NO133282B - - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et apparat for å opprettholde en forutbestemt spenning i en løpende streng eller et lignende langstrakt element, særlig for å benyttes på eller i forbindelse med et flytende fartøy for opprettholdelse av spenningen i en løpende borstreng (f.eks. et borerør eller -kabel) i hovedsaken konstant når strengen brukes ved utøvelse av diverse funksjoner ved brønn-boring under vann, f.eks. boring eller kompletteringsoperasjoner i denne, på tross av vertikale bevegelser av fartøyet, mens disse operasjoner utføres.

Ved det vanlige arbeide med å bore en brønn på land eller

fra en boreplattform understøttet i fiksert stilling på havbunnen,

er kraften som virker på drillboret lik den totale vekt av borstren-

gen minus vekten av det borerør som bæres av heiseverket. Vanligvis er vekten på drillboret lik vekten av de borekraver (drill collars) som er forbundet med den nedre ende av borerøret. Ved boring av en brønn under vann fra et flytende fartøy oppstår det problemer med kompensasjon av den vekt på drillboret som skyldes fartøyets hiving under tidevannsforhold og på grunn av vind og bølger. Under nåværende omstendigheter oppnås en slik kompensasjon ved bruk av en teleskopisk forskyvbar kobling i bor-strenger over borekravene. Selv om en slik kobling brukes meget,

medfører den mange vanskeligheter av hvilke den viktigste er kravet om at den må overføre et dreiemoment. Når den utsettes for et høyt dreiemoment, utvikles det tilstrekkelig friksjon i koblingen til å gjøre den frie forskyvning i denne ineffektiv. Dessuten har slike teleskopiske koblinger forholdsvis lav torsjonsstyrke med sviktende funksjon som resultat og dermed følgende meget store reparasjons-utgifter. Til tider kan resultatet av feilen være en oppgivelse av brønnen.

Det er foreslått kompensasjonsinnretninger til imøtegåelse av den nevnte vanskelighet, hvor borstrengen bæres hydraulisk ved innsetting av et slikt apparat mellom løpetaljeblokkén og kroken 1 det vanlige boreapparat som brukes ved boring av en brønn. Slike og lignende apparattyper er beskrevet i U.S.-patent nr. 2 945 676, 2 945 6 77, 3 151 686, 3 158 206 og 3 158 208. I hovedsaken beror de der viste innretninger på opprettholdelse av et forutbestemt væsketrykk i en sylinder- og stempelanordning ved å sirkulere hydraulisk væske med det krevede trykk kontinuerlig gjennom sylinderen. Nødvendigheten av kontinuerlig pumping av den hydrauliske væske ved høJ/1: trykk gjennom kompensatoren krever en pumpe drevet av en motor med høy effekt. Såvidt vites, er de i de nevnte patentskrifter viste systemer ikke benyttet.

Med foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et be-vegelseskompensasjonsapparat i hvilket det er unødvendig konstant å sirkulere hydraulisk væske. I stedet opprettholder et gassformig medium under trykk det nødvendige trykk i den hydrauliske væske i sylinder- og stempelanordningen med eller uten langsgående bevegelse av sylinder- og stempeldelene i anordningen i forhold til hinannen, og den hydrauliske væske bevirker en stadig og konstant spenning i en løpende streng, f.eks. en borstreng eller en kabel. Når apparatet brukes ved boring av en brønn under vann,

er den utøvede spenning en hovedsakelig konstant løftekraft på

borstrengen tross borefartøyets hiving i vannet, hvorved det sik-res opprettholdelse av den ønskede borevekt på drillboret i den nedre ende av borstrengen. Trykket av det gassformige medium kan varieres for å endre løftekraften på borstrengen og derved bestem-me borevekten eller -kraften på drillboret. I et mere generelt aspekt kan apparatet være brukbart for regulering av spenningen i en løfteinnretning, f.eks. et helseapparat, selv om belastningen på dette har tendens til plutselig helt eller delvis å lettes, f. eks. som følge av senkning av denne ned på en flytende og duvende pram, hvor apparatet kan hindre belastningen i å komme ned på prammens dekk under støtpåvirkning.

Et hovedformål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et for-bedret vektregulerings- og kompensasjonsapparat til bruk på et flytende fartøy, hvilket apparat tillater fartøyet å bevege seg vertikalt i forhold til et opphengt rør eller annet utstyr under opprettholdelse av den ønskede spenning i dette. Om ønsket, kan denne spenning varieres for å tillate endringer i utrustningsvekten eller vekten av en opphengt rørstreng, f.eks. en borstreng e.l.,

som strekker seg inn i en borebrønn under vann.

Nærmere bestemt angår således denne oppfinnelse et apparat for å opprettholde en forutbestemt spenning i en løpende streng eller lignende langstrakt element, omfattende en sylinderinnretning, en stempelinnretning som er forskyvbar i sylinderinnretningen, hvor én av disse innretninger er innrettet til å være funksjonelt forbundet med den løpende streng eller lignende mens den annen av innretningene er innrettet til funksjonell forbindelse med en under-støttelse, en anordning for å holde et væskemedium under trykk i sylinderinnretningen på den ene side av stempelinnretningen når disse innretninger beveger seg i lengderetningen i forhold til hverandre i den ene eller den annen retning, hvilken trykkopprettholdende anordning omfatter et gassformig medium under trykk som utøver sin trykkraft på væskemediet, hvilken trykkopprettholdende anordning videre omfatter en akkumulatorsylinder inneholdende en del av væskemediet i en første del av akkumulatorsylinderen og

det gassformige medium i en annen del av sylinderen, og et stempel som er bevegbart i sylinderen mellom de nevnte media og påvirket av disse til å overføre trykk mellom dem, en anordning for tilfør-sel av gassformig medium under trykk til den nevnte annen del, en anordning for å føre væskemediet mellom en ende av den nevnte første del motsatt av stempelet og sylinderinnretningen, en pumpe for å

øke trykket og mengden av væskemedium i den første del og i sylinder-

innretningen, og en ventil for å regulere strømmen av væske-

medium fra pumpen til den første del og sylinderinnretningen.

Det nye og særegne ved apparatet ifølge oppfinnelsen be-står i første rekke i en anordning som er påvirkbar av en oppstått trykkdifferanse mellom det høyere trykk i det gassformige medium i den annen del og et forholdsvis vesentlig lavere trykk i væskemediet i den første del, som følge av at stempelet kommer i anlegg mot den nevnte ende av den første del, til å åpne ventilen for å tillate at pumpen leverer ytterligere væskemedium til den første del og sylinderinnretningen.

Oppfinnelsen samt oppnådde fordeler og ytterligere formål vil bli nærmere forklart i tilknytning til tegningen, hvor:

figur 1 viser en borerigg montert på et flytende fartøy for

boring av en brønn under vann,

figur 2 en utførelsesform for apparatet ifølge oppfinnelsen, delvis i snitt,

figur 3 et blokkskjema over et kompensatorsystem i forbindelse

med apparatet i figur 2, og

figur 4 en annen anvendelsesform for apparatet i figur 2 og 3.

Apparatet ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 1-3 i forbindelse med boring av en vertikal brønn W i en formasjon F under vann, over hvilket det er plassert et flytende fartøy V, f.eks. en bore-pram, som er passende forankret mot sideveis forskyvning med det formål å holde en rørformet borstreng S i sentrert relasjon med hensyn til brønnen. Et drillbor B er festet på den nedre ende av borstrengen, f.eks. en streng bestående av et borerør. Den øvre "kelly"-del K av borstrengen passerer gjennom det vanlige roterende bord T dreiet av en passende, ikke vist drivanordning. Den øvre ende av "kelly"-delen er festet på en svivel eller omløper R opphengt i en krok C dreibart forbundet med den nedre ende av et kompensasjonsapparat D hvis øvre ende er dreibart forbundet med en løpetaljeblokk E med de vanlige ståltau H forløpende over en krone-taljeblokk I på toppen av et tårn på det flytende borefartøy, hvilke tau eller kabler er forbundet med et passende heiseverk N montert på fartøyet.

En slamledning P er forbundet med omløperen R med det formål å avgi boreslam til borstrengen for uttømning fra drillboret B og fjernelse av boreavfall fra dette, mens dette er påtrykt en passende borvekt, og borstrengen roteres av bordet T med den ønskede hastig-het. Vanligvis tilveiebringes borevekten av et passende antall borekraver plassert på den nedre del av borstrengen direkte over drillboret- Borstrengen over borekravene holdes forspent av helseverket N og tauene H som tillater borstrengen å senke seg, mens hullet bores.

Kompensasjonsapparatet D gjør det mulig for det flytende fartøy og anordningene på dette å forskyves vertikalt i forhold til brønnen W og borstrengen S uten i vesentlig grad å modifisere borvekten på drillboret B. Dette kompensasjonsapparat omfatter en nedre bærekonstruksjon 10 forbundet med en krok C og en øvre bærekonstruksjon 11 forbundet med den nedre ende av taljeblokken E.

I den særlige utførelsesform for kompensasjonsapparatet som er vist, er den nedre bærekonstruksjon 10 festet på de nedre ender av to stempelstenger 12 som strekker seg oppover i to sylindre 13 festet på den øvre bærekonstruksjon 11. De øvre ender av stempelstengene er festet på stempler 14 med passende, ikke viste tetningsringer for glidetetning mot sylinderveggene, og sylinderhodene har lignende tetningsringer 12a for glidetetning mot periferien av stempelstengene 12. Sylindrene 13 er plassert på motsatte sider av taljeblokken E og strekker seg opp over denne, for å redusere totallengden av kompensasjonsenheten D og på samme tid tillate stemplene 14 og stengene 12 å forskyves langsgående i sylindrene

i vesentlig utstrekning, mens stemplene, når de er ved den øvre ende av sylindrene, stadig tillater helseverket å løfte taljeblokken og kompensasjonsenheten så meget at den vanlige lengde borerør kan festes på eller fjernes fra borstrengen. Anordningen av kompensasjonsapparatet i forhold til løpetaljen E og kroken C er gjenstand for patentsøknad nr. 2883/71.

Det sees at løpetaljen E er festet på sylindrene 13 på en slik måte at de beveger seg vertikalt med denne, mens stemplene 14 og stempelstengene 12 er festet på kroken C og ved hjelp av omløperen R på den øvre ende av borstrengen S. Vekten av borstrengen overføres fra kroken C til stempelstengene 12 og stemplene 14 og fra disse til den væske som fyller sylinderrommene under stemplene 14 fra hvilken den overføres på de nedre sylinderhoder 13a og selve sylindrene 13 hvorfra belastningen føres videre til løpetaljen E og kablene H til kroneblokken I. Som nevnt, bestem-mes løftning og senkning av løpetaljen og følgelig av kompensasjonsenheten D og den totale belastning S, som er opphengt på denne, av driften av helseverket N.

Det opprettholdes et i hovedsaken konstant trykk i væsken 15 i sylindrene. En slik væske under trykk virker i retning oppover på stemplene 14 og følgelig på kroken C, omløperen R og borstrengen S, som er forbundet dertil. Da: vekten av hele borstrengen er kjent, velges enhetstrykket i væsken på en slik måte at hele denne vekt, med unntagelse av borvekten på drillboret B, som normalt er vekten av borekravene, bæres av det væsketrykk som virker i retning oppover på stempelflåtene. Dette trykk avledes fra et gassformig medium 16, f.eks. nitrogen, i et antall akkumulatorer 17 plassert på fartøyet V.Sylinderhodene l^a er forbundet med væskeledninger 18 som fører til en reguleringsventil 19 fra hvilken det utgår væskeledninger 20 til de væskeinneholdende deler 21 av sylindriske akkumulatorinnretninger 22. De nedre deler av akkumulatorene er således fylt av væsken 15 og ue øvre deler av trykkgassen 16. Denne og væsken 15 er i akkumulatorene skilt av et flytestempel 24 som danner en egnet forskyvbar tetning mot den sylindriske-vegg i akkumulatorhuset 22. Følgelig-over-føres trykket av gassen 16 ved hjelp av flytestemplet dk på væsken 15, hvilket væsketrykk også finnes i kompensatorsylindrene 1J. Bevegelse av stemplene 14 i sylindrene 13 er muliggjort ved én tilsvarende forskyvning av flytestemplene 24 under overføring av trykket fra gassen 16 til væsken 15 i akkumulatorene og fra disse gjennom ledningene 20, 18 til væsken 15 i kompensatorsylindrene 1J>.

Væskens evne til å passere mellom kompensatorsylindrene og akkumulatorene reguleres av ventilen 19 som kan Være av vilkårlig, egnet type. Den kan være av den pneumatiske type i hvilken en fjær 25 normalt forspenner ventilen mot åpen stilling. Ventilen kan da lukkes ved aktivering av en manuelt betjent styreventil 26, for å tillate trykkluft fra en passende, ikke vist kilde å passere til et ventilinnløp 27 og fra dette til ventilhuset for påvirkning av en membran eller et stempel (ikke vist) og forskyvning av ventilen 19 til lukket stilling mot kraften fra fjæren 25- Når ventilen 19 skal åpnes igjen, betjenes den manuelle ventil for å stenge av luften fra innløpet 27 o-T tillate luften i membran- eller stempelkammeret (ikke vist) å passere ut i atmosfæren gjennom en utløpsledning 28. Vanligvis er ventilen 19 i åpen stilling ved drift av kompensatorapparatet for å tillate fri overføring av væske mellom kompensatorsylindrene og akkumulatorsylindrene 22.

Et høytrykksgassforråd inneholdes i en gruppe forrådstanker 29 kommuniserende med et fordelerrør 30 gjennom en sperreventil 31

mellom dette og hver av tankene. Fordelerrøret har en ventil 32

som normalt holdes i lukket stilling av en Tjær 33, men er manu-

elt forskyvbar til åpen stilling når høytrykksgassen skal kunne strømme gjennom en variabel trykkreguleringsventil 34 og videre fra denne ved det valgte trykk inn i ledninger 35, 36 som fører til akkumulatorsylindrene 22. Hver ledning 36, som fører til sin tilhørende sylinder, styres av en ventil 37 som normalt holdes i lukket stilling av en fjær 38, men er manuelt forskyvbar til åpen stilling for å tillate gassen ved det regulerte trykk å strøm-

me inn i akkumulatorgussrommet 23. Et passende instrument 37a i hver av ledningene 36 indikerer trykket i disse, og gasstrykkene i akkumulatorsylinderrommene 23 er alle like.

Selv om det kun er vist et mindre antall akkumulatorer 17

og forrådsbeholdere 29, kan du være anordnet i virkårlig antall alle tilsluttet systemet på den viste måte.

Væsken 15 kommer fra et reservoar 38a fra hvilket det

utgår en sugeledning 39 til en pumpe 40 gjennom hvis utløpsledning 41 væsken kan tvinges gjennom en kontrollventil. 42 inn i lednin-

gene 20 til de væskeinneholdende deler av akkumulatorsylindrene. Kontrollventilen 42 tillater væskestrømning fra pumpen 40 i ret-

ning mot akkumulatorsylindrene 22 og kompensatorsylindrene 13, men vil hindre tilbakestrømning av væsken til pumpen.

En solunoidbetjent ventil 43 holdes normalt i lukket stil-

ling av en fjær 44 og åpnes kun når gasstrykket i akkumulatorene 17 stiger til en forutbestemt størrelse over det hydrauliske væsketrykk i kompensatorsylindrene 13 og akkumulatorene 17. Når dette skjer, avgir pumpen 40 ytterligere væske fra reservoaret 38a til den hydrauliske del av systemet. Pumpen drives av en trykkluft-

mptor 45, som får tilført luft konstant, hvilken lufttilførsel imidlertid kan stenges av ved hjelp av en passende ventil 46 i luftinnløpsledningen 47 om det er nødvendig. Pumpen er av selv-sperrende type, og såfremt ventilen 43 er lukket, kan lufttrykket ikke aktivere motoren for avgivelse av væske, men når solenoidventilen åpnes, begynner motoren straks å drive pumpen 40 for avgi-

velse av ytterligere væske til akkumulatorsylindrene 22 og kompensatorsylindrene 13-

Som vist i fig. 3» styrer en differensialtrykkbryter 48 kretsløpet for solen<q>iden 49 for ventilen 43- Fra en passende elektrisk strømkilde går det en ledning 50 til solenoiden 49 og en annen ledning 51 til en bryterkontakt 52. Bryterens annen kontakt 53 er ved hjelp av en ledning 54 forbundet med solenoiden 49. En bryterarm 55 kan danne forbindelse mellom kontaktene 52,

55 når kretsen til solenoiden skal sluttes, hvilken arm er for-

bundet med de frie ender av to bourdonrør 56, 57 som utgjør det trykkaktiverte element i differensialtrykkbryteren. Det ene av bourdonrørene 56 er gjennom en ledning 36a forbundet med gass-ledningene 36, mens det annet bourdonrør 57 er sluttet til en væskelednlng 58 som kommuniserer med væskedelene 21.

Fjærer 58a holder normalt en sluttekontakt 59 borte fra kontaktene 52, 53» dvs. i åpen stilling, og bryteren forblir åpen så lenge trykkene i bourdonrørene 56, 57 er i hovedsaken like.

Hvis imidlertid trykket i gassbourdonrøret 56 stiger vesentlig

i forhold til trykket i det hydrauliske bourdonrør 57, eller så-

fremt det sistnevnte trykk avtar meget i forhold til gasstrykket,

vil røret 56 - ekspandere, eller det hydrauliske bourdonrør 57 trekke seg sammen og få armen 55 til å lukke bryteren og slutte kretsen til solenoiden 49, som da skifter ventilen 43 til åpen stilling hvoretter trykkluftmotoren straks driver pumpen 40 for å tvinge væske inn i systemets hydrauliske del. Pumpingen fortsetter inn-

til det hydrauliske trykk er vokset tilstrekkelig til å være i hovedsaken lik gasstrykket i hvilket tilfelle trykket i begge bourdonrør er hovedsakelig det samme og får armen 55 til å skifte til en stilling i hvilken bryteren og solenoidkretsen åpnes og tillater fjæren 44 å forskyve ventilen 43 til lukket stilling og derved avbryte væsketilførselen til systemets hydrauliske del.

Såfremt trykket av væsken 15 i systemet stiger tii en bestemt størrelse over trykket av gassen 16 i akkumulatorene 17,reduseres det overskytende væsketrykk. Som vist, kan en differensialventil 80, som kan være av vilkårlig egnet type, ha et ventilhus 8l med en væskeinnløpsåpning 82 forbundet med væskeledningen 58, mens en væskeutløpsåpning 83 er sluttet til en ledning 84 som fører til reservoaret 38a. Et stempel 85 kan forskyves i ventilhuset for regulering av væskestrømningen mellom åpningene 82, 83 hvilket stempel tvinges mot lukkestilling av en fjær 86 og av det gass-

trykk som virker på det og kommuniserer med den ene ende av ventilhuset gjennom ledningen 36a. Ledningen 58 har en avgrening 87 som går til den annen ende av huset 8l slik at væsketrykket virker på

den annen side av stemplet 85 og tvinger det mot åpen stilling mot den samlede kraft fra fjæren 86 og gasstrykket og tillater væske-strømning mellom åpningene 82, 83.

Når trykket av væsken 15 vokser til en størrelse som overstiger kombinasjonen av trykket fra.det gassformige medium 16 og det trykk som svarer til kraften fra fjæren 86, forskyves stemplet 35 til en stilling i hvilken differensialventilen 8© åpnes (oppover i fig. 3) og tillater væske å strømme fra ledningen 58

gjennom uttømningsleuningen 84 til reservoaret 38a for reduksjon av væsketrykket. F.eks. kan et slikt væskeovertrykk utvikles under drift av systemet ved at væsken 15 forskyver akkumilatorstemplene 24 oppover i sylindrene 22 til den øvre ende av disse når væsketrykket vesentlig overstiger trykket av gassen 16. Dessuten kan ved den innledende fylling av systemet med væske stemplene 24 forskyves oppover i sylindrene 22 i maksimal utstrekning, og væsketrykket fortsette å stige og bevirke en åpning av differensialventilen 80 for tilbakestrømning av overskuddsvæske til reservoaret 38a.

Hvis væsketrykket skulle vokse over en maksimal forutinnstilt størrelse vesentlig over væskens normale arbeidstrykk, vil over-trykket utlades gjennom ledningen 58 og en på den nevnte størrelse innstilt overtrykksventil 60 hvorved det bevirkes en tilbake tre kring av væske fra systemets hydrauliske del.

En beskyttende gass, f.eks. nitrogen, under et bestemt trykk er innført i kompensatorsylindrene 6l over stemplene 14. En slik gass kan oppbevares i en beholder 62 og strømme ut fra denne gjennom en manuelt betjent ventil 63 og en trykkregulator 64 dels til en ledning 65 som står i forbindelse med svinnrommet 66 i reservoaret 38a, dels til en ledning 67 som fører videre til de to øvre sylinderender 6l i kompensatoren. Trykket av denne gass kan iakt-tas på et passende trykkmåleinstrument 68 sluttet til røret 67. Denne trykkgass virker som beskyttelse for kompensatorenheten D

ved å danne en gassformig støtpute i sylindrene i tilfelle av at stemplene 14 beveger seg oppover med maksimal slaglengde. Dessuten vil, når stemplene 14 beveger seg i forhold til sylindrene, gassrom-fanget i sylinderrommene 6l over stemplene endre seg og gasstrykket variere tilsvarende på lineær måte. Ved iakttagelse av dette gass-trykk på instrumentet 68 vil man kunne få en indikasjon av stillingen av. stemplene 14 i sylindrene 13•

Det kan være forbundet en ventil 70 med ledningen 30 for utladning av trykket i fordelerledningen når sperreventilene J>1 etter forrådstankene ^9 er lukket, idet trykket 1 fordelerledningen kan observeres på et måleinstrument 71' Ventilen 63 i ledningen fra beholderen 62 kan stenges når denne skal utskiftes for gjenpåfylling av gass.

Ved drift av apparatet i fig. 1-3 fylles akkumulatorene 17

med gass 16 ved det .krevede trykk når det er tilstrekkelig væske 15

i systemet, slik at det nevnte trykk påføres væsken i kompensatorsylindrene 13 som utøver en kraftpåvirkning oppover på stemplene 14 og borstrengen S, og den opphengte belastning overføres fra

sylindrene 13 til løpetaljen E og fra tauene H til kroneblokken I. Boringen utføres ved passende rotasjon av bordet T, mens det pum-

pes boreslam ned gjennom borstrengen, hvilket slam på kjent måte kommer tilbake til det flytende fartøy gjennom et ikke vist returrør som strekker seg fra borefartøyet V til brønnen W. I det tilfelle fartøyet vil bevege seg i vertikal retning, f.eks. heve

seg, vil sylindrene 13 bevege seg oppover langs stempelstengene 14

og stemplene 12, mens væsken i sylindrene holder seg på i hovedsaken samme trykk og bare tvinges gjennom ledningene 18, 20 inn i de nedre deler 21 av akkumulatorene 17 og presser de flytende stempler 24 oppover for en liten komprimering av gassen 16, hvilket vil bevirke en viss stigning av trykket i væsken 15, imidlertird i prak-sis i for liten grad til å ha noen betydelig virkning på vekten av drillboret B. Såfremt fartøyet V beveger seg nedover, forskyver sylindrene seg også nedover, og sylinderromfanget under stemplene 14 vokser, mens.gassen 16 undertrykk tvinger væsken 15 fra akkumulatorene tilbake i kompenaatorsylindrene 13 under opprettholdelse av det krevede trykk i væsken 15. På denne måte kan borefartøyet innenfor kompensatorapparåtets virksomme . slagléngde duve eller hive oppover eller nedover i relasjon til borstrengen S uten vesentlig å endre vekten på drillboret. Antallet av akkumulatorer 17 og deres totale tverrsnittsareal er fortrinnsvis flere ganger det ringformede areal av stemplene 14, slik at en stor væskevolumendring" i sylindrene 13 bevirker en meget mindre volumendring i hver akkumulator eller

ekspansjonsrom 21 og derved kun en relativt liten bevegelse av hvert stempel 24 og liten endring av gasstrykket i den øvre akkumu-ktordel 23-

Såfremt man ønsker å holde stemplene 14 i en mellomstilling

i sylindrene 13, som f.eks. midtveis på lengden av deres vandring i sylindrene, kan man iaktta trykket på instrumentet 68, hvilket

som nevnt indikerer stempelposisjonen i sylindrene, og som borearbei-det skrider frem,fire av kabel H fra helseverket på den vanlige måte ved boring på land, slik at løpetaljen E og kompensatoren D senkes i samme utstrekning som det borede antall fot. Dog kan man, om det

ønskes, bare holde helseverket i en bestemt posisjon, mens stemplene 14 senker seg langs sylindrene 13 når boringen fortsetter, og tryk-

ket av væsken 15;opprettholdes med det formål å bære den krevede del av den totale borvekt på borstrengen S og sikre at den tilbake-blevne del av denne vekt vil påtrykkes drillboret B. Når stemplene 14 er senket tilstrekkelig, kan man fire kabel av fra helseverket og igjen tillate sylindrene 13 å forskyves nedover langs stemp-

lene 14 og stempelstengene 12. Under en slik forskyvning nedover vil trykkgassen 16 i akkumulatorene 17 imidlertid føde væske 15 tilbake i kompensatorsylindrene,13 og holde den innenfor det ønskede trykkområde og dermed borevekten på drillboret i hovedsaken på konstant størrelse.

Det ses således at trykkgassen vil opprettholde det krevede væsketrykk i sylindrene 13, og at disse og stemplene 14 kan for-

skyves vertikalt i forhold til hinannen for å kompensere for ver-

tikal bevegelse av det flytende fartøy ved påvirkning av vind,

tidevann og bølger. F.eks. kan sylindrene 13 og stempelstengene ha en slik lengde at de tillater en sikker vertikal bevegelse av far-tøyet på ca. ti fot med borstrengen S holdt spent på ønsket måte av trykkvæsken 15•

Borevekten på drillboret kan endres etter ønske bare ved å variere trykket av gassen i akkumulatorene 17. Dette vil resultere i at det samme trykk påføres væsken 15 da gasstrykket som nevnt, videreføres ved hjelp av stemplene 24 til væsken.

Ved apparatets drift er gass- og væsketrykkene normalt like. Skulle systemet imidlertid komme ut av balanse, f.eks. ved at gasstrykket driver stemplene 24 nedover mot bunnen av sylindrene 22,

kunne væsketrykket falle under gasstrykket resulterende i kontrak-sjon av det hydrauliske bourdonrør 57» slutning av differensialtrykkbryteren 48 som beskrevet, slutning av kretsen til solenoiden 49 og åpning av solenoidventilen 43, hvoretter motoren 45 driver pumpen 40 for avgivelse av ytterligere væske under trykk til syste-

met, inntil væsketrykket er brakt tilbake i likevekt med gasstryk-

ket, og stemplene 24 er forskjøvet oppover til en mellomstilling i akkumulatorsylindrene.

Såfremt akkumulatorstemplene tvinges oppover av kompensa-torstemplene 14 i anlegg mot toppen av sylindrene 22, kan væsketrykket stige over innstillingen av trykkutløsningsventilen 60,

som da vil åpne og tillate over3kuddsvæsken å strømme ut i reservoaret 38a, og trykkgassen 16 er så i stand til å returnere flyte-

stemplene 24 til mellom stillingen.

Både gass- og væsketrykket kan stige på samme tid, hvilken trykkstigning vil resultere i en ekspansjon av bourdonrørene 56,

57- Imidlertid vil en ekspansjon av begge disse rør, seV om de er i stand til å forskyve armen 55 1 en viss utstrekning mot kontaktene 52, 53, ikke bevege denne arm tilstrekkelig til å slutte kretsen for solenoiden 49 i ventilen 43.

Såfremt gasstrykket skulle stige over det hydrauliske trykk (fremfor at det hydrauliske trykk ville avta som beskrevet),, vil gassbourdonrøret 56 ekspandere og slutte bryteren 48 og dermed kretsen for solenoiden 49 og åpne ventilen 43, hvoretter pumpen 40 kan avgi ytterligere væske til systemet og derved forøke væsketrykket og gjenskape balansen mellom gass- og væsketrykk, hvoretter bryteren bryter og fjæren 44 bringer ventilen 43 tilbake i lukket stilling.

Det vil herav ses at det er tilveiebrakt et apparat som kompenserer for den vertikale bevegelse av fartøyet V forårsaket av hav eller sjø ved boring av en brønn under vann. Den samme \irkning vil opptre ved utøvelse av andre operasjoner, f.eks. rør-utstikning, oppfisking eller logging eller ved montasje av under-sjøisk brønnutstyr på bunnen F av vannet. Kompensasjonsapparatet vil opprettholde den ønskede spenning i utrustningen på tross av fartøyets hiving. En slik ønsket spenning kan varieres ved på passende måte å innstille reguleringsventilen 34 og dermed trykket av gassen 16.

Det samme system har andre særlige anvendelsesområder, f. eks. som bevegelseskompenserende innretning på en kran. Som vist i fig. 4, er en kranutligger 100 dreibar med og strekker seg ut fra en bærekonstruksjon 101 som kan svinge på et fundament 102.

En belastningsbærende krok 103 henger i en løpetaljeblokk 104 med en kabel 105 som passerer inn over blokkskiver 106 i taljen og ved enden av utliggeren og over en skive 107 på kranens bunnramme, hvilken kabel passerer over en ytterligere blokkskive 108 som bæres på dreibar måte av en stempelstang 109 festet på et stempel 110 vertikalt resiproserbart i en sylinder 111 fiksert på kranens bunnramme 101. Kabelen 105 passerer fra skiven 108 til et helseverk 112. Ytterligere helseverk kan virke over et egnet kabel- og skivesy3tem 114 for hevning eller senkning av utliggeren 100 om dens dreieakse.

Det samme kompensasjonssystem, som er vist i fig. J>, kan brukes i forbindelse med en væske 15 i sylinderen 111 som tilveie-bringer et passende trekk oppover og derved en passende spenning i kabelen 105. Trykk-t av væsken 15 i sylinderen holdes i hovedsaken konstant og svarende til belastningen på kroken 103. Hvis f.eks. denne belastning cenke3 ned på en pram, som flyter i høy sjø, kan dens hiving få belastningen til å slå mot dekket. En slik slagpåvirkning vil imidlertid minskes vesentlig da enhver lettelse av spenningen i kabelen 105 vil resultere i en hurtig løftning av stemplet 110 og stangen 10y i sylinderen 111 og dermed gjenopprettelse av spenningen i kabelen 105, hvorved muligheten for skade på belastningen nedsettes.

Claims (1)

1. Apparat for å opprettholde en forutbestemt spenning i en løpende streng eller lignende langstrakt element, omfattende en sylinderinnretning (13), en stempelinnretning (12, 14) som er forskyvbar i sylinderinnretningen, hvor én av disse innretninger (12, 14) er innrettet til å være funksjonelt forbundet med den løpende streng eller lignende mens den annen (13) av innretningene er innrettet til funksjonell forbindelse med en under-støttelse (L), en anordning (17) for å holde et væskemedium (15) under trykk i sylinderinnretningen på den ene side av stempelinnretningen når disse innretninger beveger seg i lengderetningen i forhold til hverandre i den ene eller den annen retning, hvilken trykkopprettholdende anordning omfatter et gassformig medium under trykk som utøver sin trykkraft på væskemediet, hvilken trykkopprettholdende anordning videre omfatter en akkumulatorsylinder (22) inneholdende en del av væskemediet i en første del (21) av akkumulatorsylinderen og det gassformige medium i en annen del (23) av sylinderen, og et stempel (24) som er bevegbart i sylinderen (22) mellom de nevnte media og påvirket av disse til å over-føre trykk mellom dem, en anordning (29, 30,32, 34, 37, 36) for tilførsel av gassformig medium under trykk til den nevnte annen del, en anordning (18, 19, 20) for å føre væskemediet mellom en ende av den nevnte første del motsatt av stempelet og sylinderinnretningen, en pumpe (40) for å øke trykket og mengden av væskemedium i den første del og i sylinderinnretningen, og en ventil (43) for å regulere strømmen av væskemedium fra pumpen til den

første del og sylinderinnretningen, karakterisert ved en anordning (36a, 56, 57, 58, 48, 49) som er påvirkbar av en oppstått trykkdifferanse mellom det høyere trykk i det gassformige medium i den annen del (23) og et forholdsvis vesentlig lavere trykk i væskemediet i den første del (21), som iølge av at stempelet (24) kommer i anlegg mot den nevnte ende av den før-ste del, til å åpne ventilen (43) for å tillate at pumpen leverer ytterligere væskemedium til den første del og sylinderinnretningen (13).