NO803023L - Ekspansjonsledd. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et ekspansjonsledd for bruk

i en rørformet ledning innsettbar i en underjordisk brønn, hvilket ekspansjonsledd opprinnelig er låst for å forhindre normal ekspansjon.

Under avslutning av en underjordisk olje- eller gassbrønn må man forvente ekspansjon eller kontraksjon av avslutningsrør og andre rørkanaler og komponenter som et resultat av faktorer som bevirker termisk ekspansjon og kontraksjon, såvel som va-rierende trykk. Slike fysiske parametre vil bevirke ekspansjon og/eller kontraksjon av rørformede kanaler og gjør det derfor nødvendig å installere et ekspansjonsledd i kanalen. Vanligvis er slike ekspansjonsledd av teleskoperende natur

for å kompensere for ekspansjons- og kontraksjonsfaktorer i brønnen.

Ofte vil det imidlertid være ønskelig å nedføre et slikt ekspansjonsledd i rørkanalen, men det vil ikke væreønskelig at et slikt ekspansjonsledd blir plassert i utvidet tilstand under tilsetting av pakninger, broplugger og andre verktøy i brønnen. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et valgfritt låst ekspansjonsledd som kan føres ned i brønnen i låst tilstand, slik at apparatet ikke vil ekspandere eller kontrak-tere. Når det er ønskelig å benytte apparatets ekspansjons-evne, fjernes låsevirkningen slik at apparatet kan teleskopere på ekspanderende eller kontrakterende måte.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et valgfritt teleskoperende ledd som kan bæres i en rørformet kanal som har en øvre og en nedre kanaldel som kan strekke seg i en underjordisk brønn.

Det teleskoperende ledd omfatter et ytre sylindrisk hus med et indre sylindrisk legeme som bæres innvendig i det sylindriske hus. Huset eller legemet kan forbindes med den øvre del, mens det andre av disse elementer kan forbindes med den nedre del. Tetningsmidler er anordnet i huset eller legemet og kan gli langs det andre av disse elementer for å forhindre fluidforbindelse mellom disse. Inngrepsprofiler er anordnet på både huset og legemet. En brodel strekker seg i leddet mellom huset og legemet. Inngrepsinnretninger på brodelen er utskyvbart og valgfritt festet i profilene slik at huset og legemet befinner seg i innbyrdes låst tilstand. Midler er anordnet for å presse inngrepsinnretningene ut av inngrepsprofilene for at huset og legemet skal kunne bevege seg teleskopisk i forhold til hverandre for således å tjene som et konvensjonelt teleskopisk ledd.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den beskrives nær-mere under henvisning til det utførelseseksempel som er vist på vedføyede tegninger. Fig. IA og IB utgjør sammen et lengdesnitt av et apparat ifølge foreliggende oppfinnelse med det låsende brostykke på plass.

Fig. 2 er et forstørret lengdesnitt av brostykket.

Fig. 3A og 3B er lignende snitt som fig. IA og IB og illustrerer brostykket etter at det er forskjøvet oppad for fjerning fra det ytre og sentrale hus. Fig. 4A og 4B utgjør lengdesnitt i rekkefølge etter den stilling som er vist på fig. 3 og illustrerer ekspansjonsleddet etter fullstendig fjerning av brostykket.

Fig. 5 er et snitt langs linjen 5-5 på fig. IB.

Fig. 6 er et snitt langs linjen 6-6 på fig. IB.

Fig. 7 er et snitt langs linjen 7-7 på fig. 2.

Fig. 8 er et snitt langs linjen 8-8 på fig. 2.

På fig. IA og IB er det vist et apparat A som ved sin øvre

. ende er festet til en kobling C med gjenger T for befestigelse til en øvre rørseksjon (ikke vist). Apparatet omfatter et brostykke 100 som opprinnelig befinner seg i apparatet A, hvilket brostykke 100 strekker seg festbart mellom et ytre hus 200 og et indre legeme 300.

På fig. 2 er brostykket 100 vist bestående ved sin øvre ende av et toppelement 101 som har en profil 102 og en hals 103

for valgfritt inngrep med koblingsklørene på et føringsverk-tøy RT (Fig. 3A) for gjenvinning av brostykket 100. Toppelementet 101 er festet ved hjelp av gjenger 104 til en kobling 105 som strekker seg innvendig under toppelementet 101, hvilken kobling 105 har en skråflate 105B for kontakt med en innvendig vegg 130 av en finger 123. Et spor 106 strekker seg sirkumferensielt rundt koblingen 105 for opptagelse av en skjær-skrue 107. Skjærskruen 107 fester koblingen 105 opprinnelig, men dog valgfritt, til et øvre hylsehus 108 på dens utside. Koblingen 105 har også en settskrue 109 ved sin nedre ende

som er satt til mot et parti 110 på en langsgående sentral sylinder 113 derunder. Koblingen 105 har også en ytre, inntrukket flate 105A for valgfri kontakt med innerveggen 130

av fingrene 123.

Den sentrale sylinder 113 har ved sin nederste ende et inntrukket spor 114 for anlegg av settskruer 115, samt gjenger 116 for befestigelse av et nedre legeme 117 til den sentrale sylinder 113.

Det nedre legeme 117 har en avskrådd skulder 117B, og legemet 117 danner en rundtgående, glatt nedre foringsopptagende vegg 118 som nedre fingre 140 kan bevege seg langs når brostykket 100 fjernes fra det indre av apparatet A. Gjenger 119 fester en nedre kobling 120 til den nedre ende av det nedre legeme 117. Den nedre kobling 120 er festet til en nedre rørlengde (ikke vist) som strekker seg ned i brønnen. Den nedre kobling 120 har en oppadvendende, rundtgående skulder 121 for kontakt og samvirkning med den nedre ende 151 av det nedre element 150 når brostykket 100 opprinnelig forskyves til fri-gjørende stilling for å fjerne fingrenes 123, 140 inngrep fra låsende stilling i forhold til det ytre hus 200 og det indre legeme 3 00.

Det øvre hylsehus 108 bærer et hylseelement som har utadragende fingerelementer 123 som strekker seg ut fra huset 108 gjennom et hylsevindu 129 (fig. 7) i dette. Hver finger 123 har en utadvendende og rundtgående ytre vegg 124 som opprinnelig står i inngrep med den sentrale profil 307 på det indre legeme 300. En nedre skulder 125 er skrått anbragt på fingrene 123 og er ført rundt det ytre av fingeren 123 under veggen 124 for opprinnelig sikring i forhold til den nedre opptagende skulder 306 på det indre leg'eme 300. Fingrene 123

er også forsynt med en oppad skrådd, rundtgående øvre skulder 126 som opprinnelig, men valgfritt, kan bringes til samvirkning med en tilsvarende profilert øvre opptagende skulder 308 på det indre legeme 300. En fjær 128 er anbragt i et spor 127 på hver av fingrene 123, hvilken fjær 128 har en ytre ende som hviler mot innerveggen av hylsehuset 108 for å' tvinge fingrene 123 til inntrukket stilling.

Hver finger 123 har en indre vegg 130 som opprinnelig står i kontakt med ytterflaten 105A på koblingen 105, men som etter frigjøring fra det ytre og sentrale hus 200, 300 av apparatet A vil hvile mot den øvre hylseopptagende vegg 112 og vil tvinges mot veggen 112 av fjæren 128.

Hver hylseinnretning 122 har en nedre seksjon 131 som huses mellom hylsehuset 108 på sin utside og i en oppadragende forlengelse 134 på sin innside, idet forlengelsen 134 utgjør en del av en kobling 133. Gjenger 132 fester koblingen 133 til det øvre hylsehus 108. Koblingen 133 er ved sin nederste ende festet ved hjelp av gjenger 135 til et langsgående legeme 136, som i sin tur er festet ved hjelp av gjenger 137 til en nedre hylsehusdel 138. Det nedre hylsehus 138 inneholder en rekke rundtgående, adskilte hylseelementer 139 som hvert har en utadragende finger 140 opprinnelig beliggende i et vindu 145 i det nedre hylsehus 138.

Hvert fingerelement har en ytre vegg 141 som opprinnelig er innrettet med en sentral profil 219 i det ytre hus 200. Hver finger 140 har også en nedre skrå skulder 142 som samvirker med en sammenpassende nedre skulder 218 i det ytre hus 200.

En oppadskrådd, rundtgående øvre skulder 143 er dannet på hver finger 140 for inngrep med den øvre skulder 220 i det ytre hus 200. En indre vegg 144 strekker seg på innsiden av hver finger 140 og er opprinnelig i kontakt med den ytre, øvre flate 117A på det nedre legeme 117. Innerveggen 144 av fingrene 14 0 samvirker med den nedre hylseopptagende vegg 118 når brostykket 100 fjernes fra de ytre og sentrale hus 200, 300.

Hver hylse 139, som har samme konstruksjon og form som hylsene 122 ovenfor, har en nedadragende hylseseksjon 146 som huses i det nedre hylsehus 138 og som huses utenpå en oppadragende forlengelse 152 av et nedre element 150 festet ved hjelp av gjenger 149 til den nederste ende av det nedre hylsehus 138. Det nedre element 150 har en nedre skulder eller flate 151 for samvirkning med skulderen 121 på den nedre kobling 120 når brostykket 100 forskyves oppad i de ytre og sentrale hus 200, 300 for fjerning av brostykket 100 fra apparatet A.

Av fig. IA og IB vil det ses at huset 200 ved sin øvre ende utgjøres av en øvre kobling 201, hvilken kobling 201 er festet ved hjelp av gjenger 202 til et tetningshus 203 som strekker seg i lengderetningen derunder. Skruer 204 opptas i et rundtgående spor 205 i den øvre kobling 201 for ytterligere sikring mellom koblingen 201 og tetningshuset 203. Tetningshuset 203 inneholder en rekke adskilte vinkelformede tetnings-elementer 206 for å forhindre fluidumsforbindelse mellom det ytre hus 200 og det sentrale hus 300 når elementene 200, 300 teleskoperer under ekspansjon og kontraksjon av apparatet A etter fjerning av brostykket 100. En 0-ring 207 er anordnet utvendig på tetningshuset 203 for å forhindre fluidumforbind-else mellom huset 203 og et sylindrisk hus 209 som strekker seg i lengderetningen under tetningshuset 203 og som er festet til dette ved hjelp av gjenger 208. Det sylindriske hus 209 er også festet til tetningshuset 203 ved hjelp av en skrue 209A som rager inn i et spor 210A i huset 203. Huset 209 er ved sin øvre ende festet ved hjelp av gjenger 210 til et nedre koblingselement 214 derunder. Videre er delene 209, 214 festet til hverandre ved hjelp av en skrue 211 som strekker seg gjennom en boring 212 i koblingen 214. En elastomer O-rings-tetning 213 bæres på den øverste ende av koblingen 214 for samvirkning med det indre av det sylindriske hus 209 for å forhindre fluidforbindelse mellom huset 209 og koblingen 214.

Koblingen 214 er festet med gjenger 215 til et nedre legeme

216, som i sin tur er festet til en nedre rørseksjon. En 0-ring 217 bæres på koblingen 214 for å forhindre fluidforbindelse mellom koblingen 214 og det nedre legeme 216. En nedre anleggsskulder 218 er skrådd nedad og innad på det nedre legeme 216 for samvirkning med den nedre skulder 142 på de nedre fingre 140. En sentral profil 219 er også anordnet på det nedre legeme 216 for opprinnelig selektivt anlegg av den ytre vegg 141 på de nedre fingre 140 når de er låst i det nedre legeme 216. Endelig er hver av de øvre skuldre 143 på hylsen 139 opptatt i det nedre legeme 216 ved den øvre anleggsskulder 220. Anlegg av fingrene 140 mot skuldrene 220 vil forhindre oppadgående bevegelse av brostykket 100 og i sin tur det sentale hus 300, mens nedadgående bevegelse av brostykket 100 og det sentrale hus 300 i forhold til det ytre hus 200 forhindres av anlegget mellom den nedre anleggsskulder 218 på det nedre legemet 216 og den nedre skulder 142 på fingrene 140.

Det indre legeme 300 er festet ved hjelp av gjenger 301 til en kobling eller et krysselement C som har gjenger T ved sin øvre ende. Koblingen C er festet ved hjelp av gjenger 301 til et utragende ledd 302 som samvirker på sin utvendige langsgående flate med vinkeltetningselementene 206 når det indre legeme 300 og det ytre hus 200 beveger seg teleskopisk i forhold til hverandre. Det utragende ledd 302 er festet med gjengene 303 til en nedre hylseholder 305. Videre er holderen 305 festet til leddet 302 ved hjelp av en skrue 305A som er festet i holderen 305 og strekker seg inn i en boring 304 i leddet 302. Hylseholderen 305 har en nedad avskrådd, innadragende nedre anleggsskulder 306 for samvirkning med den nedre skulder 125 på de øvre fingre 123. Hylseholderen 305 danner også en rundtgående sentral profil 307 for opptagelse av ytterveggen 124 av de øvre fingre 123 når brostykket 100 festes i forhold til det indre legeme 300. Hylseholderen 305 har også en øvre anleggsskulder 308 for samvirkning med en øvre skulder 126 på hver av de øvre fingre 123.

Ved bruk føres apparatet A ned i en brønn på en rørstreng med brostykket 100 i inngrep med det ytre hus 200 og det indre legeme 300,slik at huset og legemet 200, 300 ikke kan bevege seg teleskopisk i forhold til hverandre, med andre ord i den stilling vist på fig. IB. Siden fingrene 123, 140 er låst i forhold til det ytre hus og det indre legeme 200, 300, over-føres rørvekten fra det ytre hus 200 til brostykket 100 og derfra til det indre legeme 300 til den øvre rørseksjon og derfra til toppen av brønnen. Huset 200 og legemet 300 er låst i forhold til hverandre og kan ikke teleskopere.

Når det er ønskelig å fjerne brostykket 100 fra låst stilling i forhold til det ytre hus 200 og det indre legeme 300 for å gjøre det mulig for huset og legemet 200, 300 å teleskopere til ekspandert eller kontraktert stilling, blir et vanlig føringsverktøy RT ført på en wireline i rørstrengen og festet til halsen 103 av profilen 102. Deretter trekkes wireled-ningen oppad slik at de øvre skuldre 126, 143 på fingrene 123, 140 tvinges opp mot de øvre anleggsskuldre 308, 220 på det ytre hus og det indre legeme 200, 300. På grunn av det indre inngrep av fingrene 123, 140 i det ytre hus 200 og det indre legeme 300, vil fortsatt oppadgående trekk fra wirelinen overføre belastning til skjærskruen 107, slik at denne skjæres over og gjør det mulig for koblingen 105 og dennes innvendige deler å frigjøre seg fra hylsehuset 108 og dettes indre deler. Det oppadrettede strekk i toppelementet 101 vil nå kun overføres til koblingen 105 og dennes indre deler, og ikke til hylsehuset 108. Derfor vil fingrene 123, 140 forbli i langsgående stabilisert stilling i forhold til den sentrale sylinder 113 og koblingen 105 når toppelementet 101, koblingen 105, den sentrale sylinder 113 og den nedre kobling 120 beveges ytterligere oppad.

Når skulderen 105B på koblingen 105 og den skrå skulder 117B på det nedre legeme 117 passerer like over fingrene 123, 140, vil fingrene 123,140 begynne å bli tvunget mot den øvre hylseanleggsvegg 112, hhv. den nedre hylseanleggsvegg 118, ved hjelp av kraften som utøves mot hylsene 122, 139 av fjærene 128, 148. Fingrene 123 og 140 tvinges fullstendig ut av deres respektive profiler 307, 219 i det indre legeme 300 og det ytre hus 200 når skulderen 121 på den nedre kobling 120 griper inn med den nedre ende 151 av det nedre element 150. Deretter vil det oppadrettede strekk fra wirelinen overføres gjennom koblingen 105 til sylinderen 113, derfra til den øvre kobling 120 og til det nedre element 150 ved hjelp av innerflaten av den nedre ende 151 av skulderen 121, deretter til det sylindriske legeme 136 og dets indre deler slik at fingrene 123

og 140 forskyves ut av inngrep i det ytre hus 200 og det indre legeme 300. På grunn av at leddet 302 har en innvendig glatt vegg, vil fortsatt oppadgående bevegelse av wirelinen med brostykket 100 ikke hindres av fingrene 123, 140, som videre vil tvinges til inntrukket stilling av kraften fra fjærene 128, 148.

Etter at brostykket 100 er blitt trukket opp til toppen av brønnen, kan det ytre hus 200 valgfritt og automatisk teleskopere, på ekspanderende eller kontrakterende måte, i forhold til det indre legeme 300.

Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet i form av et spesielt utførelseseksempel som er vist i detalj, vil det forstås at dette kun er gjort av illustrasjonshensyn og at oppfinnelsen ikke nødvendigvis er begrenset til dette siden alternative utførelser og bruksmåter vil være åpenbare for fagmannen i lys av det som her er beskrevet. Således har man under over-veielse modifikasjoner som kan gjøres uten å avvike fra den beskrevne oppfinnelsesramme.

Claims (7)

1. Selektivt teleskoperbart ledd som er bærbart på en rør-streng som har øvre og nedre rørdeler som kan strekke seg ned i en underjordisk brønn,karakterisert vedat leddet omfatter: et ytre sylindrisk hus (200), et indre sylindrisk legeme (300) som bæres inne i det ytre sylindriske hus, idet huset eller legemet er forbindbart med den øvre rør-del og det andre av disse elementer er forbindbart med den nedre rørdel; tetningsmidler (206) på enten huset eller legemet og anordnet glidbare langs det andre av disse elementer for å forhindre fluidforbindelse dem imellom under teleskoperende bevegelse; anleggsprofiler (219, 307) i huset og legemet; et brostykke (100) med inngrepsmidler (123, 140) som kan føres ut og selektivt festes i nevnte profiler (307, 219), hvorved huset (200) og legemet (300) befinner seg i relativt låst stilling; og midler for å påvirke og fjerne inngrepsmidlene (123, 140) ut av inngrepsprofilene slik at huset og legemet kan selektivt teleskopere i ekspanderende og kontrakterende retning.

2. Apparat ifølge krav 1,karakterisertved at huset (200) er forbindbart med nevnte øvre del og legemet (300) er forbindbart med nevnte nedre del.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat tetningsmidlene (206) befinner seg i huset (200) og er glidbare langs legemet (300).

4. Apparat ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat inngrepsmidlene omfatter første og andre hylseelementer som har en flerhet sirkumferensielt anordnede fingre (123, 140).

5. Apparat ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat midlene for påvirkning og fjerning av inngrepsmidlene ut av inngrepsprofilene omfatter fjærinnretninger (128, 148) anordnet mellom inngrepsmidlene (123, 140) og brostykket (100) for å tvinge inngrepsmidlene bort fra inngreps profilene (307, 219).

6. Selektivt teleskoperbart ledd som er bærbart av en rør-formet kanal som har øvre og nedre kanaldeler som kan strekke seg ned i en underjordisk brønn, hvilket ledd omfatter et ytre sylindrisk hus (200), et indre sylindrisk legeme (300) som bæres i det ytre sylindriske hus, idet huset eller legemet er forbindbart med nevnte øvre del og det andre av disse elementer er forbindbart med nevnte nedre del; tetningsmidler (206) på huset eller legemet og anordnet til å gli langs det andre av disse elementer for å forhindre fluidforbindelse dem imellom under teleskopisk bevegelse; inngrepsprofiler (219, 307) i huset (200) og legemet (300),karakterisert vedat det videre omfatter et brostykke (100) som strekker seg inne i leddet mellom huset (200) og legemet (300), inngrepsmidler (123, 140) på brostykket som kan føres ut og selektivt festes i nevnte profiler (307, 219), hvorved huset (200) og legemet (300) befinner seg i relativt låst stilling; og midler (128, 148) for å påvirke og fjerne inngrepsmidlene (123, 140) ut av inngrepsprofilene (307, 219), hvorved huset og legemet selektivt kan teleskoperes i ekspanderende og kontrakterende retninger.

7. Apparat ifølge krav 6,karakterisertved at midlene for å påvirke og fjerne inngrepsmidlene (123, 140) ut av inngrepsprofilene (307, 219) omfatter fjær-midler (128, 148) mellom inngrepsmidlene og brostykket for å presse inngrepsmidlene (123, 140) bort fra inngrepsprofilene.