NO323680B1 - Nedihulls strupemekansisme - Google Patents

Description

O<pp>finnelsens bakgrunn:

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen angår oljebrønnsteknologi. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en nedihulls-strupemekanisme, omfattende: et med porter forsynt hus som har minst én husport, hvilket hus har en innvendig diameter og en utvendig diameter;

en innerhylse som er forskyvbar langs det portforsynte husets innerdiameter; og

en strupehylse som er forskyvbar langs det portforsynte husets ytterdiameter.

Kjent teknikk

Strømningsregulering har vært et anliggende for oljeboringsindustrien, helt siden den første brønnen frembrakte en utspringende oljesøyle slik som spindeltopp-søylen i Texas den 10. januar 1901. Opprinnelig var strømningsregulering foku-sert på overflate-basert utstyr, men etter hvert som teknologien skred frem, og flere produksjonssone/produksjonsfluidsbrønner vokste i utbredelse, er strøm-ningsregulering nede i borehullet blitt stadig viktigere.

En spesiell, kjent anordning som har vært meget effektiv, er CM-sleidehylsen som er kommersielt tilgjengelig fra Baker Oil Tools, 6023 Navigation Boulevard, Houston, Texas 77011. Hylsen anvender et ytterhus med slisser og et innerhus med slisser. Slissene kan bringes på linje med og ut av linje med aksial-bevegelse av innerhuset i forhold til ytterhuset. Verktøyet virker etter sin hensikt, men gir ingen selektivitet med hensyn til hvor på omkretsen strømning er ønskelig. Andre ventil- eller strupeanordninger er også tilgjengelige innen kjent teknikk, men det er fremdeles behov for mer effektive anordninger og spesielle anordninger som virker der andre ikke har vist seg effektive. Dessuten vil anordninger som virker med liten eller ingen innsats fra overflaten, trolig også ha en merkbart positiv innvirkning på industrien.

US 5.038.862 beskriver et nedihulls-sementeringsverktøy som har et hus med sideport(er), en forskyvbar innerhylse og en forskyvbar ytterhylse.

US 4.691.778 beskriver et tannhjulsystem som går i inngrep med en tannstang i en glidehylseventil.

US 4.560.005 omtaler en brønnstrømnings-styringanordning for kontinuer-lig automatisk styring av vannstrømning inn i eller ut av brønner, vannførende sjikt og lignende gjennom rørsøyler som innbefatter pumper og injeksjonsrør. Styringen innbefatter en fast rørdel som er valgfritt montert til den nedre enden av en pumpe i en brønn og hvor en indre oppadrettet forspent strømningsreguleringsrørdel er aksielt bevegbar for på den måte å automatisk justere strømningen gjennom verti-kalt innrettbare åpninger gjennom hver av de faste og bevegbare rørdelene avhengig av retningen av fluidstrømning, trykk og operasjonsforhold innen brann-pumpen.

Sammenfatning av oppfinnelsen:

De ovenfor omtalte og andre ulemper og mangler ved teknikkens stilling overvinnes eller minskes ved en nedihullsstrupemekanisme som omtalt i innled-ningen av beskrivelsen og som er kjennetegnet ved at et drivsysterri som er i stand til variabel bevegelse av strupemekanismen, hvorved strømning av fluid gjennom den minst ene port er variabelt regulerbar.

Foretrukne utførelsesformer av nedihullsstrupemekanismen er videre utdy-pet i kravene 2 til og med 16.

I forbindelse med alle de følgende utføringsformer og del-utføirngsformer av oppfinnelsen, vil det forstås at disse innbefatter (selv om de kan anvendes uten) nedihullselektronikk innbefattende prosessorer, følere, etc. i nédihullsmiljøet som foretar avgjørelser basert på inngangssignaler fra følere og/eller fra for-håndsprogrammering og/eller fra overflate-signaler. Disse intelligente systemer er mer utførlig beskrevet i US-patent nr. 5.597.042 som tilhører søkeren og som det herved henvises til.

Et sylindrisk verktøy kan være anordnet med et flertall eller antall av enkelt-ventillegemer. Ventillegemene er enkeltvis aktiverbare for å tilpasse strømningen rundt verktøyets omkrets. Blant enkelt-ventillegemene foretrekkes tre utførelses-versjoner. I den første versjon er hver enkelt ventil innrettet til å være rotasjons-messig justerbar, i den andre versjon, som utseendemessig er meget lik den førs-te, er ventilen innrettet til å være forskyvbar i lengderetningen, og den tredje versjon utgjør en konisk/sylindrisk spydventil og en konisk/sylindrisk samvirkende konstruksjon som lar fluid strømme når spydet ikke er tvunget helt inn i kjeglen.

Tilpasset regulering er mulig blant også omkretsmessig regulering. Det vil forstås at blant ventillegemene kan forskjellige versjoner av utføringsformene monteres i ett verktøy.

Aktivering av ventillegemene ved hvilken som helst av utførelsesversjonene kan skje ved hjelp av elektrisk motor, hydraulisk eller pneumatisk trykkstrømning eller på annen måte. Det kan også være anordnet en elektronisk nedihullspakke som reagerer på den beslutningstakende avføiing og krafttilførsel for brønnverk-tøyene ifølge oppfinnelsen.

Det kan være anordnet en torusformet, oppblåsbar/avlastbar blære som danner en sentralt beliggende åpning som fluid kan strømme gjennom når blæren ikke er helt oppblåst slik at åpningen tildekkes. En fordel med anordningen er at den er meget allsidig og i stand til å gjennomgå svært mange lukke- og åpne-sykluser i varierende grad uten svikt.

En vedhengende hylse-strupemekanisme er også omtalt. Verktøyet innbefatter inner- og ytterhylser som er anordnet på én eller begge sider av verktøyhu-sets inner- og ytterdiameter. Inner- og ytterhylsene er fast forbundet med hverandre, slik at hylsene beveger seg sammen for å dekke eller frigjøre åpninger i huset som fluid kan strømme gjennom. Aktivering kan skje ved elektrisk, hydraulisk eller pneumatisk motor og en tannhjulsutveksling eller ved hjelp av konvensjonelle omstillingsverktøy. Fortrinnsvis anvendes posisjonsfølere for å gi informa-sjon med hensyn til hylsens posisjon. Andre følere er vist i søkerens US-patent nr. 5.597.042, som det herved henvises til.

Det er også omtalt en uavhengig hylse-strupemekanisme. I den uavhengige mekanisme er inner- og ytterhylsene ikke forbundet med hverandre og kan aktiveres uavhengig av hverandre. Aktivering kan skje ved hjelp av en enkelt motor, som ved hjelp av en solenoid kan tilkoples den ønskete tannhjulsutveksling eller ved hjelp av to innbyrdes uavhengige motorer. Den ovenfor omtalte avføiing eller behandling kan også anvendes ved denne utføringsform.

Generelt i forbindelse med ovenstående anvendes posisjonsfølere så som lineær-potensiometere, lineære spennings-forskyvningstransduser (LVDT) - omgjørere eller en synkroniseringsinnretning for å bestemme posisjonen til enten de avhengige eller uavhengige hytsestrupeanordninger. I både den tredje og fjerde utføringsform er det dessuten anordnet utskjæringsmekanismer i tilfelle av svikt ved det kraftdrevne aktiveringssystem, slik at verktøyet kan aktiveres på konvensjonell måte f.eks. ved hjelp av et omstillingsverktøy.

Det er videre omtalt en nesetetning-strupemekanisme. Nesetetnings-strupemekanismen innbefatter en bevegelig hylse på innsiden av et portforsynt hus som regulerer strømningen ved å tildekke størrelsen av portarealet som er åpent for strømning. Strømning begrenses ved hjelp av den spesielle utstikkende nese på innerhylsen. Mekanismen gir en fordel ved at den beskytter tetninger mot strømning gjennom anordningen. Dette er fordelaktig fordi den hindrer tetninger i å bli spylt ut eller avskåret av strømningen under bruk av strupemekanismen. Anordningen aktiveres ved hjelp av drevne innretninger eller, hvis slike innretninger svikter, ved hjelp av konvensjonelle midler etter avskjæring. Denne anordning gir også en dobbelt støtteoperasjon ved å tilføye en andre utskjæirngsmekanisme og en andre strømningsregulering.

Det er også omtalt en skrueformet kilestrupemekanisme. Denne anordning innbefatter skrueformete spor rundt ytterdiameteren til et portforsynt hus og kiler som er satt i sporene og som kan beveges basert på bevegelsen til en hylse som er festet til kilene enten direkte eller via en mellomliggende innretning. Ved å føre kilene inn i den skrueformete strømningsbane begrenses strømningen; ved å føre kilene ut av strømningsbanen, kan strømningen økes. Fortrinnsvis anvendes to-talt fire kiler, slik at strømningsarealet maksimeres gjennom ring-arealet samtidig som nøyaktig og fullstendig regulering av fluid begunstiges. Innerhylsen, som kilene er driftsmessig festet til, aktiveres ved hjelp av motorer av elektriske, hydrauliske eller pneumatiske driftsutføreiser eller konvensjonelt etter.utskjæring av skjærutløsningshylsen.

Der videre omtalt en spiral-strupemekanisme som forstørrer eller formins-ker portåpningene i et portforsynt hus ved omdreining av en spiralstrupeanord-ning. Omdreining av strupeanordningen endrer strupeåpningen mellom det portforsynte hus og porten i spiralstrupeanordningen. Dette muliggjør pålitelig regulering av strømningen fra brønn-ringrommet til rørstrengen. Følere brukes til å bestemme posisjonen til regulerings-spiralstrupeanordningen. Aktuatorer for anordningen er lik de som er omtalt ovenfor, og en utskjæringskonstruksjon tilføres for å bringe den kraftdrevne aktuator ut av kontakt med strupeanordningen. Ved denne utføringsformen er omstitlingsoperasjonen en permanent éngangs-lukkeoperasjon.

En åpnings-strupemekanisme er også omtalt der en bevegelig hylse i et åpningshus som har et antall hardmaterial-åpninger regulerer fluidstrømning ved å stenge antall åpninger som er åpne for strømning. Ifølge denne utføringsform er inngangen til åpningene firkantet for å gi et trykkfall. Anordningen aktiveres fortrinnsvis ved hjelp av en motor- og tannhjulsenhet som omfatter rettskåme sylindriske tannhjul og en drivskrue. Det inngår en utskjæringsmekanisme som mulig-gjør konvensjonell aktivering av hylsen dersom de kraftdrevne aktuatorer skulle svikte.

Ovennevnte og andre trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå og bli forstått av fagmenn på området ut fra følgende nærmere beskrivelse samt tegninger hvor like elementer har samme henvisningstall, og hvor

Figur 1 viser et tverrsnitt av flerventillegemestrømningsregulerings-anordningen ifølge oppfinnelsen, Figur 2 viser et lengdesnitt gjennom en enkelt rotasjons-ventillegeme-konstruksjon ifølge oppfinnelsen, Figur 3 viser et lengdesnitt av en enkelt glide-ventillegeme-konstruksjon ifølge oppfinnelsen, Figur 4 viser et lengdesnitt av en enkelt konisk/sylindrisk ventillegeme-konstruksjon ifølge oppfinnelsen, og Figur 5 er et sideriss av verktøyet ifølge oppfinnelsen og viser vinduene i ytterhylsen og ventilene som er synlige gjennom vinduene, Figur 6 er et sideriss av oppfinnelsen med vinduene vist i et innbyrdes for-skjøvet mønster, Figur 7 er et sideriss av en trykkstyrt ventil i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

Figur 8 er et enderiss av den trykkstyrte ventil vist i figur 1,

Figur 9-16 er en illustrasjon av en tredje utføringsform av oppfinnelsen der en inner- og ytter-strupehylse er festet til hverandre,

Figur 9A viser et tverrsnitt langs linjene 9A-9A i figur 9,

Figur 11A viser et tverrsnitt langs linjene 11A-11A i figur 11,

Figur 11B viser et tverrsnitt langs linjene 11B-11B i figur 11,

Figur 11C viser et tverrsnitt langs linjene 11C-11C i figur 11 A,

Figur 11D viser et tverrsnitt langs linjene 11D-11D i figur 11 A,

Figur 17-21 gjengir en fjerde utføringsform av oppfinnelsen, der inner- og ytterhylsene ikke er festet til hverandre,

Figur 17A viser et tverrsnitt langs linjene 17A-17A i figur 17,

Figur 17B viser et tverrsnitt langs linjene 17B-17B i figur 17,

Figur 17C viser et tverrsnitt langs linjene 17C-17C i figur 17,

Figur 17D viser et tverrsnitt langs linjene 17D-17D i figur 17A,

Figur 22 er et skjematisk perspektivriss av drivmekanismen ved den fjerde utføringsform av denne oppfinnelse, Figur 23-27 gjengir en femte utføringsform av oppfinnelsen, der en nesetetning-strupemekanisme er vist, Figur 28-34 viser en skruekile-strupemekanisme ifølge oppfinnelsen, Figur 31A viser et tverrsnitt av oppfinnelsen vist i figur 28-34, langs linjer med samme tall/bokstav-kombinasjon, Figur 35 er et grunnriss av skruesporene og -kilene ifølge oppfinnelsen vist i figur 28-34, hvor røret er blitt adskilt og lagt flatt, Figur 36 er et perspektivriss av samme del av oppfinnelsen som i figur 28-34, Figur 37-41 viser et langstrakt riss av en spiral-strupeutføringsform av oppfinnelsen, Figur 39A viser et tverrsnitt av utføringsformen vist i figur 37-41 sett langs linjer med samme tall/bokstav-kombinasjon, Figur 42-46 viser et langstrakt riss av en annen utføringsform av oppfinnelsen, med en åpnings-strupemekanisme, og Figur 45A viser et tverrsnitt av oppfinnelsen vist i figur 42-46, sett langs linjer med samme tall/bokstav-kombinasjon.

Nærmere beskrivelse av de foretrukne utførinasformer:

En fagmann på området vil, ved å studere figur 1, innse at verktøyet omfatter et ytterhus 10 med et antall eller flertall av ventillegeme-boringer 12 (kan om ønskelig også være en enkelt ventillegeme-boring) som er anordnet fortrinnsvis ringformet rundt en innerhylse 14 og et aksialt tomrom 16. En kort henvisning til figur 5 og 6 vil bringe verktøyet i perspektiv for fagmenn på området. Det skal forstås at figur 5 og 6 er eksempler på plasseringer og mønstre for vinduer og at andre mønstre og plasseringer er mulig og ligger innenfor oppfinnelsens ramme.

De enkelte ventiliegemer 18, som er nærmere omtalt nedenfor som 18a, 18b og 18c, manøvreres sammen, enkeltvis, eller i valgte undergrupper, for å få tilgang til og bringe ønsket fluid fra ønskete områder innenfor en sone. Aktive-ringen av ventillegemene kan skje ved hjelp av elektrisk motor (enten vanlig eller en trinnmotor), hydrauliske eller pneumatiske systemer, solenoidsystemer uansett hvorvidt en enkeltsolenoid anvendes for alle ventilene eller hver ventil har sin egen solenoid, etc. Kraft kan tilføres ved hjelp av en kilde oppe i borehullet eller ved overflaten eller en kilde nede i borehullet og kan være batterier, kapasitorer, TEC-tråd, etc. Kompleksiteten til det ønskete system vil bestemme hvorvidt alle lege-mene 18 skål aktiveres samtidig med en enkelt aktuator eller om enkelte eller grupper skal aktiveres, hvilket vil kreve ytterligere aktiveringssystemer eller i det minste brosystemer i verktøyet. Flere systemer kan være innbyrdes forskjøvet for å gi tilstrekkelig rom i verktøyet.

Beslutningstaking med hensyn til åpningsgraden av et spesielt legeme 18 eller gruppe av samme, kan utføres nede i borehullet under anvendelse av nedihull-intelligensteknologi lik den som er beskrevet i søkerens US-patent nr. 5.597.042 som det herved henvises, til. 14 tomme (6,35 mm) TEC-kabel er en fo-retrukket leder selv om hvilken som helst leder kan benyttes for å lede signaler eller kraft til aktuatorene fra et intelligenssystem i borehullet eller fra overflaten.

Utføringsformene av de enkelte ventiliegemer er vist i figur 2-4. Boringen 12 vist i figur 2 er den grunneste av utføringsformene, ettersom det ikke er nød-vendig med noen langsgående bevegelse av ventillegemet 18a. Isteden erventil-legemet 18a i denne utføringsform i form av en lufteventil med et fluid-gjennomløp 20 som i varierende grad kan bringes i eller ut av flukt med utvendig vindu 22 som fører til borehull-miljøet og innvendig vindu 24 som fører til det aksiale hulrom 16 i verktøyet. Innrettingen av lufteventillegemet 18a utføres ved å dreie legemet 18a via stangen 26. O-ringer 30 er plassert på hver side av gjennomløpet 20 for avtetting av anordningen.

I figur 3 er det visten ventilsleide 18b. Boringen 12 er dypere i denne utfø-ringsformen på grunn av behovet for å bringe vinduene 22 og 24 ut av flukt med gjennomløpet 21 ved en lengdebevegelse av ventillegemet 18b. O-ringer 30 er anordnet for å avtette konstruksjonen. Vinduene 22 og 24 bringes i varierende grad i flukt med gjennomløpet 21 ved å bevege legemet 18b via stangen 26.

I figur 4 er det vist et annet lengdepåvirkbart ventillegeme. Konusventilen 18c er hovedsakelig en stumpkjegle med en sylindrisk forlengelse som passer i en tilsvarende formet boring 12. Avpasset strømning oppnås avhengig av i hvilken grad ventillegemet er innført i den konisk/sylindriske boring 12. Vinduer 22 og 24 er i denne utføringsform erstattet av innbyrdes forskjøvne, henholdsvis ytre og indre åpninger 32, 34. Et fluidgjennomløp 21 er ikke nødvendig i denne utførings-form. O-ringer 30 er anordnet for å avtette konstruksjonen. Omfanget av stump-kjégle/sylinder-utføringsformen av legemet 18c er viktig fordi det muliggjør meget nøyaktig regulering av fluidgjennomstrømningen.

Flerventillegeme-verktøyet ifølge oppfinnelsen gir betydelig spillerom med hensyn til konstruksjon og valgfrihet når det gjelder strømning, og er derfor verdi-full for industrien.

Ifølge en andre utføringsform av oppfinnelsen, vist på figur 7 og 8, anvendes en fluidtrykk-manøvrert blæreventil. Blæren ifølge oppfinnelsen kan plasseres i en rørseksjon, slik at en ytterdiameter av blæren er fast festet til rørets innerdiameter, og blærens indre åpning er åpen eller lukket avhengig av størrelsen av trykket innvendig i blæren i forhold til omgivelsestrykket i nærheten av blæren. Figur 7 er et sideriss av en trykkstyrt ventil ifølge foreliggende oppfinnelse. En torusformet blære 44 er plassert innvendig i et rør 40. Blæren 44 kan være forbundet med rørets 40 innside ved bruk av et klebemiddel eller annen egnet feste-innretning som innbefatter, men ikke er begrenset til, et innvendig i blæren anordnet mekanisk, magnetisk festeelement som da klemmer blæreveggen mellom det magnetiske element og røret som blæren er plassert i. Alternativt kan blæren 44 simpelt hen plasseres i røret 40 og holdes i ønsket stilling ved hjelp av friksjon på grunn av de innvendige trykk i blæren. Blæren 44 har en åpning 42 som tillater

fluid å strømme gjennom røret 40 når blæren ikke er oppblåst. Blæren 44 er fortrinnsvis laget av et elastisk materiale som kan blåses opp og trykkavlastes gjenta-gende ganger uten nedbryting av materialet. Trykksetting og trykkavlasting av blæren ifølge oppfinnelsen utføres gjennom en styreledning 46 som fortrinnsvis løper gjennom røret 40 og strekker seg inn i blærens 44 indre. Styreledninger 46

står i avtettet forbindelse med blæren. Styreledningen 46 styrer trykket i blæren og kan blåse opp eller avlaste blæren 44 via hydrauliske, pneumatiske elter andre trykkilder.

Når blæren 44 blåses opp, vil den ekspandere. Ettersom ekspansjon radialt utad hindres av røret som blæren befinner seg i, er ekspansjonen begrenset til radialt innad og i lengderetningen. Ettersom radial innad-ekspansjon krever mindre energi, søker blæren å stenge åpningen 42 og derved avtette røret 40. Ønsket strømning gjennom røret 40 kan oppnås ved å utsette blæren 44 for et bestemt fluidtrykk.

Figur 8 er et enderiss av røret 40 vist i figur 7, innbefattende trykkstyreventi-len plassert i røret 40. Som ovenfor nevnt, kan den sentralt beliggende åpning 42 åpnes eller lukkes ved å blåse opp eller trykkavlaste blæren 44 for å regulere strømning gjennom røret 40.

Den trykkstyrte ventilen ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter en enkelt, bevegelig del, nemlig blæren 44, som er laget av et elastisk materiale. Derfor kan den trykkstyrte ventil tåle mange åpne- og lukke-sykluser uten å svikte. Dette trekk gjør den trykkstyrte ventil ideell for anvendelser så som nedihull-strømnings-kontroil og andre anvendelser, og hvor omgivelsesforholdene er ugunstige og ventil-vedlikehold eller -utskifting er vanskelig.

Den trykkstyrte ventil kan styres fra brønnoverflaten eller gjennom nedihull-intelligens plassert i brønnen. En representativ nedihull-intelligensstyring er skjematisk vist i figur 7, men det skal forstås at oppfinnelsen også er mulig uten de viste intelligenssystemer. Nedihull-intelligens, intelligente føleranordninger, (f.eks. posisjonsfølere, trykkfølere, temperaturfølere, etc.) og kommunikasjoner for kom-munikasjon til en nedihull- eller overflate-mikroprosessor via hvilken som helst konvensjonell kommunikasjonsanordning eller -media så som telemetrianordning-er, kabel, TEC-ledning, etc, er gunstig for manøvreringen av den ovenfor beskrevne ventil. Dessuten er nedihull-intelligenssystemene som er beskrevet i USSN 08/385.992 tilhørende søkeren, ønskelige for å overvåke forhold innbefattende tilstanden til den trykkstyrte ventil og for å initiere og utføre kommandoer. Ved å overvåke forholdene i borehullet, kan tilmålte justeringer av den trykkstyrte ventil utføres for øket effektivitet og produksjon ved enhver gitt brønn. Denne type nedihull-intelligens er anvendbar og ønskelig i forbindelse med alle de her viste utføringsformer, og selv om bare noen av utføringsformene inneholder direkte henvisning til intelligente systemer og styreinnretninger, vil det forstås at disse kan gjelde for alle utføringsformene.

Ifølge en tredje utføringsform av oppfinnelsen, vist i figur 9-16, omfatter en vedhengende hylse-strupemekanisme et med porter forsynt hus 60 som på sin innerdiameter er flankert av en innerhylse 62 og på sin ytterdiameter av en strupehylse 64. Hylsene 62 og 64 er festet til hverandre ved hjelp av en holdekile 66, slik at en enkelt aktuator kan anvendes for å bevege både innerhylsen og strupehylsen til helt åpne stillinger eller strupestillinger eller mellomliggende stillinger. Som en fagmann på området vil forstå, kan den spesielle aktuator som anvendes være elektrisk, pneumatisk, hydraulisk, forbrenningsmotor eller annét. Den mest foretrukne utføringsform er imidlertid vist i figur 9-16 og anvender en elektrisk motor 70 som overfører kraft gjennom en tannhjulsutveksling som er anordnet og opplagret i et tannhjulslegeme 102 og sylindrisk tannhjulslegeme 77 omfattende et rettfortannet sylindrisk tannhjul 72 i kontakt med motoren 70, som driver drivakselen 76 som overfører kraft effektivt som, i sin tur, via rettfortannede sylindriske tannhjul 108,110-profiler står i inngrep med drivskrue 78. Drivskruen 78 har på sin innerdiameter en skruegjenge som er komplementær med en ytterdiameter-gjenge på drivhylsens 80 oppihullsende. Drivhylsen 80 overfører lineærkraft til innerhylsen 62 via en knast 116. For å bidra til tannhjulsutvekslingens effektive kraftoverføring, er det anordnet flere lagre 82 gjennom hele tannhjulsutvekslingen. For å øke drivskruens 78 evne til å overføre drivkraft til drivhylsen 80, er det dessuten anordnet aksiallagre 84. Aksiallagrene 84 fastholdes ved hjelp av aksialla-gerholdere 86 som er anordnet langs drivakselen 76 i tannhjulshuset 88. Tannhjulsutvekslingen fastholdes i tannhjulshuset 88 som via en kileforbindelse 89 og låsemutter 90 er forbundet med verktøykomponenter lengre nede i borehullet. En tetning 87 hindrer uønsket fluidpassasje ved oppihulls-enden, tannhjulshuset 88 er forbundet med motorhuset 94 ved hjelp av en dobbelt metallisk tetningsgjenge 92. Disse forbindelser danner et miljø for drift av tannhjulsutvekslingen. Miljøet fylles fortrinnsvis med trykkompensert dielektrisk fluid. Utenfor motorhuset 94 i oppihulls-retningen er motorhuset 94 forbundet med et elektronikkhus 96. Elektronikkhuset 96 avgrenser et atmosfærisk kammer 98 som opptar nedihulls-elektronikkprosessorer og kraftkilder eller kraftkoplere tilknyttet struperen. Det skal bemerkes at alle strupeme ifølge oppfinnelsen anvender liknende elektro-nikkpakker og liknende hus. Disse elementer er derfor ikke nærmere omtalt i forbindelse méd hver utføringsform. Det skal bemerkes at for å hindre borehulls-fluider fra å trenge inn i motorområdet, er en tetning 104 anordnet på plass ved hjelp av en låsering 106.

Nærmere detaljer vedrørende tannhjulsutvekslingen skal beskrives. Ved drivakselens 76 nedihullsende er akselen utstyrt med et tannhjulsarrangement 108 som står i inngrep med et sylindrisk, utvendig rettfortannet tannhjul 110 på drivskruen 78. På drivskruens 78 innvendige, som ikke fremgår klart av tegning-en, men som vil forstås av en vanlig fagmann på området, finnes et gjenget arrangement 112 som står i inngrep med en utvendig gjenge 114 på drivhylsen 80. Drivhylsen 80 er forbundet med innerhylsen 62 ved hjelp av knaster 116, slik at lineær bevegelse av drivhylsen 80 direkte overføres til innerhylsen 62 og overføres følgelig gjennom kilen 66 til strupehylsen 64. Det skal bemerkes at strupehylsen 64 ved sin oppihullsende omfatter et deksel 118 hvis hensikt er å unngå inntreng-ning av borehullfragmenter i det område der kilen 66 glir. Dersom fragmenter hadde trengt inn i området, ville kilen ikke gli etter hensikten og verktøyet ville måt-te repareres. Som det fremgår av figur 15, kan porten 120 i huset 60 åpnes eller lukkes ved hjelp av den ovenfor beskrevne bevegelse.

Tetninger 74 virker til å avstenge porten 122 fra porten 120 i huset 60, for fullstendig adskillelse av ringromsfluid fra rørstreng-fluid når innerhylsen 62 er plassert i nedadposisjonen. Tetningene 74 er anordnet på den samme aksiale diameter for å minske nettokraften som skyldes stempelareal-forskjellen til null forskjell.

Det skal bemerkes at innerhylsens port 122 flukter med husets 60 port 120, slik at denne del av anordningen er helt åpen, før strupehylsen 64 trekkes tilstrekkelig oppover i borehullet til at porten 120 går klar av porthuset 60. Dette skyldes ekstra lengde på hylsens 64 nedihullsende. Dette er et viktig trekk ved oppfinnelsen, ettersom innerhylsen 62, når strupehylsen 64 er plassert i strupestillingen, er mer fullstendig åpen. Ved å sørge for at porten 120 og porten 122 er i flukt med hverandre, hindres strømningsavskjæring av innerhylsen. Med strupehylsen 64 forlenget på den beskrevne måte, vil dessuten erosjonsslitasje på grunn av strømning i strupestillingen ikke umiddelbart påvirke anordningens funksjon, slik at innerhylsen vil bli skadet av at strupehylsen ikke virker etter hensikten. Med andre ord vil strupehylsens 64 forlengete parti sørge for forlenget levetid for verktøyet, på grunn av dens effektive ekstra lengde. For å unngå erosjonsslitasje på strupehylsen, er forøvrig et hardt slitetast materiale så som volframkarbid enten påført som et belegg på hylsen 64 eller utgjør faktisk hele eller en del av hylsen 64.

Ved nedihulisenden av strupehylsen 64 i lukket stilling, ligger den an mot et nedre rørstykke-anslag 124 som danner både et nedihullsanslag for strupehylsen 64 og som dessuten har noe videre utvendig diameter for å beskytte strupehylsen

64 mot skade under innføring.

Oet skal bemerkes at motorhuset er forskjøvet fra hylsen for å oppta motoren, tannhjulsutvekslingen, elektronikken og kompenseringssystemét under mini-mering av verktøyets ytterdiameter.

I den mest foretrukne utføringsform av den nedhengende hylse, anvendes en posisjonsføler så som et lineær-potensiometer, lineærspenning-forskyvningstransduser (LVDT), omgjører- eller synkroniseringsinnretning. Posi-sjonsfølerens nøyaktige plassering er ikke vist, men kan være hvor som helst langs der lineærbevegelse erfares eller der rotasjonsbevegelse erfares i tilfelle en rotasjons-posisjonsføler anvendes.

I denne så vel som i de andre utføringsformer av denne oppfinnelse, er motoren og tannhjulsutvekslingen beskyttet ved hjelp av et trykkompensert dielektrisk fluid. I figur 11C og 11D er to alternative trykk-kompensatorer vist. Begge kom-pensatorkonstruksjoner er beregnet på å skille brønnfluid fra det dielektriske fluid med et bevegelig element for å tillate trykkendring i det dielektriske fluid som re-aksjon på en trykkendring i det omgivende fluid. I figur 11C er kondensatoren et stempel 101 som er bevegelig montert i en sylinder 103 som er utskåret i motorhuset 94. Kompensatorsylinderens plassering er ikke avgjørende og er vist, f.eks. i figur 11A. Sylinderen 103 er åpen til rørstrengtrykk gjennom porten 105 og er åpen til det dielektriske fluid ved motsatt ende av sylinderen. Stempelet omfatter konvensjonelle deler så som et stempellegeme og kappe og ikke-elastomeriske

. tetninger.

I den alternative utføringsform anvendes en belg 107 til den samme oppga-ve som stempelet 101. Belgutføreisen innebærer den fordel at stempeltetninger elimineres og øket reaksjonsevne overfor trykkendringer, men har den ulempe at verktøylengden øker på grunn av kort utslag. Metallbelgen er kommersielt tilgjengelig fra Senior Aexonics.

Strupesystemet ifølge oppfinnelsen sørger for reserve-aktivering ved hjelp

av et konvensjonelt omstillingsverktøy, i tilfelle aktuatoren ifølge oppfinnelsen skulle svikte. Med henvisning til figur 13, og tilbake til knastene 116, kan drivhylsen 80 frakoples innerhylsen 62 ved å omstille en bruddhylse 126 oppihull ved bruk av et konvensjonelt omstillingsverktøy som virker på en bruddskulder 138 (se figur 13). Ved anlegg mot en bruddskulder 138, forsynes bruddhylsen 126 med tilstrekkelig skjærspenning til å bringe bruddskruen 132 til å svikte slik at bruddhylsen 126 kan gli oppover i hullet inntil skulderen 134 treffer omstillingshylsens 130 nedihullsende 136. Ved bruddhylsens 126 oppadbevegelse, vil knasten 116 bevege seg ra-diell innad til bruddhylsens 126 nedihullsende 140, slik at knasten 116 ikke lenger er i forbindelse med drivhylsen 80. Bruddhylsen 126 vil, når den når sin øvre rekkevidde, som ovenfor omtalt, tillate låseringen 142 å smekke radielt utad inn i ringsporet 144 for å hindre ytterligere relativ bevegelse mellom hylsen 126 og hylsen 62. Ved å hindre slik relativ bevegelse hindres knasten fra igjen å komme i inngrep med drivhylsen 80 på grunn av andre brønnoperasjoner.

På dette punkt vil et omstillingsverktøy av konvensjonell beskaffenhet bli benyttet ved omstilling av profilen 128 for aktivering av innerhylsen 62 og (via kilen 66), strupehylsen 64 i oppihullsretningen. Forflytning av hylsene i oppihullsretningen vil, som tidligere nevnt, åpne anordningen. Ved å benytte omstillingsprofilen 146 ved innerhylsens 62 nedre rekkevidde, kan hylsen 62 og hylsen 64 omstilles til lukket stilling. Ved manøvrering av verktøyet i lukkeprosessen på omstillingsprofilen 146, kan brønn-operatøren forsikre seg om at et verktøy ikke vil bli drevet forbi sin riktige orientering av anslagsskulderen 148 som er en del av huset 60.

I figur 17-22 er det vist en selvstendig hylsestrupemekanisme der to selv-stendige bevegbare hylser er plassert på hver side av det portforsynte hus. Huset er lik det som er vist i forbindelse med den ovenfor beskrevne, nedhengende hylsestrupemekanisme, og tillater fluidstrømning gjennom porten avhengig av stil-lingene til en strupehylse og en innerhylse. Som i den foregående utføringsform . omfatter en strupehylse et hardt materiale enten påført hylsens utside eller omfattende en del eller hele hylsen.

Betraktes figur 20 og 21 fra verktøyets nedihullsende, strekker det nedre rørstykke 200 seg oppad til forbindelse med det portforsynte hus 202 ved gjenge-forbindelsen 204 og innbefatter en tetning 207. Det nedre rørstykke 200 omfatter videre en radialt utvidet seksjon 208 med en skulder 206 som virker som et nedad-anslag for strupehylsen 210. Strupehylsen 210 er lineært påvirkbar for å lukke og åpne porten 212 i huset 202. Som en fagmann på området uten tvil vil forstå, er porten 212 helst et antall porter anordnet omkretsmessig rundt oppfinnelsen. Det ligger innenfor rammen av oppfinnelsen å ha så få som én port. Strupehylsen 210 er beskyttet av strupedekselet 214 som er ikke-bevegelig og er forankret til kiler 216 som strekker seg fra strupedekselet 214 til strupe-koplingshylsen 218. Strupehylsen 210 omfatter et spor 220 hvorved hylsen kan gli i lengderetningen forbi kilene 216. Med andre ord er kilene 216 forskyvbart opptatt i sporet 220 og hindrer rotasjonsbevegelse av hylsen 210. Hylsen 210 må hindres i å rotere, ettersom aktiveringsmekanismen som frembringer strupehylsens 210 langsgående bevegelse frembringes av en drivskrue som, uten at den hindres i å rotere, bare ville rotere strupehylsen istedenfor å drive den i lengderetningen. Kilene 216 overfører også strekkbelastning fra verktøyets overside til dets underside, ved å overføre belastningen fra strupedekselet 214 via kilene 216 til strupekoplingshylsen 218. Nærmere bestemt, og med henvisning til figur 18 og 19, fortsetter strupehylsen 210 oppover i hullet forbi skulderen 222 til en oppihullsende av denne med ytterdiameter-gjenger 224 som er komplementære med innerdiametér-gjengene 226 på strupedrivskruen 228. Strupedrivskruen 228 drives av strupedirvakselen 230 som har et rettfortannet sylindrisk tannhjul 232 ved sin nedihullsende. En fagmann på området vil bemerke at lageret 234 er plassert ved strupedrivakselens 230 nedihullsende for opplagring av drivakselen 230 og for å unngå slark.

Et viktig trekk ved oppfinnelsen innbefatter aksiallagre 236 beliggende på hver side av strupedrivskruen 228. Aksiallagrene 236 sørger for en jevnere kraft-overføring fra drivakselen 230 til strupehylsen 210. Bedre kraftoverføring mulig-gjør bruk av en mindre og billigere motor. Drivakselen 230 strekker seg oppover i

. borehullet til sin avslutning ved det rettfortannede sylindriske tannhjul 240. Drivakselen 230 er opplagret ved sin oppihullsende, i likhet méd dens nedihullsende, ved hjelp av lagre 234. Drivakselen 230 drives av en motor vist i figur 17Å og 17B med tallet 244 via virkningen av solenoiden 242 som selektivt samvirker med et av

tomgangstannhjulene 278 for å drive enten strupedrivakselen 230 eller innerhylse-drivkomponentene 272. Idet det igjen vises til figur 20 og 21 og en nedihullsende av verktøyét ifølge oppfinnelsen, strekker innerhylsen 250 seg i lengderetningen og eksisterer aksialt innenfor porten 212. Innerhylsen 250 omfatter videre en port 252 som kan bringes i eller ut av flukt med porten 212 etter ønske. Innerhylsen 250 omfatter omstillingsprofiler 254 og 256 for konvensjonell omstilling av hylsen i tilfelle et drivsystem skulle svikte. Dersom slik svikt skulle opptre, trenger bare bruddskruen 258 å bli avskåret på grunn av en strekkraft som virker på f.eks. profilen 254. Straks bruddskruen 258 er brutt, frakoples drivsystemet fra hylsen 250 og det kan normalt omstilles med et konvensjonelt skifteverktøy.

Forutsatt at drivsystemet ikke har sviktet, forblir bruddskruen 258 intakt og utgjør en sikker forbindelse mellom hylsen 250 og drivhylsen 260 som beveger seg i lengderetningen opp og ned i borehullet, i henhold til bevegelsene til et ak-tuatorsystem som er nærmere beskrevet nedenfor. Innerhylse-drivhylsens 260 langsgående bevegelse begrenses av en skulder 262 ved dens oppihullsende, idet skulderen treffer et anslag 264 beliggende på strupekoplingshylsen 218 og er ved sin nedihullsende avgrenset av hylseendeflaten 266 som ligger an mot en skulder 269 når hylsen 250 er ved sin nederste stilling. En låsering 268 holder en tetning 270 i ønsket stilling. Innerhylse-drivhylsen 260 strekker seg oppover i hullet til gjengeinngrep 274 med en innerhylse-drivskrue 272. Det skal bemerkes at innerhylse-drivskruen 272 fortrinnsvis er et rettfortannet sylindrisk tannhjulsarrangement på dens ytterdiameter-overf late og et gjenget arrangement på dets innerflate. Gjengene samvirker med ytterdiameter-gjenger på innerhylse-drivhylsen 260. Aksiallagre 276 er anordnet på hver side av innerhylse-drivskruen 272 for mer effektiv overføring av kraft til drivhylsen 260. Dette oppnås ved redusert friksjon på grunn av aksiallagrene. Flere tomgangstannhjul er anordnet i drivsystemet, hvorav ett er synlig i figur 17 og er angitt med tallet 278.

Figur 22 er et skjematisk perspektivriss av drivsystemet ifølge oppfinnelsen, som vil gi fagmenn på området en bedre forståelse av hvorledes systemet drives. Tomgangstannhjulene er samlet betegnet med 278. Solenoiden er identifisert med tallet 242 med sotenoid-tannhjul 279, og drivmotoren er 244. Innerhylse-drivskruen 272 er nærmere motorarrangementet og strupedrivskruen 228 lengre borte. Strupedrivakselen 230 er også vist. Innerhylse-drivtannhjulet ér vist som

280. Figur 22 i sammenheng med det foregående og figur 17-21 gir fagmannen en utmerket forståelse av oppfinnelsen.

Solenoiden ifølge oppfinnelsen virker på omtrent samme måte som virkemåten til en automobil-solenoid og beveger seg for å komme i inngrep med et drivtannhjul 280 eller for å drive innerhylsen 272 eller strupehylsen 228 i den beskrevne og viste tannhjulsutveksling.

Kraft tilføres solenoiden og motoren gjennom motorhuset 282 via ledningen 284 som opptar en kopling 281 så som en Kemlon-kopling, som er kjent innen faget, idet ledningen fører til elektronikkhusområdet 286 som er hermetisk avtettet ved hjelp av elektronikk-husdeksel 288 som ved 290 er fastskrudd til motorhuset 282 dg omfatter en tetning 292 for å hindre brønnfluider fra å forurense elektronikken som kan innbefatte nedihulls-prosessorer, sensorer og kraftkilder. Som ovenfor omtalt kan krafttilførsel skje fra overflaten eller fra nedihulls-kilder.

Som ved den tidligere utføringsform, er motoren og solenoiden fortrinnsvis omgitt av trykkompensert dielektrisk fluid. Trykkompenseringsanordningen er som tidligere omtalt. Fluidet i denne utføringsform forefinnes i området 294 og er avtettet fra omgivende fluider ved hjelp av en tetning 296 som holdes på plass ved hjelp av en låsering 298.

I figur 23-27 er det vist en tetningsnesehylse-strupemekanisme ifølge oppfinnelsen. Anordningen benytter et dobbelt-manøvreringskonsept som øker verk-tøyets nyttige levetid. Med utgangspunkt fra verktøyets nedihullsende i figur 27, er et nedre rørstykke 300 gjengeforbundet med et portforsynt hus 302. Det skal bemerkes at det nedre rørstykke inneholder en anslagsskulder 304 som bare benyttes i tilfelle av elektronikk- eller motordrift-svikt eller annen svikt i anordningens tetningsnese. Nærmere bestemt vil knastholderhylsen 306 stoppe mot skulderen 304 dersom brudd-utløsningen ifølge oppfinnelsen anvendes. I tilfelle en svikt krever anvendelse av bruddutløsningen, er det anordnet en låsering 308 som vil låse i sporet 310 i huset 302 for å holde knastholderhylsen 306 i nedihullsstillingen dersom en slik mekanisk operasjon blir nødvendig. Knastholderhylsen 306 er gjengeforbundet med et nedre anslagsstykke 312 som kommuniserer med innerhylsen 314. Det skal bemerkes at holderhylsen 306 ved normal drift er fast forbundet med det portforsynte huset 302 via knasten 316 for å hindre relativ bevegelse mellom de to hylser. Forutsatt at elektronikk og/eller automatisk drift av strupemekanismen ifølge oppfinnelsen virker etter hensikten, er det ikke nødven-dig eller ønskelig med noen relativ bevegelse mellom knastholderhylsen 306 og huset 302.

Det skal bemerkes at bruddhylsen 318 er nøyaktig den samme som den ovenfor omtalte bruddhylse, dg den vil derfor ikke bli nærmere beskrevet her, bortsett fra tallangivelse av dens deler. Hylsen 318 omfatter låsering 320 og låse-ringspor 322 samt en setteslisse 324 som under montering av verktøyet setter en montør eller maskin i stand til å presse låseringen 320 inn i hylsen 318. Bruddskrue 326, (åpenbart helst et antall bruddskruer 326) holder bruddhylsen 318 i inngrepsst i Ilingen, inntil et omstillingsverktøy bringes til å ligge an mot omstillingsprofilen 328, hvorved bruddskruen 326 avbrytes og bruddhylsen 318 omstilles oppover i hullet for frigjøring av knasten 316.

Høyere oppe i borehullet, se figur 25, og ved verktøyets normale (ikke brudd-utløste) drift, omfatter tetningen 330 og diffusorringen 332 som opererer tetningsfiuidstrømmen gjennom porten 334 og hindrer utsiving under perioder når slik strømning ikke er ønskelig.

Innerhylsen 314 omfatter et neseparti 336 som strekker seg inn i et ringformet spor 340 i det nedre anslagsstykke 312. Dette gir en metallisk tetning for avstruping av strømning gjennom porten 334. Det skal også bemerkes at for å minske faren for utvasking av tetningene 330 eller strømningsavskjæring av disse, er det anordnet en ringformet utsparing 338 i nesepartiet 336. Dette muliggjør en minsket strømningsmengde under åpning av innerhylsen 314 for å minske slitasje på tetningen 330. Innerhylsen 314 omfatter videre en port 342 som anvendes i tilfelle nesepartiet 336 skulle gå tapt eller aktiveringsmekanismen skulle svikte. Dette vil bli nærmere omtalt nedenfor. Innerhylsen 314 strekker seg oppover i hullet og er vist som forbundet i en gjengeforbindelse med den øvre innerhylse 352 som danner omstillingsprofiler 354 og 356 for henholdsvis oppihulls-omstilling og nedihull-omstilling, dersom selve innerhylsen eller aktiveringsmekanismen skulle bli utsatt for en katastrofe. Den nedre hylse 314 og øvre hylse 352 er sammen festet til drivhylsen 360 ved hjelp av knaster 362 som holdes i inngrepsposisjon av bruddhylsen 364. Denne bruddhylse er identisk med den som tidligere er beskrevet og de fleste av bruddhylsens 364 operative elementer er tallmessig identiske med bruddhylsen 318. Bruddhylsen 364 omfatter således låsering 320, spor 322, setteslisse 324 og bruddskrue 326 samt omstiliingsprofil 328. Drivhylsen 360 er gjenget på sin ytterdiameter ved i det minste dens parti lengst oppe i hullet, hvor drivhylsen 360 står i inngrep med en drivskrue 366. For mer effektiv kraftoverfø-ring, anvendes aksiallagre 368 som holdes i ønsket stilling ved hjelp av lagerholdere 370. Drivkraft overføres til drivskruen 366 via drivaksel 372 som ved sin nedihullsende er opplagret i lagre 374 og omfatter et rettfortannet sylindrisk tannhjulsarrangement 376 ved sin nedihullsende, som er komplimentert med et rettfortannet sylindrisk tannhjulsarrangement på drivskruens 366 ytterdiameter. Fra drivakselen 372 oppe i hullet, er nesetetnings-drivmekanismen identisk med den nedhengende hylsestrupemekanisme, og er derfor ikke nærmere vist eller beskrevet på dette punkt.

Ved drift gir nesetetnings-strupemekanismen flere operasjonsmuligheter.

Innledningsvis og fortrinnsvis omfatter elektronikkhuset (ikke vist) nedihullsproses-sorer og kraftledninger eller krafttilførsler for å bestemme via preprogrammerte instruksjoner eller basert på inngangssignaler fra følere så som lineær-potensiometere, lineære spenningsdisplay-transdusere, omgjørings- eller synkro-niseringsinnretninger så vel som strømningsfølere, trykkfølere, temperaturfølere og andre følere nedi borehullet hvorvidt strømningen bør økes eller minskes. Etter en slik bestemmelse, vil anordningens elektronikk bringe motoren til å dreie drivakselen i ønsket retning for enten å bevege nesetetningen oppover i hullet eller nedover i hullet for derved å åpne eller lukke portene 334 i ønsket grad. Ettersom nesepartiet 336 enten består av eller er belagt med et hardt stoff, så som volframkarbid, vil nesepartiets levetid være betydelig. I tilfelle nesepartiet skulle løsne eller slites bort, kan imidlertid bruddhylsene 364 og 318 avskjæres som ovenfor beskrevet ved hjelp av et konvensjonelt brudd- eller avskjæringsverktøy, slik at innerhylsen kan gli nedover i hullet og derved sette den tidligere ubrukte port 342 i forbindelse med porten 334. Etter en slik hendelse kan innerhylsen 314 aktiveres mekanisk på konvensjonell måte med et omstillingsverktøy som hviler på stillings-profiler 354 eller 356 for i varierende grad å bringe porten 342 på linje med porten 334.

Ifølge en annen virkemåte, vil bare bruddhylsen 364 bli fjernet, for derved å frakople feilaktig motor-drivsystem fra innerhylsen og tillate omstillingsverktøyet å påvirke nesetetningen på den opprinnelig tiltenkte måte. Derved kan brønn-operatøren omstille nesetetnings-strupemekanismen mekanisk ved hjelp av et skifteverktøy i lengre tid selv etter at drivaktiveringssystemet har sviktet. Dersom nesetetningen, over tid ved denne virkemåten, slites bort, kan operatøren avskjæ-re bruddhylsen 318 og oppnå en fullstendig ny virkemåte for verktøyet ved å la porten 342 komme i flukt med porten 334. Verktøyets levetid er av betydning. Verktøyets utskjæringsmuligheter bidrar til å hindre behovet for å fjerne verktøyet fra dets stilling nede i borehullet over lengre tid.

I skruekile-strupemekanisme-utføringsformen av oppfinnelsen, som vist i figur 28-36, er det benyttet en drivmekanisme som er meget lik de som ovenfor er beskrevet, men slrømningsstyre-trekkene er særegne. Nærmere bestemt inneholder oppfinnelsen et øvre kilelegeme og nedre kilelegeme som er utformet med skruespor og innrettet til å oppta fjembare kiler som, når de innføres i et skruespor, struper strømning gjennom verktøyet. I den mest foretrukne utføringsform, beveger verktøyets strupeposisjon kiler fra den øvre seksjon og nedre seksjon mot hverandre og denne bevegelse fremkommer ved hjelp av én enkelt bevegelig hylse. Hylsen beveges nedover i hullet for å lukke de skrueformete strømningsom-råder og tvinger med seg de øvre kiler ned i hullet samtidig som den dreier et rettfortannet sylindrisk tannhjul ved nedihullsenden, hvilket tvinger de nedre kiler oppover i hullet samtidig som hylsen beveger seg nedover i hullet.

Med utgangspunkt ved verktøyets nedre ende, er det nedre rørstykke 400 i. figur 34 gjengeforbundet med det nedre kilelegeme 420 og ytterhuset 404. Yrter-huset 404 inneholder et antall nedre porter 406 som tillater fluid å strømme inn i det nedre strømningsområde 408. Ytterhuset omfatter også øvre porter 410 som lar fluid strømme inn i det øvre strømningsområde 412. Strømningsområdene 408 og 412 er kommunikasjonsmessig forbundet med skruelinje-strømningsbanene 416 og 418 vist i figur 35.

Radialt innenfor ytterhuset 404 er det anordnet nedre kilelegeme 420 og øvre kilelegeme 422 som er vist både i snitt i figur 30-32 og i grunnriss i figur 35. Disse kilelegemer danner skruelinjeformete strømningsbaner for å oppnå den iføl-ge oppfinnelsen ønskete strupevirkning, ved å bevege de nedre kiler 424 og øvre kiler 426. Tetninger 428 som holdes i stilling ved hjelp av tetningsholder 430,

hindrer strømning inn i uønskete områder. Oppadbevegelse av hylsen 432 åpner for strømning gjennom skruelinje-strømningsbanene 416 og 418 ved bevegelse av

kilene 424 og 426 hvorved strømningsarealet ved kilene økes. Bevegelse av hylsen 432 beveger også porten 429 på linje med portene 431 i det øvre kilelegeme 418. Fluid fra skrue-strømningsbanene 416 og 418 strømmer inn i et samlekam-mer 433 og blander seg under minsking av deres kinetiske energi. Fluid blir så omdirigert gjennom portene 429 i hylsen 432 inn i rørstrengen. Idet det fortsatt henvises til figur 30-33, strekker innerhylsen 432 seg gjennom hver av de nevnte tegninger for å aktivere både de nedre kiler 424 og øvre kiler 426. En lengdebevegelse av innerhylsen 432 flytter de øvre kiler 426 ved at innerhylsen 432 skyver på utspringet 434. Utspringet 434 er opptatt i en slisse 436 i innerhylsen 432 for å holde denne i sikkert inngrep. Den nedre kile 424 beveges likeledes av innerhylsen 432, men i motsatt retning av de øvre kiler 426. Bevegelsen er proporsjonal i størrelse men av motsatt retning. Den beskrevne bevegelse skapes ved at det på innerhylsens 432 ytterdiameter anordnes en sylindrisk rettfortanning 438 på pas-sende sted for inngrep med det sylindriske tannhjul 440 som overfører energi som innerhylsen 432 inngir til den nedre kile 424 via tannstangtenger 442 på kilenes 424 innerdiameter. Den skrueformete kile-strupemekanisme-utføringsform ifølge oppfinnelsen er vist i tegningene i lukket, fullt strupet stilling, slik det vil forstås av en fagmann på området, fra mangelen på en spalte ved det sted som er betegnet med 446 for de øvre kiler og 448 for de nedre kiler. I figur 29 og 30 er det vist en knast 450 som holdes på plass ved hjelp av bruddhylsen 452 som er beskrevet ovenfor og ikke skal beskrives nå. Knasten 450 låser innerhylsen 432 til drivhylsen 454 som er opptatt i koplingshuset 456. Drivhylsen 454 strekker seg oppover i hullet til kommunisering med drivskruen 458 som anvender aksiallagre 460 og lagerholdere 462 som ovenfor omtalt. I tilfelle av svikt av motoraktiveringen av dette verktøy, vil bruddhylsen 452 bli anvendt som ovenfor beskrevet for å frigjøre innerhylsen 432 frå drivhylsen 454 hvoretter profiler 470 ved verktøyets øvre ende og 472 ved verktøyets nedre ende kan anvendes via et konvensjonelt omstillings-verktøy for å aktivere skruelinje-kilestrupemekanismen ifølge oppfinnelsen.

Ifølge figur 37-41 er spiralstrupemekanisme-utføringsformen ifølge oppfinnelsen vist. Spiralstrupemekanismen omfatter et hus med en langstrakt port dg en dreibar spiralstruper i huset slik at strømning kan stoppes eller strupes i ønsket grad. Spiralstrupeinnsatsen omfatter en langstrakt port for å tillate strømning til rørstrengens innerdiameter.

Med utgangspunkt fra verktøyets nedre ende, ved figur 41 og oppover i borehullet (eller bakover i figumumrene) strekker et nedre rørstykke 500 seg oppover i hullet til forbindelse med et portforsynt hus 502 som danner en langstrakt port som er vist i figur 39a og betegnet med 504. Porthuset strekker seg oppover i

hullet og avsluttes ved motorhuset 530. Andre trekk ved porthuset 502 er tetninger 506 som er anordnet på øvre og nedre ender av innerhylsens 512 strømnings-strupeseksjon. Porthuset 502 omfatter.videre et låseringopptaksspor 508 som blir benyttet bare dersom verktøyets drivmekanismer skulle svikte. Dette vil bli omtalt nedenfor. Radialt innenfor porthuset 502 er innerhylsen 512 som ovenfor nevnt. Innledningsvis sees 512 best i tverrsnittet på figur 39a som gir en fagmann på området forståelse av den gradvise øking av strømningsareal mellom porthuset 502 og innerhylsen 512. Som en fagmann på området vil forstå, vil strømning gjennom porten 504 øke når hylsen 512 dreies i retning mot utviseren. Når strupehylsen 512 er i den lukkete stilling, befinner tetningene 514 seg på hver side av porten 504 og hindrer enhver strømning mellom brønn-ringrommet og rørstrengen. Når struperen er åpen vil strømning skje gjennom strømningsarealet 516 inntil strømningen når porten 518 og strømmer inn i selve rørstrengen.

Hylsen 512 blir rotasjons-aktivert av motoren 532 som driver den øvre hylse via tannringprofilen 522 for å skape en jevn kraftstrømning. Aksiallagre 524 er anordnet som vist og holdes alle på.plass ved hjelp av aksiallagerholder 526. Som i de tidligere utføringsformer er motoren omgitt av dielektrisk fluid som opptar rommet betegnet med 528 og som er avtettet fra brønnfluid ved en tetning 534 som holdes på plass ved hjelp av en låsering 536. Fluidkompensatorer er også fortrinnsvis benyttet. Motorhuset 530 omfatter en drivkanal 538 som er forbundet med elektronikkområdet 540 som er dekket av elektronikkhusdekselet 542.

Figur 38 viser knastholderen 544 som, slik det vil forstås, lett roterer på grunn av redusert rotasjonsfriksjon på grunn av aksiallagre 524, samtidig som innerhylsen 512 holdes i forbindelse med motordriften.

I tilfelle oppfinnelsen skulle svikte, er det anordnet foranstaltninger for av-stengning av en strupemekanisme, men ikke for manøvrering av strupemekanismen etter avskjæring. Dersom det skulle skje en slik svikt, aktiveres bruddhylsen 546 som nærmere beskrevet i forbindelse med de ovenfor beskrevne utførings-former. Etter at knasten 548 frigjøres fra knastholderen 544, anvendes omstil-lingsverktøyet (ikke vist) på omstillingsprofilen 550 for å tvinge innerhylsen 512 nedad for derved å bringe et spiral-strupeelement på denne hylsen ut av forbindelse med den langstrakte porten 504 for permanent lukking av strømningsregule-ringsanordningen. For å sikre at anordningen ikke vil åpne av seg selv, vil en låsering 552, ved hylsens 512 nedadbevegelse, ekspandere inn i låsering-opptakssporet 508 og vil hindre relativ bevegelse av hylsen 512 og porthuset 502.

I en siste utføringsform av oppfinnelsen er det vist en strupeåpningsmeka-nisme. I figur 42-46 er strupeåpningen vist i snitt, idet utføringsformen omfatter et antall åpninger som er konstruert av et erosjonsbestandig materiale og som fra rørstrengens innside kan avdekkes ved hjelp av en innerhylse. Dette verktøy blir, som i de foregående utføringsf ormer, aktivert ved hjelp av et brønnmotor-drivsystem som omfatter en elektronikkpakke med en prosessor- og følerinnret-ning. Idet det direkte henvises til tegningene og verktøyets nedre ende (figur 46) strekker et nedre rørstykke 600 seg oppad i hullet for gjengeforbindélse med et åpningshus 602. Det skal bemerkes at det nedre rørstykke 600 omfatter stablete radiale utsparinger på sin innerdiameter, innrettet til å oppta elementer ifølge oppfinnelsen. Den første utsparing lar tetningsdekselet 604 gli langs det nedre rørstykkets 600 innerdiameter uten å begrense rørstrengens totale innerdiameter. Den andre utsparing opptar fjæren 606 som trykker tetningsdekselet 604 til den øvre posisjon når innerhylsen 608 beveges oppad for å avdekke et antall av åpningene 610. Hensikten med tetningsdekselet 604 og fjæren 606 er å holde tet-ningsdekselets 604 øvre ende 612 i kontakt med innemylsens 608 omstillingsprofil 614, slik at når innerhylsen 608 beveges oppad under påvirkning av enten motordrivsystemet ifølge oppfinnelsen eller det konvensjonelle reserveomstillingsverk-tøysystemet, vil tetningsdekselet 604 dekke tetningen 616 og hindre at denne avskjæres av strømningen. Strømningsreguleringsanordningens operative område omfatter videre en skjerm 618 til å beskytte åpningene under innføring i borehullet og for å hindre at bruddstykker skal samle seg ved åpningene og minske strøm-ningen gjennom disse. Som en fagmann på området vil forstå, er hver åpning forlenget forbi det punkt hvor den er i flukt med åpningshuset 602, dette for å gi rom for erosjon av dysene uten å bevirke skade på anordningen. Det skal også bemerkes at åpningene er avskåret (engelsk: squared off) for å gi et trykkfall gjennom åpningen for derved å bedre verktøyets brukbarhet. Selve åpningene er fortrinnsvis konstruert av volframkarbid eller annet liknende meget erosjonsbestandig materiale for å gi verktøyet lang levetid.

Åpningshuset 602 omfatter tetninger 616, som ovenfor omtalt, og tetning 620 for å gi effektiv avtetting av anordningen og stoppe strømning dersom dette anses nødvendig eller ønskelig. Forøvrig skai det bemerkes at tallet 622 påpeker at der er en spalte mellom innerhylsen 608 og dysehuset 602 i størrelsesorden én til flere tusendedeler av en tomme (1 tomme lik 25,4 mm). Dette innebærer en

meget liten strømningsmengde fra de øvre porter når bare de nedre hullporter avdekkes ved hylsens 608 oppadbevegelse. Åpningshuset 602 er gjengeforbundet med huskoplingen 624 som i sin tur er forbundet med et tannhjulshus og kompo-nenter oppe i hullet. Radialt innenfor huskoplingen 624 vil en fagmann på området som har studert de foregående utføringsf ormer, innse at drivhylsen 626 som er låst til innerhylsen 608 ved hjelp av en knast 628 som holdes på plass med en

bruddutløsningshylse som tidligere beskrevet og som ikke vil bli beskrevet på dette punkt. Drivhylsen 626 strekker seg oppad til gjengeinngrep med drivskruen 630 på den ovenfor beskrevne måte. Drivskruen 630 omfatter også et aksiallager 632 og lagerholdere 634 som er utvendig avgrenset av tannhjulshuset 636. Skruen 630 drives av drivakselen 638 og motoren 640. Motoren overfører kraft gjennom et rettfortannet sylindrisk tannhjul 642 som er opplagret i lagre 644 og et andre tannhjul 646 som også er opplagret i lagre 644. Kraft tilføres motoren og nedi-hullsstyring foreligger på samme måte som tidligere beskrevet i forbindelse med de tidligere utføringsformer. Dersom motordrivsystemet ifølge oppfinnelsen skulle svikte, aktiveres bruddhylsen 648 hvorved knasten 628 frigjøres fra drivhylsen 626 hvoretter et konvensjonelt omstillingsverktøy anvendes for å omstille profilen 650 eller 614 for henholdsvis å åpne eller lukke strupemekanismen.

Selv om foretrukne utføringsformer er blitt vist og beskrevet, kan forskjellige modifikasjoner og erstatninger utføres uten å avvike fra oppfinnelsestanken og oppfinnelsens ramme. Følgelig skal det forstås at foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet ved illustrasjon og ikke begrensning.

Claims (16)

1. Nedihull-strupemekanisme, omfattende: et med porter forsynt hus (60) som har minst én husport (120), hvilket hus (60) har en innvendig diameter og en utvendig diameter; en innerhylse (62) som er forskyvbar langs det portforsynte husets (60) innerdiameter; og en strupehylse (64) som er forskyvbar langs det portforsynte husets (60) ytterdiameter, karakterisert ved et drivsystem som er i stand til variabel bevegelse av stmpemekanismen, hvorved strømning av fluid gjennom den minst ene port (120) er variabelt regulerbar.

2. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 1, karakterisert ved at innerhylsen (62) og strupehylsen (64) er festet til hverandre.

3. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 2, karakterisert ved at innerhylsen (62) videre omfatter minst én hylsepotl (122) som selektivt og variabelt kan bringes i flukt med den minst ene husporten

(120).

4. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 3, karakterisert ved at drivsystemet omfatter en motordrift (70) og et girspor.

5. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 4, karakterisert ved at girsporet omfatter minst én sylindrisk rettfortannet/skråfortannet skruegjengehylse.

6. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 3, karakterisert ved at strupehylsen (64) er lengre enn innerhylsen (62) for å fremme struping av fluidstrømning og for å gi beskyttelse for den minst ene hylseporten (122).

7. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 2, karakterisert ved at mekanismen omfatter et nedihull-datastyresystem.

8. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 2, karakterisert ved at mekanismen videre omfatter en bruddenhet for frigjøring av drivsystemet fra hylsene, hvorved hylsene er manuelt betjenbare.

9. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 1, karakterisert ved at innerhylsen (62) er bevegelig uavhengig av strupehylsen (64); og ved et drivsystem som omfatter to girspor, et første girspor forbundet i en første ende med minst én drivinnretning og i en andre ende med en innerhylse (62), og et andre girspor forbundet i en første ende med minst én drivinnretning og i en andre ende med strupehylsen (64).

10. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 9, karakterisert ved at drivsystemet videre omfatter en solenoid (242) som er innkoplbar mellom de to girsporene for å forbinde det ene eller det andre med den minst ene drivinnretningen.

11. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 9, karakterisert ved at innerhylsen (62) videre omfatter minst én hylseport (122) som selektivt og variabelt kan bringes i flukt med den minst ene husporten

(120).

12. Nedihull-strupemekanisme ifø Ige krav 9, karakterisert ved at motordriften (70) er valgt fra en gruppe består av elektrisk, hydraulisk og pneumatisk motordrift.

13. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 9, karakterisert ved at girsporet omfatter minst én rettfortannet/skråfortannet skruegjengehylse.

14. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 9, karakterisert ved at mekanismen omfatter et nedihull-datastyresystem.

15. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 1, karakterisert ved at den minst ene husporten (120) i huset (602) omfatter et antall åpninger (610), ved at innerhylsen (608) er anordnet radialt innenfor åpningene (610) og nær huset (602); og ved et drivsystem som kan bevege innerhylsen (608) aksialt for selektivt å dekke og avdekke et valgt antall av de nevnte åpningene (610).

16. Nedihull-strupemekanisme ifølge krav 15, karakterisert ved at mekanismen er datastyrt av et nedihull-prosessorsystem.