NO813023L - Boretaarnkrok - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt roterende jord- eller grunnboretårn og går mer spesielt ut på en boretårnkrok av det slag som benyttes for opp- og nedheising av rør-lengder i et borehull.

Ved roterende jord- eller grunnboretårn, som anvendes

til boring av olje- og gassbrenner, blir det benyttet en løpe-blokk/krokanordning for tripping av rørlengden inn i borehullet og ut av dette. Ved hevingen av rørlengden blir det anbrakt en elevatoranordning rundt rørets muffeende, som holdes fast ved hjelp av et kilebelte i rotasjonsbordet. Et par stållenker tjener til å forbinde elevatoranordningen med boretårnkroken. Boretårnkroken og den tilkoplete løpeblokken heises opp langs boretårnets vertikale akse ved hjelp av en kabel/leddmekanisme.

Rørstrengen strekker seg av og til flere tusen fot ned

i grunnen, og det fordres derfor store og massive boretårnkroker. Tidligere kjente kroker omfatter vanligvis en skaftdel som kan bevege seg fritt opp og ned inne i en utvendig kappe. En skrue-fjær er anbrakt rundt skaftdelen i krokkappen. Den øvre enden avskaftdelen er forsynt med et fjærsete som samvirker med skruefjæren, slik at den vertikalt nedadrettede bevegelsen av skaftdelen som finner sted når kroken utsettes for belastning, med-fører sammentrykking av fjæren.

Ved oppløfting. av en rørlengde fra borehullet, utkoples kilebeltet og vekten av rørstrengen fører krokens skaftdel nedover langs kappens vertikale akse, noe som forårsaker sammentrykking av skruefjæren rundt skaftdelen. Når rørlengden er løftet så høyt opp at den befinner seg i korrekt stilling, settes kilebeltet igjen i virksomhet ved rotasjonsbordet og røret skrues løs. Under utskruingen av den gjengete skjøtforbindelse utøver skruefjæren i boretårnkroken en oppadrettet kraft på rørlengden. Denne kraft bidrar til løsskruingen og til oppløftingen av rør- lengden tilstrekkelig høyt til at den kan beveges i sideretnin-gen.

Tidligere kjente kroker har vært utstyrt med en hydraulisk støtdemperanordning, som tjener til å redusere virkningen av den hoppebevegelse som opptrer når røret heises opp fra borehullet. En slik krok med støtdemperanordning er f.eks. vist i publikasjonen BJ-HUGHES, INC,. 1978-1979 Product Index med tittelen "Oil Field Products and Systems" på side 15, som det herved henvises til. Uten en slik demperanordning ville rørstren-gens hoppende eller rykkende bevegelse kunne forårsake skade på gjengeforbindelsene i skjøtene som forbinder rørseksjonene med hverandre. Foruten å gi opphav til nevnte rykkvise virkning var stålskruefjærene ved tidligere kjente kroker av og til utsatt for sviktende funksjon og brudd som følge av ekstreme tem-peraturer i kalde klima.

Oppfinnelsen tar derfor sikte på å skaffe frem en forbedret, boretårnkrok for oljebrønner som er selvdempende og eliminerer behovet for en støtdemperanordning.

Dessuten tilsikter oppfinnelsen å fremskaffe en forbedret boretårnkrok som ikke er utsatt for å svikte i kalde klima.

Boretårnkroken ifølge oppfinnelsen innbefatter følgelig

en kappe og en skaftdel, som er anbrakt inne i kappen og er: bevegelig langs samt roterbar rundt kappens vertikale akse.

Et selvdempende fjærorgan omfattende vekslende lag av fast og elastomert materiale er anbrakt omkring skaftdelen for fjærende dempning av skaftdelens vertikale bevegelse. Fjærorganet samvirker med et fjærfeste, som er festet til skaftdelen, slik at vertikalt nedadrettet bevegelsé av skaftdelen bevirker sammentrykking av fjærorganet. Til den nedre enden av skaftdelen er det gjort fast et kroklegeme.

Ved en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen omfatter boretårnkroken en kappe og en skaftdel, som er anbrakt inne i kappen for å beveges langs og roteres rundt kappens vertikale akse. Skaftdelen har en øvre flensende, et mellomliggende parti og en nedre ende. En svivelring er montert koaksialt med skaftdelen i kappen og har en åpning for å opp'ta skaftdelens mellomliggende parti. En selvdempende fjær er anbrakt rundt skaftdelen i kappen og omfatter vekslende lag av stål og syntetisk gummi. Nevnte vekslende lag er bundet sammen ved grenseflatene. Et fjærfeste er festet til skaftdelen og står i inngrep med fjæren, slik at vertikalt nedadrettet bevegelse av skaftdelen trykker fjæren sammen. Et kroklegeme er festet til den nedre ende av skaftdelen.

På tegningene viser:

Fig. 1 et sideriss av kroken, delvis i snitt.

Fig. 2 kroken sett forfra.

Fig. 3 et planriss av et element av den selvdempende fjær ifølge oppfinnelsen. Fig. 4 et tverrsnitt gjennom et element av den selvdempende fjæren etter linjen IV-IV i fig. 3.

I fig. 1 er det vist en boretårnkrok som generelt er be-tegnet med 11. Boretårnkroken 11 har en bøyle 13 for tilkopling til en løpeblokk (ikke vist) som inngår i et roterbart boretårn.

Bøylen 13 er forsynt med en hylse 15 i den ene enden og

et åk 17 i den motsatte enden for løsbart inngrep med samvirk-ende åk 21 og hylse 19 på krokens kappe 23. Hylsene 15, 19 og åkene 17, 21 er utformet med boringer for opptak av festetapper 16, 18.

En skaftdel 25 er anbrakt inne i kappen 23 for bevegelse langs og rotasjon omkring kappens 23 vertikale akse. Skaftdelen 25 er polygonal i tverrsnitt og omfatter en øvre flensende 27, et mellomliggende parti 29 og en nedre ende 31.

En svivelring 33 har en øvre flensende 35, en tverrgående øvre flate 37 og en stort sett sylindrisk nedre seksjon 39 og er montert koaksialt med skaftdelen 25 i krokkappen 23. Svivelringen 33 har en polygonal åpning 41, som er utformet for å oppta skaftdelens 25 mellomliggende parti 29, slik at rotasjon av skaftdelen 25 forårsaker tilsvarende rotasjon av svivelringen 33. Svivelringens 33 øvre flensende 35 hviler på et lagerorgan med en øvre kulebane 43, en nedre kulebane 45 og et antall kuler

47. Den nedre kulebanen 45 opptas av en periferisk avsats 49

i kappen 23. En ringformet fjærstyring 50 er forsynt med en utvidet leppe 52 ved sin nedre ende og hviler på svivelringens 33 øvre tverrgående flate 37. Fjærstyringens 50 innerdiameter er valgt slik at skaftdelens 25 øvre flensende 27 kan gli på innsiden av fjærstyringen 50 mens skaftdelen 25 beveger seg langs krokkappens vertikale akse.

Et kroklegeme 51 er utformet med et spor 53 for å oppta den nedre enden 31 av skaftdelen 25. En tapp 55 passerer gjennom en sylindrisk åpning 57 i kroklegemet 51 og gjennom en korre- sponderende åpning i den nedre skaftenden 31. Tappen 55 blir holdt på plass ved hjelp av skrulokk 59, 61 og hodeskruer 63, 65 . Kroklegemet 51 innbefatter også en salformet låsearm 67:med en sjakkel 69 for opptak av kroklegemets 51 fremre ende 71 (se fig. 2). Låsearmen 67 er svingbart lagret på kroklegemet 51 ved hjelp av en tverrtapp 73. Sidearmer 68, 70 er løsbart festet til kroklegemet 51 ved hjelp av bolter 72, 74, 76 og 76 og er innrettet til å oppta elevatorledd (ikke vist) som strekker seg fra elevatoraggregatet på boretårndekket.

Et ringformet fjærfeste 77 er utformet med en avsmalnet ende 79 og en utvidet ende 81 og er forbundet med den øvre flens-enden 27 på skaftdelen 25 ved hjelp av et antall kuler i en felles kulebane 83. Fjærfestets 77 utvidete ende 81 står i inngrep med et selvdempende fjærorgan 85, som er anordnet omkring skaftdelen 25 i krokkappen 23, slik at vertikalt nedadrettet bevegelse av skaftdelen 25 trykker sammen fjærorganet 85.

Fjærorganet 85 er nærmere vist i fig. 3 og 4 og omfatter en øvre ring 87 og en identisk nedre ring 89 av stivt, fast materiale, fortrinnsvis stål. Sammentrykket mellom den øvre ringen 87 og den nedre ringen 89 er et ringformet lag.91 av elastomermateriale. Det ringformete laget 91 består fortrinnsvis av en naturlig eller syntetisk gummi såsom butyl- eller nitril-gummi. Det ringformete laget 91 er bundet til den øvre og nedre ringen 87, 89 ved hjelp av et passende bindemiddel for sammen-binding av gummi og metall.

Individuelle fjærelementer er stablet ovenfor hverandre

og er heftsveiset til ytterkantene på metallplatene, slik at fjæren i sin helhet består av vekslende lag av fast og elastomert materiale, hvor nevnte vekslende lag er bundet sammen med hverandre ved deres grenseflater.

Under drift utsettes kroklegemet 51 for en belastning,

som påføres gjennom tappen 55 til skaftdelen 25, slik at denne bringes til å bevege seg nedover langs krokkappens 23 vertikale akse. Fjærfestet 77 beveger seg nedover sammen med skaftdelen 25, idet den utvidete enden 81 påvirker det selvdempende fjærorganet 85 for sammentrykking av dette. Etter å ha beveget seg nedover kommer skaftdelen 25 til anlegg mot svivelringen 33

og belastningen overføres gjennom lagerorganet og den periferiske avsatsen 49 til krokkappen 23 og bøylen 13.

Det turde umiddelbart ha fremgått av det foregående at oppfinnelsen medfører betydelige . fordeler. Boretårnkroken ifølge oppfinnelsen kan tilvirkes med dobbelt så store fjærkrefter eller mange ganger større fjærstyrker enn hva som har vært mulig ved kjente kroker med skruefjærer av stål. Boretårnkroken ifølge oppfinnnelsen er selvdempende og eliminerer den rykkvise tilbake-før ingsbevegelse som knytter seg til stålfjærer uten bruk av en støtdemperanordning. Boretårnkroken ifølge oppfinnelsen er ikke utsatt for fjærsvikt eller -brudd i kalde klima, slik det enkelte ganger skjer med kroker som er forsynt med stålfjærer.

Selv om oppfinnelsen bare er illustrert i en enkelt ut-førelsesform, er det klart at den ikke er begrenset til denne men kan underkastes endringer og modifikasjoner uten å fravike oppfinneIsestanken.

Claims (8)

1. Boretårnkrok for oljebrønner,karakterisertved at den omfatter en kappe (23) og en skaftdel (25), som er anbrakt inne i kappen og er bevegelig langs samt roterbar rundt kappens (23) vertikale akse, et selvdempende fjærorgan (85), som er plassert omkring skaftdelen, for fjærende dempning av dennes vertikale bevegelse og som omfatter vekslende lag av fast og elastomert materiale, et fjærfeste (77) som er fastgjort til skaftdelen og samvirker med fjærorganet, slik at nedadrettet vertikal bevegelse av skaftdelen trykker fjærorganet sammen, og et kroklegeme (51) som er forbundet med skaftdelens (25) nedre ende (31).

2. Boretårnkrok for oljebrønner,karakterisertved at den omfatter en kappe (23)', en skaftdel (25) som er anbrakt inne i kappen og er bevegelig langs samt roterbar rundt kappens vertikale akse og omfattende en øvre flensende (27), et mellomliggende parti (29) samt en nedre ende (31), en svivelring (33) som er montert koaksialt med skaftdelen i kappen og forsynt med en gjennomgående åpning for å oppta skaftdelens mellomliggende parti (29), en selvdempende fjær (85) som er anbrakt rundt skaftdelen i kappen og omfatter vekslende lag av fast og elastomert materiale, hvilke vekslende lag er bundet sammen med hverandre ved sine grenseflater, et fjærfeste (77) som er fastgjort til skaftdelen og samvirker med fjæren (85) slik at vertikalt nedadgående bevegelse av skaftdelen trykker fjæren sammen, og et kroklegeme (51) som er festet til skaftdelens (25) nedre ende (31). •

3. Boretårnkrok for oljebrønner,karakterisertved at den omfatter en kappe (23), en skaftdel (25) som er anbrakt inne i kappen for å beveges langs og roteres rundt kappens vertikale akse og som har en øvre flensende (27), et mellomliggende parti (29) samt en nedre ende (31), en svivelring (33) som er montert koaksialt med skaftdelen i kappen og forsynt med en ringformet gjennomgående åpning for å oppta skaftdelens mellomliggende parti (29), en selvdempende fjær (85) som er anbrakt omkring skaftdelen i kappen og omfatter vekslende lag av metall og gummi, et fjærfeste (77) som er fastgjort til skaftdelen og samvirker med fjæren, slik at nedadrettet vertikal bevegelse av skaftdelen trykker fjæren sammen, og et kroklegeme som er festet til den nedre ende av skaftdelen.

4. Boretårnkrok for ojebrønner,karakterisertved at den omfatter en kappe (23), en skaftdel (25) som er anbrakt inne i kappen for å beveges langs samt roteres rundt kappens vertikale akse og som omfatter en øvre flensende (27), et mellomliggende parti (29) og en nedre ende (31), en svivelring (33) som er montert koaksialt med skaftdelen (25) i kappen og er utformet med en gjennomgående åpning for å oppta skaftdelens mellomliggende parti, en selvdempende fjær (85) som er anbrakt rundt skaftdelen i kappen og som omfatter vekslende lag av stål og gummi, i et fjærfeste (77) som er fastgjort til skaftdelen og samvirker med fjæren, slik at nedadrettet vertikal bevegelse trykker sammen fjæren, og et kroklegeme som er festet til den nedre enden.av skaftdelen.

5. Boretårnkrok for oljebrønner og av det slag som omfatter en kappe, en skaftdel som er anbrakt inne i kappen for å beveges, langs og roteres rundt kappens vertikale akse, et fjærfeste, som er fastgjort til skaftdelen for å samvirke med en fjær, og et kroklegeme som er festet til den nedre enden av skaftdelen,karakterisert veden selvdempende fjæranordning (85), som er anbrakt rundt skaftdelen (25) i kappen (23), slik at nedadrettet vertikal bevegelse av skaftdelen og fjærfestet (77) trykker sammen fjæranordningen (85), og at fjæranordningen omfatter vekslende lag av fast og elastomert materiale.

6. Boretårnkrok for oljebrønner og av det slag som omfatter en kappe, en skaftdel som<v>er anbrakt inne i kappen for å beveges langs og roteres rundt kappens vertikale akse, et fjærfeste som er fastgjort til kappedelen for å samvirke med en fjær ved nedadrettet vertikal bevegelse av skaftdelen, og et kroklegeme som er festet til den nedre enden av skaftdelen,karakterisert veden selvdempende fjær (85) som er anbrakt rundt skaftdelen (25) i kappen (23) og omfatter vekslende lag av fast og elastomert materiale, idet nevnte vekslende lag er bundet sammen med hverandre ved deres grenseflater.

7. Boretårnkrok for oljebrønner og av det slag som omfatter en kappe, en skaftdel som er anbrakt inne i kappen for å beveges langs og roteres rundt kappens vertikale akse, et fjærfeste som er fastgjort til skaftdelen for påvirkning av en fjær ved nedadrettet vertikal bevegelse av skaftdelen, og et kroklegeme som er festet til den nedre ende av skaftdelen,karakterisert veden selvdempende fjær (85) som er anbrakt rundt skaftdelen i kappen (23) og omfatter vekslende lag av metall og gummi.

8. Boretårnkrok for oljebrønner og av det slag som omfatter en kappe, en skaftdel som er anbrakt inne i kappen for å beveges langs og roteres rundt kappens vertikale akse, et fjærfeste som er fastgjort til skaftdelen for påvirkning av en fjær ved nedadrettet vertikal bevegelse av skaftdelen, og et kroklegeme som er festet til den nedre enden av skaftdelen,karakterisert veden selvdempende fjær (85) som er anbrakt rundt skaftdelen (25) i kappen (23)- og omfatter vekslende lag av stål og gummi.