NO800471L - Hydraulisk drivanordning. - Google Patents

Abstract

En hydraulisk drevet drivanordning har flere metall-mot-metalltetninger som er statiske tetninger for å isolere det hydrauliske medium og for å isolere drivanordningen fra forurensninger fra omgivende fluider. Et hus inneholder minst to kamre som ligger lineært i avstand fra hverandre. Et stempel kan bevege seg frem og tilbake fra en tilbaketrukket stilling til en utskjvet stilling (arbeidsslag), og fra den utskjøvne stilling til den tilbaketrukne stilling (returslag). i ett av kamrene.(det hydrauliske kammer). Det hydrauliske kammer blir delt i to deler av stemplet, der den ene del inneholder høytrykksmedium- og den annen del inneholder hydraulisk medium ved lavt trykk. En første statisk tetningsringenhet. av metall er beregnet på å tette først ved avslutning av stemplets arbeidsslag for å stenge mellom den hydrauliske lavtrykksdel og omgivende forurensende fluider som kan ha et høyere trykk. En andre statisk tetningsringenhet av metall er beregnet på, ved avslutning av stemplets returbevegelse, å tette for å isolere lavtrykksdelen fra omgivende forurensende fluider. Kraft for returslaget blir i første rekke utøvet av fjærer mens forspenningstrykk fra omgivelsene medvirker i mindre utstrekning. En tredje statisk tetningsringenhet av. r metall kan anvendes for å oppnå tetning samtidig med den første tetningsringenhet for å isolere hytrykksdelen fra lavtrykksdelen ved avsluttet arbeidsslag for stemplet. Som et alternativ kan en elastomerisk tetning eller en statisk tetning av kniveggtypen med metall-mot-metallanlegg anvendes i stedet for den tredje tetningsringenhet. Deformerbare anordninger som er anbrakt nær den første tetningsringenhet av metall sikrer at den tredje tetningsringenhet av metall tetter straks den første tetningsringenhet har tettet effektivt. Drivanordningen kan benyttes til å betjene undervanns sikker-. e hetsventiler som skal regulere strømmen av fluider gjennom. et brønnrør og kan være anbrakt på utsiden av brønnrøret med stemplet leddforbundet med ventilbetjeningsanordningen. Det kan finnes midler for utlikning av forskjeller i bevegelses-lengde -for stempel og ventilbejeningsanordning.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår hydraulisk drevne , drivanordninger som anvender flere statiske metall-mot-metall-pakninger,og mer bestemt slike drivanordninger som anvendes

som utvendige drivanordninger for undervannsventiler.

Vanlige typer elastomeriske pakninger og tetninger

er tidligere blitt anvendt på hydraulisk drevne drivanordninger for å hindre forurensning av drivmediet under omgivelser i vann og/eller borehull. Disse omgivelser er korroderende og tærende på de fleste elastomeriske materialer, og som en følge av dette vil slike tetninger ha en tvilsom pålitelighet. Metall-mot-metalltetninger av den statiske type i henhold til oppfinnelsen, er langt mer pålitelige enn elastomeriske tetninger. Metallene (legeringene) som danner de statiske metalltetninger

er langt mindre utsatt for tæring og svikt på grunn av kjem-

iske angrep på høye temperaturer enn elastomeriske blandinger som benyttes som tetningsmidler i drivanordninger. Videre er utførelsen av sikkerhetsventilene for drivanordningen i hen-

hold til oppfinnelsen langt mer pålitelig enn kjente utførel-

ser av sikkerhetsventiler for dette formål, og gir muligheter for gjennomføring.med full boring slik man må ha for liner og

når det skal arbeides med verktøy som pumpes ned gjennom borehullet. I slike vanlige utførelser finnes heller ikke metall-mot-metalltetninger. I tillegg til dette blir de vanlige sikker- . hetsventiler som føres ned i borehullet utsatt for lekkasje ved tetninger på grunn av overføring av belastninger gjennom de hydrauliske komponenter, mens aksiale belastninger ved foreliggende oppfinnelse, i rørstrengen, ikke innvirker på driften av det hydrauliske system.

I henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter en forbedret hydraulisk drevet drivanordning for anvendelse under vann og/eller i boringer for produksjon av olje og/eller gass et hus inneholdende minst to kammere som ligger lineært i avstand fra hverandre. I ett av kamrene - et hydraulisk kammer - kan et stempel bevege seg frem og tilbake fra en tilbaketrukket stilling til en utskjøvet stilling i et arbeids-

slag og fra utskjøvet stilling til tilbaketrukket stilling i et returslag. Stemplet deler det hydrauliske kammer i en høy-trykksdel og en lavtrykksdel. En første tetningsringenhet av

metall sørger for tetning bare ved avslutning av stemplets arbeidsslag for å skille lavtrykksdelen fra utvendige omgivende fluider som kan ligge på et høyere trykk. En andre tetningsringenhet av metall sørger for tetning bare ved avslutning av stemplets returslag for å skille lavtrykksdelen fra de omgivende utvendige fluider. Den kraft som er nødven-dig for å sette den annen tetningsringenhet av metall i virksomhet tilføres av returfjærer, mens trykk fra omgivelsene (forurensende fluider) bidrar med en viss forspénningskraft når det omgivende trykk er høyere enn trykket i drivmediet.

Det finnes anordninger i huset på motstående sider av stemplet, for tilførsel av arbeidsfluidum eller,:drivmedium til og for ut-slipning av dette fra det hydrauliske kammer når stemplet beveger seg frem og tilbake under sine arbeidsslag-og returslag. En tredje tetningsringenhet av metall som, som et alternativ, kan være en metall-mot-metalltetning av kniveggtypen eller en ettergivende tetning er anordnet for å isolere høytrykksdelen fra lavtrykksdelen i det hydrauliske kammer ved avslutning av stemplets arbeidsslag. For å sikre at den tredje tetningsringenhet av metall sørger for tetning etter at den første tetning har tettet, finnes det deformerbare bevegelseskompenserende anordninger nær ved den første tetningsringenhet av metall;

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen er anvendelse av drivanordninger til betjening av undervanns sikkerhetsventiler som benyttes til å regulere strømmen av fluider gjennom et bore-rør og også anbringelse av drivanordningen utenpå borerøret. Det finnes anordninger som skal kompensere for forskjellen i bevegelse mellom stemplet og en drivanordning for en ventil når denne åpnes og skal holdes åpen. Kompenseringsanordningen kan være anbrakt på leddmekanismen mellom stemplet og ventilens drivanordning eller på selve drivanordningen.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjen-gitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere under henvisning til tegningene der: Fig. IA og IB viser drivanordningen i henhold til oppfinnelsen sett fra siden og delvis i snitt, med komponentene, i de stillinger de har ved begynnelsen av stemplets arbeidsslag,

fig. 2A og 2B viser drivanordningen i.henhold til oppfinnelsen sett fra siden, delvis i snitt, med dens komponenter ved avslutning av stemplets arbeidsslag,

fig. 3 viser, sett fra siden.og delvis i snitt, en del av drivanordningen på fig. IA i større detalj,

fig. 4 viser, sett fra siden og delvis i snitt, en

annen del av drivanordningen på fig. TA i større detalj,

fig. 5 viser, i forstørret målestokk, en del av drivanordningen på fig. IA,

fig. 6 viser i forstørret målestokk, en del av anord-ningen på fig. IA, ,

fig. 7 viser i et delvist vertikalt snitt en drivanordning i henhold til oppfinnelsen, tilsluttet en sikker-hetsventil for undervannsbruk og av kuletypen, anvendt ved drift av borehull.og med sikkerhetsventilen åpen,

fig. 8 viser også sett fra siden, en del av drivanordningen og undervannssikkerhetsventilen som er vist på

fig. 7, med sikkerhetsventilen i lukket stilling,

fig. 9 viser mer detaljert forbindelsen mellom drivanordningen og sikkerhetsventilen på fig. 7 og 8,

fig. 10 er et vertikalt delvist snitt, gjennom drivanordningen i henhold ti,l oppfinnelsen tilsluttet en portventil,

fig. 11 viser drivanordningen i henhold til oppfinnelsen tilkoplet en kuleventil som krever rotasjon for å

bli betjent,

fig. 12 og 13 er vertikale .delvise snitt av drivanordningen i henhold til oppfinnelsen, tilsluttet en sikkerhets-ventil av klafftypen anvendt ved drift av borehull og henholds-

vis lukket og åpen stilling,

fig. 14 viser et snitt tatt etter linjen 14-14 på

fig. 12,

fig. 15 viser et snitt tatt etter linjen 15-15 på

fig. 12,

fig. 16 viser et annet delvist vertikalt snitt av undervannssikkerhetsventilen av klafftypen på fig. 12 og 13,

med klaffventilen lukket og den belastningsbegrensende fjær trykket sammen,

fig. 17 og 18 viser delvise vertikale snitt gjennom

en annen utførelsesform for drivanordningen i henhold til oppfinnelsen, med dens deler ved begynnelse og.ved avslutning av arbeidsslaget,

fig. 19 viser nok en utførelsesform for drivanordningen i henhold til oppfinnelsen, der man ær anvendelse av statiske tetninger av den ettergivende type for pakning av stemplet,

fig. 20 viser et vertikalt,delvist snitt gjennom en modifisert ventilskjerm,

fig. 21 viser et delvist vertikalt snitt gjennom en modifisert anordning av returfjæren,

fig. 22 viser et delvist vertikalt snitt gjennom en utførelsesform for ventilskjermen, og

fig. 23 viser et delvist vertikalt snitt gjennom en annen.utførelsesfor for ventilskjermen.

På fig. IA, IB, 2A og 2B er det vist en hydraulisk drevet drivanordning som generelt er betegnet med 10 og som anvendes til betjening av ventiler og liknende, særlig under vann og/eller i borehull.

Drivanordningen har et.hus 11 med en lukket øvre ende 12 og inneholder tre kammere, nemlig et øvre kammer 13, et midtre (hydraulisk) kammer 14 og et nedre kammer 15. En øvre stempelstang 16 kan bevege seg frem og tilbake i kamrene .13

og 14, gjennom en bøssing 17 utformet i en nippel 18 (som er én del av huset 11). Den øvre ende av stempelstangen 16 har et mangekantet mutterhode 20 og en gjenget del 21, der det er på-skrudd en forbelastet mutter 22 som har et innvendig vertikalt kilespor 23. Det gjengede parti 21 har et utvendig vertikalt kilespor 25. En kile 24 som er anbrakt i kilesporet 23 og kilesporet 25 hindrer rotasjon av mutteren 12 på stempelstangen 16.. En returfjær som er en trykkfjær og er betegnet med 26, omgir stempelstangen 16 mellom mutteren 22 og nippelen 18, og innbefatter to skruefjærer 26a og 26b som er skilt fra hverandre av en avstandsring 27. Kammeret 13 inneholder hydraulisk medium som antydet med henvisningstallet 28.

Det hydrauliske kammer 14 har en del 50 med en større diameter der et stempel 30 som er forbundet med stempel- . stangen 16, kan bevege seg frem og tilbake under arbeidsslag og returslag, og øvre og nedre deler 51 og 52 med mindre diameter. Kammeret 14 inneholder hydraulisk drivmedium som inn-føres fra et hydraulisk drivmediumsystem som kan.være et lukket system, inn i en høytrykksdel av kammeret 14 og stemplet 30 gjennom et innløp 55 i huset 18, og drives ut fra en Tav-trykksdel av kammeret 14 under stemplet 30 gjennom en utløps-åpning 56. Høytrykksmedium innføres,i kammeret 14 over stemplet 30 for å drive dette ned under dets arbeidsslag. Stillingen

av stemplet 30 og de andre deler som er forbundet med dette, er vist på fig. IA og IB ved start eller begynnelse av arbeidsslaget (eller avslutning av returslaget) for stemplet. Stillingen åv stemplet 30 og de andre deler som er forbundet med dette er vist på fig. 2A og 2B ved avslutning av arbeidsslaget for stemplet 30. Stemplet 30 har en.stempelring 31 av metall som tjener som dynamisk tetning for drivmediet. En nedre stempelstang 33 som er noe mindre i diameter enn diameteren av delen 52 er tilsluttet den nedre ende av stemplet 30. Stempelstangen 33 kan være en separat del som er forbundet med stemplet 30 eller den kan være utført i ett stykke med stemplet 30, som vist. En tetningsringenhet 32 av metall omgir og holdes på plass på stempelstangen 33 mot undersiden av stemplet 30

ved hjelp av en låsering 34. En forbindelsesstang 36 er forbundet med den nedre ende av stempelstangen 33 eller den kan være i ett stykke med stempelstangen 33. En tetningsringenhet 35 av metall er anordnet ved den øvre ende av forbindelsesstangen 36. En knusbar holdering 37 er også anbrakt på forbindelsesstangen 36 under tetningsringenheten 35. Holderingen 37 og tetningsringenheten 30 holdes på forbindelsesstangen 36 ved hjelp av en låsering 38. Forbindelsesstangen 36 strekker seg gjennom en veggdel 39, inneholdende en bøssing 39a som har presspasning og inn i det nedre kammer 15. Den nedre ende av forbindelsesstangen 36 er forsynt méd et utvidet sylindrisk parti 40 som har noe mindre diameter enn diameteren av kammeret 15. En tetningsringenhet 42 av metall er anordnet på forbindelsesstangen 36 over den sylindriske del 40. Tetnings-

ringenheten 42 holdes på plass med en låsering 43. En be-tjeningsstang 44 er forbundet med den nedre ende av forbind-elsesstangdelen 40 og stikker gjennom en åpning i den nedre ende 45 av huset 11. En enveisvirkende ettergivende tetning 41 på denne nedre ende lukker rommet mellom huset 11 og drivstangen 44 i denne åpning. Tetningen 41 tillater medium å slippe ut ved utløpsporten 46 hvis volumforandringen i kammeret 15 er betydelig når tetningsringenheten 35 av metall settes i drift. En nedre flens 47 på huset 11 inneholder skrue-hull 47a for feste av drivanordningen,på utstyr som skal styres, og en utløpsport 46.er anordnet i huset mellom tet- t ningen 41 og flensen 47.

Som vist på fig. 3, 4, 5 og 6 der drivanordningens deler er vist mer i detalj, finnes en omledning 60 i. stemplet 30 i fluidumforbindelse med kammeret.14 over og under stempelringen 31. Omledningen 60 har et gjenget parti 60a for anbringelse av en gjenget dyse (ikke vist) til kontroll med has-tigheten på stemplets 30 oppadrettede bevegelse (returslaget). Dysen er så liten at tilstrekkelig trykkforskjell kan utvikles over stemplet 30 til å muliggjøre.drivanordningens arbeidsslag. Tetningsringenheten 32 av metall innbefatter to avstandsringer 32a, 32b, med skrå kanter. Mellom ringene er det anbrakt to avkortet kjegleformede tetningsringer 32c av metall. Tetningsringene svarer i sin form til Belville-fjærer. Slike metallringer kan, på grunn av deres ettergivende egenskaper, settes på plass eller tas ut med stor pålitelighet og allike-vel tillate at det oppstår belastende krefter. Materialene i metallringene kan godt være nikkel-krom-molybden-legeringer, f.eks. Inconel 625 og Hastelloy C eller kobolt-nikkel-krom-molybden-legeringer f. eks. MP 35 N og Elgiloy. Tetningsprin-sippet er basert på forandringer i den ytre og indre diameter av tetningsringene når de blir flatklemt under belastning. I ubelastet tilstand, som vist på fig. 3, er de ytre kanter eller omkretser av ringene 32c i flukt med eller stort sett i flukt med de ytre omkretser av avstandsringene 32a og 32b. Under belastning, som visi på fig. 4, blir tetningsringene 32c trykket sammen for å tette mot boringens vegg i delen 50 av kammeret 14 og mot utsiden av stempelstangen1 33.'

Tetningsringenheten 35 tilsvarer tetningsringenheten

32 av metall og er forsynt med avskrånede avstandsringer 35a

og 35b mellom hvilke det er anbrakt to avkortet kjegleformede■ tetningsringer 35c av metall. Som vist på fig. 3 er de ytre kanter eller omkretser av ringene 35c når ringene er i ubelastet tilstand,.rettet inn eller stort sett rettet inn med de ytre omkretser av avstandsringene 35a og 35b, og under belastning blir ringene 35c trykket sammen for å tette mot boringens vegg i delen 52 av kammeret 14 og mot den ytre om-krets av forbindelsesstangen 36, som vist på fig. 4.

Som vist på fig. 1 er lengden D, noe større enn lengden • D^representerer den nedadrettede bevegelse (arbeidsslag av stemplet 30) for tetningsenheten 32 inntil

dens hedre ende kommer i anlegg mot den nedre endevegg, nemlig skulderen 50a i kammeret 50. På samme måte representerer D2den nedadrettede bevegelse av den knusbare holdering 37 inntil dens nedre ende kommer i anlegg mot den nedre endevegg 5 2a av kammeret 52. Det er ønskelig at begge tetningsringenheter 32

og 35 tetter på samme tid. Som vist på fig. 3 er holderingen 37 noe deformert for å sikre nøyaktig avstand for tetningsringenhetene 32 og 35 når de er i sine tettende stillinger. Holderingen 37 deformeres, hvis dette skjer i det hele tatt, bare.

ved avslutning av stemplets 30 første arbeidsslag og deretter bibeholder den sin plastisk deformerte form. Slik deformasjon sikrer nøyaktig fastleggelse av avstanden for tetningsringenhetene 32 og 35 av metall når de ér i tettende stilling.

På fig. 5 og 6 er tetningsringenheten 42 av metall vist i tettende stilling mot veggen i kammeret 15 og forbindelsesstangen 36. Tetningsringenheten 42 svarer også til tetningsringenhetene 32 og 35 ved at avkortet kjegleformede,metalliske tetningsringer 42c er anbrakt mellom avskrånede avstandsringer 42a og 42b. Metallringene 42c tetter mot innsiden av kammeret 15 når stemplet 30 er ved enden av sitt returslag (eller ved begynnelsen av sitt arbeidsslag). Tetningsringenheten 4 2 settes i virksomhet i sin tettende stilling av returfjæren 26 i kammeret 13 og omgivende trykkfluidum som kan virke på arealet av betjeningsstangen 44. Ved avslutning av arbeidsslaget vil tetningsenhetene 32 og 35 være i tettende stilling, som vist på fig. 4, og tetningsenheten 4 2 vil være i ikke tettende stilling. Som vist er den innadrettede. avskråning av de av-kortede kjegleformede metallringer 32c, 35c eller 42c rettet i den bevegelsesretning av ringene som fører til avlastning av tetningene.. Toppunktene for de konisk formede metallringer 32c, 35c eller 42c ligger altså i den. retning der bevegelse vil føre til avlastning av tetningene. På denne måte oppnås en mer effektiv avlastning av tetningsringene,og fastkiling av tetningsringene mot kammereveggen som tetningsringene skal , tette mot blir unngått..

På fig. 7 er drivanordningen 10 vist montert med bolter 48 på et sikkerhetsventilhus 80 som er innkoplet i en rørstreng 81 for et borehull. En fluidumtilførende ledning 82 kopler et lukket hydraulisk kraftsystem til åpningen 55 i drivanordningen 10, og utløpsledningen 83 kopler en port 56 på drivanordningen til det lukkede hydrauliske system. Drivstangen 44 er tilsluttet for å drive en stang 84 ved hjelp av en leddmekanisme 85. Stangen 84 er koplet til en tannstang 86 som er i inngrep.med et tannhjul 87 i et kammer 91 på huset 80. Tann-hjulet 97 er tilsluttet en kuleventil 88 som er dreibart anordnet . i ventilhuset 80. Tannstang- og tannhjulanordninger kan med fordel være smurt med olje eller annet smøremiddel 92 som finnes i kammeret 91. En stillbar stoppdel som er angitt ved 9 3, er koplet til den nedre ende av tannstangen 86 og strekker seg gjennom den nedre ende av kammeret 91 på huset 80. Stopp-delen 9 3 begrenser den nedadrettede bevegelse av tannstangen når kuleventilen 88 åpnes. Dette gjør det mulig for kuleventilen å innta sin fullt åpne stilling, som vist på fig. 7. Den fullt åpne stilling er "ønskelig når fluider produseres eller sirkuleres og når det innføres verktøy i borehullet gjennom sikkerhetsventilen for å foreta arbeider i borehullet under sikkerhetsventilen.

Fig.. 8 viser kuleventilen 88 i lukket stilling. I 3enne stilling av ventilen er stemplet 30 for drivanordningen 10 i sin tilbaketrukne stilling, og tetningsringenheten 42 er

på dette tidspunkt i virksomhet.

Som vist på fig. 9 er en trykkfjær anbrakt i et kammer 95 i leddm.ekanisme 85. Fjæren 94 virker som en belast-ningsbegrenser som tillater stemplet å bevege seg i fulle slag og metallringene å oppnå en tetning, i det'tilfellet ventilen' skulle være fastkilt i lukket, stilling (med trykk inne-sluttet under kulen) ; Fjæren 94 tillater også for stor bevegelse av betjeningsstangen 44 slik at kuleventilen kan beveges til fullt åpen stilling og deretter.muliggjøre tetningsbeveg-else av tetningsringenhetene 32 og 35 av metall. Dette sikrer fullt seteanlegg for metalltetningene når ventilen er i lukket, stilling. Videre tillates bevegelse av stangen 44 etter at tannstangen 86 er i anlegg mot stoppanordningen 93. Fig. 10 viser anvendelse av drivanordningen 10 sammen med en ventil 9.6 av port typen,., anbrakt i et ventilhus 9 7 som kan innkoples i en ikke vist ledning for strømmende medier. Fig. 11 viser anvendelse av drivanordningen 10 mon-* tert ved 98 på en strømningsledning 99 med en dreibar kuleventil eller ventil 100 av hanetypen. Drivstangen 44 er gjennom en hensiktsmessig leddmekanisme 101 koplet for å bevirke, rotasjon av kuleventilen.

På fig. 12-16 er drivanordningen 10 forbundet med

en skjerm 110 som er sveiset fast til eller utført i ett stykke med et hus 111 som et strømningsrør 112 stikker gjennom. Drivstangen 44 strekker seg gjennom den øvre ende av skjermen 110 og er pakket med en ettergivende pakning 113 som virker i begge retninger, og er skrudd fast til en brakett 114 inne i skjermen 110. Den nedre ende av skjermen 110 er lukket.med en plugg 115 som gir adgang til det indre av skjermen slik at braketten kan festes til den brakettring 120 som omgir strøm-ningsrøret 112. Skjermen 110 er også forsynt med ytterligere åpninger 121 som er plugget igjen. Over brakettringen 120 ligger en holdering 125 som er festet til og omgir strømningsrøret 112. En avstrykerring 126 og en spaltet slitasjering eller lagerring 127 er anbrakt i den indre vegg av huset 111. En stillbar holdering 128 er anbrakt på gjenger 129 på strømningsrøret 112.

En belastningsbegrensende fjær 130 ligger mellom brakettringen 110 og den stillbare holdering 128. En avstrykerring 135a og en spaltet slitasjering eller lagerring 135b er anbrakt i den nedre ende av huset 111. Trykkforskjeller vil ikke bli bygget opp over hverken avstrykerringen eller slitasje-ringen, hvorved friksjonskrefter som virker på strømningsrøret 112, vil ligge på et minimum. Væsken fra borehullet er isolert fra omgivelsene, av den ettergivende tetning 113. En fjærfor-spént klaffventil 136 er festet ved den nedre ende av huset 111 for å stenge av passasjen som strømningsrøret 112 stikker gjennom.

Den belastningsbegrensende fjær 130 kan være be-lastet til f.eks. omtrent 250 kg, slik at under normal drift vil strømningsrøret 112 for åpning av klaffventilen 136 bli beveget nedad av drivstangen 44 uten ytterligere sammentrykning av fjæren 130, som vist på fig. 13.Hvis imidlertid klaffventilen 136 ikke vil åpne på grunn av høyt brønntrykk under ventilen eller av andre årsaker, vil drivstangen 44 fullføre et helt arbeidsslag og trykke sammen den lastbegrensende fjær 130, som vist på fig. 16. Dette tillater fullt slag av drivstangen 44, samtidig med at man forhindrer skade på utstyret, f.eks. brudd i braketten 114. Som tydeligere vist på fig. 15 tjener de sider som danner åpningen mellom ventilhuset og skjermen, antydet ved 139, som en styring for braketten 114. Pluggen 115 har et omriss som gir skjermen strømlinjeform slik at motstanden blir mindre når utstyret anbringes i borerøret. Åpningene 121 muliggjør fastskruing av boltene som holder braketten 114 på brakettringen 120.

En annen utførelsesform for oppfinnelsen er vist på fig. 17 og 18. På disse figurer innbefatter en drivanordning et hus 14 0 med tre kamre på samme måte som utførelsesformene som er beskrevet tidligere, hvorav bare. to, et hydraulisk kammer 141 og et nedre kammer 142 er vist. En øvre stempelstang 146 kan bevege seg frem og tilbake i kammeret 141. Det hydrauliske, kammer 141 inneholder et stempel 150 som er tilsluttet den nedre ende av en øvre stempelstang 146 og er forbundet med en nedre stempelstang 147. Stemplet 150 har en omledning 151

som danner en fluidumforbindelse mellom kamrene over og.

under stempelringen 152 og har et gjenget parti 151a for inn-setning av en gjenget dysedel. (ikke vist) som skal kontrollere bevegelseshastigheten oppad (returslaget) for stemplet 150.

En knusbar eller sammentrykkbar holdering 115 er anbrakt rundt en forbindelsesstang 156 som er forbundet med stempelstangen 147. En holdering 155 er festet til den nedre ende av stangen 147 ved hjelp av skruer 157. Forbindelsesstangen 156 stikker gjennom en veggdel 160 som har en tetningsringenhet 161 av metall, en bøssing 162 med presspasning under tetningsringenheten 161, og en ytterligere tetningsringenhet < 163 av metall under bøssingen 162. Tetningsringenheten 161 holdes i fordypningen i veggen 160 med en. låsering 165 og en tetningsringenhet 163 holdes i sin fordypning i veggen 160 av en låsering 166. Drivstangen 170 er forbundet med en skulderkopling 171 hvori det er utformet en fluidumomledning 172. Stemplet 150 har en kniveggtetning 153 av metall som,

som vist på fig. 18, danner en statisk metall-mot-metalltetning sammen med en skulder 154 som er utformet i den indre vegg av huset 140. Den statiske tetning 153 er en ringformet del som er avsmalnet i tverrsnitt som vist, og har en deformerbar redusert kontaktflate eller kant. Ved enden av arbeidsslaget for stemplet 150 vil kanten komme i anlegg mot og tette ved skuldersetet 154. Under trykkraft fra stemplet 150 vil kanten gi etter eller bli plastisk deformert for å passe til setet 154 slik at man får intim kontakt og tetning. Stemplet 150 er fortrinnsvis laget av bløtt stål, såsom utglødet stål av typen American Iron and Steel Institute (AISI) 1015 med en hardhet på 120 Brinéll. Sylinderen og det statiske sete 154

er utført av hardere stål, f .eks. AISI 4130. med. en hardhet på omtrent 235 Brinell. Det er fordelaktig om den tettende kant er gjort noe. butt for å hindre at ståltetningen svikter. Det reduserte område (kanten) av tetningen letter også gjennom-skjæring av eventuelle partikler og urenheter som kan finnes i fluidet i stempelkammeret og feste seg til setet 154.

Som vist på fig. 17 vil tetningsringenheten 161

ikke tette mot forbindelsesstangen 156, men tetningsring-

enheten 163 tetter mot denne stang 156 i den stilling av stemplet 150 dette har ved begynnelsen eller start av dets arbeidsslag. Tetningsringenheten 163 isolerer kammeret 141 fra kammeret 142 og hindrer forurensende væske i kammeret -142 i å komme inn i kammeret 141. Ved avslutning av stemplets arbeidsslag tetter tetningen 153 mot flaten 154 for å isolere høytrykks- og lavtrykksfluidene på hver side av stemplet 150 fra hverandre, og tetningsringenheten 161 tetter mot forbindelsesstangen 156. I denne stilling vil tetningsringenheten 163 ikke tette.. Imidlertid blir forurensende fluider hindrer i å blande seg med lavtrykksfluidet i kammeret 141 ved hjelp ; av tetningsringenheten 161.

Ved utførelsesformen på fig. 19, er det i stedet for statisk tetning 153-154 av metall anvendt en ettergivende tetningstype 153a på stemplet 150a for. å tette mot en sete-flate 154a som er utformet på den indre vegg av huset 140a.

En modifikasjon av tetningen for å tette mot drivstangen er vist på fig. 20. Drivanordningen 10 er festet til en.skjerm 110' som er forbundet med huset 111, hvorigjennom det stikker et ikke vist strømningsrør. Én drivstang 44' stikker gjennom den øvre ende av skjermen 110' og er tettet med en ettergivende tetning 113', og med en tetningsringenhet 175 av metall, anbrakt i en fordypning 176 ved den øvre ende av skjermen 110'. Tetningsringenheten 175 av metall tilsvarer de som tidligere er beskrevet og innbefatter en øvre avstandsring 191, tetningsringer 192 og en nedre avstandsring 193 med et parti 19 4 der diameteren er noe økt. En deformerbar holde-hylse 19 5 er i anlegg mot det utvidede parti 194 på avstands-ringen 193 og er festet til stangen 44' med en låseskrue 196. En stillbar holdering 178 er skrudd fast på innsiden av fordypningen 176 for anlegg mot det utvidede parti 194 av av-standsringen 193.for å holde tetningsringenheten 175 av metall på plass og begrense den nedadrettede bevegelse av denne en-het når stangen 44' og holdehylsen 195 beveger seg ned fra deres øvre stillinger, som vist. I denne stilling har staven 44' er ventilen lukket.

På fig. 21 er det vist en modifisert returfjær-anordning der det anvendes en strekkfjær i stedet for en trykkfjær. Den nedre ende av strekkfjæren 187 er forbundet med et stempel 150', med en gaffelforbindelse 186 og en gjenget fjærplugg 185. Den øvre ende av fjæren er skrudd fast til en ytterligere fjærplugg 188 som har en oppadrettet gjenget bolt 189. Denne stikker gjennom en plate 190 som sitter fast i boringen i huset 11'. En gjenget mutter 191 muliggjør regulering av strekket i fjæren 187.

Ventilskjermen som er vist på fig. 22 har en tet-ningsenhet 175' av metall, og den tetter med stangen 44" i sin nederste stilling da ventilen er åpen. Ventilskjermen på fig. 23 viser anvendelse av to tetningsenheter av metall, der den ene tetter med stangen •44"' (ventilen åpen) i nederste stilling, som vist på fig. 22, og den annen av tetningene tetter med stangen 44"' i øverste stilling (ventilen lukket) som på fig. 20. De forskjellige deler på fig. 22 innbefatter en skjerm 110", stang 44" forbundet med en brakett 114, en fordypning 176' utformet i skjermen 110 inneholdende en stillbar holdering 178', tetningsringenhet 175' av metall innbe-fattende en nedre avstandsring 191', en øvre avstandsring 193' med et utvidet øvre parti 194', og tetningsringer 192' og anbrakt mellom avstandsringene 191' og 193'. En deformerbar holdering 195' er festet til stangen 44" med en låseskrue 196'. En ringformet skulder 19 7 er utformet på stangen 44" og ligger i anlegg mot holderingen 195'. En ettergivende tetning 113" tetter rundt stangen 44" i boringen under fordypningen 176'.

Ventilskjermen 110'" som er vist på fig. 23 har

både tetningsringenheten 175' på fig.22 og tetningsringenheten 175 på fig. 20. I denne stilling av stangen 44'" er tetningsringenheten 175 i sin "ikke-tettende stilling, dvs. at stangen 44'" har fullført sitt nedadrettede slag, og i denne stilling er tetningsringenheten 175' i tettende stilling. De deler som er.de samme som delene på fig. 20 og 22 har samme henvisnings-tall på fig. 23. En ettergivende pakning 113"' tetter rundt stangen 44"' i boringen mellom fordypningene 176 og 176'.

Som tidligere nevnt er påliteligheten ved tetninger dér det er tetning metall-mot-metall overlegne sammenliknet med vanlige tetninger.^av elastomeriske materialer eller ettergivende materialer. Av denne grunn er muligheten for at det hydrauliske system som driver betjeningsanordningen skal bli forurenset av sjøvann eller ved fluider fra produksjons-brønnen vesentlig redusert. Når det gjelder bruken av betjen-ingsanordningeh i henhold til oppfinnelsen som en utvendig drivanordning for undervanns sikkerhetsventiler, danner drivanordningen et skille mellom det hydrauliske system og pro-duksjonsbrønnen. I tillegg til dette kan utformningen av sikkerhetsventilen.forenkles vesentlig og gi muligheter for full gjennomføring i hele boringen, noe som er nødvendig.for arbeid som utføres med verktøy hengende i liner eller som pumpes ned. Heller ikke vil aksiale belastninger for den.rør-streng hvori sikkerhetsventilen er anbrakt innvirke på driften av det hydrauliske system mens drivanordninger av den konsen-triske type med sikkerhetsventiler kan bli utsatt for lekkasjer på grunn av deformasjoner som skyldes overføring av aksial-belastning i rørstrengen gjennom de hydrauliske komponenter. Metall-mot-metall-tetningene er trykkavhengige slik at en økning i trykket fører til høyere kontakttrykk ved tetnings-flaten. Drivanordningen kan anvendes sammen med en klaffventil, en kuleventil eller andre typer ventiler som kan betjenes av drivanordninger.

Claims (14)

1. Drivanordning, karakterisert ved at den omfatter: et hus inneholdende minst to kamre som er lineært adskilt fra hverandre, et stempel som er anbrakt for bevegelse frem og tilbake i ett av kamrene i henholdsvis et arbeidsslag og et returslag, stanganordninger for utstyr som skal betjenes, forbundet med.stemplet for bevegelse sammen med dette og stikkende ut fra huset, og tetningsanordninger for avstengning av fluidum-forbindelsen mellom kamrene bare ved avslutning av arbeidsslag og returslag for stemplet.

2. Anordning som angitt i krav ^k arak teri-sert v e d at utstyret omfatter ventiler for regulering av strømmen av fluider gjennom en strømningsledning, og innbefatter leddmekanismer tilsluttet stanganordningene.

3. Anordning som angitt i krav 2, k a r a *k t e r i sert ved midler mellom stanganordningen og ventilbetjeningsanordningen for å utlikne forskjeller i bevegelse mellom stanganordningene og ventilanordningene, når ventilanordningen åpnes og holdes åpen.

4. Anordning som angitt i krav 3, karakt er' i-.-sert ved at ventilbetjeningsanordningen omfatter et bevegelig strømningsrø r samt leddmekanismer som forbinder strømningsrøret og stanganordningen, hvilken leddmekanisme har styringer.

5., Anordning som angitt i krav 4, karakterisert ved at ventilanordningen omfatter en sikkerhets-ventil og at det nevnte hus ligger utenfor sikkerhetsventilen.

6. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at tetningsanordningen er en tetningsanordning av metall.

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at tetningsanordningen av metall omfatter to tetningsringenheter, der en av enhetene stenger for fluidumforbindelse mellom kamrene ved avsluttet arbeisslag for stemplet og den annen tetningsringenhet stenger av for fluidumforbindelse mellom kamrene ved avslutning av stemplets returslag .

8. Anordning som angitt i krav 7, karakterisert ved at det nevnte ene kammer er utført i to deler og har tetningsanordninger for avstengning av fluidumforbindelse mellom delene bare ved enden av stemplets arbeidsslag.

9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at den nevnte tetningsanordning omfatter en tredje tetningsringenhet av metall.

10. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at tetningsanordningen omfatter en tetning av den elastomeriske type.

11. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at tetningsanordningen omfatter en tetning av kniveggtypen méd metall-mot-metallanlegg.

12. Anordning sorti angitt i krav 11, karakterisert ved at den har ventilanordninger for regulering av fluidumstrøm gjennom en strømningsledning og ventilbetjen-ingsanordninger koplet til ventilen, med stanganordningene forbundet med ventilens drivanordning.

13. Anordning som angitt i krav 12, karakterisert ved midler, mellom stanganordningen og ventilens drivanordning for utlikning av forskjeller i bevegelse mellom stavanordning og drivanordning når den nevnte ventil åpnes og holdes åpen.

14. Anordning som angitt i krav 13, karakterisert ved at ventilanordningen omfatter en sikkerhets-ventil mens det nevnte hus befinner seg på utsiden av strøm-ningsledningen.