NO760204L - - Google Patents

Description

Pumpeanordning for brønner, særlig petroleumsbrønner.

Oppfinnelsen angår en pumpeanordning for brønner, særlig petroleumsbrønner, omfattende en ramme eller rigg og ét maskineri som via en fleksibel forbindelse kan meddele en repeterende heve-,og senkebevegeIse til en leddmekanisme for drift av en trykkpumpe som er nedsenket i brønnen, hvor riggen, for forbindelse med leddmekanismen, innbefatter i det minste én førings-skive med en horisontal akse som bæres av en arm som er opplagret på riggen svingbart om en vertikal akse.

En slik innretning er kjent fra tysk patentskrift

nr. 814 832 og US patentskrift nr. 1 839 355.

Disse kjente anordninger består imidlertid av gitterrammer som må oppta et visst grunnareal dersom de skal ha til-strekkelig fasthet, som er dyre å vedlikeholde, særlig i maritimt miljø, og som gjør det vanskelig å frigjøre brønnhodet for ved-likeholdsarbeid. Dessuten er det med gitterrammer ikke mulig å oppnå en stor svingevinkel for svingarmen.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å komme frem til en ny type pumpeanordning med minimalt plassbehov på marken eller på en marin plattform, og som tillater fullstendig høyde-messig fråkopling av brønnens inspeksjonssjakt uten kompliserte eller kostbare operasjoner og uten forflytning av materiell på marken eller på plattformen. Et annet siktepunkt for oppfinnelsen er å komme frem til en robust ramme eller rigg som tillater økonomisk og hensiktsmessig installering av en i og for seg kjent motvektinnretning.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at riggen er en rørformet mast. Ifølge et annet karakteristisk trekk kan den på rammen om en vertikal akse svingbart opplagrede arm svinge mellom i det minste to stillinger med omtrent 90° innbyrdes vinkelavstand.

Ved en pumpeanordning som omfatter en innretning for utbalansering av kreftene som virker på den fleksible forbindelse sammenkoples ifølge oppfinnelsen to brønner og hver betjenes ved hjelp av en. rørformet mast, og utbalanseringsinnretningen reali-seres ved sammenkopling av de to pumpene som er nedsenket i de to brønnene. Det er da fordelaktig at de to rørformede master er enhetlig forbundet med hverandre ved hjelp av et koplingsorgan på samme fundament.

Ifølge en variant er utbalanseringsinnretningen en motvektsinnretning som er opptatt i den rørformede mast som virker som føring for motvekten og som i sitt topparti bærer en fø-■ringsskive for en fleksibel forbindelse som bærer motvekten. ■ Den rørformede mast kan hensiktsmessig innbefatte en midtre føringsstang som er festet ved toppen pg bunnen av masten og motvektsinnretningen innbefatter en sikkerhetsinnretning.

Ifølge en utføringsform er de horisontale aksler til føringsskivene som bæres av svingarmene montert på vertikale ak-seltapper og kan reguleres i vinkelstilling på svingarmene. Andre trekk og fordeler vil fremgå av følgende beskrivelse av fore-trukne utføringsformer av oppfinnelse i tilknytning til tegningen, hvor: Figur 1 og 2 viser to oppriss, med deler fjernet, sett henholdsvis forfra og fra venstre i forhold til pumpeanord-ningen ifølge oppfinnelsen med motvekt-utbalanseringsorganer. Figur 3 viser i grunnriss anordningen ifølge fig. 1 og 2, idet de respektive synsretninger i fig. 1 og 2 er angitt ved I og II. Figur 4 og 5 viser i større målestokk hoveddelene i henholdsvis figur 1 og 3, henholdsvis som oppriss sett bakfra og et grunnriss etter fjerning av mastens øvre parti. Figur 6 og 7 viser, analogt med figur 1 og 3, en variant som innbefatter et utbalanseringsarrangement ved sammenkopling av to pumper som er nedsenket i to brønner. Figur 8 er et sideriss av en variant av anordningen

i figur 4 og,5.

Anordningen på figur 1 til 5 består i hovedsaken av et maskineri 10 som påvirker en vinsj 11 og en rørformet mast 20, som fortrinnsvis er forbundet med maskineriet på samme understell 1. Rørmasten 20 bærer to par føringsskiver med horisontale akser,

nemlig et siderettet par 21 for føring av en dobbelkabel 22 mellom vinsjen 11 og den ikke viste leddmekanisme, og et øvre par 23 for føring av en dobbeltkabel 24 mellom vinsjen 11 og en motvekt 25

som er anordnet i rørmasten 20.

Motvekten 25 omfatter utskiftbare vekter 26 slik at motvektens tyngde kan reguleres, f.eks. til summen av leddmekanismens vekt og halvparten av væskesøylen som pumpes.

Maskineriet 10 som diver vinsjen 11 omfatter følgen-de komponenter som ikke er vist i detalj, en hydraulisk motor som driver vinsjen, en variabel pumpe som mater denne motoren og le-verer en oljevolumstrøm som er proporsjonal med åpningsvinkelen

til dens styrespak, i den ene eller andre retning ettersom denne styrespak ligger til den_ ene eller andre side av sin nullstil-ling hvor ingen levering finner sted, en elektrisk motor for - drift av denne pumpe, samt et svinghjul for utjevning av belast-ningstoppene ved omstilling av bevegelsesretningen, en mekanisme for omstilling av bevegelsesretningen innrettet til å bevege pum-pens styrespak fra én stilling til en annen stilling, symmetrisk i forhold til nullpunktet, en oljetank og en oljekjøler, alle de hjelpeinnretninger som er nødvendige for tilfredsstillende og på-litelig drift av anlegget, og et hus 12 som kompakt omslutter alle komponentene.

Trommelen til vinsjen 11 bærer de to kabler 22 for ledcLmekanismen samt de to kabler 24 for motvekten 25. Dobbelt- . kabler benyttes for å sikre maksimal levetid for kablene. Trommelen til vinsjen 11 tillater også at leddene i leddmekanismen kan fjernes fra brønnen.

Rørmasten 20 omfatter en midtre føringsstang 27 som er festet ved toppen og på understellet 1. Motvekten innbefatter, i tillegg til de utskiftbare vekter 26, fjærende opphengningsbol-ter 18 for demontering.

Føringsskivene 23 for opphengningskablene til motvekten 25 er slik montert ved mastens topparti at partene 24 i disse kabler strekker seg nedover parallelt med føringsstangen 27.

, Skivene 21 er opplagret ved enden av en bom 28 som er svingbart montert på masten 20 ved dennes øvre parti. Bommen 28 omfatter en arm 29 og en brakett 30. Den er montert for å

svinge om en vertikal akse 31 i et lager 32 som er festet til masten 20. Armen 29 innbefatter en veiv 29' med en vertikal slisse 29" som virker til å fastholde armen i to stillinger be-stemt ved hjelp av vertikale slisser 32' og 32" i lageret 32. De to parter 22 er forbundet med leddmekanismen ved hjelp av en i og

for seg kjent vippearm.

Ifølge en variant som er vist i figur 8 er armen

29 og braketten 30 ikke forbundet med akselen til skivene 21, idet de er innbyrdes forbundet ved hjelp av et vertikalt element 33 rundt hvilket skivenes 21 horisontale aksel 21' kan dreie om en vertikal akse slik at man oppnår en bedre sentrering av kablene 22 på leddmekanismens akse, dvs. for å sikre at kablene trek-ker tettere langs denne akse. Det vertikale elements 3 3 feste-punkter på armen og braketten er således forflyttet til punkter utenfor skivene for å muliggjøre optimal innstilling av sistnevnte .

Det skal bemerkes at i den ovenfor beskrevne utfø-ringsform kan enheten som utgjøres av bommen 28 og skivene 21

som bæres på denne låses, enten i sin pumpestilling som er vist med heltrukne linjer i figur 5, hvor kablene 22 faller vesentlig til høyre for midtlinjen til sjakten 2 i brønnen som skal klar-gjøres, eller i .sin tilbaketrukne stilling som er angitt med brutte linjer i figur 5, hvor sjakten 2 er helt fri for hindrin-ger i vertikalretningen.

Alle mekaniske deler kan være ved marknivå eller.i nivå med arbeidsgulvet hvor der er lett og full adkomst til sty-reinnretninger eller betjeningsorganer. Mastens sirkulære form og lille diameter tillater en stor svingningsvinkel for svinge-enheten som utgjøres av bommen, skivene og bomsveiven, hvilket letter betjening og vedlikehold.av brønnen ettersom en stor sone 2 av denne kan frigjøres.

Dessuten vil en se at det totale grunnarealbehov er vesentlig redusert, idet styrken eller fastheten i en rørformet konstruksjon tillater en vesentlig mindre størrelse sammenliknet med gitterkonstruksjoner. Denne fordel er meget vesentlig ved marine produksjonsplattformer hvor gulvarealet er kostbart.

Selvsagt er høyden av masten 20 og lengden av ka-bel som fastgjøres på vinsjen slik at man får det nødvendige vertikale slag for pumpen og slik at leddmekanismen kan heves ved hjelp av vinsjen, i det minste ledd for ledd.

Ifølge den variant som er vist i figur 6 og 7 dri-ves to pumper, én i en respektiv brønn, ved hjelp av en respektiv leddmekanisme.

Et fundament eller en bunnplate 1 bærer et enkelt maskineri 10 og en enkelt vinsj, idet kablene 22 er fastgjort til vinsjen og er ført direkte til hver av leddmekanismene ved hjelp av skiver 21 som bæres på to rørmaster 20 som er fast montert på understellet 1 og forbundet ved hjelp av en tverrstang 20'. Dette arrangement er hensiktsmessig hvor levering og tilføring er stort sett i balanse for de to brønner. Konstruksjonen av maste-ne er den samme som i den første utføringsform beskrevet ovenfor, bortsett fra at disse master ikke har motvekt-balanseringsinnret-ninger.

Claims (7)

1. Pumpeinnretning for brønner, særlig petroleumsbrøn-ner, omfattende en rigg og et maskineri som ved hjelp av en fleksibel forbindelse kan meddele en repeterende heve- og senkebeve-gelse til en leddmekanisme for drift av en trykkpumpe som er nedsenket i brønnen, hvor riggen, for forbindelse med leddmekanismen innbefatter i det minste én føringsskive med en horisontal aksel som bæres av en arm som er opplagret på riggen svingbart om en vertikal akse, karakterisert ved at riggen er en rørformet mast (20).

2.P umpeanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at armen som på riggen svinger om en vertikal akse er låsbar i det minste i to stillinger (32', 32").

3. Pumpeanordning som angitt i krav 1 og/eller 2, omfattende organer for utbalansering av kreftene som påvirker den fleksible forbindelse, karakterisert ved at to brønner er sammenkoplet og hver brønn betjenes av en respektiv rørmast (20), idet utbalanseringsinnretningen utgjøres av sammen-koplingen av de to pumper som er nedsenket i de to brønner.

4. Pumpeanordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at de to rørmaster (20) er enhetlig forbundet ved hjelp av et forbindelsesorgan (20') på samme understell (1).

5. Pumpeanordning som angitt i krav 1 og/eller 2, omfattende organer for utbalansering av kreftene som virker på den fleksible forbindelse, karakterisert ved at utbalanseringsinnretningen er en motvektsinnretningen (25) som er anordnet i den rørformede mast (20) idet sistnevnte virker som føring for motvekten og ved sitt topparti har en føringsskive (23) for en fleksibel forbindelse som bærer motvekten (25).

6. Pumpeanordning som angitt i krav 5, karakterisert ved at rørmasten omfatter en midtre føringsstang (27) som er festet ved mastens topp og bunn, og at motvektsinnretningen (25) innbefatter en sikkerhetsinnretning.

7.P umpeanordning som angitt i krav 1 til 6, karakterisert ved at føringsskivenes (21) horison-talaksler som bæres av svingarmene (29) er montert på vertikale aksler og kan reguleres i vinkelstilling på svingarmene (29).