FR2620821A1 - Device for indicating tension between a member and a linkage element - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif indicateur de tension mécanique entre un organe, tel qu'une sonde, un outil ou un instrument, et un élément de liaison tel qu'un câble.The present invention relates to a device for indicating mechanical tension between a member, such as a probe, a tool or an instrument, and a connecting element such as a cable.
Cette invention s'applique notamment au domaine du forage dans le sol, lorsqu'il s'agit de savoir si un câble reliant une sonde, un outil ou un instrument, est tendu.This invention applies in particular to the field of drilling in the ground, when it is a question of knowing if a cable connecting a probe, a tool or an instrument, is stretched.
Plus particulièrement, l'invention peut s'utiliser lorsque l'on effectue des observations acoustiques, telles celles exécutables au cours de la fracturation de couches géologiques ou de campagnes sismiques.More particularly, the invention can be used when performing acoustic observations, such as those that can be carried out during the fracturing of geological layers or of seismic surveys.
Les brevets français 2.544.013, 2.564.894 et 2.573.472, ou la demande de brevet français 86/18.416, décrivent des techniques d'écoute et des dispositifs comportant notamment une sonde ancrée dans un puits et reliée par un tronçon de câble à une base solidaire d'un tubage.French patents 2,544,013, 2,564,894 and 2,573,472, or French patent application 86 / 18,416, describe listening techniques and devices comprising in particular a probe anchored in a well and connected by a section of cable to a base secured to a casing.
Afin notamment d'éviter que les vibrations se propageant dans le tubage ne soient transmises à la sonde de mesure, on relâche la tension dudit tronçon de câble avant d'effectuer la mesure ou/et l'intervention. In particular in order to avoid that the vibrations propagating in the casing are transmitted to the measurement probe, the tension of said cable section is released before carrying out the measurement or / and the intervention.
Cependant, au cours de ces mesures ou/et interventions, à la suite par exemple d'un glissement de la sonde, le tronçon de câble a tendance à se tendre et, par voie de conséquence, des vibrations parasites peuvent parvenir à la sonde, sans que l'on puisse s'en rendre compte en surface, et donc réduire la tension du tronçon de câble alors que cela serait nécessaire.However, during these measurements or / and interventions, following for example a sliding of the probe, the section of cable tends to tighten and, consequently, parasitic vibrations can reach the probe, without being able to realize it on the surface, and therefore reducing the tension of the cable section when this would be necessary.
En vue notamment de pallier à cet inconvénient, la présente invention propose un dispositif indicateur de tension entre un organe tel qu'une sonde, un outil ou un instrument et un élément de liaison tel qu'un câble.In particular with a view to overcoming this drawback, the present invention provides a voltage indicator device between a member such as a probe, a tool or an instrument and a connecting element such as a cable.
Ce dispositif est notamment caractérisé en ce qu'il comporte un corps de traction solidaire dudit élément, un tube-guide placé autour dudit corps de traction, ce tube-guide étant solidaire dudit organe et coopérant en translation avec ledit corps de traction entre une première position et une deuxième position distincte de la première, un contacteur commandé par le déplacement du tube-guide relativement au corps de traction, et des moyens de rappel adaptés à ramener dans la première position le tube-guide relativement au corps de traction, en l'absence d'un effort de traction suffisant pour écarter le tubeguide du corps de traction et tendant à amener le tube et le corps dans une deuxième position, ledit contacteur pouvant prendre au moins deux états distincts au cours du déplacement et étant placé dans un circuit de détection de ces deux états.This device is particularly characterized in that it comprises a traction body integral with said element, a guide tube placed around said traction body, this guide tube being integral with said member and cooperating in translation with said traction body between a first position and a second position distinct from the first, a contactor controlled by the displacement of the guide tube relative to the traction body, and return means adapted to return the guide tube relative to the traction body to the first position, in l absence of a sufficient tensile force to move the tubeguide away from the traction body and tending to bring the tube and the body into a second position, said contactor being able to assume at least two distinct states during movement and being placed in a circuit detection of these two states.
Le contacteur pourra être solidaire du corps de traction.The contactor may be integral with the traction body.
Le contacteur pourra etre un contacteur magnétique et le tube-guide pourra comporter un aimant adapté à modifier ltétat du contacteur au cours du déplacement.The contactor may be a magnetic contactor and the guide tube may include a magnet adapted to modify the state of the contactor during movement.
Le contacteur pourra être un contacteur électrique. The contactor may be an electrical contactor.
L'élément pourra être un câble et l'organe pourra être une sonde ou un outil ou un instrument.The element could be a cable and the member could be a probe or a tool or an instrument.
Le câble pourra comporter des lignes de commande et/ou de puissance, qui sont reliées à ladite sonde, ces lignes ainsi qu'une ligne reliant le contacteur étant rassemblées dans un faisceau traversant le corps de traction par un canal central.The cable may include control and / or power lines, which are connected to said probe, these lines as well as a line connecting the contactor being gathered in a beam passing through the traction body by a central channel.
Les moyens de rappel pourront comporter une tige coaxiale au corps de traction, un prolongement au canal central situé à l'intérieur de la tige et dans lequel est placé le faisceau, un ressort externe à la tige et interne au corps de traction, le ressort s'appuyant sur un collet solidaire de la tige et s'appuyant sur une douille formant butée solidaire du corps de traction.The return means may include a rod coaxial with the traction body, an extension to the central channel located inside the rod and in which the beam is placed, a spring external to the rod and internal to the traction body, the spring based on a collar secured to the rod and supported on a socket forming a stop secured to the traction body.
L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaitront nettement à la lecture de la description d'un exemple de réalisation qui suit, illustrée par les figures annexées dans lesquelles - la figure 1 illustre la position de travail d'une sonde de mesure
équipée d'un dispositif selon l'invention, et - la figure 2 représente en détail le dispositif selon l'invention.The invention will be clearly understood and its advantages will appear clearly on reading the description of an exemplary embodiment which follows, illustrated by the appended figures in which - Figure 1 illustrates the working position of a measurement probe
equipped with a device according to the invention, and - Figure 2 shows in detail the device according to the invention.
La sonde 1 est descendue dans un puits 2 équipé sur une certaine longueur d'un cuvelage 3 terminé par un sabot 4 à sa partie inférieure.The probe 1 is lowered into a well 2 fitted over a certain length with a casing 3 terminated by a shoe 4 at its lower part.
La sonde 1 est amenée en position de travail au moyen d'un tubage 5 éventuellement équipé d'un carter protecteur 6 dans lequel cette sonde pourrait etre maintenue pendant la descente du tubage 5. Le maintien de la sonde 1 dans le carter 6 est réalisé par l'intermédiaire d'un tronçon de câble 7, grâce à une embase 8 ancrée dans le tubage dans une position supérieure telle que la sonde 1 soit dans le carter 6. The probe 1 is brought into the working position by means of a casing 5 possibly equipped with a protective casing 6 in which this probe could be maintained during the descent of the casing 5. The holding of the probe 1 in the casing 6 is carried out by means of a cable section 7, thanks to a base 8 anchored in the casing in an upper position such that the probe 1 is in the casing 6.
La barre de charge 9, qui est reliée par un câble 10 à la surface et qui est adaptée à se solidariser de l'embase 8, à désancrer cette embase et à la descendre dans une position inférieure, commande la sortie de la sonde 1 du carter 6.The load bar 9, which is connected by a cable 10 to the surface and which is adapted to be joined to the base 8, to disengage this base and to lower it to a lower position, controls the output of the probe 1 from the housing 6.
La barre de charge 9 comme l'embase 8 possèdent chacune des connecteurs électriques adaptés à coopérer ensemble pour relier la sonde 1 à la surface du sol.The load bar 9 as the base 8 each have electrical connectors adapted to cooperate together to connect the probe 1 to the ground surface.
La sonde 1 étant sortie du carter 6, des moyens d'ancrage 11 dans le puits 2, tels des bras, sont déployés. La sonde 1 est mécaniquement découplée du tubage 5, ou de l'embase 8, grâce au rapprochement de l'embase 8 et de la sonde 1. Ce rapprochement est effectué par un mouvement de l'embase 8 par rapport au tubage 5 et/ou-par un mouvement du tubage 5 par rapport au puits 2.The probe 1 having left the casing 6, anchoring means 11 in the well 2, such as arms, are deployed. The probe 1 is mechanically decoupled from the casing 5, or from the base 8, by virtue of the approximation of the base 8 and of the probe 1. This approximation is effected by a movement of the base 8 relative to the casing 5 and / or by a movement of the casing 5 relative to the well 2.
Le tubage 5 est en outre équipé d'un organe d'étanchéité annulaire 12 au travers duquel passe le tronçon 7 de câble. Ce joint 12 réalise une étanchéité entre le tubage 5 et le cuvelage 3, de manière à isoler hydrauliquement une zone de puits devant être l'objet d'une fracturation hydraulique.The casing 5 is further equipped with an annular sealing member 12 through which the section 7 of cable passes. This seal 12 provides a seal between the casing 5 and the casing 3, so as to hydraulically isolate a well area to be subjected to hydraulic fracturing.
La partie supérieure du tubage comporte une canalisation hydraulique 15 reliée à des moyens de pompage et un élément d'obturation 16 entre le câble 10 et le tubage 5.The upper part of the casing comprises a hydraulic pipe 15 connected to pumping means and a closure element 16 between the cable 10 and the casing 5.
L'installation de surface, qui comporte un treuil 17 et une station de commande 18, permet la manoeuvre du câble 10.The surface installation, which comprises a winch 17 and a control station 18, allows the cable 10 to be operated.
Une fois découplée mécaniquement, la sonde 1, ou tout autre instrument ou outil, peut opérer à l'abri des vibrations mécaniques provenant notamment du tubage, et ainsi mesurer, par exemple, les bruits des formations fracturées. Once mechanically decoupled, the probe 1, or any other instrument or tool, can operate away from mechanical vibrations originating in particular from the casing, and thus measure, for example, the noises of fractured formations.
La figure 2 représente le dispositif 20 selon l'invention, placé entre la sonde 1 et Le tronçon de câble 7, qui permet de connaître la tension ou l'absence de tension dans le tronçon de câble 7, de manière à pouvoir, si besoin est, restaurer le découplage mécanique entre l'embase 8 ou le tubage 5 et la sonde 1.FIG. 2 represents the device 20 according to the invention, placed between the probe 1 and the cable section 7, which makes it possible to know the tension or the absence of tension in the cable section 7, so as to be able, if necessary east, restore the mechanical decoupling between the base 8 or the casing 5 and the probe 1.
L'extrémité inférieure du tronçon de câble 7 comporte un pied 21 de câble adapté à reprendre les efforts de traction exercé sur le tronçon de câble et à transmettre ces efforts à deux demi-coquilles 22 enserrant le pied 21 de câble à la première de leurs extrémités. Un pion 23 immobilise en rotation le pied 21 par rapport aux demi-coquilles 22.The lower end of the cable section 7 comprises a cable foot 21 adapted to take up the tensile forces exerted on the cable section and to transmit these forces to two half-shells 22 enclosing the cable foot 21 at the first of their extremities. A pin 23 rotates the foot 21 relative to the half-shells 22.
Les deuxièmes extrémités des demi-coquilles 22, qui comportent des gorges 24, coopèrent avec un épaulement 25 solidaire d'une première extrérrité d'un corps de traction 26, de manière à solidariser en translation les demi-coquilles 22 du corps de traction 26. Des moyens d'immobilisation en rotation 27, tel un pion, et des moyens de fixation 28, tels un collier ou des vis de fixation, ou encore une bague d'enchassement immobilisée par un jonc élastique, permettent la solidarisation totale des demi-coquilles avec le corps de traction 26.The second ends of the half-shells 22, which have grooves 24, cooperate with a shoulder 25 secured to a first end of a traction body 26, so as to secure in translation the half-shells 22 of the traction body 26 Means of immobilization in rotation 27, such as a pin, and fixing means 28, such as a collar or fixing screws, or even a casing ring immobilized by an elastic ring, allow the complete attachment of the half-pieces. shells with traction body 26.
A la deuxième extrémité du corps de traction 26 sont disposés des moyens de rappel 29 comportant une douille butée 26a vissable au corps 26 et coopérant, par l'intermédiaire d'un ressort 30, avec le collet 31 d'une tige 32. Ces moyens de rappel 29, dont la course est par exemple voisine de 3 centimètres, ont une raideur sensiblement égale à 25 N/cm, produisent au repos, du fait d'une compression préalable du ressort 30, une force de rappel proche de 10 Newtons, cette valeur n'étant donnée qu'à titre indicatif. At the second end of the traction body 26 are arranged return means 29 comprising a stop sleeve 26a screwable to the body 26 and cooperating, via a spring 30, with the collar 31 of a rod 32. These means return 29, the stroke of which is for example close to 3 centimeters, have a stiffness substantially equal to 25 N / cm, produce at rest, due to prior compression of the spring 30, a return force close to 10 Newtons, this value being given only as an indication.
La partie 33 de la tige 32 opposée à celle comportant le collet 31 est fixée par un organe de liaison étranglé 34 à la sonde 1. The part 33 of the rod 32 opposite to that comprising the collar 31 is fixed by a constricted connecting member 34 to the probe 1.
Cet organe de liaison étranglé 34 constitue le point faible de sectionnement privilégié entre le tronçon de câble 7 et la sonde 1, lorsque la force de traction, exercée entre le tronçon de câble 7 et la sonde 1, atteint un certain seuil prédéterminé.This constricted connecting member 34 constitutes the privileged weak point of sectioning between the cable section 7 and the probe 1, when the tensile force, exerted between the cable section 7 and the probe 1, reaches a certain predetermined threshold.
Un tube-guide 35 fixé en rotation et en translation a. la sonde 1 par un écrou 36, sert de moyens de guidage au corps de traction 26 et aux deux demi-coquilles 22, lorsqu'une traction est exercée entre le tronçon 7 de câble et la sonde 1.A guide tube 35 fixed in rotation and in translation a. the probe 1 by a nut 36 serves as guide means for the traction body 26 and the two half-shells 22, when traction is exerted between the section 7 of cable and the probe 1.
Le corps de traction 26 est immobilisé en rotation par rapport au tube-guide 35 par une rainure 37 intégrée à ce corps 26 et qui coopère avec un pion 38 solidaire du tube-guide 35.The traction body 26 is immobilized in rotation relative to the guide tube 35 by a groove 37 integrated into this body 26 and which cooperates with a pin 38 integral with the guide tube 35.
La rainure 37 débouche à la deuxième extrémité du corps 26 de manière que lors d'une rupture de L'organe de liaison étranglé 34 aucun obstacle n'empêche la sortie du tube-guide 35 du corps de traction et des éléments qui lui sont liés.The groove 37 opens at the second end of the body 26 so that during a rupture of the constricted connecting member 34 no obstacle prevents the exit of the guide tube 35 from the traction body and the elements connected to it .
Sortant du tronçon 7 de câble par le pied de câble 21, les lignes 40 électriques de commande de la sonde ou de transfert d'information sont connectées par des fiches 41, telles les épissures de câbles DUO-SEEL (marque déposée par la société KEMLON), à un faisceau 42 de lignes.Leaving the cable section 7 by the cable foot 21, the electrical lines 40 for controlling the probe or for transferring information are connected by plugs 41, such as the cable splices DUO-SEEL (trademark registered by the company KEMLON ), to a beam 42 of lines.
Le faisceau 42 de lignes traverse le corps de traction 36 par un canal central 43 et la tige 32 par un orifice latéral 44 disposé dans ladite partie opposée à celle comportant le collet 31.The bundle 42 of lines passes through the traction body 36 through a central channel 43 and the rod 32 through a lateral orifice 44 disposed in said part opposite to that comprising the collar 31.
A la sortie de la tige 32, te faisceau 42 se divise en une pluralité de lignes se terminant chacune par des fiches femelles 50, telles que les fiches femelles DUO-SEEL (marque déposée par la société KEMLON).At the outlet of the rod 32, the beam 42 is divided into a plurality of lines each ending in female plugs 50, such as the female DUO-SEEL plugs (trademark registered by the company KEMLON).
Ces fiches femelles 50 coopèrent avec des fiches mâles associées
DUO-SEEL 51, réalisant une traversée étanche de la paroi de la sonde 1. These female plugs 50 cooperate with associated male plugs
DUO-SEEL 51, making a sealed crossing of the wall of the probe 1.
Le faisceau 42 comporte en outre des moyens, tels des enroulements du type cordon téléphonique, situés à l'intérieur du canal central 43, qui permette de compenser les déplacement du tronçon de câble relativement à la sonde 1, en conservant les liaisons électriques entre le tronçon 7 de câble et la sonde 1.The bundle 42 also comprises means, such as windings of the telephone cord type, located inside the central channel 43, which makes it possible to compensate for the displacements of the cable section relative to the probe 1, while preserving the electrical connections between the section 7 of cable and probe 1.
Le corps de traction 26 comporte en outre un contacteur magnétique 45, tel un interrupteur à lame souple de la société Radio Technique
Compelec communément aussi appelé interrupteur REED, permettant de mettre la ligne 46 à la masse du dispositif 20 lorsqu'un déplacement se produit entre le corps de traction 26 et le tube-guide 35 dans lequel est disposé un aimant 47.The traction body 26 further comprises a magnetic contactor 45, such as a flexible blade switch from the company Radio Technique
Compelec commonly also known as a REED switch, making it possible to earth the line 46 of the device 20 when a displacement occurs between the traction body 26 and the guide tube 35 in which a magnet 47 is placed.
L'aimant 47, qui est sensiblement disposé parallèlement et au droit du contacteur magnétique 45, est adapté à modifier l'état de conduction électrique du contacteur 45 lorsqu'une traction exercée sur le tronçon de câble produit le déplacement du corps de traction relativement au tube-guide 35 et/ou la sonde 1 d'une première position de repos vers une deuxième position suffisamment éloignée de la première pour la commutation réversible des états du contacteur.The magnet 47, which is substantially disposed parallel and in line with the magnetic contactor 45, is adapted to modify the state of electrical conduction of the contactor 45 when a traction exerted on the cable section produces the displacement of the traction body relative to the guide tube 35 and / or the probe 1 from a first rest position to a second position sufficiently distant from the first for the reversible switching of the states of the contactor.
La ligne 46 est reliée au contacteur 45 par une prise femelle 48 et une prise mâle 49 par exemple de type DU0-SEEL adaptées à coopérer ensemble. La prise mâle 49 réalise une traversée étanche vers la cavité dans laquelle se trouve le contacteur 45.Line 46 is connected to contactor 45 by a female socket 48 and a male socket 49, for example of the DU0-SEEL type, adapted to cooperate together. The male connector 49 provides a sealed passage towards the cavity in which the contactor 45 is located.
Après avoir traversé la percée 52, la ligne 46 se joint au faisceau des lignes 42, penètre dans la sonde, et rejoint, par un détecteur de masse et éventuellement un amplificateur, un dispositif de multiplexage.After crossing the breakthrough 52, line 46 joins the bundle of lines 42, enters the probe, and joins, by a mass detector and possibly an amplifier, a multiplexing device.
Le dispositif de multiplexage permet de transmettre à la surface du sol, par une seule ligne de communication, plusieurs signaux, tels des signaux des différents appareillages de la sonde, notamment celui provenant du détecteur de masse placé sur la ligne 46.The multiplexing device makes it possible to transmit to the ground surface, by a single communication line, several signals, such as signals from the various apparatuses of the probe, in particular that coming from the mass detector placed on line 46.
De manière à commander convenablement le contacteur magnétique 45, le tube-guide 35 et le corps de traction 26, au moins au voisinage du contacteur, sont réalisés en un matériau amagnétique, tel du titane ou un acier inoxydable.In order to properly control the magnetic contactor 45, the guide tube 35 and the traction body 26, at least in the vicinity of the contactor, are made of a non-magnetic material, such as titanium or stainless steel.
Le corps de traction 26 comporte à sa deuxième extrémité des trous de nettoyage 53.The traction body 26 has cleaning holes 53 at its second end.
La mise en oeuvre du dispositif selon l'invention, permettant de savoir si les tronçons de câble 7 (ou plus généralement un câble) est tendu, s'effectue de la manière suivante.The implementation of the device according to the invention, making it possible to know whether the cable sections 7 (or more generally a cable) is stretched, is carried out in the following manner.
La tension croissante dans ledit câble produit un déplacement des demi-coquilles 22, du corps de traction 26 et de l'interrupteur 45 relativement au tube-guide 35. Avant que le corps de traction 26 n'arrive en butée contre le collet 31 de la tige 32 par l'intermédiaire du ressort 30 se comprimant, le déplacement du contacteur 45, relativement à l'aimant 47 situé dans le tube-guide 35, produit la commutation (ouverture ou fermeture) du contacteur 45.The increasing tension in said cable produces a displacement of the half-shells 22, of the traction body 26 and of the switch 45 relative to the guide tube 35. Before the traction body 26 comes into abutment against the collar 31 of the rod 32 by means of the spring 30 compressing, the displacement of the contactor 45, relative to the magnet 47 located in the guide tube 35, produces the switching (opening or closing) of the contactor 45.
Ainsi, le détecteur de masse génère à son tour un signal spécifique vers le dispositif de multiplexage. Le dispositif transmet une information correspondant au signal vers la surface.Thus, the mass detector in turn generates a specific signal to the multiplexing device. The device transmits information corresponding to the signal to the surface.
Lorsque l'on produit le relâchement de la tension dans le tronçon de câble 7, le corps de traction ainsi que tous les autres éléments qui lui sont liés, notamment le contacteur magnétique 45, reprennent leur position initiale. Le détecteur de masse fournit alors un signal correspondant à un autre état de conduction du contacteur.When the tension is released in the cable section 7, the traction body as well as all the other elements which are linked to it, in particular the magnetic contactor 45, return to their initial position. The mass detector then supplies a signal corresponding to another state of conduction of the contactor.
Le retour à la position initiale est réalisé grâce à des moyens de rappel 29, tels ceux comportant le ressort 30. Ces moyens de rappel pourraient aussi être constitués par la masse du corps de traction et des deux demi-coquilles lorsque la sonde est sensiblement dans une position verticale. The return to the initial position is achieved by return means 29, such as those comprising the spring 30. These return means could also be constituted by the mass of the traction body and the two half-shells when the probe is substantially in a vertical position.
La ligne 46 ainsi que le contacteur 45, au lieu d'être des organes électriques pourront être des organes pneumatiques, hydrauliques ou optiques.Line 46 as well as contactor 45, instead of being electrical components, could be pneumatic, hydraulic or optical components.
Bien que suivant le mode de réalisation préféré, selon son état de commutation (ou de conduction électrique), le commutateur mette à la masse la ligne 46, le commutateur pourra connecter cette ligne 46 à une autre ligne non directement reliée à la masse.Although according to the preferred embodiment, according to its switching (or electrical conduction) state, the switch earths line 46, the switch can connect this line 46 to another line not directly connected to earth.
Pour différentes positions du corps de traction relativement au tube-guide, le commutateur pourra réaliser différentes connexions entre l'une 46 ou plusieurs lignes avec d'autres lignes. For different positions of the traction body relative to the guide tube, the switch can make different connections between one 46 or more lines with other lines.
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|---|---|---|---|---|
| CN111997590A (en) * | 2020-09-09 | 2020-11-27 | 中国石油天然气集团有限公司 | Tension nipple for logging instrument |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US2463980A (en) * | 1945-05-11 | 1949-03-08 | William A Lee | Tractor switch |
| US4019163A (en) * | 1974-03-08 | 1977-04-19 | Square D Company | Reed contact unit |
| FR2430003A1 (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-25 | Schlumberger Prospection | DEVICE FOR MEASURING THE BACKGROUND VOLTAGE APPLIED TO A CABLE |
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| FR2544013A1 (en) * | 1983-04-07 | 1984-10-12 | Inst Francais Du Petrole | METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING MEASUREMENTS OR / AND INTERVENTIONS IN A WELL |
-
1987
- 1987-09-17 FR FR8712927A patent/FR2620821B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2620821B1 (en) | 1990-09-14 |
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