NO309447B1 - Elektronisk brikke til merking av brönnverktöy og rör - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en anordning til merking av rør, herunder verktøy og utstyr som inngår i en rørstreng, som anvendes i en brønn, særlig i forbindelse med utvinning av hydrokarboner, hvor et elektronisk merke plasseres i et monteringshull i en rørvegg og beskyttes mot omgivelsene ved hjelp av et materiale som ikke leder magnetisme.

Utstyr, verktøy og rør, herunder borerør, som anvendes i en brønn, utsettes for slitasje og andre påkjenninger som gjør at nevnte komponenter etter en tid må overhales eller byttes ut. Det er derfor ønskelig å loggføre brønndyp, trykk, last, vrimoment og andre parametre for operasjoner hvor hver kompo-nent har vært brukt.

Utstyr og verktøy for brønnoperasjoner posisjoneres ofte ved en rørstreng som er satt sammen av flere rør. For å posisjo-nere utstyr og verktøy til rett sted i brønnen, føres løpende logg som omfatter lengden på hvert enkelt rør, utstyr og verktøy som inngår i rørstrengen.

For å kunne føre nevnte logger, er det nødvendig å kunne identifisere verktøy og utstyr, og ikke minst de enkelte rør som er i bruk. Dette kan gjøres ved å merke utstyr, verktøy og rør med et merke som kan gjenkjennes, og som er egnet til å skille et utstyr/verktøy/rør fra et annet.

I det følgende betegnes som rør alle komponenter som inngår i en rørstreng som brukes i en brønn, herunder borerør, vekt-rør, rømmere, ventiler, motorer og annet.

Det er kjent å utstyre rør med merker som kan avleses og gjenkjennes elektronisk. Merkingen består i at en elektronisk krets som festes til røret, sender elektromagnetiske identi-fikasjonssignaler som kan oppfanges av en antenne som befin-ner seg forholdsvis nær den elektroniske kretsen, og som kan gjenkjennes av en mottaker som er koplet til antennen. Det finnes flere kjente løsninger for elektroniske merker og utstyr for å detektere og identifisere merkene.

Utstyr for å detektere og lese et merke kan plasseres nær

et sted hvor merket passerer når rør føres inn i eller ut av brønnen. Det er også kjent bærbart leseutstyr som er innrettet til å detektere og lese et elektronisk merke, ved at le-seutstyret føres nær merket.

Røroverflaten utsettes for store kontaktkrefter mot brønnveg-gen, og det oppstår betydelig slitasje. Elektroniske merker som festes på røroverflaten, blir lett ødelagt. Det er derfor vanlig å plassere et elektronisk merke nedsenket i et monteringshull eller spor i røroverflaten, slik at selve merket ikke kommer i kontakt med brønnveggen.

Kjente elektroniske merker må avleses gjennom et materiale som ikke er magnetisk ledende, eller som i det minste er en svært dårlig magnetisk leder. Det er derfor vanlig å anbringe et elektronisk merke i et monteringshull i rørveggen og fylle monteringshullet med en støpemasse, eksempelvis epoksy. Merket detekteres og avleses ved elektromagnetiske signal som merket sender gjennom støpemassen.

Det har vist seg vanskelig å oppnå akseptabel levetid på elektroniske merker på rør som anvendes i en brønn. Merkene skades mekanisk og slutter å virke, eller de løsner og forsvinner. Det kan tenkes flere grunner til at elektroniske merker skades eller forsvinner. En grunn kan være at herde-prosessen i epoksy og andre herdbare støpemasser pågår lenge etter at massen er blitt hard, og at forhøyet temperatur i brønnen kan øke herdeaktiviteten. Herdingen kan føre til dimensjonsendringer og sprekker i støpemassen. Dette kan i seg selv ødelegge et innstøpt elektronisk merke, men det kan også føre til at det oppstår sprekker i støpemassen, slik at merket eksponeres for omgivende medium, typisk borevæske eller brønnvæske. Skader kan oppstå ved kjemisk påvirkning eller av at det omgivende medium har høyere trykk enn merket tåler.

Observerte skader kan tyde på at støpemasse i en del tilfelle sprenges innenfra. Det antas å kunne komme av at støpemasse sjelden blir fri for porer, og at omgivende medium ved høyt trykk trenger inn i porer i støpemassen og eventuelt helt inn til bunnen av monteringshullet. Når røret senere bringes til overflaten og redusert omgivelsestrykk, kan støpemassen sprenges av væske eller gass som forligger ved høyt trykk inne i porer, eller i mikroskopiske sprekker, i støpemassen eller i monterningshullet innenfor støpemassen.

WO 9715027 og NO 974314 viser teknikkens stand. WO 9715027 omhandler et identifikasjonsmerke med elektroniske kretser, mens NO 974314 omhandler et identifikasjonssystem basert på strekkoder som er spesielt tilpasset borerør.

Formålet med oppfinnelsen er å fremskaffe en forbedret anordning ved merking av verktøy, utstyr og rør som anvendes i en brønn.

Formålet oppnås ved trekk som angitt i følgende beskrivelse og etterfølgende patentkrav.

Ifølge oppfinnelsen monteres et elektronisk merke i en holder som er utført i et ikke magnetisk ledende materiale som er egnet til å la elektromagnetiske signal fra merket passere, og som er motstandsdyktig mot omgivende medium i en brønn. Holderen med elektronisk merke plasseres i et monteringshull i rørveggen og festes til den. Ved dette oppnås at merket dekkes og beskyttes av et materiale som ikke trenger å være støpbart og herdbart, slik at problemer som kan følge av en aldri opphørende herdeprosess, unngås.

Merket kan med fordel festes til holderen ved en masse som ikke herder, eller som kun oppnår begrenset hardhet. Masse som nyttes til såkalt gjengesikring, er velegnet. Ved dette oppnås dempning av vibrasjoner og redusert mekanisk belast-ning på merket.

Holderen kan med fordel utføres slik at omgivende medium kan passere og komme inn i monteringshullet, det vil si innenfor holderen. Ved dette oppnås trykkutjevning, slik at holderen ikke kollapser ved høyt utvendig trykk. Passasje hindrer også at gass eller væske som over tid eventuelt samles i monte ringshullet innenfor holderen, sprenger holderen ut av hullet når røret bringes til et område med redusert omgivelsestrykk.

I en foretrukket utførelse utgjør holderen en kort sylinder med utvendige gjenger for innskruing i et gjenget monteringshull i rørveggen. Et elektronisk merke er plassert i et hull eller en utsparing i holderen og festet til holderen med gjengesikringsmasse eller et annet materiale som holder seg plastisk. Holderen dekker merket, slik at det ikke er ekspo-nert for mekanisk kontakt med brønnveggen. Holderen kan for-synes med hull eller annen passasje som gir væskeforbindelse mellom den siden av holderen som vender ut mot omgivende medium og den side som vender inn mot bunnen av monteringshullet hvor holderen er festet.

Holderen kan utføres i kunststoff som kan være fiberarmert, og som er motstandsdyktig mot omgivende medium i brønnen ved rådende trykk og temperatur. Det er oppnådd gode resultat med et kunststoff med handelsnavn PEEK.

Ifølge oppfinnelsen kan bunnen av monteringshullet, hvor holderen skal monteres, påføres et merke som er egnet til å

identifisere røret uavhengig av det elektroniske merke. Bunnen av monteringshullet kan typisk påføres et serienummer ved mekanisk stempling, gravering, lasergravering eller på annen kjent måte. Røret kan derved identifiseres ved manuell in-speksjon om det elektroniske merke blir ødelagt eller går tapt. Etter manuell indentifikasjon monteres et nytt elektronisk merke før videre bruk av røret.

Oppfinnelsen beskrives nærmere i det følgende ved hjelp av to utførelseseksempel, og det vises til vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 viser i perspektiv et første kjent stavformet

elektronisk merke

Fig. 2 viser i perspektiv et andre kjent skiveformet

elektronisk merke

Fig. 3 viser i perspektiv en holder for et stavformet

merke

Fig. 4 viser i snitt fra siden holderen i fig. 3 og en del

av en rørvegg hvor holderen er montert

Fig. 5 viser i perspektiv en holder for et skiveformet

merke

Fig. 6 viser i snitt fra siden holderen i fig. 5 og en del

av en rørvegg hvor holderen er montert.

I fig. 1 angir henvisningstallet 1 et kjent stavformet elektronisk merke som er innrettet til å aktiveres av et ytre vekslende magnetfelt og fra dette produsere nok energi til å sende ut elektromagnetiske signaler som bærer en på forhånd bestemt kode. Hvert merke er forsynt med en unik kode og kan ved den skilles fra tilsvarende og ellers like merker. Et annet kjent elektronisk skiveformet merke 2 er vist i fig. 2. Merkene 1, 2 virker i hovedsak på samme måte, men det stavformede merke 1 sender elektromagnetiske signaler som er ret-ningsbestemte, og mottakerantennen må derfor orienteres i forhold til lengderetningen på merket 1.

Det stavformede merke 1 har vist seg fordelaktig ved at det er svært robust. Ved å orientere det stavformede merke 1 i en på forhånd bestemt retning i forhold til røret, for eksempel slik at merkets 1 lengdeakse er parallell med rørets lengdeakse, kan mottakerantennen enkelt orienteres riktig.

En sylindrisk holder 3 for det stavformede merke 1, se fig. 3, er forsynt med utvendige gjenger 4. Et tverrgående sirku-lært hull 5 munner ut på to diametralt motstående sider av holderen 3. Holderens 3 diameter skal være litt større enn det stavformede merkets 1 lengde, og det tverrgående hulls 5 diameter skal være litt større enn det stavformede merkets 1 diameter, slik at det stavformede merke 1 kan anbringes i det tverrgående hull 5.

To kanaler 6 er innrettet til å kunne danne væskeforbindelse mellom holderens 3 ene endeflate 7 og holderens andre endeflate 8. Kanalene 6 er anbrakt på hver sin side av det tverrgående hull 5.

Holderen 3 er i fig. 4 vist skrudd inn i et ikke gjennom-gående monteringshull 9 i en rørvegg 10, idet monteringshullet 9 er forsynt med ikke viste gjenger som er komplementære til holderens 3 utvendige gjenger 4. Før holderen 3 skrues inn i monteringshullet 9, påføres gjengene 4 en festemasse 11 (gjengesikring) av kjent type. Festemassen 11 er innrettet til å hindre at holderen 3 løsner og skrues ut på grunn av vibrasjoner. Festemassen 11 bør være av en type som blir plastisk ved forhøyet temperatur, for eksempel ved temperatur over ett hundre og åtti grader celsius. Holderen 3 kan dermed skrues ut ved å forvarme rørveggen 10 med varm luft, slik at festemassen 11 blir plastisk eller eventuelt flytende.

Holderen 3 kan enkelt tilføres vrimoment for skruing ved hjelp av et kjent ikke vist verktøy som er forsynt med to tapper som hver er innrettet til å gripe inn i en av kanelene 6.

Det stavformede elektroniske merke 1 monteres i det tverrgående hull 5 i holderen 3 og festes ved hjelp av festemasse 12 før holderen 3 skrues i monteringshullet 9. Festemassen 12 bør være av en type som forblir plastisk ved aktuelle bruks-betingelser, slik at festemassen 12 kan virke dempende og skåne merket 1 for vibrasjoner.

Det stavformede elektroniske merke 1 bør som nevnt, orienteres i en på forhånd bestemt retning, for eksempel slik at merkets 1 lengdeakse er parallell med lengdeaksen til røret som rørveggen 10 tilhører. Merkets 1 orientering kan enkelt bestemmes ved å dreie holderen 3 slik at en tenkt ikke vist linje mellom de to kanalene 6 orienteres i en på forhånd bestemt retning, for eksempel vinkelrett på rørets lengdeakse.Tverrhullet 5 i holderen 3 kan med fordel plasseres nærmere den endeflate 8 som er nærmest bunnen av monteringshullet 9 for å få mest mulig av holderens 3 beskyttende materiale mellom merket 1 og ytre mekaniske krefter.

En sylindrisk holder 13 for et skiveformet merke 2 er vist i fig. 5. Holderen 13 er på tilsvarende måte som holderen 3, forsynt med utvendige gjenger 4 og to kanaler 6 som er innrettet til å danne væskeforbindelse mellom holderens 13 før-ste endeflate 7 og holderens andre endeflate 8.

Ved holderens andre endeflate 8 er det laget en utsparing 14 med litt større tverrmål enn det skiveformede elektroniske merkes 2 diameter og dybde litt større enn merkets 2 tyk-kelse. Det skiveformede merke 2 plasseres i utsparingen og festes på tilsvarende måte som forklart for det stavformede merke 1, i utsparingen 14 med en festemasse 12 som fortrinns-vis er innrettet til å forbli plastisk ved aktuell brukstem-peratur.

Holderen 13 med et skiveformet elektronisk merke 2 skrues som forklart for holderen 3 for det stavformede merke 1, inn i et gjenget monteringshull 9 i rørveggen 10 og festes med festemasse 11 (gjengesikring), se fig. 6.

Kanalene 6 vil, som det går fram av fig 4 og fig. 6, føre til at trykk i gass eller væske som virker mot holderens 3, 13 første og eksponerte endeflate 7, også virker mot andre endeflate 8 ved bunnen av monteringshullet 9. Denne trykkutlig-ning medfører at holderen 3, 13 ikke utsettes for skadelig trykkdifferanse.

Holderen 3, 13 kan alternativt utføres uten utvendige gjenger 4 alternativt festes i et monteringshull 9 uten gjenger ved hjelp av andre kjente festemidler, herunder ved hjelp ev låsering i et spor i monteringshullets 9 vegg, eller ved hjelp av et egnet lim.

Claims (5)

1. Anordning til merking av rør, herunder verktøy og utstyr som inngår i en rørstreng, som anvendes i en brønn, særlig i forbindelse med utvinning av hydrokarboner, hvor et elektronisk merke (1, 2) plasseres i et monteringshull (9) i en rørvegg (10) og beskyttes mot omgivelsene ved hjelp av et materiale som ikke leder magnetisme,karakterisert vedat det elektroniske merke (1, 2) er anordnet i et hull eller i en utsparing (5, 14) i en holder (3, 13) som er utført i et materiale som ikke leder magnetisme, og som er innrettet til å kunne festes i monteringshullet (9).

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisertved at holderen (3, 13) er forsynt med utvendige gjenger (4), og at monteringshullet (9) er forsynt med inn-vendige komplementære gjenger, hvorved holderen (3, 13) er innrettet til å kunne skrues inn i monteringshullet (9).

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat holderen (3, 13) er forsynt med minst én kanal (6) som er innrettet til å danne væskeforbindelse mellom holderens (3, 13) første og eksponerte endeflate (7) og andre endeflate (8) ved bunnen av monteringshullet (9).

4. Anordning ifølge krav 1, 2, eller 3,karakterisert vedat det elektroniske merke (1, 2) er festet i holderens (3, 13) tverrgående hull (5) eller utsparing (14) ved hjelp av en festemasse (12) som er innret tet til å forbli plastisk ved aktuelle brukstemperaturer.

5. Anordning ifølge ett eller flere foregående krav,karakterisert vedat monteringshullets (9) bunnflate er merket med et visuelt merke, så som et serienummer, som kan leses manuelt når det ikke er montert en holder (3, 13) i monteringshullet (9).