NO342429B1 - Injektorhode-anordning for synkronisering av kjeder - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår et injektorhode (2) omfattende; et par motsatt beliggende, samvirkende bevegelige, segmenterte kontinuerlige beltedriv kjeder (21, 22), nevnte hvert av beltedriv kjedene (21, 22) løper over respektive par av kjededrivhjul (25a, 26b), hvori en mottaker del for rør (7') er definert mellom beltedriv kjedene (21, 22). Rør mottaker delen (7') har en rør del senterlinje (46) om strekker seg gjennom senter av mottaker delen til røret (7'). Injektorhodet (2) har en injektor senterlinje (45) som strekker seg gjennom senterlinjen til injektorhode (2), nevnte senterlinje til injektor (45) og nevnte senterlinje til mottaker delen for rør (46) er i hovedsak rettet inn aksielt i den langsgående retningen i en initiell posijon, et par av langstrakte motkrafts legemer (32a, 32b) er anordnet på hver side av mottaker delen til røret (7'). Injektorhodet (2) har minst en aktuator (35) tilpasset til å bevege minst en av nevnte langstrakte motkrafts legemer (32a, 32b) for å bringe senterlinjen for mottaker delen for røret (46) ut av stilling i forhold til injektorens senterlinje (45).

Description

Injektorhode – anordning for synkronisering av kjedene

OPPFINNELSENS ANVENDELSESOMRÅDE

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en mateanordning eller injektorhode for å muliggjøre mating av kontinuerlig langstrakte anordninger (CED), slik som for eksempel kveilerør, stenger, vaier eller kabel gjennom mateanordningen, for å muliggjøre innsetting av verktøy gjennom brønnhodet og videre inn i brønnen nedenfor eller opp gjennom mateanordningen ved en trekkvirkning for opphenting av verktøy fra brønnhodet og brønnen nedenfor. Spesielt omhandler oppfinnelsen et injektorhode med synkroniserte beltedrivkjeder (belt drive chains).

En slik mateanordning kalles ofte et «injektorhode» i dette spesielle bruksområde.

Brønnhodet er primært ment for bore- og produksjonsoperasjoner for olje og naturgass.

Spesielt omhandler den foreliggende oppfinnelsen en teknologi for å innføring og opphenting av et boreverktøy som er understøttet av en kontinuerlig langstrakt anordning (CED) i et ikke begrensende eksempel som for eksempel kan være: en kontinuerlig rør, eller et tilpasset kveilerør som løper gjennom lubrikatorstrengeseksjoner (lubricator string sections).

I beskrivelsen og kravene blir den generelle termen CED brukt. Dette står for kontinuerlig langstrakt anordning, noe som antyder at CED kan tolkes som å være en kontinuerlig rør (for eksempel kveilerør), kontinuerlig stang eller innbyrdes forbundet stang seksjoner, kontinuerlig vaier eller kontinuerlig kabel. I situasjoner hvor det brukes stang eller stangseksjoner, kan disse for eksempel være massive stenger av metall, metall legeringer, karbonmaterialer, fiber forsterket plast materiale.

Den kontinuerlige langstrakte anordningen vil heretter bli referert til som en kontinuerlig rør.

Mer spesielt omhandler den foreliggende oppfinnelsen til et injektorhode ifølge den innledende delen av krav 1.

TEKNISK BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Bruk av CED’er, slik som kveilerør, som kommer fra en hydraulisk drevet trommel (reel), er kjent i olje og naturgass utvinning bore – og utvinningsoperasjoner. Disse rørene, generelt referert til som metallrør, for eksempel fremstilt av stål, med diameter som spenner i området 1 tomme til 4 tommer (2.54 -10.12 cm), eller hensiktsmessig i området 1.5 til 3.5 tommer (3.81-8.89 cm) Slike rører kan typisk ha en veggtykkelse som er mellom 5-15% av rørdiameteren, selv om det kan anvendes et annet veggtykkelsesområde avhengig av bruken av røret.

Det er også kjent at kveile rør kan utføre mange forskjellige oljebrønn operasjoner, og at disse inkluderer bruk ved intervensjon av olje og gassbrønner, og kan også brukes som produksjonsrør i gass brønner.

Anvendelse av slike kveilerør i olje og gas operasjoner innebærer anvendelse av rørene som support for boreverktøy for å innføring av disse verktøyene i borehullene eller for å hente opp disse verktøyene fra borehull. Slike verktøy kan være pakninger (packer), ventiler, hylser (sleeves) sensorer, plugger, måleutstyr og så videre. Slike verktøy som kjøres inn og hentes opp fra borehullene. Disse verktøyene kan brukes for vedlikehold av brønnen.

Operasjonene som er nevnt i de foregående avsnittene gjøres gjennom lubrikatorstrengeseksjoner (lubricator string section). Disse seksjonene fungerer som en sluse for å gjennomføre slike operasjoner.

Lubrikator strenger for å innføring av verktøy i brønnen og for opphenting av verktøyet fra brønnen igjen, er vanlig kunnskap på området og vil ikke bli beskrevet nærmere.

Når den er i bruk, er et kveilerør injektor normalt montert på en opphøyd plattform over brønnhodet eller er montert direkte på toppen av brønnhodet. En typisk kveilerørs injektor omfatter to kontinuerlige beltedrivkjeder, selv om også mer enn to kan brukes. To beltedrivkjeder er montert på kjededrivhjul for å danne to langstrakte sløyfer som roterer motsatt av hverandre. Et drivsystem påfører kraftmoment på kjededrivhjulene for å få dem til å rotere. I de fleste injektorer, er beltedrivkjeder arrangert i motsatt beliggende par, og hvor røret holdes mellombeltedrivkjedene. Gripere, som bæres av hvert av beltedrivkjedene møtes på motsatte sider av røret og presses mot røret.

Griperne føres eller ruller langs en kniv (skate) når de er i posisjon til å gripe rundt røret. Kniven er vanligvis formet som en lang, rett og stiv bjelke. Injektoren griper derfor kontinuerlig en lengde av røret som føres ut og inn av brønnen. Hver kniv tvinger griperne mot røret med en kraft eller trykk som blir omtalt som en vinkelrettkraft, siden det blir påført vinkelrett på overflaten av røret.

Et driv system for en kveilerør injektor inkluderer minst en motor. For større injektorer, som er beregnet til å bære tyngre belastninger, vil hver beltedrivkjede normalt bli drevet av en separat motor. Motorene er vanligvis hydraulisk, men elektriske motorer kan også brukes. Hver motor er koplet enten direkte til et kjededrivhjul hvor beltedrivkjedet er montert, eller gjennom en overføring til en eller flere drevne tannhjul.

Gjennom utvikling av injektorhode, har det blitt funnet at synkroniserte kjedeblokker reduserer slitasje på den kontinuerlige langstrakte innretningen (CED) og motvirker utmattingsbrudd i den kontinuerlige langstrakte anordningen.

Med to motorer, drives beltedriv kjedene uavhengig av hverandre på hver side av det kontinuerlige røret, dvs. kjedene drives uten synkroniserte gir. Det er et konstant kraftmoment på motorene.

Kjedeblokkene kan i den initielle posisjonen være synkroniserte, dvs. kjedeblokkene fra de to uavhengige kjeder er posisjonert mot hverandre i det samme horisontal planet. På grunn av litt forskjellige lengder på kjedene, forskjellig rotasjons hastighet på de kjededrivhjulene osv., vil dette medføre at kjedeblokkene vil bli usynkrone etter en tid. Dette betyr at kjedeblokkene fra to uavhengige kjeder vil ikke være posisjonert i det samme horisontalplanet.

De to motsatte kjedeblokkene vil gripe rundt det kontinuerlige røret ved små forskjeller i tid.

Dette fører til slitasje og mulig utmattelsesbrudd i det kontinuerlige røret på grunn av en av kjedeblokkene på det første kjedet vil komme i kontakt med det kontinuerlige røret før kjedeblokkene på det andre kjedet. De første kjedeblokkene vil også komme i kontakt med det kontinuerlige røret med en annen vinkel enn de andre kjedeblokkene. Dette resulterer i at de første kjedeblokkene må vandre en lengre distanse enn det andre kjedet. Differansen er vanligvis 0,1 mm per meter av det kontinuerlige røret, men differansen mellom kjedeblokkene kan øke til en posisjonsendring eller tap av friksjon mellom det kontinuerlige røret og kjedeblokkene.

Publikasjon US 3866882 viser en injektor med flere par motstående segmenterte drivbelter over en drivskive og strammeskive for mating av et kontinuerlig rør gjennom et brønnhode inn i en brønn. Den har justerbare elementer for posisjonering av hvert av drivbeltene mot injektorens senterlinje.

Publikasjon US5775417 og US2011/033243 viser lignende injektorer.

Alle publikasjonene har gripearrangementer som er flyttbare relativt til injektor aksen, men er kun anordnet til å gripe synkront om injektorens senterakse.

Ingen av publikasjonene beskriver derimot en løsning hvor en innretning hvor det kompenseres for bevegelse av kjedehjulene og grep om det kontinuerlige røret for å redusere slitasje og utmattelsesbrudd i det kontinuerlige røret.

For å kompensere for denne ujevne rotasjonen av kjedene, har det derfor blitt utviklet et injektorhode hvor kjedeblokkene roterer synkront gjennom all bevegelse av den kontinuerlige røret inn i eller ut av brønnen. Dette oppnås ved å bruke kjededrivhjul som er montert på hver av de kjede drevne akslene og koblet sammen slik at begge kjedene roteres med samme hastighet og har samme posisjon. Kjededrivhjulene er mekanisk synkronisert for å oppta kjedeblokkene i parallelle, motsatte posisjoner. Denne synkroniseringen av kjedene kan forårsake slitasje og utmattelsesbrudd på det kontinuerlige røret eller tap av løftekraft. Kjedene roterer rundt kjededrivhjulene med samme hastighet for å opprettholde kjedene i en synkronisert posisjon. Dette fører til store interne krefter inne i systemet på grunn av tap av friksjon mellom kjedeblokkene og det kontinuerlige røret. Kjedeblokkene kan miste festet når de er kontakt med det kontinuerlige røret. Dette kan medføre ødeleggelse på det kontinuerlige røret. Det synkroniserte tannhjulet og kjedeblokkene vil i denne løsningen ha forskjellig hastighet og jobber mot hverandre.

I et system uten synkroniserte tannhjul vil kjedene rotere med forskjellige hastighet og kjedeblokkene vil ikke være synkrone etter en tid. Dette leder til slitasje og mulig utmattelsesbrudd av det kontinuerlige røret fordi den første kjedeblokken på det første kjedet kommer i kontakt med det kontinuerlige røret før de andre kjedeblokkene på det andre kjedet. De første kjedeblokkene vil også komme i kontakt med det kontinuerlige røret ved en annen vinkel enn de andre kjedeblokkene. Dette medfører at de første kjedeblokkene må vandre en lengre distanse enn det andre kjedet. Differansen er liten, vanligvis 0,1 mm per meter kontinuerlig rørlengde, men differansen mellom kjedeblokkene kan øke til en posisjonsendring eller tap av friksjon mellom det kontinuerlige røret og kjedeblokkene.

FORMÅLET MED OPPFINNELSEN

I følge et aspekt med den foreliggende oppfinnelsen er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe et system som måler posisjonen av to motstående kjedeblokker som er anordnet relativt hverandre på hver sin side av det kontinuerlige røret.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

I en utførelsesform av oppfinnelsen omfatter injektorhodet et par motstående beliggende, samvirkende bevegelige, segmentert kontinuerlige beltedriv kjeder, hver av de nevnte kjedene går over et par av respektivt kjededrivhjul og oppspennings (tension) kjedehjul, hvori et rørs mottaker del er definert mellom beltedriv kjedene, nevnte rørs mottakerdel har en rørdel sentralakse som strekker seg gjennom senter av rør mottaker del, nevnte injektorhode har en injektor senter linje som strekker seg gjennom senterlinjen på injektorhodet, nevnte senterlinje og nevnte rør mottaker senterlinje er hovedsakelig rettet inn aksielt i den langsgående retningen i en initiell (første) posisjon, et par av langsgående motkrafts legemer er posisjonert på hver side av rør mottaker delen. Injektorhodet er særegen ved at nevnte injektorhode har minst en aktuator som er tilpasset til å bevege minst en av de langstrakte motkraftlegemene for å bringe rør mottaker delens senterlinje og injektorhodets senter linje ut av stilling i forhold til nevnte injektor senterlinje.

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen omfatter injektorhode et par av motstående beliggende, samvirkende bevegelige, segmenterte kontinuerlige beltedriv kjeder, hver av nevnte beltedriv kjedene løper over respektive par av kjededrivhjulene og oppspennings (tension) kjedehjul, hver av de nevnte beltedriv kjedene omfatter en indre bane (flight) og en ytre bane (flight), nevnte respektive indre bane og ytre bane strekker seg mellom nevnte par av kjedehjul, minst en del av nevnte respektive indre bane definerer en mottaker del for et kveilerør. Oppfinnelsen er særegen ved at nevnte injektorhode omfatter minst en rullemekanisme som er anordnet i kontakt med en del av den indre banen, nevnte ene rullemekanisme er bevegelig for å forskyve minst en del av nevnte indre bane.

Fordelaktige utførelsesformer av injektorhodet er definert i de uselvstendige kravene, som det er referert til.

Et eksempel på utførelsesformer av injektorhodet ifølge oppfinnelsen omfatter et par motstående anordnet, samvirkende bevegelige, segmenterte kontinuerlige beltedriv kjeder, hvert beltedriv kjede omfatter gripeblokker, hver nevnte belte drive kjede løper over respektive par av kjedehjul, hvori en rør mottaker del er anordnet mellom beltedriv kjedene og har en rør mottaker del senterlinje.

Et par av langstrakte motkraft legemer er plassert på hver side av rør mottaker delen. Injektorhodet er særegen ved at nevnte injektorhodet har midler for å bevege de langstrakte motkraftslegemene i en retning langs et plan parallell til rør mottaker delens senterlinje og vinkelrett på en rotasjonsakse av kjedehjulet, og vinklet i forhold til senterlinjen til rør mottakeren, således beveges rør mottaker delens senterlinje i den samme retningen.

KORT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Hovedtrekkene ved oppfinnelsen er beskrevet ovenfor. En mer detaljert og ikke begrensende beskrivelse av ikke begrensende utførelsesformer av mateanordningen ifølge oppfinnelsen og aspekter ved denne er gitt nedenfor, med referanse til de medfølgende figurene:

Figur 1 er en prinsippskisse av et injektorhode ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen,

Figur 2 er et perspektivsnitt av injektorhodet ifølge oppfinnelsen,

Figur 3 er et perspektivsnitt av injektorhodet ifølge oppfinnelsen vist uten ramme,

Figur 4 er et tverrsnitt av injektorhodet ifølge oppfinnelsen, vist uten ramme,

Figur 5 er en detaljert visning av synkroniserte kjedeblokker,

Figur 6a-f viser prinsipp figurer av drift av injektorhodet ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen som bruker regulatorer som beveger kniven (skate),

Figur 6a-c viser et injektorhode med beltedriv kjedene hvor rullemekanismen er koblet til kjedeblokkene,

Figur 6d viser et injektorhode med beltedriv kjeder hvor rullemekanismen er koblet til kniven,

Figur 7a-d viser en prinsippskisse av betjening av injektorhodet ifølge en annen utførelsesform av oppfinnelsen hvor det er anordnet separate reguleringsmekanismer på begge sider av kniven som har som formål å opprettholde samme posisjonen mellom knivene og bevege kniven i horisontal posisjon,

Figur 8a-8b viser en prinsippskisse av en annen utførelsesform av oppfinnelsen med minst en rullemekanisme som beveger en del av beltedriv kjedet,

Figur 9 viser et blokkdiagram av justeringsprosessen til kjedet i injektorhodet,

Figur 10a og 10b viser prinsipp skisser av en utførelse av oppfinnelsen hvor hele injektorhodet driv enheten beveges.

DETALJERT BESKREIVELSE AV OPPFINNELSEN

I det følgende beskrives fordelaktige utførelsesformer av mateanordningen til den foreliggende oppfinnelsen. Dette er et eksempel for å forstå oppfinnelsen og er ikke begrensende.

I den foreliggende sammenheng, må betegnelsen «injektorhode» tolkes som å være synonymt med betegnelsen mateanordning som definert i kravene.

Videre, er betegnelsen motkraftslegeme synonymt med betegnelsen «kniv» som ofte er brukt i teknikken.

Gjennom hele spesifikasjonen inkludert kravene, blir ordene «kontinuerlig rør», «kniv», «beltedriv kjede», «aktuator», «kveilerør», «borehull», «brønnhode», «lubrikator strenger», «lager», «BOP», «injektorhode», «sensor», «kontrollsystem», «rullemekanisme» må tolkes i den bredeste betydning av de respektive termene og inkludere alle lignende elementer på fagområdet, som kan være kjent som andre betegnelser og som kan være klart for en fagmann på området.

Restriksjoner eller begrensninger, hvis det er noen, som er referert til i beskrivelsen, er ene og alene eksempler og forståelse av den foreliggende oppfinnelsen. Mer spesifikt, vil heretter betegnelsen kveilerør bli brukt for enkel forståelse av oppfinnelsen. Det skal forstås at kveilerør også inkluderer andre lignende kontinuerlige rør som er kjent for en fagperson på området av den foreliggende oppfinnelsen. Videre vil foreliggende oppfinnelse også være anvendelig for andre kontinuerlige langstrakte legemer (CED’s) slik som stang, vaier eller brønnkabler.

Selv om injektorhode, i en nåværende foretrukket virkemåte, er primært til bruk for drift av kveilerør, vil bruken av injektorhodet i forbindelse med andre CED’ er ligge innenfor beskyttelsesområdet til oppfinnelsen.

Det skal også forståes at orientering av noen av apparat komponentene kan utvise andre konfigurasjoner enn de som der vist i figurene, uten å avvike fra prinsippet til oppfinnelsen, og slike andre konfigurasjoner som ikke påvirker den overordnede operasjonen av apparatet, skal kun tolkes som tekniske ekvivalenter innenfor rammen av oppfinnelsen. Betegnelsen øvre og nedre er brukt bare for å forenkle beskrivelsen av oppfinnelsen.

De forskjellige nødvendige aspektene til injektorhodet vil nå bli beskrevet i mer detalj med referanse til figurene 1-9.

Figurene viser den samme injektoren med forskjellige eksempler på synkronisering.

Injektorhodet 2 muliggjør mating av et kontinuerlig rør 7 ned gjennom injektorhodet 2 og videre gjennom en lubrikator streng (ikke vist). Denne er anordnet mellom apparatet 2 og brønnhodet (ikke vist), hensiktsmessig via en BOP (utblåsingsbeskyttelse) for å muliggjøre innføring av verktøy (ikke vist) i brønnhode og videre inn i en brønn nedenfor (ikke vist) eller opp gjennom injektorhode 2 ved uttrekking operasjon som muliggjør uttrekking av verktøyet fra brønnhodet og brønnen nedenfor.

Figur 1 viser et perspektiv snitt av injektorhodet 2. Alle detaljene til oppfinnelsen er ikke vist men det er en forenklet tegning av et typisk injektorhode 2 ifølge oppfinnelsen.

Injektorhodet 2 omfatter et par av stående samvirkende bevegelige, segmenterte, kontinuerlige beltedriv kjeder 21, 22. Det første kontinuerlige kjedet og det andre kontinuerlige kjedet 22 er plassert motstående og anordnet i en ramme 23. Kjedene 21, 22 danner deler av to separate kjedesystemer som er anordnet på begge sider av det kontinuerlige røret 7.

Hvert av kjedene 21, 22 omfatter et flertall av sammenkoblede rør kjede blokker 24a, 24b og hver av kjedene løper over et kjededrivhjul 25a, 25b og et oppspennings kjedehjul 26a, 26b. I figuren er det vist at oppspenningskjedehjulet 26a, 26b er anordnet nedenfor kjededrivhjulet 25a, 25b (figur 3). Hvert av kjedehjulene 25a, 25b er forbundet med en kjededrift og en kraftig motor 27a, 27b som skaper dreiemoment. Motoren 27a, 27b er hensiktsmessig en hydraulisk motor, men kan like gjerne være en elektrisk eller en pneumatisk motor. Et gir 20a, 20b er også forbundet til hver av motorene 27a, 27b.

Motorene 27a, 27b og girene 20a, 20b er hver forbundet i den ene enden til en drevet aksel 19a, 19b som strekker seg gjennom hver av kjededrivhjulene 25a, 25b. På den motsatte enden av de drevne akslingene er det anordnet en sensor 40a, 40b. Det er anordnet minst en sensor, men i figuren er det vist to sensorer 40a, 40b. Sensorene kan måle posisjonen på to motstående posisjonerte kjedeblokker 24a, 24b som er festet til det første kjedet 21 og andre kjedet 22. Sensorene samvirker med et kontrollsystem og justeringsmidler for å korrigere posisjonen til motstående kjedeblokker. Sensoren kan for eksempel være en omkoder for kjedehastigheten, Denne omdanner vinkelposisjonen eller bevegelsen til akslingen til en analog eller digital kode.

Oppfinnelsen er anvendelig med injektorhoder som drives uten synkroniseringsgir. Det konstante kraftmomentet på motorene gir forskjellig hastighet på de første kjedet 21 og det andre kjedet 22. Sensorene eller kjedehastighet omformeren 40a, 40b vil så registrere hastigheten og en reguleringsmekanisme vil regulere posisjonen til kniven 32a, 32b som videre fører til synkroniserte kjedeblokker 24a, 24b.

Oppfinnelsen er også anvendelig med drevne tannhjul som er koblet sammen slik at beltedriv kjedene drives synkront, dvs. injektorhodet drives med synkroniserte gir. Ved at kjedet drives med konstant kraftmoment på motorene, vil synkroniseringsgiret synkronisere kjede blokkene 24a, 24b, sensorer dvs. sensorer som måler akseltorsjonsmomentet 40a, 40b vil registrere forskjeller i torsjonsmomentet og en reguleringsmekanisme vil tilpasse senterposisjonen til kniven.

Et første langstrakt motkraft legeme 32a strekker seg mellom nevnte kjededrivhjul 25a og en oppspennings kjedehjul 26a. Et lignende andre langstrakte motkraft legemet 32b strekker seg mellom nevnte kjededrivhjul 25b og nevnte oppspennings kjedehjul 26b. Det første og andre langstrakte legeme er anordnet på hver side av det kontinuerlige røret 7 og i kontakt med hvert av de respektive kjedene 21, 22. Den langsgående rommet mellom kjeden 21, 22 hvor det kontinuerlige røret føres gjennom er definert som en rør mottaker del 7’. Det første og andre langstrakte motkraftselementet 32a, 32b vil heretter bli omtalt som «kniv».

Formålet med knivene 32a, 32b er å sørge for at gripeblokkene 33a, 33b som er festet til kjedeblokkene 24a, 24b er i tilstrekkelig kontakt med det kontinuerlige røret når den drives med kraft gjennom injektorhodet 2.

For å justere på tverrposisjonen til begge knivene og deres innbyrdes avstand er det forsynt med et flertall av klemfeste anordninger 28 i tverrgående retning av kniven 32a, 32b og det kontinuerlige røret 7. Disse klemfeste anordningene 28 har minst en aktuator 29, fordelaktig en aktuator 29 som er koblet til hver av klemfeste anordningene 28. Dette kan for eksempel være en hydraulisk sylinder eller ramme (ram). Klemfeste anordningen 28 har også tilpassede langstrakte stenger 30. Disse stavene eller stengene strekker seg på begge tverrsidene av kjedene 21, 22 og er drevet av minst en aktuator 29.

I figur 2, 3, 4 er injektorhodet ifølge oppfinnelsen vist i større detalj. I figur 3 og 4 er injektorhodet vist uten rammen 2. Hvert av kjedeblokkene 24a, 24b omfatter sammenkoblede anordnings gripesko bærere for å gripe om røret (shoe carriers) 37a, 37b med rulle mekanismer (ikke vist). Disse er tilpasset til å rulle i langsgående retning av kniven 32a, 32b på hver side av røret 7. Anordnings gripesko bærerne for å gripe om røret 37a, 37b er anordnet på motsatte sider av gripeblokken 33a, 33b. Kjedeblokken 24a, 24b omfatter anordnings gripesko bærerne 37a, 37b og gripeblokken 33a, 33b.

Figurene viser videre et presslegeme 34a, 34b som er festet til hvert av kjedesystemene. Presslegeme 34a, 34b er i den ene enden festet til en aksling 36 som går gjennom de respektive oppspennings kjedehjulene 26a, 26b og i den andre enden festet til rammen 2. Formålet til presslegemet er å sikre at kjedet 21, 22 holdes tett rundt hver av de respektive kjedehjulene 25a, 26a og kjedehjulene 25b, 26b ved å skyve kjedehjulene 26a, 26b nedover og unngå slark i kjedene 21, 22. Presslegemet 34a, 34b omfatter for eksempel en oppspennings sylinder som regulerer avstanden mellom oppspennings kjedehjulet 26a, 26b og rammen 23 i den vertikale retningen.

Et annet formål med presslegemet 34a, 34b er å tillate en liten bevegelse av kjedet 21, 22 når en av kjedene 21, 22 beveges mot injektorhodets senterlinje 45. Dette vil bli nærmere beskrevet nedenfor.

Posisjons sensorer 40a, 40b er festet til en ende av en aksling som strekker seg gjennom hver av de øvre kjedehjulene 25a, 25b. Posisjons sensorene kan også være festet til andre deler av injektorhodet som er egnet til å måle posisjonen, vinkel differansen, hastigheten eller dreiemomentet osv. til de motstående kjedene 21, 22 eller kjedeblokkene 24a, 24b.

Formålet med sensorene 40a, 40b er å måle posisjonen, forskjeller i dreiemoment, hastighetsendringer, vinkel endringer osv. til kjedeblokkene 24a, 24b på hver side av rørs mottaker delen 7’. Kjedeblokkene 24a, 24b og følgelig også gripeblokkene 33a, 33b er synkronisert når kjedeblokkene 24a, 24b på hver side av rør mottaker delen 7’ er posisjonert i det samme horisontalplanet. Det er forskjellige måter å måle posisjonen til to kjedeblokker 24a, 24b som er motstående anordnet. Dette kan for eksempel være utformet ved å måle to motstående kjedeblokker 41a, 41b som initielt eller først kommer i kontakt med det kontinuerlige røret 7, dvs. hvilken vinkel eller hastighet den initielle eller første kjedeblokken 41a, 41b kommer i kontakt med det kontinuerlige røret og differansen mellom de to motstående initielle kjedeblokkene 41a, 41b.

Synkroniserte kjedeblokker 24a, 24b er vist i figur 5. For å være synkroniserte må toppen av kjedeblokkene 24a, 24b være anordnet i samme plan 18a som strekker seg gjennom den øvre avgrensingen til et par av kjedeblokker 24a, 24b som er anordnet på de to motstående kjedene 21, 22. Den nedre delen av kjedeblokkene 24a, 24b er også anordnet i det samme planet 18b som strekker seg gjennom den nedre avgrensingen til kjedeblokkene 24a, 24b. Planet 18a og planet 18b er hovedsakelig parallelt. Gripeblokkene 33a, 33b på begge kjedeblokkene 24a, 24b vil i denne posisjonen komme samtidig i kontakt med begge sider av det kontinuerlige røret 7.

Når røret 7 trekkes eller dyttes gjennom injektorhodet 2, vil en av gripeblokkene 33a, 33b som er koblet til første eller andre kjede 21, 22, tilstrebe å komme i kontakt med det kontinuerlige røret 7 før den korresponderende gripeblokken 33a, 33b som er koblet til den motsatte siden av første eller andre kjedet. Dette medfører at etter en tid vil kjedeblokkene 24a, 24b bli usynkrone. Dette vil igjen resultere i slitasje og utmattelse på røret.

Kjedene 21, 22 er usynkrone når kjedeblokkene 24a, 24b ikke er anordnet i det samme planet 18a, 18b når de kommer i kontakt med det kontinuerlige røret 7.

For å opprettholde synkroniserte kjedeblokker 24a, 24b gjennom hele mating/uttrekking av det kontinuerlige røret 7, er det anordnet minst en indre tilpasnings aktuator 35. Den minst ene indre tilpasnings aktuator 35 er i figurene 2, 3 og 4 festet til en av knivene 32a eller 32b eller begge.

I figurene er det vist to indre tilpasnings aktuatorer 35 festet til den andre kniven 32b, men det kan være flere enn to eller bare en tilpasnings aktuator 35. Den indre tilpasnings aktuatoren 35 kan også være festet til den første kniven 32a. Den indre tilpasnings aktuatoren 35 kan for eksempel være hydraulisk, pneumatisk eller elektrisk drevet og har som formål å bevege kniven 32a, 32b som er festet til den indre tilpasning aktuatoren 35 mot røret 7 eller fra røret 7. Røret vil dermed bevege seg i samsvar med dette i den tverrgående retning. Knivene 32a, 32b er plasser i en avstand fra hverandre ved hjelp av klemfeste anordningen 28 i en avstand som tilsvarer det kontinuerlige røret.

Den andre kniven 32b vil bevege seg i samsvar med den første kniven 32a, i den samme retningen.

Figur 6a-c viser prinsippet for betjening av injektorhode 2 ifølge en av utførelsesformene til oppfinnelsen.

I figur 6a er kjedeblokkene 24a, 24b og de korresponderende gripeblokkene 33a, 33b i en synkronisert posisjon. En rør dels senter linje som strekker seg gjennom senter av rørs mottaker del 7’ vil i denne posisjonen rette seg inn aksielt og være sammenfallende med et injektorhode senter linje 45 som strekker seg gjennom senter linjen til injektorhodet 2. Dette kan være en start eller initiell posisjon til trekking/mating av røret 7 i injektorhodet 2.

Rør delens senterlinje 46 er definert av senterlinjen til mellomrommet mellom den første kjedet 21 and det andre kjedet 22 hvor det kontinuerlige røret 7 er normalt plassert når den blir matet inn i eller trukket ut av brønnen.

I figur 6b vil gripeblokkene 33a på det første kjedet 21 tendere til å komme i kontakt med det kontinuerlige røret 7 litt før gripeblokken 33b på det andre kjedet 22. For å motvirke at gripeblokkene 33a, 33b og kjedeblokkene 24a, 24b har usynkrone posisjoner vil de indre tilpasningsinnretningene 35 trekke den andre kniven 32b og dermed og kjedeblokkene 24a, 24b som er i forbindelse med det kontinuerlige røret 7, røret 7 og den første kniven 32a, mot tilpasningsinnretningene 35. Røret delen senterlinje 46 beveges bort fra injektorlinjens senterlinje 45. (I figur 7b blir knivene 32a, 32b og det kontinuerlige røret 7 flyttet til venstre fra senterlinjen 45 av injektorhodet 2.) Kjededrivhjulet 25a og oppspenningskjedehjulet 26a beveges ikke i den horisontale retningen. Siden kun de første kjedeblokkene 24a som er tilstøtende det kontinuerlige røret 7 beveges ut av posisjon, vil dette føre til en bevegelse av de oppspente kjedehjulene 26a i den vertikale retningen som en kompensasjon fordi omkretsen på kjedene 21, 22 må være den samme i alle posisjoner av kjedet 21, 22.

Når knivene 32a, 32b sammen med det kontinuerlige røret 7 og kjedeblokkene 24a, 24b er forskjøvet til en posisjon som vist i figur 7b, vil gripeskoene 33a til kjedeblokkene 24a på det første kjedet 21 ha en litt lengre avstand for å rotere fra posisjonen på toppen av den kjededrivhjulet 25a for å komme i kontakt med det kontinuerlige røret 7.

Gripeblokkene 33b som er festet til kjedeblokkene 24b på det andre kjedet 22 vil tilsvarende ha en kortere distanse fra toppen av kjedehjulet 25b til en posisjon hvor den kommer i kontakt med det kontinuerlige røret. Den indre tilpasnings aktuatoren(ene) 35 vil posisjonere knivene 32a, 33b i en posisjon slik at gripeblokkene 33a, 33b på to motsatte korresponderende kjedeblokker 24a, 24b er synkront i kontakt med det kontinuerlige røret 7 på motsatte sider av røret 7.

Figur 6c viser det motsatte tilfellet enn i Figur 6b. Gripeblokkene 33b på det andre kjedet 22 tenderer til å komme i kontakt med det kontinuerlige røret litt før gripeblokken 33a på det første kjedet 21. For å kompensere for dette og for å oppnå synkroniserte kjeder 21, 22, vil tilpasnings aktuatorene bevege den andre kniven 32b som er koblet til tilpasnings aktuatoren 35 i retning bort fra tilpasnings aktuatoren 35. Den første kniven 32a, det kontinuerlige røret 7 og gripeblokkene 33a, 33b til kjedeblokkene 24a, 24b som er i kontakt med det kontinuerlige røret beveges tilsvarende i samme retning. Rør delens senterlinje 46 blir beveget bort fra injektor senterlinje (i figur 7c blir den første og andre kniven 32a, 32b og det kontinuerlige røret 7 beveget til høyre ut av stilling i forhold til injektor senterlinjen 45).

Knivene 32a, 32b og kjedene 21, 22 i figur 6b og 6c beveges i en retning langs et plan som er parallell til senterlinjen til rør mottaker delen og vinkelrett til en roterende akse til kjedehjulene 25a, 26a.

For å kompensere for forskjellen mellom gripeblokkene 33a, 33b er det anordnet et par sensorer 40a, 40b som kan måle en initiell gripesko 41a, 41b som initielt kommer i kontakt med det kontinuerlige røret 7. Sensorene 40a, 40b kan også måle andre parametere for å analysere om kjedeblokkene 24a, 24b for eksempel den initielle gripeblokken 41a, 41b er synkronisert eller ikke.

De forskjellige parameterne kan for eksempel være måling av hastighet eller forskjell i vinkelen til den initielle gripeblokkene 41a, 41b. Sensoren 40a, 40b kan også måle dreiemoment forskjeller på den drivende akselen 19a, 19b for eksempel hvis injektorhodet kjøres med synkroniserte gir, som beskrevet tidligere.

Sensoren 40a, 40b er koblet til et kontrollsystem (ikke vist) som samarbeider med aktuatoren. Basert på måling av sensor, vil aktuatoren kompensere for usynkrone bevegelser til kjedet ved å bevege knivene i den horisontale retningen.

Det er to forskjellige typer kniver. Disse er illustrert i figur 6a-c og figur 6d.

I figur 6a-c er rullemekanismene 17a, 17b koblet til kniven 32a, 32b. Gripesko bærerne 37a, 37b som er festet til kjede 21, 22 har en jevn overflate hvor rullemekanismene 17a, 17b er tilpasset til å være i kontakt med kniven og rulle langs denne.

Figur 6d viser et annet prinsipp som er beskrevet tidligere, hvor rullemekanismene 17a, 17b er koblet til beltedriv kjedene 21, 22.

I figur 6e og 6f, er mulige posisjoner av sensoren vist.

I figur 7a-7d viser prinsipp tegninger til en annen utførelsesform av operasjon av injektorhodet ifølge oppfinnelsen.

I disse figurene er den indre tilpasnings aktuatoren og klemkraft anordningene som er beskrevet som uavhengige aktuatorer i de tidligere utførelsesformene, i stedet anordnet i den samme tilpasningsanordningen 50a, 50b. Det er anordnet minst en tilpasning anordning 50a, 50b på hver side av den kontinuerlige mottaker delen 7’. En første tilpasnings anordning 50 er koblet til den første kniven 32a og en andre tilpasnings anordning50b er koblet til den andre kniven 32b. Figuren viser kun en tilpasnings anordning på hver side av knivene 32a, 32b, men det kan være mer enn en tilpasnings anordning 50a, 50b festet til hver av knivene 32a, 32b.

Virkemåten til utførelsesformen til figur 7a-7d er i prinsippet det samme som i figur 6a-6c, men i stedet for en aktiv kniv som beveges av tilpasnings aktuatoren 35 i figur 6a-c, er det lignende tilpasning anordninger 50a, 50b som begge kan aktivt posisjonere knivene 32a, 32b. Hvis kjedeblokkene 24a, 24b ikke drives synkront, vil tilpasningsanordningene 50a, 50b kompensere for dette ved å aktivt bevege den første eller andre kniven 32a, 32b slik at kjedeblokkene 24a, 24b blir synkronisert. De påvirker hverandre gjensidig slik at klemkreftene mellom knivene 32a, 32b blir opprettholdt.

Figur 8a-8b viser en annen mulig utførelsesform for oppfinnelsen. Kjedene 21, 22 omfatter en indre bane (flight) 51a, 51b som strekker seg fra kjededrivhjulet 25a, 25b til det oppspente kjedehjulet 26a, 26b. Minst en del at den indre banen 51a, 51b er i kontakt med eller griper det kontinuerlige røret 7 som føres inn i eller trekkes ut gjennom injektorhodet 2.

Den ytre delen av kjedet 21, 22 er referert til som en ytre bane (flight) 52a, 52b. Den ytre banen 52a, 52b strekker seg fra oppspenningskjedehjulet 26a, 26b til kjededrivhjulet 25a, 25b på utsiden av hver av de indre banene 51a, 51b.

I disse figurene er det anordnet første ruller 53a, 53b i tilknytning til den øvre delen 54a, 54b til den indre banen 51a, 51b og i tillegg er det anordnet andre ruller 53c, 53d i den nedre delen 55a, 55b av den indre banen 51a, 51b. Den øvre og nedre delen av den indre banen er den delen av kjedet som er avgrenset henholdsvis mellom de kjededrivhjulene 25a, 25b og den øvre delen av kniven 32a, 32b og den nedre delen av kniven 32a, 32b og oppspenningskjedehjulet 26a, 26b.

Rullene 53a, 53b,53c, 53d er koblet til aktuatorer som beveger rullene mot injektorens senterlinje 45 og derfor også beveger den øvre og/eller nedre del av den indre banen 51a, 51b mot injektorens senterlinje 45. De kan for eksempel være koblet til aktuatorene gjennom braketter 55a, 55b, 55c, 55d.

Knivene 32a, 32b er i denne utførelsesformen holdt i en fast posisjon. Likeledes vil de ytre banene 51a, 51b ha en fast avstand til injektorens senterlinje 45 og vil ikke bevege seg i forhold til dette.

Rullene 53a, 53b, 53c 53d kan beveges uavhengig av hverandre. I figur 8a er det vist en posisjon hvor rullene er posisjonert ved en lik distanse fra injektorens senterlinje 45.

En vinkel α1 som er definert som vinkelen mellom den det første kjedet 21 og senterlinjen til injektoren. En vinkel α2 er definert som vinkelen mellom det andre kjedet 22 og senterlinjen til injektoren. Vinkelen α1 og vinkelen α2 er i denne posisjonen lik.

I figur 8b vil rulleanordningen 53a, 53d som er i kontakt med det andre kjedet 22, bevege seg mot injektorens senterlinje 45 slik at vinkelen α1 er mindre enn vinkelen α2 for å kompensere for usynkrone bevegelser av kjedene.

Likeledes kan rulleanordningene 53b, 53c som er i kontakt med det andre kjedet bevege seg mot injektorens senterlinje 45 slik at vinkelen α2 blir mindre enn vinkelen α1.

Det samme gjelder for tidligere nevnte utførelsesformer hvor kniven 32a, 32b eller hele drivenheten til injektoren beveges. Vinkelen α1 eller α2 vil minske som følge av bevegelsen til knivene 32a, 32b eller injektor drivenheten. Denne utførelsesformen hvor hele injektor drivenheten blir flyttet er vist i figurene 10a og 10b.

Figur 9 viser et blokkdiagram til tilpasningsprosessen til kjedet i injektorhodet. Tilpasningsprosessen er en kontinuerlig prosess for å sikre at kjedene 21, 22 drives synkront gjennom hele mateprosessen. Sensorene vil overvåke når kjedene 21, 22 er usynkrone og sende signal til aktuatorene 35, 50a, 54a, 54c, 54d for å tilpasse posisjonen til knivene 32a, 32b eller rullene 53a, 53b, 53c, 53d hvis to motsatt orienterte kjedeblokker ikke er synkrone.

Bevegelsen til aktuatorene avhenger av hvilket av kjedene 21, 22 som trenger å bli justert og som må synkroniseres med den andre.

Den foreliggende oppfinnelsen har blitt beskrevet med referanse til foretrukne utførelsesformer og aspekter derav og relatert til de vedlagte tegningene bare av hensyn til forståelsen, og det bør være åpenbart for en fagperson på området at den foreliggende oppfinnelsen innbefatter aller lovlige modifikasjoner innen virkeområdet hvis hva er blitt beskrevet i det foregående og krevd beskyttet i de etterfølgende patentkrav.

Claims (13)

PATENTKRAV

1. Et injektorhode (2) omfattende; et par motstående anordnede, samvirkende bevegelige, segmenterte kontinuerlige beltedriv kjeder (21 22), nevnte hver beltedriv kjede (21, 22) løper over hver sitt par av kjededrivhjul (25a, 25b) og oppspennings kjedehjul (26a, 26b), hvori en mottaker del for rør (7‘) er definert beliggende mellom beltedriv kjedene (21, 22), nevnte mottaker del for rør (7’) har en rør del senterlinje (46) som strekker seg gjennom senter av mottaker del for rør (7’), nevnte injektorhode (2) har en injektor senterlinje (45) som strekker seg gjennom senterlinjen til injektorhodet (2), nevnte injektor senterlinje (45) og senterlinje for nevnte mottaker del for rør (46) er i hovedsak rettet inn aksielt i den langsgående retningen i en initiell posisjon, et par langstrakte motkrafts legemer (32a, 32b) er anordnet på hver side av mottaker del for rør (7’) k a r a k t e r i s e r t v e d at injektorhodet (2) har minst en aktuator (35) som er tilpasset til å bevege minst en av de nevnte langstrakte motkraft-legemene (32a, 32b) slik at nevnte senterlinje for mottaker delen for rør (46) og nevnte injektor senterlinje (45) er anordnet ute av stilling med hverandre for å kompensere for usynkrone bevegelser av kjedene (21, 22).

2. Et injektorhode ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t

v e d at nevnte minst ene aktuator (35) er anordnet i forbindelse med en av nevnte par at langstrakte motkrafts legemer (32a, 32b), nevnte minst ene aktuator (35) er tilpasset til å aktivt bevege nevnte langstrakte motkrafts legeme en avstand parallelt med nevnte injektor senterlinje (45), nevnte andre av nevnte langstrakte motkrafts legeme (32a, 32b) blir passivt forflyttet en lik avstand bort fra injektorens senterlinje (45).

3. Et injektorhode ifølge krav 1, k a r a k t e r i s e r t

v e d at nevnte injektorhode (2) har minst to motsatt posisjonerte aktuatorer (50a, 50b) som er anordnet i forbindelse med respektive langstrakte motkrafts legeme (32a, 32b), nevnte hver av de motsatte aktuatorene (50a, 50b) er tilpasset til aktivt bevege respektive langstrakte motkrafts element (32a, 32b).

4. Et injektorhode ifølge krav 3 k a r a k t e r i s e r t

v e d at de nevnte minst to motstående anordnede aktuatorene (50a, 50b) er tilpasset til å justere klemkraften mellom de langstrakte motkraftslegemene (32a, 32b) i tillegg til å bevege de langstrakte motkraftslegemene (32a, 32b).

5. Et injektorhode (2) omfatter; et par av motstående, samvirkende bevegelige, segmenterte kontinuerlige beltedriv kjeder (21, 22), hvert av de nevnte beltene løper over respektive par av kjededrivhjul (25a, 25b); og oppspennings kjedehjul (tension sprockets) (26b, 26b), nevnte hver beltedriv kjede (21, 22) omfatter en indre bane (flight)(51a, 51b) og en ytre bane (flight) (52a, 52b), nevnte hver av den respektive indre bane (51a, 51b) og ytre bane (52a, 52b) strekker seg mellom nevnte kjedehjul (25a, 26a, 25b, 26b), minst en del av nevnte respektive indre bane (51a, 51b) som definerer en mottakerdel for et kveilerør (7’) k a r -a k t e r i s e r t v e d at nevnte injektorhode (2) omfatter minst en rulle anordning (53a, 53b, 53c, 53d)) som er anordnet i kontakt med en del av en av de indre banene (53a, 51b), nevnte minst ene rulleanordning (53a, 53b, 53c, 53d) har minst en aktuator tilpasset til å forskyve minst nevnte del av nevnte indre bane (51a, 51b) mot mottaker delen for kveilerøret (7’) for å kompensere for usynkrone bevegelser av kjedene (21, 22).

6. Et injektorhode ifølge krav 5, k a r a k t e r i s e r t

v e d at nevnte minst ene rulleanordning (53a, 53b, 53, 53d) er koblet til minst en aktuator (54a, 54b, 54c, 54d).

7. Et injektorhode ifølge krav 6, k a r a k t e r i s e r t

v e d at minst to rulleanordninger (53a, 53b, 53c, 53d) er i kontakt med hver av det respektive første beltedriv kjedet (21) og andre

beltedriv kjedet de nevnte minst to rulleanordningene er anordnet på motsatte sider av nevnte injektor senterlinje (45).

8. Et injektorhode ifølge et av de foregående kravene 2-, k a r -a k t e r i s e r t v e d at minst en sensor (40a, 40b) er anordnet for å overvåke posisjonen til kjedeblokkene (24a, 24b) som er festet til hver av nevnte motsatte beltedriv kjedene (21, 22).

9. Et injektorhode ifølge et av de foregående kravene 1-7 k a r -a k t e r i s e r t v e d at minst en sensor (40a, 40b) er en dreiemoment-sensor for å måle dreiemoment differanser på kjededrivhjulene (25a, 25b), nevnte kjededrivhjul (25a, 25b) er i en rotasjonskopling.

10. Et injektorhode ifølge et av de foregående kravene 8-9, k a r -a k t e r i s e r t v e d at sensorene (40a, 40b) er tilpasset til å kontinuerlige overvåke posisjonen til kjedeblokkene (24a, 24b).

11. Et injektorhode ifølge et av de foregående kravene 8-10, k a r -a k t e r i s e r t v e d at minst en av aktuatorene (35, 50a, 50b, 54a, 54c, 54d) er i forbindelse med sensorene (40a, 40b) via et kontrollsystem (ikke vist).

12. Et injektorhode ifølge et av de foregående kravene 8-11, k a r -a k t e r i s e r t v e d at sensorene (40a, 40b) kontrollerer nevnte initielle kjedeblokk (41a, 41b) i en initiell gripe posisjon mot et innført rør, nevnte minst ene av de initielle kjedeblokkene (41a, 41b) er tilpasset til å rotere slik at gripeposisjonen til kjedeblokkene (24a, 25b) er synkronisert.

13. Et injektorhode ifølge et av de foregående kravene 1-12, k a r -a k t e r i s e r t v e d at en pressanordning (34a, 34b) er tilpasset til å tillate bevegelse av beltedriv kjedet (21, 22) i den langsgående retningen parallelt med rørets mottaker del (46).