JPS6250639B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石油坑井の採油パイプの管継手（「ニ
ツプル」と呼ぶ）内に設置することによつて、石
油やガスなどの産出流出物が採油パイプ内を通る
通路を閉塞することを目的とした安全弁に関する
ものである。

現在使用されている公知の安全弁は、採油パイ
プの管継手の掛止凹部内に弁体を締結するために
弁体の上部に取り付けられた締付装置と、該締付
装置の下部に、管継手の２つの内部円滑支持面に
圧接して配設された２つの気密パツキングとを備
えており、前記２内部円滑支持面間が弁の制御流
体の流入口となつている。

この構成は、安全弁の構成部品が非常に長くな
るという点で問題があり、また安全弁の作用部分
がそつくり管継手の掛止凹部の下に、つまり管継
手の縮径部分内に置かれていることから流体物の
流路断面が著しく小さくなるという問題があつ
た。この結果、水頭損失が大になる一方で、締付
装置が流出物の腐食作用を受けやすくなつてい
る。

上記に鑑みて、本発明の１つの目的は、長さを
短くすると共に、産出流体物の流路断面を大にす
ることによつて、弁の存在によつて惹起される水
頭損失の低減化を可能にする安価な安全弁を提供
することにある。また、本発明の別の目的は締付
装置を腐食作用から完全に保護することにある。

本発明に係る安全弁は、全体的に円筒形の弁体
と、弁体の下部の閉塞手段と、弁体内部を長手方
向に摺動可能であり、下方に移動したとき閉塞手
段を開放させる円筒形スライダと、弁体の外側の
半径方向のスペース内に配置された締付装置であ
つて、伸びた状態のとき弁体の外側の掛止凹部内
におさまるようになつた半径方向に伸長可能な掛
止手段を備えた締付装置と、弁体の外側の半径方
向に伸びた領域内に配置された上部と下部の２つ
の気密パツキングとで構成されており、上下部気
密パツキング間に弁の制御流体を受け入れるため
のスペースが形成され、弁内において２気密パツ
キングは締付装置の長軸方向に沿つて両側に配設
されている。かくして、締付装置全体が制御流体
（一般には油圧流体）に浸されており、また弁は
その一部分だけが、採油パイプのうち掛止凹部下
に位置する最も狭い部分内に配置されている。

また、本発明に係る安全弁によれば、円筒形ス
ライダは気密状態で弁体に圧接し、締付装置上方
に設けられたピストン・ケージの一部と一体構成
になつており、制御流体がピストン・ケージに作
用することによつて、円筒形スライダを下降させ
ると共に、同じく円筒形スライダの上方に設けら
れた押えリングを下降させるようになつている。
押えリングは圧縮ばねの作用を受けて常時円筒形
スライダを上方位置に保つている。このように配
置したため、締付装置を２つの気密パツキング間
に設置することができ、産出流体物の流路断面を
大きくすることができるという利点がある。

さらに、本発明によれば、弁体に支持され円筒
形スライダの上部と接触する上部気密ジヨイント
と、弁体で支持され上部ジヨイントと円筒形スラ
イダの上部間の接触円周より大径の円周に沿つて
円筒形スライダの下部と接触する下部気密ジヨイ
ントとが境界をなす弁体と円筒形スライダ間の環
状スペース内の、上部気密パツキング上方に圧縮
ばねを設けてある。前記環状スペースは全体が制
御流体で浸される。

また、本発明の他の目的によれば、掛止部品は
弾性リングで構成され、その外形輪郭は掛止部品
がその中におさまるような内歯つき掛止凹部の形
状をなすように形成されており、他方、弁体は伸
びていない位置にあるときおよび完全な作用位置
にないとき、前記掛止部品が収容される第１受室
を備えている。この第１受室の下部には、掛止部
品を半径方向および長軸方向に後退させるために
設けられ、弁体と一体構成の保持手段があり、ま
たその上部には、弁体の第２受室内に設けられた
伸長手段があり、この伸長手段は掛止部品内を通
つて伸びきるようになつていると共に、掛止部品
の内歯とかみ合う外歯を備えている。

本発明の追加の目的によれば、掛止部品の内歯
と伸長手段の外歯は左回りのねじ溝になつてい
る。

また、本発明の別の目的によれば、第２受室の
半径方向の内底には、伸長手段を半径方向に保持
するキーが通り抜ける開口が設けられており、こ
れらの開口に沿つて前記保持キーが当接する円筒
スライダが摺動するようになつている。また、円
筒スライダは下部領域に、円筒スライダが最大引
上げ上昇位置に引上げられたとき前記開口と向き
合うスリツトが設けられている。なお、円筒スラ
イダが最大引上げ上昇位置になるのは、弁の通常
動作時に、弁体に取り付けられた切断可能ストツ
パが切断されたあとだけである。

安全弁が特にそのために設計された管継手に設
置される場合には、管継手には掛止凹部上に内部
円滑支持面がないので、上部気密パツキングが弾
性材でなる締付装置の上方に配置されており、こ
の上部気密パツキングは圧縮を受けたとき、採油
パイプの管継手を強く押し付けるようになつてい
る。したがつて、本発明の目的によれば、掛止部
品が弁体の下降時に掛止めされるとき掛止部品と
突き当たる位置とその長さにわたつて、スペー
サ・パイプを、切断可能ピンを介して弁体に固定
し、前記ピンが切断されたあと、スペーサ・パイ
プが掛止部品を押し付けることによつて上部気密
パツキングを圧縮するようになつている。

流出ガスの軽量化によつて流出物を引き上げる
石油坑井の場合に、内部パイプを採油パイプ内に
通し、内部パイプの内部通路および内部パイプと
採油パイプ間の環状通路を利用し、これらの通路
の１方を軽量化ガスの噴出用に、他方を軽量化さ
れた流出物の引上げ用に使用される場合には、本
発明を利用すると特に利点がある。というのは、
通路断面をできるかぎり大きくすることが本発明
の基本思想であるからである。

上記場合において、本発明の目的は、安全弁を
内部パイプの下端側に固定し、閉塞手段に閉止弁
を使用する場合、閉止弁の下方の弁体に同軸パイ
プ部分を取り付けることにあり、また、その下端
が閉止弁の上方に若干離れて位置する内部パイプ
に沿つて伸縮自在にかつ気密状態で上方に摺動す
ると共に、前記同軸パイプ部分に沿つて伸縮自在
にかつ気密状態で下方に摺動する中間パイプ部分
を、円筒スライダによつて軸方向に駆動移動さ
せ、その長さは、円筒スライダが上昇位置にある
か、下方位置にあるかによつて、中間パイプ部分
が閉状態の閉止弁の上に完全に位置するか、前記
同軸パイプと係合しうる長さにすることによつ
て、そのとき閉止弁が開くようにしている。

本発明のその他の特徴と利点については、以下
に添付図面を参照して詳述する各種実施例に示さ
れているとおりである。

第１図と第２図は、連続するパイプ要素２，
３，４と管継手５とでなる採油パイプ１の一部を
半分に切つた断面図である。この採油パイプ１は
石油坑井（図示せず）内に公知方法で設置され
る。管継手５は、その上部に内部掛止凹部６を備
え、また内部掛止凹部６の下に上部円滑支持面７
と下部円滑支持面８を備え、これらの２円滑支持
面は溝９で隔離され、この溝内に制御流体（一般
的には、油圧流体）が、管継手５の壁に設けられ
た穴から導入可能になつている。

安全弁１１はこの採油パイプ内に下降される。
安全弁１１は、その下部に、たとえば第２図図示
の実施例では、閉止弁からなる閉塞手段１３と、
両側に２つの気密パツキング（上部パツキング１
４は全体が弾性質でなり、下部パツキング１５は
１組の山形材からなる）とを備えた弁体１２で構
成されている。下部気密パツキング１５は下部円
滑支持面８に圧接し、上部気密パツキング１４は
パイプ要素３の内壁に圧接している。なお、管継
手５の上部円滑支持面７は、従来の安全弁設置法
と異なり、本発明では使用されない。勿論、採油
パイプ５の公知管継手を、本発明で開示している
タイプの安全弁１１用に特別に設計され、内部掛
止凹部の上に上部円滑支持面をもつ管継手で置き
換えることも可能であり、このようにすれば、両
方共山形の気密パツキング１４と１５を使用でき
る。

弁体１２は上から下に向かつて相互に向き合う
次の部分からなる。半径方向に外側の上部１６
と、半径方向に内側の第１中間部１７と、半径方
向に中間の第２中間部１８と、半径方向に内側の
下部１９と、閉塞手段支持部２０とである。

弁体１２内に設けられた円筒スライダの終端の
上部に、押えリング２２が設けられ、その下面に
圧縮ばね２３が作用するように設けられている。
この圧縮ばね２３は円筒スライダ２１と弁体１２
の上部１６間の環状空間２４内に配置され、弁体
の第１中間部１７上に置かれている。押えリング
２２、したがつて円筒スライダ２１の通常の上昇
位置は弁体１２の上部１６の上方領域内に切断可
能ピン２６で支持された環状ストツパ２５で規制
されている。弁体１２の第１中間部１７は一方で
は圧縮ばね２３を支える働きをし、他方では上部
気密パツキング１４を支持する働きをする。

弁体１２の第２中間部１８と採油パイプのパイ
プ要素３間に環状空間２７が形成され、この空間
内に、横方向に若干の遊びをもつて、スペーサ・
パイプが挿入される。このスペーサ・パイプは弁
体１２上に切断可能ピン２９で保持され、ピン２
９が切断されたとき、上部気密パツキングを圧縮
してパイプ要素３に圧接される働きをする。これ
については後述する。この第２中間部１８と円筒
スライダ２１との間に、環状空間３０が形成され
ている。この空間は弁体１２の第１中間部１７の
下に位置し、弁体１２の第１中間部１７で環状空
間２４と仕切られており、この空間３０内に、円
筒スライダと一体のピストン・ケージ３１が移動
可能になつている。このピストン・ケージ３１は
環状空間２１を気密に隔離し、その上部では、弁
体１２の第２中間部１８に設けられた通路３２を
介してオリフイス１０と連通し、下部では、ピス
トン・ケージ３１の下方に円筒スライダ２１内に
少なくとも１個の通気孔３３を設けることによつ
て、ピストン・ケージの移動を妨げる背圧が生じ
ないようになつている。環状空間３０の上部は円
筒スライダの下部に向かつて制御室となる。この
制御室は１方ではピストン・ケージ３１によつ
て、他方では、弁体１２の第１中間部１７と円筒
スライダ２１間に挿入された円環面気密ジヨイン
ト３４によつて気密に保たれている。

弁体１２の下部は上方から下方に向かつて、下
部気密パツキング１５と、伸縮可能の分割リング
でなる掛止部品１５を受け入れる第１受室３５
と、掛止部品３６内に入り込んだとき掛止部品３
６を半径方向に引き離す伸長手段３８を受け入れ
る第２受室３７とを備えている。伸長手段３８
は、第２受室３７内では長軸方向に不変の位置に
なつており、他方、伸縮可能リング３６は当初は
弁体の上部にねじ止め可能のリング形状の保持手
段３９で第１受室３５の下部内に軸方向と半径方
向に保持されている（これはねじ（第３図）など
の切断可能ピン４０で保持手段３９に連結されて
いる）。伸縮可能リング３６は、安全弁１１の下
降運動時およびピン４０の切断後拘束されていれ
ば、軸方向に移動して第１受室３５の上部に入り
込むことができ、そこで保持手段３９から解放さ
れ、半径方向に伸長した元の位置に戻ることがで
きる。掛止部品３６は安全弁１１の下降時掛止凹
部６の下縁によつて有効に拘束され、これが保持
手段３９から解放されると直ちに、第４図に示す
如く、掛止凹部６内に入り込めるようになつてい
る。安全弁１１がさらに下降すると、伸長手段３
８は掛止部品３６内に入り込み、その分だけさら
に掛止部品を引き離すことになる。この結果、掛
止部品３６は掛止凹部６内の管継手５に確実に圧
接維持されることになる。

第５図は弁体１２で支えられた締付装置組立体
の斜視図である。掛止部品３６は掛止凹部６と同
じ外形輪郭を備え、半径方向に拡がつた固有の位
置になつている。伸長手段３８はほぼ円錐形の分
割弾性リングでなり、その固有位置は半径方向に
収縮した位置になつている。他方、コツタ・ピン
４２（たとえば３個。図では１個しか示していな
い）は、伸長手段３８の内部に挿入され、この伸
長手段３８を開いた位置に保つようになつてい
る。コツタ・ピン４２は、弁体１２の下部１９を
通り抜けるように第２受室３７の底に設けられた
開口４３を通り抜けて、円筒スライダ２１に当接
する。伸長手段３８は外部に左回りのらせんねじ
溝を備え、掛止部品３６は内部に伸長手段３８の
外ねじに対応して左回りのらせんねじ溝を備えて
いる。これらの２つのねじ溝が相互にかみ合つ
て、掛止部品３６の軸方向位置を弁体１２に対し
て保持する働きをする。これらのねじ溝は、後述
するように、弁体１２を回転することにより掛止
部品３６を管継手５から外せるという利点がある
が、ねじ溝ではなく歯のかみ合せによつて掛止部
品３６を伸長手段３８と連結することも可能であ
る。

円筒スライダ２１は、安全弁１１の通常の作動
時に開口４３の上方に位置するように配置された
スリツト４４（第１図）を備え、円環面ジヨイン
ト４５はスリツト４４と開口４３間の気密を保持
し、また円環面ジヨイント４６は環状空間３０と
開口４３間の気密を保持し、円環面ジヨイント４
７は第２中間部分１８と弁体１２の下部１９間の
気密を保持する。これらのスリツト４４は、ま
た、環状ストツパ２５を引張ることによつてピン
２６を切断したあと、円筒スライダがその最大引
上げ位置に案内されるまで持ち上げられたとき、
開口４３に面するようにも配置されている。な
お、これらの作業は、押えリング２２の内部に設
けられ、安全弁１１を管継手５内に下降させるた
めにも利用される内部みぞ４８内に把持具を挿入
することによつて、ケーブルで行なうことができ
る。

第４図に示すように、掛止部品３６が掛止凹部
６内に入り込むと、スペーサ・パイプ２８はこの
掛止部品３６と突き当たる。このスペーサ・パイ
プ２８の保持ピン２９は切断され、弁体１２がさ
らに下降すると、上部気密パツキング１４はスペ
ーサ・パイプ２８によつて圧縮され、この気密パ
ツキングは管継手５に圧接して気密保持すること
になる。環状くさび４９の介装によつて、スペー
サ・パイプ２８は気密パツキング１４に作用しや
すくなつている。

上述した装置には２つの利点がある。１つは、
注入オリフイス１０から弁１１内に導入された制
御油圧は、上部気密パツキング１４を管継手５に
押しつけ、くさび４９の働きを補強することであ
る。もう１つは、安全弁を配置するとき、安全弁
を管継手内に固定することが、圧油を注入口１０
から弁内に送り込むことによつて正確に行なえ、
したがつて、上部気密パツキング１４の気密が良
好に保持されることである。

弁体１２の支持部２０は弁体の下部１９にねじ
で固定されており、この固定は円環面ジヨイント
５０で気密にされている。この支持部２０はエル
ボ継手５１を備え、これを中心に閉塞手段（止め
弁）１３が回転可能にばね２２で閉位置に保たれ
ている。等圧通路５３が２個の円環面ジヨイント
５４と５５間の弁体下部１９に設けられている。
円筒スライダ２１に設けたオリフイス５６は円筒
スライダ２１が閉止弁１３に突き当たると、等圧
通路５３に面するようになつている。閉止弁の開
動作を容易にするために、円筒スライダ２１の終
端は斜面になつており、エルボ継手５１から離れ
た閉止弁１３の領域内で閉止弁に突き当たるよう
になつている。開鎖弁１３の下の弁体１２の支持
部２０は、円筒スライダ２１の外径と等径の円筒
内面５８になつており、円筒スライダの下方位置
において円筒スライダを受け入れるようになつて
いる。

構成は以上のとおりであるが、以下その動作に
ついて説明する。安全弁１１をケーブルで下降さ
せると、掛止部品３６は掛止凹部６の内縁で阻止
され、ピン４０は切断されるので、掛止凹部６に
挿入された掛止部品３６は解放される。次に、ス
ペーサ・パイプ２８は掛止部品３６で阻止され、
ピン２９は切断されるので、スペーサ・パイプは
気密パツキングを圧縮し始める。同時に、伸長手
段３８は掛止部品３６内に入り込み、締付装置は
掛止凹部６内に入り込む。気密パツキング１５は
掛止凹部６の下部８に圧接される。これによつ
て、安全弁１１は作動準備状態に置かれる。安全
弁を開くには、弁体１２と管継手５間に形成さ
れ、気密パツキング１４と１５で画された空間内
に注入口１０から油圧油を送り込むだけでよい。
この圧油は環状空間３０の上部の通路３２を通つ
て、ピストン・ケージ３１、したがつて円筒スラ
イダ２１を下降させる。円筒スライダ２１の下降
に伴つて、オリフイス５６は通路５３と向かい合
い、閉止弁の両側の圧力を等化し、この閉止弁を
開くことになる。安全弁１１を閉じるには、注入
孔１０から入つた制御油圧を除くだけでよく、こ
れにより、ばね３の作用を受けて円筒スライダ２
１は上昇する。

安全弁１１を上昇したいときは、押えリング２
２をケーブルで引き上げる。これによりピン２６
は切断され、円筒スライダ２１はピストン・ケー
ジ３１が弁体１２の第１中間部１７に突き当たる
まで上昇し、最大引上げ位置で停止する。このと
き、スリツト４４は開口４３と向き合つているの
で、コツタ・ピンから伸長手段３８は解放され、
再び元の収縮位置に戻り、掛止部品３６から外れ
る。このとき、この掛止部品３６は再び保持手段
３９でつかまれ、第１受室３５内の収縮位置に戻
る。同時に、コツタ・ピンは円筒スライダ２１を
弁体２１と連結する。かくして、安全弁１１は掛
止めから外れるので、海面まで持ち上げることが
できる。

注目すべきことは、安全弁１１の内部通路は内
部に突出部がなく、その内面に沿つて凹凸面が殆
どない円筒スライダ２１によつて形成されている
ことである。この結果、殆ど円滑になつた管路内
を流れる流出物の水頭損失が最小になる。

安全弁１１は掛止凹部６の各種の輪郭形状に合
わせることができる。これは掛止部品３６を変え
るだけで十分である。

球体でなる閉塞手段を使用したい場合は、弁体
１２の支持部２０を、浮動支持座６１をもつ支持
部６０で置き換えることができる。この場合に
は、第６図に示すように、支持部６０に一体のつ
め６３を受ける溝６２を備えた球体室５９を回転
可能にすることができる。円筒スライダ２１は垂
直方向に移動すると、浮動支持座６１を駆動する
ので、球体室５９はそれ自体公知の方法で回転す
る（閉止弁１３を開くのではなく）。円筒スライ
ダ２１と浮動支持座１３間の連結部に切断可能ピ
ンが挿通されているので、弁のロツクを解きたい
とき円筒スライダ２１を上昇させることができ
る。

第７図、第８図および第９図は、採油パイプ１
内に内部パイプ６４を導入したい場合に、内部パ
イプに内部通路を使えるようにするために、また
特に流体ガスの軽量化目的で内部パイプと採油パ
イプ間の環状通路を使えるようにするために、第
１図と第２図図示の安成弁をどのように変更でき
るかを示したものである。以下変形実施例につい
て説明する。

弁体１２の上部１６は、上部１６の頂点に設け
たねじ溝６６に下部がねじ止めされたリンク６５
によつて上方に伸びている（なお、このねじ溝は
第１図にも示されているが、これは実際には第１
図の実施例では使われないが、将来使えるように
設けられたものである）。上記リンク６５の上部
か十字軸６７によつて内部パイプ６４に連結され
ている。切断可能ピン６８はリンク６５を閉位置
に保つている。内部パイプ６４の終端は環状スト
ツパ２５の内面の若干上方にあり、その下部に、
その閉位置と開位置間のリンク６５の行程より短
い少なくとも１個の垂直スリツト６９を備えてい
る。

円筒スライダ２１は、伸縮自在に内部パイプ６
４内に入り込む中間パイプ部分７１を、接合十字
軸７０を介して支持しており、内部パイプ６４と
の気密連結は、弾性材成型ジヨイント７２によつ
て保持されている。押えリング２２は若干変形さ
れており、これは接合十字軸７０と一体になつて
おり、接合十字軸と円筒スライダ２１との連結を
押えリング２２によつて確保している。環状スト
ツパ２５も若干変形されており、中心合せリング
７３でピン２６の切断を容易にしている。中間パ
イプ部分７１はつめ７４を備え、このつめは垂直
スリツト６９内に入り込んでおり、またこれは、
円筒スライダ２１が通常の上昇位になつたとき、
つまり、押えリング２２が環状ストツパ２５に突
き当たつたとき、垂直スリツト６９の上縁に近ず
くか突き当たるようになつている。中間パイプ部
分７１はその下部に中心合せ十字軸７５を備え、
円筒スライダ２１内の中間パイプ部分７１の中心
合せを行なうようになつている。また、中間パイ
プ部分７１は、その下端に向かつて、弾性材成型
ジヨイント７６を備え、その終端は斜面７７にな
つている。つまり、斜面端部７７は円筒スライダ
２１の下端より低い位置にあり、中間パイプ部分
７１がエルボ継手から離れた領域内で閉止弁１３
に作用するようになつている。

弁体１２の支持部２０はその下端に、補強部分
７８があり、これは、中間パイプ部分７１の下端
を伸縮自在に受ける同軸パイプ部分８０を、接合
十字軸７９を介して支持し、中間パイプ部分７１
との連結は弾性材ジヨイント７６で気密保持され
ている。

第７図、第８図および第９図の実施例における
安全弁１１の動作は、閉止弁１３を開くのが中間
パイプ部分７１であること、および円筒スライダ
２１の下降を延長するだけで中間パイプ部分７１
の下端が同軸パイプ部分８０内に係合することを
除けば、第１図と第２図の実施例の場合と大体同
じである。

以上から明らかなように、閉塞手段１３または
５９のタイプによつて、また安全弁１１が内部パ
イプ６４と一緒に使用されるか否かによつて、ピ
ストン・ケージ３１の行程を変える必要があるこ
とである。したがつて、安全弁１１の標準の実施
例では、最終的に環状空間３０の下部に適当な長
さの浮動リング８１（第２図では、取付け状態に
なつていない）を挿入することによつて、この行
程を変更できるようにしてある。

第６図の安全弁１１の下降はケーブルによつて
ではなく、中間パイプ６４で行なわれるが、締付
装置と上部気密パツキング１４の圧縮装置の動作
方式は第１図で説明したものと同じである。

締付解除と引上げ方法は第１図のそれと若干異
なる。先ず第１に、安全弁１１の締付けは内部パ
イプ６４に右に回すことによつて解除できること
である。この回転により、一方ではリンク６５に
よつて、他方ではつめ７４によつて安全弁１１全
体が回転するが、掛止部品３６は通常掛止凹部６
内に拘束されたままになつている。これにより、
伸長手段３８は上昇し、最後に、掛止部品３６は
掛止めから解放され、内部に留まつていないの
で、保持手段３９によつて再び保持される。同時
に、上部気密パツキング１４は圧縮から解放され
る。

上述の安全弁１１の締付解除法の代わりに、内
部パイプ６４に上向きの引張力と打撃を加える方
法を利用することも可能である。この作用によ
り、先ずピン６８が切断される。つまり、リンク
が半開きになるので、つめ７４の下部は垂直スリ
ツト６９の内縁に当接する。内部パイプ６４を引
張り続けると、ピン２６は切断され、この結果環
状ストツパ２５は解放され、円筒スライダ２１は
ピストン・ケージ３１が弁体１２の第１中間部に
突き当たる個所である最大引上げ上昇位置にく
る。この結果、スリツト４４は開口４３に向き合
う位置になり、コツタ・ピン４２（第５図）は解
放される。以下は前述したとおりである。このと
き、リンク６５は完全に開き、このリンクは安全
弁１１全体の荷重を支えることになる。この場
合、つめ７４はロツク解除の働きしかしなかつた
が、引上げ時にはもはや関与しない。

第１０図、第１１図および第１２図に示す変形
実施例では、圧縮ばね２３は弁開時圧油で充満し
た環状室８２内に入つている。この環状室８２は
弁体１２と円筒スライダ２１間に設けられてお
り、弁体１２で支持され、第１円周に沿つて円筒
スライダ２１の上部８４と当接している上部気密
ジヨイント８３によつて、また同じく弁体１２で
支持され、前記第１円周より大径の第２円周に沿
つて円筒スライダ２１の下部と当接している下部
気密ジヨイント８５によつて境界が画され、スラ
イダ２１にかかる圧油の作用面に圧力差が生じる
ようになつている。第１円周の径を変えるだけ
で、安全弁をさまざまな坑井の深さに適合させる
ことができる。

この環状室８２には、大きな圧力差を受けて閉
じるとき閉止弁１３に危険な衝撃が加わるのを防
止する緩衝装置が設けられている。この緩衝装置
は環状室８２内に含まれる圧油用の圧延通路を形
成するために垂直方向に溝をもつテトラフルロレ
チン製リング８８を備えたピストン８７で構成さ
れている。このピストン８７はスライダ２１と連
結され、プレストレス圧縮ばね２３の上部を押え
る働きもする。図示の実施例では、ピストン８７
はスライダ２１の上部８４で支持され、円筒スラ
イダ２１の下部８６にねじ止めされた雌側接合部
で形成されている。この雌側接合部内の空間に
は、控え棒８９が設けられているが、これはスラ
イダ２１を内部パイプ６４と連結する十字軸９０
にしてもよい（第１７図参照）。

スライダ２１の上部８４は上方に向かつて切断
可能ストツパ９２で規制された引上げヘツド９１
を備えている。スライダ２１と弁体１２間には、
上部気密ジヨイント８３の上と引上げヘツド９１
の下に、その下部に精密仕上げオリフイス９４を
備えた給油室９３が形成されている。このオリフ
イス９４からは、弁の最初の開時に、スライダ２
１と弁体１２間の空間内にシリコン油が注入さ
れ、またシリコン油が沈澱することがないので、
安全弁の後退時に円滑に後退させることができ
る。

締付装置は内歯を備えた掛止開始弾性リング９
５と、外歯を備えたスペーサ・キー９６と、保持
円筒リング９７とで構成される。スペーサ・キー
９６は弁体１２の開口９８内に配置され、キー全
体を囲むばね９９によつて半径方向に保持されて
いる。

保持円筒リング９７は円筒スライダ２１の外側
の周囲に挿入され、キー９６を半径方向に引き離
している。このリング９７の終端上部にフランジ
１００があり、圧縮ばね２３がワツシヤ１０１を
介してフランジ１００に圧接している。このよう
にして、弁に衝撃が加わつても弁のロツクが万一
解かれることがないようにしている。

弾性リング９５は弁が採油パイプ１内を下降す
る期間下方位置に保たれている（第１４図参
照）。次に、このリングは掛止凹部６の下縁で押
えられるので（第１５図参照）、リング９５内に
入りこんでおり、リング９５を掛止凹部６内で半
径方向に遠ざけているスペーサ・キーに対してリ
ング９５が相対的に移動できるようになつている
（第１１図参照）。

円筒スライダ２１の外面のロツク解除装置１０
２はスライダ上昇位置の保持円筒リングの下部の
下に置かれているので、弁のロツクを解きたいと
きは、切断可能ストツパ９２を切断してスライダ
２１を上方へ引き上げ、このスライダで駆動する
保持円筒リング９７がスペーサ・キー９６を解放
し、スペーサ・キー９６が半径方向に後退しスラ
イダ２１と突き当たり、弾性リング９５を解放す
るまでスライダ２１を上昇させればよい。

上部気密パツキング１４は、２重円錐形の可動
部品１０３と、弁体１２で支持されたストツパ１
０５と可動部品１０３の円錐面１０６間に設けら
れた上部気密リング１０４と、可動部品１０３の
他方の円錐面１０８と圧縮可動リング１０９間に
設けられた下部気密リング１０７とで構成され
る。圧縮可動リング１０９はリング９５が掛止凹
部６内に入り込んだとき上方へ押されて、下部気
密リング１０７を直接に、また上部気密リング１
０４を間接に圧縮する。この装置は弁と採油パイ
プ間の気密を良好に保ち、また弁のロツクを解く
ときスムーズに後退し、動かなくなることはな
い。

閉止弁１３の両側の圧力を等化するために、下
部気密パツキングの下の弁体１２に、等圧弁１１
０が設けられている。この等圧弁は通常は閉にな
つており、円筒スライダ２１が、スライダ２１に
支持された突起部１１１によつて閉止弁１３を開
く位置に接近したとき開くようになつている。第
１２図では、円筒スライダ２１は上昇位置にあ
り、突起部１１１は等圧弁１１０の上に位置して
いる。第１６図では、スライダ２１は下方位置に
あり、突起部１１１は、閉止弁１３の開動作時に
等圧弁のレベルで通過したあと等圧弁１１０の下
に位置している。

第１７図はスライダ２１が内部パイプ６４と一
体の場合の安全弁の上部を示したものである。内
部パイプ６４が通り抜ける引上げヘツド１１２は
通常状態にあり、連結部品１１３によつて弁体１
２に連結されている。この連結部品１１３の下部
１１４は弁体１２内に右ねじ止めされており、そ
の中間部１１５は断面が縮径しており、他方上部
１１６は連結部品１１３が切断されたとき、上端
でスライダ２１によつて支持された上部リングを
つかむ目的の支え面１１７となつている。かくし
て、引上げヘツドは通常動作時はスライダ２１の
上部受けの働きをし、連結部品１１３が回転か引
張力によつて切断されたあと、スライダ２１を上
方に引き上げる働きをする。

第１７図に示すように、内部パイプ６４の下端
は斜面１１９になつている。この斜面１１９は内
部パイプが下方位置にあるときは弁体と一体の下
部サスペンシヨン１２１の金属当接面１２０と突
き当たるようになつている。金属当接面１２０の
下には、レバー・ジヨイント１２２が設けられて
いる。調節キー１２３は内部パイプ６４とスライ
ダ２１の相対位置間の高さのずれを補償するため
のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は採油パイプの管継手内に
設置された安全弁を、上から下に向かつて軸方向
に半分に切つて示したものである。第３図は安全
弁を管継手内に下降する過程での安全弁と管継手
の一部断面図である。第４図は掛止部品がすでに
掛止凹部内に入り込んでいるがまだ掛止めされて
いない時点での安全弁と管継手の一部断面図であ
る。第５図は掛止部品とそれの伸長手段の分解斜
視図である。第６図は閉塞手段の変形実施例を軸
方向に切つた断面図である。第７図、第８図およ
び第９図は流出ガスの軽減化のために安全弁を内
部パイプを受け入れるように構成した場合の第１
図と第２図と類似の図である。第１０図、第１１
図および第１２図は採油パイプの管継手内に設置
された安全弁を、上から下に向かつて切つて示し
た縦断面図である。第１３図は第１１図の１３−
１３線に沿つて切つた横断面図である。第１４図
は弁が採油パイプ内に下降するときの締付装置と
上部パツキングを半分に切つた縦断面図である。
第１５図は連結段階の開始時の締付装置を半分に
切つた縦断面図である。第１６図は開位置の閉塞
手段の縦断面図である。第１７図は内部パイプが
円筒スライダと一体となつた安全弁の上部の縦断
面図である。第１８図は弁が開位置にあるとき内
部パイプ円筒スライダの端部を受け入れる下部サ
スペンシヨンの縦断面図である。 １……採油パイプ、１２……弁体、１３……閉
塞手段（閉止弁）、１４……上部気密パツキン
グ、１５……下部気密パツキング、１７……第１
中間部、１８……第２中間部、２１……円筒スラ
イダ、２２……押えリング、２３……圧縮ばね、
２４……環状空間、２５……環状ストツパ、２７
……環状空間、２８……スペーサ・パイプ、２９
……切断可能ピン、３０……環状空間、３１……
ピストン・ケージ、３５……第１受室、３６……
掛止部品、３７……第２受室、３８……伸長手
段、３９……保持手段、４１……外形輪郭、４２
……コツタ・ピン、４３……開口、４４……スリ
ツト、５９……球体室、６４……内部パイプ、６
５……リンク、６８……切断可能ピン、６９……
垂直スリツト、７１……中間パイプ部分、７４…
…つめ、８０……同軸パイプ部分、８２……環状
室、８３……上部気密ジヨイント、８４……上
部、８５……下部気密ジヨイント、８６……下
部、８７……ピストン、９１……引上げヘツド、
９３……給油室、９４……精密仕上げオリフイ
ス、９５……掛止開放弾性リング、９６……スペ
ーサ・キー、９７……円筒保持リング、９８……
開口、１００……フランジ、１０２……ロツク解
除装置、１０３……可動部品、１０４……上部気
密リング、１０５……ストツパ、１０６……円錐
面、１０７……下部気密リング、１０８……円錐
面、１０９……圧縮可動リング、１１０……等圧
弁、１１１……突起部、１１２……引上げヘツ
ド、１１３……連結部品、１１４……下部、１１
５……中間部、１１８……上部リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 全体的に円筒形の弁体１２と、弁体の下部の
   閉塞手段１３，５９と、弁体１２内の軸方向に摺
   動可能であり、その下降運動のとき閉塞手段１
   ３，５９を開動作させる円筒スライダ２１と、弁
   体１２の外側の半径方向に伸びた受室３５，３
   ７，９８内に配置され、伸長状態のとき弁体１２
   の外側の掛止凹部内に入り込む半径方向に伸長可
   能な掛止部品３６，９６を含む締付装置３６，３
   ８，９６，９５と、弁体１２の外側の半径方向の
   領域内に配置され、相互間に制御流体が入り込む
   空間を形成する上部気密パツキング１４と下部気
   密パツキング１５とでなる安全弁において、前記
   ２気密パツキング１４，１５を、締付装置３６，
   ３８，９６，９５の軸方向に沿つて両側に配設し
   たことを特徴とする石油坑井用安全弁。 ２ 前記円筒スライダ２１は、一方では、弁体１
   ２に気密に圧接し、円筒スライダ２１の下降時制
   御流体が作用するピストン・ケージ３１と連結
   し、他方では、円筒スライダ２１を上昇付勢する
   圧縮ばね２３が作用する押えリング２２と連結し
   ており、ピストン・ケージ３１と押えリング２２
   は相互に締付装置３６，３８の上に配置されてい
   ることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の
   石油坑井用安全弁。 ３ 圧縮ばね２３は円筒スライダ２１と弁体１２
   間に形成された第１環状空間２４内に配設され、
   ピストン・ケージ３１は円筒スライダ２１と弁体
   １２間に形成された第２環状空間３０内に配置さ
   れており、前記第１環状空間２４は上部気密パツ
   キング１４の上に位置し、前記第２環状空間３０
   は上部気密パツキング１４の下に位置し、該２環
   状空間２４，３０は、半径方向に下部にあり、そ
   の半径方向外周に上部気密パツキング１４を支持
   している弁体１２の第１中間部１７によつて軸方
   向に隔離されていることを特徴とした特許請求の
   範囲第２項記載の石油坑井用安全弁。 ４ 掛止部品３６は弾性リング４１で構成され、
   該弾性リングはそれが入り込む掛止凹部の輪郭に
   合つた外形輪郭をしている共に内歯を備えてお
   り、他方弁体１２は非伸長位置のときと完全な作
   用位置にないとき掛止部品３６を受け入れる第１
   受室３５を備え、該第１受室３５は下縁に掛止部
   品３６を半径方向および軸方向に保持するために
   設けられ、弁体１２と連結した保持手段３９を備
   え、上縁に、弁体１２の第２受室３７内に配置さ
   れた伸長手段３８を備え、該伸長手段３８は掛止
   部品３６の中に入り込んで、伸びきるようになつ
   ており、また掛止部品３６の内歯とかみ合う外歯
   を備えていることを特徴とした特許請求の範囲第
   １項記載の石油坑井用安全弁。 ５ 前記内歯と外歯は石巻きらせんねじ溝である
   ことを特徴とした特許請求の範囲第４項記載の石
   油坑井用安全弁。 ６ 掛止部品３６は広がつた固有位置にあり、伸
   長手段３８は収縮固有位置にある弾性リングで構
   成され、その内部に半径方向保持コツタ・ピン４
   ２が設けられていることを特徴とした特許請求の
   範囲第４項記載の石油坑井用安全弁。 ７ 第２受室３７の半径方向内底に開口４３が設
   けられ、該開口には前記コツタ・ピン４２が通り
   抜けて円筒スライダ２１と当接し、円筒スライダ
   は下部領域に、円筒スライダ２１が最大引上げ上
   昇位置に上昇されたとき前記開口４３と向き合う
   スリツト４４が設けられ、正常動作時に円筒スラ
   イダ２１が前記最大引上げ上昇位置に突き当たる
   のを阻止するための切断可能ストツパ２５を弁体
   １２に取り付けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第６項記載の石油坑井用安全弁。 ８ 上部気密パツキング１４は気密状態を作るた
   めに圧縮可能の弾性材でなり、掛止部品３９が弁
   体１２の下降運動において拘束されているとき掛
   止部品３６と突き当たる位置におよびその長さに
   わたつて、スペーサ・パイプ２８が切断可能ピン
   ２９によつて弁体１２上に固定されており、前記
   ピン２９が切断されると、スペーサ・パイプ２８
   は掛止部品３６に当接することによつて上部気密
   パツキング１４を圧縮することを特徴とした特許
   請求の範囲第１項記載の石油坑井用安全弁。 ９ スペーサ・パイプ２８は第２環状空間３０と
   同心円の第３環状空間２７内に配設され、第３環
   状空間２７は弁体１２の第２中間部１８によつて
   第２環状空間と隔離されていることを特徴とした
   特許請求の範囲第３項および第８項記載の石油坑
   井用安全弁。 １０ 閉塞手段１３は閉止弁でなり、これは前記
   掛止凹部を備えた採油パイプ１内に下降させた内
   部パイプ６４の下端に向かつて取り付けられ、内
   部パイプの内部通路および内部パイプと採油パイ
   プ間の環状通路を使用できるようになつており、
   同軸パイプ部分８０は閉塞手段１３の下の弁体１
   ２上に固定され、中間パイプ部分７１は一方では
   伸縮自在に気密状態で、内部パイプ６４に沿つて
   上方に摺動し、内部パイプの下端は閉塞手段１３
   より若干上方に位置し、他方では、伸縮自在に気
   密状態で、前記パイプ部分８０に沿つて下方に摺
   動し、また中間パイプ部分７１は円筒スライダ２
   １の軸方向の移動と一体になつて移動し、その長
   さは、円筒スライダが上方位置にあるか下方位置
   にあるかによつて、中間パイプ部分が閉状態の閉
   塞手段の上にそつくり位置するか、前記パイプ部
   分８０と当接するような長さになつており、その
   とき閉塞手段１３が開くようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の石油坑井用安全
   弁。 １１ 弁体１２は閉位置から開位置に展開可能で
   あり、閉位置に保つ切断可能ピン６８を備えたリ
   ンク６５を介して内部パイプ６４に連結されてお
   り、他方前記中間パイプ部分７１は内部パイプ６
   ４の垂直スリツト６９内に入り込み、円筒スライ
   ダが上昇位置のとき垂直スリツト６９の上方に位
   置するようなつめ７４を備え、該垂直スリツト６
   ９の長さはその閉位置と開位置間のリンク６５の
   行程より短くなつていることを特徴とした特許請
   求の範囲第１０項記載の石油坑井用安全弁。 １２ 全体的に円筒形の弁体１２と、弁体の下部
   の閉塞手段１３と、弁体１２内に軸方向に摺動可
   能であり、下降時に閉塞手段１３を開動作させる
   円筒スライダ２１と、弁体の外側の半径方向の受
   室内に配置され、広がつた状態のとき弁体１２の
   外側の掛止凹部内に入り込む半径方向に伸長可能
   な掛止部品９５を備えた締付装置９６，９５と、
   弁体１２の半径方向の外側の領域内に配置され、
   相互間に制御流体が導入される空間を形成してい
   る上部気密パツキング１４と下部気密パツキング
   １５とで構成され、前記２気密パツキング１４，
   １５は、締付装置９６，９５の軸方向の両側に配
   置されており、前記円筒スライダ２１は円筒スラ
   イダを上昇位置に保つ圧縮ばね２３が作用する押
   えリング２２と連結されている安全弁において、
   前記圧縮ばね２３は上部気密パツキング１４の上
   に配設され、弁体１２で支持され円筒スライダ２
   １の上部８４と当接する上部気密ジヨイント８３
   と、弁体１２で支持され上部ジヨイントが円筒ス
   ライダ２１の上部８４と接触する円周より小径の
   円周に沿つて円筒スライダ２１の下部８６と当接
   する下部気密ジヨイント８５とで境界が画された
   弁体１２と円筒スライダ２１間の環状室８２内に
   位置し、該環状室８２は制御流体で満たされるこ
   とを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の石油
   坑井用安全弁。 １３ 円筒スライダ２１と一体の圧延通路緩衝ピ
   ストン８７を、圧縮ばね２３の上の前記環状室８
   ２内に設けて、円筒スライダ２１の移動を緩衝す
   るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １２項記載の石油坑井用安全弁。 １４ 前記圧縮ばね２３は圧縮状態のときその下
   部で、円筒スライダ２１と弁体１２間に配置され
   た保持円筒リングの上部を介して弁体１２に圧接
   して、締付装置９６，９５の掛止部品９５を半径
   方向の伸長位置に保つようにし、円筒スライダ２
   １内に形成されたロツク解除装置１０２は保持円
   筒リング９７をその下部によつて上方に駆動する
   ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ２項記載の石油坑井用安全弁。 １５ 締付装置９６，９５の掛止部品９５は内歯
   つき開放リングであり、外歯つきスペーサ・キー
   は前記掛止部品９５の挿入位置と直角をなして弁
   体１２の開口９８内に挿入されることを特徴とし
   た特許請求の範囲第１項記載の石油坑井用安全
   弁。 １６ 上部気密パツキング１４については、２重
   円錐形の可動部品１０３と、弁体１２で支持され
   たストツパ１０５と前記２重円錐部品１０３の２
   円錐面の１方１０６間に設けられた上部気密リン
   グ１０４と、前記２重円錐部品１０３の他方の円
   錐面１０８と圧縮可動リング１０９間に設けられ
   た下部気密リング１０７とでなる組立体で構成さ
   れ、圧縮可動リングは掛止部品９５が前記掛止凹
   部内に入り込んだとき掛止部品９５によつて押さ
   れるようになつていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の石油坑井用安全弁。 １７ 弁体１２は下部気密パツキング１５の下
   に、通常は閉の等圧弁１１０を備えており、円筒
   スライダ２１の下部８６は円筒スライダ２１が閉
   塞手段１３，５９を開く位置に近ずいたとき前記
   等圧弁１１０を開くように置かれた突起部１１１
   を備えていることを特徴とした特許請求の範囲第
   １項記載の石油坑井用安全弁。 １８ 引上げヘツド９１を備えた円筒スライダ２
   １の上部８４と弁体１２は相互間に、上部気密ジ
   ヨイント８３の上に、下部オリフイス９４を介し
   て弁体１２の外側に接続した給油室９３を形成し
   ていることを特徴とした特許請求の範囲第１２項
   記載の石油坑井用安全弁。 １９ 円筒スライダ２１は内部パイプ６４と連結
   して内部パイプの内部通路と、内部パイプの外部
   環状通路とを形成しており、左ねじ溝部分１１４
   と切断可能部分１１５とをもつ連結部品１１３で
   弁体１２に接続された引上げ手段１１２を備え、
   円筒スライダ２１の上部ストツパを形成するよう
   にし、円筒スライダ２１はその上端に、前記連結
   部品１１３が切断されたとき、引上げ手段１１２
   上昇時に引上げ手段によつてつかまれるようにな
   つた上部リングを備えていることを特徴とした特
   許請求の範囲第１項記載の石油坑井用安全弁。