SE530810C2 - Anordning och förfarande vid bergborrning - Google Patents

Description

20 25 30 35 530 810 2 gängorna i gängförbanden vid respektive hopkoppling av borrör, liksom vid hopkopplingen av första borrör till slitadapter, slitadapter till adapter och adapter till rotationsenhet/bergborrmaskin, vanligtvis att skruvas allt fastare* tillsammans, då de roterande enheterna har en rotationsriktning som strävar efter.att skruva handel och hondel i ett gängförband fastare mot varandra. Detta gäller i synnerhet gängförbandet mellan slitadaptern och adaptern samt gängförbandet mellan adaptern och rotationsenheten/bergborrningsmaskinen. Eftersom dessa gängförband är de innerst belägna vid borrutrustningen innefattande rotationsenhet, adaptrar och borrsträng, och som sålunda tar emot de hopvridande krafterna i gängförbandet under längst-tid, utsätts sagda gängförband för de mest sammangängande krafterna. En anledning till detta är att dessa gängförband inte tas isär vid byte av borrör eller borrkrona eller vid den skarvningsoperation som krävs vid borrning av djupare hål än vad som klaras med en borrstång, alt. ett borrör.

Vid isärtagning av gängförbanden mellan borrenheter i borrsträngen förekommer det att de vrids isär medelst hydrauliska käftar, som anordnas att greppa om borrenheterna på ömse sidor av gängförbandet.

Denna typ av käftar kan dock normalt ej samtidigt greppa rotationsenheten/bergborrmaskinen och adaptern, alternativt adaptern och slitadaptern, varvid denna typ av hjälpmedel ej kan användas i detta sammanhang. il " ' Speciellt vid koniska gängförband är det svårt att sära slitadaptern från adaptern och adaptern från rotationsenheten eller bergborrmaskinen. Trots att det finns vissa andra specialverktyg anpassade till detta kan de ofta endast med stora svårigheter frigöras från varandra.

Dokumentet US 3 233 499 visar ett exempel på ett förband där en mutter kan lossas med hjälp av ett pålagt vätsketryck i en spalt.

Muttern i detta dokument är av en mycket speciell typ och med specifika anordningar inrättade för lösgörande av mutter från en gängad stång. Arrangemang av den art som visas i denna skrift är ej applicerbara på gängförband mellan borrenheter enligt beskrivningen Ovan . 530 810 3 Dokumentet EP O 957 233 uppvisar ett gängförband för skarvning av rör vid inom olje- och gasindustri. En trycksatt fluid används huvudsakligen för montering av gängförbanden, men anges även kunna användas för särtagning av förband. Någon antydan om personsäkerhetsrisker vid särtagning av förbandet till följd av högt tryck i förbandet finns inte. Ej heller finns någon sådan antydan i dokument GB 2 148 439, vilket avserrgängförband som snäpps samman men gängas isär med hjälp av trycksättning- Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetedken Él0_~.

Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att anvisa en 'lösning för att minska olägenheterna med den kända tekniken. fIEnligt en aspekt av uppfinningen presenteras anordningar med *Q kännetecknen enligt de bifogade självständiga patentkraven.l,7 ;15i' och 10." .Enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen presenteras ett .förfarande med kännetecken enligt det bifogade oberoende förfarandekravet. ~íïYtterligare fördelaktiga utföranden av uppfinningen framläggs i de 4 beroende patentkraven. 20 Anordningar enligt uppfinningen är i generella termer: z¿Bergborrningsenhet l med en gänga 4 för att kunna_skapa ett "aigängförband med en borrenhet 13 med en andra gänga lOr flzs 30 35 :nßergborrningsenheten och borrenheten inkluderar medel 8,l5,9,l6 för att efter sammanfogning av enheterna skapa ett tätt utrymme innefattande gängförbandet och en kanal 5 genom vilket detta utrymme kan trycksättas med en fluid inför särtagning av förbandet. Vidare ~omfattas en bergborrningsrigg inkluderande bergborrningsenhet och/eller borrenhet enligt ovan.

En väsentlig fördel som uppnås med hjälp av metoden och anordningar enligt uppfinningen är att isärtagning av ett gängförband mellan en bergborrningsenhet och en borrenhet, som de definierats i' patentkraven, starkt underlättas. Genom att, till ett förband mellan en bergborrningsenhet l och en borrenhet lö, tillföra en fluid under högt tryck via kanalen 5 etableras en ansenlig, huvudsakligen radiellt verkande, kraft i gängförbandet och därmed reduceras kraften 53Ü 810 4 som behövs för att vrida loss gängorna i förbandet från varandra; De 4. enda verktyg som krävs vid isärtagningen.kan härigenom inskränka sig *till tänger av standardtyp. Ofta räcker det att fixera den yttre 'delen och köra rotationsenheten med omvänd rotationsriktning i förhållande till under borrning.

Inom hela denna skrift skall begreppet fluid anses inkludera . begreppen fett, vätska, gas eller blandningar där huvudbestândsdelen ~1of kan inordnas under nämnda begrepp.

'Kort beskrivning av ritning Figuren visar i tvärsnitt av ett förband mellan tvâ enheter vid' bergborrning, var för sig exemplifierande uppfinningen, en 'r. bergborrningsenhet 1 till höger och en borrenhet l&;tiil¿vänsterr«I 15: 20 25 30 35 just detta illustrerade exempel utgör den högra delen en ände:av 'spindeln~i;en.rotationsennet för bergborrning och den vänstra delen jen.ände avïen adapter, Gängorna 4 och 10 ingående i'forbandet,är inneslutna.ifett'avtätat utryme som kan_trycksättas via en kanal 5 i k_gh¿_ vars ände i detta exempel en nippel 7 monterats för anslutning av exempelvis en fettspruta inför isärtagning av förbandet.

Detaljerad beskrivning av:föredragnafutfözingsformer Ett antal exemplifierande utföranden av uppfinningen beskrivs i det följande med stöd av den bifogade ritningen., LA Figuren visar ett exempel~på”den typ av förband där arrangemanget*'" enligt en aspekt av uppfinningen skall utövas. Förbandet~iliustrerar" 'x , .- en ände av en adapter 13, vilken är avsedd att kunna monteras vid en'Ü* ände av en spindel 1 i'en bergborrmaskin alternativt en bergborrningsrotationsenhet.

Adaptern 13 är i sin ena ända utförd med en yttre vägg 18, som uppvisar formen av en stympad kon, där denna yttre vägg är, åtminstone delvis, utförd med en utvändig konisk gänga 10. Genom adaptern kan ett hål sträcka sig axiellt, längs dess centrumlinje.

Detta hål kan användas for transport av trycksatt luft, alt. vatten eller olja, till drivning av borrmaskinen vid spetsen av en, i figuren inte visad, borrsträng, som anslutits till adaptern i dess andra ände.

Förbandet inkluderar även en andra borrenhet, i fortsättningen .l0 ' 15 2Q 530 B10 5 benämnd bergborrningsenhet 1, i detta fall exemplifierad av spindeln ; i bergborrningsrotationsenheten eller bergborrmaskinen. Denna spindel 1 är vid en första ända utförd med en invändig konisk gänga 4. Det är naturligtvis inget som hindrar att gängorna är.utförda tvärtom, dvs. att spindeln har en utvändig konisk gänga avsedd att tas emot av en adapter som har en invändig gänga.

Samma typ av förband kan upprättas mellan en adapter och en slitadapter, där adaptern motsvaras av.hänvisningen.l och . slitadaptern av hänvisningen 13. Detta fall är dock inte visat i ritningen, eftersom själva gängförbandet i respektive fall är _ ekvivalenta, där i huvudsak endast komponenternas'yttre”utformning' skiljer sig åt; ' _ 'J I 'Ett.gängförhand kan utbildas av?sagda_utvändiga och invändiga 'H "_gängorfI0§Ä, genom att_dessa gängor skruvas, dvs. gängas,_till varandra. Avgörande för uppfinningen är att minst en av _ bergborrningsenheten l och'horrenheten!lÉ; dvsf i ritningenM spindeln och adaptern eller andra motsvarande enheterf är försedd med en kanal 5 förbindande enhetens mantelyta Éylå och den vägg 3}l5 utefter vilken gängan 4,10 är formad. Vidare är dets väsentligt att såväl bergborrningsenheten 1 som borrenheten 13 är utrustade med mot varandra korresponderande tätande ytor * 8,15;94l6=belägna utefter väggen 3:18 och på ömse sidor av gängan 4;l0- Dessa tätande ytor ska vara anordnade sä att de efter * ,,sammanfogning av bergborrningsenheten'dchfhorrenheten kan täta 25 30 35 mot varandra direkt eller indirekt och sålunda bilda ett tätat och därmed trycksättningsbart utrymme i vilket gängorna iv förbandet utgör åtminstone delaríav utrymments hegränsningsytor.

Väsentligt är att kanalens 5 mynning i mantelytan 2,14 är ' åtkomlig utifrân även efter sammanfogning av enheterna 1,13 och att mynningen i väggen 3,18 är förlagd mellan nämnda tätande ytor 8,l5,9,l6. På så sätt kan det vid sammanfogning av enheterna bildade gängforbandet trycksättas genom att en fluid, såsom den .tidigare här definierats, tillförs~kanalen 5 under tryck; Härigenom underlättas väsentligt särtagning av gängförbandet. Det är vidare fördelaktigt att de tätande ytorna i bergborrningsenheten och borrenheten tätar indirekt mot varandra via ett elastiskt tätningsmedel ll. Detta tätningsmedel kan 530 810 6 lämpligen bestå av en 0-ring ll eller annan tatning.ägnad att motstå höga tryck. Det är då fördelaktigt.om åtminstone i endera ^ ,av bergborrningsenheten och borrenheten minst ett.spår är 'utformat.för montering av tätningsmedlet. Detta spår inkluderar "då en av de tätande ytorna. Vidare kan för att motstå höga tryck “ också en stödring 12 monteras i spåret.

I det i.figuren visade exemplet är en.fdrsta;ända'av.spindeln 1 “omgiven av en med cirkulärt tvärsnitt formad.yttre vägg eller »mantelyta 2 som omger spindelns första ända; Vid samma första ända av lfl; spindeln 1.är en invändig konisk vägg 3, med cirkulart tvärsnitt, försedd med en invändig gänga 4 och.inrättad för mottagande av en Vzmotsvarande koniskt utformad utvändig gänga 10, såsom visad vid 'wborrenheten 13, i detta fall exemplifieradfgenom'adapternÅ*DenH' fåf invândiga gängan 4 är.utförd längs en sektion av nämnda invändiga .is n I' w koniskafvägg;3; En genomgående kanal ar_anordnad i denna första andai .Vf av_spindeln mellan den yttre väggen och den inre väggen; Nippeln 7 är LIZQ 25' 30 35 .Wharvid monterbar i_den yttre vaggen.i nämnda kanal, där denna kanal fskär den yttre väggen. Anslutningsmedel ö_för.nipneln'7 är darvid :anordnade i kanalmynningen mot mantelytan 2,.Detta,anSlutningsmedel ,sk§ kunna skapa en tät och_mekaniskt stabil anslutning_mot nipneln, Normaltfutgörs det av en gänga men kan t.exf aven utgöras av en förträngning nära själva mynningen för att förhindra_att,en nippel_ med expanderande fästmedel lossnar vid höga tryckt '-I"det"falï en slitadapter gängad till en adapter blir beskrivningen denaämaÉ »-som_i föregående stycke. Bergborrningsenheten 1~kanÅda utgöra endera. : adapter eller slitadapter och borrenheten 13 utgör följaktligen den andra korresponderande enheten. Likaså kan på samma sätt förbandet avse två borrör eller borrstänger ingående i en borrsträng eller en; borrkrona och ett borrör alternativt borrstång.

En avsikt med konstruktionen enligt uppfinningen är att trycket, ~hos fluiden, som den tidigare definierats, gör att utrymmet mellan gängorna utsätts för en i huvudsak radiellt riktad kraft och därmed expanderar. Detta underlättar isartagningen av en borrenhet förbunden med en bergborrningsenhet genom ett gängförband. Om fluiden består av fett eller olja eller på annat sätt getts '"smörjande egenskaper bidrar dessa fluídegenskaper till att minska .' 10 530 B10 7 :friktionen mellan gängförbandets delar och underlättar därmed ytterligare_särskiljandet. Å andra sidan kan.då noggrann rengöring ' av gängorna bli nödvändig inför återmontering för att inte gängorna ska lossna på fel ställe t.ex. vid inskarvning av ett nytt borrör vilket kan föregås av att rotationsenheten körs med omvänd rotationsriktning under det att borrör/borstång fasthàlles. Ur . denna aspekt är det gynnsammare om fluiden inte har smörjande egenskaper.

Det är således angeläget att förhindra att nippeln 7 förväxlas med“ *en vanlig smörjnippel och att t.ex. fett därvid av misstag sprutas- in.vid:ordinarie service på bergborrningsutrustningen,;Endera_ skulle nippeln kunna döljas med en huv som både skyddar mot smnts I och mekanisk skada men också mot ovanstående förvaxlingsrisknn ,lfi ~l Enklast ges dock detta skydd genom att nippeln normalt inte är.~1 ^l5 *tillförsel .av en fiuíd, enligt fidigefe definieienfmela ne~gt*tà_»yek» - * :zon a 25 30 35 .monterad utan ersatt av en plugg under vanlig användning. När.behov'" av extra lösgörningskraft för förbandet;uppstår ansluts nippeln , istället för proppen och f1uiden:tillförs;.. f ' ' i'Nippeln'är av nögtryckstyp, dvsï den skall vara dimensidnerad för lämpligen åtminstone till 800 bar. Fluiden kan medelst en vanligt smörjspruta eller dm så önskas med en handdriven tryckoljepump tillföras kanalen 5. Redan vid betydligt lägre tryck tçexï från 300 bar kommer dock tillförsel av fluiden att underlätta ísärtagningen.

:Trycket-som anbringas på gängförbandet ligger inom intervallet 100 bar till 1000 bar, företrädesvis 500 bar till 800 bar. Även högre utryck kan dock förekommas.Då'måste~emellertid'komponenter.av'högrei klass användas.

Nippel.av Högtryckstyp innebär t.ex. att backventilen, vanligen i form av en kula som tätar mot nippelns munstycke skall motstå de angivna trycknivåerna.

När O-ringar utnyttjas som tätningar, kan de företrädesvis vara utförda.av hårdare material; samt att de är utförda med stödringar, så att tätningarna blir annassade till de höga tryck som förekommer i ' förbandet, när fluiden, t;ex. utgörande fett eller olja, sprutas in.

Fluiden som tillförs via kanalen 5 kan spridas i själva gängförbandet via den kanal som alltid förekommer mellan 10 ~1s 539 810 8 igängtopparna på den ena gängan och gängdalarna i den andra'gängan*a'.” och i spalten mellan bergborrenhetens vägg 3 och borrenhetens vägg 18.

Det bör också noteras att förbandet efter insprutning av t.ex. olja med högt tryck kan innebära en säkerhetsrisk eller risk för ntsläpp till omgivningen när gängförbandet tas isär. Av detta skäl kan konstruktionen utformas så att den tätning 15,16 som tätar förbandet in.mot det axiella hålet öppnas tidigare vid isärskruvning av 'förbandet än den tätning 8,9 som är belägen längre utji;förbandet, dvs. än den tätning som har den större diametern..Detta.kan t;ex. utföras som i figuren genom att arrangera spârens lägen utefter' korresponderande tätande ytor på motstående.bergborrningsenhet så att . det inre spåret vid särtagning av förbandet lämnar sin korresponderande tätande yta först. Härigenom kommer det inneslutna, ' utrymmet i gängförbandet att öppnas först mot den inre delen-av för=< bandet, varvid en eventuell stråle av olja nnder'högt:tryck är riktad"" inàt mot;förbandets axiella hålrum, vilket innebar att risk för personskada eller nedsmutsning av omgivningen undviks; Ett annat sätt «;att ta hand om fluiden är att förse endera bergborrningsenheten 1. :^20e eller borrenheten 13 med en andra kanal utformad~på_analogt sätt med kan den första kanalen 5 bortsett från att denna andra kanal om den är . anordnad i bergborrningsenheten kan ha en mynning i den första kanalen.5 i stället för eller utöver mynningen i väggen.3 mellan_ 1 tätningsytorna 8,15. 1 den_andra kanalens mynning mot mantelytan är 25» fästmedel, såsom en gänga, för ett öppningsbart»evakneringsdon för "¿ den trycksatta fluiden anordnat. Ett öppningsbart_evakueringsdon kan 30' 35 också vara monterat i sagda mynning. Efter att trycksättning skett och förbandet därmed gjorts enkelt löstagbart_kan detta , evakueringsdon öppnas för att på ett säkert sätt ta hand om V utströmmande fluid. Donet kan t;ex. anta formen av en vanlig luftningsventil välkänd från exempelvis hydrauliska bromssystem.

Bergborrningsenheten respektive borrenheten kan sammanfattningsvis, som beskrivits, var för sig ntgöras av något-av följande: bergborrmaskin, bergborrningsrotationsenhet, bergborrningsadapter, bergborrningsslitadapter, borrör, borrstång eller borrkrona.

Vid användning är bergborrmaskiner är oftast en eller flera av dessa monterade på en bergborrigg för positionering och inriktning liksom 530 810 9 för styrning av ingående enheter i bergborrmaskïnerna.

Tätningsanordningar pà bergborrninosenhét och borrennet ska kfinna motstå tryck på 100 - 1000 bar - företrädesvis 500 - 800 bar. f Bergborrningsenhet kan i sin motsatta ända §ar'ütformad som en borrenhet och omvänt.

Naturligtvis är det inget som hindrar att upofinningen tillämpas vid ~ gängade enheter som inte har koniska oangavsnitt eller genomgående" axiella hål.

Claims (1)

1. 10 15 20 25 30 35 3. 53Ü 810 10 RÄTENTKRÅY Bergborrningsenhet (1) inkluderande en yttre mantelyta (2) och en första gänga (4) bildad utefter en vägg (3) vid bergborrningsenhetens ena ände, och där bergborrningsenheten vidare är anslutbar till en borrenhet (13) innefattande en andra gänga (10) för bildandet aven gängförband mellan bergborrningsenhetens (1) och borrenhetens (13) gängor (4,10) vid anslutning av enheterna till varandra, och där sagda vägg (3) är förbunden med eller inkluderar såväl en första tätande yta (8) som en andra tätande yta (15) där sagda tätande ytor (8,l5)är belägna på var sin sida av den första gängan (4) och där de tätande ytorna (8,l5) är anordnade att efter anslutning av borrenheten (13) täta direkt eller indirekt mot på borrenheten befintliga mot dessa korresponderande tätande ytor (9,l6), och där bergborrningsenheten vidare inkluderar en första kanal (5) mynnande, dels i mantelytan (2) och åtkomlig från bergborrningsenhetens utsida även efter anslutning av borrenheten, dels i sagda vägg (3) mellan bergborrningsenhetens tätande ytor (8,15) för att efter anslutning av borrenheten (13) möjliggöra införandet av en trycksatt fluid genom kanalen (5) till det bildade gängförbandet för att därigenom etablera en i huvudsak radiellt riktad kraft verkande särskiljande på gängförbandet för att därmed underlätta särtagning av förbandet, kânnetacknad av att bergborrningsenheten inkluderar ett första medel för att kontrollerat evakuera den trycksatta fluiden och därmed förhindra att fluiden orsakar personskada vid särtagningen av gängförbandet. Bergborrningsenheten enligt krav 1 där sagda första medel utgörs av att de tätande ytorna (8,15) är utformade så att de-i samverkan med de korresponderande tätande ytorna (9,l6) på borrenheten vid särtagning av gängförbandet först öppnar det inneslutna utrymet i gängförbandet mot den inre delen av förbandet. i Bergborrningsenheten enligt krav l där sagda första medel utgörs av en andra kanal mynnande, dels i mantelytan¿ dels mellan '15 7. 20 25 30 35 8. 530 810 1] sagda tätande ytor (8,l5) eller i första kanalen (5) och där den andra kanalen i mynningen mot mantelytan kan förses med ett öppningsbart evakueringsdon för att efter anslutning av borrenheten och trycksättning av det då uppkomna gängförbandet möjliggöra kontrollerad evakuering av fluiden genom den andra kanalen i samband med särtagningen av gängförbandet. Bergborrningsenheten enligt något av föregående krav vidare inkluderande ett spår inkluderande en av sagda tätande ytor (8,l5) och där spåret är anpassat för montering av ett x-.atningsmedei (11) ' Bergborrningsenheten enligt något av föregående krav där den första gängan är en invändig gänga. Bergborrningsenheten enligt något av föregående krav där den första gängan är utbildad på en koniskt formad yta. Borrenhet (13) inkluderande en yttre mantelyta (14) och en andra gänga (10) bildad utefter en vägg'(18) vid borrenhetens ena ände, och där borrenheten vidare kan anslutas till en bergborrningsenhet (1) utformad enligt något av föregående krav för bildandet av ett gängförband mellan borrenhetens (13) och bergborrningsenhetens (1) gängor (l0,4) vid anslutning av enheterna till varandra, där vidare sagda vägg (18) är förbunden med eller inkluderar såväl en tredje tätande yta (9) som en . fjärde tätande yta (16) och där sagda tätande ytor (9,16)är belägna på var sin sida av den andra gängan (10) och där borrenhetens tätande ytor (9,16) är anordnade att efter anslutning av bergborrningsenheten (1) täta direkt eller indirekt mot på bergborrningsenheten befintliga tätande ytor (8,15) för .att efter anslutning av borrenheten (1) möjliggöra införandet av en trycksatt fluid genom kanalen (5) till det bildade gängförbandet för att därigenom etablera envi huvudsak radiellt riktad kraft verkande särskiljande på gängförbandet för att därmed underlätta särtagning av förbandet, kânneteoknad av att borrenheten inkluderar ett andra medel för att kontrollerat evakuera den trycksatta fluiden och därmed förhindra att fluiden orsakar personskada vid särtagningen av gängförbandet. Borrenheten enligt krav 7 där sagda andra medel utgörs av att 5 9. 10 10. 15 ll. 20 12. 25 530 B10 12 de tätande ytorna (9,l6) är utformade-så att de i samverkan med de korresponderande tätande ytorna (8,15) på bergborrningsenheten vid särtagning av gängförbandet först öppnar det inneslutna utrymet i gängförbandet mot den inre delen av förbandet. Borrenheten enligt krav 7 där det andra medlet utgör en andra kanal mynnande, dels i mantelytan (14), dels i väggen (18) mellan sagda tätande ytor på borrenheten (9,16), och där denna andra kanal i mynningen mot mantelytan (14) kan förses med ett öppningsbart evakueringsdon för att efter anslutning av bergborrningsenheten (1) och trycksättning av det då uppkomna gängförbandet möjliggöra kontrollerad evakuering av fluiden genom den andra kanalen i samband med särtagningen av gängförbandet. Borrenheten enligt något av kraven 7 till 9 vidare inkluderande minst ett spår (l7,l9) där spåret inkluderar en av borrenhetens tätande ytor (9,16) och år anpassat för montering av ett tätningsmedel (11). Bergborrningsrigg inkluderande en eller flera _ bergborrningsenheter och/eller borrenheter enligt något av föregående krav. Förfarande för särtagning av ett gängförband mellan en bergborrningsenhet (1) enligt något av kraven 1 tiil.6 och en borrenhet (13) enligt något av kraven 7 till 10 inkluderande stegen: en fluid tillförs under tryck genom en första kanal (5) till ett avtätat utrymme innefattande sagda gängförband bergborrningsenheten (l) och borrenheten (l3).skruvas isär '_ varvid medel för att kontrollerat evakuera den.trycksatta 30 13. fluiden för att förhindra att fluiden orsakar personskada_bringas att evakuera fluiden. Förfarandet enligt krav 12 där trycket genom fluiden bringas att uppgå till mellan 100 och 1000 bar, företrädesvis till mellan 500 bar och 800 bar.