(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油井のケーシング内に位置する下げ穴パイプストリングの一部を形成する一組の細長い下げ穴パイプセクションの間に接続して使用するダンプ弁アセンブリであって、
該アセンブリは前記セクションを端と端とで接続し、かつ該パイプストリングが該下げ穴ケーシング中にある状態で、該パイプストリングから選択的に流体をドレンさせるように作用し、該ダンプ弁アセンブリは、一組の対向する端部および側壁を与え、該端部が該一組のパイプセクションと接続するための構造物を有し、該側壁が対向する内面および外面を有し、それらの面に沿って開口部を与えるように配置され、少なくともその開口部の一部分にねじきり構造が設けられている細長い筒状のパイプセクション接続本体と、
そこから流体を排出する中央流体排出路と、同軸上に配置され、各々該排出路と直接連絡する流体入口および流体出口と、を与える壁面構造を有する筒状のハウジングを有する一体成形のフィッティングとを含み、該排出路の径が少なくとも該排出路の長さと同程度であり、該フィッティングが該側壁の開口部内に位置し、少なくとも該パイプセクション接続本体の内面と外面の間を伸びており、該フィッティングは、その外側の面には金属と金属とを（ｍｅｔａｌ  ｔｏ  ｍｅｔａｌ）ねじ止めするための、および該パイプセクション側面の開口部のねじきり構造と密封はめ合いするためのねじを有し、該フィッティングはさらに外側に縁部を有し、通常時は該側壁の開口部からの流体の流出を防止するように配置された金属製で、破壊可能な、膨らんだ形状保持破裂板を含み、該板の外側の縁部は、ハウジングの端部の１つに固定されており、
該破裂板は、該パイプストリングが井戸ケーシングに挿入され、該ケーシングの全長に渡って伸びている際に、下げ穴ケーシングからパイプストリングを取り除く前にパイプストリング内から該流体を選択的に完全にドレンするために、該パイプストリング内の流体を、パイプストリング内の流体の通常時の圧力以上の予め設定した圧力までの加圧時に該破裂板が確実に破裂するように、該ハウジングの排出路の内側に伸びる少なくとも１つの破断線を有するアセンブリ。
【請求項２】
該破裂板がハウジングに溶接されている請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
該ハウジングが破裂時の該破裂板を保持する構造物を含む請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
該ハウジングが、該破裂板から離れた位置に、挿入・取外し用の工具を受けるための一般に六角形の工具受けの開口部を与える請求項１に記載アセンブリ。
【請求項５】
前記膨らんだ破裂板が、対向する凸面および凹面を有する凹凸形状であり、該破裂板の凸面上に一組の交差し、横断している破断線が与えられている請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
該破断線がスコア線である請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
該板の凹面が該側壁の内面に近接して配置される請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項８】
該板が約０．００３〜０．０９０インチの厚さを有する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
該破裂板がニッケル、ステンレス鋼およびインコネルからなる群から選択される金属製である請求項１に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
発明の分野
本発明は、油井等で使用する下げ穴パイプストリング（ｐｉｐｅ  ｓｔｒｉｎｇ）でくみ上げている流体の液面が上昇する前に、該流体を選択的にドレンさせることにより、該パイプストリングからの流体の流出による環境汚染を排除し、または最小限に抑えることを目的とする該パイプストリングの一部として使用する信頼性の高いダンプ弁アセンブリに広く関する。より具体的には、本発明は、予め設定された内部流体の圧力で確実に破裂するように設計された金属製で、破壊可能な凹凸破裂板を使用したダンプ弁アセンブリに関する。
【０００２】
従来の技術
従来の油井または天然ガス井戸は、地表面から回収可能な原油の供給源まで下方に伸びるセメント製の細長い環状のケーシングを含む。多くのセクションからなる細長い筒状のパイプストリングは、該ケーシング内で、かつｔｕｒｎ  ｈｏｕｓｅｓ内に位置し、および／または人口のリフト設備と接続されている。
該人工のリフト設備または該設備の機器は時々、修繕のために取り出すことが必要とされる。これは、該パイプストリングおよび／またはサッカーロッドの引き上げ、およびこれらの一部のセクションのセクションごとの分離を含む。しかし、パイプストリングは流体で満たされているため、時には解体プロセス中に地表面での該流体の流出が起こり、これは環境汚染を引き起こすため問題である。
引抜きプロセス前およびプロセス中にパイプストリングをドレンするための遠隔操作可能な下げ穴パイプストリングに関連するダンプ弁の提供は既に知られている。例えば、米国特許第４，２８６，６６２号明細書には、シヤーピン（ｓｈｅａｒ  ｐｉｎ）によって保持されるブローアウトピストンを有する短いパイプセクションの接続具の側面に取り付けられた筒状のドレンが示されている。類似の装置が、Ｑｕｉｎｎ’ｓ  Ｏｉｌｆｉｅｌｄ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｌｔｄ．（ＲｅｄＤｅｅｒ，Ａｌｂｅｒｔａ）により商品名Ｓｅｒｉｅｓ  ５００  Ｔｕｂｉｎｇ  Ｄｒａｉｎで商品化されている。
【０００３】
発明の概要
本発明は、下げ穴パイプストリングの一部を形成する一組の細長い下げ穴パイプセクション間の接続に使用され、該ストリングから流体を選択的にドレンさせる改善されたダンプ弁アセンブリを提供する。本発明のアセンブリは比較的安価で、該ストリング内のくみ上げ中の流体柱を、予め設定した圧力（例えば、２０００ｐｓｉ）まで加圧する単純な手段により、信頼性の高いパイプストリングのドレンを提供する。
【０００４】
おおまかに言って、本発明のダンプ弁アセンブリは、一組のパイプストリングセクションの端と端での接続に使用でき、その側壁に対向する端部を与える細長い筒状のパイプセクション接続本体を含み、該側壁は対向する内面および外面を有し、それらを通過する開口部を与えるように設計されている。フィッティングは、該側壁の開口部内に位置し、通常時に該開口部からの流体の流出を防止するように配置された金属製で、破壊可能な形状保持破裂板（ｓｈａｐｅ−ｒｅｔａｉｎｉｎｇ  ｒｕｐｔｕｒｅ  ｄｉｓｋ）を含む。該破裂板は、パイプストリング内の流体の加圧によって確実に破裂して該流体をドレンさせるために、少なくとも１本の破断線が設けられている。好ましくは、破裂板は凹凸形状であり、その凹面が接続体の側壁の内面に隣接するように配置されており、破断線は研磨または他の除去プロセスで形成してもよいが、好ましくはスコアリング（ｓｃｏｒｉｎｇ）により形成する。
【０００５】
フィッティングは通常、内側面および外側面を与える金属製の環状ハウジングの形状であり、該側壁の開口部内での受け用に使用され、該ハウジングに固定された（好ましくは溶接による）破裂板を有する。該側壁の開口部および該ハウジングの外側面は、側壁内でのハウジングのねじ止めによる取り付けのため、互いにねじ切られている。従って、ダンプ弁アセンブリの使用後の毎にフィッティングを交換することは単純な問題である。該ハウジングはまた、通常、破裂した破裂板を保持する構造物を有するが、該板の好ましい態様では、破裂時の破裂板の破片の可能性が皆無に、または最小限になるように計画された該破断線が与えられている。
【０００６】
本発明による好ましい破裂板は、その凹面上に一組の交差した横断するスコア線を含む。該破裂板は通常、約０．００３〜０．０９０インチ、より好ましくは０．０１０〜０．０４０インチの厚さを有する。スコア線は約０．００１〜０．０６０インチの深さを有する。該破裂板はさらに、いくつかの下げ穴条件に耐える適切な特性を有するステンレス鋼、ニッケルまたはインコネルのような金属から製造される。
【０００７】
好ましい態様の詳細な説明
図面、特に図１に油井１０を示した。油井１０は、井戸穴内に、地表面１４から石油製品の回収可能な供給源１６へと下に伸びるセメント製の円環のケーシング１２を含む。多数のセクションからなり、端と端で接続されている細長い筒状のパイプストリング１８は、ケーシング１２内に位置し、各々ねじ止めによって接続されたパイプセクション２０を含む。
【０００８】
ダンプ弁アセンブリ２２は、図示するように、一組の下部パイプセクション２０ａおよび２０ｂの間に接続されている。アセンブリ２２は破裂板フィッティング２６を保持する細長い筒状のパイプセクション２４を含む。
【０００９】
図３および図４を参照すると、パイプセクション２０ａの下端にパイプ外側のねじ２８を有し、これに対応してセクション２０ｂの上端に内側のねじ３０が確認できる。容易に理解できるように、これらパイプセクション２０ａ、２０ｂはセクション２０ｂの上端内にセクション２０ａの下端をねじ込むことにより接続できる。しかし、アセンブリ２２は、これらのパイプの間に接続され、この目的のために側壁２４の上端３２は、ねじ２８に対応するパイプ内側のねじ３４を有し、同様に、側壁２４の下端３６はパイプセクション２０ｂのねじ３０に対応する外側のねじ３８を有する。ここから、側壁２２が該パイプセクション間に筒状の接続を形成することが容易に確認される。
側壁２２はまた、中間の端部３２および３６に貫通しているねじ切り部を有する横方向の開口部４０を有する。該開口部４０は、金属製のフィッティング２６を受けるように設計されている。該金属製のフィッティングは、開口部４０のねじと適合する外側のねじ４４を持つ環状のハウジング本体４２を有する。ハウジング本体４２の外側の端部は、回転可能なシャンクツールの挿入のためのフラット（ｆｌａｔ）を提供する六角形の開口部４６を与えるように設計されている。ハウジング４２の内側の環状面は、金属製の破裂板５０の環状の縁部４８を受けて、保持するように設計されている。図示するように、該破裂板５０は一般に凹凸形状で、その凹面が側壁２４の内側面に隣接するように配置している。一般には、稜部４８はハウジング４２の内側の環状面に恒久的に溶接されている。図２を参照すると、該板５０の凹面には、その湾曲面の実質的に全面に渡って伸びる一組の交差するスコア線５２、５４が与えられている。
【００１０】
１つの好ましい態様において、ハウジング４２は＃３０４ステンレス鋼で製造されており、一方、破裂板は公知のニッケル合金であるインコネルで製造され、約０．０１０インチの厚さを有する。スコア線は約０．００５インチの深さを有する。
【００１１】
アセンブリ２２の通常使用時、該板５０は、無傷で、破裂していない状態であり、パイプストリング２０または他の井戸コンポーネントの通常の操作によって損傷しないことが好ましい。しかし、井戸ケーシングからパイプストリングを引き出すことが必要な際には、予め設定した該破裂板５０を破裂するのに十分な圧力までパイプストリング２０内の流体柱を加圧すればよい。示した態様において、該板を破裂させるには約２０００ｐｓｉのレベルまでの加圧で十分である。この配置を図４に示す。図示するように、該板は円周上で分けられた４つのｐｅｔａｌを形成するために、スコア線５２、５４に沿って破裂する。この点において、ハウジング４２は、該破裂板からの１または２以上の破裂によって発生するこれらのｐｅｔａｌを保持するように設計されている。
【００１２】
これにより、本発明は、従来のダンプ弁に比べて改善された操作特性を与える、大幅に改善され、信頼性の高い下げ穴ダンプ弁アセンブリを提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  最端部のケーシング、多数のセクションからなる細長い筒状のパイプストリング、パイプストリング内のサッカー（吸い上げ）ロッドアセンブリ、および該ストリングの下部パイプセクション間に接続された本発明のダンプ弁アセンブリを含む通常の下げ穴井戸コンポーネントの一部縦断面を示す断面模式図である。
【図２】  本発明のダンプ弁アセンブリで占められた下げ穴パイプストリングの部分の拡大断面図である。
【図３】  図２の線３−３に沿った断面図であり、破裂弁が流体を閉止する状態にあるダンプ弁アセンブリの構成の詳細を示す。
【図４】  図３と類似の垂直断面図であるが、破裂状態にある破裂板が示されている。
【図１】
0004124574.tif 000002
【図２】
0004124574.tif 000003
【図３】
0004124574.tif 000004
【図４】
0004124574.tif 000005