NO324184B1 - Anordning ved slaghammer til bruk ved kveilrorsboring - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en slaghammer drevet av væsketrykk, spesielt av det slaget som fortrinnsvis benyttes i forbindelse med bore- eller vedlikeholdsoperasjoner som utføres i olje-eller gassbrønner".

Med dagens teknikk bores olje- og/eller gassbrønner i alt vesentlig med roterende borestreng og borekrone montert i bunnen av borestrengen. I noen tilfeller benyttes kontinuerlig borestreng (kveilrør) kveilet opp på rull. Kveilrøret kjøres ned og

trekkes opp fra borehullet med en injektor. I bunnen av kveilrøret sitter ofte en væskemotor som roterer borekronen ved hjelp av boreslam som pumpes ned gjennom kveilrøret. Signalkabel for retningskontroll og styring føres ofte ned gjennom senterhullet i kveilrøret.

Kveilrør brukes også i forbindelse med vedlikehold av produksjonsbrønner som har

vært i produksjon i lengre tid og som det er nødvendig å renske opp for å

opprettholde produksjonen.

I slike tilfeller er det ofte aktuelt å fjerne avleiringer som er avsatt i rørsystemer, For å kunne utføre denne type operasjoner har det vist seg hensiktsmessig å benytte hammerteknikker for å fjerne avleiringer. Hammer benyttes også i forbindelse med spesielle operasjoner som for eksempel setting av plugger, "fiskeoperasjoner" etc.

Hammeren plasseres i bunnen av kveilrøret og drives av væske som pumpes ned gjennom kveilrøret.

Dagens hammerteknikker har vist seg lite effektive i forhold til funksjonskravene

for det arbeidet som ønskes utført.

US-5 033 557 viser en tidligere kjent fluiddrevet slaghammer for bruk i en brønn.

Med den foreliggende oppfinnelse har en kommet frem til en hammerutførelse som gjør det mulig å oppnå større effektivitet og bedre pålitelighet gjennom en forenklet og mer robust konstruksjon. Oppfinnelsen representerer også en forenkling av produksjonen, slik at produktet blir billigere pg dermed kan anvendes i flere sammenhenger der økonomiske kriterier er avgjørende.

I forhold til dagens teknikk representerer foreliggende oppfinnelse vesentlige forbedringer når det gjelder funksjonalitet, effektivitet, pålitelighet og økonomi.

Hensiktene og fordelene ved oppfinnelsen er oppnådd ved en slaghammer som

angitt i det etterfølgende, selvstendige krav 1.

Ytterligere fordelaktige trekk fremgår av de etterfølgende, uselvstendige krav.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere ved beskrivelse av et foretrukket utførelseseksempel og med henvisning til vedlagte tegninger, hvor fig. 1 er et perspektivriss som viser en slaghammer i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 er et delvis gjennomskåret perspektivriss som viser et snitt gjennom hammerkonstruksjonen, og

fig. 3 er.et ytterligere perspektivriss som. viser et detalj snitt av ventilsystemet i... • .'slaghammereri." ;V.

Identiske hehvishingstall ef benyttet for identiske elementer på tegningene. , ■

Figur 1 er et perspektivriss som viser én slaghammer i samsvar med oppfinnelsen.

Slaghammeren omfatter ved sin første ende et første endestykke 1 med en første adapter, som ér forsynt med gjenger for tilkobling til et kveilrør eller annet verktøy. Videre omfatter slaghammeren en ytre, sylindrisk mantel 5, 4, 3. Mantelen 5, 4, 3 er ' fortrinnsvis tredelt og omfatter et første, ytre sylindrisk mantelelement 5, forsynt méd et antall åpninger 6, som videre er forbundet tii et sylindrisk mellomstykke 4, som igjen er forbundet til et andre, ytre mantelelement 3. Det andre mantelelementet 3 er også forsynt med et antall åpninger 7. Det andre mantelelementet 3 ér videre forbundet til et andre endestykke 2. Det andre endestykket 2 omfatter eri andre adapter, som i likhet med den første adapteren 1 er forsynt med gjenger for tilkobling til et kveilrør eller annet verktøy.

Figur 2 er et delvis gjennomskåret perspektivriss som viser et snitt gjennom hammerkonstruksjonen. For å anskueliggjøre den indre konstruksjon av slaghammeren, er i figur 2 det første 5 og det andre 3 sylindriske mantelelementet, samt mellomstykket 4, vist delvis gjennomskåret.

Ytterligere detaljer ved slaghammerens indre konstruksjon, herunder ventilsystemet,

er vist i fig. 3.

Slaghammeren omfatter en indre hul, gjennomgående, sylindrisk, sentral strengdel

8.

Den sentrale strengdelén 8 er forbundet til et omsluttende ventilhode 9. Ventilhodet

9 er forsynt med en ventilflate 14.

Den sentrale strengdelén 8 er videre tilfestet et omsluttende, sylindrisk lodd 12. Den .

sentrale strengdelén 8, ventilhodet 9 og loddet 12 er sammen innrettet til å kunne beveges aksialt, i en rettlinjet frem-og tilbakegående bevegelse.

Hammereffekten fremkommer ved at loddet 12, som er tilfestet den tilhørende, sentrale strengdel .8, settes i en aksial frem- og tilbakegående bevegelse, slik at loddet 12 slår mot ansatsen 15 på endestykket 2.

For å tilveiebringe den frem- og tilbakegående bevegelsen, benyttes væske under trykk, tilført fra den sentrale strengdelén 8. Væsken ledes gjennom åpningene 16 i den sentrale strengdelén 8 og videre gjennom åpninger 29 i en ytre, sylindrisk strengdel 17, som er konsentrisk opplagret på den indre sylindriske strengdelén 8.

Den ytre strengdelén 17 er forsynt med en konisk ventilflate 30 som er innrettet for å gå i anslag mot den første ventilflaten 14 anordnet på ventilhodet 9.

Den ytre strengdelén 17 er videre forsynt med en pakning 24 mot det ytre mantelelementet 5 og med en pakning 25 mot mellomstykket 4. Mot den indre sylindriske strengdelén 8 tilveiebringes tetning av pakningselementer 26 og 27 som er anordnet mellom den indre 8 og den ytre 17 strengdelén.

En første fjær eller hovedfjær 10 er anordnet omsluttende den indre strengdelén 8, på innsiden av det ytre mantelelementet 5. Uten væsketrykk, underforstått i den

indre sylindriske strengdel 8, vil hovedfjæren 10 presse både den indre 8 og den ytre 17 sylindriske strengdel aksialt, slik at ansatsene 18 ligger i anslag mot hverandre. I denne stillingen vil samtidig den første ventilflaten 14 tette for væskestrømning.

Når væsketrykk settes på ved trykksetting av den indre sylindriske strengdel 8, vil dette påvirke stempelarealet mellom pakningene 24, 25 og 26, 27 slik at både de indre 8 og ytre 17 sylindriske strengdeler beveger .seg aksialt, og presses mot hovedfjæren 10 med den første ventilflaten 14 i anslag.

Når bevegelsen er kommet så langt at ansatsene 21 og 22 går i anslag mot hverandre, bevirker dette at bevegelsen av den ytre strengdelén 17 stanser. Tetningselementet 20 vil i denne stilling legge seg med anslag mot ansatsen 19. Samtidig er den andre fjæren 11, som er anordnet aksialt omsluttende den ytre strengdelén 17 på innsiden av det andre ytre mantelelementet 3, blitt forspent ved at den andre fjærens endestykke 28, som er festet til den ytre strengdel 17, har beveget seg aksialt som følge av bevegelsen for den ytre strengdelén 17.

Den indre strengdelén 8 med tilhørende ventilhode 9 fortsetter bevegelsen ved videre trykkstigning, og ventilflaten 14 begynner å åpne for gjennomstrømning gjennom åpningene 23. Samtidig legger tetningselementet 20 seg an mot ansatsen 19.

Dette bevirker en trykkutjevning på begge sider av pakningen 24 og forårsaker at den ytre strengdelén 17 akselererer ved hjelp av den andre fjæren 11 og åpner ventilen fullt, samtidig som åpningene 16 og 29 forskyves i forhold til hverandre og derved tetter for inngående væskestrømning fra den indre strengdelén 8.

Spennkreftene på fjærene 10 og 11 er innrettet slik at den andre fjæren 11 holder ventilflaten fra hverandre under hele slagbevegelsen, som slutter med at den indre strengdelén 8 med loddet 12 slår mot anslaget 15 på endestykket 2, og ventilflaten 14 igjen lukkes mot ventilflaten 30 på den indre strengdelén 8. Samtidig forskyves de indre 8 og ytre 17 sylindriske strengdeler seg aksialt, slik at åpningene 16 og 29 igjen kommer overfor hverandre, og et nytt slag begynner.

Væsken som fortrenges ved forskyvning av den indre 8 og den ytre 17 sylindriske strengdel, går ut gjennom åpningene 6. Åpningene 7 fungerer som trykkutjevning mot omliggende væske når loddet 12 settes i bevegelse.

En forutsetning for at hammerfunksjonen med frem- og tilbakegående bevegelse skal oppnås, er at åpnesekvensen for ventilflaten 14 og ventilflaten 30 kombineres med tilnærmet samtidig lukking ved tetningselementet 20, slik at.det oppnås trykkutjevning på stempelarealet en kort tid før ventilen åpner fullt og hovedfjæren akselererer begge strengdelené 8 og 17.

Ved bruk er slaghammeren anbrakt i brønnen nedenfor kveilrøret. Slik det fremgår av det ovenstående, kan kveilrøret tilkobles enten den første adapteren 1 eller den andre adapteren 2 på slaghammeren. I begge tilfeller vil hammerbevegelsen rettes mot endestykket ved den andre adapteren 2. Av dette vil det innses at den resulterende hammerbevegelsen blir rettet fra kveilrøret, dvs. nedover i brønnen, dersom kveilrøret tilkobles den første adapteren 1, mens hammerbevegelsen vil rettes mot kveilrøret, dvs. oppover i brønnen, dersom kveilrøret tilkobles den andre adapteren 2.'

Det vil være gjennomgående væskepassasje mellom den første 1 og den andre 2 tilkoblingsadapteren. Det vil forstås at den adapteren som ikke er tilkoblet kveilrøret, fordelaktig kan tilkobles annet verktøy for bruk ved brønnborings-og/elier brønnvedlikeholdsoperasjoner.

Claims (6)

1. Slaghammer drevet av væsketrykk, spesielt utformet til bruk ved bore- eller vedlikeholdsoperasjoner som utføres i olje-eller gassbrønner, karakterisert ved at den omfatter - et første (1) og et andre (2) endestykke, hvor det andre endestykket (2) omfatter et hammeranslag (15), - en indre, sylindrisk strengdel (8) forbundet til ét lodd (12) og til et ventilhode (9) med en første ventilflate (14) og et tetningselement (20), - en ytre, sylindrisk strengdel (17), anordnet aksialt forskyvbart til den indre sylindriske strengdelén (8), innbefattende en andre ventilflate (30) som er innrettet for å gå i anslag mot den første ventilflaten (14) på ventilhodet (9), og at åpningssekvensen for ventilflaten (14) og ventilflaten (30) er slik at den kombineres med tilnærmet samtidig lukking ved tetningselementet (20) mot et anslag (19), og at hammerfunksjon oppnås ved at den indre strengdelén (8) og dermed loddet (12) settes i aksial bevegelse og slår mot ansatsen (15).

2. Slaghammer i samsvar med krav 1, hvor den ytre sylindriske strengdelén (17) er konsentrisk omsluttende den indre sylindriske strengdelén (8).

3. Slaghammer i samsvar med et av kravene 1-2, hvor den ytre sylindriske strengdelén (17) videre er forsynt med åpninger (23) som er innrettet for gjennomstrømning av væske.

4. Slaghammer i samsvar med et av kravene 1-3, hvor den indre sylindriske strengdelén (8) er anordnet med åpninger (16) og ytre sylindriske strengdelén (17) er anordnet med åpninger (29), og hvor den indre sylindriske streng (8) og den ytre sylindriske streng (17) beveges relativt til hverandre slik at væske som forsynes fra den sylindriske strengdelén (8),. strømmer gjennom åpningene (16,29) når åpningene (16,29) er plassert ovenfor hverandre og at det tettes for strømning av væske fra den indre strengdelén når åpningene (16,29) ikke er plassert ovenfor hverandre.

5. Slaghammer i samsvar med et av kravene 1-4, videre omfattende en ytre, sylindrisk mantel (3, 4, 5) forbundet mellom det første (1) og det andre (2) endestykket.

6. Slaghammer i samsvar med krav 6, hvor den ytre sylindriske mantelen (3, 4, 5) omfatter et første mantelelement (5) forbundet til et mellomstykke (4), videre forbundet til et andre mantelelement (3).

7, Slaghammer i samsvar med krav 4, utformet for å forårsake at åpning ved den første ventilflaten (14) tilnærmet sammenfaller med lukking ved tetningselementet (20).