための流体の通路またはポートを含んで、制御流体を荷重負荷室３２８に流体的に連結してもよい。
【００２２】
既知の流体調整器とは異なり、流体調整器３００は、荷重負荷室３２８などのハウジング３０２の内面を流体調整器３００の外部の環境条件（例えば、外部流圧）から離隔または封止するための、調整器本体３０６とボンネット３０４との間および／またはボンネット３０４とキャップ３０８との間に配置される１以上の封止部材３５６を含む。一部の例では、封止部材は、（例えば、キャップ３０８が提供されない場合）ボンネット３０４とばね調節器３５４との間に配置されてもよい。例えば、ばね調節器３５４は、封止部材に接続されるねじ式でない部分を含んでいてもよい。封止部材は、ばね調節器３５４のねじ式でない部分の溝、および／またはボンネット３０４の隙間３５７（例えば、ねじ式でない隙間）の内部に配置されてもよい。その結果、流体調整器３００の外部の環境条件（例えば、流圧）は、荷重アセンブリ３４６の精度に影響しない。
【００２３】
図３に示されるように、流量制御アセンブリ３２４は、検出室３３２内のプロセス流体の圧力を検出する第１の圧力検出面または表面３５８ａ（例えば、領域）と、荷重アセンブリ３４６により与えられる圧力または力を検出する第２の圧力検出面または表面３５８ｂとを有する圧力センサ３５８を含む。荷重アセンブリ３４６の力は、ばね座３５０を介して圧力センサ３５８の第２の検出表面３５８ｂに加えられる。検出表面３５８ａおよび３５８ｂは両方とも、ハウジング３０２の長手方向の軸３６０に対して実質的に垂直である。
【００２４】
図示の例では、圧力センサ３５８は、第１の検出表面３５８ａを画定する第１のステムエンドまたはピストンヘッド３６２と、第２の検出表面３５８ｂを画定する第２のステムエンド３６４とを有する円筒状の細長体またはステムである。この例では、第２のステムエンド３６４の輪郭または直径は、第１のステムエンド３６２と比べて小さい。
【００２５】
圧力センサ３５８は、ポペット弁３６６を弁座３４２に対して移動させて、流体流路３１６を介して流量を制御する。具体的には、圧力センサ３５８は、検出表面３５８ａに隣接する開口部または保持用空洞３６８を含んで、ポペット弁３６６を受け入れる。保持器３７０は、例えばねじで保持用空洞３６８に連結され、ポペット弁３６６および付勢要素３７２を保持用空洞３６８内に保持する。保持器３７０は、ポペット弁３６６を摺動可能に受け入れる隙間を有する円筒体である。
【００２６】
付勢要素３７２は、付勢要素３４８のばね定数よりも著しく小さいばね定数を有する。ステム部分と一体的に形成されたポペット弁を含む既知の調整器とは異なり、付勢要素３７２は、ポペット弁３６６を圧力センサ３５８に対して移動可能にする。結果として、流体流路３１６における圧力変動の間、およびまたは流体調整器３００が閉鎖位置にある場合、付勢要素３７２は、ポペット弁３６６が強制的に弁座３４２に係合するのを防止し、それによって、（例えば、弁座３４２および／またはポペット弁３６６がタングステンカーバイドなどの軟質または脆性材料からなる場合）ポペット弁３６６および／もしくは弁座３４２への損傷を防止または著しく低減する。
【００２７】
圧力センサ３５８および／またはポペット弁３６６を案内するために、流体調整器３００は、センサガイドまたは噴出防止装置３７４を含む。図のように、圧力センサ３５８の第２のステムエンド３６４は、センサガイド３７４の孔３７６の内部に摺動可能に配置され、荷重負荷室３２８の少なくとも一部分内に伸びている。第２のステムエンド３６４が孔３７６内を摺動または移動するとともに、第１のステムエンド３６２は、検出室３３２内を摺動または移動する。後述するように、センサガイド３７４はまた、（例えば、１以上の封止部材を介して）荷重負荷室３２８と検出室３３２とを流体的に離隔または分離し、（例えば、排出口を介して）暴噴状態を防止する。
【００２８】
動作中、入口３２０に流体的に連結される高圧流体源は、第１の通路３３６を介して検出室３３２に加圧流体を提供する。荷重アセンブリ３４６を介して基準圧力が与えられる状態で、検出室３３２は、入口３２０における加圧流体の圧力を検出する。そして、検出室３３２の流体および荷重アセンブリ３４６の力によってもたらされる圧力センサ３５８両端の圧力差が、流量制御アセンブリ２１４を弁座３４２に対して移動させる。
【００２９】
例えば、荷重アセンブリ３４６によりもたらされる設定荷重または力よりも大きな力を圧力センサ３５８に加える、検出室３３２によって検出される入口３２０の上流のプロセス流体の圧力は、圧力センサ３５８、ひいてはポペット弁３６６を弁座３４２から離して（例えば、開放位置）、プロセス流体（例えば、図１のプロセス流体１１６）が、入口３２０と出口３２２との間を流れ得るようにする。プロセス流体の圧力が圧力センサ３５８に荷重アセンブリ３４６によりもたらされる設定荷重または力よりも小さい力を加える場合、圧力センサ３５８は、ポペット弁３６６に近づいて、ポペット弁３６６が弁座３４２に係合して（例えば、閉鎖位置）、入口３２０と出口３２２との間で流体流が流れないようにする。
【００３０】
図４は、図３の背圧調整器例３００の拡大部分断面図を示している。図４に示されるように、センサガイド３７４は、荷重負荷室３２８と検出室３３２との間に配置されて、荷重負荷室３２８を検出室３３２から離隔する、切り離す、またはその他の方法で流体的に分離する。図示の例のセンサガイド３７４は、本体４０２の周囲縁部または表面４０６の周りに複数の段付部４０４を有する円筒体４０２である。段付部４０４は、流体調整器３００に連結されたとき、調整器本体３０６の内面４１０上に形成される、配置されるそれぞれの段付部４０８に、一致する、および／または係合する（例えば、一致するように係合する）。
【００３１】
荷重負荷室３２８と検出室３３２とを流体的に離隔または分離するために、センサガイド３７４は、第２のステムエンド３６４に隣接する孔３７６の内部に配置される第１の封止アセンブリ４１２（例えば、動的封止アセンブリ）を用いる。第１の封止アセンブリ４１２は、圧力センサ３５８の第２のステムエンド３６４に隣接する第１および第２の封止部材４１４ａ−ｂ（例えば、動的封止部材またはＯリング）を含んで、第２のステムエンド３６４の外面４１６と、孔３７６の内面４１８とを実質的に密封する。例えば、封止部材４１４ａ−ｂは、孔３７６を介する検出室３３２と荷重負荷室３２８との間、および、第２のステムエンド３６４が孔３７６内を摺動するとき、第２のステムエンド３６４に沿った流体流が流れないようにする。封止部材４１４ａ−ｂ（例えば、Ｏリング）は、センサガイド３７４および／または第２のステムエンド３６４により画定または形成される、孔３７６の内面４１８にあるそれぞれの凹部または溝４２０ａ−ｂの内部に配置される。第１の封止アセンブリ４１２は、止め輪４２２（例えば、ピストンリング）を含んで、封止部材４１４ａ−ｂをそれらそれぞれの溝４２０ａ−ｂ内に保持してもよい。さらに、第２のステムエンド３６４と、孔３７６の内面４１８との摩擦を低減するために、第１の封止アセンブリ４１２および／または圧力センサ３５８は、１以上の摩耗リング４２４を含んでいてもよい。
【００３２】
さらに、センサガイド３７４は、センサガイド３７４の周囲面４０６の周りに、センサガイド３７４の段付部４０４と調整器本体３０６のそれぞれの段付部４０８との間に配置される第２の封止アセンブリ４２６（例えば、静的封止部材またはＯリング）を含む。具体的には、第２の封止アセンブリ４２６は、センサガイド３７４および／または調整器本体３０６により画定されるそれぞれの凹部または溝４３０ａ−ｂの内部に配置される、第１および第２の封止部材４２８ａ−ｂ（例えば、Ｏリング）を含む。第２の封止アセンブリ４２６は、止め輪４３２（例えば、ピストンリング）を含んで、封止部材４２８ａ−ｂをそれらそれぞれの溝４３０ａ−ｂ内に保持してもよい。
【００３３】
したがって、封止部材３５６（図３）、封止部材４２８ａ−ｂ、圧力センサ３５８、および／またはセンサガイド３７４は、荷重負荷室３２８を環境中の圧力または条件から離隔し、封止部材４１４ａ−ｂは、荷重負荷室３２８を流体流路３１６から離隔する。このように、例えば、流体流路３１６の圧力変動および／または環境中の圧力変動は、荷重アセンブリ３４６により圧力センサ３５８に与えられる設定荷重に影響しない。換言すると、流体流路３１６を通って流れる流体の圧力変動、および・または流体調整器３００が使用される環境中の圧力条件は、別の方法では付勢要素３４８により与えられる設定荷重を増加させてしまう力を、圧力センサ３５８に（例えば、荷重負荷室３２８を介して）働かせたり、伝えたりしない。
【００３４】
また、荷重負荷室３２８を検出室３３２から離隔することは、比較的高圧な流体がボンネット３０４内に流れ込んだり、封止部材の不良状態の間、流体調整器３００のハウジング３０２に損傷をもたらしたり（例えば、暴噴状態）するのを防止する。具体的には、ボンネット３０４は、一般的に、例えば、図１に描写される坑井１０６における空間の制約に起因して、薄肉体からなる。
【００３５】
封止部材４１４ａ−ｂおよび／または４２８ａ−ｂのうちの１以上の不良の場合に、荷重負荷室３２８内が比較的高圧まで上昇する（例えば、１０，０００ｐｓｉ）のを防止するために、センサガイド３７４は、排出流路または噴出経路もしくはチャネル４３４を含む。図示の例では、排出流路４３４は、封止部材４１４ａ（例えば、下方の封止部材）と、封止部材４１４ｂ（例えば、上方の封止部材）との間に配置される。図示の例では、センサガイド３７４の排出流路４３４は、センサガイド３７４の長手方向の軸４４０に沿って（例えば、対称的または非対称に）放射状に間隔を空けた複数の排出流路またはチャネル４３４ａ−ｂ（例えば、ドリル孔）である。センサガイド３７４の長手方向の軸４４０は、ハウジング３０２の長手方向の軸３６０と同軸に整合している。図のように、排出流路４３４は、センサガイド３７４の長手方向の軸４４０に対して平行でない（例えば、垂直であるか、横断する）軸４４２を有する。
【００３６】
排出流路４３４は、第２のステムエンド３６４の外面４１８と流体連通している入口４４４と、ハウジング３０２の排出ポート４４８と流体連通している出口４４６とを含む。排出ポート４４８は、排出流路４３４を環境に流体的に連結する。一部の例では、排出ポート４４８は、排出流路４３４を、例えば、貯蔵器、流体制御装置、フレキシブルホース、および／または任意のその他の流体制御装置などの別の流体装置に流体的に連結し得る。
【００３７】
排出ポート４４８は、センサガイド３７４の外面４０６と、調整器本体３０６の外面３１２との間に配置される。図示の例の排出ポート４４８は、調整器本体３０６の内面４１０の少なくとも一部分の周りに形成されたチャネル（例えば、環状の溝）である。例えば、図示の例では、排出ポート４４８は、調整器本体３０６の段付部４０８の間に配置され、排出流路４３４の軸に対して平行、および／またはこれからずらされた軸を含む。一部の例では、流体調整器３００は、ハウジング３０２の長手方向の軸３６０の周りに放射状に間隔を空けた複数の排出ポート４４８を含み、これは、それぞれの複数のセンサガイド３７４の排出流路４３４ａ−ｂと整合する。一部の例では、排出ポート４４８の軸は、排出流路４３４の軸４４２と同軸に整合してもよく、および／または、排出流路４３４の軸に対して平行でなくてもよい。例えば、排出ポート４４８は、排出流路４３４および／または任意のその他の方向もしくは向きに対してある角度（例えば、４５度）にあってもよい。同様に、排出流路４３４は、排出ポート４４８の軸および／またはセンサガイドの長手方向の軸４４０に対してある角度（例えば、４５度）にあってもよい。
【００３８】
さらに、流体調整器例３００は、フィルタまたは封止部材４５０（例えば、メッシュフィルタ、Ｏリング）を含んで、排出ポート４４８からの流体調整器３００内への粒子状物質や埃の侵入を防止する。図のように、調整器本体３０６は、環状の溝４５２を含んで、フィルタ４５０を受け入れる。フィルタ４５０は、比較的小さいまたは低い弾力性を有し、検出室３３２のプロセス流体の圧力が排出ポート４４８を通って流れる際に、膨張、破損、破砕、および／またはその他の方法で排出ポート４４８から外れ得るようにする。したがって、図のように、図示の例のフィルタ４５０は、環境中の加圧流体が流体調整器３００に入るのを防ぎはしない。追加的または代替的に、フィルタ４５０は、排出流路４３４の出口４４６に隣接するセンサガイド３７４の周囲面４０６の周り、および／または任意のその他の適切な場所に配置されて、粒子状物質の侵入が封止部材４１８ａ−ｂおよび／または４２８ａ−ｂに向けて流れるのを防止し得る。一部の例では、フィルタ４５０は、排出ポート３４８および／または排出流路４３４の内部に配置されるスクリーンメッシュであってもよい。フィルタ４５０とは異なり、検出室３３２のプロセス流体の圧力が排出ポート４４８を通って流れる際に、スクリーンメッシュフィルタは、排出ポート４４８に対して動かない。
【００３９】
フィルタ４５０は、加圧流体が排出流路４３４内を流れるのを防がないが、第１の封止アセンブリ４１２は、環境からの流体が、排出流路４３４の入口４４４を通って、検出室３３２および荷重負荷室３２８に流れるのを防ぐ。同様に、第２の封止アセンブリ４２６は、環境からの流体が、排出ポート４４８を通って、検出室３３２および荷重負荷室３２８に（例えば、センサガイド３７４の外面４０６と調整器本体３０６の内面４１０との間に）流れるのを防ぐ。
【００４０】
このように、動作中、ハウジング３０２は、荷重負荷室３２８を流体調整器３００の周囲の環境中の圧力変動から離隔する。具体的には、封止部材３５６は、流体がハウジング３０２を通って荷重負荷室３２８に流れるのを防止する。さらに、封止部材４１４ａ−ｂおよび４２８ａ−ｂは、検出室３３２の流体が、圧力センサ３５８の第２のステムエンド３６４に沿って、および／または調整器本体３０６の内面４１０と圧力センサ３５８の外面４０６との間で、荷重負荷室３２８に流れるのを防止する。
【００４１】
さらに、動作中、封止部材４１４ｂおよび４２８ｂは、環境中の加圧流体が荷重負荷室３２８に流れるのを防止し、封止部材４１４ａおよび４２８ａは、環境中の加圧流体が検出室３３２に流れるのを防止する。具体的には、封止部材４１４ａは、検出室３３２と排出流路４３４との間を封止し、封止部材４１４ｂは、排出流路４３４と荷重負荷室３２８との間を封止する。さらに、封止部材４２８ａは、検出室３３２と排出ポート４４８との間を封止し、封止部材４２８ｂは、排出ポート４４８と荷重負荷室３２８との間を封止する。このように、図示の例の荷重負荷室３２８は、環境中の圧力変動および／または検出室３３２のプロセス流体から離隔される。結果として、このような圧力は、荷重アセンブリ３４６の精度、ひいては流体調整器３００の精度に影響しない。
【００４２】
さらに、排出流路４３４は、封止部材４１４ａ−ｂおよび／または４２８ａ−ｂのうちの１つが動作中に故障した場合、荷重負荷室３２８および／または検出室３３２におけるプロセス流体または媒体の圧力上昇を防止する。具体的には、孔３７６を通って検出室３３２から荷重負荷室３２８に向けて流れる流体は、流体が荷重負荷室３２８に到達する前に、排出流路４３４および排出ポート４４８を通って環境中に排出される。プロセス流体の圧力は、排出ポート４４８からフィルタ４５０を離し、検出室３３２から環境中への流体の排出を可能にする。しかしながら、その他の例では、フィルタがメッシュフィルタの場合、プロセス流体の圧力がフィルタを排出ポート４４８に対して動かすことはない。
【００４３】
本明細書において特定の装置、方法、および製品について記載してきたが、本特許の包含する範囲はこれに限定されない。それとは反対に、本特許は、文字通りまたは均等論に従ういずれかにより、適正に添付の特許請求の範囲内に含まれる全ての実施形態を包含する。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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【国際調査報告】
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