NO339511B1 - Sikkerhetsutløsningsinnretning - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en sikkerhetsutløsningsinnretning for enhver operasjon der en last bæres eller trekkes, f.eks. boreoperasjoner, løfteoperasjoner ved hjelp av kraner, forankringsoperasjoner, tjoringsoperasjoner, taueoperasjoner og trekkeoperasjoner. I hvert av disse og tilsvarende tilfeller kobles en borerørstreng, et heisetau, en bardun, et tjor, et trekktau osv. mellom minst to gjenstander for å bore, bære, løfte, trekke, forankre eller tjore.

I hvert av disse tilfellene kan lasten på én eller flere deler av systemet nå en slik størrelse at integriteten til utstyret eller strukturene som er involvert, kan kompromitteres, hvilket muligens kan føre til utstyrsfeil, operasjonsforsinkelser, kostbare avbrudd i operasjonen og helse-, miljø- og sikkerhetsrisikoer.

I operasjoner som de ovennevnte kan det være et behov for en sikkerhetsutløsningsinnretning som vil gi etter når en forutbestemt maksimalkraft eller -last nås eller overstiges. Én slik innretning er et svakt ledd, der en svekkelses- eller utløsningsfunksjon er tilveiebrakt i det anvendte utstyret, og som er satt til å gi etter eller utløses når en forutbestemt maksimalkraft eller -last nås eller overstiges.

Konvensjonelle svake ledd omfatter typisk et svekkende kutt eller inkluderingen av et svakere materiale et sted i sikkerhetsutløsningsmekanismen, der det svake leddet brytes når den

forutbestemte maksimallasten nås eller nærmer seg. Dette krever kvalifikasjonstesting i full skala for å dokumentere repeterbarhet (siden det vil være en spredning i oppnådd utløsningslast). De testede elementene kan ikke brukes etterpå. Testene er destruktive. Konsepter basert på materialfeil (brudd) må holde alle normale laster som oppstår under normal operasjon, dvs. når hele stigerørsystemet og kompensasjonssystemet fungerer som de skal. Designkapasiteten er belastningsmotstanden som det svake leddet har mot definerte feilmoduser (materialdeformering, separasjon, lekkasje osv.) med en definert sikkerhetsmargin. Materialdeformering er ofte en dimensjoneringsfeilmodus. Marginen mellom materialdeformering og materialfeil styrer ofte størrelsen på utløsningslasten, og resulterer ofte i en utløsningslast som er større enn den må eller bør være. I tilfeller der utløsningslasten er større enn den må være, må designlasten reduseres, som i sin tur lukker operasjonsvinduet. Denne "konflikten" forverres i systemer som ikke ertrykkbalansert.

Det finnes også ulike automatiske og elektroniske systemer som er anordnet for å utløse eller gi etter når en forutbestemt maksimallast nås. Disse systemene er utsatt for flere feilmoduser som øker med økende kompleksitet.

En ulempe med konvensjonelle svake ledd som baserer seg på materialfeil for å aktiveres, er at det er vanskelig å oppnå et system som oppfyller normale sikkerhetsmarginer, mot å gi etter eller utløse under normale operasjoner samtidig som de utløser ved en last under den maksimale tillatte lasten før integriteten til andre komponenter i systemet kompromitteres. Én grunn til at disse to kravene er vanskelige å oppnå, er at spredningen i materialegenskaper gjør det vanskelig å forutse nøyaktig når det svake leddet som baserer seg på materialfeil, vil utløse. På grunn av materialduktilitet og - deformering kan omfanget av strekkrefter som er nødvendig for å bryte det svake leddet, variere en god del. Det kan lett oppstå en situasjon der det svake leddet bør bryte, men ikke gjør det. I tillegg kan integriteten til et svakt ledd ha blitt kompromittert uten at det faktisk brytes, hvilket fører til en usikkerhet under senere operasjoner. I tillegg, når eller hvis et svakt ledd er brutt, kan prosessen med deformering og desintegrasjon av det svake leddet føre til et uforutsigbart grensesnitt som kan gjøre det utfordrende å fiske opp (bruk under vann) strengen, kabelen og/eller verktøyet som er koblet fra og derved mistet eller etterlatt.

Fordelene ved disse ulike konvensjonelle svake leddene varierer, men det er et behov for en sikkerhetsutløsningsinnretning som i mindre grad er basert på materialfeil for å aktiveres, som i større grad korrekt og enkelt kan settes til en forutbestemt utløsningslast på forhånd, som ikke er avhengig av ulike mer eller mindre kompliserte og sensitive automatiske og/eller elektroniske systemer, og som kan tilveiebringe et forutsigbart og intakt grensesnitt eller tilkoblingspunkt for gjentilkobling av løfte- eller trekkstrengen og gjenopptakelse av løfte- eller trekkoperasjonen.

Som et eksempel på et scenario der konvensjonelle svake ledd kan brukes, kan boreoperasjoner under vann nevnes. Under operasjoner der borerøret eller landingsstrengen fra boreriggen eller boreskipet er festet til brønnen på havbunnen, avhenger systemets integritet av funksjonaliteten til hivkompensatorsystemet på riggen eller skipet. Dette systemet sikrer at boreriggens eller -skipets vertikale bevegelser ikke overføres til borerøret eller landingsstrengen. Hvis det oppstår en feil i hivkompensatorsystemet, eller hvis riggens eller skipets vertikale bevegelse overstiger hivkompensatorens kompensasjonskapasitet, blir skipets vertikale bevegelse overført direkte til borerøret eller landingsstrengen. Under operasjoner der borerøret eller landingsstrengen er festet til havbunnen, vil en overføring av riggens eller skipets vertikale bevegelser til røret indusere enorme aksiale krefter i borerør- eller landingsstrengsammenstillingen inkludert undervannsbrønnen og dens komponenter. Situasjoner der dette kan skje, erf.eks. hivkompensatorlåsing, fullt utslag av hivkompensator, "rise stick-up" osv. Alle disse situasjonene kan oppstå når som helst under en operasjon. Slike scenarier kan resultere i stor risiko for utstyrsskade, skade på mennesker og/eller forurensing av miljøet. Typiske operasjoner der en rørledning fra boreriggen eller -skipet er festet til havbunnen og en sikkerhetsutløsningsinnretning kan være nødvendig er; installasjon og testing av undervanns ventiltrær, kjøring av rør ved hjelp av en forenklet landingstreng, bruk av brønnintervensjonsstigerør eller overhalingsstigerør for å kjøre produksjonsrør eller for å utføre annet intervensjonsarbeid på en undervannsbrønn. Mange lignende scenarier kan forutses.

På lignende vis kan det forutses et behov for sikkerhetsutløsningsinnretning i et kransystem, der sikkerhetsutløsningsinnretningene er tilkoblet in-line til et brønnkabelsystem. En slik utløsningsmekanisme ville slippe lasten når sikkerhetsutløsningsinnretningen ble aktivert. Andre anvendelsesområder kan være å unngå utilsiktet høye aksiallaster under taueoperasjoner og ankerhåndteringsoperasjoner og til og med under vanlig fortøying av rigger og skip.

Annen kjent teknikk vises i WO 9832946, som beskriver et frigjøringsstykke for en borestreng innrettet til å løses utved aktivering i forbindelse med fastsittende borekrone i den nedre del av borehullet under boring. Et langstrakt rørformet frigjøringsstykke er ved endene utformet for å kunne koples inn i borestrengen, oppstrøms borekronen. Borestrengfrigjøringsstykket omfatter to i hverandres forlengelse anordnede, i det vesentlige koaksiale sammenskrubare hylsedeler, som innvendig er forsynt med aksialtrettede låseorgan. En aksialt forskyvbar låseinnretning har låseorgan som kan samvirke låsende med begge hylsedelenes nevnte låseorgan idet låsestillingen opprettholdes av en fjær, som sammen med gjensidig inngripende låseorgan hindrer at hylsedelene dreies i forhold til hverandre. I en borestrengfrigjøringssituasjon bringes fjærvirkningen til opphør, idet borestrengen deretter dreies for å skru de to hylsedeler løs fra hver andre, hvoretter borestrengen kan trekkes opp.

Andre kjente nedihulls utløseranordninger beskrives i WO 2007/014006 og US 2708100.

I ett aspekt vedrører den foreliggende oppfinnelsen en sikkerhetsutløsningsinnretning som primært ikke baserer seg på materialfeil.

I et annet aspekt vedrører den foreliggende en sikkerhetsutløsningsinnretning som mer presist kan settes til den korrekte ogønskede utløsningskraften på forhånd.

I et ytterligere aspekt vedrører den foreliggende oppfinnelsen en sikkerhetsutløsningsinnretning som etterlater et forutsigbart tilkoblingsgrensesnitt etter frakobling.

Minst ett av disse aspektene eller målene oppnås ved hjelp en innretning ifølge selvstendig krav 1. Ytterligere fordelaktige utførelsesformer eller trekk er nevnt i de uselvstendige kravene.

I det følgende gis det en detaljert beskrivelse av noen mulige utførelsesformer av de foreliggende oppfinnelsene med henvisning til tegningene, der: Fig. 1 viser et splittriss av en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 2 viser et splitt-snittriss av den samme utførelsesformen som fig. 1; Fig. 3 viser i detalj en mulig utførelsesform av en utløsningsmekanisme; Fig. 4 viser i detalj en annen mulig utførelsesform av en utløsningsmekanisme; Fig. 5 viser en mulig trykkutligningsanordning ifølge én utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen; Fig. 6 viser en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, der sikkerhetsutløsningsinnretningen er anordnet i et brønnkabelsystem; Fig. 7 viser i detalj en annen mulig utførelsesform av en utløsningsmekanisme; Fig. 8 og 9 viser første og andre sammenlåsingselement for tilveiebringelse av en sterk modus-funksjonalitet, i hvilken sterke modus sikkerhetsutløsningsinnretningen ikke kan utløses.

Fig. 1 viser et splittriss av sikkerhetsutløsningsinnretning 1 ifølge en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen der sikkerhetsutløsningsinnretningen 1 er anordnet in-line i en borestreng, omfattende en borerørsmuffeforbindelse 2 og en borerørsstiftforbindelse 3.1 denne utførelsesformen omfatter borerørsborerørsmuffeforbindelsen 2 en første kilestang 4 som er anordnet for å pares med en samsvarende andre kilestang 25 (som vist i fig. 2) inne i borerørsmuffeseksjonen 2, for å overføre moment over sikkerhetsutløsningsinnretningen. I en annen alternativ utførelsesform kan den første og andre kilestangen 4, 25 være utelatt og første 26 og andre 27 sammenlåsingsmiddel (vist i fig. 8-9) i stedet være tilveiebrakt på henholdsvis borerørsstiftforbindelsen 3 og borerørsmuffeforbindelsen 2, for eksempel integrert i sluttmuffen, eller et annet egnet element inne i sikkerhetsutløsningsinnretningen 1. Det første og andre sammenlåsingsmiddelet 26, 27 er konfigurert for å være relativt roterbare slik at i en første relativ posisjon låses de sammen for å hindre at borerørsstiftforbindelsen 3 beveges bort fra borerørsmuffeforbindelsen 2, og slik at i en andre relativ posisjon kan borerørsstiftforbindelsen 3 beveges bort fra borerørsmuffeforbindelsen 2. Passasjene eller fordypningene 32 gjør det mulig å bevege det første sammenlåsingsmiddelet 26 aksialt når det er i andre posisjon. I denne utførelsesformen er det andre sammenlåsingsmiddelet 27 tilveiebrakt på sluttmuffen 16, selv om i andre utførelsesformer kan det første sammenlåsingsmiddelet 26 være tilveiebrakt andre steder på borerørsmuffekonnektoren 2.

Borerørsstiftforbindelsen 3 er anordnet for å settes inn i borerørsmuffeforbindelsen 2 og kobles og festes til en låsehylse 5 ved hjelp av et egnet antall festebolter 6.1 én utførelsesform omfatter festeboltene 6 et avsmalnende parti 31 og er anordnet for å pares inn i samsvarende avsmalnende spor 11 i borerørsstiftforbindelsen 3. Dette vises i figur 1, 2 og 3.1 en låsetilstand for sikkerhetsutløsningsinnretningen 1 er festeboltene 6 ikke innrettet med festeboltutstøtingsåpninger 7, slik at festeboltene 6 er fanget mellom borerørsmuffeforbindelsen 2 og en borerørsstiftforbindelse 3 for å hindre borerørsstiftforbindelsen 3 i å utløses. Men i en utløsningstilstand for

sikkerhetsutløsningsinnretningen 1 har låsehylsen 5 blitt tvunget til å bevege seg slik at festeboltene

6 er innrettet med festeboltutstøtingsåpninger 7, hvori festeboltene 6 vil bevege seg, eller bli utstøtt, radialt utover gjennom festeboltutstøtingsåpningene 7, for effektivt å utløse borerørsstiftforbindelsen 3 fra borerørsmuffeforbindelsen 2. Utstøtingen bevirkes i denne utførelsesformen ved at interaksjonen mellom det avsmalnende partiet 31 og de samsvarende avsmalnende sporene 11 sammen tvinger festeboltene 6 radialt utover, selv om andre mekanismer for utløsing av borerørsstiftforbindelsen 3 ifølge andre utførelsesformer er mulige innenfor den

foreliggende oppfinnelsens omfang, der noen av disse utførelsesformene vil bli ytterligere beskrevet nedenfor. På dette tidspunktet er sikkerhetsutløsningsinnretningen blitt aktivert, og den nedre delen av borestrengen er koblet fra den øvre delen av borestrengen. Videre er borerørsmuffeforbindelsen 2 intakt og i det vesentlige uskadet, hvilket muliggjør fremtidig gjentilkobling/fisking av den nedre delen av borestrengen som nå er etterlatt ufestet under boreriggen enten inne i et marint stigerør

eller i åpent vann, eller over boregulvet på boreriggen avhengig av hvor

sikkerhetsutløsningsinnretningen var anbrakt på utløsningstidspunktet. Fordelen med å ha et intakt og uskadet tilkoblingspunkt under senere gjentilkoblings-/fiskeoperasjoner vil forstås av de som regelmessig må gjennomføre slike operasjoner.

Figur 3 viser én utførelsesform av en utløsningsmekanisme, lignende den i fig. 1. Figur 4 viser en annen mulig utførelsesform av en utløsningsmekanisme som omfatter minst ett ovalt, sirkelformet eller eggformet festelegeme 12 som pares inn i minst ett egnet formet samsvarende spor 13 i borerørsstiftforbindelsen 3. Når borerørsstiftforbindelsen 3 får bevege seg aksialt oppover i forhold til borerørsmuffeforbindelsen 2, vil det ovale, sirkelformede eller eggformede festelegemet 12 til slutt innrettes med utstøtingsåpningen 7, hvorved formen på sporet 13 og det ovale, sirkelformede eller eggformede festelegemet 12 vil sørge for at det det ovale, sirkelformede eller eggformede festelegemet 12 støtes ut gjennom utstøtingsåpningen 7 og borerørsstiftforbindelsen 3 utløses fra borerørsmuffeforbindelsen 2.

Andre mulige utførelsesformer for utløsningsmekanismen inkluderer skrallekobling (ikke vist), tannhjulskobling (se fig. 7), en eksenterstrammer (ikke vist) osv.

Ifølge utførelsesformene vist i figur 1-4 omfatter sikkerhetsutløsningsinnretningen et stoppemiddel konfigurert for å motstå en forutbestemt terskelverdi for anvendt trekkraft og derved hindre bevegelse av det første elementet fra dets låseposisjon mot dets utløsningsposisjon med mindre den forutbestemte kraften overstiges. Stoppemiddelet omfatter en fjær 14 konfigurert for å forspenne det første elementet i dets låseposisjon mot det andre elementet. Følgelig bestemmer stoppemiddelet utløsningsstrekkraften som kreves for å bevege utløsningsmekanismen, som omfatter festeboltene eller festelegemene 6,12, til utløsningsposisjonen. Den forspente fjæren 14 virker som et solid, stivt legeme inntil den forutbestemte kompresjonskraften i fjæren 14 overstiges, og deretter virker fjæren 14 som et ettergivende og fleksibelt element. I disse utførelsesformene kan den forutbestemte terskelverdien for anvendt trekkraft justeres ved å velge en fjær 14 med en egnet fjærkonstant, dvs. en fjær 14 som er riktig dimensjonert for de involverte kreftene, og deretter justere forbelastningen av fjæren 14 ved å skru en tildragingshylse 15 (eng.: make-up sleeve) til en ønsket aksial posisjon i borerørsstiftforbindelsen (tildragingshylsen 15 er tilveiebrakt med eksterne gjenger og borerørsforbindelsen 3 er tilveiebrakt med samsvarende gjenger). Den forbelastede fjæren 14 i sikkerhetsutløsningsinnretningen ifølge utførelsesformen vist i figur 1-4 vil virke som et solid, stivt legeme inntil en forutbestemt kompresjonskraft overstiges. Siden den forbelastede fjæren 14 er fanget mellom låsehylsen 5 og tildragingshylsen 15 og sluttmuffe 16, ref. figur 5, vil den aksiale strekkraften på borestrengen tilsvare kompresjonskraften på den forbelastede fjæren 14. Så lenge den aksiale strekkraften på borestrengen, og derved kompresjonskraften på den forbelastede fjæren 14, er under den forutbestemte terskelverdien, vil den forbelastede fjæren 14 virke som et solid, stivt legeme, og sikkerhetsutløsningsinnretningen vil forbli i låseposisjonen og ikke kobles fra. Hvis den aksiale strekkraften på borestrengen, og derved kompresjonskraften på den forbelastede fjæren 14, nærmer seg den forutbestemte terskelverdien, vil den forbelastede fjæren 14 begynne å komprimeres, og i realiteten tillate at borerørsstiftforbindelsen 3 trekkes oppover i forhold til borerørsmuffeforbindelsen 2, ref. fig. 3, inntil festeboltene 6 til slutt innretter seg med festeboltutstøtingsåpninger 7, hvori festeboltene 6 utstøtes radialt utover gjennom festeboltutstøtingsåpningene 7. På dette tidspunktet utløses borerørsstiftforbindelsen 3 fra rørmuffeforbindelsen 2.

Det skal forstås at ordet "streng" i denne konteksten er ment å dekke ulike alternativer, f.eks. borerørslandingsstreng, overhalingsstigerør, foringsstigerør osv. Mulige operasjoner inkluderer installasjon og trekking av brønnproduksjonsrør, kompletteringsstrenger, rørhenger, ventiltre osv. Videre er operasjoner der strengen er festet til en undervannsinstallasjon, også inkludert, f.eks. kjøring/landing av foringsrørhenger.

Med andre ord, ifølge den foreliggende oppfinnelsen i en videre forstand omfatter sikkerhetsutløsningsinnretningen et første element og et andre element som kan settes inn i og gå i inngrep med det første elementet, hvori frigjøring av det første og andre elementet krever trekking av det første elementet bort fra det andre elementet, hvori sikkerhetsutløsningsinnretningen omfatter et stoppemiddel konfigurert for å motstå en forutbestemt terskelverdi for trekkraft på det første og andre elementet og derved hindre bevegelse av det første elementet bort fra det andre elementet med mindre den forutbestemte kraften overstiges, hvori sikkerhetsutløsningsinnretningen ytterligere omfatter en utløsningsmekanisme som kan beveges mellom en låseposisjon der den låser det første elementet til stoppemiddelet, og en utløsningsposisjon der den utløser det første elementet fra stoppemiddelet, hvori utløsningsmekanismen er konfigurert for å bevege seg fra sin låseposisjon til sin utløsningsposisjon ved bevegelse av det første elementet bort fra det andre elementet.

I en utførelsesform (ikke vist i figurer) omfatter stoppemiddelet et mellomelement konfigurert for å brytes når den anvendte trekkraften overstiger den forutbestemte terskelverdien. Følgelig, for å trekke det første elementet bort fra det andre elementet, må terskelverdikraften først overstiges, og hvoretter mellomelementet brytes, slik at det første elementet er fritt til å bevege seg fra sin låseposisjon til sin utløsningsposisjon. Mellomelementet tilveiebringer et klart skille mellom utløst og normal operasjon for sikkerhetsutløsningsinnretningen, siden det ikke tillater noen bevegelse før det brytes.

Det skal forstås at med formulering, og som sammenlignet med den spesifikke utførelsesformen beskrevet ovenfor med henvisning til figur 1-4, kan det første elementet og et andre element tilsvare henholdsvis borerørsmuffeforbindelsen 2 og en borerørsstiftforbindelse 3, stoppemiddelet kan tilsvare den forbelastede fjæren 14, utløsningsmekanismen kan tilsvare festemekanismen 6, 7, 11, 12,13 osv.

Ved normal bruk tillater sikkerhetsutløsningsinnretningen 1 at det anvendes en viss mengde trekkraft uten å utløse det første elementet 3 fra det andre elementet 2. Ved belastning av sikkerhetsutløsningsinnretningen 1 overføres trekkraften som er anvendt på det første elementet 3, til utløsningsmekanismen som i sin tur overfører kraften til stoppemiddelet 14 som normalt hindrer bevegelse av det første elementet 3 bort fra det andre elementet 2. Men når den anvendte trekkraften overstiger den forutbestemte terskelverdien, hindrer ikke stoppemiddelet 14 lenger det første elementet 3 i å bevege seg bort fra det andre elementet 2, hvori det første elementet 3 begynner å bevege seg bort fra det andre elementet 2. Etter en viss mengde bevegelse når det første elementet 3 sin utløsningsposisjon, hvori utløsningsmekanismen utløses fra første element 3 slik at det første elementet 3 fritt kan forlate resten av sikkerhetsutløsningsinnretningen 1 uten å forårsake skade.

I én utførelsesform omfatter stoppemiddelet 14 et fleksibelt element. For å trekke det første elementet bort fra det andre elementet, må forspenningskraften til det fleksible elementet først overstiges. Følgelig tilveiebringer det fleksible elementet en enkel måte å styre den forutbestemte terskelverdien for anvendt trekkraft på. Videre, ved å endre det fleksible elementet til et annet fleksibelt element med andre materialegenskaper/-verdier, slik som stivhet/fleksibilitet, er det mulig å styre forspenningsstyrken og derved terskelen. I utførelsesformen ovenfor er det fleksible elementet en forbelastet fjær. Fjæren er fordelaktig, siden dens forspenningskraft enkelt kan styres ved å endre kompresjonen av fjæren, ved justering av den aksiale posisjonen til et støtteelement 15 eller annet tilstøtende parti, som i utførelsesformen ovenfor er tildragingshylsen 15.

Som et ikke-begrensende eksempel, hvis en borestreng er kjørt ned et marint stigerør og gjennom en BOP med et verktøy hengende fra enden, der verktøyet er festet til innsiden av foringsrøret et sted under BOP-en, er det avgjørende at verktøyet ikke rives ut av posisjon fordi det fungerer som en viktig brønnbarriere. Hvis det skulle oppstå en nødsituasjon der hivkompensatorene låser seg, må sikkerhetsutløsningsinnretningen kobles fra. Antatt at borestrengen er 300 m lang og den maksimale strekkraften verktøyet tåler, er 2500 kN, kan det velges en fjærkonstant på 16 700 kN/m, hvori den forutbestemte terskelverdien oppnås ved å forbelaste fjæren 14 med 2000 kN. I dette tilfellet vil en aksial last på 2500 kN resultere i omtrent 0,03 m kompresjon av fjæren, hvilket for denne utformingen er tilstrekkelig til å bevege låsehylsen 5 for å innrette festeboltene 6 med festeboltutstøtingsåpningene 7, og derved forårsake en frakobling ved 2500 kN aksiallast.

Utløsningslasten for sikkerhetsutløsningsinnretningen ifølge den foreliggende oppfinnelsen er svært justerbar, basert på prosjektspesifikke behov for hver anvendelse (belastningsmotstand, vanndybde, trykk, fartøy, operasjon osv.). Utløsningslasten styres av forbelastningen i systemet og er ikke avhengig av andre materialegenskaper enn elastisitetsmodulen i elementet som forbelastes. Utløsningslasten kan testes, gjentas og krever ikke omfattende materialtesting. Utløsningen er ikke-ødeleggende og muliggjør gjenbruk. Sikkerhetsutløsningsinnretningen kan være trykkbalansert, for å unngå at (et mulig) trykk i strengen påvirker utløsningslasten (dette trekket er beskrevet mer detaljert nedenfor).

Denne tilnærmingen vil gjøre det mulig for operatørene og ha et begrenset antall fjærer tilgjengelig på riggen, hvorved enkle beregninger eller en tabell med veiledende tall vil hjelpe operatørene med å velge den riktige fjæren 14 og forbelastningen før sikkerhetsutløsningsinnretningen sammenstilles og kjøres in-line med borestrengen.

Det skal forstås at andre egnede fjærelementer kan anvendes i stoppemiddelet 14 i stedet for fjæren som er vist i figurene; for eksempel kan en maskinert fjær, en bladfjær, en stabel med platefjær, kompundfjær, laminert fjær, filamentviklet komposittfjær, gummi eller elastomerisk legeme eller et annet kompatibelt og fleksibelt element, eller en kombinasjon derav brukes, som virker som et hovedsakelig stivt element inntil en forutbestemt terskelverdi for kompresjons- eller strekkraft nås og/eller overstiges. For eksempel kan stoppemiddelet heller enn å omfatte et fleksibelt element, slik som en fjær, i stedet omfatte et ikke-fleksibelt legeme, slik som et glass-, keramikk- eller komposittlegeme, som ikke nødvendigvis er forspent, men som virker som et hovedsakelig stivt element inntil en forutbestemt terskelverdi for kompresjons- eller strekkraft nås og/eller overstiges, hvori det brytes for å tillate bevegelse av utløsningsmekanismen til utløsningsposisjonen.

Figur 5 viser et snittriss av en fullstendig sammenstilt sikkerhetsutløsningsinnretning 1 ifølge utførelsesformene vist i figur 1-4.1 figur 5 har en fjær 14 blitt satt inn i borerørsmuffeforbindelsen 2 oppå en låsehylse 5 og en nedre fjærfot 17, der den nedre fjærfoten 17 omfatter indre og ytre tetninger 18, 20 for å hindre strømning i å passere den nedre fjærfoten 17. Formålet med den indre og ytre tetningen 18, 20, hvis de er til stede, vil bli forklart mer detaljert nedenfor. Oppå fjæren 14, er det satt inn en øvre fjærfot 19, omfattende indre og ytre tetninger 18, 20 for å hindre strømning i å passere den øvre fjærfoten 19, før en gjenget tildragingshylse 15 gjenges over fjæren 14.

Tildragingshylsen 15 kan brukes til å forbelaste fjæren 14. Til slutt er en sluttmuffe 16 gjenget oppå tildragingshylsen 15. Formålet med sluttmuffen 16 i denne utførelsesformen er å tilveiebringe en avsmalnende skulder som hindrer borestrengen i å sette seg fast under innkjøring (eng.: tripping). Den kan også tjene som en reserve for tildragingshylsen 15, f.eks. for å hindre tildragingshylsen 15 i å gjenges av/løsne.

I figur 5 vises også et antall åpninger i form av gjennomgående hull 24 i borerørsstiftforbindelsen 3, som muliggjør at fluidet og trykket inne i borestrengen kan videreføres inn i det ringformede mellomrommet 9 som er delvis besatt av fjæren 14. Siden den nedre og øvre fjærfoten 17,19 begge omfatter indre og ytre tetninger 18, 20, reduseres fluidlekkasjer til/fra mellomrommet 9. Den nedre og øvre fjærfoten 17,19 sammen med indre og ytre tetningselement 18, 20 danner første og andre tetningselement 29, 30 som har respektive overflatearealer vendt inn i mellomrommet 9. Overflatearealene til det første og andre tetningselementet 29, 30 tilveiebringer et respektivt areal som trykket fra innsiden av borerøret vil utøve krefter på, som vil motvirke kompresjonskraften som vil virke på fjæren 14 på grunn av at borerørsstiftforbindelsen 3 og borerørsmuffeforbindelsen 2 trekkes fra hverandre og/eller på grunn av overtrykk inne i det indre rommet 28 i borerørsstiftforbindelsen 3. Dette trekket kan være spesielt nyttig hvis sikkerhetsutløsningsinnretningen senkes til en beliggenhet med et høyt eller sterkt varierende fluidkolonnetrykk eller pumpetrykk, hvilket resulterer i at krefter virker mellom borerørsstiftforbindelsen 3 og borerørsmuffeforbindelsen 2 for å tvinge dem fra hverandre, hvilke krefter kan nærme seg eller til og med overstige den klassifiserte terskelverdien for sikkerhetsutløsningsinnretningen og derved forårsake uønsket utløsning av sikkerhetsutløsningsinnretningen 1. Uavhengig vil strekkreftene i borerørveggene som genereres av fluidkolonnetrykket inne i borestrengen, stjele fra den opprinnelige klassifiseringen av sikkerhetsutløsningsinnretningen. Et nøye utformet mellomrom 9 med riktig dimensjonert overflateareal for det første og andre tetningselementet 29, 30 vil tilveiebringe et middel for å utjevne eller oppveie effekten av fluidkolonnetrykket og/eller pumpetrykket, hvorved utløsningskraften til sikkerhetsutløsningsinnretningen ikke vil bli påvirket eller redusert. Dette er viktig ved bestemmelse av hvilken kraft sikkerhetsutløsningsinnretningen skal utløses på, og ved valg av den riktige fjæren og forbelastningen. Uten en slik utjevningsfunksjon blir kraften der sikkerhetsutløsningsinnretningen skal utløses, usikker, og det må implementeres sikkerhetsmarginer i den ene eller andre retningen. Det skal forstås at en slik utjevningsfunksjon ikke er nødvendig når sikkerhetsutløsningsinnretningen implementeres i anvendelser uten internt fluidtrykk, slik som den følgende utførelsesformen.

Figur 6 viser en alternativ utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. I denne utførelsesformen er sikkerhetsutløsningsinnretningen tilpasset for bruk på en brønnkabel, et heisetau, en bardun, et tjor, et trekktau eller lignende. I stedet for en borerørsstiftforbindelse 3 er

sikkerhetsutløsningsinnretningen montert in-line med en kabel 21. Én ende av kabelen 21 er tilveiebrakt med en muffeforbindelse 23, mens en ytre ende av kabelen 21 omfatter en stiftforbindelse 22. Kabelens 21 stiftforbindelse 22 kan omfatte en krympet hylse tilveiebrakt med avsmalnende festespor 11.1 andre henseender samsvarer utførelsesformen som er vist i figur 6, med utførelsesformene vist i figur 1-5, både funksjonelt og når det gjelder deler som er brukt. Alle de mulige variasjonene som er nevnt med hensyn til figur 1-5, er også mulige og relevante for utførelsesformen vist i figur 6.

Claims (9)

1. Sikkerhetsutløsningsinnretning (1) omfattende et første element (3) og et andre element (2) som kan settes inn i og gå i inngrep med det første elementet (3), hvori frigjøring av det første og andre elementet krever å trekke det første elementet (3) bort fra det andre elementet (2), hvori sikkerhetsutløsningsinnretningen omfatter et stoppemiddel (14) konfigurert for å motstå en forutbestemt terskelverdi for trekkraft på det første og andre elementet (3, 2) og derved hindre bevegelse av det første elementet (3) bort fra det andre elementet med mindre den forutbestemte kraften overstiges,karakterisert vedat sikkerhetsutløsningsinnretningen (1) ytterligere omfatter en utløsningsmekanisme (5, 6, 7) som kan beveges mellom en låseposisjon der den låser det første elementet (3) til stoppemiddelet (14), og en utløsningsposisjon der den utløser det første elementet (3) fra stoppemiddelet (14), hvori utløsningsmekanismen (5, 6, 7) er konfigurert for å bevege seg fra sin låseposisjon til sin utløsningsposisjon ved bevegelse av det første elementet (3) bort fra det andre elementet (2), hvori stoppemiddelet (14) omfatter et fleksibelt element og et støtteelement (15), hvori støtteelementet (15) er bevegelig festet til det andre elementet (2) for justering av fjærens forspenningskraft og bevegelse.

2. Sikkerhetsutløsningsinnretning ifølge krav 1, hvori det fleksible elementet er konfigurert for å forspenne det første elementet (3) i dets låseposisjon mot det andre elementet (2).

3. Sikkerhetsutløsningsinnretning ifølge krav 2, hvori det fleksible elementet er en fjær.

4. Sikkerhetsutløsningsinnretning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, der det andre elementet omfatter et hus (8) for å motta et rørformet endeparti (10) av det første elementet (3), hvori stoppemiddelet (14) er tilveiebrakt i et mellomrom (9) mellom huset (8) og en utside av det rørformede endepartiet (10) til det første elementet (3), og hvori det rørformede endepartiet (10) til det første elementet (3) er tilveiebrakt med transversale gjennomgående hull (24) som muliggjør fluidkommunikasjon mellom mellomrommet (9) og et indre rom (28) inne i det rørformede endepartiet (10) til det første elementet (3).

5. Sikkerhetsutløsningsinnretning ifølge krav 4, hvori huset (8) og ethvert tetningselement (29, 30) mellom huset (8) og det første og andre elementet (3, 2) er formet og dimensjonert slik at krefter som virker mellom det første og andre elementet (3, 2) for å skyve dem sammen på grunn av fluidtrykk i mellomrommet (9), opphever krefter som skyldes fluidtrykk i det indre rommet (28) inne i det rørformede endepartiet (10) som virker mellom det første og andre elementet (3, 2) for å skyve dem fra hverandre.

6. Sikkerhetsutløsningsinnretning ifølge et hvilket som helst av kravene 4-5 hvori første og andre tetningselement (29, 30) er tilveiebrakt for tetning mellom huset (8) og det rørformede endepartiet (10) til det første elementet (3).

7. Sikkerhetsutløsningsinnretning ifølge krav 1, hvori støtteelementet (15) er en ring tilveiebrakt med gjenger for å gå i inngrep med samsvarende gjenger på det andre elementet (2).

8. Sikkerhetsutløsningsinnretning ifølge krav 1, hvori stoppemiddelet (14) omfatter et mellomelement konfigurert for å bryte når den anvendte trekkraften overstiger den forutbestemte terskelverdien.

9. Sikkerhetsutløsningsinnretning ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, ytterligere tilveiebrakt med første (26) og andre (27) sammenlåsingsmiddel tilveiebrakt på henholdsvis borerørsstiftforbindelsen (3) og borerørsmuffeforbindelsen (2), hvori det første og andre sammenlåsingsmiddelet (26, 27) er konfigurert for å være relativt roterbare til en første og en andre relativ posisjon, slik at i den første relative posisjonen låses de sammen for å hindre at borerørsstiftforbindelsen (3) beveges bort fra borerørsmuffeforbindelsen (2), og slik at i den andre relative posisjonen kan de fritt bevege seg aksialt i forhold til hverandre slik at borerørsstiftforbindelsen (3) kan beveges bort fra og løsnes fra borerørsmuffeforbindelsen (2).