NO314511B1

NO314511B1 - Apparat og fremgangsmåte for ekspandering av en utbedringsfôring

Info

Publication number: NO314511B1
Application number: NO19991666A
Authority: NO
Inventors: Thomas Floyd Bailey; David Michael Haugen; Michael Tague Smalley; Ralph David Wright; Frederick Thomas Tilton
Original assignee: Weatherford Lamb
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2003-03-31
Also published as: NO991666D0; AU4955097A; EP0948703B1; CA2270986A1; NO991666L; WO1998021444A2; AU732007B2; NO325410B1; CA2270986C; WO1998021444A3; US5785120A; NO20021323L; NO20021323D0; EP0948703A2

Description

apparat og fremgangsmåte for ekspandering av en utbedrings-fSring

Oppfinnelsen vedrører et apparat og en fremgangsmåte for ekspandering av en utbedringsf6ring i et rør for å tette et hull i dette

Olje- og gassbrenner blir vanligvis komplettert ved først å sementere fSringsrør i hullet. Av og til oppstår det en lek-kasje på et eller annet punkt i foringsrøret og tillater tap av brønnfluider til en porøs sone med lavt trykk bak forings-røret, eller tillater et uønsket fluid, slik som vann, å trenge inn i brønnen.

Det er noen ganger nødvendig å utbedre et hull eller annen defekt i oljebrønnsrør slik som f6ringsrør eller produksjons-rør ved å ekspandere en føyelig f6ring til tettende inngrep med rørets innervegg. Slik ekspandering oppnås vanligvis ved bruk av et spesielt apparat.

US 3 "785 193 {John C. Kiley) beskriver et apparat til ekspandering av en utbedringsforing i et rør for å tette et hull i dette, hvor nevnte apparat omfatter et legeme som har et øvre parti, et nedre parti og et midtparti og et første sett fingre, og hvor arrangementet er slik at i bruk kan nevnte første sett fingre presses radialt utover over nevnte midtparti.

US 3 297 092 {Earl R. Jennings) beskriver en anordning for ekspandering av en f6ring i en brønn, omfattende et verktøy-legeme med en fingerkrave og en kon, som dras gjennom fåring-en for å utføre den ønskede ekspandering.

WO 97/20130 som utgjør en del av teknikkens stand i kraft av forskrift 33.1(c) PCT, beskriver et nedihullsapparat til ekspandering av rør som omfatter et legeme som skal forbindes med en borestreng. Apparatet omfatter videre to sett med tre f jaer fingrer med forstørrede frie ender, hvor ett sett er for-skjøvet 60° i forhold til det andre sett, samt en kamenhet som er aksialt bevegelig i forhold til fjærfingrene, og som omfatter et kamparti. I bruk kan fjærfingrene bøyes av radialt innover når apparatet føres ned i et borehull. Når en ut-bedrings f 5r ing skal ekspanderes, beveges fjærfingrene inn på kampartiet for å hindre at de får bevege seg radialt innover, og deretter kan utbedringsforingen ekspanderes ved bevegelse av apparatet gjennom foringsrøret.

Den herværende oppfinnelse tilveiebringer et apparat til ut-videlse av en utbedringsforing i et rør for å tette et hull i dette, hvor nevnte apparat omfatter et legeme som har et øvre parti, et nedre parti og et midtparti samt et første sett fingre, hvor arrangementet er slik at i bruk kan nevnte førs-te sett fingre presses radialt utover over nevnte midtparti ved relativ bevegelse mellom nevnte legeme og nevnte fingre, karakterisert ved et andre sett fingre, hvor arrangementet er slik at i bruk kan nevnte andre sett fingre også presses radialt utover over nevnte midtparti gjennom nevnte relative bevegelse mellom nevnte legeme og nevnte fingre.

Fortrinnsvis er i det minste én av fingrene i nevnte første og/eller andre sett fingre løsbart forbundet med nevnte legeme .

På fordelaktig vis omfatter i det minste én av nevnte fingre en tann, og nevnte legeme omfatter en motsvarende utsparing som gir plass til nevnte tann.

Fortrinnsvis holdes det første og andre sett fingre fra hverandre av i det minste én fjær. Fjæren er fordelaktig en spiralfjær eller en fjær dannet av et sett Bellevilleunderlagsskiver.

Fortrinnsvis er en kon plassert ovenfor nevnte legeme for å lette deformeringen av nevnte utbedringsforing.

En hylse er fordelaktig anordnet omkring nevnte kon og festet med sikringsstift til denne, hvorved nevnte hylse i bruk hindrer nevnte kon fra å trenge inn i nevnte utbedringsforing inntil nevnte sikringsstift brister.

Fortrinnsvis omfatter apparatet videre en hul stempelstang, et stempel og en stempelsylinder, hvorved en økning i fluidtrykk i nevnte hule stempelstang i bruk beveger nevnte første og andre sett fingre over nevnte midtparti.

En vanskelighet man støter på ved bruk av ekspansjonsverk-tøyer for utbedringsfåringer i f&ringsrør eller produksjons-rør, består i å fjerne verktøyet etter at verktøyet er blitt drevet gjennom utbedringsforingen. Hvis det er innsnevringer i rørets diameter i eller ovenfor området dekket av den ekspanderte utbedringsf6ring, er det større sannsynlighet for at verktøyet kan sette seg fast ved innsnevringen og muligens til og med skade utbedringsf6ringen eller fåringsrøret når det blir trukket igjennom.

Apparatet omfatter videre fordelaktig middel for å trekke tilbake nevnte første og andre sett fingre.

Fortrinnsvis omfatter apparatet videre en hul stempelstang, et stempel og en stempelsylinder, hvor en økning i fluidtrykk i nevnte hule stempelstang i bruk beveger nevnte stempel, hvorved nevnte første og andre sett fingre trekker seg tilbake .

På fordelaktig vis omfatter apparatet videre en utskiftbar plate i nevnte midtparti av nevnte legeme, hvor nevnte plate kan byttes ut med en plate av annen tykkelse for å variere den radiale forskyvning av nevnte fingre.

Fortrinnsvis omfatter nevnte fingre en utvendig pute som i bruk går i inngrep med utbedringsforingen. På fordelaktig vis kan puten byttes ut med puter av varierende tykkelse.

Fortrinnsvis er midtpartiets utvendige diameter mer enn 2,54 cm (1 tomme) større enn det øvre parti eller nedre parti.

På fordelaktig vis er det første sett fingre forskjøvet langs omkretsen i forhold til nevnte andre sett fingre.

Ovennevnte apparat kan senkes ned i brønnen gjennom et rør av liten diameter og benyttes i et rør, forlengningsrør eller foringsrør av større diameter.

Det er også tilveiebrakt en fremgangsmåte for ekspandering av en utbedringsf6ring i et rør for å tette et hull i dette ved bruk av apparatet som beskrevet ovenfor.

For bedre forståelse av den herværende oppfinnelse, og for å vise hvordan den kan settes ut i livet, vil det nå som eksempel bli vist til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. IA er et sideriss, delvis i tverrsnitt, av et forings-rørutbedringssystem ifølge eldre teknikk; Fig. 1B-1E er sideoppriss av deler av fåringsrør-utbedringssystemet på fig. IA i ulike trinn i operasjonen, hvor fig. ID og 1E er vist delvis i snitt; Fig. 1F er et gjennomskåret sideriss av en del av foringsrør-utbedringssystemet på fig. IA i ett stadium av operasjonen; Fig. 1G er et tverrsnittsoppriss, sett ovenfra, av en utbed-ringsfåring i et f6ringsrør før ekspandering av utbedringsfåringen; Fig. 1H er utbedringsf or ingen på fig. 1G ekspandert inne i foringsrøret; Fig. II er et eksplodert isometrisk oppriss som viser ulike deler av f6ringsrør-utbedringssystemet på fig. IA; Fig. 2 er et sideriss, delvis i tverrsnitt, av en første ut-førelse av et apparat i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse; Fig. 3, 4A, 4B og 5 er forstørrede oppriss av deler av apparatet på fig. 2 i ulike operasjonsstadier; Fig. 6A og 6B er sideriss, i tverrsnitt, av en andre utførel-se av et apparat i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse i to operasjonstrinn; Fig. 7A og 7B er sideriss, i tverrsnitt, av en tredje utfø-relse av et apparat i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse i to operasjonstrinn;

Det vises til fig. 1A-1I hvor det er vist et fåringsrørut-bedringssystem ifølge eldre teknikk, hvilket er generelt be-tegnet med henvisningstallet 0. Foringsrørutbedringssystemet 0 innbefatter en øvre kopling 1 for tilkopling til en overha-lingsstreng (ikke vist) ovenfor. Overhalingsstrengen vil kun-ne være en rørstreng eller kveilerør. En sentreringsenhet 2, en sirkulasjonssleideventil 3, et demperrør 4, et hydraulisk nedeholdelsesanker 5, et setteverktøy 6 innbefattende doble hydrauliske sylindrer 7, 8 {hver sylinder har et bevegelig stempel 9, 10 inni), forlengelsesstang 11 som strekker seg fra en polerstav lia som i sin øvre ende er forbundet med bevegelig stempel 9, 10 i én av de doble hydrauliske sylindrer 7, 8 til en sikkerhetskopling 12, og en ekspansjonsenhet 13 som innbefatter sikkerhetskoplingen 12, en kon 14, en chuck-enhet 15, og en nedre plugg 16. Utbedringsf6ringen 17 er laget av stål og er innledningsvis plassert over polerstaven lia.

Som vist på fig. IA, er utbedringsforingen 17 blitt belagt med en epoksyharpiks, og foringsrør-utbedringssystemet 0 er blitt ført, med overhalingsstrengen (ikke vist), inn i et foringsrør 18 i et borehull (ikke vist). Utbedringsforingen 17 er posisjonert i tilstøting til et lekkasjeområde 19.

Som vist på fig. IB, er overhalingsstrengen hevet for å sten-ge porter 20. Dette oppnås ved radialt utover forspente fjærbuer 21 i sentreringsenheten 2, hvilken holder sleideventilen 3 i forhold til fSringsrøret 18 ved friksjon derimellom. Sleideventilen 3 dekker nå portene 20.

Fig. 1C viser virkningen av påføringen av hydraulisk trykk tilveiebrakt av for eksempel et hydraulikkfluidpumpesystem på overflaten, hvilket pumper fluid ned gjennom overhalingsstrengen og til utbedringssysternet ifølge eldre teknikk, hvilket tvinger knapper 22 som er bevegelige radialt utover, på det hydrauliske nedeholdelsesanker 5 som forankrer systemet 0 på det ønskede sted i foringsrøret 18 og isolerer overhalingsstrengen fra strekkbelastninger forbundet med sette-operasjonen.

Som vist på fig. ID, presser hydraulikkfluid på undersiden av de bevegelige stempler 9, 10 og trekker ekspansjonsenheten 13 (pil pekende oppover) inn i bunnen av den bølgete utbedringsforing 17. Etter hvert som trykket øker, presses ekspansjonsenheten 13 ytterligere inn i utbedringsfåringen 17 (oppover), idet den ekspanderer utbedringsfåringen 17 mot innsiden av fåringsrøret 18. Omtrent 1,4 m (fire og en halv fot) av den bølgete utbedringsforing 17 blir ekspandert med ett slag av setteverktøyet 6. Deretter åpnes sirkulasjonssleideventilen 3 ved å senke overhalingsstrengen. Overhalingsstrengen heves igjen for å trekke opp setteverktøyets 6 doble sylindrer 7, 8 i forhold til stemplene 9, 10 holdt nede av ekspansjonsenheten 13. Et ekspandert parti av utbedringsfåringen 17 er for-ankret til foringsrøret 18 ved friksjon forårsaket av trykk-ringpåvirkning. Hydraulisk trykk blir igjen påført røret etter stenging av sirkulasjonssleideventilen 3. Bevegelige knapper 5 i den hydrauliske nedeholdelsesmekanisme blir ekspandert for å forankre sylinderen i en ny, høyere posisjon.

Som vist på fig. 1E, blir ekspansjonsenheten 13 igjen tvunget gjennom den nå bølgete utbedringsforing 17, hvorved den ekspanderer utbedringsfåringen 17 mot innsiden av fåringsrøret 18. Denne prosess fortsetter til hele utbedringsforingen 17 er satt. Epoksyresinbelegget blir ekstrudert inn i lekkasjer eller hulrom 19 i foringsrøret 18 og virker som en pakning og ytterligere tetningsmiddel. Størknetiden er vanligvis mindre enn tretti minutter for en 6,6 m (20 fot) utbedringsforing 17. Verktøyet blir deretter fjernet fra hullet, og utbedringsf åringen 17 trykktestes etter behov.

Fig. 1F viser chuckenheten 15 som skyver radialt utover på konen 14, som i sin tur skyver radialt utover på den bølgete utbedringsforing 17 mot fåringsrøret 18. Fig. 1G viser et tverrsnittsoppriss av den bølgete utbedringsf oring 17 i et foringsrør 18 før deformering. Fig. 1H viser et tverrsnittsoppriss av den bølgete utbedringsf 6ring 17 i et foringsrør 18 etter deformering.

Fig. II viser forskjellige komponenter i systemet 0.

Det vises til fig. 2 til 4B hvor det er vist et apparat 100 ifølge den herværende oppfinnelse. Apparatet 100 er anbrakt nedenfor en utbedringsforing 101 og er i bruk plassert i et foringsrør i et borehull (ikke vist). Apparatet 100 kan være forsynt med hvilket som helst eller alle elementene benyttet i systemet 0 på fig. IA ovenfor setteverktøyet 6.

Apparatet 100 er forsynt med en kon 102 som innledningsvis er plassert i en hylse 103. Hylsen 103 er festet til et stempelhus 104 ved hjelp av 3 sikringsstifter 105. Konen 102 er forsynt med et akselparti 106 som er gjengekoplet til stempelhuset 104 i en utsparing 107 i dette. En skulder 108 på konen

102 hviler innledningsvis mot en skulder 109 på hylsen 103. Hylsen 103 har en øvre ende 110 som ligger an mot en nedre ende 111 av utbedringsforingen 101. Konens 102 avsmalnende ende 112 rager innledningsvis inn i utbedringsforingen 101, selv om den av hylsen 103 hindres fra å trenge helt inn i utbedringsf 6ringen 101.

Den nedre ende 113 av stempelhuset 104 er gjengekoplet til et øvre fjærsete 114. Et øvre stempel 115 er fast forbundet med en koplingsstang 116 som er bevegelig plassert i en kanal 117 i stempelhuset 104. Koplingsstangen 116 er i sin øvre ende forbundet med en hul forlengelsesstang (ikke vist). Koplingsstangen 116 er forsynt med en gjennomgående strømningskanal 118. Koplingsstangen 116 er også bevegelig gjennom en kanal i konen 102. To avlastningsporter 119 er plassert i den øvre ende av stempelhuset 104.

Det øvre stempel 115 er forsynt med en O-ringstetning 120 som virker mellom det øvre stempel 115 og stempelhuset 104. Stempelhuset 104 er også forsynt med en O-ringstetning 121 som virker mellom koplingsstangen 116 og stempelhuset 104. En ytterligere O-ring 122 virker mellom den nedre ende av stempelhuset 104 og det øvre fjærsete 114.

Porter 123 er tilveiebrakt i det øvre stempel 115, og et ringrom 123a rundt dette er tilveiebrakt for å tillate fluid å strømme mellom strømningskanalen 118 og undersiden av det øvre stempel .115.

En øvre stempelstang 124 er forbundet med og henger ned fra det øvre stempel 115. Den øvre stempelstang 124 er bevegelig i en kanal 125 i fjærsetet 114. Et sett Bellevilleunderlagsskiver 126 er anordnet i et ringrom 127 dannet mellom den øvre stempelstang 124 og en chuckhylse 128 og nedenfor fjærsetet 114. Chuckhylsen 128 er gjengekoplet til det øvre fjærsete 114. En flens 129 av en fjærhylse 130 skiller settet med Bellevilleunderlagsskiver 126 fra en spiralfjær 131 anordnet nedenfor. Fluidavlastningsporter 132 er tilveiebrakt i chuckhylsen 128 for å tillate fluid å strømme inn og ut av ringrommet 127.

Den øvre stempelstang 124 passerer gjennom den øvre ende 133 av en chuckekspanderingsinnretning 134. Spiralfjæren 131 ligger an mot den øvre ende 133. Chuckfingrer 135 er anbrakt langs omkretsen rundt den øvre stempelstang 124 og den øvre ende 133 av chuckekspanderingsinnretningen 134 med mellomrom tilveiebrakt mellom chuckfingrene 135. En tann 136 er tilveiebrakt på den nedre ende av hver chuckfinger 135, hvilken tann strekker seg radialt innover derfra og plasserer seg i en motsvarende fordypning 137 i den øvre ende 133 av chuckekspanderingsinnretningen 134. Belastningsavlastningshuller 138 er tilveiebrakt hvor chuckfingrene 135 møter chuckhylsen 128. Chuckfingrenes 135 ender er forsynt med konkave partier 139.

Et andre sett utsparinger 140 er tilveiebrakt på utsiden av chuckekspanderingsinnretningen 134 for å motta chuckfingrenes 135 tenner 136.

Den øvre stempelstang 124 er i sin nedre ende forbundet med et nedre stempel 138 og er bevegelig anbrakt i en kanal 141 i chuckekspanderingsinnretningen 134. Fluidavlastningsporter 142 er anbrakt i chuckekspanderingsinnretningen 134 for å tillate fluidstrøm mellom kanalen 141 ovenfor det nedre stempel 138 og utvendig for chuckekspanderingsinnretningen 134. Porter 143 er tilveiebrakt nedenfor en O-ringstetning 144 i det nedre stempel 138, og et ringrom 138a rundt dette er tilveiebrakt for å tillate fluidstrøm mellom kanalen 118 og undersiden av det nedre stempel 138.

En nedre stempelstang 145 er massiv og er forbundet med og

henger ned fra det nedre stempel 138 gjennom et nedre avsnitt 146 av chuckekspanderingsinnretningen 134, gjennom en spiralfjær 147, en fjærhylse 148 og et sett Bellevilleunderlagsskiver 149 i en chuckhylse 150, gjennom et nedre fjærsete 151 og er gjengekoplet til en kuleplugg 152. Spiralfjæren 147 ligger an mot en nedre ende 153 av det nedre parti 146 av chuckekspanderingsinnretningen 134 og mot en flens 154 på fjærhylsen 148 og mot settet med Bellevilleunderlagsskiver 149 som holdes i en kanal 155 i chuckhylsen 148 og av det nedre fjærsete 151. Chuckfingrer 156 er anordnet langs omkretsen rundt den nedre stempelstang 145 og den nedre ende 153 av chuckekspanderingsinnretningen 134, med mellomrom mellom chuckfingrene 156. En tann 157 er tilveiebrakt på den øvre ende av hver

chuckfinger 156, hvilken strekker seg radialt innover derfra og plasserer seg i en motsvarende fordypning 158 i det nedre parti 146 av chuckekspanderingsinnretningen 134. Påkjennings-avlastningshuller 159 er også tilveiebrakt. Endene av chuckfingrene 156 er forsynt med konvekse partier 160. Et andre sett utsparinger 161 er tilveiebrakt på utsiden av chuckekspanderingsinnretningen 134 for å motta chuckfingrenes 156 tenner 157.

Når det i bruk er ønskelig å ekspandere utbedringsforingen 101 på plass over for eksempel et hull i et foringsrør, blir apparatet 100 senket gjennom foringsrøret til det ønskede sted. Fluid pumpes nedover overhalingsstrengen (ikke vist) gjennom strømningskanalen 118, gjennom porter 123 og inn i kanalen 117 nedenfor det øvre stempel 115 og gjennom porter 143 inn i kanalen 141 nedenfor det nedre stempel 138 (fig.

4A, B) . Når et forhåndsbestemt trykk er nådd, beveger tennene 136, 157 på chuckfingrene 135, 156 seg ut av sine respektive fordypninger 137, 158 og langs chuckekspanderingsinnretningen 134. Tennene 136, 157 på chuckfingrene beveger seg til slutt inn i det andre sett utsparinger 140, 161, og chuckfingrenes 135, 156 konkave partier 139 og konvekse partier 160 går i inngrep med hverandre. Chuckfingrene 135, 156 er nå i sine fullstendig ekspanderte posisjoner. Et hydraulisk nedeholdelsesanker kan også aktiveres ved økningen i fluidtrykk for å

holde utbedringsforingen 101 på plass over hullet i fårings-røret. Et oppadrettet drag i apparatet 100 eller en ytterligere trykkøkning bryter da sikringsstiftene 105, hvorved hylsen 103 faller ned under konen 102. Ytterligere oppadrettet bevegelse av apparatet 100 i forhold til utbedringsforingen 101 ekspanderer utbedringsfåringen 101 over konen 102, over stempelhuset 104 og endelig over chuckfingrene 135, 156. Chuckfingrene 135, 156 blir trukket hele veien gjennom utbedringsf åringen 101, eller en del av veien hvis utbedringsforingen 101 er lang.

Fluidtrykk blir deretter redusert, hvorved chuckfingrene 135, 156 beveger seg tilbake til sine utgangsposisjoner, dvs. tennene 136, 157 beveger seg tilbake til sine fordypninger 137, 158. Den hydrauliske nedeholdelsesinnretning blir også deak-tivert. Apparatet 100 kan da fjernes eller hvis bare en del av utbedringsforingen 101 er blitt ekspandert, kan apparatet heves et forhåndsbestemt stykke for eksempel til 3,3 m (10 fot) , og fluidtrykk blir påført igjen, hvilket aktiverer det hydrauliske nedeholdelsesanker og beveger chuckfingrene 135, 156 opp og inn på chuckekspanderingsinnretningen 134 som tid-ligere beskrevet.

I denne spesielle utførelse er chuckfingrene 135, 156 omtrent 35 cm {14 tommer) lange og plassert med 0,3 cm (1/8 tomme) mellomrom. En langsvirkende kraft på omtrent 13340 N (3000 Ibs) er nødvendig for å bevege slike chuckfingrer 135 ut av deres motsvarende fordypninger 137, 158. Bellevilleunderlags-skivene 126 har en fjærkraft på mellom 6230 N {1400 Ibs) og 31150 N (7000 Ibs), og i ett tilfelle N {4000 Ibs). Spiralfjæren 131 har en fjærkraft på mellom 3115 N {700 Ibs) og 11125 N (2500 Ibs) og i ett tilfelle N (1500 Ibs). Det ville være nødvendig å påføre en fjærkraft på omtrent 6675 N (750 Ibs) kontinuerlig for å bevege chuckfingrene 135 langs chuckekspanderingsinnretningen 134.

Apparatet 100 omfatter hovedsakelig komponenter laget av stål, for eksempel 4140 stål. Koplingsstangen 116, den øvre stempelstang 124 og den nedre stempelstang 145 kan være laget av 17-4 PH rustfritt stål. De øvre og nedre chuckfingrer 135, 156 og chuckhylsene 128, 150 kan være laget av 4145-stål. Disse kan dog være laget av messing, bronse, aluminium, sink eller legeringer eller kombinasjoner av, eller av hvilket som helst annet egnet materiale.

Apparatet 100 kan føres gjennom et rør av liten diameter for å reparere foringsrøret. Hylsen 103 kan brytes fra stempelhuset 104 ved at fluidtrykk økes til f.eks. 103,5 bar inne i verktøystrengen, og igjen økes til f.eks. 241,5 bar for å trekke chuckfingrene 135, 156 gjennom utbedringsforingen 101.

Det vises nå til fig. 6A og 6B hvor det er vist et apparat 200 ifølge den herværende oppfinnelse. Apparatet 200 er posisjonert nedenfor en utbedringsforing 201. Apparatet 200 kan være forsynt med hvilket som helst eller alle elementene benyttet i systemet på fig. IA ovenfor setteverktøyet 6.

Apparatet 200 er forsynt med en kon 202 med et akselparti 203 som er gjengekoplet til en chuckhylse 204. Konen 202 ligger innledningsvis an mot den nedre ende 205 av utbedringsf6ring-en 201. Chuckekspanderingsinnretningen 206 er glidbart anordnet inne i chuckhylsen 204. Tenner 207 på chuckfingrer 208 er innledningsvis i inngrep med fordypninger 209 i den øvre del av chuckekspanderingsinnretningen 206. Et fjærsete 210 er anordnet inne i og fastgjort til chuckekspanderingsinnretningen 206. En kanal 211 er tilveiebrakt gjennom fjærsetet 210. Et indre stempelhus 212 er forbundet med konen 202 via en kopling 213 og er glidbart anordnet i kanalen 211. En spiralfjær 214 er anordnet konsentrisk om det indre stempelhus 212 og forspenner den øvre flate av fjærsetet 210 og den nedre flate av konen 202 fra hverandre.

En øvre stempelstang 215 er anordnet i det vesentlige konsentrisk i det indre stempelhus 212, hvorved det tilveie-bringes et ringrom 216 derimellom, og den øvre stempelstang 215 strekker seg fra over konen 202 til et stempel 217 som innledningsvis er i bunnen av det indre stempelhus 212. Porter 218 er anbrakt langs omkretsen rundt stempelstangen 215 umiddelbart ovenfor stemplet 217. En O-ringstetning 219 er tilveiebrakt i koplingen 213, og en annen O-ringstetning 220 i stemplet 217.

En nedre stempelstang 221 henger ned fra stemplet 217 og passerer gjennom en gjenget endeplugg 222 og er låst til denne i lengderetningen og mot rotasjon ved en mutter 223 og skulder 224 og et kilspor (ikke vist). En chuckhylse 225 er gjengekoplet til et akselparti 226 på den gjengede endeplugg 222. Tenner 227 på chuckfingrene 228 er innledningsvis i inngrep i fordypninger 229 i den nedre del av chuckekspanderingsinnretningen 206. En spiralfjær 230 er anordnet i det vesentlige konsentrisk om den nedre stempelstang 221 og forspenner den nedre flate av fjærsetet 210 og den øvre flate av den gjengede endeplugg 222 fra hverandre.

En uttakbar plate 231 er plassert i en motsvarende utsparing 232 i chuckekspanderingsinnretningen 206. Den uttakbare plate 231 kan erstattes med andre plater av ulik tykkelse, slik at det kan gis rom for variasjoner i diameteren på foringsrøret og variasjoner i tykkelsen på utbedringsforingene. Det kan gis rom for en variasjon på 1,2 cm i denne utførelse.

En sikringsstift 233 er innrettet til å virke mellom den øvre stempelstang 215 og det indre stempelhus.

I bruk blir apparatet 200 senket ned i foringsrøret i en ut-strakt posisjon med tennene 207, 227 plassert i fordypningene 209, 229. På det ønskede punkt i fåringsrøret blir apparatet 200 løftet, hvorved konen 202 virker mot den nedre ende 205 av utbedringsfåringen 201. Spiralfjærene 214, 230 presses sammen, og i det øyeblikk spretter tennene 207, 227 ut av fordypningene 209, 229, hvilket tillater chuckfingrene 208, 228 å ekspanderes utover på chuckekspanderingsinnretningen 206 inntil chuckfingrene 208, 228 møtes. Apparatet 200 kan da trekkes gjennom og ekspandere utbedringsforingen 201.

I det tilfelle at apparatet 200 setter seg fast i utbedringsforingen 201 eller deretter i foringsrøret, kan chuckfingrene 208, 228 trekkes tilbake ved å øke fluidtrykket i boringen 234 i den øvre stempelstang 215. Fluidtrykket passerer gjennom porter 218 og inn i ringrommet 216, hvilket tvinger det indre stempelhus 212 oppover i forhold til stemplet 217, den nedre stempelstang 221, den gjengede endeplugg 222, og videre returnerer tennene 207, 227 til deres motsvarende fordypninger 209, 229. Sikringsstiftene 233 brister. Apparatet 200 kan nå fjernes fra fåringsrøret.

Hvis apparatet 200 blir sittende fast i foringsrøret, bryter en betydelig oppadrettet kraft påført den øvre stempelstang 215 via en koplingsstang 235 forbundet til førstnevnte via en sikkerhetskopling 236, en sikringsstift 237 anordnet mellom stempelstangen 215 og sikkerhetskopiingen 236. Apparatet 200 kan nå "fiskes" ut fra fåringsrøret ved bruk av et egnet fiskeredskap slik som et utvendig fiskeredskap (overshoot) som kan gripe inn over toppen av den øvre stempelstang 215.

Det vises nå til fig. 7A og 7B hvor det er vist et apparat 300. Apparatet 300 er posisjonert nedenfor en utbedrings-fåring 301. Apparatet kan være forsynt med hvilket som helst eller alle elementene benyttet i systemet IA ovenfor utbedringsf åringen .

Apparatet 300 er forsynt med en kon 302 med et akselparti 303 som er gjengekoplet til en chuckhylse 304. Konen 302 ligger innledningsvis an mot den nedre ende 305 av utbedringsfåringen 301 og er av større diameter enn chuckhylsen 304. En chuckekspanderingsinnretning 306 er glidbart anordnet inne i chuckhylsen 304. Tenner 307 på chuckfingrer 308 er innledningsvis i inngrep med fordypninger 309 i den øvre del av chuckekspanderingsinnretningen 306.

Et fjærsete 310 er fastgjort til en øvre stempelstang 311 og er glidbart anordnet i en kanal 312 i konen 302. Fjærsetet 310 er forsynt med en flens 313 som bærer en spiralfjær 314 . og er plassert i en kanal 315 i konen 302. Spiralfjæren 314 er omsluttet av et sylindrisk hus 316 og en endeplugg 317 som holder spiralfjæren 314 på plass. Spiralfjæren 314 forspenner fjærsetet 310 og endepluggen 317 fra hverandre. Den øvre stempelstang 311 passerer gjennom en kanal 318 i endepluggen 317 og kan gli gjennom denne.

Den øvre stempelstang 311 er i sin nedre ende forbundet med et stempel 319, hvilket stempel 319 er glidbart anordnet i et indre stempelhus 320 som er glidbart anordnet i en kanal 321 i chuckekspanderingsinnretningen 306.

Den øvre stempelstang 311 er anordnet i det vesentlige konsentrisk i det indre stempelhus 320. Et ringrom 322 er tilveiebrakt over stemplet 319 og nedenfor et øvre parti 323 av det indre stempelhus 320. Porter 324 er tilveiebrakt for å tillate fluidstrøm mellom en boring 325 i den øvre stempelstang 311 og ringrommet 322.

O-ringstetninger 326 og 327 er tilveiebrakt mellom stemplet 319 og det indre stempelhus 320.

En nedre stempelstang 328 henger ned fra stemplet 319 og passerer gjennom en gjenget endeplugg 329 og er låst til denne i lengderetningen og mot rotasjon ved en mutter 330 og skulder 331 og et kilspor {ikke vist). En chuckhylse 332 er gjengekoplet til et akselparti 333 på den gjengede endeplugg 329. Tenner 334 på chuckfingrer 335 er innledningsvis i inngrep med fordypninger 336 i den nedre del av chuckekspanderingsinnretningen 306.

Spiralfjæren 314 forspenner chuckfingrene 308 og 335 fra hverandre.

Tapper 337 er anordnet på de nedre ender av chuckfingrene 308, og tapper 338 er anordnet på de øvre ender av chuckfingrene 335. Puter 339 og 340 er fastgjort til tappene 337, 338 med skruer. Putene 339, 340 rager radialt utover fra chuckekspanderingsinnretningen 306, innledningsvis innenfor den utvendige diameter av den gjengede endeplugg 329 og konen 302. Putene 339, 340 kan skiftes ut og byttes ut med puter av ulik tykkelse. For eksempel kan et f6ringsrør med nominell 500 cm {20 tommer) utvendig diameter ha en innvendig diameter som varierer opp til 1,2 cm (0,466 tommer), hvilket det kan gis rom for ved ulik tykkelse på putene 339, 340. Det skal bemerkes at putene 339, 340 er avrundet.

I bruk blir apparatet 300 senket ned i fåringsrøret i ut-strakt stilling, med tennene 307, 334 plassert i fordypningene 309, 336. På det ønskede punkt i foringsrøret blir apparatet 300 løftet, hvorved konen 302 virker mot den nedre ende 305 av utbedringsforingen. Spiralfjærene 314 presses sammen med omtrent 9000 kg (20 000 Ibs) for 50 cm (20 tommer) f6r-ingsrør, og i det øyeblikk spretter tennene 307, 334 ut av fordypningene 309, 336, hvilket tillater chuckfingrene 308, 335 å ekspanderes utover på chuckekspanderingsinnretningen 306 inntil chuckfingrene 308, 335 møtes. Apparatet 300 kan da trekkes gjennom og ekspandere utbedringsfåringen 301.

I det tilfelle at apparatet 300 setter seg fast i utbedringsfåringen 301 eller i fåringsrøret, kan chuckfingrene 308, 335 trekkes tilbake ved å øke fluidtrykket i boringen 325 i den øvre stempelstang 311. Fluidtrykket passerer gjennom porter 324 og inn i ringrommet 322, hvilket tvinger det indre stempelhus 316 oppover i forhold til stemplet 319, den nedre stempelstang 328, den gjengede endeplugg 329, og videre returnerer tennene 307, 334 til deres motsvarende fordypninger 309, 336. Sikringsstiften 341 brister. Apparatet 300 kan nå fjernes fra foringsrøret.

Hvis apparatet 300 blir sittende fast, blir en betydelig, oppadrettet kraft påført den øvre stempelstang 311 via en koplingsstang 342 forbundet med førstnevnte via en sikkerhetskopling 343, bryter en sikringsstift 344 anordnet mellom stempelstangen 311 og sikkerhetskopiingen 343. Apparatet 300 kan nå fiskes ut fra foringsrøret ved hjelp av et egnet fiskeredskap slik som et utvendig fiskeredskap (overshoot) som kan gripe inn over toppen av den øvre stempelstang 311.

Apparatet 300 har et stort strømningsareal rundt fingrene 308, 335. Dette gjør det mulig lettere å senke apparatet 300 i et rør av liten diameter og inn i et rør av stor diameter, hvoretter utbedringsforingen ekspanderes.

Claims

1. Apparat til ekspandering av en utbedringsforing (101, 201, 301) i et rør for å tette et hull i dette, hvor nevnte apparat omfatter et legeme (134, 206, 306) som har et øvre parti (133, 206a, 306a), et nedre parti (146, 206b, 306b) og et midtparti, og et første sett fingre (135, 208, 308) hvor arrangementet er slik at i bruk kan nevnte første sett fingre presses radialt utover utenpå nevnte midtparti ved relativ bevegelse mellom nevnte legeme og nevnte fingre, karakterisert ved et andre sett fingre (156, 228, 335), hvor arrangementet er slik at i bruk kan nevnte andre sett fingre også tvinges radialt utover utenpå nevnte midtparti gjennom nevnte relative bevegelse mellom nevnte legeme (134, 206, 306) og nevnte andre sett fingre.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at i det minste én av fingrene i nevnte første og/eller andre sett fingre (135, 208, 308; 156, 228, 335) er løsbart forbundet med nevnte legeme (134, 206, 306).

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte i det minste en av nevnte fingre omfatter en tann (136, 157, 207, 227, 307, 334), og nevnte legeme omfatter en motsvarende utsparing (137, 158, 209, 229, 309, 336) som har plass til nevnte tann.

4. Apparat som angitt i hvilket som helst av kravene 1, 2 eller 3, karakterisert ved at nevnte første og andre sett fingre (135, 208, 308; 156, 228, 335) holdes fra hverandre av i det minste én fjær (126, 131, 147, 149, 214, 230, 314).

5. Apparat som angitt i krav 4, karakterisert ved at nevnte fjær (126, 131, 147, 149, 214, 230, 314) er en spiralfjær eller en fjær dannet av et sett Bellevilleunderlagsskiver.

6. Apparat ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at det videre omfatter en kon (102, 202, 302) som er plassert over nevnte legeme (134, 206, 306) for å lette deformeringen av nevnte utbedringsf6ring (101, 201, 301).

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at det videre omfatter en hylse (103) omkring nevnte kon (102, 202, 302) og festet til denne med sikringsstif ter (105) , hvor arrangementet er slik at nevnte hylse i bruk hindrer nevnte kon fra å trenge inn i nevnte utbedringsforing (101, 201, 301) inntil nevnte sikringsstift (105) brister.

8. Apparat ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at det videre omfatter en hul stempelstang (116, 124), et stempel (115, 138) og en stempelsylinder (123a, 141), hvor i bruk en økning i fluidtrykk i nevnte hule stempelstang beveger nevnte første og andre sett fingre (135, 208, 308; 156, 228, 335) over nevnte midtparti.

9. Apparat ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at det videre omfatter midler til tilbaketrekking av nevnte første og andre sett fingre (135, 208, 308; 156, 228, 335).

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at det videre omfatter en hul stempelstang (215, 221), et stempel (217, 319) og en stempelsylinder (212, 320), hvor i bruk en økning i fluidtrykk i nevnte hule stempelstang beveger nevnte stempel, hvorved nevnte første og andre sett fingre (208, 228) trekker seg tilbake.

11. Apparat ifølge hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at det videre omfatter en utskiftbar plate {231) i nevnte midtparti av nevnte legeme, hvor nevnte plate kan erstattes med en plate av annen tykkelse for å variere den radiale forskyvning av nevnte fingre.

12. Apparat som angitt i hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at nevnte fingre omfatter en utvendig pute (339, 340) som i bruk går i inngrep med utbedringsforingen.

13. Apparat ifølge krav 12, karakterisert ved at nevnte pute (339, 340) kan byttes ut med puter av ulik tykkelse.

14. Apparat som angitt i hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at den utvendige diameter på midtpartiet er 2,54 cm (1 tomme) større enn det øvre parti eller det nedre parti.

15. Apparat som angitt i hvilket som helst foregående krav, karakterisert ved at det første sett fingre (135, 208, 308) er forskjøvet i forhold til nevnte andre sett fingre (156, 228, 335) langs omkretsen.

16. Fremgangsmåte for å ekspandere en utbedringsf6ring i et rør for å tette et hull i dette, karakterisert ved bruken av et apparat som angitt i hvilket som helst av de foregående krav.