NO312782B1

NO312782B1 - Gripebakke for kveilrörinjektorer

Info

Publication number: NO312782B1
Application number: NO19970778A
Authority: NO
Inventors: Vladimir A Avakov
Original assignee: Halliburton Energy Serv Inc
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 2002-07-01
Also published as: CA2197949C; DE69701046T2; DE69701046D1; NO970778D0; CA2197949A1; EP0791719B1; EP0791719A1; US5853118A; NO970778L

Description

Oppfinnelsen vedrører en gripebakke for bruk i kveilrør-innføringsutstyr og lignende benyttet av olje- og gassproduksjonsindustrien og vedrører nærmere bestemt gripebakker for kveilrør installert i injeksjonsutstyret for kveilrør ifølge innledningen til krav 1. Slikt utstyr blir vanligvis benyttet for å presse kveilrør inn i og ut av olje- og gassproduksjons-brønner.

Kveilet eller opprullet rør har vært brukt i flere år for å tvinge kveilrør inn i vertikale såvel som horisontale brønnboringer for å utføre et stort utvalg operasjoner slik som kompletteringer, vasking, sirkulering, produksjon, fremming av produksjonen, sementering, inspeksjon, logging etc.

Mange kveilrørsinjektorer er i vanlig bruk idag og et antall patenter som vedrører disse har blitt meddelt. Vanligvis gjør slike kveilrørsinjektorer bruk av et par motstående endeløse gripekjeder montert i et felles plan. Gripekjedene er vanligvis satt sammen av lenkarmer, rullere og gripebakker. Gripebakkene på hvert drivkjede driver motsatt røret for slik å gripe røret fast på en slik måte at ved drift av gripekjedene, tvinger gripebakkene røret inn i eller ut av brønnboringen. Når gripekjedene settes i bevegelse og dermed innfører røret, og når hvert motstående par gripebakker frigjør sitt grep mot røret, kontakter et annet par motstående gripebakker på gripende måte røret og syklusen fortsetter inntil den ønskede rørlengde har blitt innført eller trukket ut fra brønnboringen, eller inntil gripekjedene ikke lenger blir drevet.

Gjennom årene har et utvalg gripebakker for å forbedre ytelsen til kveilrør-injektorenheter blitt introdusert i faget. Slike forbedringer innbefatter konstruksjoner rettet mot å øke den lastbærende kapasitet til gripebakkene, eliminere eller begrense oppskrubbing og forvridning av røret forårsaket av gripebakke-inngrepet, og tilveiebringe den mulighet å oppta ulike rørdiametere uten å måtte skifte gripebakkene. En slik tidligere kjent gripebakke er vist i US-patent 5094340. Fig. IA og IB viser den tidligere kjente gripebakke omtalt i US-patent 5094340. Som vist i fig. IA og IB har en slik tidligere kjent gripebakke 2 et bakkelegeme 4 med en tunge 6 med et tapphull 8 i seg. På den motsatte ende av bakkelegemet 4 er det et par ører 10 som danner en spalte 12 for opptak av tungen 6 på et inntilliggende blokklegeme 2 som typisk installert i en injektoranordning. Ørene 10 i det tidligere kjente bakkelegeme 2 har respektive tapphuller 14. På det øvre området av bakkelegeme 4 er det et gripeflate-bunnområde 16, vist å ha et par motsatt vinklede gripeflater 16a og 16b som danner et V-formet gripeområde.

Fig. 2A og 2B viser et segmentert riss av en typisk installasjon for de tidligere kjente gripebakker, vist i US-patent nr. 5094340, på et par parallelle kjeder inne i en injektoranordning. Kjedene 18 innbefatter vanligvis en indre plate 18a, en ytre plate 18b, en tapp 18c og rullebøssing 18d. Tappen 18c er av tilstrekkelig lengde til at den kan anpasses i tapphullene 8 og 14 i den tidligere gripebakke 2.

Selvom gripebakken vist i US-patent 5094340 har fått kommersiell suksess, gjenstår det et behov for å forbedre og øke visse karakteristiske trekk ved gripebakkene på grunn av deres kritiske betydning ved drift av kveilrør-injektorenhetene.

En slik karakteristisk side ved tidligere kjente gripebakker, slik som bakken vist i US-5094340, er at de mange tapphuller plassert horisontalt inne i bakkelegemet, som tjener som en måte å feste gripebakken på respektive ledd på et verts-girpekjede, skaper en tilleggsmaskineringsutgift såvel som får gripebakken til mer sannsynlig å lide av spenningsfremkalt oppsprekking i tapphullområdene.

Andre områder hvor utførelser av den tidligere kjente gripebakke ifølge US-5094340 er i behov av forbedring innbefatter: øke den strukturelle styrke i gripebakken, minske maskineringskompleksiteten for gripebakken, redusere vekten på gripebakken og redusere produksjonskostnaden til gripebakken.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot en forbedret gripebakke for bruk for gripende inngrep med kveilrør, rør, stang, kabel eller lignende gjenstander som har forskjellige utvendige dimensjoner for tilslutt å påføre en langsgående belastning på disse. Den forbedrede gripebakke har et festepunkt fortrinnsvis ved eller nær senter av blokklegemet for å tilveiebringe en festeinnretning til minst ett endeløst kjede i en injektor- eller innføringsanordning. Den forbedrede gripebakke har videre et par gripeflater tildannet på seg, disse gripeflater er stort sett plane og skråstilt bort fra hverandre for slik å divergere bort fra røret som skal bli grepet, med omlag 90°. Gripeflatene tilveiebringer således en V-formet inngrepsstilling som er temmelig effektiv ved griping av gjenstander av ulike utvendige dimensjoner med ingen eller minimal oppskrubbing av slike gjenstander.

Gripelegemet ifølge den foreliggende gripebakke innbefatter videre et tungeparti og et forsenket område utformet til uhindret å oppta tungepartiet på en inntilliggende gripebakke.

Den foreliggende oppfinnelse frembringer dermed en gripebakke for bruk sammen med et kjede i en anordning for å bevege en stang, rør, kveilrør, kabel eller lignende gjenstand, der gripebakken omfatter et bakkelegeme med en lengdeakse og en tverrakse, en første ende med en tungeinnretning, en andre ende med et forsenket område for uhindrende å oppta en tunge på en tilstøtende gripebakke;

innretninger for å feste bakkelegemet til kjedet; og

gripeområdeorganer for å gripe gjenstanden som skal beveges,

kjennetegnet ved at festeinnretningene er lokalisert langs en enkelt tverrakse.

1 en foretrukket utførelsesform er bakken for bruk i en kveilrørs-injektoranordning med minst et gripekjede, kjennetegnet ved at gripeområdeorganene er arrangert for inngripen med rørledningen og overføre innførings- og uttrekningskreftene på rørledningen;

der nevnte gripeområdeorganer har et par motstående flater båret på bakkens legeme, der flatene strekker seg generelt normalt eller vinkelrett fra bakkelegemets lengdeakse og generelt divergerer i forhold til bakkelegemets lengdeakse;

der gripeområdets motstående flater har rygger definert av alternerende topper og bunner.

For bedre å beskrive den foreliggende oppfinnelse, vises det nå til de medfølgende tegningene, der: Fig. IA viser en perspektivavbildning av en tidligere kjent gripebakke som viser dens tungeparti. Fig. IB viser en perspektivavbildning av gripebakken vist i fig. IA, tatt i motsatt retning og som viser dens øreparti. Fig. 2A viser en perspektivavbildning med mange gripebakker som installert mellom et segment av et par gripekjeder. Fig. 2B viser en perspektivavbildning av de mange gripebakker og gripekjeder ifølge fig.

2 A tatt nedenfra.

Fig. 3 A viser en perspektivavbildning av den foretrukne utførelse av den foreliggende gripebakke som viser ørepartiene. Fig. 3B viser et perspektivriss av den foretrukne utførelse av den foreliggende gripebakke, tatt i den motsatte retning av fig. 3 A og har tungepartiet vist. Fig. 3C viser en perspektivavbildning av den foretrukne utførelse av den foreliggende gripebakke, tatt nedenfra og som har tunge- og ørepartiene vist. Fig. 3D viser en perspektivavbildning av den foretrukne utførelse av den foreliggende gripebakke, vist i motsatt retning av fig. 3C. Fig. 4A viser en perspektivavbildning av et antall foretrukne gripebakker installert mellom et segment av et par gripekjeder. Fig. 4B viser en perspektivavbildning av et antall foretrukne gripeblokker og gripekjeder ifølge fig. 4A, tatt nedenfra.

Det vises nå til fig. 3 A til 4B. En foretrukken utførelse av en forbedret gripebakke 20 er vist. Den forbedrede gripebakke 20 har motsatte sider 24 plassert langs og fortrinnsvis vinkelrett til en tverrakse skapt for referanseformål, motsatte ender 25 og 29 plassert langs en imaginær lengdeakse, og et rør eller annen gjenstands gripebasisområde 36 som løper parallelt med lengdeaksen er anordnet for å gripe en seksjon av kontinuerlig rørledning, rør, eller annen gjenstand som skal innføres med kraft eller på annen måte ha en kraft tildelt seg. Slike sider 24, ender 25 og 29, og gripeområdet 36 tilveiebringer dermed en total definisjon av bakken 20. Enden 25 kan best ses i fig. 3B. Forløpende fra enden 25 er en stort sett kileformet tunge 26 med sider 27. Bakkesidene 25 har fortrinnsvis et enkelt borehull eller tapphull 28, plassert langs den imaginære tverrakse. Borehullet 28 er fortrinnsvis utformet for å oppta med pasning et parti av en tapp 18c som blir benyttet til å feste en første indre kjedeplate 18b til en første ytre kjedeplate 18a så vel som en andre indre kjedeplate og en andre ytre kjedeplate for å danne et kjedeledd 18 som kjent i faget. Et slikt kjede 18 og tilhørende plater og tapper inngår i figurene 4a og 4b. I tillegg, som kjent i faget, innbefatter et slikt kjedeledd vanligvis en rullebøssing for å adskille de to sett med kjedeplater og tjener videre til å lette bevegelsen og redusere slitasje mellom et tannhjul som driver eller styrer kjede inne i injektoranordningen.

Ved å vende tilbake til fig. 3A og fig. 3B, er tungen 26 hensiktsmessig utformet og dimensjonert til å bli opptatt uten å komme i konflikt med et slisset eller forsenket område 34 som avgrenses av de indre sider 32 av et par ører 30 som stikker ut fra bakkens 20 ende 29. Ørene 30 er stort sett kileformet og er passende utformet, dimensjonert og bragt i avstand fra hverandre til å motta tungen 26 på en identisk følge-gripebakke plassert i nærheten av en første følgebakke på et antall slike bakker som tilslutt blir installert i en injeksjonsenhet på et felles kjede på en måte med en ende mot motsatt ende som vist i fig. 4A og 4B i tegningene.

Det vises igjen til fig. 3A og 3B hvor et gripeområde 36 som befinner seg på det øvre parti av bakken 20 som orientert i fig. 3 A og 3B fortrinnsvis er forsynt med et par vinklede flater 36a og 36b som er vinklet i forhold til hverandre for slik å divergere bort fra bunn- eller basisområdet for å danne et stort sett V-formet profil når sett fra hver ende av blokken 20. Overflatene i sin tur omfatter fortrinnsvis alternerende rygger 38 og spor 40 utformet til å ligne gjenger av ACME typen. Fordi slike alternerende rygger og spor generelt gir forøket grep for rørformede gjenstander med større diameter, kan det være unødvendig å ha det alternerende rygg og sporprofil i helhet til det nederste området 36. Således kan den nederste flate være stort sett flat eller uten rygger, eller konkav som vist i tegningene. Et slikt område som er uten rygger, eller konkavt, kan spenne fra omlag 7 til 30% av bredden til den nominelle bredde av gripélegemet. Imidlertid kan forholdet modifiseres for å passe individuelle behov.

På lignende måte kan den bestemte dybde og bredde av ryggpartiet 38 og sporpartiene 40 variere for å passe spesielle behov. Imidlertid spenner rygghøydene fra 11,4 til 31,8 mm, med nominelle ryggbredder som spenner fra 22,9 til 63,5 mm og spordybder som spenner fra 1,9 til 2,5 mm, hvor sporstigning som spenner fra 6,3 til 7,9 mm har vist seg å være hurtig tilpassbare mot arbeidsstykker som har forskjellige nominelle utvendige diametere mens det gir mulighet for unnslippelse av fett, parafin og slam etc. som kan være heftet til utsiden av rørvarene som blir grepet av gripebakkene. Området 36 kan være avrundet eller avfaset nær endene 29 og 25 for slik å hindre unødvendig oppriving av rørgjenstandene når hver gripebakke kontakter og frigjør seg fra disse når den foretar sin endeløse bane inne i injektoren. Ytterligere omtale av gripeområdet er tilgjengelig ved henvisning til det tidligere nevnte US-patent 5094340.

Claims

1. Gripebakke for bruk i forbindelse med et kjede (18) i en anordning for å bevege en stang, rør, kveilrør, kabel eller lignende gjenstand, der gripebakken omfatter: a) et bakkelegeme (20) med en lengdeakse og en tverrakse, en første ende (25) med en tungeinnretning (26), en andre ende (29) med et forsenket område (34) for uhindrende å oppta en tunge på en tilstøtende gripebakke; b) innretninger (28) for å feste bakkelegemet (20) på kjedet (18); og c) gripeområdeorganer (36) for å gripe gjenstanden som skal beveges, karakterisert ved at festeinnretningene er lokalisert langs en enkelt tverrakse.

2. Gripebakke ifølge krav 1, karakterisert ved at kjedefesteinnretningen (28) omfatter: en tverrorientert boring dimensjonert og utformet til passende å oppta en del av en tappinnretning (18c) som stikker ut fra kjedet (18).

3. Gripebakke ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at gripeområdeorganet (36) omfatter: a) et par motstående flater (36a,36b) båret på bakkelegemet (20); b) at nevnte motstående flater strekker seg vinkelrett fra bakkelegemets lengdeakse og generelt divergerer i forhold til bakkelegemets lengdeakse; og c) alternerende rygger (38) og spor (40) som løper over flatene (36a,36b), stort sett parallelt med bakkelegemets tverrakse.

4. Gripebakke ifølge krav 1 for bruk i en kveilrørs-injektoranordning med minst et gripekjede, karakterisert ved at gripeområdeorganene (36) er arrangert for inngripen med røret og overføring av innførings- og uttrekningskrefter på røret; der nevnte gripeområdeorganer (36) har et par motstående flater (3 6a, 3 6b) båret på bakkens legeme, der flatene strekker seg generelt normalt fra bakkelegemets lengdeakse og generelt sett divergerer i forhold til bakkelegemets lengdeakse; der nevnte motstående flater (36a,36b) i gripeområdet har rygger som definereres av alternerende topper og bunner.

5. Gripeblokk ifølge krav 4, karakterisert ved at bakkelegemet (20) har et par motstående ører (30) som stikker ut fra dens andre ende (29) for delvis å definere dens forsenkede område (34).

6. Gripebakke ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at de motstående overflater (36a,36b) i gripeområdet er hellende med en vinkel mindre enn 120° fra hverandre, fortrinnsvis med en vinkel på omlag 90° fra hverandre.

7. Gripebakke ifølge krav 4, 5 eller 6, karakterisert ved at ryggene (38) på de motsatte flater (3 6a, 3 6b) har topper og bunner og som er stort sett flate og at ryggene løper stort sett vinkelrett på bakkelegemets (20) lengdeakse.

8. Gripebakke ifølge kravene 4-7, karakterisert ved at innretningene (28) for å feste bakkelegemet (20) på kjedet (18) omfatter: en enkelt boring dimensjonert og utformet til presspassende å oppta et parti av en tapp (18c) som går fra gripekjedet.

9. Gripebakke ifølge krav 8, karakterisert ved at den enkelte boring med fin pasning opptar en del av en første tapp (18c) som rager ut fra et første gripekjede i en første del av boringen og opptar en del av en andre tapp som utgår fra et andre gripekjede i et andre parti av boringen.

10. Gripebakke ifølge krav 4, karakterisert ved at de motstående flater (36a,36b) som danner gripeområdeorganene (36) er utformet til å ligne en V når sett fra en av gripebakkens (20) ender.