NO20141476A1

NO20141476A1 - Løsbar sperreanordning

Info

Publication number: NO20141476A1
Application number: NO20141476A
Authority: NO
Inventors: Espen Hiorth
Original assignee: Interwell Technology As
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-06-06
Also published as: EP3227523A1; DK3227523T3; MX2017007334A; BR112017011721A2; WO2016087641A1; US20170328168A1; BR112017011721B1; NO342097B1; US10309185B2; EP3227523B1

Abstract

Løsbar sperreanordning (1), omfattende en kjernerøranordning (10) med et rillet område (11) og en låseanordning (20) omfattende låsespor (21) konfigurert til å være i inngrep med det rillede området (11) av kjernerøranordningen (10). Den løsbare sperreanordningen (1) kan være konfigurert til å være i en låst tilstand, hvor aksial bevegelse mellom kjernerøranordningen (10) og låseanordningen (20) er tillatt i en første retning (A) når låseanordningen (20) er i inngrep med kjernerøranordningen (10) og bevegelse mellom kjernerøranordningen (10) og låseanordningen (20) er forhindret i en andre retning (B) motsatt av den første retningen (A) når låseanordningen (10) er i inngrep med kjernerøranordningen (20). Den løsbare sperreanordningen (1) omfatteren frigjøringsanordning (30) konfigurert til å bringe den løsbare sperreanordningen (1) til en frigjort tilstand, hvor aksial bevegelse mellom kjernerøranordningen (10) og låseanordningen (20) tillates både den første retning (A) og den andre retning (B).

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse angår en løsbar sperreanordning.

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

En sperreanordning omfatter typisk en kjernerøranordning med et rillet område og en låseanordning som omfatter låsespor konfigurert til å være i inngrep med det rillede området av kjernerøranordningen. En aksial bevegelse mellom kjernerøranordningen og låseanordningen er tillatt i en første retning når låseanordningen er i inngrep med kjernerøranordningen mens bevegelse mellom kjernerøranordningen og låseanordningen hindres i en andre retning motsatt av den første retningen. Derfor kan en sperreanordning betraktes som en låsemekanisme for å hindre en relativ bevegelse mellom to deler i bare en retning.

Slike sperreanordninger blir ofte brukt i verktøy og/eller annen type utstyr til bruk i olje- og/eller gassbrønner, slik som packere, plugger, områdeplugger etc., hvor sperreanordningen vanligvis brukes for å tillate verktøyet å bli brakt fra en første tilstand til en andre tilstand (for eksempel fra en kjørtilstand til en satt tilstand) mens den hindrer verktøyet i å gå tilbake fra den andre tilstanden og til den første tilstanden.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en løsbar sperreanordning som har to tilstander, en første tilstand der sperreanordningen fungerer som en vanlig sperreanordning, det vil si at bevegelse mellom kjernerøranordningen og låseanordningen tillates i en retning, og en andre tilstand hvor bevegelse mellom kjernerøranordningen og låseanordningen er tillatt i begge retninger. Fortrinnsvis kan den løsbare sperreanordningen bringes fra den første tilstanden til den andre tilstanden, og også tilbake til den første tilstanden igjen et gjentatt antall ganger.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

De ovennevnte formål oppnås ved en plugganordning i henhold til de vedlagte patentkrav. Ytterligere detaljer ved oppfinnelsen er angitt i nedenstående beskrivelse.

DETALJERT BESKRIVELSE

Utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser et perspektivriss av en første utførelsesform av en løsbar sperreanordning i en initial tilstand; Fig. 2 viser et perspektivriss av den første utførelse i en låst tilstand; Fig. 3 viser et perspektivriss av låseanordningen og utløsingsanordningen i den initiale og låste tilstanden; Fig. 4 viser et perspektivriss av låseanordningen og utløsingsanordningen i frigjort tilstand; Fig. 5 viser et første tverrsnitt av låseanordningen; Fig. 6 viser et andre tverrsnitt av låseanordningen; Fig. 7 viser en alternativ utførelsesform av låseanordningen og utløsingsanordningen i låst tilstand skjematisk; Fig. 8 viser utførelsesformen i fig. 7 i frigjort tilstand; Fig. 9 viser enda en alternativ utførelsesform av låseanordningen og utløsingsanordningen i låst tilstand skjematisk; Fig. 10 viser utførelsen på fig. 7 i frigjort tilstand;

Fig. 11 svarer til fig. 6, hvor et ytre hus er anordnet utenfor låseanordningen.

Det henvises nå til fig. 1. Her er en løsbar sperreanordning 1 vist. Den løsbare sperreanordningen 1 blir her brukt i et brønnverktøy. Derfor har den løsbare sperreanordningen 1 en i det vesentlige sylindrisk form, med en lengdeakse indikert med en stiplet linje I. Den høyre side av fig. 1 er den nederste side av den løsbare sperreanordningen 1 og den venstre siden av fig. 1 er den øverste side av den løsbare sperreanordningen 1, det vil si den høyre side er vendt mot bunnen av brønnen. Den løsbare sperreanordningen 1 omfatter en kj ernerøranordning 10 og en låseanordning 20.

Kjernerøranordningen 10 er i det vesentlige sylindrisk, hvor en utvendig overflate av, det vil si en radiell utside av, kjernerøranordningen 10 omfatter et rillet område 11 og et glatt område 12. Det rillede området 11 er anordnet langs omkretsen rundt kjernerøranordningen 10. Den glatte området 12 er også anordnet langs omkretsen rundt kjernerøranordningen 10, men aksielt forskjøvet i forhold til, og tilstøtende til, det rillede området 11.

På fig. 6 er tverrsnittet av kjernerøranordningen 10 antydet med en stiplet linje. Her er det vist at kjernerøranordningen 10 omfatter en utsparing 14 i den langsgående (dvs. aksiale) retning.

Det henvises nå til fig. 3. Låseanordningen 20 omfatter en hovedsakelig sylindrisk låsering 20a med en aksial gjennomgående boring 20b. Låseanordningen 20 omfatter låsespor 21 anordnet på den indre overflate av den gjennomgående boringen 20b. Dermed er låsesporene 21 anordnet radialt på innsiden av låseanordningen 20.

Låsesporene 21 er utformet til å være i inngrep med det rillede området 11 av kjernerøranordningen 10. Sporene i det rillede området 11 og låsesporene 21 har en retning vinkelrett på lengderetningen I, det vil si for å forhindre relativ aksial bevegelse mellom låseanordningen og kjernerøranordningen 10.

Derfor, slik det er kjent for en fagperson på området, kan en løsbar sperreanordning 1 være konfigurert til å være i en låst tilstand, hvor aksial bevegelse mellom kjernerøranordningen 10 og låseanordningen 20 er tillatt i en første retning A når låseanordningen 20 er i inngrep med kjernerøranordningen 10. Dessuten er bevegelse mellom kjernerøranordningen 10 og låseanordningen 20 hindret i en andre retning B motsatt av den første retningen A når låseanordningen 10 er i inngrep med kjernerøranordningen 20. Som antydet i fig. 1 og 2 er retningene A og B er sammenfallende med eller parallell med den langsgående aksen I. Dette kan oppnås ved å anordne sporene i de rillede områdene 11 og låsesporene 21 med forskjellige vinkler, som tillater bevegelse i en retning og hindrer bevegelse i motsatt retning. Dette regnes som kjent for en fagperson på området.

Det henvises nå til fig. 4, 5 og 6. En sliss 23 er anordnet aksialt gjennom den i det vesentlige sylindriske låseringen 20a. Dermed er en radial ekspansjon av låseringen 20a tillatt.

Som vist i fig. 5 er en fordypning 25 anordnet i en aksial retning i den aksiale gjennomgående boring 20b av låseringen 20a, på en indre overflate av den aksiale gjennomgående boring 20b. Som vist i fig. 5 er tre skruehull 25a tilveiebrakt fra utsiden av låseringen 20a og inn i fordypningen 25. Som vist i fig. 6 er en finne 22 festet i fordypningen 25 ved hjelp av skruer 25b i skruehullene 25. Finnen 22 er utstikkende radielt inn i den aksielle gjennomgående boring 20b. Når låseanordningen 20 er anordnet utenfor kjernerøranordningen 10, er finnen 22 hos låseanordningen 20 anordnet i den aksielle utsparingen 14 i kjernerøranordningen 10. Finnen 22 og utsparingen 14 danner en føringsanordning. Føringsanordningen tilveiebringer at aksial bevegelse mellom kjernerøranordningen 10 og låseanordningen 20 tillates, mens rotasjonsbevegelse mellom kjernerøranordningen 10 og låseanordningen 20 hindres på grunn av inngrepet mellom finnen 22 i den aksielle utsparingen 14.

Som vist i fig. 6, er midtaksen 120 av den aksiale gjennomgående boringen 20b av låseringen 20a tilveiebrakt eksentrisk i forhold til senteraksen I av anordningen 1. Dermed vil en tykkelse T av låseringen 20a variere langs dens omkrets. Som vist i fig. 6, er slissen 23 anordnet i den tynneste del av låseringen 20a, mens finnen 22 er plassert i den tykkeste delen av låseringen 20a. Som vist er finnen 22 tilveiebrakt på motsatt side av slissen 23 i fig. 6, dvs. at finnen 22 er forskjøvet 180 ° i forhold til slissen 23 i forhold til den langsgående aksen 1.1 ulåst tilstand kan midtaksen 120 være nærmere, eller kan være sammenfallende med, senteraksen I.

Det er nå henvist til fig. 1, 2 og 3. Her er det vist at sperreanordningen 1 videre

omfatter en utløsingsanordning 30. Utløsingsanordningen 30 omfatter et kileelement 31 anordnet i den aksiale sliss 23 hos låseanordningen 20. Utløsingsanordningen 30 omfatter også et koblingselement 32. Koblingselementet 32 er koplet til en aktuator (ikke vist) i brønnverktøyet. Aktuatoren er her ansett for å styre den aksiale relative bevegelse mellom utløsingsanordningen 30 og låseanordningen 20. Som vist i fig. 4, er relativ aksial bevegelse mellom kileelementet 31 og låseanordningen 20 konfigurert til å tilveiebringe en økning i bredden w av slissen 23.1 fig. 4 er den løsbare sperreanordningen 1 i en frigjort tilstand, hvor bredden w av slissen 23 i frigjort tilstand er større enn bredden w i den låste tilstand. En økning av bredden w tilveiebringer også en økning i diameteren av boringen 20b.

Følgelig er utløsingsanordning 30 konfigurert til å trykke låseanordningen 20 radialt ut fra inngrep med kjernerøranordningen 10 i frigjort tilstand, dvs. utløsingsanordning 30 er konfigurert til å bringe den løsbare sperreanordningen 1 til den frigjorte tilstanden, hvor aksial bevegelse mellom kjernerøranordningen 10 og låseanordningen 20 er tillatt i både den første retning A, og den andre retning B, ettersom låsesporene 21 i frigjort tilstand ikke lenger er i inngrep med det rillede området 11 av kjernerøranordningen 10.

Det henvises nå til fig. 1 og 2 igjen. I fig. 1 er låseanordningen 20 i en første tilstand, med en aksial avstand mellom det rillede området 11 av kjernerøranordningen 10 og låseringen 20a. Her er det ingen inngrep mellom låsesporene 21 av låseringen 20a og sporene i det rillede området 11. Bevegelse av låseanordningen 20 i begge retninger A og B er mulig på grunn av den glatte overflaten 12.1 fig. 2 er låseanordningen 20 i låst tilstand som er beskrevet ovenfor, og bare bevegelse i retning A er mulig.

Som beskrevet ovenfor, ved aksial forskyvning av utløsingsanordningen, bringes sperreanordningen 1 til sin frigjorte tilstand, hvor bevegelse er mulig i begge retninger A og B. Låseanordningen 20 sammen med frigjøringsanordningen kan nå flyttes tilbake langs den glatte overflate 12 og videre til den opprinnelige tilstanden. Det skal bemerkes at låseanordningen 20 og utløsingsanordningen 30 kan være stasjonær, mens kjernerøranordningen 10 er flyttet til høyre i fig. 2. Tilstandssyklusen kan så gjentas, den løsbare sperreanordningen 1 er konfigurert for å bli brakt fra den frigjorte tilstanden og tilbake til den låste tilstanden igjen.

I den frigjorte tilstanden, vil finnen 22 av låseanordningen 20 fremdeles befinne seg i utsparingen 14 av kjernerøranordningen 10.

På fig. 3 og 4 er det vist at kontaktflaten 60 mellom slissen 23 og kileelementet 31 er buet eller sinusformet.

I en alternativ utførelse som er vist i fig. 7 og 8, er kontaktflaten 60 mellom kileelementet 31 og slissen 23 i hovedsak kileformet eller svalehaleformet.

I enda en annen utførelsesform vist på fig. 9 og 10 er kontaktflaten 60 hos slissen 23 rett, mens den tilsvarende kontaktflaten til kileelementet 31 omfatter en rett del 31a og en kileformet del 3 lb, hvor den rette delen 3la er i kontakt med slissen 23 i de første og låste tilstander og den kileformede del 31b er i kontakt med slissen i den frigjorte tilstanden.

Det skal bemerkes at den aksiale lengden til det rillede området 11 kan være betydelig lenger enn det som er vist på tegningene.

I henhold til oppfinnelsen er det mulig å tilbakestille plugganordninger og andre brønnverktøy flere ganger uten behov for å trekke brønnverktøyet til overflaten.

Det henvises nå til fig. 11 Fig. 11 svarer til fig. 6. I fig. 11 er et ytre hus 50 tilveiebrakt radialt utenfor låseanordningen 20. Det ytre huset har en indre diameter som er litt større enn den ytre diameter av låseringen 20a når låseringen er i sin utvidede eller frigjorte tilstand. Det ytre huset vil sikre at den senteraksen 120 av låseringen 20a er i det vesentlige sammenfallende med senteraksen I i anordningen 1 i ulåst eller ekspandert tilstand. Dermed unngås det at bare noen av låsesporene 21 er i inngrep med det rillede området 11 i den ulåste eller ekspandert tilstand. Dersom låsesporene 21 er bare delvis i inngrep med det rillede området når radialt ekspandert, vil bevegelse i retning B fremdeles bli hindret, og anordningen kan ikke anses å være i sin låste tilstand.

Det ytre huset 50 kan bli anvendt for alle utførelser som er beskrevet ovenfor. Det skal bemerkes at det ytre huset kan omfatte en utsparing (ikke vist) for frigjøringsanordningen 30.

Claims

1. Løsbar sperreanordning (1), omfattende: en kjernerøranordning(lO) omfattende et rillet område (11); en låseanordning (20) omfattende låsespor (21) som er konfigurert til å være i inngrep med det rillede området (11) av kjernerøranordningen (10); hvor den løsbare sperreanordningen (1) kan være konfigurert til å være i en låst tilstand, hvor aksial bevegelse mellom kjernerøranordningen (10) og låseanordningen (20) er tillatt i en første retning (A) når låseanordningen ( 20) er i inngrep med kjernerøranordningen (10) og bevegelse mellom kjernerøranordningen (10) og låseanordningen (20) er forhindret i en andre retning (B) motsatt av den første retningen (A) når låseanordningen (10 ) er i inngrep med kjernerøranordningen (20);karakterisert vedat den løsbare sperreanordningen (1) videre omfatter: en utløsingsanordning (30) konfigurert til å bringe den løsbare sperreanordning (1) til en frigjort tilstand, hvor aksial bevegelse mellom kjernerøranordningen (10) og låseanordningen (20) er tillatt i både den første retningen (A) og i den andre retningen (B).

2. Løsbar sperreanordning (1) ifølge krav 1, hvor låsesporene (21) er anordnet radialt på innsiden av låseanordningen (20) og hvor det rillede området (11) er anordnet radialt på utsiden av kjernerøranordningen (10).

3. Løsbar sperreanordning (1) ifølge krav 1 eller 2, hvor utløsingsanordningen (30) er konfigurert til å presse låseanordningen (20) radielt ut fra inngrep med kjernerøranordningen (10) i den frigjorte tilstanden.

4. Løsbar sperreanordning (1) ifølge et hvilket som helst av de ovennevnte krav, hvor låseanordningen (20) omfatter en aksial sliss (23) som har en bredde (w), hvor bredden (w) av den aksiale slissen (23) er større i den frigjorte tilstanden enn i den låste tilstanden.

5. Løsbar sperreanordning (1) ifølge et hvilket som helst av de ovennevnte krav, hvor den løsbare sperreanordningen (1) er konfigurert for å bli brakt fra den låste tilstanden til den frigjorte tilstanden ved relativ aksial bevegelse mellom låseanordningen (20) og den utløsingsanordningen (30).

6. Løsbar sperreanordning (1) ifølge et hvilket som helst av de ovennevnte krav, hvor den løsbare sperreanordningen (1) er konfigurert for å bli brakt fra den frigjorte tilstanden og tilbake til den låste tilstanden igjen.

7. Løsbar sperreanordning (1) ifølge krav 4, hvor utløsingsanordningen (30) omfatter et kileelement (31) anordnet i den aksielle slissen (23) av låseanordningen (20), og hvor relativ aksial bevegelse mellom kileelementet (31) og låseanordningen (20) er konfigurert til å tilveiebringe en økning er bredden (w) av slissen (23) i den frigjorte tilstanden.