DK155620B - Pakningselementoptageapparat til brug for oliebroende - Google Patents

Description

i

DK 155620 B

Den foreliggende opfindelse angår et pakningselementoptageap-parat til med et brøndforingsrør udstyret oliebrønd og af den i krav l's indledning angivne art.

5

Producerende oliebrønde er udstyret med et pakningselement, der er et massivt cylindrisk metallegeme, som er fastgjort til brøndforingsrøret imod opadrettet og nedadrettet forskydning ved hjælp af rundtgående opad- og nedadvendende modhager. Pakningselementet har en midterboring, hvorigennem væske kan strømme, hvilken boring har en øvre cylindrisk part og en nedre cylindrisk part med større diameter med en mellemliggende konisk del.

jg Pakningselementet er tætnet over for foringsrøret ved hjælp af elastiske tætningsringe. Pakningselementer af den beskrevne art er af en konstruktion, der i stor udstrækning er standardiseret inden for hele olieproduktionsindustrien.

2Q Såfremt et brøndpakningselement kræver udskiftning, hvis f.eks.

tætningerne er brudt sammen og tillader undvigelse af gas, føres et fræseværktøj ned i brønden for at fræse og således ødelægge pakningselementhoIdeorganerne og et optageværktøj benyttes til at fiske pakningselementets resterende dele fra brønden.

25

Der kendes kombinerede fræse- og optageværktøjer. Et sådant kendt værktøj har en midtersonde, der bærer en pakningsgriber, som trænger igennem pakn i ngselementets midterbori ng og placerer sig i dettes nedre part med stor diameter. En cylindrisk 30 fræser med en skæreflade af wolframcarbid placeret på den ned re cylinderrand, fræser pakningselementets modhager væk for at frigøre pakningselementet fra brøndforingsrøret for at muliggøre elementets udtrækning fra brønden. Partikel formet affræset metal strømmer gennem cylinderen og op i brønden til op- 35 samlingsorganer for sønderbrudt materiale.

Med en cylindrisk fræser er det hyppigt nødvendigt at fjerne pakningselementoptageapparatet og udskifte wolframcarbidskæ-refladen og genindsætte pakningselementoptageapparatet flere

DK 155620B

2 gange før pakningselementet er frigjort. På grund af dette er det nødvendigt, at pakningselementgriberen gentagne gange kan bringes i indgreb med og frigøres fra pakningselementet.

5 I US-patentskriftet nr. 2.904.114 beskrives et pakningselemen-toptageapparat omfattende en cylindrisk fræser, men der er ikke givet nogen anvisninger på gentagne gange at gå i indgreb med og frigøre griberen, I stedet for er der tilvejebragt en skærering, således at pakningselementoptageapparatet kan 10 fjernes. Manglerne ved dette pakningselementoptageapparat er omtalt i US-patentskri ft nr. 3.352.593, hvori skæreringen er erstattet af organer, der gør det muligt gentagne gange at bringe griberen i indgreb og frigøre den. Et tilsvarende pakningselementoptageapparat er beskrevet i US-A-3.108.637, hvor 15 griberen omfatter fingre, der gentagne gange kan bringes i indgreb og frigøres, og som har et kamagtigt indgreb med en midtersondes skrå overflade. I US-patentskri ft nr. 3.282.358 beskrives et boreværktøj og især en kernefræser med radiale finneformede klinger med skæreflader.

20

Den kendte teknik nærmede sig således problemet vedrørende udtagning af pakning ud fra det synspunkt, at man gentagne gange skulle kunne bringe griberen i indgreb med pakningselementet og frigøre griberen fra pakningselementet samtidig med, at man 25 bevarede den cylindriske fræser. Den foreliggende opfindelse nærmer sig problemet ud fra et andet synspunkt, idet den cylindriske fræser er erstattet af en fræser med en eller flere radiale finneformede knive, der skærer i stedet for at slibe, og som kan bære en dyb beklædning af wolframcarbid. I langt de 3 0 fleste tilfælde har man fundet, at en sådan fræser er i stand til at fræse pakningselementet ud i en enkelt operation, der er tilstrækkelig til at frigøre pakningselementet for optagning. På grund af dette er der ikke noget behov for, at griberen gentagne gange kan gå i indgreb med og frigøres fra pak-3 5 ningselementet. For imidlertid at kunne være i stand til at kunne fjerne pakningselementoptageapparatet fra pakningselementet i en nødsituation er der tilvejebragt en sikkerhedskrave .

DK 155620 B

3

For at tilgodese dette er det indledningsvist omtalte pak-ningselementoptageapparat ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 anførte. Praktisk hensigtsmæssige udfø-5 relsesformer er angivet i krav 2 og 3.

Opfindelsen beskrives nærmere neden for i form af et eksempel og under henvisning til tegningen, hvori 10 fig. 1 er en oversigtsskitse, der viser arrangementet af delene hen over længden af et pakningselementoptageapparat ifølge opfindelsen, fig. 2 er et længdesnit af den ved A angivne længde i fig.

15 1, fig. 3 er et lodret billede set fra den retning, der er angivet ved pilen C i fig. 2, 20 fig. 4 er et snit langs linien D-D i fig.2 , fig. 5 er et længdedelsnit af den ved B angivne længde i fig.

1, 25 fig. 6 er et endebillede set i retning af pilen E i fig. 5, fig. 7 viser sikringsmuffen, der er angivet ved henvisnings tallet 33 i fig. 5, 30 fig. 8 er et snit langs linien F-F i fig. 7, og fig. 9 viser i forstørret målestok det i fig. 5 med en stiplet cirkel angivne område.

35 Der henvises til tegningens fig. 1, hvor et pakningselementop tageapparat ifølge opfindelsen ses at omfatte en aflang samling af dele, hvis væsentligste karakteristika er vist skematisk for at illustrere, hvorledes de er anbragt i rækkefølge fra

4 DK 155620B

Optageapparatet 1 har en rørformet boring, der forløber fra den ene ende til den anden for gennemstrømning af vaske.Samlingen kan fastgøres til en borestreng ved hjalp af standard API koniske skrueforbindelsesorganer, f.eks. som angivet ved henvis-5 ningstallet 3.

Samlingen omfatter et eller fortrinsvis flere opsamlingsorganer 4 for sønderbrudt materiale (vist i delsnit i fig. 1).

10 Pakningselementfræseren 5 har radialt forløbende finnelignende fremspring 6, der på deres forreste flader er beklædt med wolframcarbid.

En pakningselementgriber består af en gribermuffe 7 med en 15 række forspændte stålfingre arrangeret til fjederindgreb i pakningselementets udfræsningsforlsngelsesboring.

En sikkerhedskrave^8 er fastgjort ved hjælp af sikkerhedsbolte eller -stifter (og stiftholdeskuer) og frigøres ved, '.at et 2° tilstrækkeligt stort tryk påføres på denne under optageorganets udtrækning fra oliebrønden. Når de først er frigjort, falder sikkerhedsringen og gribemuffen i indgreb med en holdering 9.

Samlingen afsluttes i et fræsehoved 10, der er dimensioneret, 25 så det kan passere gennem pakningselementets boring for at fjerne deri forekommende sønderbrudt materiale.

Væske pumpes gennem samlingen under brug, så det strømmer ud via porte, der er placeret ved henvisningstallene 11 og 30 12, som strømme, der fjerner sønderbrudt materiale.

Som vist i fig. 2, 3 og 4 har en pakningselementfræser 20 en indre boring 21 med en udgangsport 22, hvorigennem en væskestråle, der pumpes gennem boringen 21, kan strømme ud. Fræ-35 seren 20 bærer et antal, normalt tre, radialt rettede finnelig nende klinger eller knive 23 (hvoraf kun en for tydeligheds skyld er vist i fig. 2 og 3), hvis ledende flader og nedre kanter som vist bærer en beklædning 24 af wolfrancarbid.

Hver kniv 23 har en radialt forstørret øvre forlængelse 25,

DK 155620E

5 der står under en vinkel i forhold til kniven, således som vist i fig. 3. Diameteren for knivforlangelsen 25's omdrejnings-cirkel er omtrent lig med diameteren for den oliebrønd, hvori pakningselementoptageapparatet skal benyttes, idet formålet 5 er at understøtte optageorganets centrering og mere specielt at forhindre, at brøndforingsrøret beskadiges af knivene 23.

Et alternativt ikke illustreret arrangement, og som er hensigtsmæssigt til brønde med større diameter, er højere oppe i strengen at tilvejebringe en ikke-roterende gummimuffe med ribber 10 og med omtrent den samme diameter som brønden.

Som vist i fig. 5-8 har en pakningselementgriber 30 en gribermuffe, der har en cylindrisk form med en række aksiale spalter udskåret langs en del af sin længde til dannelse af 15 en række fingre. For at give fingrene en større fleksibilitet og tilvejebringe en spændingsaflastningsgrad er der tilvejebragt en boring, der forløber fra hver aksiale spaltes hoved og ind i griberens metal.

20 Gribermuffen 31' s afbrudte nedre kant har, set i tværsnit, form som et pileho- ved. Denne kant 32 ligger an imod den øvre rand af en sikkerhedskrave 33, der ved hjælp af en eller flere brudbolte eller -stifter indsat i kravens huller34 er fastgjort til optage-apparatets midterrør. Ved et lavere niveau er der tilvejebragt 25 en holdekrave 35 for at forhindre, at sikkerhedskraven 33.

tabes, såfremt den under brug skulle blive frigjort. Griberen 30's øvre ende går i indgreb med en trykskruefjeder 36, der holdes an imod en fjederholder 37, der er fastgjort til samlingens midterrør.

30

Optageapparatets nederste ende bærer et fræsehoved 38, der har den i fig. 6 viste tværsnitsform med krumme flader 39 og flade flader 40. Fræsehovedet 38 er beklædt med wolfram-carbid på de krumme flader 39 og på undersiderne, men de flade 35 flader 40 har ikke nogen sådan beklædning. En væskeudgangsport 41 står i forbindelse med optageapparatsamlingens indre boring, således at en væskestråle kan strømme ud derfra.

DK 155620 B

6

Nedenfor beskrives pakningselementoptageapparatets virkemåde. Optageapparatet skrues på en borestreng og sænkes ned i den oliebrønd, hvorfra et pakningselement skal fjernes. Frasehovedet 38 går ind i pakningselementets boring, der hyp-5 pigt indeholder nedbrudt eller sønderbrudt materiale. Optage apparatet drejes derpå, og væske pumpes gennem dets indre boring. En stråle af denne væske strømmer ud fra porten 41 ind i fræsehovedet og skyller sønderbrudt materiale op i brønden, hvor det gribes i opsamlingsorganet 4 for sønderbrudt 10 materiale, eller transporteres til overfladen. Fræsehovedet 38's form er sådan, at det centrerer sig selv i pakningselementets boring og de brede afstande mellem de flade flader 40 og pakningselementets boring tillader en hurtig frit strømmende væskestråle at skylle store og små stykker af sønderbrudt 15 materiale og spåner bort.

Efterhånden som fræsehovedet 38 føres yderligere gennem pakningselementet, (og gennem enhver nedre streng af rørl passerer pakningselementgribermuffen31 trukket tilbage mod fjederen 36 20 gradvis gennem pakningselementet og ind i pakningselementets udfræsningsforlængeIse, hvor fjederen igen skubber kanten 32 ind på kraven 33. Pakningselementets længde kendes,og om nødvendigt kan man indbefatte en forlængelsesstreng i optageorganet for at forøge afstanden mellem fræseren 20 og griberen 25 3Q.

Knivene eller klingerne 23 går i berøring med pakningselementets øverste overflade og begynder at udfræse pakningselementet. En væskestråle, der strømmer fra portene 22 skyller 30 spåner og sønderbrudt materiale opad ind i opsamlingsbeholderen 4 for sønderbrudt materiale eller til overfladen.

Når først fræsningen er tilstrækkelig fremskredet til at frigøre pakningselementet fra brøndforingsrøret, falder resterne 35 af pakningselementet og yderligere rørmateriale, der hænger under dette, ved tyngdekraftens påvirkning, og gribes af griberen 30, idet vægten af resterne medvirker til at tvinge griberen 30 mod sikkerhedskraven 33 og spreder griberen 30's fingre udad til tæt indgreb med pakningselementresterne. Pakningselementet trækkes

DK 155620B

7 så op fra brønden. Efterhånden som udtrækningen skrider frem, er det muligt, at pakningselementresterne vipper og klemmer imod brøndforingsrøret, eller at stykker af sønderbrudt material bliver fanget mellem pakningselementet og foringsrøret, så-5 ledes at pakningselementet klemmer sig fast. Dette medfører selvfølgelig en væsentlig spænding på strengen, og kan i realiteten medfører brud ved ethvert punkt mellem optageorganet og overfladen.

1° Sikkerhedskraven 33 ifølge opfindelsen er konstrueret til at forhindre et sådant brud. Kraven 33 er udstyret med et antal huller 34, der flugter med hullerne i midterrøret. Før optageorganet sendes ned i brønden, skrues et antal brudbolte ind i disse huller for at fastgøre kraven. Antallet af bolte 15 og forskydningsstyrken for det materiale, hvoraf de er lavet, bestemmer den kraft, ved hvilken boltene overskæres og frigør kraven.

Samvirket mellem pakningselementgriberen 31 og sikkerhedskraven 20 33 er illustreret i større enkeltheder i fig. 9A og B. Fig.

9A viser et pakningselement 50 (vist ved punktstreg), der holdes af griberen 31 og som ligger an imod sikkerhedskraven 33. Fig. 9B viser disse deles relative position efter sikkerhedskraven 33's frigørelse. Et pakningselement 51 holdes af 25 griberen 31 ved hjælp af en skulder 51 på udfræsningsforlæn geisen, hvilken skulder ligger an imod en skrå flade 52 på griberen 31. Hvis den spænding, der i forvejen er indstillet ved valg af de brudbolte, der er placeret i hullerne 34, overskrides, overklippes boltene og frigør kraven 33, der 30 falder ud af indgreb med griberen 31, hvorpå pakningselementets vægt sammentrykker griberens affjedrede fingre og frigør grebet på pakningselementet og tillader at optageorganet trækkes ud af brønden. Efter genanbringelse af brudboltene, kan optageorganet igen sendes ned i brønden og optageoperationen kan 35 igen begynde.

Brudboltene kan være gevindskårne bolte, hvis forskydningsspænding kendes, eller man kan alternativt benytte enkle cylin- /*] V> *1 I™« 1,- /-» n 4- Ί -P 4— Λ V· Λ «· U Λ Π y-\ /—1 A « 1 «« J η T*/-» U 4 *w Ί ^ f <-» V-l I~t -wy 4M n ir 4 1 4·

Claims (3)

1. Pakningselementoptageapparat til med et brøndforingsrør ud styret oliebrønd omfattende en aflang kerne, en pakningselementfræser (6) anbragt på kernen til at fræse pakningselementet for at frigøre dette fra brøndforingsrøret og anbragt med afstand fra pakni ngselemenfræseren en pakningselementgriber 10 (7) til indgreb med det frigjorte pakningselement for at mu liggøre udtagning fra brønden, kendetegnet ved, at pakningselementgriberen (7, 30) omfatter en gribermuffe (31), der kan forskydes langs kernen og er slidset til at forme en serie af aksialt forløbende elastiske fingre, og en sikker- 15 hedskrave (33) fastgjort på kernen ved hjælp af en eller flere brudbolte eller stifter og udløselig fra kernen i tilfælde af, at spændingen på kraven (33) overskrider en forudvalgt værdi, og hvor tykkere frie ender af fingrene af en fjeder (36) tvinges til sådant indgreb med kraven (33), at fingrene spre- 20 des til at kunne gå i indgreb med pakningselementet, og at pakningselementfræseren (5, 20) omfatter en eller flere radiale finneformede knive (23), hvor hver kniv (23) har en skæreflade.

2. Pakningselementoptageapparat ifølge krav 1, kende tegnet ved, at kernen er hul (21) og omfatter organer (22) til at levere en væskestråle tæt ved knivens eller hver knivs (23) skæreflade.

3. Pakningselementoptageapparat ifølge krav 1, og hvor kernen ender i et fræsehoved (10, 38) på pakningselementgriberens (7, 30) side langt fra pakningsfræseren (5, 20), kendetegnet ved, at kernen er .hul og omfatter organer (41) til at levere en væskestråle tæt ved fræsehovedet (10, 38). 35