NO841300L - Beskytter for kontroll- og aktiveringsledning ved oljebroennroerstreng - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører anordninger for fastgjøring av en styreledning eller -ledninger til utsiden av et rør, særlig en styreledningsverneanordning på en produksjonsrørstreng for en oljebrønn.

En typisk produserende oljebrønn er utstyrt med en produksjonsrørstreng som løper inne i et metallforet hull. De fleste produksjonsbrønner har styre-ventiler installert i produksjonsrøret i borehullet. Disse ventiler, som kan være hydraulisk eller elektrisk manøvrert, krever at det strekkes styreledninger fra overflaten ned i brønnen langs produksjonsrørstrengen. Også styreledninger (iberegnet styrekabler) for nedsenkbare pumper må på lig-nende måte strekkes fra overflaten, idet disse kan være runde eller rektan-gulære. De fleste produksjonsrør som anvendes for komplettering i borehullet skjøtes omtrent hver 10 til 12 meter, idet skjøtene resulterer i en lokal økning i diameteren for produksjonsrørstrengen. Ettersom det metall f or te hull hvori produksjonsrørstrengen løper normalt har konstant diameter, er det følgelig en innsnøring av det ringformede mellomrom mellom produksjons-rørstrengen og hullet i området for hver skjøt.

En styreledning som strekker seg langs lengden av produksjonsrørstrengen utenfor denne krever beskyttelse mot å bli sittende fast mellom skjøtene og innsiden av hullet, særlig ved senking eller trekking av produksjonsrørstrengen i brønnen, og krever også å bli festet til produksjonsrørstrengen med mellomrom for å motvirke for stor slakkhet og sørge for lokal opptakelse av styreledningens vekt.

De kjente styreledningsverneanordninger lider av ulike ulemper. En typisk styreledningsverneanordning av tidligere kjent art omfatter en stiv stålkappe bestående av to identiske halvdeler som er sammenhengslet, klar for montering over produksjonsrørstrengen. Låsetapper på en av halvdelene deformeres i inngrep med den annen halvdel for å holde verneanordningen på plass. Innerflaten av den ene eller begge halvdeler er utformet med en kanal eller et spor, hvorigjennom styreledningen eller -ledningene er ført. Det er ikke anordnet organer for justering av klemtrykket, og etter en tid kan verneanordningen løsne på produksjonsrørstrengen. Dersom dette skulle oppstå er det fare for at verneanordningen kan dreie seg på produksjonsrørstrengen slik at styreledningene kan bli sittende fast mellom verneanordningen og en skjøt, hvilket kan føre til at styreledningene skades eller til og med øde-legges.

Det er et formål ved foreliggende oppfinnelse å frembringe en forbedret styreledningsverneanordning som kan monteres fast og sikkert gjentatte ganger på en produksjonsrørstreng, og som på en pålitelig måte vil sikre og beskytte styreledninger montert utenpå en produksjonsrørstreng.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å skaffe til veie en styreledningsverneanordning som kan monteres på en dobbelt produksjonsrørstreng og som også vil fungere som en antivridningsanordning.

Enda et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe til veie en forbedret styreledningsverneanordning som også vil sørge for sentrering av en produk-sjonsrørstreng i et brønnforingsrør.

En styreledningsverneanordning ifølge oppfinnelsen omfatter en delsylindrisk stropp og et annet element samvirkbart med stroppen for å omslutte pro-duksjonsrørstrengen, og organ på det annet element avgrensende en kanal for opptakelse av en styreledning eller -ledninger og som plasserer ledningen eller ledningene i forhold til verneanordningen, som erkarakterisert vedorgan som forbinder én ende av det annet element med stroppen og omfatter frigjørbare hengselorgan med en borttagbar tapp eller splint og organ som forbinder den annen ende av det annet element med stroppen og omfatter vuggetapper montert én i hver av de tilstøtende ender av stroppen og det annet element, samt klemskruer som strekker seg mellom vuggetappene og kan justeres for å stramme stroppen og trekke denne inn i fastklemmende inngrep med produksjonsrørstrengen.

Noen utførelseseksempler av den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet under henvisning til medfølgende tegninger, hvori: Fig. la, lb og lc illustrerer typiske skjøtutformninger mellom rørlengdene i en produksjonsrørstreng for en produksjonsoljebrønn; Fig. 2 er et skjematisk planriss som viser en første utførelsesform av styreledningsverneanordningen ifølge oppfinnelsen montert på en produksjons-rørstreng; Fig. 3A er et perspektivriss som viser styreledningsverneanordningen ifølge fig. 2 under montering på produksjonsrørstrengen; Fig. 3B viser styreledningsverneanordning som installert; Fig. 3C til 3E viser detalj modifikasjoner av styreledningsverneanordningen ifølge fig. 2 til 3B; Fig. 4 er et perspektivriss som viser en andre utførelsesform av styreledningsverneanordningen ifølge oppfinnelsen utformet for installasjon på en dobbelt produksjonsrørstreng, vist under montering på produksjonsrørstrengen; og Fig. 5 viser et planriss, delvis i snitt, av den installerte styreledningsverneanordning ifølge fig. 4. Fig. la viser én utførelsesform av en skjøt i en produksjonsrørstreng for en oljebrønn. Rørlengdene 10 er innbyrdes sammenkoplet ved hjelp av en gjenget mansjett 12 med større ytterdiameter enn ytterdiameteren for rørlengdene 10. Fig. lb viser en annen skjøtutførelse hvor endene av rørlengdene 14 er fortykket og skrudd sammen for gjensidig inngrep. Igjen er ytterdiameteren for produksjonsrørstrengen ved skjøten større enn ytterdiameteren mellom skjøtene.

Fig. lc viser en annen form for skjøt som ligner den i fig. la.

En første utførelsesform av en styreledningsverneanordning i overensstemmelse med oppfinnelsen er vist i fig. 2, 3A og 3B på tegningene. 1 fig. 3A er styreledningsverneanordningen 20 vist under installasjonsoperasj onen på en produksjonsrørlehgde 12 i nærhet av skjøten 14.

Styreledningsverneanordningen 20 omfatter et bøyelig stålbånd eller -stropp 22 som ved én ende er utformet med et antall løkker 24 hvori en vuggetapp 25 er dreibart lagret. Stroppens 22 andre ende ér utformet med løkker 26, og et annet stroppelement 28 er ved én ende utformet med løkker 26a som er dimensjonert til å samvirke med løkkene 26 og sammen med disse danne et hengsel hvori en splint 30 kan settes inn. Den annen stropps 28 andre ende er utformet med løkker 24 hvori en annen vuggetapp 32 er dreibart montert. Vuggetappene 25 og 32 er innbyrdes forbundet ved hjelp av to skruer 34 som står i gjengeinngrep med vuggetappen 32 og er fastholdt men roterbare i vuggetappen 25.

Til stroppen eller strimmelen 28 er det omtrent midtveis mellom dens ender festet en kanal 36 som tjener til å motta en styreledning 38, her vist som en innkapslet flerstyreledning. En slepestrimmel 40 er festet til ytterflaten av stroppen 28, motsatt kanalen 36.

Stroppene 22 og 28 er for-formet til stort sett den nødvendige krumning i overensstemmelse med diameteren av produksjonsrørlengden 12, og stroppen 22 har en periferiutstrekning på typisk 270°.

For å installere styreledningsverneanordningen 20 på produksjonsrørstrengen, åpnes den opp som vist i fig. 3A og stroppen 22 legges rundt produksjons-røret 12. Stroppen 22 er tilstrekkelig bøyelig og elastisk til å være i stand til å sneppe over produksjonsrøromkretsen. Deretter lukkes stroppen 28 rundt styreledningen 38, som herunder er plassert innenfor klemkanalen 3 6, og løkkene 26, 26a bringes i samvirkende inngrep. Splinten 30 settes deretter inn og låses i stilling ved deformering av den fremskytende ende. Det hengsel den løsbare splint 30 danner en del av, setter verneanordningen i stand til fra begynnelsen å anbringes rundt produksjonsrøret uten å fjerne skruene 34.

Verneanordningen strammes deretter ved å trekke til skruene 34 til opp-nåelse av et forutbestemt vridningsmoment. Størrelsen på det vridningsmoment skruene utsettes for fastsetter den grad av motstand styreledningsverneanordningen er i stand til å yte mot en påført aksial belastning og mot dreining omkring produksjonsrørstrengens midtakse.

Fig. 3B viser den monterte og installerte styreledningsverneanordning 20.

Slepestrimmelen 40 skyter et tilstrekkelig stykke frem fra produksjonsrør-strengens akse 44 til å beskytte styreledningen 38 og motvirke at denne blir sittende fast mellom skjøten 14 og borehullets metallforingsrør 46; også når produksjonsrøret er eksentrisk plassert inne i hullet, se fig. 2.

Fig. 3C til 3E illustrerer modifikasjoner av stroppen 28, hvilke setter styreledningsverneanordningen i stand til å ta opp styreledninger og/eller -kabler av større dimensjoner.

Ifølge disse modifikasjoner er klemkanalen 36 og slepestrimmelen 40 er-stattet av et støpt klemelement med en fordypning som er passende dimensjonert til å motta styreledninger og/eller -kabler og som virker som en i ett stykke utformet slepestrimmel.

Fig. 3C illustrerer en modifikasjon omfattende et støpt klemelement 42 med en forsenkning eller fordypning 43 tilpasset for å motta en innkapslet styreledning. I forbindelse med denne modifikasjon er stroppen 28 forsynt med to partier 28a og 28b som er hengselforbundet med det støpte klemelement 42 ved hjelp av tapper 44. Fig. 3D illustrerer en ytterligere modifikasjon hvori klemelementet har form av et todelt element omfattende en indre del 45 hengselforbundet med stroppartiene 28a og 28b ved tapper 44, samt en ytre del 46 hengslet til den indre del 45. Den ytre del 46 kan åpnes for å tillate anbringelse av styreledningene og/eller en pansret eller armert kabel i fordypningen 47 etter at styreledningsverneanordningen har blitt installert på produksjonsrør-strengen. De støpte deler 45 og 46 er forsynt med kabelplasseringsrygger støpt inn i den innvendige profil som avgrenser fordypningen 47. Fig. 3E illustrerer en modifikasjon som gir mulighet for en stor toleranse på styreledninger og har innvendige, spiralformede stukede partier for å plassere en spiralstyreledningskappe. Det støpte klemelement 48 er i alt vesentlig U-formet og er forbundet med hemper 49 som er naglet til stroppens 28 ytterflate.

Ved enkelte oljebrønner benyttes dobbelte produksjonsrørstrenger, det vil si to produksjonsrørstrenger med lik diameter som er strukket innvendig i et metallforet brønnhull. Hver produksjonsrørstreng er forsynt med sin egen styreledning som løper ned langs utsiden og krever en eller annen slags anordning til å forhindre at styreledningene blir sittende fastklemt i mellomrommet mellom de to produksjonsrørstrengene i tilfelle disse utsettes for bøyning. Dessuten er hver produksjonsrørstreng komplettert med sin styreledning utsatt for aksial bevegelse i forhold til hverandre og må derfor være fri for hindringer i lengderetningen relativt den andre. Dersom produksjons-rørstrengene er fullstendig uten tvangsmidler, vil de imidlertid ha tilbøyelig-het til å sno seg i borehullet, nemlig ved at den ene vrir seg rundt den andre.

Fig. 4 og 5 viser en utførelsesform av en styreledningsverneanordning helt av stål og som er spesialutformet for bruk i forbindelse med slike dobbelt-produksjonsrørstrenger omfattende rørlengder 50 og 51. Styreledningsverneanordningen 60 vist i disse figurer er utformet til å opprettholde en bestemt senteravstand mellom strengene 50 og 51, samtidig som styreledningenes 38 posisjon holdes i umiddelbar nærhet av deres tilknyttede produksjonsrørstreng.

Styreledningsverneanordningen 60 omfatter en stropp eller et bånd 22 lig-nende båndet eller stroppen 22 ved den første utførelsesform. Dette er ved én ende utformet med et antall løkker 24 hvori en vuggetapp 25 er dreibart montert, og også ved den andre ende er det utformet løkker 26. Styreledningsverneanordningen 60 omfatter enn videre en midtblokk 52, som kan være et støpestykke av stål, og en U-formet støpt konsoll 54. Midtblokken 52 er utformet med løkker 26a dimensjonert til å samvirke med løkkene 26 og sammen med disse danne et løsgjørbart hengsel hvori en tapp eller splint 30 kan settes inn. Blokken 52 omfatter også en deri dreibart montert vuggetapp 32, idet vuggetappene 32 og 25 er gjensidig forbundet ved hjelp av klemskruer 34. Midtblokken 52 og stroppen 22 klemmes fast til produksjons-røret 51 såsom beskrevet i det følgende.

Konsollen 54 er ved hver ende utformet med ører 56 som samvirker med ører 58 på midtblokken 52, og videre forbinder tapper eller splinter 3 0 konsollen 54 med midtblokken 52 ved å være ført igjennom ifluktliggende hull i de samvirkende ører 56 og 58. Midtblokken 52 har lommer som tillater at styreledningene 38 fanges, men ikke fastklemmes, mellom blokken og produksjonsrørstrengene 50 og 51.

For å installere styreledningsverneanordningen ifølge fig. 4 og 5 på dobbelt-rørstrengen fjernes splintene 30 på hengselsiden av midtblokken som deretter anbringes mellom strengene. Styreledningen 38 tilknyttet strengen 51 anbringes i sidelommen og stroppen 22 lukkes rundt rørstrengen 51, mens den tilknyttede splint 30 deretter settes inn igjennom de samvirkende løkker 26, 26a, samt låses i stilling. Splintene 30 kan være splittstifter hvor de fremskytende ender lett kan deformeres. Deretter strammes verneanordningen ved tiltrekning av skruene 34 til et forutbestemt vridningsmoment og klemmes derved fast til rørstrengen 51.

Den styreledning 38 som er knyttet til rørstrengen 50 blir deretter plassert i sin lomme, og konsollen 54 lukkes rundt strengen. Deretter innsettes den siste splint 30 og låses.

I installert posisjon er styreledningsverneanordningen bare fastklemt til rørstrengen 51 slik at rørstrengen 50 kan bevege seg fritt aksialt, mens rørstrengene hindres i å vikle seg den ene rundt den andre. Styreledningene 38 er fastholdt men ikke fastklemt. Verneanordningen virker dessuten som et avstandsstykke som opprettholder de to rørstrengers senteravstand, samt motvirker at styreledningene 38 blir sittende fast i mellomrommet mellom rørstrengene og også mellom strengene og det metallforte borehull. Anvendelsen av stålstroppen eller -båndet 22 i verneanordningen sikrer at klembelastningene tas opp av periferispenning i stroppen, slik at det ikke oppstår rykk i båndet eller stroppen som kunne gi opphav til lokal bøyning og tillate slakkhet å krype.

Claims (9)

1. Styreledningsverneanordning (20) for anbringelse på en produksjonsrør-streng (12) og omfattende en delsylindrisk stropp (22) og et annet element (28, 52) samvirkbart med stroppen for å omslutte produksjonsrørstrengen (12, 14, 51); organ (36, 42, 46, 48) på det annet element (28, 52) avgrensende en kanal for opptakelse av en styreledning eller -ledninger og som plasserer ledningen eller ledningene i forhold til verneanordningen (20), karakterisert ved organ som forbinder én ende av det annet element med stroppen og omfatter frigjørbare hengselorgan (20) med en borttagbar tapp eller splint (30) og organ som forbinder den annen ende av det annet element (28, 52) med stroppen (22) og omfatter vuggetapper (25, 32) montert én i hver av de tilstøtende ender av stroppen (22) og det annet element (28, 52), samt klemskruer (34) som strekker seg mellom vuggetappene og kan justeres for å stramme stroppen (22) og trekke denne inn i fastklemmende inngrep med produksjonsrørstrengen.

2. Styreledningsverneanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at nevnte kappeavgrensende organ omfatter en kanal (3 6) festet til det annet elements (28) innerflate.

3. Styreledningsverneanordning i samsvar med patentkrav 2, karakterisert ved en slepestrimmel (40) festet til det annet elements (28) ytterflate motsatt kanalen (36) og som rager radialt utover for inngrep med et borehullsforingsrør (46) for å motvirke at styreledningen eller -ledningene (38) blir sittende fast mellom en produksjonsrørskjøt (14) og borehulls-foringsrøret.

4. Styreledningsverneanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at det annet element (28) består av to partier (28a, 28b) som ved hjelp av tapper (44) er hengslet forbundet med et kappeavgrensende element (42) som er utformet med en fordypning (43) for opptakelse og plassering av styreledningen eller -ledningene.

5. Styreledningsverneanordning i samsvar med patentkrav 4, karakterisert ved at det kappeavgrensende element er utformet som et todelt element (45, 46), hvorav én del (45) er hengslet forbundet med stroppartiene (28a, 28b) ved hjelp av nevnte tapper (44), og den annen del (46) er hengslet til førstnevnte del (45), idet delene (45, 46) kan atskilles for å tillate anbringelse av styreledningen eller -ledningene i fordypningen (47).

6. Styreledningsverneanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved nevnte kappeavgrensende organ omfatter et U-formet klemelement (48) montert på ytterflaten av det annet element (28).

7. Styreledningsverneanordning i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at det annet element (52) omfatter et avstandselement anbringbart mellom produksjonsrørstrengen (51) og en annen produksjonsrør-streng (50), samt en konsoll (54) hengselforbundet med avstandselement et (52) for å omslutte den annen produksjonsrørstreng (50).

8. Styreledningsverneanordning i samsvar med patentkrav 7, karakterisert ved at nevnte kappeavgrensende organ er anordnet på avstands-elementet (52) for å oppta og plassere en styreledning eller -ledninger (38) i nærheten av begge produksjonsrørstrenger (50, 51).

9. Styreledningsverneanordning i samsvar med patentkrav 1 eller 7, karakterisert ved at stroppen (22) omfatter et bøyelig stålbånd, idet klemskruene (34) er innrettet til å foranledige periferispenning i stroppen (22) når de trekkes til innenfor vuggetappene (25, 32), for å gjøre styreledningsverneanordningen fast til produksjonsrørstrengen (14, 51).