NO810992L - Apparat til avfoeling av skjoeter paa boreroer. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat til avføling av skjøten eller rørlengdene av en borestreng.

Det er tidligere kjent såkalte krafttenger, som kan betjenes manuelt, for å opprette og oppheve skjøtene mellom elementene av borestrengen. Tengenes manuelle kontrollkonsoll er vanligvis utstyrt med fire spaker, som hver kontrollerer en styreventil for en liten stakkventil med fire seksjoner.

Hver styreventil tjener til å styre en av hovedfunksjonene

til en slik vanlig brukt tangkonstruksjon.

Eksempelvis styrer den ene av ventilene åpningen og lukkingen av motholds- eller støttetangen. En annen ventil tjener til å styre motoren for svingning av den motordrevne tangen. Tangenes løftehastighet styres av en tredje ventil,

mens en fjerde ventil styrer den opp- og nedgående bevegelse av løftemekanismen for tengene. Andre tang-funksjoner, som f.eks. utskyvningen av støteren (dersom det finnes en) eller utskyvningen av en føler, som avføler skjøten, ville selv-følgelig kreve hver sin manuelt betjenbare ventil.

For kontroll av en kraftdrevet tanganordning ville det ha vært fordelaktig å kunne benytte et elektrisk kontrollsystem.

Ved anvendelse av et slikt elektrisk kontrollsystem er det imidlertid nødvendig å anordne en passende elektro-hydraulisk grenseflate, nemlig for å sette den manuelt betjenbare ven-tilen i stand til å reagere på og betjenes i avhengighet av elektriske utgangssignaler fra kontroll- eller styresystemet.

For dessuten å plassere den kraftdrevne tangen og støtte-

tangen slik at de samvirker gjensidig på en forutbestemt måte med hensyn til skjøten, blir det med fordel benyttet en skjøt-føleranordning.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat til avføling av et utvidet sted (såsom en muffeende-konus) på et borerør. Apparatet omfatter en arm med en rull, som kan bringes i kontakt med et borerør, idet armen er bevegelig ved svingning i forhold til borerøret fra en første, normal stilling til en annen, bortsvingt (avbøyd) stilling. Apparatet omfatter også organ som står i forbindelse med armen for å frembringe et elektrisk signal når armen er svingt bort en forutbestemt vinkelavstand på grunn av sin kontakt med nevnte utvidete sted. Fremgangsmåten går ut på at armen beveges i forhold til bore-røret mens armen står i kontakt med dette, for å føres til anlegg mot et forutbestemt utvidet sted på røret, og at det frembringes et elektrisk signal når armen ved svingning har blitt avbøyd en forutbestemt vinkelavstand som følge av sammen-støtet med nevnte forutbestemte utvidete sted.

Oppfinnelsen forklares nærmere i etterfølgende detalj-beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor: Fig. IA og IB viser, henholdsvis i side- og planriss et apparat til avføling av skjøten på et borerør og utformet ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser et definisjonsskjerna for to vanlig brukte borerørseksjoner.

Gjennom hele den etterfølgende beskrivelse betegner tilsvarende henvisningstall tilsvarende elementer i alle tre figurene på tegningene. I fig. IA og IB er det, henholdsvis i side- og planriss ovenfra, vist en skjøt-føler, som i sin helhet er betegnet med henvisningstallet 1200 og som er utformet i overensstemmelse med oppfinnelsen. Skjøt-føleren 1200 er montert under støttetangen av en krafttanganordning og kan drives slik at støttetangen og en drevet tang (ikke vist) plasseres symmetrisk i forhold til hverandre ved opprettelsen av en sk jøt-f orbindelse eller opphevelse av samme ved hjelp av tengene under kontroll av et tang-kontrollsystem. Et passende tang-kontrollsystem er beskrevet i hver av US-patentsøknadene 777.724 og 777.926. Etter som plassen for tangbakkenes gripe-operasjoner er begrenset og da det må tilføres betydelig kraft til disse bakkene, er det nødvendig å plassere støttetangen og den drevne tangen så nær som mulig i vertikal symmetri over og under et horisontalplan som strekker seg gjennom skjøt-stykket.

Skjøt-føleren 1200 .innbefatter en føleranordning 1204 , som omfatter en arm 1206 med en rull 1208, som er innrettet til å bringes i kontakt med et borerør, idet armen er bevegelig ved svingning med hensyn til borerøret fra en første, normal stilling til en annen, avbøyd eller bortsvingt stilling. Føler-anordningen 1204 omfatter også organ 1210, herunder en grensebryter, som står i forbindelse med armen 1206, for å frembringe et elektrisk signal på en utgangsledning 1201 (skjøt avfølt)

når armen 1206 har blitt svingt bort en forutbestemt vinkelavstand fra nevnte normale stilling som følge av at den har blitt brakt i kontakt med et utvidet sted på røret. Armen 1206 er forspent i den normale stilling ved hjelp av en innvendig fjæranordning (ikke vist). Nevnte følerorgan 1210 kan være en hvilken som helst passende anordning som er tilgjengelig på markedet, eksempelvis den som selges av Mirco under modell nr.

BZLN-2-RH.

I fig. IA og IB er følerens 1200 skjøt-føleranordning 1204 montert på en slede 1212, som er anordnet for bevegelse inne i et passende hus 1214. Huset 1214 kan ved hjelp av en passende koplingsanordning 1216 forbindes med undersiden av støttetangen. Inne i huset 1214 er det montert en stempel-sylinderanordning 1217. Stempel-sylinderanordninge'n 1217 står i fluidumforbindelse med en ledning 1219, som er vist skje-matisk i fig. IA, idet ledningen 1219 fører et fluidum, f.eks. trykkluft, som når det blir tilført medfører utskyvning av skjøt-føleren fra en første, horisontalt tilbaketrukket stilling til en annen, horisontalt utskjøvet stilling. Innenfor stempel-sylinderanordningen 1217 finnes nevnte grensebryter, som avgir et elektrisk signal på en ledning 1202 (skjøt-føler tilbaketrukket) til et tang-kontrollsystem når føleren 1204 befinner seg i den horisontalt tilbaketrukne stilling. Sylinderen 1217 kan gi et større stempelslag enn det som er nød-vendig for å skyve ut føleren 1204 til kontakt med røret hvor skjøten avføles, for derved å skape mulighet til å følge even-tuelle langsgående skjevheter på røret eller uregelmessigheter i røroverflaten, slik som ved rør som oppviser en utvendig knekk eller stuking (fig. 2). Trykket av trykkluften i ledningen 1219 er tilstrekkelig til å holde den utskjøvne føleren 1204 i stilling mot røret. Det er mest fordelaktig å benytte et sammen-trykkbart fluidum, såsom trykkluft, slik at trykkluften i stempelsylinderen 1217 virker som en fjær, for å tillate bevegelse av føleren 1204 etter at den er skjøvet ut.

Sleden 1212 har horisontale rulleelementer 1218, som kan bringes i inngrep med styreskinnen 1220 inne i huset 1214. De horisontale rullene 1218 er anordnet for å lette den horisontale bevegelsen av føleren 1204 og dennes slede 1212 i avhengighet av påvirkningen av stempelsylinderen 1217.

Ved en utførelsesform for oppfinnelsen er sleden 1212 for-synt med et par styreruller 1222A, 1222B. Som vist i fig. IB danner omdreiningsaksen for hver av styrerullene 122 2 en forutbestemt vinkel 1224 på tilnærmet 120° mellom seg. Skråstil-lingen mellom styrerullene 1222 bidrar til sentreringen av føleren 1204 i sideretningen i forhold til røret. Sentrerings-fjærer 1226A, 1226B er likeledes anordnet mellom styreskinnene 1220 og huset 1214, for å muliggjøre at styreskinnene 1222 retter føleren 1204 inn med røret, selv om røret ikke er sent-rert innenfor tengene. Ved en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen kan styrerullen 1222 og føler- eller detektorrullen ' 1208 hver ha en forutbestemt sidedimensjon samt være anordnet parallelt med hyerandre, slik at de kan bringes i kontakt med røret, uansett dettes sentrerte orientering med hensyn til tengene. Ved en slik konstruktiv utførelsesform blir sleden 1212 ført horisontalt fra den tilbaketrukne til den utskjøvne stillingen ved hjelp av stempelsylinderen 1217, og sentrering av føleren 1204 i sideretningen på røret er overflødig.

Under drift beveger følerrullen 1208 med tengene seg langsomt oppover inntil armen 1206 svinges bort fra sin normale, utad-forspente stilling mot flaten på røret som følge av et utvidet overflateparti på røret. I fig. 2 er det vist at, avhengig av det rør som benyttes, et hvilket som helst av et forutbestemt antall utvidete partier på røret kan anvendes for å påvirke føleranordningen ifølge oppfinnelsen. Plasseringen av muffeende-konusen (fig. 2), som har en forutbestemt diameter på ca. 14,5 cm ved bruk av et 12,7 cm borerør, er et slikt hensiktsmessig sted på røret. Når det forutbestemte stedet på røret kommer i kontakt med følerrullen 1208 og armen 1206 svinges bort fra den normale stillingen, avgir bryteren et elektrisk signal på ledningen 1201 om at skjøten har blitt avfølt. Når det forutbestemte stedet på røret er nådd, er avstanden 1230 fra dette sted til skjøten en kjent verdi. Tengene blir deretter stoppet, føleren trekkes tilbake og motholds- eller støttetangen låses.

På grunn av standardiseringen av borerør i oljeborings-industrien sikrer påvisningen av et forutbestemt sted, såsom en forutbestemt diameter ved muffeende-konusen, at et hvilket som helst annet overflatetrekk på røret, såsom selve skjøten, da befinner seg i en forutbestemt kjent avstand 1230 fra det stedet som ga opphav til bortsvingningssignalet. Det sikres således at tengene er i arbeidsstilling, at støttetangen og den drevne tangen er vertikalt symmetriske med hensyn til et horisontalplan gjennom rørskjøten og at skjøten kan opprettes eller oppheves ved hjelp av tengene.

I fig. 2 er det vist riss av standard borerørelementer, idet deler av disse er angitt med de betegnelser som anses vanlig kjent. Hver ende av hvert av de viste rørelementene har et utvidet skjøtparti. Den ene enden av rørelementene er et gjenget patriseelement, mens den motsatte enden er et innvendig gjenget matriseelement. Normalt blir rørelementet innsatt i borestrengen på en slik måte at patriseenden på hvert rørelement settes inn i boringen før matriseenden. Patriseenden på det rørelement, som deretter står for tur til å bli til-koplet, blir deretter forbundet ved hjelp av en krafttang til matriseenden på det sist innsatte element og som rager ut fra boringen.

Under skjøtens ytterdiameter er det på elementenes matrise-og patriseender utformet et konisk parti, som er kjent som henholdsvis muffeende-konusen og spissende-konusen. Avhengig av hvor vidt det er anordnet en innvendig eller utvendig stuking, kan det forekomme ytterligere avsmalning av borerøret. For-skjellen mellom et innvendig og utvendig stuket rørelement er vist i fig. 2. I prinsippet oppviser et innvendig stuket rør en konstant ytterdiameter mellom hver av endekonusene, mens et utvendig stuket rør oppviser en stuket konus på utsiden av rørelementet. For å tilpasse seg til enten innvendig eller utvendig stukete rørelementer er skjøt-føleren 1200 ifølge oppfinnelsen innrettet til å tre i virksomhet for å avgi et signal når rullen 1208 og dennes arm 1206 kommer i kontakt med og blir svingt bort av et forutbestemt sted på muffekonusen. Et hvilket som helst forutbestemt sted på endekonusseksjonene, enten på det innvendig eller utvendig stukete rørelement, kan selvsagt påvises ved hjelp av en skjøt-føler 1200 ifølge oppfinnelsen.

På grunnlag av beskrivelsen av et foretrukket utførelses-eksempel på oppfinnelsen vil fagfolk innse at dette kan modi-fiseres uten å komme utenfor de rammer som er trukket opp i de etterfølgende patentkrav.

Claims (14)

1. Apparat til avføling av et utvidet sted på et borerør, karakterisert ved at det omfatter en arm

(1206), som er innrettet til å bringes i kontakt med et bore-rør og som er bevegelig ved svingning med hensyn til borerøret fra en første, normal stilling til en annen, avbøyd eller bortsvingt stilling, og organ (1210), som står i forbindelse med armen (1206), for å frembringe et elektrisk signal når armen avbøyes eller bortsvinges en forutbestemt vinkelavstand fra dens normale stilling av et utvidet sted med en forutbestemt diameter på et borerør.

2. Fremgangsmåte til avføling av et utvidet sted på et borerør, karakterisert ved at den omfatter følgende arbeidstrinn: at en svingbar arm (1206), som er i kontakt med et borerør som har et utvidet parti, beveges rela-tivt røret, for å bringes til å støte mot nevnte utvidete parti, og at det frembringes et elektrisk signal, som er representativt for en avbøyning eller bortsvingning av armen en forutbestemt vinkelavstand fra en normal stilling som følge av sammenstøtet med det utvidete partiet.

3. Apparat til avføling av et utvidet sted på et borerør, karakterisert ved at det omfatter et hus (1214), en slede (1212) som er bevegelig i forhold til huset (1214) N fra en tilbaketrukket til en utskjøvet stilling, en føleranord-ning (1204) som er montert på sleden for å delta i dennes bevegelser og som innbefatter en arm (1206) som kan bringes i kontakt med borerøret og svinges i forhold til dette fra en første, normal stilling til en annen, bortsvinget stilling, organ (1217) for å bevege sleden fra dennes tilbakeskjøvne stilling til dens utskjøvne stilling, for derved å bringe armen i kontakt med borerøret, og organ (1210) som påvirkes eller ut-løses av armen i dennes annen stilling, for å frembringe et elektrisk signal når armen (1206) er avbøyd eller bortsvingt en forutbestemt vinkelavstand fra nevnte første stilling av et utvidet sted med en forutbestemt diameter på et borerør.

4. Apparat i samsvar med krav 3, karakterisert ved at det dessuten omfatter organ for å frembringe et elektrisk signal når sleden beveger seg fra den tilbaketrukne stillingen.

5. Apparat i samsvar med krav 3, karakterisert ved at bevegelsesorganet for sleden (1212) omfatter en sylinder (1217), som er montert inne i huset (1214), og et stempel, som er forskyvbart anordnet i sylinderen i avhengighet av innføring av et trykkfluidum i denne, idet stemplet er operativt forbundet med sleden.

6. Apparat i samsvar med krav 5, karakterisert ved at det ytterligere omfatter organ, som er anordnet i virksom forbindelse med stemplet og sylinderen, for å frembringe et elektrisk signal når sleden beveger seg bort fra sin tilbaketrukne stilling.

7. Apparat i samsvar med krav 3, karakterisert ved at det ytterligere omfatter organ (1220), som står i forbindelse med sleden (1212), for å styre denne langs et borerør.

8. Apparat i samsvar med krav 7, karakterisert ved at nevnte styreorgan omfatter et stort sett Y-formet element, som er montert på sleden, idet hvert av det Y-formete elementets ben er påmontert en styrerull (1222A,1222B), som hver er innrettet for samtidig kontakt med et borerør, i den hensikt å sentrere føleranordningen (1204) perpendikulært på borerørets akse.

9. Apparat i samsvar med krav 8, karakterisert ved at vinkelen som avgrenses mellom det Y-formete elementets første og annet ben er 120°.

10. Apparat i samsvar med krav 7, karakterisert ved at nevnte styreorgan omfatter et rulleelement, som er montert på sleden (1212) og er innrettet til å bringes i kontakt med et borerø r når sleden befinner seg i den utskjøvne stillingen, idet rullens tverrdimensjon er større enn et borerørs tverrdimensjon.

11. Apparat i samsvar med krav 7, karakterisert ved at det ytterligere omfatter organ for fjærende forspen-ning av sleden med hensyn til huset (1214).

12. Apparat til avføling av et utvidet sted på et borerør, karakterisert ved at det omfatter et hus (1214), en slede (1212) som er bevegelig i forhold til huset fra en tilbaketrukket til en utskjøvet stilling, en føleranordning (1204) som er montert på sleden og er bevegelig sammen med denne samt innbefatter en arm (1206), som kan bringes i kontakt med borerøret og som er bevegelig.,ved svingning i forhold til dette fra en første, normal stilling til en annen, avbøyd eller bortsvingt stilling, organ for å bevege sleden (1.212) fra den tilbaketrukne til den utskjøvne stillingen, for derved å bringe armen i kontakt med borerøret, organ (1210) som blir påvirket av armen i nevnte annen stilling, for å frembringe et elektrisk signal når armen er avbø yd eller bortsvingt en forutbestemt vinkelavstand, regnet fra nevnte første stilling, av et utvidet sted med en forutbestemt diameter på et borerør, og organ som står i forbindelse med sleden for å styre denne langs et borerør, idet nevnte styreorgan omfatter et stort sett Y-formet element montert på sleden, og at hvert ben av det Y-formete elementet bærer en styrerull (1222A, 1222B). , som hver er innrettet til å komme samtidig i kontakt med et borerør for å sentrere føleranordningen perpendikulært på borerørets akse.

13. Apparat til nøyaktig plassering av skråkanten på muffe-overgangspartiet av et skjøtstykke, hvor avstanden mellom denne skråkanten og en forutbestemt diameter på muffen og høydestukingen (elevator upset) er en nøyaktig lengde, karakterisert ved at apparatet omfatter organ (1204) til avføling av en diameter av forutbestemt stør- reise på muffeendens hø ydestuking ved skjøten, organ (1210) , som påvirkes av nevnte følerorgan, for å frembringe et elek-i. trisk signal som reaksjon på påvisningen av en slik forutbestemt diameter ved hjelp av nevnte fø lerorgan (1204), og en anordning for å plassere nevnte følerorgan i nærheten av omkretsen av en rørvegg omfattende en muffeende-høydestuking, hvilken anordning omfatter organ for å bevege følerorganet i en første retning parallelt med rørets lengdeakse, organ for å bevege følerorganet i en annen retning perpendikulært på rørets lengdeakse, og organ for kontakt med en lengde av røret, for å styre nevnte følerorgan (1204) under bevegelse i en tredje retning perpendikulært på aksen av en rørlengde.

14. Apparat til bestemmelse av den nøyaktige beliggenhet av et skjøtstykke mellom nærliggende rørlengder som er sammen-koplet ved hjelp av skjøtstykket, karakterisert ved at det omfatter organ for kontakt med muffeendens høydestuking (elevator upset) på et skjøtstykke ved en forutbestemt diameter på dette, organ (1210) for å frembringe et elektrisk signal når nevnte kontaktorgan (1208) har kontakt med den forutbestemte diameter av skjøtstykkets muffeende-høydestuking, og organ (1222A ,1222B) for å plassere kontakt-organene i stilling for kontakt med muffeende-hø ydestukingen uavhengig av stillingen av rørlengdens akse innenfor forutbestemte grenser, og omfattende organ for regulerbar plassering av nevnte kontaktorgan langs to retninger innenfor et plan som er perpendikulært på rørlengdenes akse.