NL8004567A

NL8004567A - Werkwijze en werktuig voor het opsporen van lekken in buisleidingen of dergelijke.

Info

Publication number: NL8004567A
Application number: NL8004567A
Authority: NL
Original assignee: Boc Nowsco Ltd
Priority date: 1979-08-13
Filing date: 1980-08-12
Publication date: 1981-02-17
Also published as: FR2463405B1; IT1209254B; FR2463405A1; NZ194585A; ES8204851A1; MY8500905A; GB2055210A; NO155312C; NO802392L; YU204380A; ES500926A0; NO155312B; IE50466B1; MX152942A; AT382722B; ATA414580A; BR8005077A; AU536972B2; AU6136680A; IT8024137A0

Description

Werkwijze en werktuig voor het opsporen van lekken in buisleidingen of dergelijke.

r *

Lx 5719

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een werktuig voor het opsporen van lekken in buisleidingen en koppelingen daarvoor.

Wanneer in het onderstaande sprake is van buizen of buislei-5 dingen, omvat dit ook buisstukken, buisvormige onderdelen, kanalen en dergelijke, waardoorheen gassen, dampen en vloeistoffen kunnen stromen. Wanneer voorts sprake is van een onderzoeksmiddel, dan omvat dit alle gassen, vloeistoffen en mengsels daarvan, waarvan een kleine hoeveelheid voldoende is om ondubbelzinnig een lek op te sporen, zo-10 als bijv. helium en mengsels van helium met andere gassen, en voorts freonen en zwavelhexafluoride.

In de aardgas- en aardolie-opsporings- en winningsindustrie, en in stelsels voor het benutten van de aardwarmte, stromen gassen en/of vloeistoffen onder druk door een in een put aanwezige buisleiding.

, 15 Deze buisleiding loopt door een buitenste buizenreeks of be kleding, en bestaat uit met de uiteinden met elkaar verbonden buis-lengten, waarbij naburige buislengten door middel van koppelingen dan wel bijzonder gevormde schroefeinden van de buizen zelf met elkaar zijn gekoppeld. Het is niet ongebruikelijk, dat er 500 koppelingen 20 in een dergelijke buizenreeks aanwezig zijn. Dit zelfde geldt ook voor de bekleding, terwijl het onder sommige omstandigheden ook van belang is lekken in de bekleding te kunnen opsporen, hoewel de bekleding gewoonlijk in de put is vastgecementeerd.

Soms treedt een lek op in de verbinding tussen twee buisstuk-25 ken, waardoor de vloeistof of het gas uit de buisleiding in de tussenruimte tussen deze leiding en de bekleding kan treden, hetgeen » „ de veilige werkomstandigheden ongunstig kan beïnvloeden.

Ten einde dergelijke lekken te vermijden of ten minste het optreden daarvan te verminderen, worden buizenreeksen, alvorens in de > 30 putbekleding te worden neergelaten, dikwijls aan een lekbeproeving onderworpen. Een van deze beproevingen omvat het aan de buitenzijde van een koppeling aanbrengen van vloeistofdruk, waarbij een drukver- ·· mindering in deze vloeistof op een lek wijst. Deze beproevingswijze heeft het bezwaar, dat deze de feitelijke werkomstandigheden niet na-35 bootst, daar immers de druk aan de buitenzijde wordt aangelegd in plaats van aan de binnenzijde, zoals dit tijdens de normale werking het geval is. Afhankelijk van de in de koppeling gebruikte schroef- « λ λ /. E a 7 -2- draad en van de wijze van dichting kan een dergelijke beproeving tot misleidende uitkomsten leiden, aangezien de beproevingsomstan-digheden geen getrouwe weergave van de feitelijke omstandigheden in de put zijn· 5 Een belangrijk nadeel van een dergelijke beproevingswijze is voorts, dat daarbij geen onderscheid kan worden gemaakt tussen een lek in de koppeling en een in het druks'telsel, daar alléén een drukval kan worden vastgesteld. Een verder nadeel is, dat de volstrekte nauwkeurigheid wordt beperkt door de nauwkeurigheid van de drukmeter, 10 waarnr de de drukvermindering wordt gemeten, ett de tijd, die beschikbaar is voor het uitvoeren van een aflezing, die aanmerkelijk kan zijn, wanneer een drukval van 0,1 % binnen 1 h moet worden vastgesteld.

Een andere lekbeproeving omvat het doorvoeren van een gas door twee door middel van een buiskoppeling verbonden buisstukken, en het 15 bedekken van de koppeling met een zeepoplossing. De lekken blijken dan door het optreden van zeepbellen ter plaatse van het lek.

, Deze bekende werkwijze blijkt in de praktijk niet volledig bevredigend te werken, daar de hoeveelheid gas in een dergelijke beproeving groot is, aangezien deze . althans nagenoeg de gehele leng-20 te van het onderzochte buisgedeelte moet vullen, terwijl verschillende veiligheidseisen zich tegen deze werkwijze verzetten# Voorts vér-', hindert de uitwendige toestand van het buisgedeelte dikwijls het aanbrengen van een samenhangende zeepoplossinglaag over het te onderzoeken oppervlak, zodat de waarneming onbetrouwbaar wordt.

25 Er is voorts reeds voorgesteld koppelingen en buislengten te onderzoeken door in het inwendige een gasdruk aan te brengen met behulp van een afsluitwerktuig, doch hierbij moet een gas zoals stikstof of helium worden gebruikt bij een druk van ongeveer 100 MPa, zodat zeer bijzondere veiligheidsmaatregelen verplicht zijn· Voorts 30 wordt het afscheiden van het betrokken buisgedeelte (stroom- dan wel bekledingsbuizen) een moeilijk vraagstuk bij dergelijke drukken wegens de vloeiingseigenschappen van de afdichtingen uit natuurlijke of kunstmatige rubber# Deze bekende beproevingswerkwijze maakt gebruik van zulke hoge drukken om de in de praktijk optredende drukken 35 na te bootsen, zodat mogelijke beginnende lekken kunnen worden aangetoond, terwijl bovendien de beproevingssnelheid kan worden vergroot, aangezien de beproeving onder druk uit zichzelf al vertraging met zich meebrengt# Voorts moet een afsluitwerktuig met een lengte van ongeveer 10 m worden gebruikt j het gebruik van een dergelijk werk- 8004567 '» ψ -3- tuig leidt tot aanzienlijke moeilijkheden· Verder is een dergelijk werktuig onhandig, aangezien het een vaste lengte heeft, die ongeveer overeenkomt met de nominale lengte van een buisstuk* In de prak-tijkbLijken echter de lengten van dergelijke buizen wel 25 % van de 5 nominale waarde af te wijken·

In het algemeen kan worden gezegd, dat de kosten van het opheffen van lekken in dergelijke buizenreeksen zeer hoog zijn, terwijl het optreden van een lek'in een in een put aanwezige leiding in het algemeen het terugtrekken van de buizen uit de put vereist. Wegens 10 deze kosten wordt getracht buizen en koppelingen te maken, waarin geen lekken optreden, doch de ruwe behandeling op olie- em gasvelden leidt nochtans dikwijls tot beschadiging en daardoor tot lekken· Er kan worden aangetoond, dat zelfs wanneer een lek slechts in een op duizend koppelingen optreedt,bijkomende kosten van beproeving voor 15 het buis voor buis in de put neerlaten van de buizenreeks de moeite waard is. Nochtans is het gewenst deze beproeving zo voordelig mogelijk te maken, zowel wat betreft materiaal- als werktuiggebruik, terwijl het nog belangrijken is, dat de beproeving snel en met zo min mogelijk verstoring van de plaatsingswerkzaamheden kan plaatsvinden.

20 De uitvinding verschaft een werkwijze voor het op lekken onder zoeken van buisleidingen en buislengten, welke werkwijze de volgende stappen omvatten: (a) het binnen de buis aanbrengen van een werktuig met van elkaar gescheiden dichtingen, die ter weerszijden van de te onderzoeken 25 buiskoppeling of buislengte worden geplaatst? (b) het zodanig vervormen van de dichtingen van dit werktuig, dat deze met een vaste druk tegen het binnenoppervlak van de buis drukken f (c) het met behulp van dit werktuig'in de ringvormige ruimte tussen 30 het werktuig en het binnenoppervlak van de te onderzoeken buis naar binnen voeren van een onderzoeksmiddel onder druk; en (d) het aantonen van de aanwezigheid van dit onderzoeksmiddel aan de buitenzijde van de te beproeven koppeling of buis·

Het werktuig volgens de uitvinding voor het uitvoeren van deze 35 werkwijze omvat middelen voor het op een onderlinge afstand opnemen van een eerste en een tweede ringvormige dichting uit meegevend materiaal, twee zuigers, die elk bij een van deze dichtingen behoren, en die tussen een eerste onwerkzame stand naar een tweede werkwzame stand verplaatsbaar zijn, waarin elk vaIn dè dichtingen met het binnen- vlak van de buis in aanraking komt, en met een vaste druk tegen dit oppervlak wordt gedrukt, een eerste doorgang voor het invoeren van een drukmiddel naar het ene oppervlak van elke zuiger, ten einde deze zuigers vanuit de eerste naar de tweede stand te brengen, en een twee-5 de doorgang voor het toevoeren van een onderzoeksmiddel naar een gedeelte van het werktuig aan de buitenzijde daarvan tussen de van elkaar gescheiden dichtingen, een en ander zodanig, dat het onderzoeksmiddel de ringvormige ruimte tussen het buitenoppervlak van het werktuig en het binnenoppervlak van dei te onderzoeken koppeling of buis en 10 tussen de van elkaar gescheiden dichtingen vult,

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht aan de hand van een tekening; hierin toont: fig.1 een overzichtsschema ter verduidelijking van de werkwijze uit het stelsel volgens de uitvinding; 15 fig.2 een schema van een vloeistofstelsel, dat deel uitmaakt van het liersamenstel volgens fig.6; fig.3 een schematische voorstelling van de wijze, waarop een afsluitwerktuig volgens fig.^A en 4B nauwkeurig op de gewenste plaats kan worden aangebracht; 20 fig.^A en een langsdoorsnede door een afsluitwerktuig voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding; fig.5A en 5B langsdoorsneden van lekgasverzamelaars; en fig.6 een zijaanzicht van een bij de werkwijze volgens de uitvinding gebruikte lier.

25 De werkwijze en het stelsel volgens de uitvinding worden eerst aan de hand van fig.1..3 beschreven. Een buizenreeks 9, die moet worden onderzocht, en die uit leidingbuizen- dan wel’ bekledingsbuizen kan bestaan, wordt op de gebruikelijke wijze geleidelijk in een niet nader aangeduide put neergelaten, waarbij de opeenvolgende buisstuk-30 ken met behulp van een gebruikelijk draaiwerktuig met elkaar worden fp-koppeld mét welk werktuig een koppelhuls op de aangrenzende werkstukken wordt geschroefd, dan wel deze buisstukken rechtstreeks met elkaar worden verbonden, wanneer deze van elkaar passende schroefdraadeinden zijn voorzien. Deze werkwijze kan worden toegepast bij de meeste ge-35 bruikelijke buiskoppelingen. Gewoonlijk worden de koppelingen ter plaatse van of juist boven de vloer van de booruitrusting onderzocht, doch het is zo nodig ook mogelijk deze beproeving, nadat enige wijzigingen zijn aangebracht, in de put wordt uitgevoerd, ten einde de plaats van een lek,dat zich ergens in de buizenreeks moet bevinden, te kun- 8004567 v . .

-5- nen vaststellen.

Er zal worden aangenomen, dat de koppelingen moeten worden onderzocht, alvorens de buizenreeks in de put wordt neergelaten. Er wordt dan eerst een afsluitwerktuig 100 aan een kabel 103 in een 5 buisstuk 90 neergelaten, alvorens de koppeling tot stand wordt gebracht# Een vloeistofleiding 101 loopt over een rol of schijf 105, die op een beugel is aangebracht, en in een vast punt op de kabel 103 is bevestigd. Zodra het middelpunt Tan werktuig 100 zich nauwkeurig in het midden van een koppeling bevindt, wordt een aan-10 wijzer op deleiding 101 aangebracht, en wel op de as van een richtmiddel 107, dat op de gebruikte lier is bevestigd# Dit richt-middel 107 kan een richtkijker van een geweer zijn, doch ook een stuk pijp kan al voldoende zijn# Het werktuig wordt dan verwijderd, waarna de koppeling tot stand wordt gebracht en geheel wordt aange-15 draaid. Het werktuig 100 wordt vervolgens weer in de buis neergelaten, totdat de aanwijzer zich weer op de as van het richtmiddel 107 bevindt, hetgeen aangeeft, dat het werktuig zich op de juiste plaats bevindt, waarbij de dichtingen ervan ter weerszijden van de koppeling zijn gelegen. Andere aanwijsmiddelen op de vloeistofleiding 20 kunnen worden gebruikt, zoals bij Y en Z is aangeduid, voor het aangeven van hogere en lagere standen van het werktuig, waaruit dan het naderen van de juiste stand kan worden afgeleid# In de praktijk bèstaat de leiding 101 uit twee leidingen, en wel een voor olie onder druk, en een voor een mengsel van lucht en helium onder druk (het on-25 derzoeksmiddel)·

Het bedieningspaneel van de lier (fig.6) wordt dan bediend om olie onder een druk van 3,5 MPa 'toe te voeren, welke druk hoger (in het algemeen 10 %) is. dan die van het onderzoeksgas, ten gevolge waarvan dichtingen 102 van het werktuig onmiddellijk krachtig en met 30 vaste druk tegen het binnenoppervlak van de buis ter weerszijden van de te onderzoeken koppeling. 92word^igedrukt. Een vergrendeling verhindert, dat het onderzoeksgas wordt toegevoerd, alvorens de dichtingen in aangrijping zijn gebracht, en dat de dichtingen niet kunnen worden gelost, alvorens het onderzoeksgas is verwijderd. De dichtingen 10 35 102 behoeven geen volledige gasdichte afsluiting tegen het binnenoppervlak van de buis te verschaffen,daar de‘werkwijze* volgens at> uitvinding niet berust op de vermindering van de gasdruk# De dichtingen moeten wel met een vaste druk tegen het binnenoppervlak van de buis worden gedrukt.

Λ Λ Λ z E Λ 7 -6-

Zodra de dichtingen in aangrijping zijn gebracht, wordt het onderzoeksgas, bijv. 1 % helium in lucht, onder een druk van MPa toegevoerd, waarna gaslekken worden opgespoord met behulp van een stevige massaspectrometer (niet afgebeeld) samen met een gasverzamelaar 5 109 C&angeduid met onderbroken lijnen in fig.1, en volledig in fig.5A en 5B). Deze massaspectrometer is zeer gevoelig, zodat reeds geringe hoeveelheden helium, dat in een bepaalde verhouding in het onderzoeksgas aanwezig is, kunnen worden vastgesteld, zodat door een eenvoudige berekening de volstrekte waarde van de lekstroom kan worden vastge-10 steld.

Deze massaspectrometer werkt op de gebruikelijke wijze, doch in plaats van de gangbare meetwijze, waarbij een inwendige onderdruk het te onderzoeken gas door een regelbare lekopening naar binnen zuigt, wordt nu met overdruk gewerkt. Het oeetgas wordt, zoals gebruikelijk, 15 omgezet in positief geladen deeltjes, en wel met behulp van een gloei-draad, waaraan deze deeltjes hun lading ontlenen. Wanneer het toestel niet bij een lage druk van bijv. 10“ Pa zou werken, zou de gloei-' draad snel verbranden, en zou een overmatig aantal geladen deeltjes worden voortgebracht.

20 Bij de onderhavige werkwijze wordt nu mogelijkerwijs aanwezig onderzoeksmiddel door een leiding van ongeveer 30 m met behulp van een zuigpomp aangezogen, waarbij een bepaald klein gedeelte daarvan naar de massaspectrometer wordt gevoerd door tussenkomst van een nauwkeurig bestuurbare lekweg. Dit bepaalde kleine gedeelte van het 25 onderzoeksmiddel, dat naar het meettoestel wordt gevoerd, is niet zo groot, dat de werking van het toestel daardoor wordt verstoord. Wegens de zeer grote gevoeligheid en nauwkeurigheid van een «aseaspectrome-ter kan echter de leksnelheid nauwkeurig worden berekend.

Aangezien slechts een zeer geringe hoeveelheid van het onder 30 druk staande onderzoeksmiddel vereist is, betekent dit, dat zeer snel kan worden gewerkt, terwijl deze kleine hoeveelheid ook gunstig is met het oog op de veiligheidseisen· „ De niet-afgebeelde perspomp, die door het werktuig wordt bediend, kan samengeperste lucht met een druk van k-5 MPa leveren# Zui-35 gerpompen voor dit doel zijn in de handel verkrijgbaar# De vereiste hoeveelheid helium wordt aan de ingang van de perspomp toegevoerd met behulp van een geschikt inspuitmiddel, dat bij de omgevingedruk werkt. Deze perspomp is voorts van middelen voorzien voor het verwijderen van vocht,terwijl stroomafwaarts daarvan een koolstoffilter is aan-1*0 gebracht, dat niet alleen vochtresten doch ook olie kan verwijderen, enn i >5 67 -7- ♦ welke olie bij hoge druk tot zelfontbranding zou kunnen overgaan.

Het samengeperste mengsel wordt onder een druk van 45 MPa in een drukvat opgeslagen, en wordt onder een druk van 40 MPa afgegeven· Wegens de zorgvuldige droging van het mengsel treedt daarbij geen ijsvorming 5 op, terwijl bij de ontspanning optredende afkoeling gunstig is met het oog op de veiligheid van de werking. Hoewel de onderhavige werkwijze bestemd is voor het vaststellen van lekken, is een bijkomend voordeel daarvan, dat doorsnedeverminderingen in de buizen eveneens kunnen worden vastgesteld, daar dan het werktuig niet wordt doorgela-•jp ten. Dit is van belang, aangezien anders na het plaatsen van de buizen andere werktuigen in de buizenreeks zouden kunnen vastlopen, hetgeen kostbare werkzaamheden voor het verwijderen daarvan zou vereisen.

De vloeistofketens, die voor de werkwijze volgens de uitvin-15 ding nodig zijn, zullen nu aan de hand van fig.1 en 2 worden beschreven.

Het saraengeperste mengsel van lucht en helium, dat van het drukvat afkomstig is, wordt door een leiding 113 naar een aansluiting 111 gevoerd. Deze aansluiting is voorzien van een drukmeter 113 en van een 20 aflaatopening met een afsluiter 117, die in de omgevingslucht uitmondt. De afsluiter 117 is normalerwijs gesloten, zodat het gas onder druk vanuit de aansluiting 111 naar een leiding 119 kan stromen, die van een filter 121 an twee afsluiters 123 en 125 is voorzien, zodat het raogelijk wordt het filter 121 te verwijderen om te worden gereinigd.

25 De druk in de'leiding 119 kan worden afgelezen met behulp van een drukmeter 1-27, terwijl stroomafwaarts van deze meter de leiding is vertakt, waarbij de ene tak 129 een drukregelaar 131, een vierweg-kraan 133, en twee drukmeters 135 en 137 omvat, terwijl de andere tak 139 vaneen terugslagklep 141 een drukregelaar 143, een drukmeter 145, 30 een vierwegkraan 147, een drukversterker 149 en een stroomafwaarts gelegen drukmeter 151 is voorzien. De tak 129 levert het gasmengsel aan het werktuig, terwijl de tak 139 het gasmengsel naar de drukver-sterker voert, waarmede de vloeistofdruk voor het bedienen van de dichting 102 van het werktuig 100 wordt geleverd. Deze drukversterker 149 35 149 zorgt ervoor, dat de druk van de drukvloeistof iets hoger is dan die van het onderzoeksmiddel (bijv. 3*5 MPa hoger), ten einde te vermijden, dat het onderzoeksgas tot krachten aanleiding geeft, die het werktuig zouden verplaatsen.

Ten einde te verzekeren, dat de ringvormige ruimte tussen het -8- afsluitwerktuig 100 en de koppeling 92 bij het uitvoeren van de beproeving alleen het onderzoeksmiddel bevat, wordt deze ruimte voor het aandrukken van de dichting 102 gespoeld door het toevoeren van een geringe hoeveelheid van het onderzoeksmiddel vanuit een voorraadhou-5 der 253* die in een zijleiding met een terugslagklep 257 is opgenomen·

Een vierwegkraan 259 dient om deze voorraadhouder in- en uit te schakelen· Een drukmeter 261 geeft de druk in deze houder aan. Na het spoelen wordt deze vierwegkraan teruggesteld om deze houder uit te schakelen· 10 De vierwegkranen 133 en 1^7 zijn mechanisch met elkaar gekop peld, en wel zodanig, dat het onderzoeksmiddel onder geen enkele omstandigheid naar het inwendige van het werktuig wordt gevoerd, voordat de vloeistof is toegevoerd om de dichtingen 102 aan te spannen. Omgekeerd kan de vloeistofdruk niet worden weggenomen, voordat het on-15 derzoeksmiddel is afgevoerd·

De vloeistofketen van de lier 151 is in fig.2 weergegeven, terwijl de mechanische onderdelen daarvan in fig,6 zijn getoond. Deze * lier omvat een voetplaat 153* een raamwerk 155 en een bedieningspaneel 157» welk laatste onderdelen van de vloeistofketens volgens 20 fig.1 en 2 draagt. Het raamwerk ondersteunt een liertrommel 159 voor het opwikkelen van de kabel 103, welke trommel door een luchtmotor 161 wordt aangedreven, terwijl een trommel 163» die door een luchtmotor 165 wordt aangedreven,dient voor het opwikkelen van de druk-slangen van de leiding 101· 25 De keten van fig.2 omvat een leiding 16?, die lucht onder een druk van bijv. 0,86 ontvangt, welke leiding voorts een terugslagklep 169 en een afsluiter 171 omvat, en naar een vertakking 177 voert, waarop leidingtakken 173 en 175 aansluiten· De tak 173 voert door tussenkomst van een filter 179 en een smeertoestel 181 naar de lucht-30 motor 165, terwijl de tak 175 door tussenkomst van een filter 183 en een smeertoestel 185 naar de motor 161 voert. Een drukmeter 187 is met de vertakking 177 verbonden.

^ In fig.4A en B is het afsluitwerktuig 100 nader afgebeeld.

Dit werktuig is langwerpig cilindervormig uitgevoerd, en heeft een 35 buitenmiddellijn, die ongeveer overeenkomt met de binnenmiddellijn van de te onderzoeken buiskoppeling. De dichtingen 102 z$n zodanig, dat het werktuig voor een aantal voorkomende buismiddellijnen geschikt is, zonder het werktuig te moeten veranderen, terwijl met nog te beschrijven veranderingen het werktuig ook voor grotere buismiddellijnen geschikt kan worden gemaakt· 8004567 -9-

Het werktuig onnrat een middenlichaam 104, twee aandrijfzuigers 106, en de dichtingen 102» Het werktuig zal nu nader worden beschreven, beginnend bij een neus 108, die deel uitmaakt van een onderstang 110. Deze onderstang 110 heeft een ringvormige **anslag 112, die samenwerkt 5 met êen geleidingsring 114 uit rubber,en door middel van een veerring-samenstel 116 wordt vastgehouden. De aanslag 112 voert samen met een aanslagring 118, die van een ringvormige uitsparing is voorzien, en in een vasthoudring 120 past die het uitdrukken van rubber van de onderste dichting 102 verhindert. Zowel de aanslag 112 als de ring 10 120 zijn door middel van niet afgebeelde schroeven vastgezet.

De dichting 102 bestaat uit natuurlijke of kunstmatige rubber, die tegen de gebruikte drukken bestand is.Vervolgens bevindt zich op de stang 110 een ringvormige drukstuk 122 met een uitwendige ringvormige uitsparing, waarin zich een bijkomende tegen uitdrukken be-15 veiligende ring 124 bevindt, terwijl in twee inwendige ringvormige uitsparingen dichtingsringen 126 zijn aangebracht* Dit drukstuk past niet nauwsluitend op de stang 110, zodat een fijne bewerking , overbodig is.

Het drukstuk 122 wordt bediend door een zuigersamenstel, dat 20 bestaat uit een eerste in hoofdzaak ringvormige zuiger 128 met een ringvormig binnenste en eich in de asrichting uitstrekkend uitsteeksel 130 aan het ene uiteinde, dat rust tegen de naburige dich-tingsring 126, en een oppervlakte heeft, die met de oppervlakte van deze ring overeenkomt. Het uitsteeksel 130 heeft een geringe speling 25 ten opzichte van de stang 110. Deze zuiger bezit voorts een buitenste en zich in de asrichting uitstrekkend uitsteeksel 132, met behulp waarvan deze eerste zuiger door tussenkomst van inwendige schroefdraad met een tweede zuiger 134 is gekoppeld, die een zich in de asrichting uitstrekkend ringvormig uitsteeksel 136 bezit* Beide zuigers , 30 128 en 131)· vormen samen een zuigersamenstel, waarvan het van het druk stuk afgekeerde uiteinde in de afgebeelde rusttoestand in aanraking is met een ringvormige inwendige schouder 138 van een huls 40. Elke zuiger 128 en 13^ heeft een ringvormige omtreksgroef, waarin een 0-ring uit een geschikt materiaal is aangebracht. Een dergelijke uit 35 twee delen samengestelde zuiger verschaft aanmerkelijke besparingen bij bij de vervaardiging, aangezien de betrekkelijk kostbare bewerkingen kunnen worden vermeden, terwijl ook enige gewichtsbesparing kan worden verkregen.

Het eindoppervlak 142 van de tweede zuiger 134 bepaalt het ene ann 4 5 67 -10- uiteinde van een drukkamer 144, die voorts wordt begrensd door de binnenomtrek van de huls 140 en door een eindoppervlak van het mid-denlichaam 104, dat nu nader zal worden beschreven· De kamer 144 Van drukmiddel ontvangen door tussenkomst van een doorgang 148 in het 5 eindg'edeelte van de stang 110,

Het middenlichaam 104 bezit twee in hoofdzaak aan elkaar gelijke cilindervormige uitsteeksels 150 waarvan er slechts een zal worden beschreven. Het rechtse uitsteeksel 150 heeft een in de asrichting verlopende schroefboring 152,waarin een uiteinde van de stang 110 is 10 vastgeschroefd· Op de buitenzijde heeft het uitsteeksel 150 nabij het vrije uiteinde ervan een ringvormige uitsparing 15^ met T-vormige doorsnede, waarin een dichting 156 van overeenkomstige vorm uit een geschikte kunststof is aangebracht· Het buitenoppervlak van het uitsteeksel 150 past met enige speling binnen het binnenoppervlak van 15 de huls 140. Deze huls eindigt juist voor de schouder, die tussen het uitsteeksel 150 en het lichaam 104 aanwezig is. Dit middenlichaam heeft een in de asrichting verlopende doorgang 158, die een verbin- é ' ding vormt tussen het binnenste getrapte gedeelte van de boring 152 en een smallere getrapte boring in het andere uitsteeksel 150. Een 20 dwarsdoorgang 160 vormt een verbinding met de ringvormige ruimte tussen het werktuig en de te onderzoeken koppeling.

In een schroefboring 152' van het andere uitsteeksel 150' is een schroefeind van een bovenstang 162 geschroefd, die een doorgang 164 bezit, waarin een roestvrij-stalen pijp 166 is gestoken. Het uit-25 einde van de pijp 166 heeft een wartel 168 met schroefdraad, die in een overeenkomstige afgeschuinde boring 170 van het middenlichaam 104 past, welke boring naar de dwarsdoorgang 160 voert. Een ringvormige ruimte tussen de pijp 166 en de doorgang 164 laat toe drukmiddel door de doorgang 158 en de doorgang 148 daar de kamer 144 te laten stromen. 30 De bovenstang 162 draagt een bovenhuis 140’, een bovenste zuigersamenstel, een bovenste afdichting en een bovenste drukstuk 106*, welke.onderdelen overeenkomen met de van overeenkomstige verwijzings-getallen, voorziene onderdelen bij de onderste stang. Een bovenste dich-tingsvasthoudring 118’ wordt met een borgmoer 172 vastgezet, daar de-35 ze om het geheel te kunnen samenstellen niet door een aanslag kan worden vastgehouden. Deze ring 118’ is van inwendige schroefdraad voorzien, die in aangrijping is met schroefdraad op een bovenste stang 162. Het bovenste eindvlak 17^ van de bovenste stang bevindt zich op een afstand van de bodem van een schroefboring 176 van een 8004567 —11 — aansluitblok 178, terwijl een dichting 180 er voor zorgt, dat drukgas niet in de schroefboring kan weglekken. De boring 176 voert naar een boring 182 met kleinere middellijn, waarin een koppelstuk 184 van de pijp 166 aanwezig is. De boring 176 staat in verbinding met een dwars-5 boring, die bij 186 met een stop is afgesloten, welke dwarsboring in verbinding staat met een in de asrichting verlopende boring 188. Deze ontvangt het drukmiddel door tussenkomst van een wartel en een roest-’ -vrijstalen buis 189» dienaar <fe toevoerleiding 139 (fig.1) voert· Het aansluitblok' ’ 178 heeft drie schroefboringen 190, waarvan er een 10 is afgebeeld, die elk een eindgedeelte van een bout 192 opnemen. Het aansluitblok *178 heeft verder een tapse boring 194 met schroefdraad, waarin een wartel 196 een uiteinde van een drukmiddeltoevoerpijp 198 past.

Het werktuig omvat ten slotte een bovenbuis 200, dat op het 15 blok 178 is vastgezet met behulp van de bouten 192. Aan het van het blok 178 afgekeerde einde draagt de buis 200 een stop 202 met openin-gen voor het doorlaten van de bouten, en een in het midden gelegen . schroefboring 204, waarin een koppelstang 206 is geschroefd, die voor het ophijsen en neerlaten van het werktuig dient, en tevens voor het 20 terughalen daarvan, wanneer het werktuig in de buizenreeks zou vallen.

Het voornoemde werktuig is ontworpen voor buizen met een nominale middellijn van 14 mm,doch door het aanbrengen van een reeks hulzen en van grotere dichtingen en neusringen, die met onderbroken lijnen zijn aangeduid, wordt het mogelijk hetzelfde werktuig voor buizen 23 tot 140 mm te gebruiken·

Zoals reeds in het voorgaande is beschreven, berust de werkwijze volgens de uitvinding op het aantonen van het onderzoeksmiddel met behulp van massaspectrometrie, waarbij elke massaspectrometer in beginsel de gewenste gegevens nauwkeurig kan verschaffen, wanneer de-30 ze gevoelig is voor als werkzaam bestanddeel van dit onderzoeksmiddel gebruikte gas. Een laboratorium-massaspectrometer zal uitstekende uitkomsten verschaffen, doch is niet bestand tegen werkomstandigheden bij olie- en gasputten, zodat hiervoor een voor dit doel ontworpen spectrometer zal worden gebruikt.

35 De lefcgasverzamelaar 109 kan voor verschillende buiskoppelin- gen worden aangepast, waarbij fig*5A en fig*5B twee uitvoeringsvormen ervan tonen. In fig.5A is een buis 90 met een koppeling 92 verbonden, waarbij de verzamelaar twee half ringvormige delen 201 en 203 omvat,' die een niet afgeheelde vertikale as kunnen scharnieren, en die, na-40 dat zij rond een koppeling zijn gelegd, met behulp van een geschikt Λ Λ Λ X K A 7 -12- bevestigingsmiddel (niet afgebeeld) tegenover de scharnieras bij elkaar worden gehouden. Elk gedeelte bezit een paar halfringvormige O-ringen 205 en 207, die een ruimte 209 afdichten, waarin in het geval van lek het onderzoeksmiddel terechtkomt. Gaten 211 dienen om 5 lekgas naar de omgeving te laten ontsnappen, dat van de bovenste dan wel onderste ruimte afkomstig is, en dat anders in de bovenste resp. onderste ruimte terecht zou komen. De inwendige oppervlaksvorm van de delen 201 en 203 tussen de dichtingen 205 en 207 is bij 210 afgeschuind, zodat de gasverzamelaar zich op de boven- en benedenrand 10 van de koppeling 92 zal uitrichten. Het onderzoeksmiddel, dat in de ene en/of andere ruimte 209 lekt door doorgangen 213 waar leidingkop. pelingen 215, die bij voorkeur snel kunnen worden vast- en losgemaakt.

Deze koppelingen 215 kunnen ook met een verbindingsstuk 21b worden gekoppeld, dat met behulp van een bijkomende koppeling 219 met een 15 naar de spectrometer voerende buis 220 kan worden gekoppeld. Op deze wijze kan eerst de buiskoppeling op lek worden onderzocht, waarna een bijkomende bepaling voor het vaststellen van de lekweg volgt.

De lekgasverzamelaar van fig.5B dient voor buisverbindingen zonder koppelingen, waarbij de buizen zelf van schroefdraad zijn 20 voorzien. De verzamelaar omvat twee halfringvormige delen 221 en 223, en twee halfringvormige dichtingen 225 en 227. Een enkele verzamel-ruimte 229 staat in verbinding met een leidingkoppeling 231, die met een naar de massaspectrometer voerende leiding·. 233 is of kan worden verbonden.

25 In de beide verzamelaars zijn niet afgebeelde dichtingen aan wezig, die zich langs de langsranden van elk gedeelte uitstrekken, en die dienen om lek langs de randen te voorkomen. Er wordt opgemerkt, dat de inwendige inhoud van deze verzamelaars klein is, en ^ dat het weggelekte onderzoeksmiddel ‘snel naar de massaspectrometer 30 kan stromen, welke inlaat echter niet zo klein is, dat gemakkelijk verstoppeing zal optreden.

- In het geval van een buiskoppeling 92 volgens fig.5A kan de verzamelaar zoals beschreven, met behulp van de afgeschuinde oppervlakken 210 worden uitgericht.

35 Wanneer het afsluitwerktuig 100 niet gemakkelijk kan worden opgehesen, nadat de beproeving heeft plaatsgevonden, kan het uitoefenen van een grote trekkracht op de h^skabel tot beschadiging van het werktuig of van de buizen aanleiding geven, zodat het de voorkeur verdient de kabel op een zodanige wijze met het werktuig te verbin-bO den, zodat deze verbinding een bepaalde trekspanning, bijv. van 22 kN, 8004567 -13- wordt verbroken. Een dergelijke overbelastingsbeveiliging is op zichzelf bekend, en behoeft niet nader te worden beschreven. Deze verbinding heeft de vorm van een hol onderdeel met een opening, die aan het ene einde wijd genoeg is om de kabel op te nemen, die na het inste-5 ken, met gesmolten lood, dat door het andere open uiteinde gegoten wordt, wordt vastgezet·

De voordelen van de in het voorgaande beschreven werkwijze en het daarvoor gebruikte werktuig zullen nu worden samengevat.

Het gebruik van een gas in plaats van een vloeistof als onder-10 zoeksmiddel heeft het voordeel, dat de viscositeit veel geringer is, en dat geen oppervlaksspanningen aanwezig zijn. Een gas zal derhalve gemakkelijker weglekken, en heeft verder niet de neiging om een mogelijk lek tijdelijk te dichten door het wegdrukken van een dichtings-middel in een schroefdraadtussenruimte. Een gas is verder gunstig, 15 wanneer een gasputbuizenreeks moet worden onderzocht, daar dan de werkomstandigheden beter worden nagebootst.

Helium verdient de voorkeur als werkzaam bestanddeel van het * onderzoeksmiddel, daar het een klein molekuul heeft, licht is, en daardoor gemakkelijk na elke beproeving kan worden verspreid, terwijl 20 helium voorts inert en niet giftig is, goedkoper is dan andere bruikbare gassen, verder gemakkelijk verkrijgbaar is. De lichtheid van helium vergemakkelijkt voorts het wegstromen door een lekopening. Verder is het mogelijk voor helium gevoelige meettoestellen te vervaardigen, hetgeen voor andere geschikte gassen moeilijker is. Afmetingen van 25 het heliummolekuul maakt het mogelijk bij gebruik van zuiver helium gaslekken aan te tonen, die met andere gassen niet kunnen worden opgespoord.

De beschouwde werkwijze bootst de feitelijke werkomstandigheden in een buizenreeks na, terwijl de hoeveelheid onder hoge druk staand 30 onderzoeksmiddel en drukmiddel klein is, waardoor het gevaar bij leidingbreuk wordt verkleind. De kleine hoeveelheid onderzoeksmiddel verkort bovendien de voor een beproeving veriste tijd. Het afsluit-werktjjig kan gemakkelijk worden gehanteerd, daar de lengte ervan gering is (ongeveer 1 m), terwijl het niet nodig is, dat de dichtingen 35 tussen het werktuig en een buiskoppeling gas- en/of vloeistofdicht zijn. Een zeer gevoelige aflezing is mogelijk, bijv. een lekstroom van 0,03 in 10 a. De werkwijze is veerder ongevoelig voor temperatuurveranderingen.

Het werktuig kan binnen bepaalde grenzen worden gebruikt in buizen met ten opzinchte van een nominale waarde schommelende middel * lijn, terwijl het door een eenvoudige aanpassing voor buizen met verschillende nominale middellijn geschikt kan worden gemaakt.

De werkwijze en het werktuig volgens se uitvinding voldoen aan zware veiligheideisen, terwijl een tot nu toe onbereikbaar geachte 5 nauwkeurigheid en gevoeligheid kunnen worden verkregen.

j 8004567

Claims

2. Werkwijze volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat het onderzoeksmiddel helium is, en wel in zuivere toestand dan wel gemengd met een of meer andere gassen, en bij voorkeur lucht· 15 3· Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat helium 0,1,.10 vol·#’,en bij voorkeur ongeveer 1 %tvan het onderzoeksmiddel uitmaakt. *f« Werkwijze volgens een van de conclusies 1..3, met het kenmerk, dat weglekkend onderzoeksmiddel wordt opgevangen door een gas-20 verzamelaar (109),die het te onderzoekn leidinggedeelte omgeeft, terwijl een meettoestel, in het bijzonder een massespectrometer, met deze gasverzamelaar wordt verbonden.
5· Werkwijze volgens een van de conclusies 1.. if, met het kenmerk, dat het onderzoeksmiddel onder een druk van ongeveer 35*»70 25 MPa, en bij voorkeur ongeveer *f3 MPa, wordt gebruikt.
6, Werkwijze volgens conclusie if, me t het ke nra er k, dat de druk-middeltoevoer naar de massaspectrometer door overdruk geschiedt.
7. Werktuig voor het üitvoeren van de werkwijze volgens een van de conclusies 1..6, gekenmerkt door middelen (10if) voor het onder- 30 steunen van een eerste en een tweede ringvormige dichting (102) uit meegevend materiaal, door twee zuigers (128, 13^? 128’, 13^'), die elk bij een van deze dichtingen behoren, en tussen een eerste onwerkzame stand naar een tweede werkzame stand verplaatsbaar zijn, in welke laatste elk van de dichtingen met het binnenoppervlak van de te on-35 derzoeken buisleiding in aanraking is, en met een vaste druk tegen dit oppervlak wordt gedrukt, door een'eerste doorgang (1^8) voor het in- βΛΛ/ΚΠ -16- voeren van een drukmiddel naar het ene oppervlak van elke zuiger, ten einde deze vanuit de eerste naar de tweede stand te brengen, en door een tweede doorgang (129) voor het toevoeren van een onderzoeksmiddel naar een gedeelte aan de buitenzijde van het werktuig tussen de 5 van elkaar gescheiden dichtingen (102), een en ander zodanig, dat het onderzoeksmiddel de ringvormige ruimte tussen het werktuig en het bin- *· nenoppervlak van het te onderzoeken leidinggedeelte tussen deze dichtingen vult* ö. Werktuig volgens conclusie 7» met het ke nm er k, dat de mid-10 delen (10*0 zich in de asrichting uitstrekkende stangen (110, 162) omvatten, waarop de zuigers (128, 134; 128», 13^0 kunnen glijden.
9· Werktuig volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat elke zuiger uit twee stukken bestaat, en samenwerkt met een drukstuk (122, 122*) dat met de betrokken dichting (102) in aangrijping komt, 15 ten einde deze dichting met vaste druk tegen het hinnenoppervlak van het leidinggedeelte te drukken·
10. Werktuig volgens conclusie 9» ffle t het kenmerk, dat elk druk-stuk (122, 122») vrij op de desbetreffende stang verschuifbaar is, en aan de beide uiteinden dichtingen draagt, die verschuifbaar met 20 de stang in. aanraking zijn.
11· Werktuig volgens een van de conclusies 7··10, gekenmerkt door middelen (12) voor het verhinderen van het wegdrukken van de dichtingen (102), wanneer deze onder druk worden gezet.
12. Werktuig volgens een van de conclusies 7« .11» met het ken-25 merk , dat elke zuiger (128,13**ï 128*, 13^*) zodanige afmetingen heeft, dat de dichting bij overmatige druk doorslaat. ·», 800 4 5 67