NO159955B - Kjerneboringsanordning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en kjerneboringsanordning som omfatter et ytre rør som oventil har et element eller legeme innrettet for tilkobling til en borestreng eller en bore-enhet nede i en brønn og med et innvendig gjenget parti, en borkrone: montert på den nedre ende av det ytre rør, et indre rør;~en ekstraktorkonus anordnet på den nedre ende av det indre rør, en dreieopplagringsanordning som innbefatter en øvre del opplagret i en nedre del ved hjelp av en kulelageranordning og som tjener til å fastholde det indre rør, idet den nedre del er fastskrudd til den øvre ende av det indre rør, mens den øvre del er skrudd inn i det gjengede parti av det ytre rør, hvorved det indre rør kan justeres aksialt i forhold til det ytre rør ved å skru den øvre del av dreieopplagringsanordningen nedad eller oppad i det gjengede parti av legemet, og en låseinnretning for etter justering å fastholde den øvre del i forhold til legemet.

Ved slike kjerneboringsanordninger må den aksiale klaring mellom ekstraktorkonusen på det indre rør og borkronen på det ytre rør justeres meget nøyaktig for å regulere tilførselsmengden av borevæske, som vanligvis er vann.

Tidligere kjente kjerneboringsanordninger er beheftet med den mangel at justering av klaringen mellom borkronen og ekstraktorkonusen er tidkrevende, vanskelig og dyr.

En kjerneboringsanordning av den innledningsvis nevnte type er kjent fra US-PS nr. 997 358. I denne kjente anordning utgjøres den øvre del av dreieopplagringsanordningen av en gjenget stamme som er skrudd inn i det gjengede parti av det ytre rør, og låseanordningen for stammen utgjøres av en låsemutter som sitter på stammen og skrus til fast anlegg mot undersiden av det gjengede parti av det ytre rør. Når nevnte klaring i dette tilfelle skal justeres, må man først forsøke å fastslå hvor stor juster-ingen skal være ved å måle avstanden mellom ekstraktorkonusen og borkronen. Deretter må man.skru det øvre legeme av det ytre rør løs fra den øvrige del av det ytre rør, som må fjernes for å gi adkomst til låsemutteren på den øvre, gjengede stamme av det indre rør. Etter løs-gjøring av låsemutteren, kan den gjengede stamme dreies for å bevirke den beregnede justering, hvoretter låsemutteren igjen må strammes.. Deretter kan det ytre rør med borkronen skrus sammen med sitt øvre legeme og den nye klaring mellom borkronen og ekstraktorkonusen kontrolleres. Da denne klaring må innstilles meget nøyaktig for å gi den forønskede strømningsmengde, må kanskje justeringsoperasjonen utføres flere ganger før resultatet blir tilfredsstillende, og det er ikke uvanlig at en slik justering tar 1-2 timer.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å tilveie-bringe en kjerneboringsanordning av den innledningsvis nevnte type som ikke er beheftet med ovennevnte mangler, men som tillater justering av klaringen mellom borkronen og ekstraktorkonusen på en rask og enkel måte uten at det i det hele tatt blir nødvendig å demontere det ytre rør.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at den øvre ende av den øvre del av dreieopplagringsanordningen er utformet for samvirkning med en justeringsnøkkel for over-føring av et dreiemoment om dennes lengdeakse, at den øvre ende av den øvre del av dreieopplagringsanordningen har i det minste ett utvendig langsgående spor, at det øvre legeme av det ytre rør har i det minste én utsparing ved den nedre ende av en glatt sylindrisk boring i høyde med det langsgående spor i den øvre ende av den øvre del av dreieopplagringsanordningen, at den øvre ende av den øvre del av dreieopplagringsanordningen eventuelt er forsynt med en hylse som har i det minste én nedre klakk og som er utformet for på den ene side å kunne samvirke med en justeringsnøkkel, som fortrinnsvis er identisk med nevnte justeringsnøkkel og er i stand til å overføre et dreiemoment til klakken om lengdeaksen, og på den annen side, for å gli mellom nevnte øvre ende og den glatte sylindriske boring av det øvre legeme på en slik måte at klakken først kan inngripe med det langsgående spor i nevnte øvre ende og deretter samtidig med dette langsgående spor og med utsparingen ved den nedre ende av den glatte sylindriske boring, slik at hylsen låser på angulær måte den øvre del av dreieopplagringsanordningen og det øvre legeme av det ytre rør for å sikre endelig låsing i kjeneborende stilling.

Ved å fjerne hylsen kan den øvre del av dreieopplagringsanordningen roteres ved hjelp av nøkkelen i forhold til det gjengede parti av det ytre rør for å justere klaringen mellom borkronen og ekstraktorkonusen mens denne klaring direkte kan observeres og måles. Etter fullført justering bringes hylsen tilbake på plass for å låse den øvre del av dreieopplagringsanordningen i forhold til det ytre rør.

Ifølge en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen har den øvre ende av den øvre del av dreieopplagringsanordningen i det minste to diametralt motstående langsgående spor, og det øvre legeme av det ytre rør har i det minste to diametralt motstående utsparinger, mens hylsen er forsynt med i det minste to diametralt motstående klakker.

For å begrense rotasjonen av hylsen etter justering av klaringen mellom borkronen og ekstraktorkonusen og under den angulære låsing av den øvre del av dreieopplagringsanordningen og det øvre legeme av det ytre rør, er det øvre legeme av det ytre rør forsynt med fire utsparinger som er jevnt fordelt om dettes lengdeakse ved den nedre ende av den glatte sylindriske boring.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvis-ning til det utførelseseksempel som er vist på vedføyede tegninger. Fig. 1 er et lengdesnitt gjennom en kjerneboringsanordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2, 3 og 4 er snitt langs hhv. linjene II - II, III - III og IV - IV på fig. 1. Fig. 5 er et lengdesnitt gjennom et parti av kjerneboringsanordningen på fig. 1 i større målestokk. Fig. 6 - 10 er skjematiske lengdesnitt som illu-strerer justeringsmetoden. Fig. 11 er et perspektivisk utsnitt i større måle-

stokk som viser funksjonen av kjerneboringsanordningens låsehylse.

Kjerneboringsanordningen vist på tegningene benyttes for boring og kjerneprøvetagning på oljefelt. Den omfatter et ytre rør 1 og et indre rør 2. Det ytre rør 1 utgjøres av en rekke rørformede elementer som er fastskrudd til hverandre. Det nedre rørformede element bærer en ringformet diamantborkrone 3. Det øvre rørformede element utgjøres av et legeme 4 som har en innvendig gjenget boring 5 ved sitt nedre parti og en glatt sylindrisk boring 6 i sitt øvre parti. Den glatte boring 6 er begrenset nedad av en ringformet skulder 7, som har i det minste én utsparing 8. I dette tilfelle er fire utsparinger 8 jevnt fordelt om legemets 4 lengdeakse.

Det indre rør 2 omfatter stivt forbundne rørformede elementer som er plassert koaksialt i forhold til det ytre rør 1. Det nedre rørformede. element bærer en kjerne-ektraktorkonus 9. Det øvre rørformede element er skrudd fast til nedre del 10. av en dreieopplagringsanordning 11. Dreieopplagringsanordningen 11 tjener i realiteten til montering av det indre rør 2 i det ytre rør 1.

Den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11 omfatter et enkelt rørformet element som er gjenget på sitt bredeste midlere parti. 13. Dette midlere parti 13 er skrudd inn i den innvendig gjengede boring 5 i legemet 4. Det nedre, smaleste parti 14 av dette rørformede element er innrettet slik at det på dette kan fastmonter.es aksial-og kulelagre.

Den øvre ende 15 av den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11 er konstruert for å oppta laterale haker (ikke vist) på en justeringsnøkkel 16 og således samvirke med nøkkelen 16 (fig. 6-8). Ved hjelp av denne nøkkel 16 kan et dreiemoment overføres til den øvre ende 15 om dennes lengdeakse, som etter montering også sammen-faller med den felles lengdeakse av det indre, rør 2 og det ytre rør 1. Videre har den øvre ende 15 på sin ytterflate i det minste.ett langsgående spor 17, fortrinnsvis to diametralt motstående langsgående spor 17, som vist f.eks. på fig. 2. Under montering av kjerneboringsanordningen føres den øvre ende 15 inn i den glatte sylindriske boring 6 i det innvendig gjengede legeme 4 på en slik måte at etter monteringen vil ovennevnte utsparinger 8 være plassert på høyde med de langsgående spor 17. .Den øvre ende 15 av den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11 kan oppta en hettelignende del eller hylse 18, som har to diametralt motstående hakk 19 ved sin øvre ende og som er forsynt med i det minste én klakk 20, fortrinnsvis to diametralt motstående klakker 20, som vist, ved sin nedre omkretskant. Klakkene 20 rager innad og nedad. Den utvendige diameter av hylsen 18 er litt mindre enn diameteren av den glatte sylindriske boring 6 i legemet 4. Den innvendige diameter av hylsen 18 er noe større enn ytterdiameteren av ovennevnte øvre ende 15. Når klakkene 20 befinner seg ved toppen av det langsgående spor 17, kan hylsen 18 på denne måte gli ned i den glatte boring 6 mellom den øvre ende 15 og legemet 4 inntil klakkene 20 kommer i kontakt med nedre ende av boringen 6, dvs. den ringformede skulder 7. Når klakkene 20 befinner seg i høyde med skulderen 7, kan de i tillegg trenge inn i utsparingene 8 mens de forblir i de langsgående spor 17. I denne sistnevnte stilling vil hylsen, idet den tvinges nedover mot skulderen, sikre mekanisk forbindelse mellom den øvre ende 15 og legemet 4 ved å låse dem angulært og ved å forhindre deres relative rotasjon om deres felles lengdeakse. Hylsen 18 er derfor et middel for innbyrdes låsing av den øvre ende 15 og legemet 4 om kjerneboringsanordningens lengdeakse.

I funksjon, altså under kjerneboring, roteres det ytre rør 1 om sin lengdeakse for å aktivisere borkronen 3. Ved slik bruk er hylsen 18 montert på den øvre ende 15, noe som bevirker simultan rotasjon av det ytre rør 1 og den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11. Ved hjelp av aksiallagrene og kulelagrene som dreieopplagringsanordningen er forsynt med, vil imidlertid den nedre del 10 av dreieopplagringsanordningen 11 sammen med det indre rør 2 fastholdes mot rotasjon ved rørets 2 kontakt

med kjernen som bores ut.

Montering av kjerneboringsanordningen beskrevet ovenfor utføres som følger, med det ytre rør 1 anordnet vertikalt.

Den komplette dreieopplagringsanordning 11 skrus først inn i det innvendig gjengede legeme 4 av det ytre rør 1. Det indre rør 2, som er forsynt med ekstraktorkonusen 9, skrus inn i den nedre del 10 av dreieopplagringsanordningen 11. Den øvrige del av det ytre rør 1 skrus så på det innvendig gjengede legeme 4. Borkronen 3 skrus endelig fast på den nedre ende av det ytre rør 1. Kjerneboringsanordningen er derved montert (fig. 6).

Justering av klaringen mellom de nedre ender av ekstraktorkonusen 9 og borkronen 3 utføres som følger, med det ytre rør 1 anordnet vertikalt.

Hylsen 18 kontrolleres først for å sikre at den ikke er i kontakt med den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11, og dersom dette ikke er tilfellet, fjernes den .

Den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11 skrus så nedad inn i den innvendig gjengede boring 5 av legemet 4 ved hjelp av nøkkelen 16, og på denne måte blir den nedre del 10 av dreieopplagringsanordningen 11 og det indre rør 2 forskjøvet aksialt nedad. Denne operasjon fortsettes inntil den nedre ende av ekstraktorkonusen 9 støter an mot den nedre ende av borkronen 3 (fig. 7).

Den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11 skrus så løs oppad i den gjengede boring 5 i legemet 4, og på denne måte beveges den nedre del 10 av dreieopplagringsanordningen 11 og det indre rør 2 aksialt oppad. Denne skruoperasjon utføres over en rotasjonsvinkel som er bestemt av gjengestigningen i boringen 5 og av den normale klaring som søkes oppnådd mellom de nedre ender av ekstraktorkonusen 9 og borkronen 3. På denne måte plasseres den nedre ende av ekstraktorkonusen 9 i den nødven-dige 'avstand (2 - 4 mm som nødvendig) fra den nedre ende av borkronen (fig. 8).

Etter at ovennevnte justering av klaringen mellom de nedre ender av ekstraktorkonusen 9 og borkronen 3 er utført, låses den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11 i forhold til legemet 4 for å hindre rotasjon mellom delen 12 og det ytre rør 1. Følgende fremgangsmåte benyttes for dette formål.

Låsehylsen 18 plasseres på den øvre ende 15 av den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11 og roteres litt om sin akse ved hjelp av nøkkelen 16 inntil klakkene 20 griper inn i de langsgående spor 17 i den øvre ende 15.

Hylsen 18 bringes så til å gli nedad i den glatte sylindriske boring i legemet 4 langs ovennevnte øvre ende 15 inntil klakkene 20 støter an mot den ringformede skulder 7 som begrenser den glatte sylindriske boring 6 nedentil (fig . 9).

Hylsen 18 roteres så noe, og deretter også den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11 om deres felles akse ved hjelp av nøkkelen 16 inntil klakkene 20 kommer til inngrep i to diametralt motstående utsparinger 8 i den ringformede skulder 7 (fig. 10).

På denne måte låses den øvre del 12 av dreieopplagringsanordningen 11 og legemet 4 av det ytre rør 1 angulæx-t.

Claims (3)

1. Kjerneboringsanordning omfattende: - et ytre rør (1) som oventil har et element eller legeme (4) innrettet for tilkobling til en borestreng eller en bore-enhet nede i en brønn og med et innvendig gjenget parti (5), en borkrone (3) montert på'den nedre ende av det ytre rør Cl), - et indre rør ( 2 ) , - en ekstraktorkonus (9) anordnet på den nedre ende av det indre rør (2), - en dreieopplagringsanordning (11) som innbefatter en øvre del (12) opplagret i en hedre del (10) ved hjelp av en kulelageranordning og som tjener til å fastholde det indre rør (2), idet den nedre del (10) er'fastskrudd til den øvre ende av det indre rør (2), mens den øvre del (12) er skrudd inn i det gjengede parti (5) av det ytre rør (1), hvorved det indre rør (2) kan justeres' aksialt i forhold til det ytre rør (1) ved å skru den øvre del (12) av dreieopplagringsanordningen (11) nedad eller oppad i det gjengede parti (5) av legemet (4), og - en låseinnretning (18) for etter justering å fastholde den øvre del (12) i forhold til legemet (4), karakterisert ved at den øvre ende (15) av den øvre del (12) av dreieopplagringsanordningen (11) er utformet for samvirkning med en justeringsnøkkel (16) for overføring av et dreiemoment om dennes lengdeakse, - at den øvre ende (15) av den øvre del (12) av dreieopplagringsanordningen (11) har i det minste ett utvendig langsgående spor (17), - at det øvre legeme (4) av det ytre rør (1) har i det minste én utsparing (8) ved den nedre ende av en glatt sylindrisk boring (6) i høyde med det langsgående spor (17) i den øvre ende (15) av den øvre del (12) av dreieopplagringsanordningen (11), - at den øvre ende (15) av den øvre del (12) av dreieopplagringsanordningen (11) eventuelt er forsynt med en hylse (18) som har i det minste én nedre klakk (20) og som er utformet for på den ene side å kunne samvirke med en justeringsnøkkel (16), som fortrinnsvis er identisk med nevnte justeringsnøkkel og er i stand til å overføre et dreiemoment til klakken (20) om lengdeaksen, og på den annen side, for å gli mellom nevnte øvre ende (15) og den glatte sylindriske boring (6) av det øvre legeme (4) på en slik måte at klakken (20) først kan inngripe med det langsgående spor (17) i nevnte øvre ende (15) og deretter samtidig med dette langsgående spor (17) og med utsparingen (8) ved den nedre ende av den glatte sylindriske boring (6), slik at hylsen (18) låser på angulær måte den øvre del (12) av dreieopplagringsanordningen (11) og det øvre legeme (4) av det ytre rør (1) for å sikre endelig låsing i kjeneborende stilling.

2. Kjerneboringsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den øvre ende (15) av den øvre del (12) av dreieopplagringsanordningen (11) har i det minste to diametralt motstående langsgående spor (17), at det øvre legeme (4) av det ytre rør (1) har i det minste to diametralt motstående utsparinger (8), og at hylsen (18) er forsynt med i det minste to diametralt motstående klakker (20).

3. Kjerneboringsanordning ifølge krav 2, karakterisert ved at det øvre legeme (4) av det ytre rør (1) har fire utsparinger (8) jevnt fordelt rundt sin lengdeakse ved den nedre ende av den glatte sylindriske boring (6).