NO831701L - DEVICE FOR BORING HOLE DURING DRILLING - Google Patents
DEVICE FOR BORING HOLE DURING DRILLINGInfo
- Publication number
- NO831701L NO831701L NO831701A NO831701A NO831701L NO 831701 L NO831701 L NO 831701L NO 831701 A NO831701 A NO 831701A NO 831701 A NO831701 A NO 831701A NO 831701 L NO831701 L NO 831701L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- valve
- fluid
- seat
- housing
- solenoid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
- E21B21/103—Down-hole by-pass valve arrangements, i.e. between the inside of the drill string and the annulus
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/14—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
- E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/14—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
- E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
- E21B47/22—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry by negative mud pulses using a pressure relieve valve between drill pipe and annulus
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
En raonostabil, solenoidstyrt ventil i en kanal som leder utenom trykkfallet i borevæsken forbi en borkrone (34). ved den "nedre ende av en borestreng (28) åpner og lukker i avhengighet av tilstandene i et borehull, for å danne. -trykkpulser i borevæsken. Ventilen (166) drives til lukket stilling av borevæske som punpes gjennom borestrengen. En større kraft trengs for å åpne ventilen enn for å holde den. åpen. Strømmen som tilføres solenoiden (67,70) minskes deretter til en verdi som er tilstrekkelig til å holde ventilen åpen. Solenoiden de-aktiveres for å lukke ventilen. //A radially unstable, solenoid-controlled valve in a channel that bypasses the pressure drop in the drilling fluid past a drill bit (34). at the lower end of a drill string (28) opens and closes depending on the conditions of a borehole, to form pressure pulses in the drilling fluid. The valve (166) is driven to the closed position by drilling fluid being punched through the drill string. A greater force is needed to open the valve rather than to keep it open.The current supplied to the solenoid (67.70) is then reduced to a value sufficient to keep the valve open.The solenoid is deactivated to close the valve.
Description
ANORDNING FOR MÅLING I BOREHULL UNDER BORINGDEVICE FOR MEASURING IN BORE HOLE DURING DRILLING
Krysreferanse til beslektede ansøkninger.Cross-reference to related applications.
Dette er en continuation-in-part av ansøkning nr. 06/211501 innlevert 28.november 1980, som er en continuation av ansøkning nr. 06/021348 This is a continuation-in-part of application no. 06/211501 filed on 28 November 1980, which is a continuation of application no. 06/021348
. innlevert 19. mar 1979, nå henlagt.. filed 19 Mar 1979, now withdrawn.
Foreliggende opprinnelse angår måling i borehull under boring, og nærmere bestemt trådløs telemetri av data som angår tilstander nede i hullet. The present origin concerns measurement in boreholes during drilling, and more specifically wireless telemetry of data relating to conditions down the hole.
Det har lenge vært praksis å måle borehull, d.v.s. å avføle forskjellige tilstander nede i hullet og å overføre de ønskede data til overflaten ved hjelp av utstyr av tråd-eller kabeltypen. For å utføre slike måleoperasjoner stanses boringen, og borestrengen fjernes fra brønnen. Ettersom det er kostbart å stoppe boreoperasjonene, har fordelene ved måling under boring lenge vært innsett. Imidlertid har mangelen på et akseptabelt telemetrisystem vært en hovedhindring for vellykket måling under boring. It has long been practice to measure boreholes, i.e. to sense different conditions down the hole and to transmit the desired data to the surface using equipment of the wire or cable type. To carry out such measurement operations, drilling is stopped and the drill string is removed from the well. As it is expensive to stop the drilling operations, the benefits of measuring while drilling have long been recognized. However, the lack of an acceptable telemetry system has been a major obstacle to successful measurement while drilling.
Forskjellige systemer har vært foreslått for måling under boring. F.eks. har det vært foreslått å overføre data til overflaten elektrisk. Slike metoder har ikke latt seg gjennomføre, på grunn av nødvendigheten av å utstyre seksjonene av borestrengen med en spesielt isolert leder og hensiktsmessige koblinger for lederen ved skjøtene i borestrengen. Andre foreslåtte teknikker omfatter over-føring av akustiske signaler gjennom borestrengen. Eksempler på slike telemetrisystemer er vist i US-PS 3.015.801 og 3.205.477. I disse systemer sendes et akus-tisk signal opp gjennom borestrengen og frekvensmoduleres i samsvar med en indikert tilstand i hullet. Different systems have been proposed for measurement during drilling. E.g. it has been proposed to transfer data to the surface electrically. Such methods have not been possible, due to the necessity to equip the sections of the drill string with a specially insulated conductor and suitable connectors for the conductor at the joints in the drill string. Other proposed techniques include the transmission of acoustic signals through the drill string. Examples of such telemetry systems are shown in US-PS 3,015,801 and 3,205,477. In these systems, an acoustic signal is sent up through the drill string and is frequency modulated in accordance with an indicated condition in the hole.
Det har også vært foreslått trådløse systemer som be-Wireless systems have also been proposed that
nytter lavfrekvens elektromagnetisk stråling gjennom borestrengen, foringsrøret og fjell i jordskorpen, opptil overflaten av jorden. uses low-frequency electromagnetic radiation through the drill string, casing and rocks in the earth's crust, up to the surface of the earth.
Andre foreslåtte prosedyrer for telemetri for måling under boring benytter borevæsken i brønnen som overførings-medium. US-PS 2.925.251 og 3.964.556 beskriver systemer Other proposed procedures for telemetry for measurement during drilling use the drilling fluid in the well as a transmission medium. US-PS 2,925,251 and 3,964,556 describe systems
^der strømmen av borevæske gjennom borestrengen periodisk where the flow of drilling fluid through the drill string periodically
begrenses for å bevirke positive trykkpulser som skål overføres opp gjennom søylen av borevæske, for å indikere tilstanden nede i hullet. US-PS 2.887.298 og 4.078.620 beskriver systemer som periodisk slipper ut borevæske fra det indre av borestrengen til det ringformede rom mellom borestrengen og borehullet i brønnen, for å sende undertrykkspulser til overflaten i en kodet sekvens som tilsvarer en målt tilstand nede i hullet. Et lignende system er beskrevet i The Oil and Gas Journal, 12. juni 1978, side 71. is limited to cause positive pressure pulses that are transmitted up through the column of drilling fluid to indicate the downhole condition. US-PS 2,887,298 and 4,078,620 describe systems that periodically release drilling fluid from the interior of the drill string into the annular space between the drill string and the borehole in the well, to send vacuum pulses to the surface in a coded sequence corresponding to a measured condition down in the hole. A similar system is described in The Oil and Gas Journal, June 12, 1978, page 71.
Av de mange trådløse overføringssystemer som har vært vurdert hittil danner de mest lovende undertrykkspulser i borevæsken som sirkuleres gjennom borestrengen, borkronen og,det ringformede rom i borehullet. Undertrykkspulser dannes ved avbrutt å lede en forholdsvis liten del av den samlede strøm av borevæske rundt borkronen, ved åpning og lukking av en ventil i en kanal som forbinder det indre av borestrengen med det ringformede rom i borehullet . Of the many wireless transmission systems that have been considered so far, the most promising create negative pressure pulses in the drilling fluid that are circulated through the drill string, the drill bit and the annular space in the borehole. Negative pressure pulses are created by intermittently directing a relatively small part of the total flow of drilling fluid around the drill bit, by opening and closing a valve in a channel that connects the interior of the drill string with the annular space in the borehole.
Et generelt problem med bruk av trykkpulser i borevæsken A general problem with the use of pressure pulses in the drilling fluid
for å sende imformasjon er at pulsgeneratorene hittil har vært store i omfang, og derfor gir et unyttig trykkfall to send information is that the pulse generators have so far been large in scope, and therefore produce an unhelpful pressure drop
i borevæsken som strømmer gjennom borestrengen. Den foreliggende oppfinnelse medfører en liten pulsgenerator som minsker energitapene som skyldes trykkfall i borestrengen . in the drilling fluid flowing through the drill string. The present invention involves a small pulse generator that reduces energy losses due to pressure drop in the drill string.
Et særskilt problem med tidligere undert.ryk>c,s-pul,sgene:-ratorsystemer er at dersom ventilen i forbistrømnin.gs-kanalen svikter i åpen stilling, går det tapt energi i borevæsken, fordi en del av borevæsken strømmer kontinuerlig utenom borkronen. Dessuten, når ventilen er sperret i åpen stilling, kan den slipende evne til borevæsken hurtig utvide forbistrømningskanalen, med ytterligere 'energitap i borevæsken. Noe som er enda mere ' ;alvorlig er at en kontinuerlig, ukontrollert stråle av borevæske med høy hastighet ut gjennom siden av borestrengen kan vaske ut et hulrom i brønnhullet, hvilket kan føre til at borestrengen trenger inn i hulrommet og kjøres fast. Ukontrollert forbistrømning av borefluid gjør det også vanskelig å plassere tapt sirkulasjonsmaterial eller lignende i ønsket stilling i brønnhullet, når volumet av væske som føres gjennom borkronen må være nøyaktig kjent. A particular problem with previous vacuum generator systems is that if the valve in the bypass flow channel fails in the open position, energy is lost in the drilling fluid, because part of the drilling fluid continuously flows outside the drill bit . Also, when the valve is locked in the open position, the abrasiveness of the drilling fluid can rapidly widen the bypass channel, with additional energy loss in the drilling fluid. What is even more serious is that a continuous, uncontrolled jet of drilling fluid at high velocity out the side of the drill string can wash out a cavity in the wellbore, which can cause the drill string to penetrate the cavity and become stuck. Uncontrolled past flow of drilling fluid also makes it difficult to place lost circulation material or the like in the desired position in the wellbore, when the volume of liquid that is passed through the drill bit must be precisely known.
På grunn av ulempene som er anført ovenfor har forbistrøm-ningsventiler ikke generelt blitt ansett som pålitelige ved boreoperasjoner i oljebrønner. Den foreliggende oppfinnelse medfører en sikker forbistrømningsventil for dannelse av undertrykkspulser på en sikker, effektiv og pålitelig måte. Because of the disadvantages listed above, bypass valves have not generally been considered reliable in drilling operations in oil wells. The present invention provides a safe bypass valve for creating negative pressure pulses in a safe, efficient and reliable way.
Et annet problem med ventiler som brukes for å danne trykkpulser i et sirkulerende borefluid er at ventilsetene og ventilskivene, som åpner og lukker ventilene, har en tendens til å slites hurtig på grunn av de slipende egenskaper til borefluidet. Følgelig må ventilene vanligvis skiftes ut mye tidligere og oftere enn resten av det pulsdannende utstyr i borestrengen. Another problem with valves used to create pressure pulses in a circulating drilling fluid is that the valve seats and valve discs, which open and close the valves, tend to wear quickly due to the abrasive properties of the drilling fluid. Consequently, the valves usually have to be replaced much earlier and more often than the rest of the pulse-generating equipment in the drill string.
Den foreliggende oppfinnelse medfører et tilpasset ventilhus som hurtig kan bringes til og ut av operativ sammen-kobling med 'annet utstyr, i borestrengen, og gir en ut-merket ventilvirkning med lengere brukstid, fordi hvert ventilsete og hver ventilskive kan tilpasses i en bestemt pasning for å sikre .perfekt tetning, hvilket øker ventilens brukstid. The present invention results in an adapted valve housing which can be quickly brought into and out of operational connection with other equipment, in the drill string, and provides an excellent valve action with a longer service life, because each valve seat and each valve disc can be adapted to a specific fit to ensure a perfect seal, which increases the service life of the valve.
Pulsgeneratoren i henhold til denne oppfinnelsen omfatter en monostabil ventil i en kanal som leder utenom trykkfallet i borefluidet forbi en borkrone ved den nedre ende av en borestreng i en brønn. Ventilen åpner og lukker i en kodet sekvens i avhengighet av tilstandene nede i hullet, for å danne undertrykkspulser i borefluidet. Puls-lene kan dannes og registreres under boringen. The pulse generator according to this invention comprises a monostable valve in a channel which bypasses the pressure drop in the drilling fluid past a drill bit at the lower end of a drill string in a well. The valve opens and closes in a coded sequence depending on the conditions downhole, to form negative pressure pulses in the drilling fluid. The pulses can be generated and recorded during drilling.
Det er anordnet midler for å drive ventilen fra åpen tii lukket stilling, fortrinnsvis ved hjelp av trykket i borefluidet som pumpes gjennom borstrengen. En større kraft kreves for å åpne ventilen enn for å holde den åpen. Means are arranged to drive the valve from open to closed position, preferably by means of the pressure in the drilling fluid which is pumped through the drill string. A greater force is required to open the valve than to keep it open.
Fortrinnsvis aktiveres ventilen av en solenoid, som først tilføres tilstrekkelig strøm til å åpne ventilen. Deretter minskes strømmen til solenoiden til en verdi som er akkurat tilstrekkelig til å holde ventilen åpen, for å minske strømforbruket. Solenoiden de-aktiveres for å lukke ventilen. Åpning og lukking av ventilen danner en undertrykkspuls i borefluidet, for å indikere tilstanden nede i hullet. Preferably, the valve is actuated by a solenoid, which is first supplied with sufficient current to open the valve. The current to the solenoid is then reduced to a value that is just sufficient to keep the valve open, to reduce power consumption. The solenoid is de-energized to close the valve. Opening and closing the valve creates a negative pressure pulse in the drilling fluid, to indicate the condition downhole.
Ved en utførelsesform av oppfinnelsen drives ventilen til lukket stilling av en fluidsperre festet til en ventilskive, som åpner og lukker ventilen ved å beveges bort fra eller å være i anlegg mot et ventilsete. Fortrinnsvis er fluidsperren anordnet på lavtrykkssiden av ventilsetet. In one embodiment of the invention, the valve is driven to the closed position by a fluid barrier attached to a valve disk, which opens and closes the valve by being moved away from or in contact with a valve seat. Preferably, the fluid barrier is arranged on the low-pressure side of the valve seat.
Ved en annen utførelsesform av oppfinnelsen trykker en fjær ventilskiven mot ventilsetet. Når således strømmen av borefluid stanses, eller er forholdsvis langsom, lukker ventilen automatisk, og hindrer derved forbistrømning av borefluid rundt borkronen under langsomme pumpeoperasjoner, slik som når tapt sirkulasjonsmåterial anbringes i en ønsket stilling. In another embodiment of the invention, a spring presses the valve disc against the valve seat. Thus, when the flow of drilling fluid is stopped, or is relatively slow, the valve closes automatically, thereby preventing by-flow of drilling fluid around the drill bit during slow pumping operations, such as when lost circulation media is placed in a desired position.
Ved en foretrukket utførelse heller overflaten av ventilsetet innover i retning av fluidstrømmen med en vinkel på mellom omtrent 5° og 40° med der skiven ligger i tette-stilling. Ventilskiven er underskåret på lavtrykkssiden for å bevirke hurtig åpning av ventilen bevirket av en liten bevegelse av skiven bortfra setet. Ventilen omfatter også et ventilføringskammer på høytrykkssiden av setet. In a preferred embodiment, the surface of the valve seat slopes inwards in the direction of the fluid flow at an angle of between approximately 5° and 40° with where the disc lies in the sealed position. The valve disk is undercut on the low pressure side to effect rapid opening of the valve caused by a slight movement of the disk away from the seat. The valve also includes a valve guide chamber on the high-pressure side of the seat.
Et stempel som er forbundet med skiven utgjør glidetetning i kammeret, og en trykkutlignende boring forbinder A piston connected to the disc forms a sliding seal in the chamber, and a pressure compensating bore connects
I IN
det indre av ventilføringskammeret med lavtrykkssiden av ventilen nær der hvor ventilskiven ligger mot ventilsetet. Det effektive areal av stempelet som påvirkes av borefluid på høytrykkssiden når ventilen er lukket er litt mindre enn arealet til ventilskiven, slik at det virker en positiv lukkekraft på skiven når ventilen er lukket. Fortrinnsvis rager den trykkutlignende boring gjennom the interior of the valve guide chamber with the low pressure side of the valve close to where the valve disc rests against the valve seat. The effective area of the piston that is affected by drilling fluid on the high-pressure side when the valve is closed is slightly smaller than the area of the valve disc, so that a positive closing force acts on the disc when the valve is closed. Preferably, the pressure compensating bore protrudes through
et ventilskaft som forbinder stempelet med ventilskiven, for å forenkle konstruksjonen og minske størrelsen til pulsgeneratoren. a valve stem that connects the piston to the valve disk, to simplify the construction and reduce the size of the pulse generator.
Ventilen drives fortrinnsvis av en solenoid-aksel som er montert slik at den er i kontakt med og hever ventil-,, skiven fra ventilsetet. En strømkrets tilfører en forholdsvis sterk strøm til solenoiden for å danne stor nok kraft til å åpne ventilen. Den kraft som kreves for å holde ventilen åpen er vesentlig mindre enn den som kreves for å åpne den. Etter at ventilen er åpen, minskes strømmen til solenoiden til en verdi som bevirker en kraft som er akkurat tilstrekkelig til å overvinne lukke-kraften som dannes av strømmen av fluid gjennom ventilen. Solenoiden de-aktiveres deretter, slik at fluidstrømmen gjennom ventilen (og fjæren, dersom denne anvendes) trykker ventilen til lukket stilling. The valve is preferably operated by a solenoid shaft which is mounted so that it is in contact with and raises the valve disc from the valve seat. A circuit supplies a relatively strong current to the solenoid to create a force large enough to open the valve. The force required to hold the valve open is significantly less than that required to open it. After the valve is open, the current to the solenoid is reduced to a value that produces a force just sufficient to overcome the closing force created by the flow of fluid through the valve. The solenoid is then de-activated, so that the fluid flow through the valve (and the spring, if used) pushes the valve to the closed position.
Solenoiden er vanligvis omgitt av en væske, slik somThe solenoid is usually surrounded by a liquid, such as
olje eller borefluid. For at solenoiden skal virke hurtigere er frontplaten på solenoiden utstyrt med grunne kanaler for å lette bevegelsen av fluid når frontplaten beveger seg mot og bort fra solenoidkjernen. Fortrinnsvis rager langsgående boringer gjennom frontplaten for ytterligere å lette strømmen av væske når solenoiden aktiveres. oil or drilling fluid. In order for the solenoid to work faster, the front plate of the solenoid is equipped with shallow channels to facilitate the movement of fluid when the front plate moves towards and away from the solenoid core. Preferably, longitudinal bores project through the faceplate to further facilitate the flow of fluid when the solenoid is actuated.
Ved en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er solenoiden anordnet i et hus som er fylt med olje, og solenoidakselen rager frå en solenoid-armatur i huset I og ut gjennom et flytende stempel, som holder trykket i oljen i solenoidhuset lik trykket i borefluidet som omgir huset, slik at solenpiden, ikke ut.se.t.tes for ekstreme trykkforskjeller.<1>Enden av solenoidakselen som rager gjennom det. flytende'stempel fra solenoidh,uset er innrettet til å komme i operativt anlegg mot' et ventilskaft som er operativt tilknyttet en ventilskive.. Ventilskaftet, ventilskiven. og ventilsetet befinner seg fortrinnsvis i et. tilpasset, ventilhus som kan forskyves i lengderetningen, i forhold til, borestrengen., slik at ventilhuset kan senkes ned i. borestrengen til bruksstilling, der ventilskaf tet kan. komme i operativ kontakt med solenoidakselen. Det er anordnet midler for løsbar sperring av ventilhuset i bruks-stiHingen. i borestrengen. Således kan det tilpassede ventilhus,hurtig iøsgjøres, fjernes og erstattes av et lignende ventilhus når driftsforholdene krever det. Dessuten kan et. ventilhus' erstattes av et annet uten. å forstyrre solenoidarragementet. Fig, 1 viser et system for samtidig boring og måling i en brønn.. Fig, 2 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom en utfør-elsesf orm av pulsgeneratoren anbrakt i en borestreng. Fig. 3 våser i perspektiv en frontplate til solenoiden, modifisert i henhold til den foreliggende oppfinelse. Fig, 4 viser skjematisk1 en strømkrets som benyttes for å styre strømmen gjennom en eller flere solenoider for drift av pulsgeneratoren. Fig. 5 viser skjematisk et lengdesnitt, gjennom en del av en foretrukket utførelsesform av pulsgeneratoren montert i en borestreng, slik at ventilen kan skiftes ut uten å In a preferred embodiment of the invention, the solenoid is arranged in a housing that is filled with oil, and the solenoid shaft projects from a solenoid armature in the housing I and out through a floating piston, which keeps the pressure in the oil in the solenoid housing equal to the pressure in the drilling fluid that surrounds the housing , so that the solenpid is not exposed to extreme pressure differences.<1>The end of the solenoid shaft that protrudes through it. floating piston from the solenoid is arranged to come into operative contact against a valve stem which is operatively connected to a valve disc. The valve stem, the valve disc. and the valve seat is preferably located in a adapted, valve housing that can be displaced in the longitudinal direction, in relation to, the drill string., so that the valve housing can be lowered into the drill string to the position of use, where the valve stem can. come into operative contact with the solenoid shaft. Means have been arranged for releasable blocking of the valve housing in the utility path. in the drill string. Thus, the adapted valve body can be quickly disassembled, removed and replaced by a similar valve body when the operating conditions require it. Moreover, a valve housing' is replaced by another without. to disrupt the solenoid array. Fig, 1 shows a system for simultaneous drilling and measurement in a well. Fig, 2 schematically shows a longitudinal section through an embodiment of the pulse generator placed in a drill string. Fig. 3 shows in perspective a front plate of the solenoid, modified according to the present invention. Fig, 4 shows schematically1 a circuit which is used to control the current through one or more solenoids for operation of the pulse generator. Fig. 5 schematically shows a longitudinal section, through part of a preferred embodiment of the pulse generator mounted in a drill string, so that the valve can be replaced without
. forstyrre solenoidanordningen, og. disrupt the solenoid device, and
Fig. 6 viser en forstørrelse av området 6-6 i fig. 5, med •ventilskiven i avstand fra ventilsetet i det første trinn 'under åpning av ventilen. Fig. 6 shows an enlargement of the area 6-6 in fig. 5, with the •valve disk at a distance from the valve seat in the first stage 'during opening of the valve.
I de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, som beskrevet detaljert i det følgende, overføres trykkpulser gjennom et borefluid for å sende informasjon fra i nærheten av borkronen på den nedre ende av en borestreng i en brønn til overflaten av jorden når brønnen bores. In the preferred embodiments of the invention, as described in detail below, pressure pulses are transmitted through a drilling fluid to transmit information from near the drill bit on the lower end of a drill string in a well to the surface of the earth as the well is drilled.
I det minste en tilstand nede i brønnen registreres, ogAt least one state down in the well is recorded, and
et signal, vanligvis analogt, dannes for å representere den registrerte tilstand. Signalet styrer forbistrømning-en av borefluid rundt borkronen, for å bevirke trykkpulser ved overflaten, i en kodet sekvens som representerer tilstanden nede i hullet. a signal, usually analog, is generated to represent the sensed state. The signal controls the flow of drilling fluid around the bit, to cause pressure pulses at the surface, in a coded sequence that represents the condition downhole.
Under henvisning til fig. 1, er en brønn 10 boret i jorden med en borerigg 12 for rotasjonsboring, omfattende det vanlige boretårn 14, et boregulv 16, en vinsj 18, en krok 20, en svivel 22, en kelly 24, et rotasjonsbord 26, og en borestreng 28 dannet av et borerør 30 festet til den nedre ende av kellyleddet 24 og til den øvre ende av en seksjon av vektrør 32, som holder en borkrone 34. Borefluid (vanligvis kalt boreslam innen bransjen) sirkuleres fra et slamreservoar 38, gjennom en slampumpe 38, en demper 40, en slamledning 41 og inn i svivelen 22. Boreslammet strømmer ned gjennom kellyleddet, borestrengen With reference to fig. 1, a well 10 is drilled into the earth with a drilling rig 12 for rotary drilling, comprising the conventional derrick 14, a drill floor 16, a winch 18, a hook 20, a swivel 22, a kelly 24, a rotary table 26, and a drill string 28 formed by a drill pipe 30 attached to the lower end of the kelly joint 24 and to the upper end of a section of weight pipe 32, which holds a drill bit 34. Drilling fluid (commonly called drilling mud in the industry) is circulated from a mud reservoir 38, through a mud pump 38, a damper 40, a mud line 41 and into the swivel 22. The drilling mud flows down through the kelly joint, the drill string
og vektrørene, og gjennom dyser (ikke vist) i undersiden av borkronen. Boreslammet strømmer tilbake oppover gjennom et ringformet rom 42 mellom utsiden av borestrengen og brønnboringen, til overflaten, der det returnerer til slamreservoaret gjennom en returledning 43. Den vanlige vibrasjonssikt for å separere utboret material fra boreslammet før det returnerer til slamreservoaret er ikke vist. and the weight tubes, and through nozzles (not shown) in the underside of the drill bit. The drilling mud flows back up through an annular space 42 between the outside of the drill string and the wellbore, to the surface, where it returns to the mud reservoir through a return line 43. The usual vibratory screen to separate drilled material from the drilling mud before it returns to the mud reservoir is not shown.
En omformer 44 i slamledningen 41 registrerer variasjonerA converter 44 in the sludge line 41 registers variations
i boreslamtrykket ved overflaten. Omformeren danner elektriske signaler i avhengighet av trykkvariasjoner i boreslammet. Disse signaler overføres av en elektrisk ledning 46 til et elektronisk signalbehandlingssystem 48 på in the drilling mud pressure at the surface. The converter forms electrical signals depending on pressure variations in the drilling mud. These signals are transmitted by an electrical line 46 to an electronic signal processing system 48 on
overflaten, slik som det som er beskrevet i US-PS 4.078.620; the surface, such as that described in US-PS 4,078,620;
Under henvisning til fig. 2, omfatter et langstrakt, vertikalt, sylindrisk hus 50 et par utover ragende finner eller ribber 52 på diametralt motsatte sider av huset. Ribbene sentrerer huset inne i vektrøret, og ligger med sine nedre ender på innover ragende skuldre 54 utformet på innsiden av vektrøret. Borefluid strømmer ned gjennom et ringformet rom 55 utformet mellom huset og vektrøret, forbi ribbene, og ut av dyser (ikke vist) i borkronen, With reference to fig. 2, an elongated, vertical, cylindrical housing 50 comprises a pair of outwardly projecting fins or ribs 52 on diametrically opposite sides of the housing. The ribs center the housing inside the collar, and rest with their lower ends on inwardly projecting shoulders 54 formed on the inside of the collar. Drilling fluid flows down through an annular space 55 formed between the housing and the collar, past the ribs, and out of nozzles (not shown) in the bit,
der det utsettes for et trykkfall på 70 - 210 kp/cm<2>ved en vanlig boreoperasjon. where it is exposed to a pressure drop of 70 - 210 kp/cm<2> during a normal drilling operation.
En midtre boring 56 rager i lengderetningen gjennom huset. En utvendig gjenget plugg 58, skrudd inn i et innvendig gjenget parti 59 ved den nedre ende av den midtre boring, lukker bunnen til huset. Pluggen tetter mot en O-ring-pakning 60 i et nedover vendende, ringformet spor 61 i undersiden av en innover ragende, ringformet skulder 62 i den midtre boring 56, like over det gjengede parti 59. A central bore 56 projects longitudinally through the housing. An externally threaded plug 58, screwed into an internally threaded portion 59 at the lower end of the central bore, closes the bottom of the housing. The plug seals against an O-ring seal 60 in a downward-facing, annular groove 61 in the underside of an inwardly projecting, annular shoulder 62 in the central bore 56, just above the threaded portion 59.
En første, eller nedre, solenoid 67 ligger mot den øvre ende av en sylindrisk, nedre solenoid-avstandsholder 68, som passer trangt inn i den nedre ende av et solenoidhus 69, hvilket passer trangt inn i huset. Den nedre ende av solenoid-avstandsholderen og solenoidhuset ligger mot oversiden av en ringformet skulder 6 2 på den nedre ende av huset. En annen, eller øvre, solenoid 70 ligger mot den øvre ende av en sylindrisk, øvre solenoid-avstandsholder 72, som har en innover ragende, ringformet flens 74 som ligger mot oversiden av den nedre solenoid. Et par oppover ragende innrettingstapper 76 på oversiden av den nedre solenoid passer inn i vertikale boringer 78 i den innover ragende flens 74.. Oppover ragende innrettingstapper 110 på oversiden av den øvre solenoid rager inn i innrettingshull 112 i bunnen av et sylindrisk ventilhus 113, som passer trangt inn i huset. Bunnen av ventilhuset 'ligger mot den øvre ende av solenoidhuset og oversiden av A first, or lower, solenoid 67 rests against the upper end of a cylindrical, lower solenoid spacer 68, which snugly fits into the lower end of a solenoid housing 69, which snugly fits into the housing. The lower end of the solenoid spacer and the solenoid housing rest against the upper side of an annular shoulder 6 2 on the lower end of the housing. Another, or upper, solenoid 70 rests against the upper end of a cylindrical, upper solenoid spacer 72, which has an inwardly projecting annular flange 74 which rests against the top of the lower solenoid. A pair of upwardly projecting alignment pins 76 on the top of the lower solenoid fit into vertical bores 78 in the inwardly projecting flange 74. Upwardly projecting alignment pins 110 on the top of the upper solenoid project into alignment holes 112 in the bottom of a cylindrical valve housing 113, which fits snugly into the house. The bottom of the valve housing 'lies against the upper end of the solenoid housing and the upper side of
den øvre:isolenoid.the upper:isolenoid.
De to solenoidene er identiske, og kan være konvensjonelle. Bare den nedre solenoid er vist i snitt. Hver solenoid omfatter en solenoidvikling 116, som tilføres elektrisk strøm for å danne!.et sterkt magnetfelt i en ringformet kjerne 118, som har en forholdsvis liten midtre, vertikal boring 120 som forløper fra oversiden til omtrent midt i kjernen. Boringen er deretter avtrappet utover til øket diameter, ved 122, for å danne en nedover vendende, innvendig skulder 124. En sylindrisk solenoidarmatur eller frontplate 126 omfatter en midtre, sylindrisk kjerne 127, som med tett glidepasning passer inn i det utvidede parti 122 i boringen 120. Radialt ragende kanaler 128 (fig. 3) i oversiden av en utover ragende, ringformet flens 129 på den nedre ende av kjernen til hver frontplate samt boringer 132 som forløper i lengderetningen gjennom hver kjerne muliggjør at frontplaten kan beveges fritt i olje (ikke vist) som omgir de to solenoider. Hver frontplate holder en midtre aksel 133 som rager i lengderetningen og rager over og under frontplaten. Den øvre ende av solenoidakselen på den nedre solenoid ligger mot den nedre ende av solenoidakselen til den øvre solenoid. Solenoidene aktiveres samtidig, slik at solenoid - frontplatene drives oppover sammen når ventilen i henhold til oppfinnelsen skal åpnes. De to tandemkoblede solenoidene yter en stor kraft med en forholdsvis liten diameter som kreves for solenoidene, og muliggjør således at huset kan være forholdsvis lite i diameter, for å minske struphingen av strømmen av borefluid som strømmer forbi. Når solenoidene de-aktiveres ligger den utover ragende, ringformede flens 129 på den nedre ende av kjernen til frontplaten på den nedre solenoid mot en innover ragende grensebryter 136 på det øvre parti av støttehylsen 68 til den nedre solenoid. Grensebryteren og dens virkemåte er beskrevet mere detaljert i det følgende, under henvisning til fig.'4.. The two solenoids are identical, and may be conventional. Only the lower solenoid is shown in section. Each solenoid comprises a solenoid winding 116, which is supplied with electrical current to produce a strong magnetic field in an annular core 118, which has a relatively small central vertical bore 120 extending from the top to approximately the center of the core. The bore is then stepped outwards to the increased diameter, at 122, to form a downwardly facing internal shoulder 124. A cylindrical solenoid armature or faceplate 126 includes a central cylindrical core 127 which closely slides into the enlarged portion 122 of the bore. 120. Radially projecting channels 128 (Fig. 3) in the upper side of an outwardly projecting annular flange 129 on the lower end of the core of each front plate as well as bores 132 extending longitudinally through each core enable the front plate to be moved freely in oil (not shown) surrounding the two solenoids. Each face plate supports a central shaft 133 which projects longitudinally and projects above and below the face plate. The upper end of the solenoid shaft of the lower solenoid is against the lower end of the solenoid shaft of the upper solenoid. The solenoids are activated simultaneously, so that the solenoid front plates are driven upwards together when the valve according to the invention is to be opened. The two tandem-connected solenoids produce a large force with a relatively small diameter required for the solenoids, and thus enable the housing to be relatively small in diameter, to reduce the throttling of the flow of drilling fluid that flows past. When the solenoids are de-activated, the outwardly projecting annular flange 129 on the lower end of the core of the faceplate of the lower solenoid rests against an inwardly projecting limit switch 136 on the upper portion of the support sleeve 68 of the lower solenoid. The limit switch and its operation are described in more detail below, with reference to fig.'4..
I IN
Den øvre ende av akselen til den øvre solenoid kan forskyves gjennom en 0-ringtetning 138 i en midtre boring 144 i et flytende stempel 146, som har en utover ragende, ringformet flens 148 med en ringformet 0-ringtetning 150 som tettende kan forskyves mot innsiden av et innsnevret boringsparti 152 i en midtre boring 153 gjennom huset til ventilanordningen. En innover ragende C-ring 154 i et innvendig, ringformet spor 156 like over det flytende stempel begrenser bevegelsen oppover til stempelet, som danner den øvre ende av et solenoidkammer 157 som er fylt med olje (ikke vist). The upper end of the shaft of the upper solenoid is displaceable through an O-ring seal 138 in a central bore 144 in a floating piston 146, which has an outwardly projecting annular flange 148 with an inwardly displaceable annular O-ring seal 150 of a narrowed bore portion 152 in a central bore 153 through the housing of the valve device. An inwardly projecting C-ring 154 in an internal annular groove 156 just above the floating piston limits the upward movement of the piston, which forms the upper end of a solenoid chamber 157 which is filled with oil (not shown).
Den nedre ende av en vertikal ventilstamme 160 ligger mot den øvre ende av akselen til den øvre solenoid. Ventilstammen rager opp gjennom en boring 162 i en tverrgående skillevegg 164 som rager på tvers av den midtre boring i huset til ventilanordningen. En åpning 165 gjennom skilleveggen utligner fluidtrykket på de to sider av skilleveggen. Det mellomliggende parti av ventilstammen har en for-tykning som utgjør en ringformet ventilskive 166, som normalt ligger mot et ringformet ventilsete 167, utformet i ett med innerveggen til huset for ventilanordningen. Ventilsetet omfatter en oppover og utover avskrådd, konisk vegg som danner en vinkel på mellom omtrent 20° og omtrent 30° med senterlinjen til ventilstammen. The lower end of a vertical valve stem 160 abuts the upper end of the shaft of the upper solenoid. The valve stem projects up through a bore 162 in a transverse partition wall 164 which projects across the central bore in the housing of the valve device. An opening 165 through the partition balances the fluid pressure on the two sides of the partition. The intermediate part of the valve stem has a thickening which forms an annular valve disc 166, which normally lies against an annular valve seat 167, formed in one with the inner wall of the housing for the valve device. The valve seat comprises an upwardly and outwardly beveled, conical wall forming an angle of between about 20° and about 30° with the centerline of the valve stem.
Ventilskiven omfatter en nedover og utover avskrådd, øvre, konisk plate 168, med en nedre kant som ligger mot ventilsetet. Ventilskiven rager innover og horisontalt en liten lengde fra kontaktlinjen mellom ventilskiven og ventilsetet, og rager deretter nedover og innover langs en annen konisk flate 169. Dette medfører en skarp åpning som åpnes hurtig når ventilskiven heves litt fra ventilsetet, og letter derved bevegelsen av borefluidet rundt kanten av ventilskiven etter at denne så vidt er beveget opp fra setet. Denne virkning minsker den nødvendige kraft for å åpne ventilen . The valve disc comprises a downwardly and outwardly chamfered, upper, conical plate 168, with a lower edge that lies against the valve seat. The valve disc projects inwards and horizontally a small length from the contact line between the valve disc and the valve seat, and then projects downwards and inwards along another conical surface 169. This results in a sharp opening which opens quickly when the valve disc is slightly raised from the valve seat, thereby facilitating the movement of the drilling fluid around the edge of the valve disc after it has barely moved up from the seat. This effect reduces the force required to open the valve.
i in
Et stempel 170 på den øvre ende av ventilstammen dannerA piston 170 on the upper end of the valve stem forms
en tett glidepassning inne i et nedover åpent sylindrisk ventilføringskammer 172 på undersiden av en sylindrisk, øvre styring 174 for ventilstammen. Det øvre parti av ventilstyringskammeret 172 er avtrappet i et parti 176 a tight sliding fit within a downwardly open cylindrical valve guide chamber 172 on the underside of a cylindrical valve stem upper guide 174. The upper part of the valve control chamber 172 is stepped in a part 176
med minsket diameter, for innføring av den øvre ende av en kompresjonsfjær 178, hvis nedre ende ligger mot oversiden av stempelet på ventilstammen. with a reduced diameter, for the introduction of the upper end of a compression spring 178, the lower end of which lies against the upper side of the piston on the valve stem.
En hovedsperrering 180 som er skrudd ned i den øvre endeA main locking ring 180 which is screwed down at the upper end
av den midtre boring i huset for ventilanordningen holder en utover ragende flens 181 på den øvre ventilstyring komprimert mot den øvre ende av huset til ventilanordningen. En ringformet O-ringtetning 184 rundt utsiden av den øvre ventilstyring danner fluidtett tetning mot det indre av huset til ventilanordningen. En ringformet O-ringtetning 185 på den øvre ende av huset til ventilanordningen danner fluidtett tetning mot det indre av huset 50. of the middle bore in the housing for the valve assembly holds an outwardly projecting flange 181 on the upper valve guide compressed against the upper end of the housing for the valve assembly. An annular O-ring seal 184 around the outside of the upper valve guide forms a fluid-tight seal against the interior of the housing of the valve device. An annular O-ring seal 185 on the upper end of the housing of the valve device forms a fluid-tight seal against the interior of the housing 50.
En ringformet O-ringtetning 186 på stempelet på ventilstammen danner fluidtett glidetetning innenfor veggen til ventilstyringskammeret. En trykkutlignende boring eller kanal 188 rager i lengderetningen gjennom stempelet og det øvre parti av ventilstammen, ned til et punkt like under ventilskiven 166. Den nedre ende av boringen 188 An annular O-ring seal 186 on the piston of the valve stem forms a fluid-tight sliding seal within the wall of the valve control chamber. A pressure compensating bore or channel 188 extends longitudinally through the piston and the upper portion of the valve stem, down to a point just below the valve disc 166. The lower end of the bore 188
er avgrenet i to sideboringer eller kanaler 190, som begge munner ut i den midtre boring, i huset for ventilanordningen, like- under ventilsetet, slik at trykk mot lavtrykkssiden av ventilskiven når ventilen er lukket over-føres til oversiden av stempelet på ventilstammen. Det effektive areal til stempelet på ventilstammen som påvirkes av trykket i borefluidet i ventilen er litt mindre enn arealet til ventilskiven, slikhat det oppstår en trykkfor-skjell over skiven som danner en forholdsvis liten, men stabil kraft som søker å holde skiven ned mot ventilsetet. Denne kraft er lik trykkforskjellen multiplisert med forskjellen i effektivt tverrsnittsareal mellom stempelet og iventilskiven. Ved bruk av den innvendige boring i ventil- is branched into two side bores or channels 190, both of which open into the central bore, in the housing for the valve device, just below the valve seat, so that pressure against the low pressure side of the valve disc when the valve is closed is transferred to the upper side of the piston on the valve stem. The effective area of the piston on the valve stem which is affected by the pressure in the drilling fluid in the valve is slightly smaller than the area of the valve disc, so a pressure difference occurs across the disc which forms a relatively small but stable force which seeks to hold the disc down against the valve seat. This force is equal to the pressure difference multiplied by the difference in effective cross-sectional area between the piston and the valve disc. When using the internal bore in the valve
stammen, i<istedet for kanaler gjennom huset eller huset for ventilanordningen, er diameteren til huset bestemt av diameterne til solenoidene, som kan være forholdsvis små på grunn av de to solenoider som arbeider sammen. stem, instead of channels through the housing or housing for the valve assembly, the diameter of the housing is determined by the diameters of the solenoids, which can be relatively small due to the two solenoids working together.
En sideveis boring 192 gjennom veggen til huset for ventilanordningen er innrettet etter en boring 194 gjennom veggen til huset, for å danne et ventilinnløp 196 for borefluid fra det ringformede rom 55 mellom det ytre av huset og det indre av vektrøret. En sil 198 over ventilinnløpet hindrer innslipp av store faste partikler i ventilen. Flere oppover og innover skrådde boringer 200 i silen minsker innslippet av faste partikler i ventilen. A lateral bore 192 through the wall of the valve assembly is arranged after a bore 194 through the wall of the housing, to form a valve inlet 196 for drilling fluid from the annular space 55 between the exterior of the housing and the interior of the casing. A strainer 198 above the valve inlet prevents the entry of large solid particles into the valve. Several upwardly and inwardly inclined bores 200 in the strainer reduce the ingress of solid particles into the valve.
En indre utløpsdyse 202 passer inn i kolinéære boringerAn inner outlet nozzle 202 fits into collinear bores
204 og 206, henholdsvis i veggen til huset og i veggen til huset for ventilanordningen. Den indre ende av den indre dyse ligger mot en ringformet skulder 209 som er dannet der boringen 206 er minsket i diameter. Fortrinnsvis har den indre dyse minsket diameter i retning utover. En ytre ut-løpsdyse 208 passer inn i en boring 210 i veggen til vekt-røret som er kolineær med en boring 211 gjennom ribben på venstre side av huset 50 (slik det er vist i fig. 2). Bor-: ingene 210 og 211 er kolinéære med og litt større enn boringene 204 og 206, slik at deri indre ende av den ytre dyse ligger mot en skulder 212 ved overgangen mellom boringene 204 og 211 . 204 and 206, respectively in the wall of the housing and in the wall of the housing for the valve device. The inner end of the inner nozzle lies against an annular shoulder 209 which is formed where the bore 206 is reduced in diameter. Preferably, the inner nozzle has a reduced diameter in the outward direction. An outer outlet nozzle 208 fits into a bore 210 in the wall of the weight tube which is collinear with a bore 211 through the rib on the left side of the housing 50 (as shown in Fig. 2). The bores 210 and 211 are collinear with and slightly larger than the bores 204 and 206, so that the inner end of the outer nozzle lies against a shoulder 212 at the transition between the bores 204 and 211.
Fortrinnsvis øker den ytre utløpsdysen i diameter i retning utover. En sperrering 213 i et ringformet spor 214 ved den ytre ende av boringen 210 holder utløpsdysene på plass. Ut-løpsdysene 202 og 208 danner et ventilutløp 216 for fluid når ventilen er åpen. En tilbakeslagsventil 217 i dysen 202 hindrer strøm av fluid fra det ringformede rom i brønnr boringen og inn i ventilen, slik som når borefluidet utsettes for reversert sirkulasjon. Preferably, the outer outlet nozzle increases in diameter in the outward direction. A retaining ring 213 in an annular groove 214 at the outer end of the bore 210 holds the outlet nozzles in place. The outlet nozzles 202 and 208 form a valve outlet 216 for fluid when the valve is open. A check valve 217 in the nozzle 202 prevents the flow of fluid from the annular space in the wellbore into the valve, such as when the drilling fluid is subjected to reverse circulation.
En utover ragende fluidsperre 220 i form av en ringformetAn outwardly projecting fluid barrier 220 in the form of an annular
I IN
ring med en innover og oppover skrånende flate 222, er festet til ventilstammen ved hjelp av en settskrue 224 i omtrent det samme nivå som det øvre parti av ventilutløpet. Alternativt kan fluidsperren være utformet i ett med ventilr stammen. ring with an inwardly and upwardly sloping surface 222, is fixed to the valve stem by means of a set screw 224 at about the same level as the upper part of the valve outlet. Alternatively, the fluid barrier can be designed in one with the valve stem.
En ringformet O-ringtetning 230 i boringen 204 danner fluidtett tetning rundt den indre utløpsdysen, og en ringformet O-ringtetning 232 i boringen 210 danner fluidtett tetning rundt den ytre utløpsdysen. An annular O-ring seal 230 in the bore 204 forms a fluid-tight seal around the inner outlet nozzle, and an annular O-ring seal 232 in the bore 210 forms a fluid-tight seal around the outer outlet nozzle.
En o-ring 233 i et ringformet spor 234 i ytterflaten av ventilhuset danner fluidtett tetning mot innerflaten av veggen 66 til huset 50 over den øvre ende til solenoidhuset. En O-ring 235 i et ringformet spor 236 i ytterflaten av huset til ventilanordningen danner fluidtett tetning mot innerflaten av huset 50 mellom venilinnløpet og -utløpet. An o-ring 233 in an annular groove 234 in the outer surface of the valve housing forms a fluid-tight seal against the inner surface of the wall 66 of the housing 50 above the upper end of the solenoid housing. An O-ring 235 in an annular groove 236 in the outer surface of the housing of the valve device forms a fluid-tight seal against the inner surface of the housing 50 between the valve inlet and outlet.
En øvre ende av huset 50 er tettet av et lokk 240 som er skrudd inn i huset. En ringformet O-ring 242 på undersiden av lokket tetter mot den øvre ende av huset 50 for å danne en fluidtett tetning. An upper end of the housing 50 is sealed by a lid 240 which is screwed into the housing. An annular O-ring 242 on the underside of the cap seals against the upper end of the housing 50 to form a fluid tight seal.
Oppover åpne utsparinger 246 i oversiden av hovedsperre-ringen for huset til ventilanordningen muliggjør at hoved-sperreringen kan skrus tett på plass eller fjernes, etter behov. Lignende utsparinger 248 i oversiden av lokket 240 gjør det mulig at dette kan monteres eller fjernes, etter behov. Upward open recesses 246 in the upper side of the main locking ring for the housing of the valve device enable the main locking ring to be screwed tightly in place or removed, as required. Similar recesses 248 in the upper side of the lid 240 make it possible for this to be mounted or removed, as required.
Med huset 50 montert i vektrøret slik som vist i fig. 2 strømmer således borefluid slik som antydet med piler ned i det ringformede rom mellom huset og vektrørene, inn i ventilinnløpet, og, når ventilen er åpen, ut av ventilut-løpet, og strømmer derved utenom noe av fluidstrømmen rundt borkronen på den nedre ende av borestrengen. Borefluidet som ikke passerer gjennom ventilen fortsetter å strømme nedover forbi huset 50 og ut gjennom borkronen. With the housing 50 mounted in the neck tube as shown in fig. 2, drilling fluid thus flows as indicated by arrows down into the annular space between the housing and the weight tubes, into the valve inlet, and, when the valve is open, out of the valve outlet, thereby bypassing some of the fluid flow around the drill bit on the lower end of the drill string. The drilling fluid that does not pass through the valve continues to flow down past the housing 50 and out through the drill bit.
i in
Selvom fig. 2 viser ventilinnløpet og ventilutløpet iAlthough fig. 2 shows the valve inlet and valve outlet i
det samme vertikalplan, kan det anordnes mere enn et inn-løp eller utløp, og disse behøver ikke å være i det samme vertikalplan. F.eks. kan huset for ventilanordningen om-fatte to innløp (ikke vist) på motsatte sider av huset for ventilanordningen, idet et enkelt ventilutløp befinner seg midt mellom de to innløpene. the same vertical plane, more than one inlet or outlet can be arranged, and these do not have to be in the same vertical plane. E.g. the housing for the valve arrangement can include two inlets (not shown) on opposite sides of the housing for the valve arrangement, a single valve outlet being located in the middle between the two inlets.
En strømkilde (ikke vist i fig. 2) slik som et batteriA power source (not shown in Fig. 2) such as a battery
eller en generator (ikke vist) drevet av en turbin (ikke vist) som borefluidet strømmer gjennom kan være montert i huset 50. or a generator (not shown) driven by a turbine (not shown) through which the drilling fluid flows may be mounted in the housing 50.
Ventilen åpner og lukker i avhengighet av elektriske signaler som dannes i kretsen vist i fig. 4. Kretsen kan være i et forseglet kammer (ikke vist) inne i huset 50. For oversiktens skyld er de elektriske ledninger mellom strøm-kilden, de elektroniske kretser og solenoidene ikke vist The valve opens and closes depending on electrical signals generated in the circuit shown in fig. 4. The circuit may be in a sealed chamber (not shown) inside the housing 50. For the sake of clarity, the electrical wiring between the power source, the electronic circuits and the solenoids is not shown
i fig. 2 .in fig. 2.
Under henvisning til fig. 4 tilfører en strømkilde 300With reference to fig. 4 supplies a power source 300
strøm gjennom en første ledning 301 til solenoidvikling-current through a first wire 301 to solenoid winding
ene 116 som er seriekoblet, og parallelt med disse er koblet en diode-likeretter 302. Solenoidviklingene 116 one 116 which is connected in series, and a diode rectifier 302 is connected in parallel with these. The solenoid windings 116
er jordet ved 304 gjennom en regulerbar motstand 306 og en første transistor .310, hvis basis er koblet til utgangen til en pulsgenerator 314 ved hjelp av en ledning 312. Inngangen til en enkeltpuls-vibrator 316 er koblet til utgangen til pulsgeneratoren, og utgangen til enkeltpuls-vibratoren er koblet til basisen til en annen transistor is grounded at 304 through an adjustable resistor 306 and a first transistor 310, the base of which is connected to the output of a pulse generator 314 by means of a wire 312. The input of a single pulse vibrator 316 is connected to the output of the pulse generator, and the output of the single pulse vibrator is connected to the base of another transistor
318, hvis kolektor er koblet til den ende av solenoidviklingene som er fjernest fra strømkilden. Emitteren til den annen transistor er jordet for å gi en strømbane med lav motstand for strømmen gjennom solenoidviklingene. R-C-komponentene (ikke vist) i enkelt-puls-vibratoren er 318, whose collector is connected to the end of the solenoid windings furthest from the current source. The emitter of the second transistor is grounded to provide a low resistance current path for the current through the solenoid windings. The R-C components (not shown) of the single-pulse vibrator are
via en ledning 319 koblet til en kontakt i bryteren 136,via a wire 319 connected to a contact in the switch 136,
som er åpen når ventilen er lukket. En kompresjonsfjaer 320 lukker bryteren når ventilen åpner, og jorder derved which is open when the valve is closed. A compression spring 320 closes the switch when the valve opens, thereby grounding
I IN
R-C-komponentene for å avbryte pulsen fra enkeltpuls-vibratoren. The R-C components to interrupt the pulse from the single pulse vibrator.
En føler 322 (vanligvis montert i vektrøret nær borkronen) detekterer en tilstand i hullet, slik som den elektriske motstand i grunnen, slamtemperaturen, slamtrykket, vekten på borkronen, naturlig radioaktivitet i grunnen, skrå-retningen til borehullet eller lignende. Pulsgeneratoren avgir en kodet sekvens av trykkpulser i avhengighet av signaler motatt fra føleren. A sensor 322 (usually mounted in the collar near the drill bit) detects a condition in the hole, such as the electrical resistance in the ground, the mud temperature, the mud pressure, the weight of the drill bit, natural radioactivity in the ground, the inclined direction of the drill hole, or the like. The pulse generator emits a coded sequence of pressure pulses depending on signals received from the sensor.
Når ventilen skal åpnes og lukkes for å bevirke en undertrykkspuls i borefluidet, gir pulsgeneratoren en lang puls, f.eks. på 500 millisekunder, til inngangen til enkeltpuls-vibratoren ,og til basisen til den første transistor. Enkeltpuls-vibratoren gir en kort puls til basisen til den annen transistor, og bevirker at denne leder likestrøm fra strømkilden, gjennom solenoidviklingene og til jord. When the valve is to be opened and closed to cause a negative pressure pulse in the drilling fluid, the pulse generator gives a long pulse, e.g. of 500 milliseconds, to the input of the single pulse vibrator, and to the base of the first transistor. The single-pulse vibrator gives a short pulse to the base of the second transistor, causing it to conduct direct current from the power source, through the solenoid windings, and to ground.
Pulsen fra enkeltpuls-vibratoren varer inntil ventilen åpner. På denne tid beveges flensen på den nedre solenoid bort The pulse from the single pulse vibrator lasts until the valve opens. At this time, the flange of the lower solenoid is moved away
fra bryteren 136 som lukker og slår av enkeltpuls-vibratoren, hvilket bevirker at den annen transistor opphører, å lede. Bryteren kan være av hvilken som helst passende type, slik som en grensebryter, nærhetsdetektor, magnetisk bryter eller lignende. Alternativt kan bryteren utelates, og vibratoren kan være justert for å gi en puls med en bestemt varighet, f.eks. 40 millisekunder, som vanligvis er tilstrekkelig tid til at ventilen åpner. Varigheten av den korte puls er betydelig mindre enn for den lange puls. F.eks. er varigheten til den korte puls mellom omtrent 1 % og omtrent 50% av varigheten til den lange puls. from switch 136 which closes and turns off the single pulse vibrator, causing the second transistor to cease conducting. The switch may be of any suitable type, such as a limit switch, proximity detector, magnetic switch or the like. Alternatively, the switch can be omitted and the vibrator can be adjusted to give a pulse of a specific duration, e.g. 40 milliseconds, which is usually sufficient time for the valve to open. The duration of the short pulse is considerably less than that of the long pulse. E.g. is the duration of the short pulse between about 1% and about 50% of the duration of the long pulse.
Motstanden i kretsen gjennom den annen transistor er lav slik at en forholdsvis sterk strøm på 4-5 A går gjennom fluidviklingene, og danner en tilstrekkelig stor kraft på solenoidarmaturene til at solenoidakslene drives oppover for å heve ventilskiven fra sitt sete, slik at borefluid The resistance in the circuit through the second transistor is low so that a relatively strong current of 4-5 A passes through the fluid windings, creating a sufficiently large force on the solenoid armatures that the solenoid shafts are driven upwards to raise the valve disk from its seat, so that drilling fluid
i in
derved tillates å strømme fra det ringformede rom mellom huset 50 og vektrøret, gjennom ventilen og inn i det ringformede rom mellom vektrøret og brønnboringen. thereby allowing flow from the annular space between the housing 50 and the casing, through the valve and into the annular space between the casing and the wellbore.
Dioden som er koblet parallelt med solenoidviklingene mulig-gjør at en svak strøm kan gå gjennom disse når den sterke strøm faller til den lave verdi. Dette medfører ekstra kraft uten at det tas energi fra strømkilden, og bidrar til å holde ventilen åpen dersom denne har en tendens til å gå til lukket stilling. The diode which is connected in parallel with the solenoid windings enables a weak current to pass through them when the strong current drops to the low value. This results in extra power without taking energy from the power source, and helps to keep the valve open if it tends to go to the closed position.
Etter at den annen transistor opphører å lede, fortsetter strøm å gå gjennom motstanden 306 og den første transistor 310 inntil den lange puls fra pulsgeneratoren opphører. After the second transistor ceases to conduct, current continues to flow through the resistor 306 and the first transistor 310 until the long pulse from the pulse generator ceases.
Den varierbare motstand innstilles slik at strømmen gjennom solenoidviklingene etter at pulsen fra enkeltpuls-vibfatoren har opphørt er akkurat tilstrekkelig til å holde ventilen åpen mot det trykk som utøves av borefluidet som strømmer gjennom ventilen mot fluidsperren. Når solenoiden er de-aktivert, vil kraften som borefluidet utøver på fluidsperren drive ventilskaftet nedover slik at ventilskiven kommer til anlegg mot ventilsetet, og derved hindrer fort-satt forbistrømning av borefluid rundt borkronen, og full-fører en undertrykkspuls, som kan detekteres på overflaten. The variable resistor is set so that the current through the solenoid windings after the pulse from the single pulse vibrator has ceased is just sufficient to keep the valve open against the pressure exerted by the drilling fluid flowing through the valve towards the fluid barrier. When the solenoid is de-activated, the force exerted by the drilling fluid on the fluid barrier will drive the valve stem downwards so that the valve disc comes into contact with the valve seat, thereby preventing further flow of drilling fluid around the drill bit, and completes a negative pressure pulse, which can be detected on the surface .
Fordi arealet til stempelet på ventilstammen er litt mindre enn arealet av ventilskiven, virker en forholdsvis liten, Because the area of the piston on the valve stem is slightly smaller than the area of the valve disc, a relatively small,
men stabil kraft på oversiden av ventilskiven når ventilen er lukket. Vanligvis er trykkfallet over borkronen mellom omtrent 70 og 310 kp/cm 2, men med den trykkutlignende boring i ventilstammen er kraften på ventilskiven i lukket stilling bare 1,3 til 2,3 kp, slik at ventilen kan åpnes med en forholdsvis liten kraft. Den holdes åpen med en enda mindre kraft. F.eks. er strømmen gjennom solenoidviklingene etter at en annen transistor opphører å lede vesentlig mindre enn, og vanligvis bare omtrent 10% av, det som kreves for å holde ventilen åpen. Vanligvis er holdestrømmen mellom omtrent 1 % og omtrent 50% av åpningsstrømmen. but stable force on the upper side of the valve disc when the valve is closed. Usually the pressure drop across the drill bit is between approximately 70 and 310 kp/cm 2 , but with the pressure equalizing bore in the valve stem, the force on the valve disc in the closed position is only 1.3 to 2.3 kp, so that the valve can be opened with a relatively small force. It is held open with even less force. E.g. the current through the solenoid windings after another transistor ceases to conduct is substantially less than, and usually only about 10% of, that required to keep the valve open. Typically, the holding current is between about 1% and about 50% of the opening current.
i in
Mengden av strøm som kreves for å holde ventilen i åpen stilling avhenger av formen, størrelsen og beliggenheten til fluidsperren. I en ventil der diameteren til ventilsetet er omtrent 19 millimeter og den største diameter . til sperren er omtrent 15 millimeter oppnås den minste holdestrøm når sperren er mellom omtrent 6 millimeter og omtrent 19 millimeter under den linjen der ventilenskiven er i kontakt med ventilsetet. The amount of current required to hold the valve in the open position depends on the shape, size and location of the fluid barrier. In a valve where the diameter of the valve seat is approximately 19 millimeters and the largest diameter . until the detent is approximately 15 millimeters, the minimum holding flow is achieved when the detent is between approximately 6 millimeters and approximately 19 millimeters below the line where the valve disc is in contact with the valve seat.
De to solenoidene som virker i tandem og samtidig i samme retning gir en stor løftekraft, og de er allikevel mindre i diameter enn en enkelt solenoid som ville gi den samme kraft med den samme strøm. Følgelig kan huset være laget forholdsvis lite, for å minske trykkfallet i borefluidet når dette .strømmer nedover i borestrengen. The two solenoids acting in tandem and simultaneously in the same direction provide a large lifting force, and they are still smaller in diameter than a single solenoid which would provide the same force with the same current. Consequently, the housing can be made relatively small, in order to reduce the pressure drop in the drilling fluid when it flows down the drill string.
En annen fordel ved de to solenoidene som samvirker erAnother advantage of the two solenoids working together is
at solenoidakslene og ventilstammen er sammenkoblet ende mot ende, uten at det kreves noen kompliserte forbindelser som kan briste, kile seg fast eller muliggjøre feil inn-retning under bruk. that the solenoid shafts and the valve stem are connected end to end, without the need for any complicated connections that could break, jam or enable incorrect alignment during use.
Dessuten kan den mohostabile ventil ikke bevege seg til permanent åpen stilling, slik det kan inntreffe med en bistabil ventil. Derfor kan den tilpassede kraft som holder ventilen lukket være mindre, hvilket medfører mindre åpningskraft. Dette muliggjør naturligvis bruken av mindre solenoider og krever mindre strøm under bruk. Also, the mohostable valve cannot move to a permanently open position, as can happen with a bistable valve. Therefore, the adapted force holding the valve closed may be less, resulting in less opening force. This naturally enables the use of smaller solenoids and requires less current during use.
Fjæren 178 som trykker ventilskiven til lukket stillingThe spring 178 which presses the valve disc to the closed position
er ikke vesentlig for virkemåten til ventilen, selv om den er nyttig i situasjoner når ventilen har en tendens til å holde seg åpen når strømningen er liten. F.eks., dersom betong anbringes i brønnen ved å forskyves nedover under sakte drift av borepumpen, forbedres nøyaktigheten av plasseringen dersom ventilen er lukket slik at ikke noe borefluid kan strømme utenom borkronen. I en slik situa-sjon vil fjæren sikre at ventilen er lukket, is not essential to the operation of the valve, although it is useful in situations where the valve tends to stay open when flow is low. For example, if concrete is placed in the well by shifting downwards during slow operation of the drill pump, the accuracy of the placement is improved if the valve is closed so that no drilling fluid can flow outside the drill bit. In such a situation, the spring will ensure that the valve is closed,
i in
Når den anvendes, velges fjæren slik at den hovedsakeligWhen used, the spring is selected so that it mainly
ikke påvirker den nødvendige kraft for å åpne ventilen. Fjæren er ikke ment å skulle supplere kraften som frem-bringes av fluidsperren på ventilskaftet. Den anvendes bare for å gi stabil minste lukkekraft under forhold med liten eller ingen strømning av borefluidet. does not affect the force required to open the valve. The spring is not intended to supplement the force produced by the fluid barrier on the valve stem. It is only used to provide a stable minimum closing force under conditions with little or no flow of the drilling fluid.
Fluidsperren kan utelates dersom ventilskiven er utformetThe fluid barrier can be omitted if the valve disk is designed
og plassert slik at strømmen av borefluid gjennom den åpne ventil gir den ønskede lukkekraft etter at solenoidene er de-aktivert. and positioned so that the flow of drilling fluid through the open valve provides the desired closing force after the solenoids are de-activated.
Åpningen 165 muliggjør at trykket i borefluidet kan virke mot toppen av det flytende stempel 146, slik at oljen i solenoidkammeret blir stående under fullt trykk, for å minske enhver tendens til at borefluidet lekker inn i solenoidkammeret. The opening 165 enables the pressure in the drilling fluid to act against the top of the floating piston 146, so that the oil in the solenoid chamber remains under full pressure, to reduce any tendency for the drilling fluid to leak into the solenoid chamber.
De radiale kanaler 130 og boringene 132 i frontplaten til solenoidene forenkler strømning av oljen og fri bevegelse av frontplatene til solenoidene når solenoidene aktiveres og de-aktiveres. The radial channels 130 and bores 132 in the face plate of the solenoids facilitate flow of the oil and free movement of the face plates of the solenoids when the solenoids are activated and de-activated.
De flater på ventilen som utsettes for den slipende virkning av det strømmende borefluid er fortrinnsvis laget av et slitesterkt material, slik som wolfram-karbid eller titankarbid for å sikre lang brukstid. The surfaces of the valve which are exposed to the abrasive action of the flowing drilling fluid are preferably made of a wear-resistant material, such as tungsten carbide or titanium carbide to ensure a long service life.
Under henvisning til fig. 5, som viser den nå foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen, omfatter et langstrakt, vertikalt, sylindrisk hus 4 50 et par langstrakte, utover ragende finner eller ribber 452 på diametralt motsatte sider av huset. Ribbene sentrerer huset inne i vektrøret 32, og ligger med sine nedre ender på en innover ragende skulder (ikke vist) utformet inne i vektrøret, slik som vist og beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 7. Borefluid strømmer ned i det ringformede rom 55 mellom With reference to fig. 5, which shows the now preferred embodiment of the invention, an elongated, vertical, cylindrical housing 4 50 comprises a pair of elongated, outwardly projecting fins or ribs 452 on diametrically opposite sides of the housing. The ribs center the housing inside the neck tube 32, and rest with their lower ends on an inwardly projecting shoulder (not shown) formed inside the neck tube, as shown and described above with reference to fig. 7. Drilling fluid flows down into the annular space 55 between
huset og vektrøret, forbi ribbene og ut gjennom dysene i borkronen (ikke vist), der det utsettes for et trykkfall the housing and collar, past the ribs and out through the nozzles in the drill bit (not shown), where it is exposed to a pressure drop
på 70 - 210 kp/cm 2ved en vanlig boreoperasjon.of 70 - 210 kp/cm 2 during a normal drilling operation.
En midtre boring 456 rager i lengderetningen gjennomA central bore 456 projects longitudinally through
huset, og den nedre ende (ikke vist) av denne er lukket, slik som beskrevet ovenfor i forbindelse med huset vist i fig. 2. the housing, and the lower end (not shown) of this is closed, as described above in connection with the housing shown in fig. 2.
Den nedre ende av et solenoidhus 4 57 ligger mot den øvre ende av et hus 4 58 for en styrekrets i den midtre boring i huset. Huset 458 for styrekretsen ligger mot bunnlokket til huset 450, og blir ikke beskrevet i detalj, fordi det ikke utgjør noen del av den foreliggende oppfinnelse. The lower end of a solenoid housing 4 57 lies against the upper end of a housing 4 58 for a control circuit in the central bore in the housing. The housing 458 for the control circuit lies against the bottom cover of the housing 450, and will not be described in detail, because it does not form any part of the present invention.
En plugg 4 59 lukker den nedre ende av solenoidhuset, og holdes på plass av en utvendig gjenget sperre 460 som er skrudd inn i den nedre ende av solenoidhuset. En O-ring 461, i et utover åpent, ytre spor 462 rundt omkretsen av pluggen 4 59, danner fluidtett tetning mellom pluggen og innsiden av den nedre ende til solenoidhuset. Standard gjennomføringer 463 for kretsene er anbrakt tettende gjennom pluggen 459 for å styre driften av solenoidene, slik som beskrevet detaljert ovenfor under henvisning til fig. 2 og 4. A plug 4 59 closes the lower end of the solenoid housing, and is held in place by an externally threaded latch 460 which is screwed into the lower end of the solenoid housing. An O-ring 461, in an outwardly open, outer groove 462 around the circumference of the plug 459, forms a fluid tight seal between the plug and the inside of the lower end of the solenoid housing. Standard bushings 463 for the circuits are fitted sealingly through the plug 459 to control the operation of the solenoids, as described in detail above with reference to FIG. 2 and 4.
Et første sylindrisk avstandselement 464 ligger mot den øvre ende av pluggen 459. En første, eller nedre, solenoid 467 i solenoidhuset ligger mot den øvre ende av det første avstandselement 464. En annen, eller øvre, solenoid 4 70 ligger mot den øvre ende av et annet sylindrisk avstandselement 472, og den nedre ende av dette ligger mot oversiden av den nedre solenoid. A first cylindrical spacer 464 lies against the upper end of the plug 459. A first, or lower, solenoid 467 in the solenoid housing lies against the upper end of the first spacer 464. Another, or upper, solenoid 470 lies against the upper end of another cylindrical spacer element 472, the lower end of which lies against the upper side of the lower solenoid.
Bunnen av et sylindrisk ventilhus 474 ligger mot den øvre ende av solenoidhuset. The bottom of a cylindrical valve housing 474 is against the upper end of the solenoid housing.
Som i utførelsesformen vist i fig. 2 kan de to solenoidene være identiske, og de kan være kovensjonelle. Hver solenoid omfatter en ringformet solenoidvikling (ikke vist), gjennom hvilken elektrisk strøm ledes for å danne et As in the embodiment shown in fig. 2, the two solenoids may be identical, and they may be conventional. Each solenoid comprises an annular solenoid winding (not shown) through which electric current is passed to form a
magnetfelt i en ringformet kjerne (ikke vist i detalj).magnetic field in an annular core (not shown in detail).
En sylindrisk solenoid-armatur eller frontplate 526 omfatter en midtre, sylindrisk kjerne 527, som danner glidepasning inne i den ringformede kjerne til solenoiden. Hver armatur eller frontplate holder en solenoidaksel 533 A cylindrical solenoid armature or face plate 526 comprises a central cylindrical core 527 which forms a sliding fit within the annular core of the solenoid. Each fixture or faceplate holds a solenoid shaft 533
som rager i lengderetningen, og som rager over og under solenoiden. Den øvre ende av solenoidakselen til den nedre solenoid ligger mot den nedre ende av solenoidakselen til den øvre solenoid. Solenoidene aktiveres samtidig, slik at frontplatene på solenoidene drives oppover sammen når ventilen i henhold til oppfinnelsen skal åpnes. De to solenoidene som er koblet i tandem gir en stor kraft med forholdsvis liten diameter for solenoidene, og muliggjør således at huset 450 kan ha forholdsvis liten diameter, for å minske innsnevringen i strømmen av borefluid forbi huset. Når solenoidene er de-aktivert, kommer det utover ragende parti av frontplaten på den nedre solenoid i kontakt med en grensebryter (ikke vist), som virker slik som beskrevet detaljert ovenfor i forbindelse med fig. 4. which project longitudinally, and which project above and below the solenoid. The upper end of the solenoid shaft of the lower solenoid abuts the lower end of the solenoid shaft of the upper solenoid. The solenoids are activated simultaneously, so that the front plates of the solenoids are driven upwards together when the valve according to the invention is to be opened. The two solenoids which are connected in tandem provide a large force with a relatively small diameter for the solenoids, and thus enable the housing 450 to have a relatively small diameter, in order to reduce the constriction in the flow of drilling fluid past the housing. When the solenoids are de-activated, the protruding portion of the face plate of the lower solenoid contacts a limit switch (not shown), which operates as described in detail above in connection with fig. 4.
Den øvre ende av akselen til den øvre solenoid har enThe upper end of the shaft of the upper solenoid has a
lett glidepasning gjennom en vertikal boring 534 i en tverrvegg 535 som rager på tvers inne i solenoidhuset. easy slip fit through a vertical bore 534 in a transverse wall 535 projecting transversely inside the solenoid housing.
Den øverste ende av akselen til den øvre solenoid danner glidepasning gjennom en O-ringtetning 538 i en midtre boring 544 i et flytende stempel 546, som har en utover åpent, ringformet spor 54 7 som holder en O-ring 550 som danner glidetetning mot innsiden av det øvre parti av solenoidhuset. Solenoidhuset er fylt . med olje fra pluggen 459 til det flytende stempel 546, som holder oljetrykket likt med trykket i det omgivende borefluid, The upper end of the shaft of the upper solenoid forms a sliding fit through an O-ring seal 538 in a central bore 544 in a floating piston 546, which has an outwardly open, annular groove 547 which holds an O-ring 550 forming a sliding seal against the inside of the upper part of the solenoid housing. The solenoid housing is filled. with oil from the plug 459 to the floating piston 546, which keeps the oil pressure equal to the pressure in the surrounding drilling fluid,
slik at solenoidene arbeider uten utilsiktede trykkfor-skjeller . so that the solenoids work without accidental pressure differences.
En innover ragende C-ring 554 i et ringformet spor 556An inwardly projecting C-ring 554 in an annular groove 556
som vender innover like over det flytende stempel begren-which faces inwards just above the floating piston limit-
ser bevegelsen oppover til dette stempel..seeing the upward movement to this stamp..
I IN
Den nedre ende av en vertikal ventilstamme 560 ligger motThe lower end of a vertical valve stem 560 lies against
den øvre ende av akselen til den øvre solenoid. Ventilstammen rager oppover og danner en tett glidepasning gjennom en midtre boring 562 i en tverrgående skillevegg 564 over bunnen til et sylindrisk, nedre avstandselement 566 i ventilhuset, hvilket avstandselement ligger på oversiden av en innover ragende, ringformet flens 56 7 som danner den nedre ende til ventilhuset 474 som ligger på the upper end of the shaft of the upper solenoid. The valve stem projects upwards and forms a tight sliding fit through a central bore 562 in a transverse partition 564 above the bottom of a cylindrical lower spacer 566 in the valve body, which spacer lies on the upper side of an inwardly projecting annular flange 567 which forms the lower end of the valve housing 474 which is located on
den øvre ende av solenoidhuset.the upper end of the solenoid housing.
Det mellomliggende parti av ventilstammen er utvidet slikThe intermediate part of the valve stem is extended like this
at det danner en ringformet ventilskive 568, som normalt ligger mot et ringformet ventilsete i.569, hvis nedre ende ligger mot den øvre kant av det nedre avstandselement 566 that it forms an annular valve disc 568, which normally lies against an annular valve seat i.569, the lower end of which lies against the upper edge of the lower spacer element 566
i ventilhuset. En O-ring 570 i et innover vendende, ringformet spor på innsiden av veggen til ventilhuset danner tetning mot ytterflaten av det ringformede ventilsete 569. Ventilsete omfatter en oppover og utover avskrådd, konisk vegg 571 (som danner en vinkel på mellom omtrent 15° og omtrent 25° med senterlinjen til ventilskaftet) der ventilskiven ligger motsetet når ventilen er lukket. Anbring-elsen av ventilskiven på ventilsetet er beskrevet mere detaljert i det følgende, under henvisning til fig. 6. Ventilsetet omfatter også en konisk vegg 572, som er skrådd nedover og utover (under en vinkel på mellom omtrent 15° in the valve housing. An O-ring 570 in an inward-facing, annular groove on the inside wall of the valve body forms a seal against the outer surface of the annular valve seat 569. The valve seat comprises an upwardly and outwardly beveled, conical wall 571 (forming an angle of between approximately 15° and approximately 25° with the center line of the valve stem) where the valve disc lies opposite when the valve is closed. The placement of the valve disc on the valve seat is described in more detail below, with reference to fig. 6. The valve seat also includes a conical wall 572, which is sloped downward and outward (at an angle of between about 15°
og omtrent 25° med senterlinjen til ventilskaftet) under der hvor ventilskiven ligger mot setet når ventilen er lukket. and approximately 25° with the center line of the valve stem) below where the valve disc rests against the seat when the valve is closed.
En stempel 573 på ventilskaftet, på den øvre ende avA piston 573 on the valve stem, on the upper end of
dette, danner en tett glidepasning i et nedover åpent, sylindrisk ventilstyringskammer 574 i undersiden av en øvre, sylindrisk styring 575 for ventilskaftet. Styringen 575 this, forms a tight sliding fit in a downwardly open cylindrical valve guide chamber 574 in the underside of an upper cylindrical guide 575 for the valve stem. The steering 575
er utvendig gjenget, og er skrudd inn i et innvendig gjenget parti ved den øvre ende av ventilhuset, slik at en ringformet skulder 575A flukter med den øvre ende til ventilhuset. Et ringformet boss 575B, utformet i ett med styringen 575, er invendig gjenget for innføring av et gjenget håndtak (ikke vist), som kan brukes for å trekke is externally threaded, and is screwed into an internally threaded portion at the upper end of the valve body so that an annular shoulder 575A is flush with the upper end of the valve body. An annular boss 575B, integrally formed with the guide 575, is internally threaded for the insertion of a threaded handle (not shown), which can be used to pull
ventilhuset og de tilhørende elementer ut av huset 450. Styringen 575 ligger mot den øvre ende til et øvre, sylindrisk avstandselement 575C i ventilhuset, og den nedre ende av avstandselementet ligger mot den øvre ende til ventilsetet'569. Det øvre parti av ventilstyringskammeret 574 the valve housing and the associated elements out of the housing 450. The guide 575 lies against the upper end of an upper, cylindrical spacer element 575C in the valve housing, and the lower end of the spacer element lies against the upper end of the valve seat'569. The upper part of the valve control chamber 574
er avtrappet i et parti 576 med minsket diameter, for inn-føring av den øvre ende av en kompresjonsfjær 578, hvis nedre ende ligger mot oversiden av stempelet på ventilstammen . is tapered in a part 576 with a reduced diameter, for the introduction of the upper end of a compression spring 578, the lower end of which lies against the upper side of the piston on the valve stem.
En sperrering 580, som er skrudd inn i den øvre ende av huset 450, sperrer ventilhuset, solenoidhuset og huset 578 med kretsene fast i bruksstilling i vektrøret, slik som vist i fig. 5. A locking ring 580, which is screwed into the upper end of the housing 450, locks the valve housing, the solenoid housing and the housing 578 with the circuits firmly in the position of use in the neck tube, as shown in fig. 5.
En O-ring 581 i et utover åpent, ringformet spor rundt utsiden av den sylindriske øvre styring 574 danner fluid- An O-ring 581 in an outwardly open, annular groove around the outside of the cylindrical upper guide 574 forms fluid-
tett tetning mot det indre av ventilhuset.tight seal against the interior of the valve body.
Et parti av den øvre ende av ventilhuset har minsket diameter, for innføring av en hylse 582, som komprimerer en O-ring 583 som ligger mot en ringformet skulder utformet A portion of the upper end of the valve body is reduced in diameter, for the insertion of a sleeve 582, which compresses an O-ring 583 which lies against an annular shoulder formed
der hvor partiet med minsket diameter ender. Låseringen 580 holder hylsen 582 og O-ringen 583 komprimert, for å danne en tetning som hindrer boreslam i å strømme inn i en ledningskanal 584 i lengderetningen av huset 450. where the part with reduced diameter ends. The lock ring 580 holds the sleeve 582 and the O-ring 583 compressed, to form a seal that prevents drilling mud from flowing into a conduit channel 584 in the longitudinal direction of the housing 450.
En ringformet O-ringtetning 586 på stemplet på ventilstammen danner fluidtett glidetetning mot innsiden av veggen til ventilstyringskammeret. An annular O-ring seal 586 on the valve stem piston forms a fluid tight sliding seal against the inside wall of the valve control chamber.
En trykkutlignende boring eller kanal 588 rager i lengderetningen gjennom stempelet og det øvre parti av ventilstammen ned til et punkt like under ventilskiven 568. A pressure compensating bore or channel 588 extends longitudinally through the piston and the upper portion of the valve stem down to a point just below the valve disc 568.
Den nedre ende av kanalen 588 forgrenes i to sideboringer eller kanaler 590, som begge munner ut i en midtre boring i ventilhuset like under ventilsetet slik at trykket på lavtrykkssiden av ventilskiven, når ventilen er lukket, The lower end of the channel 588 branches into two side bores or channels 590, both of which open into a central bore in the valve body just below the valve seat so that the pressure on the low pressure side of the valve disc, when the valve is closed,
I IN
overføres til oversiden av stempelet på ventilstammen i kammeret 574. Det effektive areal til stempelet på ventilstammen som påvirkes av trykket i borefluidet i ventilen er litt mindre enn arealet for ventilskiven, for å-utligne trykket over skiven slik at det oppstår en forholdsvis liten, men stabil kraft som søker å holde ventilskiven ned mot ventilsetet. Denne kraft er lik trykkforskjellen multiplisert med forskjellen i effektivt tverrsnittsareal til stempelet og ventilskiven. Ved bruk av den innvendige boring i ventilstammen, i stedet for kanaler gjennom huset 450 eller ventilhuset, bestemmes diameteren til huset 450 av diametrene til solenoidene, som kan være forholdsvis små fordi de to solenoidene samvirker. is transferred to the upper side of the piston on the valve stem in chamber 574. The effective area of the piston on the valve stem which is affected by the pressure in the drilling fluid in the valve is slightly smaller than the area of the valve disc, in order to equalize the pressure above the disc so that a relatively small, but stable force that seeks to hold the valve disc down against the valve seat. This force is equal to the pressure difference multiplied by the difference in effective cross-sectional area of the piston and valve disc. When using the internal bore in the valve stem, instead of channels through housing 450 or the valve body, the diameter of housing 450 is determined by the diameters of the solenoids, which can be relatively small because the two solenoids work together.
En sideboring 592 gjennom veggen i ventilhuset er innrettet etter en boring (ikke vist) gjennom veggen til huset 450, for å danne et ventilhusinnløp for borefluid fra det ringformede rom 55 mellom utsiden av huset 450 og det indre av vektrøret. En sil (ikke vist) over ventilinnløpet hindrer inntrengning av store faste partikler i ventilen. Som for innløpet 196 beskrevet ovenfor i forbindelse med anordningen vist i fig. 2, minsker flere oppover og innover skrådde boringer (ikke vist) i silen over innløpet inntrengning av faste partikler i ventilen. A side bore 592 through the wall of the valve housing is arranged after a bore (not shown) through the wall of the housing 450, to form a valve housing inlet for drilling fluid from the annular space 55 between the outside of the housing 450 and the interior of the casing. A strainer (not shown) above the valve inlet prevents large solid particles from entering the valve. As for the inlet 196 described above in connection with the device shown in fig. 2, several upwardly and inwardly inclined bores (not shown) in the strainer above the inlet reduce the ingress of solid particles into the valve.
En indre utløpsdyse 602 passer inn i kolinéære og horisontalt innbyrdes innrettede boringer 604 og 606 i veggen til huset og veggen til ventilhuset. Den indre ende av den indre dyse ligger mot en ringformet skulder 609 utformet der en boring 610 gjennom veggen i det nedre avstandselement i ventilhuset er innrettet etter boringene 604 og 606. An internal outlet nozzle 602 fits into collinear and horizontally aligned bores 604 and 606 in the wall of the housing and the wall of the valve body. The inner end of the inner nozzle lies against an annular shoulder 609 designed where a bore 610 through the wall of the lower spacer in the valve housing is aligned with the bores 604 and 606.
Dysen har avtagende diameter i retning utover. En ytre difusor 611 passer inn i en boring 612 gjennom veggen til vektrøret og er kolineær med en boring 613 gjennom ribben på venstre side av huset (slik det er vist i fig. 5). Eoringene 612 og 613 er kolinéære med boringer 604 og 606. Den indre ende av difusoren ligger mot den ytre ende på dysen. Difusoren øker i diameter i retning utover. The nozzle has a decreasing diameter in the outward direction. An outer diffuser 611 fits into a bore 612 through the wall of the neck tube and is collinear with a bore 613 through the rib on the left side of the housing (as shown in Fig. 5). O-rings 612 and 613 are collinear with bores 604 and 606. The inner end of the diffuser is against the outer end of the nozzle. The diffuser increases in diameter in the outward direction.
En sperrering 614 i et ringformet spor 615 ved den ytreA locking ring 614 in an annular groove 615 at the outer
ende av boringen 612 sikrer en låsering 616 som er skr.iidd inn i et gjenget parti av boringen 612, for å holde difusoren og dysen trykket mot den ringformede skulder 609 på det nedre avstandselement i ventilhuset. Utløpsdysen 602 end of the bore 612 secures a lock ring 616 which is screwed into a threaded portion of the bore 612, to hold the diffuser and nozzle pressed against the annular shoulder 609 of the lower spacer in the valve body. Outlet nozzle 602
og difusoren 611 danner et ventilhusutløp 618 for fluid når ventilen er åpen. and the diffuser 611 forms a valve body outlet 618 for fluid when the valve is open.
En ringformet O-ringtetning 630 i boringen 604 danner en fluidtett tetning rundt den indre utløpsdysen. An annular O-ring seal 630 in bore 604 forms a fluid-tight seal around the inner outlet nozzle.
En O-ring 635 i et ringformet spor 636 i ytterflaten av ventilhuset danner fluidtett tetning mot innsiden av huset mellom ventilhusinnløpet og -utløpét. An O-ring 635 in an annular groove 636 in the outer surface of the valve housing forms a fluid-tight seal against the inside of the housing between the valve housing inlet and outlet.
En O-ring 637, mellom difusoren og låseringen, og en annen O-ring 638, mellom den indre ende av difusoren og den ytre ende av dysen, hindrer lekkasje av borefluid fra det indre til det ytre av borestrengen. An O-ring 637, between the diffuser and the lock ring, and another O-ring 638, between the inner end of the diffuser and the outer end of the nozzle, prevent leakage of drilling fluid from the interior to the exterior of the drill string.
Den øvre ende av huset er lukket av et lokk (ikke vist)The upper end of the housing is closed by a lid (not shown)
på lignende måte som beskrevet ovenfor i forbindelse med anordningen vist i fig. 2. in a similar way as described above in connection with the device shown in fig. 2.
Oppover åpne utsparinger 646 muliggjør at låseringen 580Upward open recesses 646 enable the locking ring 580
kan skrus på plass eller fjernes, etter behov. Lignende utsparinger (ikke vist) i ytterflaten av låseringen 616 can be screwed into place or removed, as required. Similar recesses (not shown) in the outer surface of the locking ring 616
ved den ytre ende av difusoren muliggjør at ringen 616at the outer end of the diffuser enables the ring 616
kan skrus på plass eller fjernes, etter behov. Med den øvre ende av huset åpen kan således låseringen 580 fjernes, og det kan også sperreringen 614, låseringen 616, difusoren 611 og dysen 602. Dette gjør at ventilhuset fritt kan forskyves i lengderetningen i forhold til borestrengen og ut av huset, slik at ventilhuset hurtig kan fjernes og erstattes med et annet dersom ventilen blir slitt under bruk eller defekt av en eller annen grunn. Dessuten kan fjern-else av et ventilhus for utskiftning gjøres uten å forstyrre solenoidhuset eller utstyr som befinner seg under dette. can be screwed in place or removed, as required. With the upper end of the housing open, the locking ring 580 can thus be removed, and so can the locking ring 614, the locking ring 616, the diffuser 611 and the nozzle 602. This means that the valve housing can be freely displaced in the longitudinal direction in relation to the drill string and out of the housing, so that the valve housing can quickly be removed and replaced with another if the valve is worn during use or defective for any reason. Also, removal of a valve housing for replacement can be done without disturbing the solenoid housing or equipment located below it.
Med huset montert i vektrøret, slik som vist i fig. 5, strømmer borefluid slik som antydet med pilene ned i det ringformede rom mellom huset og vektrørene, inn i ventilhus-innløpet, og, når ventilen er åpen, ut av ventilhusutløpet,^og strømmer derved utenom noe av fluidet rundt borekronen rundt den nedre ende av borestrengen. Borefluidet som ikke passerer gjennom ventilen fortsetter å strømme nedover forbi huset og ut gjennom borekronen. With the housing mounted in the neck tube, as shown in fig. 5, drilling fluid, as indicated by the arrows, flows down into the annular space between the housing and the weight tubes, into the valve housing inlet, and, when the valve is open, out of the valve housing outlet,^ thereby bypassing some of the fluid around the drill bit around the lower end of the drill string. The drilling fluid that does not pass through the valve continues to flow down past the housing and out through the drill bit.
Som med anordningen beskrevet i forbindelse med fig. 2,As with the device described in connection with fig. 2,
kan en strømkilde (ikke vist i fig. 5), slik som et batteri eller en generator (ikke vist), drevet av en turbin (ikke vist) som borefluid strømmer gjennom, være montert i huset. a power source (not shown in Fig. 5), such as a battery or a generator (not shown), driven by a turbine (not shown) through which drilling fluid flows, may be mounted in the housing.
Ventilen vist i fig. 5 åpner og lukker i avhengighet av elektriske signaler som dannes av kretsen vist i fig. 4. Dette er beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 2 og 4, og skal ikke gjentas her. For å forenkle er de elektriske ledninger mellom strømkilden, den elektroniske krets og solenoidene ikke vist i fig. 5. The valve shown in fig. 5 opens and closes in response to electrical signals generated by the circuit shown in fig. 4. This is described above in connection with fig. 2 and 4, and shall not be repeated here. For simplicity, the electrical wiring between the power source, the electronic circuit and the solenoids is not shown in fig. 5.
I tillegg til at den er montert i et ventilhus som lettIn addition to the fact that it is mounted in a valve housing that is light
kan fjernes og skiftes ut uten å forstyrre solenoidhuset, avviker ventilen vist i fig. 5 og 6 fra den som er vist i fig. 2 på et annet viktig punkt. Under henvisning til fig. 6, som forstørret viser området 6-6 i fig. 5, omfatter ventilskiven et midtre, sylindrisk parti 700, der skiven har størst diameter. Det sylindriske parti er parallelt med lengdeaksen til ventilstammen, og ender ved sin nedre ende i en innover og nedover ragende, første ringformede skråflate 702, som ender i et ringformet kontaktområde 702 på ventilskiven som ligger mot ventilsetet 567. can be removed and replaced without disturbing the solenoid housing, the valve shown in fig. 5 and 6 from that shown in fig. 2 on another important point. With reference to fig. 6, which enlargedly shows the area 6-6 in fig. 5, the valve disc comprises a central, cylindrical part 700, where the disc has the largest diameter. The cylindrical part is parallel to the longitudinal axis of the valve stem, and ends at its lower end in an inwardly and downwardly projecting, first annular bevel surface 702, which ends in an annular contact area 702 on the valve disk which lies against the valve seat 567.
Bredden til kontaktområdet bestemmes av den poleringspro-sess som brukes for å oppnå perfekt anlegg mellom flaten 702 og ventilsete 571. Vanligvis har det en bredde i området o,15 mm til 0,30 mm. Det tykkere parti av ventilskiven over kontaktområdet gir styrke, og gir plass for The width of the contact area is determined by the polishing process used to achieve a perfect fit between the surface 702 and the valve seat 571. Typically, it has a width in the range of 0.15 mm to 0.30 mm. The thicker part of the valve disc above the contact area provides strength, and provides space for
å bearbeide kontaktområdet, etter behov, og uten å endreto process the contact area, as needed, and without changing
I IN
diameteren til ventilskiven der den ligger mot ventilsetet Under kontaktområdet omfatter ventilskiven et ringformet, innover og nedover ragende parti 704, som går over i en slak bue 706, som går over i et tredje innover og nedover ragende, ringformet parti 708 som fortsetter forbi sideboringene 590. the diameter of the valve disk where it lies against the valve seat Below the contact area, the valve disk comprises an annular, inwardly and downwardly projecting portion 704, which transitions into a gentle arc 706, which transitions into a third inwardly and downwardly projecting annular portion 708 that continues past the side bores 590 .
Som vist i fig. 6, er den første nedover og innover ragende, ringformede flate 702 skrådd i en vinkel på omtrent 15° i forhold til lengdeaksen til ventilstammen. Det ringformede kontaktområdet 702 danner en vinkel på omtrent 30° med lengdeaksen til ventilstammen, slik at det er parallelt med flaten 571 på ventilsetet. Det tredje skrådde området 704 daner en vinkel i området 50° til 60° med lengdeaksen<1>til ventilstammen. Det fjerde skrådde parti 708 er skrådd under en vinkel på omtrent 30° i forhold til lengdeaksen til ventilstammen. As shown in fig. 6, the first downwardly and inwardly projecting annular surface 702 is inclined at an angle of approximately 15° relative to the longitudinal axis of the valve stem. The annular contact area 702 forms an angle of approximately 30° with the longitudinal axis of the valve stem, so that it is parallel to the surface 571 of the valve seat. The third inclined area 704 forms an angle in the range of 50° to 60° with the longitudinal axis<1> of the valve stem. The fourth beveled portion 708 is beveled at an angle of approximately 30° relative to the longitudinal axis of the valve stem.
Ved at sideboringene 590 munner ut i ventilhuset på lavtrykkssiden av ventilsetet oppnås fordeler med hensyn til den uunngåelige fluidkavitasjon som oppstår når ventilen åpner, d.v.s. med ventilskiven og ventilsetet omtrent i den stilling som er vist i fig. 6. Det forholdsvis skarpt underskårne parti av ventilskiven under kontaktområdet muliggjør sterk strømning så snart ventilskiven har for-latt ventilsetet. Fluid strømmer så hurtig gjennom den første dannede åpning mellom ventilskiven og setet at strømlinjene adskilles fra ventilskiven og bevirker kavitasjon like under kontaktområdet. (Kavitasjon bevirkes av en lavtrykks-sone forårsaket av at fluidet ikke er i stand til å holde seg på overflaten av en gjenstand). In that the side bores 590 open into the valve body on the low pressure side of the valve seat, advantages are achieved with regard to the inevitable fluid cavitation that occurs when the valve opens, i.e. with the valve disk and the valve seat approximately in the position shown in fig. 6. The relatively sharply undercut part of the valve disk below the contact area enables strong flow as soon as the valve disk has left the valve seat. Fluid flows so rapidly through the first formed opening between the valve disc and the seat that the streamlines separate from the valve disc and cause cavitation just below the contact area. (Cavitation is caused by a low pressure zone caused by the fluid not being able to stay on the surface of an object).
Når ventilskiven forlater ventilsetet danner fluidet medWhen the valve disc leaves the valve seat, the fluid forms with
høy hastighet en trykksone under kontaktavsatsen som er mindre enn det lave trykk som opptrer i det ringformede rom mellom borestrengen og brønnboringen. Således reduseres trykket på toppen av stempelet på ventilstammen momentant, high velocity a pressure zone below the contact ledge that is less than the low pressure that occurs in the annular space between the drill string and the wellbore. Thus the pressure on the top of the piston on the valve stem is momentarily reduced,
<q>g bidrar til å minske kraften for å holde ventilen lukket, <q>g helps to reduce the force to keep the valve closed,
slik at solenoidene kan beveges maksimalt med mindre kraft. Etter hvert som ventilskiven beveger seg videre fra ventilsetet avtar kavitasjonen, men det kreves nå en mindre kraft for .å holde ventilen åpen, etter at ventilskiven har for-latt setet. Imidlertid er ventilskiven slik utformet at når den holdes i åpen stilling, vil fluidstrømmen forbi skiven søke å holde den lukket, men bare med en forholdsvis liten kraft, som lett motvirker av solenoidkraften som holder ventilen åpen. Når solenoidene de-aktiveres, bevirker kraften fra fluidstrømmen mot ventilskiven at ventilen lukker nesten momentant. Således er utformningen av ventilen slik at kreftene på grunn av fluidhastigheten modereres og benyttes til å muliggjøre at solenoider med små krefter kan styre ventilen. so that the solenoids can be moved maximally with less force. As the valve disc moves further from the valve seat, the cavitation decreases, but a smaller force is now required to keep the valve open, after the valve disc has left the seat. However, the valve disk is designed in such a way that when it is held in the open position, the fluid flow past the disk will try to keep it closed, but only with a relatively small force, which is easily counteracted by the solenoid force that keeps the valve open. When the solenoids are de-activated, the force of the fluid flow against the valve disc causes the valve to close almost instantaneously. Thus, the design of the valve is such that the forces due to the fluid velocity are moderated and used to enable solenoids with small forces to control the valve.
i in
Ettersom dimensjonene er ganske avgjørende for optimal drift av ventilen vist i fig. 5 og 6, kan det være en hjelp for å forstå og å utøve oppfinnelsen å angi noen dimensjoner som har vist seg å være vellykket under prak-tisk bruk. F.eks., dersom ventilskiven har en diameter på omtrent 19,8 mm i det rette, sylindriske parti 700, „ As the dimensions are quite decisive for optimal operation of the valve shown in fig. 5 and 6, it may be an aid to understanding and practicing the invention to state some dimensions which have been found to be successful in practical use. For example, if the valve disc has a diameter of approximately 19.8 mm in the straight, cylindrical portion 700, „
der ventilskiven har sin største dimensjon, og kontaktområdet har en diameter på 19,2 mm, med diameter for kompensasjonsstempelet på 19,1 mm, er oppnådd gode resul-tater ved bruk av den utformning som er vist i fig. 6, der sideboringen 590 begynner omtrent 4 mm fra kontaktområdet på ventilskiven. where the valve disc has its largest dimension, and the contact area has a diameter of 19.2 mm, with a diameter for the compensation piston of 19.1 mm, good results have been achieved by using the design shown in fig. 6, where the side bore 590 begins approximately 4 mm from the contact area of the valve disc.
Med ventilskiven utformet slik som vist i fig. 6 kan kontaktområdet på ventilskiven poleres gjentatte ganger, hvilket kan være nødvendig på grunn av slitasje som skyldes forholdene under bruk, uten at Ventilskiven og setet behøver å vrakes. Dessuten kan ventilskivene og setene lett skiftes ut når det er nødvendig, uten at hele ventilhuset må vrakes. With the valve disk designed as shown in fig. 6, the contact area on the valve disc can be polished repeatedly, which may be necessary due to wear caused by the conditions during use, without the valve disc and seat having to be scrapped. In addition, the valve discs and seats can be easily replaced when necessary, without the entire valve housing having to be dismantled.
i in
Claims (29)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/302,446 US4405021A (en) | 1980-11-28 | 1981-09-15 | Apparatus for well logging while drilling |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO831701L true NO831701L (en) | 1983-05-13 |
Family
ID=23167766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO831701A NO831701L (en) | 1981-09-15 | 1983-05-13 | DEVICE FOR BORING HOLE DURING DRILLING |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0087418A4 (en) |
| AU (1) | AU548627B2 (en) |
| DK (1) | DK214783D0 (en) |
| GB (1) | GB2114632B (en) |
| NO (1) | NO831701L (en) |
| WO (1) | WO1983001087A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USH55H (en) * | 1984-06-18 | 1986-05-06 | Method for improved mud pulse telemetry | |
| GB8514887D0 (en) * | 1985-06-12 | 1985-07-17 | Smedvig Peder As | Down-hole blow-out preventers |
| GB0101806D0 (en) * | 2001-01-24 | 2001-03-07 | Geolink Uk Ltd | A pressure pulse generator |
| US10364671B2 (en) * | 2016-03-10 | 2019-07-30 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Diamond tipped control valve used for high temperature drilling applications |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2769943A (en) * | 1953-04-20 | 1956-11-06 | Milwaukee Gas Specialty Co | Electromagnetic control device |
| US2901210A (en) * | 1953-06-29 | 1959-08-25 | Phillips Petroleum Co | Electro-magnetic device |
| US2925251A (en) * | 1954-03-05 | 1960-02-16 | Jan J Arps | Earth well borehole drilling and logging system |
| US2964116A (en) * | 1955-05-26 | 1960-12-13 | Dresser Ind | Signaling system |
| US2887298A (en) * | 1958-02-26 | 1959-05-19 | Harry D Hampton | Well bore inclinometer |
| US3015801A (en) * | 1959-06-16 | 1962-01-02 | David C Kalbfell | Drill pipe module data collection and transmission system |
| US3205477A (en) * | 1961-12-29 | 1965-09-07 | David C Kalbfell | Electroacoustical logging while drilling wells |
| US3958217A (en) * | 1974-05-10 | 1976-05-18 | Teleco Inc. | Pilot operated mud-pulse valve |
| US3964556A (en) * | 1974-07-10 | 1976-06-22 | Gearhart-Owen Industries, Inc. | Downhole signaling system |
| US4120097A (en) * | 1974-10-02 | 1978-10-17 | John Doise Jeter | Pulse transmitter |
| US4078620A (en) * | 1975-03-10 | 1978-03-14 | Westlake John H | Method of and apparatus for telemetering information from a point in a well borehole to the earth's surface |
| US4139836A (en) * | 1977-07-01 | 1979-02-13 | Sperry-Sun, Inc. | Wellbore instrument hanger |
| CA1124228A (en) * | 1977-12-05 | 1982-05-25 | Serge A. Scherbatskoy | Systems, apparatus and methods for measuring while drilling |
| CA1156341A (en) * | 1979-03-19 | 1983-11-01 | Edward S. Mumby | Apparatus for well logging while drilling |
-
1981
- 1981-10-02 WO PCT/US1981/001328 patent/WO1983001087A1/en not_active Ceased
- 1981-10-02 AU AU77245/81A patent/AU548627B2/en not_active Ceased
- 1981-10-02 GB GB08309495A patent/GB2114632B/en not_active Expired
- 1981-10-02 EP EP19810902875 patent/EP0087418A4/en not_active Withdrawn
-
1983
- 1983-05-13 NO NO831701A patent/NO831701L/en unknown
- 1983-05-13 DK DK2147/83A patent/DK214783D0/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0087418A4 (en) | 1985-06-26 |
| GB2114632A (en) | 1983-08-24 |
| AU548627B2 (en) | 1985-12-19 |
| GB2114632B (en) | 1985-05-15 |
| DK214783A (en) | 1983-05-13 |
| EP0087418A1 (en) | 1983-09-07 |
| AU7724581A (en) | 1983-04-08 |
| WO1983001087A1 (en) | 1983-03-31 |
| GB8309495D0 (en) | 1983-05-11 |
| DK214783D0 (en) | 1983-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1162143A (en) | Servo valve for well-logging telemetry | |
| EP0088402B1 (en) | Apparatus for well logging telemetry | |
| US10689976B2 (en) | Hydraulically assisted pulser system and related methods | |
| US5299640A (en) | Knife gate valve stage cementer | |
| US9013957B2 (en) | Full flow pulser for measurement while drilling (MWD) device | |
| US4742498A (en) | Pilot operated mud pulse valve and method of operating the same | |
| NO314811B1 (en) | A fluid circulation | |
| CA2952654C (en) | A flow bypass sleeve for a fluid pressure pulse generator of a downhole telemetry tool | |
| NO310888B1 (en) | Fluid circulation device | |
| US4405021A (en) | Apparatus for well logging while drilling | |
| NO151907B (en) | TELEMETRY DEVICE FOR GENERATING PRESSURE PULSES REPRESENTING ONE OR MORE PARAMETERS DOWN IN A DRILL | |
| CA3009855C (en) | Fluid pressure pulse generator and flow bypass sleeve for a telemetry tool | |
| GB2353054A (en) | Subsurface electro-hydraulic power unit | |
| US20050034454A1 (en) | Method and circuit for forming an atm cell | |
| NO831701L (en) | DEVICE FOR BORING HOLE DURING DRILLING | |
| CA1156341A (en) | Apparatus for well logging while drilling | |
| US3861470A (en) | Method and apparatus for inside blowout preventer drilling tool | |
| US3750700A (en) | Means for flow controlling hydraulic check valve | |
| US11091983B2 (en) | Smart circulation sub | |
| US11326589B2 (en) | Linear hydraulic pump and its application in well pressure control | |
| CA1207656A (en) | Apparatus for well logging while drilling |