NO322144B1 - Momentomformer til bruk ved boring med roterende borekrone - Google Patents

Abstract

Momentomformer til bruk ved boring med roterende borekrone der formålet med momentomformeren er å absorbere slag og tilveiebringe en aksial bevegelse av borekronen når torsjonsmomentet går ut over en på forhånd gitt verdi. For dette formålet er momentomformeren satt sammen av to sylindriske strengdeler 11 og 16 og forbundet gjennom lagerelementene 13 og 15. Strengdelene 11 og 16 er innbyrdes forbundet med hverandre gjennom spiralformede fjærelementer 12 på en slik måte at en relativ rotasjon mellom de to sylindriske Strengdelene bevirker en aksial forskyvning som avlaster borekrona.

Description

MOMENTOMFORMER TIL BRUK VED BORING MED ROTERENDE BOREKRONE

Denne oppfinnelsen vedrører en anordning til bruk ved roterende borekrone der hensikten er å absorbere slag og i tillegg tilveiebringe en aksial bevegelse av borekronen når torsjonsmomentet over tid går utover en på forhånd gitt verdi.

Momentomformere og dynamiske dempere som har til hensikt å dempe svingninger og begrense maksimalt momentet i borestrengen, er kjent fra blant annet oljeindustrien.

I en borestreng på flere tusen meter kan det oppstå svingninger på grunn av varierende torsjonsmoment i strengen. Slike svingninger er som oftest forårsaket av at borekrona treffer forskjellige bergformasjoner som medfører at borestrengen tilføres varierende momentbelastning.

Når borestrengen påføres torsjonsmomentet fra boremaskinen lagres store mengder energi som frigjøres når borekrona plutselig bryter løs.

Ukontrollert frigjøring av energi fører til ekstreme påkjenninger på borestreng og borekrone. Dagens styrbare boresystemer er forsynt med mye elektromekanisk utstyr som kan ta skade ved ekstreme rystelser og vibrasjoner.

I foreliggende oppfinnelse er hensikten å sette inn en anordning som umiddelbart gir aksialbevegelse når borekrona påføres last og trekker borekrona aksialt av bunnen når torsjonsmomentet overstiger en på forhånd bestemt verdi.

En slik anordning er spesielt godt egnet på moderne borekroner med faste kuttere hvor det benyttes industrielt fremstilte diamanter med høy hardhet, men hvor strukturen er sprø og følsom for slag.

I oljeindustrien er problemer knyttet til overbelastning av borestreng godt kjent og det har vært arbeidet kontinuerlig med forskjellige løsninger for å avhjelpe problemene.

Det vises i denne forbindelse til følgende patenter.

NO 315209

GB 5,083,623

US 4,281,726

EP 065 601 Al

US 4,443,206

WO 97/01693

Foreliggende oppfinnelse har i prinsippet samme funksjon som NO 315209, men den tekniske utførelsen er vesentlig forskjellig.

I foreliggende oppfinnelse tilveiebringes aksialforskyvningen ved hjelp av et sett fjærelementer mens aksialbevegelsen i NO 315209 oppnås ved en trapesgjengeforbindelse og en separat fjærpakke.

I forhold til teknikkens stilling på området er hensikten med oppfinnelsen å frembringe en løsning som gir en umiddelbar beskyttende reaksjon for deretter ,ved vedvarende overbelastning trekker seg sammen for å redusere den aksiale lasten på borekronen, slik at denne frigjøres. I forhold til teknikkens stilling har oppfinnelsen vesentlige fortrinn samtidig som den er enklere og mer robust. Dermed reduseres faren for havarier. I tillegg oppnås vesentlig mindre kostnader til produksjon og vedlikehold.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at to sylindriske strengdeler er konsentrisk .opplagret i hverandre og innrettet for begrenset aksial* og roterende innbyrdes bevegelse i forhold til hverandre. Strengdelene er forbundet gjennom et antall spiralutformede tjæréleménter på en slik måte at innbyrdes rotasjon mellom strengdelene bevirker aksial forskyvning når momentet overskrider en gitt verdi.

Denne anordningen settes inn i borestrengen like bak hovedkomponentene i bunnhullsstrengen eksempelvis borcvasskedrevet mnftw, Hatfli™gamim£«»nhftt ng styresystem, eller som en integrert de) av borehodet (bottom hole assembly) når det benyttes roterende borestreng.

Oppfinnef lsen skal nå forklares nærmere i tQknytning til beskrivelse av et urførelsesek tsempel Og med henvisning til vedlagte tegninger, hvor:

Fjg'1 viser plassering av oppfinnelsen i forhold til borestreng og mudmotor

Fig.2 viser plassering av oppfinnelsen i forhold til borehode ved roterende borestreng

Fig3 viser oppfinnelsen med delvis snitt gjennom sylindrisk strengdel

På figur 1. betegner 1 oppfinnelsen montert inn mellom en borestreng (6) og enborevæskedrevetmotor(2) som gjennom vinkelleddet (3) er forbundet med borekrona 4 tilordnet faste skjær (5). På figur 2. vises alternativ plassering av oppfinnelsen 1 plassert inn mellom en roterende borestreng (6) en retningskontroll enhet (7) med styrelabber (8) og en borekrone (4) ined faste skjær (S).

En øvre sylindrisk strengdel (11) med gjenger (9) er konsentrisk opplagret til en nedre sylindrisk strengdel (16) gjennom lagerelementene (13) og (15).

Strengdelene er innbyrdes forbundet med hverandre gjennom spiralformede elementer (12) j$en slik måte at innbyrdes rotasjon mellom de to sylindriske strengdelene bevirker en aksial forskyvning. VM å variere tykkelse, spiralstigning og materialer i fjærelementene (12) fastsettes rhomentet (18) som gir ønsket aksial forskyvning. Gjennom øvre - og nedre strengdel går et gjennomgående hull (10).

Pakningselementet (14) tetter for innvendig overtrykk.

Claims (1)

1. Patentkrav 1. Momentomformer til bruk ved boring med roterende borekrone der momentomformeren er satt sammen av en øvre sylindrisk strengdel (11) konsentrisk opplagret til en nedre sylindrisk strengdel (16), karakterisert ved at strengdelene (11) og (16) er forbundet gjennom et antall spiralformede torsjonsfjærer (12). Patentkrav 2. Momentomformer som beskrevet i patentkrav 1, karakterisert ved at det mellom strengdelene (11) og (16) er anbrakt føringselementer (13) og (15) samt pakning (14).