NO166418B - Nippel for kommunikasjon av hydraulisk styrefluid. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en nippel for kommunikasjon av hydraulisk styrefluid slik det fremgår av ingressen til det etterfølgende selvstendige krav.

Det er kjent å åpne for fluidkommunikasjon i en fluidpassasje til det indre av et brønnverktøy for å styre et andre brønnverktøy slik som vist i US-patent 3786866 og 3799258. Søkerens US-patent 4460046 overvinner problemene ved den tidligere teknikk og er rettet mot en fluidkommunikasjons-nippel for først å sperre fluidkommunikasjonen fra en fluidpassasje til innsiden av et brønnverktøy, men som er mulig å åpne når ønsket uten bruk av elastomere tetninger, og brytes deretter gjennom strekk for å gi fluidstrømning og er plassert slik at den ikke kommer i konflikt med veggtyk-kelsen.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot en forbedret nippel for kommunikasjon av hydraulisk styrefluid, som i tillegg til å ha evnen til å lede styrefluid til et andre sted, også har evnen til å avslutte eller plugge kommunikasjonen til hovedledningen eller det første sted. Den foreliggende nippel unngår bruken av elastomere materialer for således å tilveiebringe en anordning for høyt trykk, høy temperatur og undervanns kompletteringer. Ved siden av å være istand til å stenge kommunikasjonen til et første sted, kan den foreliggende nippel, i tilfelle av en tetningssvikt på det første sted, isolere lekkasjen så den ikke ufordelaktig vil påvirke det opererende utstyr plassert på det andre sted.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen med en nippel av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende selvstendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av det uselvstendige krav.

Andre og ytterligere formål, trekk og fordeler vil komme frem fra den følgende beskrivelse av den for tiden foretrukne utførelse av oppfinnelsen, gitt for beskrivelsesformål og gitt i forindelse med de vedlagte tegninger.

Fig. 1 er et delriss i snitt av nippelen for kommunikasjon av hydraulisk styrefluid ifølge den foreliggende

oppf innelse,

fig. 2 er et sideriss av nippelen iflg. fig. 1,

fig. 3 er et delriss i snitt i en forstørret målestokk som viser deler av kommunikasjonsnippelen i utgangsstil-1 ingen, og

fig. 4 er et delriss i snitt som viser nippelen ifølge den

foreliggende oppfinnelse i sin aktiverte stilling.

Det vises nå til tegningene, hvor henvisningstallet 10 generelt angir nippelen for kommunikasjon av hydraulisk styrefluid iflg. den. foreliggende oppfinnelse. Den innbefatter en f luidpaS'Sas-j;e5 112: forbundet til nippelens hus 13. Passasjen 12 er tiTpasse-t: for forbindelse gjennom en ledning 14 til en brønnoverfclate for vanligvis å motta hydraulisk styrefluid for å tilføre hydraulisk styrefluid til et første sted, slik som en ledning 16, eller alternativt til et andre sted slik som det indre 18 av nippelen. Den foreliggende oppfinnelse kan bli brukt, som nærmere beskrevet i US-pat. 4460046, i et produksjonsrør i en olje- og/eller gassbrønn for vanligvis å tilføre styrefluid til en produksjonsrør-sikkerhetsventil gjennom ledningen 16 for det første sted, og i tilfelle av en feil på den første sikkerhetsventil, til en andre innhentbar sikkerhetsventil posisjonert i den indre boring 15 av nippelen 10 for å motta styrefluid på det andre sted 18 mellom de polerte deler 20 og 22 for å manøvrere den andre sikkerhetsventil. Det skal imidlertid innses at den foreliggende oppfinnelse kan være anvendelig til å styre og kommunisere fluid for å aktivisere forskjellige typer av brønnredskaper.

Som sagt er kommunikasjonsnippelen 10 posisjonert i produk-sjonsrøret til en olje- og/eller gassbrønn og ledninger 14 forløper til brønnoverflaten for å motta styrefluid derfra. Ledningen 14 tilfører hydraulisk fluid til en indre passasje 24 i nippelen, hvilken forløper vertikalt til en posisjon inntil det andre sted 18 i nippelens 10 boring. Derfor kan fluid bli tilført fra brønnoverflaten gjennom ledningen 14, passasjen 24, og inn i boringen 15 av nippelen 10 ved stedet 18 når passasjen 24 er åpen. Til og begynne med, når det ikke er noe verktøy i boringen 15 av nippelen 10 som skal akti-veres, er det intet behov for hydraulisk styrefluid til stedet 18. Et brytbart metallelement generelt indikert ved henvisningstallet 26 forløper vertikalt inn i, tetter og blokkerer strømmen av styrefluid gjennom passasjen 24.

Til og begynne med blir styrefluid fra styreledningen 14 kommunisert gjennom ledningen 12 til en fluidpassasjedel 28 i nippelen 10 gjennom en åpning 30 og ut av passasjedelen 28 gjennom en andre åpning 32 til ledningen 16 for det første sted. Den første ledningen 16 kan forløpe eksempelvis nedad i brønnproduksjonsrøret for å kunne aktivere en første produksjonsrørsikkerhetsventil som vist i US-pat. 4460046. Imidlertid, i tilfelle av at den primære eller produksjons-rørets sikkerhetsventil blir inoperativ, er det ønskelig å plassere en andre eller innhentbar type sikkerhetsventil i den polerte boringen 20 og 22 av nippelen 10 i hvilken den andre sikkerhetsventil blir styrt av fluid i passasjen 24 tilført det andre sted 18. Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot også å avstenge strømmen av hydraulisk fluid til det første sted i dette tilfelle. Dette blir særlig viktig i det tilfelle at svikten og utstyret forbundet til linjen 16 for det første sted forårsakes av en tetningsfeil. Det er ønskelig å stenge tilførselen til linjen 16 for det første sted slik at enhver lekkasje knyttet til linjen 16 ikke vil ufordelaktig påvirke den ekstra sikkerhetsventilen posisjonert i boringen 15 av nippelen 10 som mottar styrefluid fra det andre sted 18. Derfor er den foreliggende oppfinnelse i hovedsak rettet mot å tilveiebringe en hydraulisk styrt kommunikasjonsnippel 10 som dirigerer styrefluid fra ledningen 16 for det første sted til det andre sted 18. Det betyr at styrefluidet vanligvis blir tilført fra brønnover-flaten gjennom ledningen 14 for å tilføre hydraulisk styrefluid tiQ den første linjen 16, men i tilfelle av feil på utstyret knyttet til linjen 16, blir nippelen 10 ifølge den foreliggende oppfinnelse aktivert til å åpne kommunikasjonen mellom passasjen 24 og det andre sted 18 for å tilføre styrefluid til det andre sted 18 og også for å stenge kommunikasjon av fluid i ledningen 14 til den første ledning 16.

Idet det nå vises til fig. 1,3 og 4, er et brytbart metallelement slik som f.eks. en plugg 36, anordnet og forløper vertikalt inne i delen 28 av passasjen. Til å begynne med er pluggen 36 skrudd inn i enden av passasjen 28 ved samvirkende metallgjenger 38 for å skape en metall-mot-metall tetning. Metalltetningen er fordelaktig overfor vanlige elastomere tetninger siden den kan: motstå de uvennlige omgivelser av høye temperaturer og korrosive fluider som er tilstede i mange brønner. Pluggen 36, i sin opprinnelige innskrudde posisjon, er i en tilbaketrukket stilling og blokkerer ikke fluid mellom åpningene 30 og 32. Således strømmer styrefluid fra ledningen 14 gjennom passasjen 12, gjennom åpninger 30 og 32 og til ledningen 16 for det første sted. Pluggen 36 innbefatter en tynn del 40 som kan hurtig brytes av, som vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende for å tillate pluggen 36 å bli beveget nedad inntil en stengeposisjon, som best er vist i fig. 4, for å stenge av kommunikasjon mellom åpningene 30 og 32 og således stenge kommunikasjon av styrefluidet fra ledningen 14 til ledningen 16.

En stamme 42. er anordnet på linje med og teleskopisk bevegbar i nippelens 10 hus 13, og innbefatter en første skulder 48 for anlegg mot toppen 50 av stammen 42. Nedad bevegelse av hylsen 44 beveger stammen 42 nedad for å bryte den brytbare forbindelsen med den tynne del 40, og stammen 42 driver pluggen 36 nedad for å stenge fluidpassasjen mellom åpningene 30 og 32. Det skal også legges merke til at metallpluggen 36 tetter i delen 28 av passasjen mellom åpningene 30 og 32 med en metall-mot-metall tetning. Fortrinnsvis har den nedre del 52 av delen 28 av passasjen en redusert diameter som også den nedre del 54 av pluggen 36 har for å tillate maskinering av en nærmere og bedre tetningspasning.

Hvis ønsket kan bevegelsen av pluggen 36 bli brukt kun til å stenge tilførselen av styrefluid til ledningen 16 for det første sted, men kan også bli brukt for å tilveiebringe fluidkommunikasjon fra ledningen 14 gjennom ledningen 12 og åpningen 30 til det andre sted 18 i boringen 15 av nippelen 10 for å aktivere et brønnverktøy deri. Det betyr at fluid kan strømme fra åpningen 30 rundt den øvre del 56 av pluggen 36, rundt stammen 42 eller gjennom et hull 60 i stammen 42, og rundt hylsen 44 (det er ingen tetninger mellom hylsen 44 og huset 13) og til det andre sted 18. Fluidvolumet vil avhenge av klaringene mellom pluggen 36 og delen 28 av passasjen, klaringen rundt stammen 42 eller størrelsen av hullet 60, og klaringen mellom hylsen 44 og huset 13.

Den foretrukne konstruksjon for å tilveiebringe kommunikasjon av styrefluid 1 ledningen 14 til det andre sted 18 i huset 13 er gjennom passasjen 24 og den andre brytbare skrue 26. Oppbygningen og virkemåten av den brytbare skrue 26 er lik med den beskrevet i det tidligere angitte US-patent. Det betyr at skruen 26 forløper vertikalt inn i og til å begynne med blokkerer strømmen av styrefluid gjennom passasjen 24. Skruen 26 innbefatter gjenger 60 for samvirke med gjenger 62 i huset 13 for å feste skruen 26 deri. Tetning av passasjen 24 med skruen 26 gjennomføres med samvirkende metallflater 64 og 66 på skruen 26 og huset 13 henholdsvis. Disse metalltet-ningsflater er fortrinnsvis skrånende og er fordelaktig overfor vanlige elastomere tetninger til å motstå omgivelses-betingelsene. Skruen 26 innbefatter et hulrom 68 som åpner mot passasjen 24, og skruen 26 innbefatter innretninger slik som et hode 70 for inngrep med og bryting av skruen 26 for å åpne kommunikasjon av passasjen 24 med det andre sted 18 i boringen 15 i nippelen 10. Den vertikalt plasserte skrue 26 er fordelaktig ved at den ikke krever at veggen i huset 13 er så tykt som hvis elementet 26 var horisontalt.

Den vertikalt bevegbare bruddhylsen 44 innbefatter en forsenkning 72 for å motta hodet 70 av skruen 26. På en side av forsenkningen 72 innbefatter hylsen 44 en skulder 74 anordnet for å kontakte og danne inngrep med hodet 70 og trekke skruen 26 i strekk til brudd av skruen 26 og åpne hulrommet 68 mot det andre sted 18 i boringen 15 av nippelen 10 når hylsen 441 blir beveget nedad bort fra skruen 26. Hvis ønsket kan et hakk 76 anordnes rundt det ytre av skruen 26 for å avhjelpe posisjonering eller styring av bruddstedet. Det er fordelaktig å bryte elementet 26 ved strekkspenning ettersom hulrommet 68 ikke blir blokkert eller lukket som i tilfelle av et. tverrgående skjær.

Forsenkningen 46 i den glidende hylse 44 er i boringen 1*5 utsatt for andre typer av brønnverktøy, som kan danne inngrep med forsenkningen 46 og utilsiktet aktivere pluggen 36 og skruen 26 på et uønsket tidspunkt. Derfor, idet det nå vises til fig. 1, er en eller flere brytbare bolter 80 anordnet for til å begynne med å holde den glidende hylse 44 mot bevegelse. Boltene 80; er festet til huset 13 og forløper vertikalt for å tillate vertikal bevegelse av hylsen 44 og til å begynne med ho.lide hylseskulderne 74 og 48 ute av vertikal kontakt med skruehodet 70 og stammen 42 henholdsvis, slik at ethvert tilfeldig støt på forsenkningen 46 av annet brønnred-skap ikke vil aktivere kommunikasjonsnippelen 10. Imidlertid når hylsen 44 MJir aktivert, blir bolten 80 brutt omkring et innsnitt 82, som derved frigjør hylsen 44 for kontakt med hodet 70 av skiruen 26 og bryter skruen 26 og kontakter også stammen 42 for å;, bryte pluggen 36.

Etter at boltem 80 og skruen 26 er brutt, er det ønskelig at de brutte deler av skruen 26 forblir adskilt for å forsikre at fluidstrømmen gjennom passasjen ikke blir blokkert. En ekspandert C-låsering 84 kan plasseres i en forsenkning 86 i hylsen 44 inntil innsnittet 82. Ringen 84, når bolten blir brutt, trekker seg sammen inn i rommet mellom de brutte deler av boltene 80 (fig. 4). Sammentrekningen av ringen 84 holder hylsen 44 og således hodet 70 i en nedadstilling og holder derved de brutte deler av skruen 26 adskilt.

Claims (2)

1. Nippel (10) for kommunikasjon av hydraulisk styrefluid beregnet til å lnnkoples i en produksjonsrørstreng eller lignende i en brønn og innrettet til å avlede styrefluid fra et første sted (16) til et andre sted (18) i et brønnverktøy, omfattende et hus (13), en fluidpassasje (12,24) i huset tilpasset for forbindelse til brønnoverflaten for normalt å lede styrefluid til det. første sted, et brytbart metallelement (26) med et hulrom (68) som kommuniserer med fluidpassasjen, og en i huset bevegbar hylse (44) innrettet til ved forskyvning å bryte metallelementet og åpne for avledning av styrefluid til det andre sted, karakterisert ved en metallplugganordning (36) anordnet på linje med et parti (28) av fluidpassasjen og innbefattende en holdedel som er gjengemessig (38) og tett forbundet til passasjeveggen, en pluggdel som er aktiviserbar av den bevegbare hylse (44) og forskyvbar inn i partiet (28) for sperring av fluidkom-munikas jonen til det første sted (16), og en brytbar forbindelse (40) mellom holdedelen og pluggdelen som brytes ved nevnte aktivisering.

2. Nippel Ifølge krav 1, karakterisert ved en blindboring som strekker seg gjennom holdedelen til nær den brytbare forbindelse (40), og en stamme (42) som er teleskopisk anordnet i blindboringen og samvirker med den vertikalt bevegbare hylse (44) for å bryte den brytbare forbindelsen (40) og bevege pluggen (36).