NO822161L - Broenn-slagverktoey - Google Patents

Abstract

Et brønn-slagverktøy (11). har et langstrakt legeme (14) med en aksial passasje (15) og gjengede forbindelser (12, 13)' for innsetting i en streng av brnnrør. Legemet har en rørformet spindel (16) som er glidbart montert i en rørformet sylinder (17) med det mellomliggende ringrom (18) frilagt for brønn-fluidum. Fluidumavtetninger i ringrommet danner et isolert kammer (22) som inneholder en sperreinnret-ning med hvilken spindel og sylinder selektivt kan frigis for utførelse av et slag på brønnrøret. Slag-verktøyet er videreutviklet til å omfatte et antall langstrakte ettergivende vibrasjonsdempere (77) som bæres sammenhengende med spindelen og som er innrettet i lengderetning i ringrommet (18) mellom spindel og sylinder. Demperne samvirker glidende med sylinderen ved dens teleskopiske bevegelse langs spindelen. Demperne er omkretsmessig avstandsplassert rundt spindelen med de mellomliggende rom dannende strømningskanaler i ringrommet for tilpasning til brnnfluidumstrømmene når slagverktyet monteres i strengen av brønnrør og roteres i brnnboringen.

Description

Oppfinnelsen -vedrører boring av brønnhull i jorden, og mer spesielt vedrører den et brønnverktøy eller slagverktøy som er innsatt i strengen til brønnrør for selektiv utøvelse av slag på disse.

Rotasjonsboring for fremstilling av en brønnboring i jorden for produksjon av olje og gass er blitt gjennomført allerede i begynnelsen av 1900-årene, og mange fordeler ved slike boremetoder er blitt utviklet. Til dette formål benyttes en brønnborestreng, og den innbefatter vanligvis en borkrone, borkraver og borehullstabilisatorer, og et antall leng-der av borerør som er festet til en kelly på boretårnet som

er plassert på jordoverflaten over brønnborehullet. Kelly-;, en er et ikke rundt, langstrakt stykke av stål med høy styrke som passerer gjennom et drivbord på et boretårngulv og er forbundet til toppen av brønnborestrengen. Drivbordet roterer borestrengen ved hjelp av kellyen, og på denne måte gjennom-føres boringen av brønnborehullet. En langstrakt passasje aksielt gjennom borestrengen sørger for sirkulasjon av borefluidum, vanligvis betegnet som "slam". Slammet passerer nedover i brønnborestrengen, gjennom borkronen og så oppover i det omgivende ringrom for fjerning av borekutt fra brønnbor-ingen til jordoverflaten. T". eks. en brønnboring på ca. 20 cm vil kreve bruken av en 22 cm borkrone, flere 20 cm kraver og stabilisatorer som er forbundet til kellyen gjennom et egnet borerør, som f. eks. kan ha en diameter på 11,4 cm.

I en middels dyp brønn på 4572 m vil vekten til borestrengen, mens den delvis er understøttet av borefluidum, ligge i nærheten av ca. 90718 kg. Borefluidumet passerer gjennom brønnborestrengen med trykk som kan nå 175,7 kg pr.

■cm 2, men som vanligvis ligger i området på ca. 105 kg pr.

cm 2 under boringen av et brønnborehull som ikke innebærer noen alvorlige problemer med inntrengning av formasjoner som er vanskelige å bore. Drivbordet må utøve store nivåer av driemoment for å rotere brønnborestrengen med de vanlige has-tigheter, som kan ligge mellom ca. 35 og 60 omdreininger pr. minutt. Selv om komponentene 'i brønnborestrengen synes å være massive og med stor styrke når det ses ut fra jordoverflaten,

vil borestrengen i et slikt moderat dypt borehull i realiteten være høyt fleksibel, og det er relativt lett å ødelegge bore-verktøyet. Drivbordet kan f. eks. være forbundet til en kraftkilde som kan være i størrelsesorden 3000 hk. Drivenhe-ten kan på drivbordet utøve dreiemomentnivåer over 503 97 m pr. kg for å rotere borestrengen.

Under disse betingelser vil borestrengen i selv en bare lett krummet brønnboring bli vesentlig avbøyet i side-retning ved hver omdreining, mens boringen av brønnboringen foretas. I mange tilfeller vil denne gjentatte bøyning kunne bevirke skader selv på et stålborerør.

F. eks. kan kronen avvike fra en ønsket vertikal-akse, og boringen kan bli det som betegnes som et "skjevt" hull. I slike tilfeller vil kraver med stor diameter og andre hosliggende borestrengkomponenter bli senket ned i slike brønnboringer av den knekkede type. Hvis et sterkt dreiemo-ment utøves på borestrengen under slike siderettede avbøy-ningsbetingelser, vil tapp- og boksforbindelsene som innbyrdes forbinder borestrengen eller også selve borerøret kunne bli revet i to deler. Således må en sterk dreiemomentutøvelse for frigivning av brønnborestrengen når den sitter fast i en brønnboring unngås.

Det er vanlig praksis ved boring av brønnboringer

å benytte et spesialisert verktøy i borestrengen ved dens nedre ende, men over verktøyene, såsom drillkraver, rømmere, stabilisatorer etc, som har en større diameter enn den for borerøret. Dette verktøy er kjent i oljeleteområdet som et bore-slagverktøy. Slagverktøyet er et verktøy som kan bli plassert i en sperret tilstand og så utøves enten strekk eller vektbelastning på borerøret. Slagverktøyet blir selektivt frigitt og dets komponenter teleskopert over en fast dimensjon, som kan være 20 cm, til hammer- og amboltdeler på verktøyet samvirker for å gi et overordentlig sterkt anslag eller "slag" på borestrengen. Denne type hamringsvirkning enten oppover eller nedover vil vanligvis frigi fastlåste deler av brønnborestrengen fra brønnboringen.

Et slagyerktøy som hax fått universell generell godtagelse og har frembragt gode resultater i mange år er tilgjengelig kommersielt under betegnelsen "LI Rotary Drilling Jar". Konstruksjonen og bruken av dette slagverktøy er klart beskrevet i US patentene nr. 3208541 og 3233690, begge patenter bevilget til Mr. Richard R. Lawrence. Dette boreslag-verktøy av mekanisk type er i stand til å gi innstillbare anslag på borestrengen, selektivt utøvet enten oppover eller nedover. Disse anslag kan ha maksimalverdier i en 10,48 cm borestreng på ca. 167993 m pr. kg og i en 19,7 cm borestreng på ca. 517960 m pr. kg. Dette rotasjonsboreslagverktøy er i stand til gjentatt å utøve anslag på brønnborestrengen over utstrakte tidsperioder, som f. eks. flere dagers varighet. Boreslagverktøyet blir vanligvis benyttet i enhver borestreng som en sikkerhetsandel for å forhindre dyre, tidskrevende og vanskelige fiskeoperasjoner for å fjerne fastkjørte deler av en borestreng i en brønnboring.

Rotasjonsboreslagverktøyet av den type som er beskrevet ovenfor må drives i et borefluidum som inneholder sand, små partikler av formasjonsavfall og noen ganger til og med stykker av metall som rives av borestrengen under produksjonen i brønnboringen. Vanlige rotasjonsboreslag-verktøy benytter alle to teleskoperende deler som kan bevege seg mot hverandre eller bort fra hverandre ved utførelsen av oppoverrettede eller nedoverrettede anslag respektivt. Sperremekanismen i slagverktøyet er vanligvis anbragt i et avtettet og oljefylt kammer. Som et resultat sikrer fluidumavtetningene en fluidumtett glidning som innbyrdes forbinder de to teleskoperende deler. Åpenbart vil en ende av ringrommet mellom de teleskoperende deler være frilagt for fluidene i brønnboringen som omgir boreslagverktøyet. Brønnborestren-gen innbefattende slagverktøyet er utsatt for alvorlig siderettet avbøyning under boringen av brønnboringen. Avbøynin-gen av slagverktøyet frembringer sammensatte langsgående og aksielle krefter på fluidumavtetningene som kan bevirke at det fra dem lekker brønnfluidum inn i det oljefylte sperre-kammer.

Det er klart også at det anslag som utføres a<y>hammeren og amboltflåtene til slagverktøyet gir en meget vesentlig vibrasjonseffekt. Denne vibrasjonseffekt kan bevirke en beskadigelse av fluidumavtetningene og tillate inngang av uønskede borefluider i det oljefylte kammer og vil slå mot spenn- og frigivningsmekanismen til rotasjonsboreslagverk-tøyet. I "LI Drilling Jar" og som vist i US patent nr. 3233690 blir en eller flere ringformet ettergivende ringer båret på den ytre teleskoperende del eller sylinderen. Disse deler er hosliggende til det åpne ringroms ende og virker som en til-stramming smekan isme for å redusere siderettet avbøyning og vibrasjon mellom de teleskoperende deler av slagverktøyet,

og som et resultat vil disse ringer beskytte fluidumavtetningene som isolerer kammeret som inneholder sperremekanismen. F. eks. i det nevnte patent bærer sylinderen 14 til slagverk-tøyet innvendig forstørrede spor 52, i hvilke ringformede ettergivende elementer 54 dannet av gummi, neopren eller lignende er plassert. De indre omkretser på disse ringer samvirker med spindelen 2 2 til slagverktøyet for å motstå siderettet bevegelse for spindelen eller sylinderen for således å beskytte fluidumavtetningene hosliggende til disse ringer.

I tillegg fremgår det at ringrommet mellom fluidavtetningene eller pakningen 34 og ringrommene 52 er skilt fra brønnbor-ingen. Som et resultat vil teleskoperingen av sylinder og spindel på boreslagverktøyet i stor grad forandre væskevo-lumet i ringrommet som ville ødelegge avtetningene eller ringrommene, og åpningene 58 er anordnet slik at det er flui-dumforbindelse mellom ringrommet og det omgivende brønnbore-hull.

I de fleste brønnboreoperasjoner er borefluidumet et boreslam som har tiksotrope egenskaper. Disse egenskaper tillater at boreslammet kan beveges av en pumpe fritt gjennom brønnboringen. Imidlertid vil fjerningen av pumpekraften tillate at slammet når en passiv eller hvilende tilstand hvor egenskapene danner et gel eller en ikke newtonsk fluid tilstand. Således vil det fremgå at det adskilte ringrom mellom pakningen og ringene i det nevnte boreslagverktøy er fylt med et borefluidura som ikke er frigitt for sirkulasjonsstrøm-ningsbetingelse. Således vil boreslammet i ringrommet eller boreslagverktøyet være i en geltilstand. Teleskoperingen av sylinder og spindel i boreslagverktøyet under slagutførelse vil opptre relativt plutselig. Det er imidlertid en bestemt tid som er nødvendig for boreslammet å gå over fra geltilstand til dets nevnte newtonske fluide tilstand og strømning mellom ringrommet og brønnboringen. Således vil en alvorlig stempelvirkning kunne opptre under visse slagbetingelser når boreslammet ikke kan strømme gjennom de nevnte åpninger 58 med tilstrekkelig hurtighet til å kompensere for det hurtig forandrede volum i ringrommet mellom avtetning og pakning. Derfor kan boreslammet med sitt inkompresible volum kunne skade enten fluidumavtetningen eller ringrommet for tilstrammende siderettet bevegelse eller vibrasjon mellom sylinder og spindel i boreslagverktøyet. Dette problem med hurtig varierende ringromvolum er felles såvel for mekaniske slagverktøy som også for andre typer slagverktøy, såsom de som benytter hydrauliske mekanismer for spennings- og fri-givningsfunksjoner.

Andre problemer eksisterer i forhold til ringrommene, såsom ringene 52 i US patent nr. 3233690, som er benyttet for dempning av siderettede' i ..bevegelser eller vibrasjoner som opptrer mellom de indre og ytre deler når slagverktøyet ut-øver slagvirkning. Ved slag vil store mengder av energi ut-øves på visse deler som frembringer siderettede og langsgående bevegelser eller vibrasjoner såvel med harmoniske som ikke harmoniske variasjoner. De ringformede dempningsringer 52 for slagverktøyet vist i det nevnte patent, har frembragt en bemerkelsesverdig lang levetid i beskyttelse av fluidumavtetningene i slagverktøyet. Uheldigvis har ved sjeldne intervaller også disse ringformede dempningsringer' mislykkes i å forhindre fluidumavtetningene i å bli utsatt for destruk-tive virkninger av disse induserte vibrasjoner. En for-... klaring på denne alvorlige effekt er at vibrasjonene som induseres i den ytre og indre teleskoperende del av slag-verktøyet ikke er begrenset til tversgående forskyvning, men innbefatter såvel langsgående som sirkulære forskyvninger og alle variasjoner av deres kombinasjoner. •Vibrasjonene som induseres mellom de teleskoperende deler av slagverktøyet er særlig alvorlige når det er erkjent at de indre og ytre deler av slagverktøyet ved utøvelsen av de ønskede anslagskrefter på brønnborestrengen i mange tilfeller også roterer i forhold til hverandre. Således vil ringfoxmede tilstramnings-ringer, slik de er benyttet tidligere, kunne bli plassert på en feilaktig måte når det'foreligger en kombinasjon av såvel aksielt som sirkulært virkende vibrasjoner med stor størrel-se på de indre og ytre deler av slagverktøyet.

Foreliggende oppfinnelse er et brønnverktøy i for-stand av et roterende boreslagverktøy som har enestående ettergivende tilstramningsdeler eller dempere mellom de teleskoperende deler av slagverktøyet som er slik anordnet at de reduserer problemet med langsgående avbøyning og vibrasjon som medfører skade enten på tilstrammerne eller demperne eller på fluidet av tetningene som er forbundet med disse slagverk-tøy. I tillegg vil de nye dempere tilveiebringe fluidumkanaler som tillater en lett strømning av borefluidum mellom brønnboringen og ringrommet mellom de tilstrammende dempere og fluidumavtetningene. I tillegg vil demperne ha en unik utforming og kan benyttes med andre typer brønnverktøy som har teleskoperende deler.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt et brønnslagverktøy for bruk i en brønn-boring og med et langstrakt legeme med en aksial passasje for fluidumstrømmer. Legemet har gjengede forbindelser for innsetting i en streng av brønnrør. Legemet er utformet av en rørformet spindel som er glidbart montert i en rørformet sylinder med et ringrom frilagt for brønnfluidum mellom spindel og sylinder. Fluidumavtetninger er plassert ved en ende av ringrommet som danner et kammer som er isolert fra fluidumet i brønnboringen. Mekanismen for sperring og frigivning av spindel og sylinder er anbragt i kammeret. Sperremekanismen er selektivt frigitt for utøvelse av et slag mellom hammer og amboltflater som bæres på spindel og sylinder. Spesi elt omfatter forbedringen et antall langstrakte ettergivende vibrasjonsdempere som bæres utformet i ett med spindel og innrettet i lengderetning i ringrom mellom spindel og sylinder. Disse dempere er avstandsplassert i lengderetning fra fluidumavtetningene ved et sted for glidbart samvirke med sylinderen ved dens teleskopiske bevegelse langs spindelen. Demperne er plassert i omkretsavstandsforhold rundt spindelen med avstander som danner fluidumkanaler derimellom i ringrom for således å tilpasses brønnfluidumstrømmene når spindel og sylinder roteres med strengen av brønnrør i brønnboringen. Fig. IA og IB er et riss av et rotasjonsboreslag-verktøy hvor det anvendes foreliggende oppfinnelse med deler i snitt, som viser flere indre driftskomponenter. Fig. 2 er et lengdesnitt av den øvre del av slagverktøyet vist på fig. IA, med sylinder og spindel i spent stilling, slik at slag-verktøyet kan utføre et oppover- eller nedoverrettet slag-støt. Fig. 3 er et snitt lik fig. 2, men illustrerende slag-verktøyet etter at det har utført et nedoverrettet slagstøt. Fig. 4 er et snitt svarende til fig. 2, men illustrerende slagverktøyet etter at det har utført et oppoverrettet slag-støt. Fig. 5 er et tverrsnitt langs linjen 5 - 5 på fig. 2, og fig. 6 er et riss som illustrerer en foretrukket utførelse av demperen som benyttes i slagverktøyet illustrert på den forutgående figur.

På tegningene vil like deler ha like henvisnings-tall i de forskjellige riss for således å forenkle beskriv-elsen av slagverktøyet ved anvendelse av foreliggnede oppfinnelse.

Med henvisning til tegningene er det vist et rota-sjonsboreslagverktøy hvor det anvendes foreliggende oppfinnel-* se, og dette slagverktøy er av den type som er vanlig kjent som et mekanisk slagverktøy. Imidlertid kan foreliggende oppfinnelse også innarbeides i andre typer slagverktøy som har hydrauliske eller andre innretninger for spenning og frigivning av slagverktøyet for å gi det ønskede anslagsstøt på brønnborestrengen. Mer spesielt er det slagverktøy som er illustrert på tegningene av den type som er kommersielt til gjengelig som "LI"-rotasjonsboreslagverktøy. Dette slagverk-tøy er beskrevet i US" patentene nr. 3208541 og 3233690. Av beskrivelsesgrunner er disse patenter innbefattet i denne beskrivelse.

Mer spesielt er et -mekanisk rotasjonsboreslagverk-tøy 11 illustrert på fig. 1 og 2 og bærer en tapp 12 ved sin nedre ende og en boksgjenget forbindelse 13 ved sin øvre ende for innbyrdes gjengeforbindelse med en streng av brønnrør. Slagverktøyet 11 har et langstrakt legeme 14 som er dannet av en rørformet spindel 16, som er beregnet på å teleskopere i en rørformet sylinder 17. Et åpenendet ringrom 18 er utformet mellom spindel 16 og sylinder 17. En første fluidumav-tetning eller pakning 19 samvirker med en andre fluidumav-tetning eller pakning 21 for å gi et kammer 22 som er isolert fra brønnfluidum. Kammeret 22 er vanligvis fylt med ren olje for å sikre en god virkning for spenn- og frigivningsmekanismen som benyttes i slagverktøyet 11.

Pakningen 19 kan være utformet av en pakningsring 23 med en skulderformet avtrapning i sylinderen 17 for å inneholde et ettergivende pakningsmateriale 24 som tvinges til fluidumtett avtettende forhold av en følger 26. Følgeren er forspent av en skruefjær 27 som er komprimert mot en skulder 28 på sylinderen 17. På tilsvarende måte omfatter pakningen 21 en ring 29 som holdes mot en skulder 31 på sylinderen 17. Et ettergivende pakningsmateriale 3 2 bringes til fluidumtett avtettende forhold mot ringen 2 9 av en følger 33. En fjær 34 tvinger følgeren mot pakningsmaterialet. Fjæren 3 4 komprimeres av en skulder (ikke vist) som er utformet i den indre flate til sylinderen 17. Pakningen 19

og 21 samvirker som fluidumavtetninger med den teleskoperende spindel og sylinder for å isolere kammeret 22 fra brønn-fluidumet som omgir slagverktøyet 11 når det er i driftsstill-ing i en brønnboring. Fortrinnsvis er spindelen utformet med jevn diameter innenfor pakningene 19 og 21.

Slagverktøyet'11 er utstyrt med spenn- og frigiv-ningsmekanismer, slik at de kan betjenes såvel for et oppoverrettet som et nedoverrettet slagstøt etter ønske av operatøren. Til dette formål bærer spindelen 16 en forstørret del eller hammer 36 som kan bevege seg til anslagstakt med en fremstående flate eller ambolt 37 som bæres på sylinderen 17. Med denne anordning kan slagverktøyet når det er lukket bli belastet med en oppoverrettet kraft ved å plassere brønnstren-gen i strekk. Spindelen blir frigitt og hammeren 3 6 beveges til kontakt med ambolten 37 for å gi det oppoverrettede an-slagsstøt på brønnborestrengen som er forbundet med slagverk-tøyet 11. På tilsvarende måte er slagverktøyet 11 anordnet for å gi et nedoverrettet støt. Til dette formål bærer spindelen 16 en skulder 38 som danner en hammer 3 9 som kan slå mot en skulder 41 som danner en ambolt 42 eller sylinderen 11. Til dette formål blir slagverktøyet spent, og brønnborestren-gen blir senket for å gi denønskede vekt på slagverktøyet 11. Spennmekanismen blir frigitt og hammeren 3 9 beveges til å

slå mot ambolten 42 og derved gi et nedoverrettet anslagstøt på den dermed forbundne brønnborestreng.

Enhver mekanisme kan benyttes for å tilveiebringe spenn- og frigivningsmekanismen for slagverktøyet 11. Den foretrukkede form for spenn- og frigivningsmekanisme er en anordning av drivruller 46, 47 og 48 som er båret i sideveggen 4 9 til sylinderen 17. Drivrullene samvirker med spor 51 som er anbragt på spindelen 16 for å overføre en roterende drivbevegelse mellom tapp- og boksforbindelsene til slagverk-tøyet 11. I tillegg er sporene 51 innbyrdes forbundet med "jay"-hylser 52, 53 og 54 som er anbragt på spindelen 16. Drivrullene passer inn i "jay"-hylsene<1>når spindelen 16 dreies i forhold til legemet 17 når slagverktøyet 11 er i den låste eller spente tilstand. Med drivrullene i samvirke med "jay"-hylsene vil en kraft i lengderetning (oppover eller nedover) kunne utøves mellom spindel 16 og legeme 17. Ved en tilstrekkelig lengdekraft utøvet over disse deler av slagverktøyet 17, vil drivrullene rulle bort fra "jay"-sporene og gli oppover eller nedover i sporet 51. Med slagverktøyet i frigitt tilstand vil teleskopering av spindelen 16 og legemet 17 opptre til hammer og amboltflater samvirker for å gi anslagsstøtet på brønnborestrengen. Slagverktøyet 11 kan slå et anslagsstøt oppover med hammeren 36 treffende på ambolten 3 7 eller nedover ved at hammeren 39 treffer ambolten 42. Det er klart at frigivning av drivrullene fra "jay"-sporene, frembringer en ro-tas jonsbevegelse mellom den teleskoperende spindel 16 og sylinderen. Således vil kreftene som danner vibrasjon eller siderettet forskyvning være sammensatt av tilnærmet samtidig bevegelse i lengderetning og rotasjonsbevegelse for spindelen i forhold til sylinderen.

Frigivning av det spente slagverktøy er innstill-bar ved hjelp av bruken av en fjæranordning 56. Til dette formål vil dreiemomentfjærene 57 og 58 være stiftet fast ved en ende til sideveggen 4 9 av sylinderen 17. F. eks. er fjærene stiftet sammen med en kraveanordning 58 som er festet med et gjenget anker 59 som er båret i sideveggen 49. Den andre ende av fjærene er båret i en rull som er glidbar i sporet 51. Som et resultat vil rotasjonen av spindelen 16 i forhold til legemet 17 innstille lengdekraften som kreves for frigivning av drivrullene fra "jay"-hylsene. Denne fri-givningskraft kan varieres innenfor visse forutbestemte gren-ser som bestemmes av styrken for fjærene 56 og 57. Rotasjon av spindelen 16 i en retning i forhold til legemet bevirker at fjærene blir plassert i større strekk for å holde drivrullene i "jay"-hylsene og øker derved lengdekraften som kreves for å adskille disse to låsekomponenter. Alternativt vil en rotasjon av spindelen 16 i motsatt retning i forhold til legemet 17 redusere lengdekraften for å rulle drivrullene fra "jay"-hylsene og frigi slagverktøyet for å støte et an-slagsstøt.

Slagverktøyet 11 er sammensatt ved anbringelse av legemet 14 med flere sylindriske og gjengbart forbundne deler. F. eks. omfatter legemet 14 sylinderen 17 som er utformet av en øvre del 63 som er gjengeforbundet med en mellomhylse 64 over en gjenget forbindelse 66. Hylsene 64 er gjengeforbundet til en nedre del 67 over en gjengeforbindelse 68. De gjengede forbindelser 66 og 68 tillater at forskjellige deler av legemet 14 på slagverktøyet 11 lett kan sammensettes og frigjøres fra hverandre etter ønske for produksjons- eller vedlikeholds-formål.

Sylinderen 17 sarayirker med spindelen 16 for å tilveiebringe ringrommet 18 som utstrekker seg fra skulderen 41 til pakningen 19. En eller flere slamventilasjonsåpninger 69 er anordnet gjennom sideveggen 49. Den spesielle utforming av demperne tillater slam i å sirkulere fritt gjennom ringrommet 18 og brønnboringen. Således vil slammet i ringrommet 18 forbli i sin newtonske tilstand i steden for i geltilstand. Den ytre flate 71 på spindelen 16 er en polert flate over en del av spindelen, som er kjent som polert stamme. Pakningen 19 glir lett i fluidumtett samvirke langs denne glatte flate 71. Den nedre del av spindelen, slik det ses ved forbigående henvisning til fig. IB, har også en polert flate 72. Pakningen 21 glir lett i fluidumtett samvirke langs flaten 72. Flaten 72 er på en del av spindelen som er kjent som vaskerør.

I tillegg er den indre sylindriske flate 73 på sylinderen 17 også en glatt flate.

Under henvisning til fig. 2, 3 og 4 skal nå demperne ifølge oppfinnelsen bli beskrevet mer detaljert. Demperne er båret på spindelen 16 og glidbart i samvirke med flaten 73 på sylinderen 17 for å motstå siderettede bevegelser som er bevirket ved bøyning av slagverktøyet når borestrengen roteres i brønnboringen og også alvorlige vibrasjoner mens slag-verktøyet 11 utfører anslagsstøt på brønnborestrengen. Disse dempere tillater også en lett strøm av brønnfluidum gjennom ringrommet 18.

Under en midlertidig henvisning til fig. 5 er spindelen 16 i sin ytre flate 71 utstyrt med et antall avtrapnin-ger i hvilke demperne ifølge oppfinnelsen er montert. F. eks. er avtrapningen 76 et spor med flat bunn som er innrettet med lengdeaksen til slagverktøyet 11. Sporet har opprettstående ender for å sikre demperne 77 mot lengdeforskyvning. Mer spesielt er sporet 76 utformet i flaten 71 til spindelen 16 over en lengde tilstrekkelig for å tilpasse demperen 77 her-til og hurtig feste den ved dens ender mot skulderne 78 og 79. Demperen har en krummet flate 81 som samvirker med sampasset tilpasning på flaten 73 på sylinderen 17 for å dempe bevegel-sene eller vibrasjonene mellom sylinder og spindel. Dempnings- virkningen til demperen 77 er ay en størrelse som er tilstrekkelig til å forhindre at spindelen 16 er utsatt for siderettet forskyvning eller vibrasjonsforstyrrelse tilstrekkelig i størrelse til å skade pakningen 19 i dens avtetningsfunksjon, særlig under teleskopering av spindelen 16 og sylinderen 17.

Demperen 77 er fortrinnsvis festet i sporet 76 på en frigivbar måte, slik at den lett kan installeres eller utskiftes etter behov i løpet av levetiden for slagverktøyet 11. Til dette formål er demperen 77 festet i ett med en tynn metallmonteringsplate 82, f. eks. ved klebing. F. eks. kan termoherdende adhesiver feste demperen 77 på monteringsplaten 82. Demperen 77 er frigivbart festet til spindelen 16 ved hjelp av hensiktsmessige innretninger. Fortrinnsvis er den festet med gjengde festemidler til spindelen. Til dette formål, slik det fremgår av fig. 6, er demperen 77 utstyrt med et antall tversgående hull 83 som utstrekker seg med redusert dimensjon gjennom platen 82. Disse hull mottar gjengede festemidler, såsom skruer 84, som er opptatt i gjengede åpninger i spindelen 16.

Mer spesielt er demperne 77 utformet av et ettergivende materiale som er i stand til å motstå de fysiske og kjemiske forhold ved bruken av slagverktøyet i en brønnbor-ing og som sørger for dempning av bevegelser og vibrasjon mellom spindel 16 og sylinder 17. Til dette formål er det foretrukket at demperen 77 er konstruert med et legeme 86 utformet av et ettergivende materiale, såsom en syntetisk polymer eller et gummimateriale. F. eks. er gode resultater oppnådd ved bruk av nitritt buna-A syntetisk gummi med en hårdhet på ca. 80 durometer Shore-A. Andre ettergivende materialer som er i stand til å gi den ønskede dempnings-<y>irkning kan benyttes i demperne 77, hvis dette er ønskelig.

Selv om bare en demper 77 er blitt beskrevet, er det klart at et antall dempere er benyttet og at disse er avstandsplassert i omkretsretning rundt spindelen 16. F. eks. som vist på fig. 5, er demperne 77 vist avstandsplassert med demperne 87 - 93 rundt omkretsen til spindelen 16. Fortrinnsvis vil avstanden mellom hosliggende dempere danne en strøm- ningspassasje med i det vesentlige tverrsnittsflaten for demperen i ringrommet 18. Med denne anordning er det tilveiebragt en passasje i lengderetning mellom demperne for ube-grenset strøm av brønnfluidum gjennom ringrommet 18.

Som det best fremgår av fig. 2-4, er demperne plassert på spindelen 16 avstandsplassert fra pakningen 19 om en dimensjon, slik at de samvirker med sylinderen 17 over den teleskoperende bevegelse i forhold til spindelen 16. F. eks. er slagverktøyet 11 vist på fig. 2 i en spent tilstand hvor drivrullene er i samvirke med "jay"-sporene. Fig. 3 viser teleskoperingen av sylinderen i forhold til spindelen hvor et nedoverrettet slag er blitt utøvet på brønnborestrengen av slagverktøyet 11. På fig. 4 er slagverktøyet 11 vist hvor spindel og sylinder er teleskopert for å gi et oppoverrettet slag som er blitt utøvet på brønnborestrengen. Utover de funksjoner for slagverktøyet 11, som er vist på fig. 2-4, har demperne 77 glidbart samvirke med flaten 73 i.til sylinderen 17 over dens aksiale bevegelse i forhold til spindelen 16. På grunn av de langsgående krefter og rotasjonskreftene som foreligger mellom spindel og sylinder for slagverktøyet 17 under rotasjon av brønnborestrengen og utførelsen av slagstøt, vil forskyvningen av disse deler i forhold til hverandre være en sammensatt funksjon som medfører såvel langsgående bevegelser som vinkelbevegelser. Da demperne er langstrakte og relativt jevnt avstandsplassert rundt omkretsen til spindelen, kan de dempe bevegelser som opptrer såvel i lengderetning som vinkelmessig mellom spindel og sylinder uten å hindre slamstrøm gjennom ringrommene 18.

Et tilstrekkelig antall dempere bør bli benyttet for å oppnå en riktig dempning av bevegelser mellom sylinder og spindel for slagverktøyet 11. Vanligvis 4\- 10 likt av-standsplasserte dempere blir benyttet, hvor tverrsnittsflaten for demperen i ringrommet 18 er i det vesentlige lik flaten for det mellomliggende rom mellom hosliggende dempere.

Med den beskrevne anordning av demperne kan slag-verktøyet 11 virke over lengre tidsperioder uten å være utsatt for ødeleggelse fra den hydrauliske stempelvirkning til slammet i ringrommet 18 eller skade på pakningen 19, særlig av sidebevegelser_.3aéllom ;spiridel :.og .sylinder.

Det er et viktig trekk ved oppfinnelsen at demperne 77 lett kan installeres og fjernes fra spindelen 16 ved ganske enkelt å frigi delene av slagverktøyet ved hjelp av de gjengede forbindelser 66 og 68. Ved utskifting av demperne blir slagverktøyet lett igjen sammensatt for fortsatt bruk i brønnboringen.

Av det foranstående vil det fremgå at det er til-<y>eiebragt et forbedret rotasjonsboreslagverktøy for forlenget levetid i en brønnborestreng som roteres for å tilveiebringe en brønnboring i jorden og under sin virkning med utøvelsen av slagstøt på borestrengen. Dette rotasjonsboreslagverktøy er anordnet for å innbefatte nye ettergivende dempere som er utformet med lang levetid, men lett kan utskiftes. Demperne er effektive i å dempe bevegelser og vibrasjoner som skriver seg fra langsgående krefter og vinkelkrefter som induseres under normal boring og under drift av slagverktøyet ved ut-øvelsen av slagstøt på borestrengen. Det vil forstås at visse forandringer i foreliggende oppfinnelse kan utføres uten å avvike fra oppfinnelsestanken ved disse rotasjons-boreslagverktøy som benytter ettergivende dempere. Disse forandringer ligger innenfor rammen av kravene som bestemmer oppfinnelsen. I tillegg er det forutsatt at foreliggende beskrivelse skal tas som illustrerende og ikke som en be-grensende bestemmelse av oppfinnelsen.

Claims (17)

1. Anordning ved brønnslagverktøy for bruk i et flui-dumfylt brønnborehull og med et langstrakt legeme med en aksial passasje for fluidumstrømmer, hvilket legeme har gjengede forbindelser ved sine ender for innsetting i en streng av brønnrør, hvilket legeme er utformet av en rørformet spindel som glidbart er montert i en rørformet sylinder med et ringrom frilagt for brønnfluidum mellom spindel og sylinder, med fluidumavtetninger plassert ved en ende av ringrommet dannende et kammer som er isolert fra fluidumet i brønnboringen og med innretninger i kammeret for å låse spindelen til sylinderen til innretningene selektivt frigis for utførelse av et slag mellom hammer og amboltflater på spindel og sylinder, karakterisert ved : a). et antall langstrakte ettergivende vibrasjonsdempere som bæres sammenhengende med nevnte spindel og innrettet i lengderetning i ringrommet mellom spindel og sylinder, bi. hvilke dempere er avstandsplassert fra fluidumavtetningen ved et sted for glidbart å samvirke med sylinderen ved dens teleskoperende bevegelse langs spindelen, og c) hvilke dempere er plassert omkretsmessig avstandsplassert i forhold til hverandre rundt spindelen med avstandsromme-ne dannende strømningskanaler -mellom seg i ringrommet for gjennomføring av brønnfluidumstrø mmer når spindelen og sylinderen roteres med strengen av brønnrør i brønnbor-ingen .

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at demperne har en avstandsplassering som etterlater minst 50 % av flaten i ringrommet mellom demperne som strøm-ningskanaler.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at demperne er opptatt i langsgående spor som er utformet i spindelen.

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at demperne er frigivbart. festet i sporene.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at demperne er konstruert av en polymer gummisammenset-ning med en hårdhet på ca. 80 durometer shore-A.

6. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at hver demper er festet sammenhengende til en tynn metallmonteringsplate som holdes i sporet ved hjelp av frigiv-bare festeinnretninger.

7. Anordning ved brønnslagverktøy for bruk i et flui-dumfylt brønnborehull og med et langstrakt legeme med en aksial passasje for fluidumstrømmer, hvilket legeme har gjengede forbindelser ved sine ender for innsetting i en streng av brønnrør som roteres i brønnboringen, hvilket legeme er utformet av en rørformet spindel som er glidbart og roterbart montert i en rørformet sylinder med et ringrom frilagt for brønnfluidura mellom spindel og en ende av sylinderen, med fluidumavtetninger plassert ved enden av ringrommet fjernt-liggende fra enden av sylinderen og dannende et kammer som er isolert fra fluidumet i brønnboringen, og med sperreinn-retninger i kammeret for å låse spindelen til sylinderen til sperreinnretningen selektivt frigis for utførelse av slag mellom hammer og amboltflater på spindel og sylinder, og med dreiemomentbelastningsinnretninger i kammeret for å forspenne låseinnrétningene med en forutbestemt vinkelkraft som regule-rer deres frigivning, hvorved spindel og sylinder beveger seg såvel aksielt som vinkelmessig i forhold til hverandre for å gi anslag og tilveiebringe langsgående og rotasjonsmessige vibrasjonseffekter ved enden av spindelen, som virker skade-lig på fluidumavtetningene, karakterisert ved a) . et antall langstrakte ettergivende vibrasjonsdempere som bæres sammenhengende med spindelen og som er innrettet i lengderetning i ringrommet mellom spindelen og sylinderen, b). hvilke dempere er avstandsplassert fra f luidumavtetninge-ne for glidbart samvirke med sylinderen gjennom dens teleskoperende bevegelse langs sylinderen, og c) . hvilke dempere er avstandsplassert i omkretsretning for dannelse av strø mningskanaler i ringrommene.

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at demperne har innbyrdes avstander som etterlater minst 5 0 % av flatene i ringrommet mellom demperne som strøm-ningskanaler.

9. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at demperne er anordnet i langsgående spor utformet i spindelen.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at demperne er frigivbart festet i sporene.

11. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at demperne er oppbygget av en polymer gummisammenset-ning med en hårdhet på ca. 80 durometer shore-A.

12. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at hver demper er festet sammenhengende til en tynn metallmonteringsplate som holdes i sporet ved hjelp av frigiv-bare festeinnretninger.

13. Som en underkombinasjon, en ettergivende vibrasjonsdemper som spesielt er beregnet for brønnslagverktø y som benyttes i fluidumfylte brønnboringer, ( karakterisert ved at den omfatter: a) en rektangulær metallbase, b) et rektangulært legeme av ettergivende polymert gummimateriale som er forbundet sammenhengende til basisen, c)_ hvilken basis bærer innretningen for frigivbart samvirke med et spor i en monteringsdel på brønnslagverktøyet, og d). hvilket legeme har en krummet flate på sin side motsatt til monteringen på basisen.

14. Demper ifølge krav 13, karakterisert ved at basisen og legemet er utstyrt med en eller flere 30tversgående åpninger for tilpasning av gjengede monteringsan- ordninger, såsom skruer eller bolter.

15. Demper ifølge krav 13, karakterisert ved at legemet er en syntetisk gummi med hårdhet på ca.

80 durometer shore-A. 3516. Demper ifølge krav 13, karakterisert ved at legemet er en nitritt Buna-A syntetisk gummi.

17. Som en underkombinasjon, en ettergivende vibrasjonsdemper spesielt beregnet på montering i et flatbundet spor i en sylindrisk metallflate på et brønnslagverktøy som benyttes i fluidxrmfylte brønnboringer, karakterisert ved at den omfatter: al en rektangulær metallbasis, b) et rektangulært legeme av ettergivende nitritt Buna-A syntetisk gummi med en hårdhet på ca. 80 durometer shore-A, c) hvilket legeme er sammenhengende bundet til basisen, dl hvilken basis og legeme er utstyrt med en eller flere tversgående åpninger for innpasning av gjengede festemidler, og el hvilket legeme har en krummet flate på sin side motsatt til dens montering på basisen.