NO820575L - Anordning ved broennhode eller lignende. - Google Patents

Description

I forbindelse med boring av oljebrønner og komplettering av disse er det vanlig å anbringe et brønnhode over hullet for derved å ha kontroll med brønnen, hvor trykk og temperatur kan variere betydelig. Det er vanlig å senke ned rørstrenger av ulike typer i en slik brønn og å henge disse rørstrenger opp i brønnhodet. For dette formål er rørstrengen noen ganger forsynt med en opphenger ved sin øvre ende, idet denne opphenger kan settes på plass i brønnhodet. I andre tilfeller henger man rørstrengen opp ved at det i ringrommet mellom et sete i brønnhodet og rørstrengen bringes på plass et kiler belte som gis en aksialt rettet belastning. Kilene vil gripe tak i rørstrengen og få friksjonssamvirke med denne.

Etterat en låsekraft er utøvet på kilebeltet fjerner man det utstyr som har vært benyttet for å tilveiebringe låsekraften, fordi kilene når de først er satt på plass vil opprettholde klemkraften under påvirkning av vekten til den opphengte rør-streng.

Det kan imidlertid, særlig i brønner hvor man har store temperaturvariasjoner, forekomme at røret ekspanderer, og derved utvider innerdiameteren til kilebeltet, og at kilebeltet ikke strammer seg til igjen når røret trekker seg sammen, og dette kan ha alvorlige følger med hensyn til opprettholdelsen av 1 gripekraften. Slike store temperaturvariasjoner kan eksempelTvis oppstå ved veksling mellom produksjon av varme fluider og avstenging av brønnen eller utførelse av vedlikeholds- og reparasjonsarbeider.

'Ifølge oppfinnelsen tas det sikte på å råde bot på denne

ulempe og ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor i et brønn-hode eller lignende hvor en rørstreng holdes på plass med et kilebelte og hvor det over kilebeltet forefinnes en mot-holdsflate, å sette inn en i rørstrengens lengderetning lengde-<>>regulerbar mekanisk bro mellom kilebeltet og motholdsflaten. Denne brokan fordelaktig bestå av en bærer og en i bæreren

i rørstrengens lengderetning stillingsregulerfoar sko beregnet for anlegg mot kilebeltet. Bæreren og skoen kan begge med fordel være ringformet, og forbindelsen mellom bærer og sko kan være en gjengeforbindelse.

En slik bro vil hindre at kilene mister gripekraften ved eks-pandering og sammentrekking av det opphengte rør.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom et brønnhode med en anordning

ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et utsnitt av venstre halvdel av fig. 1, i større målestokk, og med anordningen i et monterings-trinn, og

fig. 3 viser et utsnitt av en modifisert utførelse av anordningen, tilpasset en annen brønnhodeutførelse.

I fig. 1 er anordningen ifølge oppfinnelsen betegnet rent generelt med 10. De øvrige i fig. 1 viste komponenter er typiske komponenter som benyttes i konvensjonelle brønnhoder.

Et foringsrørhode 12 er antydet.og er forutsatt plassert i 1 brønnhullets munning. Foringsrørhodet 12 innbefatter et rør-formet legeme 14 med et vertikalt løp 16. Foringsrørhodet

12 ender øverst i en flens 18 som er klemforbundet på tett

måte med en overliggende brønnhodedel, slik at man således bibeholder integriteten til det av brønnhodet begrensede rom.

En foringsrørstreng 20 er vist opphengt i brønnen ved hjelp av flere kiler 22 som er anordnet som et kilebelte rundt foringsrøret. Kilene hviler mot et omløpendesete 24 i foringsrørhodets løp og har friksjonssamvirke med rørstrengen 20, idet kilene eksempelvis kan ha serraterte gripeflater 26 som vender mot røret. Kilebeltet tar tak rundt røret nær dets øvre ende, som vist.

Vanligvis vil et slikt kilebelte innbefatte en bærering 28

som er utformet med et nedadrettet sete 30 hvormed bæreringen hviler på det nevnte sete 24 i foringsrørhodet. På denne bærering 28 er detlagt en ettergivende tetningsanordning 32. Denne tetningsringanordning innbefatter en indre tetning 3 6 som tettermot rørets 20 utside 38, og en utvendig tetning 34 som tettermot løpet i foringsrørhodet. Selve kilebelteinnretningen innbefatter en ringformet skål 4 0 som er låst til bæreringen 28 ved 4 2 slik at skålen kan utføre en begrenset relativ aksial bevegelse for derved å belaste tetningsring-anordningen 32. Skålen hviler på bæreringen 28 ved 44 og er innvendig utformet slik at det dannes en kileskål 48.

Ved 50 og 52, like over og under tetningsring^anordningen,

er komponentene utformet med en slik diameter at det bare foreligger en liten klaring i forhold til rørets ytterdiameter. Diameterne ved 50 og 52 er også bare litt mindre enn diameteren til den frie tetningsring 36. Grunnéh til.:.dette er at man skal beskytte tetningsringen mot utpressing under fastsettingen av

kilene. Over partiet 50 utvider imidlertid skållegemet seg slik at det dannes en kileskål. I dette tilfelle er kileskålen 48 utformet med to partier 56 som skrås oppover og utr 1 over som vist, eksempelvis med en vinkel på mindre enn 4 5° iforhold til rørstrengens lengdeakse. Mellom de to kileskål-partiene 56 er det en skulder 58.

Flere kiler 60 er lagt inn i kileskålen 48. Hver slik kile har en vinkelutstrekning på mellom 15 til 90°, og kilene danner sammen et kilebelte som strekker seg rundt røret. Hver kile er på yttersiden 62utformet med skråflater som er komplementære til de skrå flater 56 i kileskålen. Således har hver kile i dette tilfelle to skråflater 64 med enmellomliggende skulder-flate 66. Når kilene ennå ikke er fastsatt, dvs. at kilebelteinnretningen 22 bare er senket ned på plass rundt rørstrengen, til anlegg mot setet 24, vil kilene 60 befinne seg relativt høyt oppe i skålen 48, dvs. at skråflåtene 64 ligger an mot skråflatene 56 i skålen, men uten å være kilt fast.

Kilene settes fast ved at de trykkes ned ved F, slik at kilene beveger seg i retning av pilen 68. Derved strammes kilebeltet og de enkelte serraterte kileflater 26 får grepsamvirke med den utvendige rørvegg 38.

Ofte vil den aksiale sammentrykking av kilebeltet være begrenset som følge av at de enkelte kiler støter inntil hverandre og således ikke kan beveges noe særlig lengre ned i . skålén, men andre ganger vil den aksiale sammentrykking av kilebeltet være begrenset ved at man begrenser størrelsen av den kraft F som utøves uder fastsettingen av kilene.

Vanligvis vil man, så snart kilene er fastsatt, fjerne det utstyr som ble benyttet for utøvelse av kraften F, og kilene vil holde seg på plass som følge av den kombinerte virkningen av treghet, friksjon og vekten til denopphengte rørstreng.

Vanligvis vil man etter at kilene er satt på plass montere ytterligere deler av brønnhodet over kilebeltet. I fig. 1

er eksempelvis vist en overgangsflens 70 som er montert på endeflensen 18 på foringsrørhodet 12. Mellom disse to komponenter er det lagt inn en tetning 72, og de to flensene klemmes sammen i aksialretningen ved hjelp av flere bolter 74. Over sidebeltet er åpningen 76 i flensen 70 forsynt med et paknings-rom 7 8 som kan trykksettes for aktivering av den deri inn-lagte tetning, som tetter mellom flensen og røret.

I den øvre del av åpningen 7 6 er det foretatt en utvidelse

slik at det dannes et ringformet opptak 80 med en oppadrettet seteflate 82. Dette opptak 80 er for plassering av en over-gangsring 84 som hviler mot setet 82 og er avtettet ved 86

mot åpningen 76 og mot røret 20, 38 ved 88.

En ytterligere brønnhodedel, her eksempelvis et rørlednings-hode 90, er vist tettende forbundet med.og montert på flensen 70. Det er lagt inn en tetningsring 9 2 mellom flensen og rørledningshodet, og disse komponenter forbindes med hverandre ved hjelp av boltene 74. Boringen eller det nedad åpne sen-trale rom 94 i rørledningshodet 90 eller lignende er som vist utvidet nederst slik at det dannes et konisk sete 96. Over-gangsringen 84 har som vist et parti 98 som strekker seg inn i munningsområdet til boringen 94 og er avtettet mot setet 96 med den antydede tetning 100.

Det nye ifølge foreliggende oppfinnelse ligger i selve den innretning som i fig. 1 er betegnetmed 10. Det skal nedenfor gis en nærmere beskrivelse av denne innretning, under særlig henvisning til fig. 2.

Fig. 2 viser den situasjon som foreligger hvor rørstrengen 20

er senket ned i foringsrørhodets løp 16 og kilebeltet er satt på plass, med anlegg' mot setet 24. På dette tidspunkt benyttes en eller annen egnet innretning for å holde rør-strengen, fordi kilene ennu ikke er bragt til virkning. Før kilene er bragt til virkning eller fastsatt, vil de ikke på pålitelig måte gripe tak i røret.

Kilene fastsettes ved at de skyves nedover, idet de påvirkes

av en kraft F, som tidligere nevnt. Denne kraft F kan ut-

øves på en hvilken som helst egnet måte, men i fig. 2 utøves kraften ved hjelp av et regulerbart holdearrangement 10. Holde-arrangementet består av en ringformet bærer 10 2 som ved hjelp av gjenger 106 er skrudd sammen med en ringformet sko eller plugg 104.

Bæreren 10 2 er som vist utformet med et rør- eller hylseformet parti 108 og et tykkere parti 110, slik at det inne i bæreren 102 dannes et rom 112. Dette rom har en omkretsvegg 114 og et i denne veggen utformet gjengeparti 116. Rommets bunn

eller ende er betegnet med 118.

Den ringformede sko 104 har en ytre omkretsflate 120 med et gjengeparti 122.

Skoen 104 er avskrådd i overgangen mellom ringåpningen og den ene endeflaten som vender mot kilene. Denne avskrådde, eller koniske flate, er betegnet med 124 og skrår med en vinkel som svarer til skråvinkelen for de motliggende skråflater 126 på kilene.

Innretningen 10 settes sammen ved at skoen 104 skrus delvis

inn i bæreren 112. Ved fastsetting av kilene plasseres innretningen 10 i ringrommet mellom foringsrørhodet og rørstrengen over kilebeltet og senkes ned helt til skoens flate 124

legger seg an mot skråflatene 126 på kilene.

Bæreren og skoen er ikke skrudd helt sammen og når skoen 104 hviler på kilene 60 vil den nedadrettede skulder 128 på bæreren være i en avstand over og således ikke ligge an mot den oppadrettede komplementære skulder 130 i løpet 16. De anordnede tetningsringer 13 2 og 134 som er lagt inn i den øvre del av bæreren, over skulderen 128 henholdsvis over rommet 112 vil imidlertid gi tetningssamvirke med henholdsvis foringsrørhodet 12 og røret 20.

Kilene settes ved at de skyves ned idet det utøves en kraft F

på bæreren 10 2, på egnet måte og med egnede midler.

Antar man nå at fig. 2 viser situasjonen like etter at kilene

er fastsatt under utnyttelse av kraften F, så ser man at bærerens 102 oppadrettede endeflate 136 ligger litt over høydenivået til den omgivende oppadrettede flate 138 på foringsrørhodet 12.

I dette tilfelle kan innretningen 10 trekkes opp i igjen og de

to delene 102, 104 kan så skrus i forhold til hverandre, slik at man i dette tilfelle eksempelvis kan avkorte innretningen i rørets lengderetning, tilsvarende den høydeforskjell som man har fastslått mellom flatene 136 og 138. Den justerte innretning 10 kan så settes på plass igjen.

Man vil da ha den situasjon som er vist i fig. 1, dvs. at skoens underside vil ligge an mot kilene, mens oversiden av bæreren (flaten 136) vil ligge i flukt med oversiden (flaten .138) av hodet 12.

I fig. 1 har overgnagsflensen 70 en nedadrettet endeflate

140 som ble liggende over bærerens endeflate 136. (Dersom i en brønn flaten 140 ikke ligger i samme høydenivå som flaten 138 så kan man ved å justere høyden til innretningen 10 bringe flaten 136 i nivå med flaten 140, med bæreren i anlegg mot setet i foringsrørhodet.) Når brønnhodet er satt sammen vil innretningen 10 virke som en mekanisk bro som hindrer kilene i å stige opp eller løfte seg i kileskålen. Ved utvidelser og sammentrekninger av røret 20 vil innretningen 10 sikre at kilene forblir fastholdt og i fanginngrep.

En modifisert utførelse er vist i fig. 3. Det er for sammen-lignbare komponenter benyttet de samme henvisningstall som i fig. 1 og 2, med tilføyelse av en apostrof. Forskjellen i forhold til utførelsen i fig. 1 og 2 ligger i at overgangs-flensen 70 og brønnhodedelen 90 er utformet som en enhet 70'/ 90', og at bæreren 102 er utformet i ett med et element svarende til elementet 84 i fig. 1 og 2. Bæreren er således i fig. 3 betegnet med 84<*>/102<*>. Pakningen 78 i fig. 1 og 2 er i fig. 3 forskjøvet og er betegnet med 78', og den befinner seg over den enhetlige bærekonstruksjon 84'/102'. Det dreier seg om en forenklet utførelse, som forøvrig virker på samme måte som utførelsen Vi fig. 1 og 2.

Claims (9)

1. Anordning ved brønnhode eller lignende, hvor en rør-streng (20) henges opp ved hjelp av et kilebelte (22) som hviler mot en skulder (24) i brønnhodet, og en brønnhode-del plasseres over kilebelteområdet, karakterisert ved en fastsettings- og brodannende innretning (10) som innbefatter en bærer (102) og en sko (104) og midler (10 6) for høyderegulerbar forbindelse av bærer og sko, hvilken innretning er beregnet for opptak i ringrommet mellom rør-strengen (20) og brønnhodet (14), med skoen (104) i fast-settingsanlegg mot kilene (60) i kilebeltet, idet bæreren (102) er utformet for anlegg mot et sete (24) i brønnhodet, uavhengig av kilebeltet, slik at innretningen (10) kan settes ned i ringrommet og hvile i brø nnhodet, forutsatt at innretninga ens høyde er innstilt slik at skoen (104) ikke først legger seg an mot kilene med fastsettingspåvirkning av disse, og bæreren (10 2) videre er utformet med en endeflate som vil påvirkes av den nevnte brønnhode-del (70,90.)' når bæreren (102) er satt ned i ringrommet, etter tilsvarende innstilling av høyden til innretningen (10), idet høyden først kan innstilles slik at skoen (104) kan få påvirkningsanlegg mot kilene (60) med bæreren (102) plassert over setet (24) i brønnhodet, for mottagelse av en nedadrettet kraft for fastsetting av kilene, og høyden deretter kan innstilles slik at bæreren (102) kan hvile på skulderen (24) i brønnhodet med skoen (104) i anlegg mot kilene, hvorved innretningen (10) kan virke som mekanisk bro mellom kilene og .den nevnte brønnhode-del og hindre kilene i å løsne ved termisk bevegelser av rørstrengen.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at skoen (104) og bæreren (10 2) er utformet som respektive ringlegemer.

3. : Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at de nevnte midler (106) for høyderegulerbar forbindelse av bærer og sko er en gjengeforbindelse (106) mellom skoen og bæreren.

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at bæreren (110) innbefatter et ringavsnitt med i hovedsaken omvendt L-form i snitt, slik at bæreren har et nedadrettet åpent rom (112) med en øvre ende eller bunn (118) og en omkretsvegg (114), idet omkretsveggen har et gjengeparti (116), og ved at skoen har en ytre omkretsflate med et gjengeparti (120), idet de nevnte gjengepartier er beregnet for skrusamvirke for derved å kunne høydeinnstille innretningen (10).

5. Anordning ifølge etaav de foregående krav 2, 3 eller 4, kar aik terisert . ved at skoen (104) har en nedadrettet og innoverrettet konisk flate (124) beregnet for anlegg mot kilene (60), slik at når skoen (104) skyves aksialt nedover vil skoen påvirke kilene til bevegelse nedover i kileskålen, hvorved kilene presses radielt innover mot rørstrengen (20) .

6,. Anordning ifølge et av kravene 2-5, karakterisert ved at bæreren (102) innbefatter en ytre om-løpende tetningsanordning (132) for tetning mot brønnhodet, og en innv/endig, ringformet tetningsanordning (134) for tetning mot rørstrengen (20).

7. Anordning ifølge et av kravene 2-6, karakt e:> r i s-e r t ved at bæreren (102) innbefatter et ringavsnitt med en aksialt oppadrettet endeflate som utgjør den nevnte endeflate beregnet for påvirkning av den nevnte brønnhode-del og mottagelse av den nevnte nedadrettede kraft.

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at bæreren (102) videre innbefatter en aksialt oppadrettet rørformet forlengelse utformet i ett med ringavsnittet og plassert radielt sett innenfor den nevnte aksialt oppadrettede endeflate, idet rørforlengelsen har omløpende tetningsanordninger for avtetting mot den nevnte brønnhode-del.

9 . Fremgangsmåte ved fastsetting av et kilebelte i et brønn-hode hvor en rørstreng henges opp ved hjelp av kilebeltet, som plasseres i ringrommet mellom løpet i brønnhodet og rør-strengen, karakterisert ved at kilebeltet føres ned i ringrommet og settes an mot en første skulder i løpet, med kilene i anlegg mot rørstrengen, at en høydereguler-bar ringinnretning settes ned i ringrommet og innstilles slik at en del av den vil ligge an mot kilene, mens en annen del ligger i en avstand over en andre skulder i løpet i brønnhodet, at det deretter utøves en nedadrettet kraft på den nevnte andre innretningsdel slik at den førstnevnte del påvirker kilene til fastsetting rundt rørstrengen, hvoretter den høyde-regulerbare innretning stilles inn slik at den får en slik høyde at den nevnte første del vil ligge an mot kilene og hindre disse i å forskyve seg, mens den nevnte andre del hviler på den nevnte andre skulder i løpet og påvirkes av en ytterligere brønnhode-del som settes på plass over kilebelteområdet, slik at det derved tilveiebringes en mekanisk, bro mellom kilebeltet og den nevnte brønnhode-del slik at manderved er sikret at kilene ikke vil løsne ved termiske bevegelser av rørstrengen.