本發(fā)明涉及一種用于海底發(fā)明的套件的閘閥組件，該閘閥組件用于在緊急情況中隔離或密封油井。特別地，本發(fā)明涉及一種閘閥，該閘閥具有在閥體內(nèi)的廢料凹部(slugpit)，以在油井停工的過(guò)程中容納以下被稱為輸送管線(tubingconveyedstrings)的鋼絲繩(slickline)、電線、電纜、管道、連續(xù)油管(coiltubing)中的任意一者或者任何延伸穿過(guò)切割閘門的細(xì)長(zhǎng)部件的切割操作中產(chǎn)生的切屑。

背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的石油和天然氣的開(kāi)采技術(shù)中，輸送管線通常通過(guò)閘閥組件降入油井中，閘閥組件形成為海底油井控制套件(WCP)的一部分。在海底油井的環(huán)境下，安裝海底油井控制套件，以在緊急情況下提供措施來(lái)隔離并密封油井。這種閘閥組件利用閘門關(guān)閉或打開(kāi)穿過(guò)閘閥組件的通道。理想地，希望的是輸送管線在閘閥完全關(guān)閉之前從閘閥組件中移出。然而，在緊急情況中，用于執(zhí)行關(guān)閉或密封操作的時(shí)間應(yīng)該為最短并且優(yōu)選切斷輸送管線。閘閥組件通常包括閥體和線性移動(dòng)的閘門，所述閥體具有位于其中的閥腔，該閥腔具有入口和出口(沿著閥孔)，所述閘門具有通孔，當(dāng)該通孔與入口和出口對(duì)齊時(shí)形成通道。所述閘門線性地移動(dòng)以通過(guò)操作機(jī)構(gòu)來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉流通通道。在要求油井或天然氣井關(guān)閉的操作中，需要能夠?qū)⑤斔凸芫€切斷的操作機(jī)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述操作，目前的閘閥被設(shè)計(jì)為在所述閘門或底座的流通通道的任一個(gè)的內(nèi)周面的邊緣上具有切斷面，當(dāng)所述閘門從“打開(kāi)”位置移動(dòng)到“關(guān)閉”位置時(shí)，使得輸送管線被所述切斷面切斷。在傳統(tǒng)的“雙重切斷”閘閥的情況下，當(dāng)閘閥從打開(kāi)位置移動(dòng)到關(guān)閉位置時(shí)，這種切斷將導(dǎo)致輸送管線的切屑(或廢料碎片(slugpieces))留在切斷閘門的通孔中。當(dāng)閘閥從“關(guān)閉”位置移動(dòng)返回到“打開(kāi)”位置時(shí)，輸送管線的切屑會(huì)阻塞或堵塞該閘閥。當(dāng)閘閥從關(guān)閉位置移動(dòng)到打開(kāi)位置時(shí)，輸送管線的切屑會(huì)掉入閥孔(油井)中。這種堵塞或切屑掉入油井中在某些情形中是不好的?，F(xiàn)有的切割閘閥被設(shè)計(jì)為處理以上提到的問(wèn)題，這種切割閘門包括使用用于電纜的切斷操作的凹入的切割邊緣。在美國(guó)專利No.2010/0102263中公開(kāi)了這樣的電纜切割閘閥中的凹入的切割邊緣。在切割操作后，凹部收集電纜形成的切屑。然而，當(dāng)閘門從“關(guān)閉”位置移動(dòng)到“打開(kāi)”位置后，該凹部容納所述切屑。另外，凹部中的電纜切屑將沿著閥腔阻擋閥體，從而可能損壞閥腔的輪廓。此外，以上公開(kāi)的電纜切割閘閥切割微小的電纜，其并不適用于切割油井控制套件(WCP)中通常使用的較大尺寸的電纜。因此，閘閥組件需要至少能夠處理以上提到的關(guān)于雙重切斷閥的缺點(diǎn)，并且能夠處理一般輸送管線的切割，也就是，切割較大的尺寸，而不僅僅是電纜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
公開(kāi)了一種用于海底油井維修系統(tǒng)的閘閥組件。在實(shí)施方式中，所述閘閥組件包括閥體。所述閥體包括設(shè)置在閥腔中的切割閘門，使得所述切割閘門能夠在所述閥腔中在“打開(kāi)”位置和“關(guān)閉”位置之間進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述切割閘門的所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致穿過(guò)所述閘閥組件的輸送管線的切斷操作。所述閘閥組件還包括形成在所述閥體中位于所述閥腔的旁邊的廢料凹部。所述廢料凹部具有開(kāi)口，所述開(kāi)口能夠容納所述輸送管線在所述切割操作中產(chǎn)生的切屑。所述切割閘門的所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)將所述輸送管線的一個(gè)或多個(gè)切屑輸送到所述廢料凹部中。所述閥的重新打開(kāi)并不被留在廢料凹部中的任何切屑阻擋。本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)和特征將從以下說(shuō)明和附屬權(quán)利要求中變得更清楚，或者可以通過(guò)以下如前所述的本發(fā)明的使用來(lái)理解。附圖說(shuō)明為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的以上和其他優(yōu)點(diǎn)和特征，本發(fā)明的更具體的描述將參考附圖顯示的特定實(shí)施方式來(lái)說(shuō)明。需要理解的是，這些附圖僅圖示了本發(fā)明的典型的實(shí)施方式，并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。結(jié)合附加的說(shuō)明和詳細(xì)的附圖來(lái)描述和解釋本發(fā)明，其中：圖1表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的海底閘閥組件；圖2表示優(yōu)選的閘閥組件處于啟動(dòng)模式的示意性的剖視立體圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的閘閥組件的剖面?zhèn)纫晥D；圖4表示根據(jù)實(shí)施例的處于非啟動(dòng)模式的閥體中的底座密封；以及圖5表示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式的閘閥部件的立體等軸視圖和剖面等軸視圖。具體實(shí)施方式根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，現(xiàn)在參考附圖，更具體地，參考圖1，顯示了海底閘閥組件100的立體圖。海底閘閥組件100包括閥體102，閥體102容納有閘閥組件的一個(gè)或多個(gè)部件。閥體102具有入口108a和出口108b，入口108a和出口108b允許輸送管線穿過(guò)閥體102。在實(shí)施方式中，輸送管線對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)具有寬度范圍例如3-75mm的尺寸的電線、電纜、連續(xù)油管、管線、鋼絲繩(slickline)等等。所述管的外徑通常在100-250mm的范圍內(nèi)。能夠理解的是，在通常的海底油井配置技術(shù)中，所述閘閥組件100形成為海底油井維修系統(tǒng)中的緊急斷開(kāi)套件(EmergencyDisconnectPackage,EDP)和油井控制套件(WellControlPackage,WCP)的一部分。閘閥組件100提供控制機(jī)構(gòu)以操作穿過(guò)所述閥的通道。同樣能夠理解的是，在此詳述的海底閘閥組件100為可以在深水中使用的類型。在一些緊急情況下，所述通道需要被暫時(shí)暫?；蛴谰藐P(guān)閉。這種緊急情況可以包括但并不限于，火災(zāi)、漏油、油井維護(hù)等等。閘閥組件100包括閘閥，該閘閥能夠被驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如104和106)操作，以關(guān)閉或打開(kāi)穿過(guò)所述閘閥的通道。如圖所示，閘閥組件100包括連接到閥體102的相對(duì)兩側(cè)的兩個(gè)致動(dòng)器。在許多情況下，包括液壓致動(dòng)器106和故障保護(hù)致動(dòng)器104是可取的，以確保穿過(guò)閥體102的通道在包括切斷和關(guān)閉的操作中被適當(dāng)?shù)乜刂?。在?yōu)選的實(shí)施方式中，這種致動(dòng)器104、106能夠?qū)?yīng)于彈簧致動(dòng)器104和液壓致動(dòng)器106，彈簧致動(dòng)器104和液壓致動(dòng)器106機(jī)械連接于閥體102，并且以串聯(lián)的方式工作以實(shí)現(xiàn)以上提到的目的。機(jī)械連接可通過(guò)連接到液壓致動(dòng)器106的軸107以及連接到彈簧致動(dòng)器的推桿109來(lái)實(shí)現(xiàn)。軸107可通過(guò)第一導(dǎo)向體101來(lái)引導(dǎo)和密封，推桿109可通過(guò)第二導(dǎo)向體103來(lái)引導(dǎo)和密封。兩個(gè)致動(dòng)器也可以選擇性地設(shè)置在閥體102的一側(cè)。當(dāng)需要切割功能時(shí)，液壓致動(dòng)器與故障保護(hù)致動(dòng)器在任何緊急操作中都一起工作，因?yàn)闆](méi)有液壓致動(dòng)器提供的額外的力的話，故障保護(hù)致動(dòng)器通常沒(méi)有足夠的力以切斷輸送管線。如果由于任何原因，正常的液壓動(dòng)力失效時(shí)，預(yù)加載的液壓套件(未顯示)將被提供以提供必要的力，從而打開(kāi)和關(guān)閉閘閥。閥體102具有輸送管線能夠穿過(guò)的入口108a和出口108b。圖2表示本發(fā)明的實(shí)施方式的閘閥組件100的剖視圖。圖3表示實(shí)施方式中閘閥組件100的剖視的前視圖。閥體102包括線性并可選擇地移動(dòng)的切割閘門204，切割閘門204通常為平面件。切割閘門204包括通孔205，通孔205形成在切割閘門204的實(shí)心部207(圖3中顯示)中。如圖所示，閥體102容納有閥腔206，通道208穿過(guò)閥體102形成并與閥腔206相交。通孔205與入口108a和出口108b對(duì)齊時(shí)形成用于輸送管線(未顯示)的通道208。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(104和106)以線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式與切割閘門204接合。所述線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)使得切割閘門204從“打開(kāi)”位置移動(dòng)到“關(guān)閉”位置，反之亦然。切割閘門204的“打開(kāi)”位置對(duì)應(yīng)于切割閘門204的通孔205與入口108a和出口108b對(duì)齊以允許形成暢通的流動(dòng)通道的方位。另一方面，切割閘門204的“關(guān)閉”位置對(duì)應(yīng)于通孔205沿水平方向(例如，朝向左邊，如圖2和圖3所示)移動(dòng)使得入口108a和出口108b之間的通道208被切割閘門205阻塞的方位。在圖2顯示的閘閥組件100的實(shí)施方式中，通孔205并未與通道208(入口108a和出口108b)對(duì)齊，從而使閘閥組件100處于“關(guān)閉”位置，阻擋流體通過(guò)通道208。閥體102還包括兩個(gè)環(huán)形閥座210和212，兩個(gè)環(huán)形閥座210和212同軸安裝以與通道208對(duì)齊，每個(gè)閥座的一端延伸到閥腔206中。在“打開(kāi)”位置時(shí)，閥座210和212沿著圍繞通孔205的環(huán)形表面密封地接觸切割閘門204。在關(guān)閉位置，閥座210和212將密封地接觸圍繞實(shí)心部207的同質(zhì)部分的環(huán)形表面，從而在閥腔206和通道208之間提供壓力密封。切割閘門204通過(guò)一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)活塞(未標(biāo)記)在閥腔206中選擇性地移動(dòng)，所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)活塞設(shè)置在連接于切割閘門204的相對(duì)端的連桿107的一端。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)104和106提供合力，以在閘閥組件100中選擇性地移動(dòng)切割閘門204。切割閘門204能夠移動(dòng)，以將閘閥組件100推動(dòng)到圖4所示的“打開(kāi)”位置，或者圖2和圖3所示的“關(guān)閉”位置。閘閥組件100以這樣的方式安裝，即切割閘門204構(gòu)成為沿垂直于輸送管線穿過(guò)的通道208的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在實(shí)施中，切割閘門204對(duì)應(yīng)于“雙重切斷”閘閥，該“雙重切斷”閘閥沿其兩個(gè)周面邊緣具有兩個(gè)切斷面。參考圖4，兩個(gè)切割邊緣209和211顯示為沿著通孔205的部分延伸。因此，切割閘門204的往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致穿過(guò)通道208的輸送管線的切割操作(通過(guò)碰撞(impinging))。所述切割操作產(chǎn)生輸送線管的切屑(或廢料碎片)。在典型的實(shí)施方式中，閥體102包括在閥腔206旁邊形成的限定有開(kāi)口的廢料凹部(slugpit)202，以容納輸送管線的切割操作產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)切屑。切割閘門204的往復(fù)運(yùn)動(dòng)將輸送管線的一個(gè)或多個(gè)切屑運(yùn)輸?shù)綇U料凹部202中。在實(shí)施方式中，廢料凹部202對(duì)應(yīng)于形成在閥腔206旁邊的位于閥體102中的空腔、凹槽以及殼體中的任意一個(gè)。在示例性的實(shí)施方式中，廢料凹部202對(duì)應(yīng)于圖2所示的由兩個(gè)斜面形成的V形腔。只要?dú)んw設(shè)置為接收切屑，那么任何其他形狀都可以。如圖3最清楚地顯示，廢料凹部202的主要部分設(shè)置在閥體102的同質(zhì)體中。由兩個(gè)傾斜壁201、203形成的空間在傾斜壁201、203的相交點(diǎn)處具有大約90度的尖角，從而在軸107/閘閥204的通道的下方形成V形空間?？拷y體102的中部設(shè)置的傾斜壁201比另一個(gè)壁203稍微更加垂直地傾斜，也就是，最中心的壁201相對(duì)于垂直中心線的傾斜角小于45度。由于這種設(shè)置，如果使用較小的尖角時(shí)，另一個(gè)壁203的較長(zhǎng)部分將位于閥體102中。此外，便于在引導(dǎo)移動(dòng)軸107的相鄰的導(dǎo)向體101中方便地設(shè)置鄰近的空隙/凹槽213?？梢宰⒁獾?，在優(yōu)選實(shí)施方式中，廢料凹部202包括在空間202、213中，空間202、213也包括第一導(dǎo)向體101的凹槽213，從而在軸107占據(jù)的空間的下方共同形成通道。由于這種設(shè)置，廢料凹部202收集的切割廢料可以相對(duì)容易地移出。另外，所述空隙通過(guò)提供足夠的空間使軸107的鍵端與閘閥204的鍵槽217相互連接，從而使軸107與閘閥204容易地連接和斷開(kāi)。操作中，在必須使油井暫停或關(guān)閉油井的緊急情形中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如104和106)可以手動(dòng)致動(dòng)或自動(dòng)致動(dòng)。采用活塞和連接桿107的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在其端部通過(guò)鍵鎖止連接裝置217連接到閘閥204，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將切割閘門204從“打開(kāi)”位置移動(dòng)到“關(guān)閉”位置。在切割閘門204的線性移動(dòng)(例如，從右到左)過(guò)程中，切割閘門204的周面切割邊緣(209和211)將切斷穿過(guò)通道208的輸送管線。所述切割將產(chǎn)生輸送管線的切屑或廢料碎片(slugpiece)。立馬在切割后，輸送管線的切屑將保留在切割閘門204的通孔205中。隨著切割閘門204進(jìn)一步朝向“關(guān)閉”位置移動(dòng)，切割閘門204的通孔205中的輸送管線的切屑將朝向沿著閥腔206形成的廢料凹部202輸送。輸送管線的切屑由于重力掉落到廢料凹部202中。閥座210和212將通道208和閥腔206密封隔離。在該階段，切割閘門204關(guān)閉，油井暫?；蛎芊?圖2和圖3)。當(dāng)切割閘門204從“關(guān)閉”位置移動(dòng)返回到“打開(kāi)”位置時(shí)，輸送管線的切屑并未堵塞或阻擋切割閘門204的移動(dòng)。另外，輸送管線的切屑被輸送回通道208(或油井)中的可能性降低。圖5表示根據(jù)實(shí)施方式的切割閘門204的三維等軸視圖和剖視等軸視圖。切割閘門204可以對(duì)應(yīng)于從閘閥組件100分離的部件，以便于容易地維護(hù)和修理。這樣，可以選擇不同的設(shè)計(jì)和尺寸，以適于海底維修系統(tǒng)的要求。如圖所示，切割閘門204包括實(shí)心部207，實(shí)心部207具有通孔205，環(huán)形閥座210和212圍繞通孔205密封地設(shè)置。實(shí)心部207形成有兩個(gè)對(duì)稱的突出部213和215，突出部213和和215限定了切割閘門204中的鍵槽開(kāi)口217。鍵槽開(kāi)口217可以通過(guò)兩個(gè)平行面以這樣的方式限定，即連接桿107的端部裝配到開(kāi)口217中，以產(chǎn)生牢固的機(jī)械配合。這樣形成的機(jī)械配合能夠?qū)⒕€性力應(yīng)用來(lái)移動(dòng)切割閘門204。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(液壓致動(dòng)器106和彈簧致動(dòng)器104)施加力，以碰撞(impinge)切割邊緣(例如211和209)和通道208之間的輸送管線。實(shí)心部207還包括凸出部221，凸出部221在切割閘門204的平行且相對(duì)的兩側(cè)沿其長(zhǎng)度方向向外并水平延伸。凸出部221用于在往復(fù)運(yùn)動(dòng)所需的平面定位切割閘門并且用作磨損面。雖然參考特定的一個(gè)或多個(gè)附圖描述了閘閥組件100，但本領(lǐng)域技術(shù)人員需要理解的是，多種變型可用于閘閥組件100的一個(gè)或多個(gè)部件，并且未脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例包括可在海底維修系統(tǒng)中提供有效布置的例如螺桿、活塞以及連接桿等等的不同類型的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。另外，關(guān)于例如但并不限于油井安裝和連接機(jī)構(gòu)、井口系統(tǒng)等等的本領(lǐng)域公知的裝置的其他部件的附加詳細(xì)說(shuō)明未包括在該說(shuō)明書中。閘閥組件100和切割閘門204的公開(kāi)實(shí)施方式解決了使用雙重切斷閘閥以切斷輸送管線的海底維修系統(tǒng)中遇到的問(wèn)題。由于切割閘門204的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸送管線的廢料碎片或切屑掉落到廢料凹部202中。在實(shí)施方式中，廢料凹部202可被定義為限定一個(gè)或多個(gè)能夠容易地收集輸送管線的掉落的切屑的模型和內(nèi)腔形狀。在其他實(shí)施方式中，閥座210和212可以使用彈簧底座機(jī)構(gòu)來(lái)布置。在該實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)彈簧可設(shè)置在形成在閥體102中的凹槽中，由于彈簧的回復(fù)力，從而朝向切割閘門204推動(dòng)閥座210和212。在不脫離說(shuō)明書的范圍的情況下，也可以使用其他密封機(jī)構(gòu)。同樣需要注意的是，切割閘門204具有切斷和密封的能力。本領(lǐng)域技術(shù)人員需要理解的是，受到磨損以及撕裂的所有部件由硬塑料材料制得或者裝配有本領(lǐng)域公知的類似的硬性材料層。同樣需要理解的是，權(quán)利要求的主題并不限制于用于詳述本發(fā)明的原理的各種實(shí)施例或文字，在不偏離范圍的情況下，可以想到用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求的各種變形。相反地，本發(fā)明的實(shí)施方式包括其結(jié)構(gòu)上和功能上的等同替換。雖然在此圖示和說(shuō)明了本發(fā)明的某些目前的優(yōu)選實(shí)施方式以及實(shí)施其的某些目前的優(yōu)選實(shí)施方式，但明顯應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不限于此，多種具體形式和實(shí)施方式可落入以下權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。