閘閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于對石油生產(chǎn)進(jìn)行控制的閘閥，其特征在于所述閘閥包括位于暴露于石油液流及相關(guān)的流體和固體下的內(nèi)孔表面上的覆層或硬質(zhì)覆面。
【專利說明】閘閥【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及閘閥。具體而言，本發(fā)明涉及用于對石油生產(chǎn)進(jìn)行控制的閘閥，尤其是 位于水下的用于對石油生產(chǎn)進(jìn)行控制的閘閥。【背景技術(shù)】[0002]閘閥使用于石油和天然氣工業(yè)中。在某些情況下，閘閥能夠在流體含有顆粒的條 件下來使用。含有顆粒的流體會在工作期間引起閥的閥門和閥座的磨損并且使閥損壞并失 效。為了防止所述閘閥中的粘結(jié)和擦傷，通常將碳化鎢覆層或硬質(zhì)覆面覆層應(yīng)用于在工作 時經(jīng)受滑動的表面上。[0003]存在一種反對對閘閥中的其它表面進(jìn)行涂覆的偏見，由于這種涂覆被設(shè)想為不具 任何效果因而認(rèn)為進(jìn)一步的涂覆是多余的。具體而言，所述閘閥的其它部件被設(shè)想為不具 有覆層的優(yōu)點并且具有和水下采油系統(tǒng)的其它組件和零件一樣長的使用壽命。或轉(zhuǎn)而言 之，僅僅在工作期間經(jīng)受滑動作用的表面才被認(rèn)為需要覆層或硬質(zhì)覆面，而像閘閥的內(nèi)部 液流孔這樣的非滑動表面則不需要。[0004]然而，測試顯示閘閥的損壞會遠(yuǎn)早于預(yù)期。[0005]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種具有改善的壽命的閘閥并且所述閘閥的操作性優(yōu)于現(xiàn) 有技術(shù)中的閘閥。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供一種用于對石油生產(chǎn)進(jìn)行控制的閘閥，其特征在于所述閘閥包括位于 暴露于石油液流及相關(guān)的流體和固體下的內(nèi)孔表面上的覆層或硬質(zhì)覆面。[0007]出人意料地發(fā)現(xiàn)的是，按照指示設(shè)置在液流孔的表面上的覆層(優(yōu)選地為硬質(zhì)覆 層或硬質(zhì)覆面)顯著地改善了閘閥的使用壽命。[0008]優(yōu)選地，覆層應(yīng)用于閥門或閥座的液流孔內(nèi)徑上。[0009]優(yōu)選地，覆層為碳化鎢覆層。[0010]在另一優(yōu)選的實施例中，覆層為類金剛石碳(diamond like carbon, DLC)覆層。[0011]如今很多閘閥在閥門和閥座之間的密封表面(所述表面在工作期間經(jīng)受滑動)上 使用硬質(zhì)覆面技術(shù)。但是，當(dāng)對所述閥進(jìn)行操作使得高速液流流經(jīng)所述閥時，所述液流會沖 蝕掉內(nèi)孔的側(cè)部處的覆層下的較軟的基體材料并且損壞密封面。對這些表面應(yīng)用硬質(zhì)覆面 技術(shù)或涂覆覆層將使得所述閥更加不易因沖蝕或氣蝕而損壞。[0012]先前已知的是，流體中的顆粒能夠引起沖蝕，并且所述沖蝕更可能發(fā)生在較軟的 材料上而不是硬質(zhì)材料上。相同的是材料上的氣蝕的效果。但是，這不能被設(shè)想到閘閥的 內(nèi)部液流孔上，因為所述液流孔是直的且潔凈的并且所述液流孔被認(rèn)為具有至少與管道的 直段相近的使用壽命。[0013]出人意料的是，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的閘閥的液流孔的使用壽命短于所預(yù)期的。一個可能的 解釋(不希望受到理論的約束的情況下)是，打開或關(guān)閉期間的流動型式(尤其是在微小的開口和高壓差的情況下)是紊亂的并且增強了氣蝕。閥門打開以及關(guān)閉時壓力的急劇改變能夠在閥的部件上引發(fā)氣蝕，從而導(dǎo)致泄露、進(jìn)一步的損傷并且最終使閥完全失效。
[0014]內(nèi)部孔覆層使得閥不易發(fā)生氣蝕和沖蝕并且延長了閥的使用壽命。具有多次打開-關(guān)閉循環(huán)、打開-關(guān)閉循環(huán)開始和結(jié)束時的高壓和小的流動截面積(特別是當(dāng)砂?；蚱渌操|(zhì)顆粒是液流的一部分時)的頻繁操作變成一種惡化不嚴(yán)重的操作方式。
[0015]如果安裝在水下的閥在工作期間被損壞，就不得不停止生產(chǎn)并且將設(shè)備重新取回到地面上。這可能會耗費數(shù)億克朗(kroner，挪威幣)。通過本發(fā)明可顯著的減少水下設(shè)備出問題的可能性。
[0016]所述閥可以應(yīng)用于石油和天然氣工業(yè)應(yīng)用中。
[0017]為了防止沖蝕和/或腐蝕所造成的損傷，在閥門和/或閥座的內(nèi)部孔上使用了覆層和/或硬質(zhì)覆面。代表性但非限制性地，這可以采用超音速火焰噴涂技術(shù)(HV0F)，高速火焰噴涂技術(shù)(HVAF)或化學(xué)性蒸氣沉淀鍍膜技術(shù)(CVD)。也可使用類似于等離子滲氮的加工來產(chǎn)生防止損傷所需的硬質(zhì)層。
[0018]本發(fā)明提供一種用于對石油生產(chǎn)進(jìn)行控制動的閘閥，其特征在于所述閘閥包括覆層或硬質(zhì)覆面，所述覆層或硬質(zhì)覆面用于防止暴露于石油液流及相關(guān)的流體和固體的閥門和/或閥座上的沖蝕和氣蝕。優(yōu)選地，所述閘閥為水下油氣采油樹上的水下閘閥或為連接到水下油氣采油樹上的水下閘閥。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對石油生產(chǎn)進(jìn)行控制的閘閥，其特征在于，所述閥包括位于暴露于石油液流及相關(guān)的流體和固體下的內(nèi)孔表面上的覆層或硬質(zhì)覆面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述覆層應(yīng)用于閥門和/或閥座的液流孔內(nèi)徑上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥，其特征在于，所述覆層為碳化鎢覆層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥，其特征在于，所述覆層為類金剛石碳(DLC)覆層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的閘閥的用途，用于在石油和天然氣工業(yè)中對石油液流進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用途，用于石油生產(chǎn)的水下控制。
【文檔編號】F16K3/30GK103608615SQ201280030214
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月1日
【發(fā)明者】O·莫杰戴爾 申請人:阿克海底公司