NO177947B - Elektrisk isolert kopling for bruk under bygging av et antennerammeverk for en serie borekraver - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk isolert kopling for bruk under bygging av et antennerammeverk for en serie borekraver.

Man møter ofte det problem å måtte kople sammen metallrørelementer ende mot ende, idet denne konstruksjon er spesielt egnet for bruk som en antenneramme plassert på store dyp.

For å gjøre dette benytter man ofte selvgjengende skrueforbindelser. Denne anordning gir normalt ikke mekanisk åpning med tilfredsstillende motstand mot påkjenninger ved strekktorsjon, bøyning og/eller knekking som slike rørelementer er blitt utsatt for, og skrueforbindelsen er således et svakt punkt i linjen.

Av kjente utførelser skal her fremtrekkes GB 1 604 760, GB 2 161 569, US 4 609 212 og US 3 923 324. Disse publikasjoner beskriver dels bruk av epoksybelegg for sammenliming av rørender, dels standard gjengeforbindelser og dels forbindelse med krympepasninger. Alle beskrevne forbindelser har imidlertid elektrisk kontakt mellom de deler som forbindes.

Formålet med oppfinnelsen er å frembringe et system for buttkopling ved hjelp av sveising av metallrørelementer, og således gi en forbindelse med tilfredsstillende totalmotstand mot de ofte sterke påkjenninger ved strekk, kompresjon, bøyning og torsjon som en lang forbindelsesdel ville måtte motstå.

Det foran beskrevne mål oppnås med den elektrisk isolerte kopling ifølge foreliggende oppfinnelse, slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

I en utførelse, som spesielt kan anvendes til kopling av vektrør uten hylse som blir bruk til borring, f eks i olje-, naturgass- og geotermisk industri, gjør oppfinnelsen det mulig å overholde krav til diameterklarering, både indre og ytre, som stilles på grunn av vektrørets gjennomtrenging av jordforma-sjonen, samtidig som størst mulig indre volum er ønskelig for plassering av forskjellige innretninger som parametersensorer eller overførings- og innlesningsanordninger for lagring, enten i sann tid eller ved faste intervaller, av de parametre som blir målt og/eller registrert av de nevnte innretninger. Oppfinnelsen gjør det også mulig å unngå demping av de normale funksjonskarakteristikker for en konvensjonell linje, omfattende motstand mot strekk og kompresjon, motstand mot utmattelse på grunn av bøyning under rotasjon, motstand mot

torsjon.

5Videre, når slike parametre må overføres til overflaten ved bruk av et elektromagnetisk transmisjonssystem som benytter en antenne plassert ved en stor dybde, gir oppfinnelsen total elektrisk isolasjon av rørelementene på hver side av sammen-koplingen ifølge oppfinnelsen.

Koplingens konstruksjon, spesielt for en isolerende sammenføyning ifølge oppfinnelsen, er slik at dens totale motstand mot mekaniske påkjenninger er større enn for det svakeste punkt man ellers finner i en vektrørlinje, dvs skrufor-bindelsen mellom hvert vektrør.

i Ifølge et grunnleggende trekk ved oppfinnelsen, er koplingen mellom de to rørelementene som skal forbindes ende mot ende, gjennomført ved å gi koplingsoverflåtene mellom de to elementene form av en lett skrånende kjegle. Sammenføyningens

lengde blir således et høyt multiplum av veggtykkelsen i rørelementene som skal sammenføyes.

I praksis, og ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen, er de koniske flater som forbinder de to rørelementene, utformet ved sidestilling av suksessive sylindre, hver med en diameter som varierer ganske lite fra den foregående sylinder.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen utformes skjøten ved at hunn- og hannoverflåtene på rørelementene som skal sammenføyes påføres en film av et selvherdende bindemiddel. Herdingen foregår ved forspenning under trykk. I en utførelse av oppfinnelsen som gir en elektrisk isolerende sammenføyning mellom de to rørelementene, er en elektrisk isolerende epoksy det mest fordelaktige bindemiddel.

Prøver har vist at en elektrisk isolert sammenføyning som har de ønskede mekaniske egenskaper for forbindelse av metallrørelementer, er epoksytype ESP 110, som markedsføres under handelsnavnet "Permabond".

Andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå mer i detalj fra den følgende beskrivelse av en foretrukken utførelse av en skjøt ifølge oppfinnelsen under henvisning til tegningen hvor figur la viser et lengdesnitt av en første seksjon av rørkoplingen, og viser hanndelen utstyrt med en innvendig skrugjenge for forbindelse med hunndelen av et tilstøtende rør (ikke vist) som skal sammenskjøtes, figur lb viser et lengdesnitt av den neste seksjon av rørsammenføyningen, figur lc viser et lengdesnitt av den seksjon som følger umiddelbart etter seksjonen som er vist på figur lb, figur ld viser et lengdesnitt av den seksjon som følger umiddelbart etter seksjonen som er vist på figur lc, figur le viser et lengdesnitt av den siste rørformede seksjon, på nivå med maksimum utspredning av den avkortede overflate, og figur 2 viser et aksialt lengdesnitt, meget forstørret, av den seksjon av forbindelsen som er uthevet i en boks på figur ld.

På tegningene er sammenføyningen ifølge oppfinnelsen, for å kunne vise de forskjellige detaljer i større målestokk, delt opp i flere seksjoner langs skjøtens lengde, som i praksis kan være fra omkring 50 cm til omkring 1 m. Seksjonene er betegnet med henvisningstallene 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8.

Figur la viser, som et eksempel på et rørelement som skal skjøtes, et vektrør for bruk i petroleumsindustrien, hannenden på skjøten, merket 9, har en skulder 10 som er forlenget med en lett konisk ytre gjenge 11, mens den andre ende av vektrøret, best illustrert på høyre side av figur le, omfatter et utvidet område 12 utstyrt med en gjenge 13 hvor en tilsvarende hannende av tilstøtende rørseksjon (ikke vist) blir skrudd inn: Sammenføyningen som forener de to rørformede elementene ved hjelp av skjøten ifølge oppfinnelsen, er oppnådd ved bruk av en skåret overflate som er utformet ved bruk av en rekke syl indre med økende diameter for hunndelen og avtakende diameter for hanndelen, der bare en minimal forskjell i diameter karak-teriserer hver sylinder.

Kopling av de to ledd skrånende kjegler, en av hvilke er utformet på den nedre ende av et rør som skal sammenføyes og den andre på den tilsvarende øvre overflate av det andre rør som skal sammenføyes med det første, er oppnådd ved hjelp av en avkortet kjegle med liten skråning, og lengden av skjøten er et høyt multiplum av veggtykkelsen i de rørene som skal sammenføyes.

For . å gjøre skjøten bestandig mot mekanisk påkjenning, er sammenføyningen sikret ved liming, og spesielt ved spredning av en tynt lag lim mellom de to kjegler, hvorav en er ført inn

i den andre.

For å sikre bestandighet mot påkjenninger på grunn av strekk, torsjon, bøyning og/eller knekking som foregår mellom de to sammenføyde elementer, er det ønskelig å utforme skjøten ved bruk av en epoksyharpiks.

Videre, for å oppnå den ønskede ikke-elektrisk ledende forbindelse mellom de to rørformede elementene, synes det mest fordelaktig å bruke epoksyharpiks av typen ESP 110 som markedsfø-res under handelsnavnet "Permabond".

For å sikre korrekt sentrering av de to kjeglene som forbinder de to rørformede elementene, krever oppfinnelsen at de to graderte kjegler som skal forbindes ved liming, blir holdt i korrekt aksial stilling ved hjelp av innsatte plastringer mellom de motsatte sylindriske overflater på de sammenføyde kjegler.

Oppfinnerne mener at det best egnede isolasjonsringer er laget av "RITON" (handeIsmerket for Du Pont de Nemours Company).

På tegningen danner graderte sylindriske elementer de sammenføyde kjegler betegnet med henvisninger 14, 15, 16 og 17.

Sentreringsringene av plastikk er betegnet med henvisninger 18, 19, 20, 21, 22 og 23.

For korrekt innføring av epoksyharpiks som bindemiddel i skjøten mellom to elementer, er det i rørveggen anordnet hull så som 24, 25, 26 og 27 ved hjelp av hvilke det skapes et vakuum og bindemidlet blir ført inn. Bindemidlet blir komprimert, fortrinnsvis under et trykk på 300 bar, under hele polymerings-prosessen. Dette vil gi epoksy-materialet en forspenning som senere skal hindre inntregning av væske i eventuelle sprekker om røret blir senket ned i et borehull der trykket er under 300 bar.

Når koplingen av rørelementene må være ikke-ledende, som f eks i de tilfeller hvor elementene skal spille en rolle i elektromagnetisk overføring av parameter-registreringssignaler, er sentreringsringene mest fordelaktig laget av ikke-ledende plastmateriale, og hver ring delt i to halvringer, som for å lette innføringen av bindemidlet fra en lengde som er mindre enn en halvsirkel.

Når den elektrisk isolerende kopling i en serie av vektrør virker som en komponent i et antennesystem for overføring av parametre, er enden av skjøtens hunndel, som vist på figur ld til høyre for forbindelsen X, inndelt i ringer A, B, C, D ... J.

Figur 2 viser forbindelsen mellom to ringer som ved sammenføyningspunktet har en forbindelse X laget av et elastomer hvis form er tydelig vist.

Innføring av bindemidlet foregår i to trinn. I det første trinn finner innføringen sted i rommet mellom ringene 18 og 21 ved bruk av reguleringsdysene 24 og 25 som danner hhv innløp og utløp. Toriske forbindelser 32 og 33 er anordnet ved ytterkantene av rommet mellom ringene 18 og 21, for å sikre vanntetthet av det mellomliggende volum.

I det andre trinn blir epoksyharpiks innført i rommet under ringene, ved reguleringsdysene 26 og 27.

På figur 2, som er en forstørrelse av den del av sammenføyningen som er uthevet i en boks på figur ld, kan man se at ringene A, B og C er elektrisk isolert fra hverandre og fra rørets masse, både ved hjelp av det innførte bindemiddel og de spesielt utførte toriske forbindelser X.

Disse forbindelser X har en perifer utsparing som tjener til å motta en skive Z. Disse skivene Z sikrer korrekt adskillelse (omkring 1,5 mm) av ringene.

Under innføring av bindemiddel under ringene blir forbindelsene X, mellom ringene som gir vanntetthet, holdt på plass av disse skivene Z som klemmes mellom to ringer. Skivene Z, som i det øyeblikk de plasseres i sporene strekker seg utenfor innretningens ytre periferi, blir etter herding av bindemidlet brakt på linje med innretningens ytre sylindriske overflate.

Den elektriske isolasjon som gis av ringene, hver av hvilke har en biredde på omkring 6 cm, blir supplementert inne i rørene av en sylindrisk skjede 36 laget av et isolerende materiale, og med en lengde på minst 50 cm, som er limt med en side på innsiden av den øvre hanndel og den andre siden til hunndelen. Rommet 37 bak den isolerende sylindriske skjede 36 blir, etter bånding, fylt med en herdbar flytende elastomer som mest fordelaktig innsprøytes gjennom den smale kanal 38.

Det er klart at oppfinnelsen er beskrevet og illustrert bare som en forklaring som ikke er begrensende, og at forskjellige endringer av detaljer kunne utføres på de beskrevne utførelser innenfor rammen av oppfinnelsen.

Antallet graderte sylindre kunne f eks være forskjellig fra det antallet som er bevist, og lengden av disse sylindrene kunne være større eller mindre avhengig av hvilket antall som blir brukt.

På liknende måte kunne også antallet og bredden av ringer så som A, B, C, D — J være forskjellig fra de som figurene viser som eksempler.

Claims (9)

1. Elektrisk isolert kopling for bruk under bygging av et antennerammeverk for en serie borekraver, KARAKTERISERT VED at to rørformede deler forbindes med hverandre, men er elektrisk isolert fra hverandre over en avstand på fra 50 cm til 1 m, at de på utsiden ved hjelp av flere metallhylser er isolert fra hverandre og fra rørdelene, og at en elektrisk isolerende sylindrisk kappe er plassert på innsiden av rørdelene som de der er forbundet med og aksialt atskilt fra.

2. Kopling ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de rørdeler som skal forbindes med hverandre, har forbindelsesflater med konisk form, og at lengden av forbindelsen er et multiplum av tykkelsen av rørdelenes vegger.

3. Kopling ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den flate som benyttes for å forbinde de to rørdeler er dannet av en sammenstilling av etter hverandre anordnede sylindriske eller i det vesentlige sylindriske flater som hver har en diameter som er lite forskjellig fra den foregående sylinders diameter.

4. Kopling ifølge krav 2-3, KARAKTERISERT VED at forbindelsen er dannet ved sammenstilling av en film av selvherdende bindemateriale mellom de respektive hunn- og hanndeler på endene av de to rørdeler som skal forbindes.

5. Kopling ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at bindematerialet er en elektrisk ikke ledende epoksyharpiks.

6. Kopling ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at bindematerialet er en epoksyharpiks av typen ESP 110.

7. Kopling ifølge krav 3-6, KARAKTERISERT VED at de avtrappede sylindriske flater som skal forbindes ved binding, holdes i korrekt aksial stilling ved hjelp av bueformede sentreringselementer av plast anordnet mellom rørene parvis, hvor hvert element har en periferi som er mindre enn en halvsirkel, for å tillate innsprøyting av bindematerialet.

8. Kopling ifølge krav 4-7, KARAKTERISERT VED at bindematerialet herdes ved et trykk på minst 300 bar.

9. Kopling ifølge krav 8, KARAKTERISERT VED at metall-ringene er atskilt av en innsatt skive hvis ytre periferi flukter med koplingens ytre diameter etter at bindematerialet er herdet.