NO844004L - Foringsroerseksjon - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår anordninger for å forbedre inn-pumping av sement i borehull.

Ved boring av et borehull blir først borehullet utformet og et foringsrør innført for foring av hullet. Foringsrøret er sammensatt av et antall sylindriske seksjoner som i rekke-følge føres ned i hullet og sammenskrues ende mot ende. Etter hvert som man kommer dypere minskes foringsrørets diameter.

Det er derfor vanlig å nedføre et antall foringsrørlengder av konstant diameter i hullet, deretter pumpe sement ned i forings-røret, ut av foringsrørets ende og inn i spalten mellom bore-hullveggen og foringsrørets yttervegg for avtetting av konstruk-sjonen samt for å holde den på plass, og når denne sementerings-operasjon er fullført føres ytterligere, sylindriske foringsrør-seksjoner med minsket diameter ned gjennom den første forings-rørseksjon og sammenskrues slik at de strekker seg nedad fra den første seksjon. Disse fremgangsmåtetrinn gjentas så med foringsrørseksjoner med minsket diameter. Det er også vanlig å anordne en sko ved bunnenden av den forreste foringsrørseksjon eller en innvendig krage et stykke nede langs den forreste foringsrørseksjon.

Ved utførelse av slike sementeringsteknikker oppstår der et problem p.g.a. "frittfallende" sement som opptrer under den innledende nedpumping av sementblanding i foringsrøret. Særlig med foringsrør av mindre størrelse, fra 100 mm diameter opp til 340 mm diamter, faller sementmassen fritt uten kontroll, og p.g.a. de trykk som hersker ved foringsrørets bunnende har sementen en tendens til å danne kanaler idet den forlater foringsrørbunnen, og straks disse kanaler har dannet seg har de en tendens til å hindre videre sementstrømning. Dette kan forårsake problemer ved pumpeoperasjonen, samt også føre til at sementen får mindre evne til å holde foringsrøret fast i stilling i borehullet.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveie-bringe midler hvorved sementmassens frie fall gjennom forings-røret kan kontrolleres.

Dette oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse ved bruk av en tilbakeslagsventil enten i foringsrørskoen ved bunnenden av den forreste foringsrørseksjon eller i en krage et stykke nede langs én av foringsrørseksjonene. Ved å bruke en tilbakeslags ventil i foringsrørskoen eller kragen vil skoen eller kragen holde det innstrømmende sementslam tilbake inntil der i forings-røret er bygget opp tilstrekkelig trykk til å åpne ventilen og derved tillate sementslammet å strømme ut av skoen eller kragen som en kontinuerlig utstrømmende masse.

Ved et foretrukket arrangement i henhold til oppfinnelsen er tilbakeslagsventilen innrettet til å åpne ved et trykk i

2

størrelsesorden 35 kg/cm .

I det følgende skal som eksempel beskrives en for tiden foretrukket utføringsform av en foringsrørsko og krage innbe-fattende en tilbakeslagsventil, i tilknytning til tegningen hvor: figur 1 er et lengdesnitt gjennom foringsrørseksjonens endeparti utstyrt med rørskoen og tilbakeslagsventilen,

figur 2 er et enderiss av holderplaten til tilbakeslagsventilen i rørskoen i figur 1, og

figur 3 er et lengdesnitt gjennom en foringsrørseksjon utstyrt med en krage som opptar en tilbakeslagsventil.

I figur 1 vises forreste ende, d.v.s. bunnenden, av en foringsrørseksjon 10 som innvendig er utstyrt med en forings-rørsko 12 av sement. Den øvre, d.v.s. venstre ende av forings-røret 10 har innvendige skruegjenger innrettet til å oppta en annen foringsrørseksjon, og et sylindrisk hull er utformet gjennom rørskoens 12 øvre ende. Innvendig i rørskoen er der anordnet et todelt hus 14a, 14b som danner et kammer 16 i hvilket er plassert en kule 18. Som vist hviler kulen 18 på ribber som er anordnet med lik innbyrdes avstand rundt huset med mellomrom for gjennomstrømning av sement forbi kulen. En boring 20 strekker seg inn i kulekammeret 16 for innstrømning av sement til rørskoen. En tetningsring 22 er anordnet i kulekammerets 16 øvre vegg for tettende inngrep med kulen 18 når den er forskjøvet oppad under bruk, d.v.s. til venstre som vist i tegningen.

I rørskoen er der også anordnet en holderplate 24 som

også virker som en strømningsregulatorplate. Platen 24 er gjengeforbundet med en ringformet hylse 25 som i sin tur er gjengeforbundet med huspartiet 14b. Som vist i enderisset av denne plate 24, er den utformet med tre bueformete strømnings-porter 26 som danner rørskoens strømningsareal. Holderplaten

24 omfatter også et hult sylindrisk tapp-parti 28 som strekker seg aksielt innad fra skoens utløpsende og som danner en ytre sylindrisk overflate på hvilken et hult stempel 30 kan bevege seg. Stempelet 30 omfatter et stempelhode 32, et ringformet hylseparti 34 som strekker seg i et overlappende forhold til tappen 28, med mellomliggende O-ring-tetningsorganer og en sentral stamme 35 som er beliggende ved dets ende motsatt stempelhodet i et sentralt hull gjennom holderplaten 24. En fjær 36 er anordnet som spennorgan for stempelet 30. Fjærens 36 ene ende ligger an mot stempelhodet 32 og dens andre ende ligger an mot holderplatens 24 innside. Med denne konstruksjon dannes et strømningskammer 3 8 rundt stempelhylsens 34 tapp-partiets 28 utside. En luftkanal gjennom stempelstammen 35

inn til det indre fjærkammer er angitt ved 40.

I en foretrukket utføringsform er eksempelvis innløps-boringens 20 diameter 50 mm, kulekammerets 16 diameter 100 mm, kulen har en diameter på 62 mm, stempelhodet 32 har en diameter på 100 mm og kammeret 28 har en diameter på 150 mm. Med disse dimensjoner blir tverrsnitts- eller strømningsarealet gjennom kammeret 38 ca. 4 ganger strømningsarealet gjennom boringen 20. Utløpsportene 26 i platen 24 er slik dimensjonert at strømnings-arealet ut fra skoen er stort sett lik strømningsarealet gjennom kammeret 38. Med et slikt arrangement kan hele trykket opprett-holdes i foringsrøret og innføringen av sement i foringsrøret

kan reguleres ved hjelp av rigg-pumpene.

Det vesentlige ved anordningen ligger i tilbakeslagsventilen som består av stempelet 30 og fjæren 36. Fjæren 36 er fortrinnsvis en varmebehandlet fosfor-bronse-fjær som er mon-tert i foringsrørskoen i svakt sammentrykket tilstand. Stempelet 30 kan forskyves mot kraften fra fjæren 36 og har en forutbestemt maksimal bevegelsesstrekning mellom helt lukket og helt åpen stilling. Bevegelsesstrekningen kan gjøres regu-lerbar. I den foretrukne utføringsform, hvis dimensjoner er angitt ovenfor, arbeider skoen tilfredsstillende dersom fjæren er slik at der innledningsvis er nødvendig med et starttrykk på 35 kg/cm 2 for å forskyve stempelet 30 fra dets sete. Det fjærbelastede stempel 30 kan være innrettet til å ha en maksimal bevegelsesstrekning på 50 mm, med et trykk på 70 kg/cm 2 for fullstendig åpning av stempelet 30. Dersom starttrykket er for lavt kan et ringformet mellomlegg (ikke vist) av aluminium anordnes under fjæren 36 for å kompensere for dette.

Selv om tilbakeslagsventilen ovenfor er beskrevet som anordnet i en foringsrørsko ved foringsrørets bunnende, kan den alternativt anordnes i en krage beliggende i et av forings-rørseks jonene , fortrinnsvis den nederste foringsrørseksjon,

for derved å utøve den samme funksjon, nemlig å tilbakeholde den fallende sement inntil et tilstrekkelig trykk er bygget opp i foringsrøret. Et slikt arrangement er vist i figur 3.

Claims (6)

1. Borehull-foringsrørseksjon omfattende et metallrør som i sin forreste ende er utstyrt med en foringsrørsko, karakterisert ved at en tilbakeslagsventil er anordnet i rørskoen for å hindre strømningsmateriale i å passere ut av foringsrørseksjonens forreste ende inntil trykket i foringsrørseksjonen har nådd en forutbestemt verdi.

2. Borehull-foringsrørseksjon omfattende et metallrør utstyrt med en innvendig ringformet krage, karakterisert ved at en tilbakeslagsventil er anordnet i kragen for å hindre strømningsmateriale i å passere gjennom kragen i retning mot foringsrørseksjonens utløpsende inntil trykket i forings-rørseksjonen på kragens innløpsside har nådd en forutbestemt verdi.

3. Foringsrørseksjon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tilbakeslagsventilen er beliggende på midtaksen til foringsrørseksjonen med en strømningskanal gjennom denne, og at tverrsnittsarealet til strømningskanalen gjennom tilbakeslagsventilen er i størrelses-orden fire ganger tverrsnittsarealet til en innløpsport for materiale som strømmer inn i tilbakeslagsventilen fra forings-rørseks jonen .

4. Foringsrørseksjon ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at tilbakeslagsventilen omfatter et stort stet sylindrisk hus, et stempel som kan bevege seg i lengderetningen i huset, en fjærinnretning som bender stempelet mot foringsrørseksjonens innløpsende, en sete-flate mot hvilken stempelet ligger an når trykket er mindre enn nevnte forutbestemte trykk, og en holderinnretning ved tilbakeslagsventilens utløpsende mot hvilken fjærinnretningen ligger an.

5. Foringsrørseksjon ifølge krav 4, karakterisert ved at stempelet omfatter et sylindrisk stammeparti hvis ytre ende er beliggende i et hull i holderinnretningen som omfatter en med hull utformet plate.

6. Foringsrørseksjon ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at huset ved stempelets innløpsside danner et kammer som strømningsmaterialet innledningsvis strø mmer inn i, i hvilket kammer er anordnet en kuleventil for å hindre strømning av materiale i motsatt retning mot foringsrørseksjonens innløpsende.