NO20170993A1

NO20170993A1 - Verktøy for kutting av brønnrør

Info

Publication number: NO20170993A1
Application number: NO20170993A
Authority: NO
Inventors: Sølve Hetland
Original assignee: Nor Oil Tools As
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2018-12-17
Also published as: PL3638871T3; US20200164538A1; WO2018229097A1; DK3638871T3; NO343501B1; EP3638871A1; CN110799723B; MX2019013959A; CN110799723A; EP3638871B1

Description

VERKTØY FOR KUTTING AV BRØNNRØR

Oppfinnelsen vedrører et rørkutteverktøy som omfatter en stasjonær kniv fastgjort i et første plan i ei ramme og en bevegelig kniv som er forskyvbar langs knivføringsbaner anordnet i et andre plan i nevnte ramme.

Stenging av en brønn i undergrunnen, for eksempel en ulønnsom hydrokarbonbrønn, er krevende og kostbart, særlig når brønnen er undersjøisk. Blant annet kan det være aktuelt å trekke rør ut av brønnen og dele dem opp i passende enheter for videre håndtering. Som regel er det ikke aktuelt å brekke opp, dvs. skru fra hverandre sammenskrudde rørskjøter, både fordi rørene ikke kan gjenbrukes og fordi oppbrekking tar for lang tid.

Det er kjent å dele opp rørene med en eller annen form for kutteverktøy, for eksempel ved hjelp av roterende sagblad, se blant annet US 4458421 A og NO 320571 B1, sagkjede eller vaier belagt med diamanter, se blant annet EP 0540834 A1, abrasiv væskestråle under høyt trykk, se blant annet NO 314733 B1, og hydraulisk operert saks.

En ulempe med kjent teknikk er at oppdelingen tar lang tid, det er risiko for gnistdannelse i et eksplosivt miljø, det er fare for utslipp av forurensende væsker fra røret, og personell vil måtte oppholde seg nær hengende last som ved plutselig utløsing fra inngrep med røret som er under oppkutting, kan pendle ut fra sin inngrepsstilling.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.

Oppfinnelsen tilveiebringer et rørkutteverktøy som omfatter en stasjonær kniv fastmontert i et første plan i ei ramme, og en bevegelig kniv forskyvbar i et andre plan i nevnte ramme, hvor den bevegelige kniven er anordnet motstående den stasjonære kniven på en slik måte at et rør som er anordnet i en åpning mellom knivene, i en kuttefase i det minste delvis omsluttes av knivene. På den siden av den stasjonære knivens side som vender bort fra det partiet av røret som skal skjæres løs, er det fortrinnsvis anordnet et kurveformet første anlegg med en krumningsdiameter i det vesentlige lik rørets utvendige diameter. Det første anlegget er fortrinnsvis stivt sammenkoplet med den stasjonære kniven, idet den stasjonære knivens knivegg og det første anlegget har sammenfallende krumningssentre. Et kurveformet andre anlegg med en krumningsdiameter i det vesentlige lik rørets utvendige diameter, er fortrinnsvis anordnet på den siden av den bevegelige knivens side som vender mot det partiet av røret som skal skjæres løs. Det andre anlegget er fortrinnsvis stivt sammenkoplet med den bevegelige kniven, idet den bevegelige knivens knivegg og det andre anlegget har sammenfallende krumningssentre.

Knivene er fortrinnsvis konkavt kurveformede, typisk med en eggkrumningsdiameter maksimalt lik en innvendig diameter på røret som skal kuttes. Hver av den faste og den bevegelige kniven dekker typisk en sektor på opptil 180 grader. Hver krummede knivegg er fortrinnsvis avgrenset av sideegger. Sideeggene er fortrinnsvis symmetrisk anordnet omkring en lengdeakse gjennom ramma og knivenes sentra, og sideeggene kan ha sammenfallende retning.

Den bevegelige kniven er tilknyttet én eller flere aktuatorer innrettet til å kunne forskyve nevnte kniv langs føringsbaner i ramma. Aktuatoren(e) er fortrinnsvis tildannet som hydraulisk(e) sylinder(e) som er tilknyttet et hydraulikkaggregat.

Rørkutteverktøyet er i en operativ tilstand anordnet fritt forskyvbart i rørets radielle retning. Dermed vil reaksjonskreftene fra den bevegelige knivens press mot røret alltid opptas av den faste kniven gjennom forskyvning av ramma og den faste kniven. Ramma kan typisk henges opp i kjettinger, stag eller lignende. I en foretrukket utførelse er ramma opphengt i ei vogn ved hjelp av ettergivende stag. Dermed vil ramma «flyte» slik at knivene i det vesentlige påføres krefter med en retning sammenfallende med de respektive knivplanene.

I en alternativ utførelse er det anordnet et separat bevegelig sekundæranlegg på den siden av den bevegelige kniven som vender bort fra det rørpartiet som skal skjæres løs, idet sekundæranlegget er forsynt med en eller flere aktuatorer som er innrettet til å kunne holde røret i et fast grep mellom sekundæranlegget og den faste kniven i det minste i en innledende fase av en kutteoperasjon.

Ramma kan være delbar i en avstand fra den faste kniven. Rørkutteverktøyet kan dermed anbringes ved en kutteposisjon på et oppragende rør uten å måtte tres ned over rørets oppragende endeparti ved at det i en åpen stilling føres radielt inn mot røret før ramma lukkes slik at ramma deretter omslutter et parti av røret.

Oppfinnelsen er definert av det selvstendige patentkravet. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

Oppfinnelsen vedrører mer spesifikt et rørkutteverktøy som omfatter en stasjonær kniv fastgjort i et første plan i ei ramme og en bevegelig kniv som er forskyvbar langs knivføringsbaner anordnet i et andre plan i nevnte ramme, kjennetegnet ved at

knivene og ramma avgrenser en sentral rammeåpning, idet

rammeåpningen tildanner en passasje for et rør som skal kuttes,

den bevegelige kniven er anordnet diametralt motsatt den stasjonære kniven, knivene har kurveformede knivegger med en krumning mindre eller lik et nærliggende parti av en innvendig rørvegg på røret som skal kuttes,

hver av knivene dekker en sektor på inntil 180 º,

hver av de kurveformede kniveggene er avgrenset av sideegger som har en retning som avviker fra tilstøtende partier av de kurveformede kniveggene, og

den bevegelige kniven er forbundet med ramma via et lineæraktuatorsystem.

Den bevegelige kniven kan være anordnet i et plan forskjellig fra den stasjonære kniven, og den bevegelige kniven kan forskyves til overlapping med den faste kniven.

Ramma kan være delbar, idet den stasjonære kniven er fastgjort til en første rammeseksjon, og den bevegelige kniven er fastgjort til en andre rammeseksjon. Den andre rammeseksjonen kan være låsbart sammenkoplet med den første rammeseksjonen med et hengslearrangement.

Hver kniv kan være sammenkoplet med røranlegg anordnet i en avstand fra de respektive kniveggene og med en krumningsradius i det vesentlige lik rørets utvendige radius.

Ramma kan være festet i et ettergivende oppheng.

I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesformer som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig.1 viser ei prinsippskisse av et rørkutteverktøy ifølge oppfinnelsen i et grunnriss;

Fig.2 viser ei prinsippskisse av rørkutteverktøyet i sideriss, her vist opphengt i en rullebane;

Fig.3-6 viser prinsippskisser av rørkutteverktøyet ifølge figur 1 i ulike faser av kutting av et rør sett i grunnriss;

Fig.7 viser i perspektiv en utførelsesform av rørkutteverktøyet i åpen stilling;

Fig.8 viser i perspektiv utførelsesformen av rørkutteverktøyet ifølge figur 7 i lukket stilling med en bevegelig kniv i tilbaketrukket stilling;

Fig.9 viser i perspektiv sett nedenfra utførelsesformen av rørkutteverktøyet ifølge figur 7 i lukket stilling med et bevegelig røranlegg i en utskjøvet stilling; og

Fig.10 viser i perspektiv sett nedenfra utførelsesformen av rørkutteverktøyet ifølge figur 7 i lukket stilling med den bevegelige kniven i en utskjøvet stilling.

Det henvises først til figur 1, hvor henvisningstallet 1 viser til et rørkutteverktøy, hvor det i ei ramme 11 er anordnet en fast kniv 12 og en bevegelige kniv 14. Begge knivene 12, 14 er plane og har en konkav, halvsirkelformet knivegg 121, henholdsvis 141 tilpasset dimensjonen på et rør 2 (se figurene 4-7) som skal kuttes. Krumningsdiameteren for kniveggene 121, 141 er maksimalt lik en innvendig diameter på røret 2. Hver knivegg 121, 141 er avgrenset av sideegger 123, henholdsvis 143 som her er anordnet i en tilnærmet radiell retning i forhold til de halvsirkelformede kniveggene 121, 141. Det er en fordel om sideeggene 123, 143 er symmetriske om et aksialplan gjennom kniveggenes krumningssentre for at sidekreftene som påføres knivene 12, 14 ved sideeggenes 123, 143 inntrengning i røret 2, utlignes.

Den faste kniven 12 er festet i ramma 11 i et første plan. Den bevegelige kniven 14 er anordnet forskyvbar i et andre plan mellom en tilbaketrukket utgangsstilling og en utskjøvet stilling. Ved at det første og det andre planet ligger parallelle og i avstand fra hverandre, kan den bevegelige kniven 14 overlappe med den faste kniven 12 når den er i en utskjøvet stilling, slik det er vist på figur 10.

Ramma 11 er forsynt med knivføringsbaner 113 som er innrettet til å lede den bevegelige kniven 14 under dens forskyvning.

Et lineæraktuatorsystem 16 er forbundet med den bevegelige kniven 14 og ramma 11 og er innrettet til å forskyve den bevegelige kniven 14. Lineæraktuatorsystemet 16 kan være tildannet av én eller flere hydrauliske sylindere som er tilknyttet et hydraulikkaggregat med tilhørende styreventil (ikke vist).

Den faste kniven 12 og den bevegelige kniven 14 er forsynt med hvert sitt røranlegg 13, henholdsvis 15. Røranleggene 13, 15 har konkave anleggsflater 131, henholdsvis 151 med diameter tilsvarende rørets 2 utvendige diameter. Anleggsflatenes 131, 151 krumningssentere er sammenfallende med de respektive kniveggenes 121, 141 krumningssentere 122, henholdsvis 142.

Ramma 11 omfatter en første og en andre rammeseksjon 11a, 11b som er sammenkoplet ved hjelp av et hengslearrangement 111 og en rammelås 112. Rammelåsen 112 kan være dreibart innfestet i den ene av den første og den andre rammeseksjonen 11a, 11b og er innrettet til å gå i låsende inngrep med et parti av den andre av den første og den andre rammeseksjonen 11a, 11b, se særlig figurene 7 og 8. Dermed kan ramma 11 åpnes slik det er vist på figur 7. Dette forenkler sammenkoplingen av rørkutteverktøyet 1 og røret 2 som skal kuttes.

Det henvises så til figur 2, hvor det er vist et eksempel på et arrangement 19 for ettergivende oppheng av rørkutteverktøyet 1, idet rørkutteverktøyet 1 henger i stag 193 ned fra ei vogn 192 som er forskyvbar langs en rullebane 191. Stagene 193 tillater rørkutteverktøyet 1 å bevege seg i forhold til vogna 192, for eksempel ved at stagene 193 er teleskopiske og forbundet med vogna og med rørkutteverktøyet via dreieledd 194. I sin enkleste utførelse kan stagene 193 være tildannet av kjetting. Formålet med opphengsarrangementet 19 er å tillate rørkutteverktøyet 1 å innstille seg i forhold til røret 2 uten at opphengsarrangementet 19 eller rørkutteverktøyet 1 blir påført vesentlige belastninger på grunn av retningsavvik og/eller manglende sentrering av rørkutteverktøyet 1 i forhold til røret 2.

Figurene 7-10 viser en praktisk utførelsesform av rørkutteverktøyet 1, her vist uten et opphengsarrangement 19.

Det er en fordel om rørkutteverktøyet 1 er forsynt med et bevegelig sekundæranlegg 17 (se figurene 7 og 9). Sekundæranlegget 17 er tilkoplet en sekundæranleggsaktuator 18, typisk i form av en hydraulisk sylinder som er tilknyttet et hydraulikkaggregat med tilhørende styreventil (ikke vist). Ved hjelp av sekundæranlegget 17 og den faste kniven 12 kan rørkutteverktøyet 1 fikseres på røret 2 før den bevegelige kniven 14 forskyves mot røret 2.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformer illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende.

Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.

Claims

Patentkrav

1. Rørkutteverktøy (1) som omfatter en stasjonær kniv (12) fastgjort i et første plan i ei ramme (11) og en bevegelig kniv (14) som er forskyvbar langs knivføringsbaner (113) anordnet i et andre plan i nevnte ramme (11), k a r a k t e r i s e r t v e d at

knivene (12, 14) og ramma (11) avgrenser en sentral rammeåpning (114), idet rammeåpningen (114) tildanner en passasje for et rør (2) som skal kuttes, den bevegelige kniven (14) er anordnet diametralt motsatt den stasjonære kniven (12),

knivene (12, 14) har kurveformede knivegger (121, 141) med en krumning mindre eller lik et nærliggende parti av en innvendig rørvegg (24) på røret (2) som skal kuttes,

hver av knivene (12, 14) dekker en sektor på inntil 180�,

hver av de kurveformede kniveggene (121, 141) er avgrenset av sideegger (123, 143) som har en retning som avviker fra tilstøtende partier av de kurveformede kniveggene (121, 141), og

den bevegelige kniven (14) er forbundet med ramma (11) via et lineæraktuatorsystem (16).

2. Rørkutteverktøy (1) i henhold til krav 1, hvor den bevegelige kniven (14) er anordnet i et plan forskjellig fra den stasjonære kniven (12), og den bevegelige kniven (14) kan forskyves til overlapping med den faste kniven (12).

3. Rørkutteverktøy (1) i henhold til krav 1, hvor ramma (11) er delbar, idet den stasjonære kniven (12) er fastgjort til en første rammeseksjon (11a), og den bevegelige kniven (14) er fastgjort til en andre rammeseksjon (11b).

4. Rørkutteverktøy (1) i henhold til krav 1, hvor ramma (11) er delbar, idet den stasjonære kniven (12) er fastgjort til en første rammeseksjon (11a), og den bevegelige kniven (14) er fastgjort til en andre rammeseksjon (11b) som er låsbart sammenkoplet med den første rammeseksjonen (11a) med et hengslearrangement (111).

5. Rørkutteverktøy (1) i henhold til krav 1, hvor hver kniv (12, 14) er sammenkoplet med røranlegg (13, 15) anordnet i en avstand fra de respektive kniveggene (121, 141) og med en krumningsradius i det vesentlige lik en utvendig radius på røret (2) som skal kuttes.

6. Rørkutteverktøy (1) i henhold til krav 1, hvor ramma (11) er festet i et ettergivende oppheng (19).