NO340498B1 - Fremgangsmåte og anordning for å aktivere og deaktivere et GS-verktøy - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR Å AKTIVERE OG DEAKTIVERE ET GS-VERKTØY

Denne oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å aktivere og deaktivere et GS-verktøy. Nærmere bestemt dreier det seg om en fremgangsmåte for å aktivere og deaktivere et GS-verktøy som foruten gripere, et verktøyhus og en spindel omfatter en hovedfjær som er innrettet til å kunne forspenne griperne i retning mot en deaktivert posisjon, idet GS-verktøyet er forskyvbart i et borehull i grunnen. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for å aktivere og deaktivere GS-verktøyet.

Et såkalt GS-verktøy anvendes til å forskyve, sette og trekke objekter i et borehull. Borehullet kan være uforet eller foret, samt forsynt med ulike innretninger som er kjent for en fagmann. Begrepet «GS» er innarbeidet i faget og er et velkjent og enty-dig begrep. Bokstavene i begrepet «GS» har så vidt vites ikke noen bestemt betyd-ning.

GS-verktøyet passer i såkalte GS-koplinger. GS-koplinger er ofte tilordnet til objekter som skal anordnes i et borehull. Noe forenklet forklart omfatter en GS-kopling et innvendig omkransende spor i en hylse hvori gripere som befinner seg på GS-verktøyet, valgbart kan gripe tak.

GS-verktøy er kommersielt tilgjengelig fra flere leverandører som for eksempel Wes-tern Pressure Control Ltd, Canada.

Kjente GS-verktøy overensstemmer, med unntak av de oppfinneriske trekk, med for-klaringen av utførelse og virkemåte som beskrevet i dokumentets spesielle del. En gruppe av kjente GS-verktøy spennes opp på overflaten slik at griperne er i inngrep med et objekt som skal settes i borehullet, hvoretter GS-verktøyet låses med en brytebolt. Når objektet er plassert på ønsket sted i borehullet, rettes det slag mot GS-verktøyet for å bryte brytebolten. Alternativt kan det anvendes en rettet kraft inn i borehullet for å bryte brytebolten slik at griperne forskyves til sine passive posisjoner. Det er kjent at slag og relativt store aksielle krefter som må påføres GS-verktøyet for å tilveiebringe en utløsning, kan skade objektet.

Patentskrift US 5775433 viser et trekkeverktøy for bruk sammen med et kveilrør.

Trekkeverktøyet omfatter en første fjær og en andre fjær. Den første fjæren utøver en aksial kraft på et første endeparti til gripere i trekke verktøyets neseparti slik at griperne holdes i en aktiv, gripende posisjon. Den første fjærens aksiale kraft overvinnes når verktøyet føres inn i en fiskenakke i et brønnverktøy slik at griperne forskyves først aksialt mot kveilrøret og så aksialt og radielt innover til en passiv, ikke-gripende posisjon for å kunne passere en innoverragende flens i fiskenakken. Når gripernes andre, frie endeparti har passert den innoverragende flensen, forskyves griperne tilbake til sin aktive, gripende posisjon av den første fjæren og trekkeverktøyet er i gripende inngrep med fiskenakken. Trekkeverktøyet frigjøres ved at trykket økes i en væske i kveilrøret. En ytre stempelhylse presses av det økte væsketrykket i aksiell retning mot kveilrøret og presser sammen den andre fjæren. Stempelhylsen er forsynt med et ytre hus som omgir gripernes første endeparti. Den aksielle bevegelsen av huset fører griperne i aksiell retning mot kveilrøret og griperne føres derved til sin passive, ikke-gripende posisjon. Verktøyet kan dermed frigjøres fra fiskenakken.

Patentskrift EP 2599952 viser et trekkeverktøy for bruk sammen med et kveilrør, en borestreng eller et vaieroperert verktøy. Trekkeverktøyet omfatter en første fjær og en andre fjær. Den første fjæren utøver en aksial kraft på et første endeparti til gripere i trekkeverktøyets neseparti slik at griperne holdes i en aktiv, gripende posisjon. Den første fjærens aksiale kraft overvinnes når verktøyet føres inn i en fiskenakke i et brønnverktøy slik at griperne forskyves først aksialt og så både aksialt og radielt innover til en passiv, ikke-gripende posisjon for å kunne passere en innoverragende flens i fiskenakken. Når gripernes andre, frie endeparti har passert den innoverragende flensen, forskyves griperne tilbake til sin aktive, gripende posisjon av den første fjæren og trekkeverktøyet er i gripende inngrep med fiskenakken. Griperne holdes ytterligere i sin aktive posisjon av en stempelhylse som omgir gripernes første endeparti. Stempelhylsen føres mot verktøyets frie ende ved hjelp av en hydraulisk væske. For at griperne i utgangspunktet skal være i sin aktive posisjoner, aktiviseres stempelhylsen av den hydrauliske væsken. Dette overvinner den aksiale kraften fra den andre fjæren, idet den andre fjæren søker å forskyve stempelhylsen til sin passive posisjon. Den andre fjæren utgjør en sikkerhetsanordning for å kunne løsne verktøyet fra fiskenakken hvis objektet som skal trekkes, blir sittende fast. Dette gjøres ved å redusere det hydrauliske trykket og ved å føre verktøyet noe innover i objektet slik at griperne føres til sine passive posisjoner.

Patentskrift US 2005/0056427 viser et trekkeverktøy som er fastgjort til en aktuatorstamme. Aktuatorstammen er bevegelig i lengderetningen og drives av en kraftenhet. Trekkeverktøyet omfatter en første fjær og en andre fjær. Den første fjæren utøver en aksial kraft på et første endeparti til gripere i trekkeverktøyets neseparti slik at griperne holdes i en aktiv, gripende posisjon. Den første fjærens aksiale kraft overvinnes når verktøyet føres inn i en fiskenakke i et brønnverktøy slik at griperne forskyves først aksialt og så både aksialt og radielt innover til en passiv, ikke-gripende posisjon for å kunne passere en innoverragende flens i fiskenakken. Når gripernes andre, frie endeparti har passert den innoverragende flensen, forskyves griperne tilbake til sin aktive, gripende posisjon av den første fjæren og trekkeverktøyet er i gripende inngrep med fiskenakken.

Patentskrift EP 2540956 viser et brønnintervensjonsverktøy posisjonert i en «lubrica-tor» for å trekke en plugg i en øvre del av et brønnhode for å få tilgang til brønnen. En trekkeenhet, som kan være et GS-trekkeverktøy, kan kobles til en hunnforbindelse i pluggen for å frigjøre pluggen. Patentskrift US 5580114 viser et fiskeverktøy som rea-gerer på hydraulisk trykk ved at en støtteanordning for spennarmer forskyves for å tillate kontakt mellom spennarmene og et fastsittende objekt. Når den hydrauliske kraften fjernes, vil støtteanordningen, fortrinnsvis ved hjelp av en forspent fjær som beveger støtteanordningen, gå tilbake til sin utgangsposisjon for å gi støtte for spennarmene som nå har engasjert det fastsittende objektet.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

I henhold til et første aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å aktivere og deaktivere et GS-verktøy hvor GS-verktøyet foruten gripere, et verk-tøyhus og en spindel omfatter en hovedfjær som er innrettet til å kunne forspenne griperne til deaktivert posisjon, idet GS-verktøyet er forskyvbart i et borehull i grunnen, og hvor fremgangsmåten omfatter: - å kople GS-verktøyets spindel til en aktuators aktuatorstamme; - å kople en aktiveringshylse til et aktuatorhus mellom verktøyhuset og aktuatorhuset; og - å forskyve en aktuatorstamme og derved spindelen relativt verktøyhuset i retning fra GS-verktøyet til verktøyhuset bringes til anslag mot aktiveringshylsen og ytterligere forskyve aktuatorstammen inntil griperne har kommet i sine aktiverte posisjoner ved å overvinne kraften fra hovedfjæren.

Ved å kople GS-verktøyet til en aktuator kan forskyvning av griperne mellom deres aktive og passive posisjoner utføres uten slag eller anvendelse av de relativt store krefter som må påføres en brytebolt for at den skal brytes eller skjæres av.

Aktuatoren kan være av enhver hensiktsmessig utførelse så som hydraulisk, pneuma-tisk, mekanisk eller elektrisk. Søkerens egen aktuator som markedsføres under navnet «PT Stroker», har vist seg å være anvendelig for formålet.

Fremgangsmåten kan omfatte å opprettholde griperne i aktivert eller deaktivert posisjon under forskyvning av GS-verktøyet inn i eller ut av borehullet.

Fremgangsmåten kan omfatte å bringe et objekt inn i eller ut av borehullet, idet objektet, mens det befinner seg i borehullet, løsgjøres fra eller koples til GS-verktøyet ved å forskyve aktuatorstammen slagfritt relativt aktuatorhuset. Endring av gripernes posisjon utføres således ved å aktivere aktuatoren hvorved aktuatorstammen forskyves relativt aktuatorhuset.

Ifølge er andre aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt GS-verktøy som er forskyvbart i et borehull i en grunn, hvor GS-verktøyet omfatter gripere, et verktøyhus og en spindel, og ytterligere omfatter en hovedfjær, som er innrettet til å kunne forspenne griperne i en retning av en deaktivert posisjon, og hvor GS-verktøyets spindel er koplet til en aktuators aktuatorstamme, og hvor en aktiveringshylse er koplet til et aktuatorhus mellom verktøyhuset og aktuatorhuset, og hvor hovedfjæren er spent og griperne er i sine aktiverte posisjoner når spindelen er forskjøvet mot aktuatoren.

Aktiveringshylsen kan med fordel være festet til aktuatorhuset. Den kan også være løs, festet til verktøyhuset eller festet direkte eller indirekte til både aktuatorhuset og verktøyhuset.

Aktiveringshylsen kan utvendig være forsynt med en flerhet styreribber. Styreribbene er ordnet slik at de omkranser aktiveringshylsen. Styreribbene bidrar til å holde GS-verktøyet sentrert i borehullet.

Griperne kan være forskyvbare på en aktiveringskon mellom sine aktiverte og deaktiverte posisjoner, idet aktiveringskonen er koplet til eller utgjør en del av spindelen. En sammenbygning av GS-verktøyet og aktuatoren kan alt etter de rådende forhold være koplet til en selvgående fremdriftsanordning, en streng, for eksempel en rør-streng, et kveilrør eller en kabel.

En fremgangsmåte og anordning i henhold til oppfinnelsen tilveiebringer en betydelig mer kontrollerbar aktiverings- og deaktiveringsoperasjon enn det som er mulig ved kjente GS-verktøy, noe som først og fremst reduserer faren for å skade objektet under til- og fråkopling.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket fremgangsmåte og ut-førelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en sammenstilling i henhold til oppfinnelsen av et deaktivert GS-verktøy og en aktuator; Fig. 2 viser i større målestokk et snitt I-l i fig. 1;

Fig. 3 viser det samme som i fig. 1, men hvor GS-verktøyet er aktivert; og

Fig. 4 viser i større målestokk et snitt III-III i fig. 3.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en sammenbygning av et GS-verktøy 2 og en aktuator 4. Aktuatoren 4 er i fig. 1 koplet til en selvgående fremdriftsanordning 6, mens den i fig. 3 er koplet til en forbindelse 8 i form av en streng, et kveilrør eller en

kabel som alle anvendes for å forskyve sammenbygningen 1 i et borehull 10, se fig. 3.

Aktuatoren 4 kan være en såkalt PT stroker som markedsføres av søkeren. Aktuatoren 4 omfatter en aktuatorstamme 12 som er aksialt forskyvbar relativt et aktuatorhus 14 mellom en utskjøvet og en inntrukket posisjon. Aktuatoren 4 er ellers kjent for en

fagmann og beskrives ikke nærmere.

En aktiveringshylse 16 som er koplet til aktuatorhuset 14, er forsynt med en gjen-nomgående åpning 20 for aktuatorstammen 12. Aktiveringshylsen 16 er utvendig forsynt med en flerhet styreribber 18. Styreribbene 18 er ordnet slik at de omkranser aktiveringshylsen 16. Styreribbene 18 bidrar til å holde GS-verktøyet 2 sentrert i borehullet 10.

GS-verktøyet 2 omfatter en spindel 22 som i et proksimalt parti 23 har en første minste diameter og som i et distalt parti 25 har en andre diameter som er større enn den første diameteren. En spindelskulder 26 er tildannet mellom det proksimale partiet 23 og det distale partiet 25. Spindelen 22 er ved sitt ledende endeparti 27 forsynt med en nesekon 24. Nesekonen 24 er utformet med en distal, ytre kon 28 som bidrar til å styre sammenbygningen 1 under forskyving i borehullet 10. Nesekonen 24 er forsynt med en aktiveringskon 30 som strekker seg fra det distale partiet 25 og til et støtteparti 29. Støttepartiet 29 har en tredje diameter som er større enn det distale partiets 25 andre diameter. Nesekonen 24 har en større utvendig diameter enn spin-delens 22 øvrige utvendige diametere.

Spindelen 22 er koplet til og er aksialforskyvbar sammen med aktuatorstammen 12 relativt aktuatorhuset 14.

Et verktøyhus 32 omkranser aksialforskyvbart spindelen 22. Verktøyhusets 32 midt-parti 34 har en større innvendig diameter enn et første endeparti 36 av verktøyhuset 32 som vender mot aktuatoren 4, og et andre endeparti 38 som er motstående det første endeparti 36. De ulike innvendige diametere i verktøyhuset 32 tildanner en fjærbrystning 40 nær det første endeparti 36 og en griperbrystning 42 nær det andre endeparti 38, se fig. 2.

Et antall langstrakte gripere 44 er fordelt om spindelen 22. Ved sitt frie endeparti er hver griper 44 forsynt med en gripevulst 46. Ved sitt motstående endeparti rager griperne 44 inn mellom spindelen 22 og verktøyhuset 32 hvor de ligger an mot griper-brystningen 42.

En fjærhylse 48 omkranser spindelen 22 og er ved hjelp av en relativt kraftig hovedfjær 50 som ligger an mot fjærbrystningen 40, spendt aksialt mot spindelskulderen 26.

En hjelpefjær 52 er innspent mellom fjærhylsen 48 og en støttering 54. Både hjelpefjæren 52 og støtteringen 54 omkranser fjærhylsen 48. Støtteringen 54 ligger an mot griperne 44. Hjelpefjæren 52 spenner derved griperne 44 aksialt mot griperbryst-ningen 42. Hjelpefjæren 52 er vesentlig svakere enn hovedfjæren 50.

Når griperne 44 skal aktiveres for å gripe et objekt 56, se figurene 3 og 4, forskyves aktuatorstammen 12 innover i aktuatorhuset 14. Spindelen 22 forskyves derved i retning mot aktuatoren 4, hvorved verktøyhuset 32 bringes til anslag mot aktiveringshylsen 16. Ytterligere forskyvning av aktuatorstammen 12 fører til at spindelen 22 trekkes innover i verktøyhuset 32 mens hovedfjæren 50 spennes. Hjelpefjæren 52 spenner seg ut tilsvarende. Griperne 44 forskyves derved langs aktiveringskonen 30 og kommer til sin aktiverte posisjon hvor gripevulstene 46 er i inngrep med objektet 56 og hvor griperne 44 understøttes av støttepartiet 29.

Når griperne 44 skal deaktiveres for å slippe et objekt 56, forskyves aktuatorstammen 12 utover i aktuatorhuset 14. Spindelen 22 forskyves derved i retning fra aktuatoren 4 og innover i objektet 56. Hovedfjæren 50 forskyver verktøyhuset 32 og griperne 44 relativt til spindelen 22 slik at griperne 44 forskyves ned langs aktiveringskonen 30 fra støttepartiet 29. Hovedfjæren 50 spenner seg ut mens hjelpefjæren 52 spennes tilsvarende. Ytterligere forskyvning av aktuatorstammen 12 forskyver verktøyhuset 32 fra aktiveringshylsen 16, se figurene 1 og 2.

En senterlinje 58 i fig. 4 viser posisjonen til en ikke vist brytebolt ifølge kjent teknikk. Denne brytebolten kommer ifølge oppfinnelsen ikke til anvendelse.

Det bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformer illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende. Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former, ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for å aktivere og deaktivere et GS-verktøy (2) hvor GS-verktøyet (2) foruten gripere (44), et verktøyhus (32) og en spindel (22) omfatter en hovedfjær (50) som er innrettet til å kunne forspenne griperne (44) i retning av deaktivert posisjon, idet GS-verktøyet (2) er forskyvbart i et borehull (10) i grunnen,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: - å kople GS-verktøyets (2) spindel (22) til en aktuators (4) aktuatorstamme (12); - å kople en aktiveringshylse (16) til et aktuatorhus (14) mellom verktøyhuset (32) og aktuatorhuset (14); og - å forskyve aktuatorstammen (12) og derved spindelen (22) relativt verktøy-huset (32) i retning fra GS-verktøyet (2) til verktøyhuset (32) bringes til anslag mot aktiveringshylsen (16) og ytterligere forskyve aktuatorstammen (12) inntil griperne (44) har kommet i sine aktiverte posisjoner ved å overvinne kraften fra hovedfjæren (50).

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor fremgangsmåten omfatter å opprettholde griperne (44) i aktivert eller deaktivert posisjon under forskyvning av GS-verktøyet (2) inn i eller ut av borehullet (10).

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor fremgangsmåten omfatter å bringe et objekt (56) inn i eller ut av borehullet (10), idet objektet (56), mens det befinner seg i borehullet (10), løsgjøres fra eller koples til GS-verktøyet (2) ved å forskyve aktuatorstammen (12) slagfritt relativt aktuatorhuset (14).

4. GS-verktøy (2) som er forskyvbart i et borehull (10) i en grunn, hvor GS-verktøyet (2) omfatter gripere (44), et verktøyhus (32) og en spindel (22), og ytterligere omfatter en hovedfjær (50) som er innrettet til å kunne forspenne griperne (44) i retning av en deaktivert posisjon,karakterisertved at GS-verktøyets (2) spindel (22) er koplet til en aktuators (4) aktuatorstamme (12), og hvor en aktiveringshylse (16) er koplet til et aktuatorhus (14) mellom verktøyhuset (32) og aktuatorhuset (14), og hvor hovedfjæren (50) er spent og griperne (44) er i sine aktiverte posisjoner når spindelen (22) er forskjøvet mot aktuatoren (4).

5. GS-verktøy (2) i henhold til krav 4, hvor aktiveringshylsen (16) er festet til aktuatorhuset (14).

6. GS-verktøy (2) i henhold til krav 4, hvor aktiveringshylsen (16) utvendig og omkransende aktiveringshylsen (16) er forsynt med styreribber (18).

7. GS-verktøy (2) i henhold til krav 4, hvor griperne (44) er forskyvbare på en aktiveringskon (30) mellom sine aktiverte og deaktiverte posisjoner, idet aktiveringskonen (30) er koplet til eller utgjør en del av spindelen (22).

8. GS-verktøy (2) i henhold til krav 4, hvor en sammenbygning (1) av GS-verktøyet (2) og aktuatoren (4) er koplet til en selvgående fremdriftsanordning (6).

9. GS-verktøy (2) i henhold til krav 4, hvor en sammenbygning (1) av GS-verktøyet (2) og aktuatoren (4) er koplet til en forbindelse (8) i form av en streng, et kveilrør eller en kabel.