NO813382L - PROCEDURE AND APPARATUS FOR SEALING A PIPE PIPE - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og et apparat for avtetning av en rørledning. Mere spesielt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte og et apparat for avdeling og avtetning av en første seksjon av en neddykket rørledning fra en andre seksjon av en neddykket rørledning. The invention relates to a method and an apparatus for sealing a pipeline. More particularly, the invention relates to a method and an apparatus for separating and sealing a first section of a submerged pipeline from a second section of a submerged pipeline.

Ved offshoreproduksjon av olje og gass benyttes rør-ledninger for transport av produserte hydrokarboner til et lagringssted på land og til raffineringsanlegg. Fra tid til annen er det ved vedlikehold av rørledningen nødvendig å kontrollere trykktettheten for rørledningen eller en seksjon av rørledningen. En fremgangsmåte for gjennomføring av en slik kontroll er å oppdele og avtette rørledningen i en serie seksjoner ved hjelp av en trykkbevegelig pluggdel som vanlig-vis betegnes som en pigg (seU.S. patenter nr. 3.561.490, 3.903.730 og 4.077.435). Trykk kan så innføres etter hver-andre i hver seksjon for å kontrollere for lekkasje. For spesielle anvendelser, såsom avtetning av seksjonen av en rør-ledning som har en bøy med meget liten radius eller krumning, er det imidlertid vanskelig å bruke slike vanlige pigger. I tillegg er den pigg som er beskrevet i U.S. patenter nr. 3.561.490 og 4.077.435 komplisert og dyr i fremstilling og vedlikehold. In offshore production of oil and gas, pipelines are used to transport produced hydrocarbons to a storage location on land and to refining facilities. From time to time, when maintaining the pipeline, it is necessary to check the pressure tightness of the pipeline or a section of the pipeline. One method of carrying out such a check is to divide and seal the pipeline into a series of sections by means of a pressure-movable plug part which is usually referred to as a spike (see U.S. patents no. 3,561,490, 3,903,730 and 4,077. 435). Pressure can then be introduced one after the other in each section to check for leakage. However, for special applications, such as sealing the section of a pipeline which has a bend of very small radius or curvature, it is difficult to use such ordinary spikes. In addition, the spike described in U.S. Pat. patents no. 3,561,490 and 4,077,435 complicated and expensive to manufacture and maintain.

Det foreligger derfor et behov for en forbedret fremgangsmåte og et apparat for avtetning av en rørledning, hvor avtetningsinstrumentet skal være enkelt å fremstille og vedlikeholde og er istand til å kunne føres gjennom rørled-ninger som har uvanlige geometriske .former eller driftskrav. There is therefore a need for an improved method and apparatus for sealing a pipeline, where the sealing instrument must be easy to manufacture and maintain and is capable of being passed through pipelines that have unusual geometric shapes or operational requirements.

Foreliggende oppfinnelse er således rettet mot en fremgangsmåte og et apparat for separering og avtetning av en første seksjon i en neddykket rørledning fra en andre seksjon i en neddykket rørledning. The present invention is thus directed to a method and an apparatus for separating and sealing a first section in a submerged pipeline from a second section in a submerged pipeline.

Apparatet omfatter en sfærisk del som er beregnet for bevegelse langs det indre av en rørledning av indusert trykk. Fortrinnsvis er den spesifikke vekt for det fluidum som strømmer i rørledningen slik at den sfæriske del er nøy-tral med hensyn til oppdrift og derfor kan fremføres lettere. Apparatet innbefatter også et fastholdingselement som er be regnet på å festes mellom første og andre seksjon av rørled-ningen. Fastholdings- eller innspenningsdelen innbefatter en sentral fremstående del med en leppeflate ved én ende for opp-rettelse av kontakt med den sfæriske del og derved å<:>stoppe fremføring av den sfæriske del. Leppeflaten har en krummet profil med en radius som i det vesentlige er den samme som radiusen for den sfæriske del. Således vil ved kontakt mellom den sfæriske del og leppeflaten en trykktett avtetning dannes mellom den første og den andre seksjon av rørledningen. The apparatus comprises a spherical part which is intended for movement along the interior of a pipeline of induced pressure. Preferably, the specific weight of the fluid flowing in the pipeline is such that the spherical part is neutral with respect to buoyancy and can therefore be moved forward more easily. The apparatus also includes a retaining element which is designed to be fixed between the first and second sections of the pipeline. The retaining or clamping portion includes a central projecting portion with a lip at one end for making contact with the spherical portion and thereby <:>stopping advancement of the spherical portion. The lip surface has a curved profile with a radius which is essentially the same as the radius of the spherical part. Thus, upon contact between the spherical part and the lip surface, a pressure-tight seal will be formed between the first and the second section of the pipeline.

Fremgangsmåten omfatter trinnene med først å an-ordne en pigg i én ende av rørledningen og bygge opp et trykk i rørledningen bak piggen for å føre frem piggen langs det indre av rørledningen. Piggen føres frem til den kommer i kontakt med fastholdings- eller innspenningsdelen og danner derved en trykktett avtetning mellom de to seksjoner av rør-ledningen. Trykket i rørledningsseksjonen oppstrøms for innspenningsdelen blir øket og rørledningsseksjonen måles for lekkasje. Etter fullføring av målefasen blir trykket i den første seksjon av rørledningen oppstrøms for fastholdings-eller innspenningsdelen frigitt. Et trykkdifferensial blir så formet med det høyere trykk i den andre seksjon av rørled-ningen for frigjøring av piggen fra innspenningsdelen. Dette trykkdifferensial kan dannes av baktrykket som injiseres i den andre seksjon av rørledningen eller et sug som dannes i den første seksjon av rørledningen. På denne måten kan piggen føres tilbake gjennom den første seksjon av rørledningen og tas ut. The method comprises the steps of first arranging a spike at one end of the pipeline and building up a pressure in the pipeline behind the spike to advance the spike along the interior of the pipeline. The spike is advanced until it comes into contact with the retaining or clamping part and thereby forms a pressure-tight seal between the two sections of the pipeline. The pressure in the pipeline section upstream of the clamping section is increased and the pipeline section is measured for leakage. After completion of the measuring phase, the pressure in the first section of the pipeline upstream of the holding or clamping part is released. A pressure differential is then formed with the higher pressure in the second section of the pipeline to release the spike from the clamping portion. This pressure differential can be created by the back pressure injected in the second section of the pipeline or a suction created in the first section of the pipeline. In this way, the spike can be fed back through the first section of the pipeline and removed.

Eksempler på mere viktige trekk ved oppfinnelsenExamples of more important features of the invention

er sammenfattet relativt generelt og vil bli mere detaljert beskrevet i det ,følgende. De trekk som fremgår av det føl-gende utgjør selvfølgelig også en del av oppfinnelsen. is summarized relatively generally and will be described in more detail in the following. The features that appear in the following naturally also form part of the invention.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene. The invention is characterized by what appears in the claims.

O<p>pfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på teg-ningen, som viser: Fig. 1 et delriss av oppfinnelsen hvor en sfærisk In the following, the invention will be explained in more detail with the help of an embodiment shown in the drawing, which shows: Fig. 1 a partial view of the invention where a spherical

del er lagt i anlegg mot en innspenningsdel,part is placed in contact with a clamping part,

fig. 2 et detaljriss av den del av fig. 1 som illustrerer kontaktflaten mellom innspenningsdelen og den sfæriske del og fig. 2 a detailed view of the part of fig. 1 which illustrates the contact surface between the clamping part and the spherical part and

fig. 3 et diagram av kulehastigheten i forhold til pumpehastigheten fremkommet ved eksperimenter beskrevet nedenfor. fig. 3 a diagram of the ball speed in relation to the pump speed obtained by experiments described below.

Generelt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte og et apparat for avtetning av en neddykket rørledning, hvilken fremgangsmåte og apparat er reversible og istand til å drives i rørledninger med uvanlige geometriske former, særlig bøy-ninger med liten krumningsradius. In general, the invention relates to a method and an apparatus for sealing a submerged pipeline, which method and apparatus are reversible and able to be operated in pipelines with unusual geometric shapes, in particular bends with a small radius of curvature.

Fig. 1 viser en sfærisk del 10 (som også i det følgende betegnes som en kule) som er anbragt inne i en rør-ledning 12. Kulen 10 ligger i anlegg mot en sirkulær innspenningsdel 14 (også betegnet som avtegningsdel). Denne del 14 er festet mellom den første og den andre seksjon 16 og 18 Fig. 1 shows a spherical part 10 (also referred to in the following as a ball) which is placed inside a pipeline 12. The ball 10 lies in contact with a circular clamping part 14 (also referred to as a marking part). This part 14 is attached between the first and second sections 16 and 18

i rørledningen 12 ved hjelp av vanlige metoder, f.eks. sveis-ing . in the pipeline 12 using usual methods, e.g. welding .

Fig. 2 er en detalj av innspenningsdelen 14 og den sfæriske del 10 som illustrert på fig. 1. Innspenningsdelen er tykkere ved sin sentrale del 20 enn ved endedelene 22 og 24. Den indre diameter 26 for innspenningsdelen ved den sentrale del 20 velges slik at den sfæriske del ikke kan passere forbi innspenningsdelen når den føres frem i retning av pilen 28. Den sentrale del innbefatter en krummet leppeflate 30 Fig. 2 is a detail of the clamping part 14 and the spherical part 10 as illustrated in fig. 1. The clamping part is thicker at its central part 20 than at the end parts 22 and 24. The inner diameter 26 of the clamping part at the central part 20 is chosen so that the spherical part cannot pass past the clamping part when it is advanced in the direction of the arrow 28. central part includes a curved lip surface 30

ved én ende med i vesentlige den samme radius som krumningen for den sfæriske del. Således vil når den sfæriske del 10 samvirker med leppeflaten 30 det tilveiebringes en trykktett avtetning. at one end with substantially the same radius as the curvature of the spherical part. Thus, when the spherical part 10 cooperates with the lip surface 30, a pressure-tight seal will be provided.

Forholdet mellom diameteren for den sfæriske del og den indre diameter 32 på den første seksjon er viktig på grunn av den resulterende ringklaring mellom den sfæriske del og innsiden av rørledningen. Som vist ved eksperimenter som er beskrevet nedenfor, bør diameteren for den sfæriske del for-trinnsvære mellom 3,2 og 25,4 mm mindre enn den indre diameter 32 på den første seksjon 16 av rørledningen, og spesielt 4,23 - 12,7 mm mindre enn den indre diameter 32. Ved valget av ringklaring mellom den sfæriske del og den indre diameter på rørledningen kan uregelmessigheter på den indre flate 34 av rørledningen, såsom fremstående sveiser såvel som ønsket fremføringshastighet for den sfæriske del bli tatt med i be-regningen. Jo større den ringformede klaring mellom den sfæriske del og den indre diameter på den første seksjon er, jo større vil tapet i pumpekapasitet være på grunn av øket strømningsbane som er tilgjengelig rundt den sfæriske del (betegnet som "forbiblåsingstap"). Det vil derfor være fordelaktig å øke den ringformede klaring for å oppta uregelmessigheter på den indre flate på den første seksjon, men den ringformede klaring kan ikke være for stor på grunn av forbiblåsingstap. Således vil for rørledningen med en indre diameter mellom ca. 15,2 og 45,7 cm den foretrukne ringklaring ligge mellom 4,23 og 12,7 mm, og mest fordelaktig mellom 2,1 og 6,4 mm. The ratio of the diameter of the spherical part to the inner diameter 32 of the first section is important because of the resulting annular clearance between the spherical part and the inside of the pipeline. As shown by experiments described below, the diameter of the spherical portion should preferably be between 3.2 and 25.4 mm less than the inner diameter 32 of the first section 16 of the conduit, and in particular 4.23 - 12.7 mm less than the inner diameter 32. When choosing the annular clearance between the spherical part and the inner diameter of the pipeline, irregularities on the inner surface 34 of the pipeline, such as protruding welds as well as the desired forward speed for the spherical part, can be taken into account in the calculation . The greater the annular clearance between the spherical part and the inner diameter of the first section, the greater will be the loss in pumping capacity due to the increased flow path available around the spherical part (referred to as "bypass loss"). It would therefore be advantageous to increase the annular clearance to accommodate irregularities on the inner surface of the first section, but the annular clearance cannot be too large due to blow-by losses. Thus, for the pipeline with an inner diameter between approx. 15.2 and 45.7 cm the preferred ring clearance lies between 4.23 and 12.7 mm, and most advantageously between 2.1 and 6.4 mm.

For å lette fremføringen av den sfæriske del gjennom rørledningen kan den spesifikke vekt for den sfæriske del i forhold til den spesifikke vekt for det fluidum som strømmer i rørledningen tas med i betraktning. Den spesifikke vekt for den sfæriske del bør være mellom 0,70 og 2,00 av den spesifikke for det fluidum som strømmer gjennom rørledningen. Fortrinnsvis er den spesifikke vekt for den sfæriske del mellom 0,75 og 1,25 av den spesifikke vekt for det fluidum som strøm-mer gjennom rørledningen og mere fordelaktig mellom 0,85 og 1,15. Mest fordelaktig er den spesifikke vekt på den sfæriske del ca. 1,0 ganger. Således har den sfæriske del i det vesentlige nøytral oppdrift og friksjonsstørrelsen mellom den sfæriske del og bunnsiden av den indre flate av rørledningen blir minimalisert. I tillegg blir pumpekapasitetskravet redu-sert på grunn av at den ringformede klaring opprettholdes i det vesentlige konstant rundt kulen. En nøytral oppdrifts-kule vil også minimalisere forbiblåsingstapene rundt bare én side av kulen som ellers kunne opptre på grunn av uproporsjo-nert åpning i den ringformede klaring og dermed bevirke et øket krav til pumping. To facilitate the advancement of the spherical part through the pipeline, the specific weight of the spherical part in relation to the specific weight of the fluid flowing in the pipeline can be taken into account. The specific gravity of the spherical part should be between 0.70 and 2.00 of the specific gravity of the fluid flowing through the pipeline. Preferably, the specific gravity of the spherical part is between 0.75 and 1.25 of the specific gravity of the fluid flowing through the pipeline and more advantageously between 0.85 and 1.15. Most advantageously, the specific weight of the spherical part is approx. 1.0 times. Thus, the spherical part has essentially neutral buoyancy and the amount of friction between the spherical part and the underside of the inner surface of the pipeline is minimized. In addition, the pump capacity requirement is reduced due to the fact that the annular clearance is maintained essentially constant around the ball. A neutral buoyancy ball will also minimize the blow-by losses around only one side of the ball which could otherwise occur due to a disproportionate opening in the annular clearance and thus cause an increased requirement for pumping.

Diameteren for den sfæriske del bør ikke være for liten, da den ellers kan tvinges forbi den sentrale del 20 The diameter of the spherical part should not be too small, as otherwise it can be forced past the central part 20

i innspenningsdelen. Den indre diameter til den sentrale del bør fortrinnsvis være 80 - 95% av diameteren for den sfæriske del og mere fordelaktig 90 - 95%. Ellers vil, som be-lyst med eksperimenter, hvis den indre diameter er mer enn 95% av diameteren på den sfæriske del, det ikke være tilstrek-kelig kontaktflate tilgjengelig på leppeflaten 30 til å holde belastningene i den sfæriske del under dens flytegrense og den sfæriske del kan bli deformert og tvunget forbi innspenningsdelen. Det foretrukne forhold mellom diameteren på den sfæriske del og den indre diameter på innspenningsdelen ved den sentrale del er 1,05 - 1,20 og mere fordelaktig 1,05 - 1,10. in the clamping part. The inner diameter of the central part should preferably be 80 - 95% of the diameter of the spherical part and more advantageously 90 - 95%. Otherwise, as shown by experiments, if the inner diameter is more than 95% of the diameter of the spherical part, there will not be sufficient contact surface available on the lip surface 30 to keep the loads in the spherical part below its yield strength and the spherical part can be deformed and forced past the clamping part. The preferred ratio between the diameter of the spherical part and the inner diameter of the clamping part at the central part is 1.05 - 1.20 and more advantageously 1.05 - 1.10.

Lednings-gjennomføringsverktøyet, betegnet som TFL-verktøy (som benyttes for utøvelse av forskjellige brønnfunk-sjoner) og forskjellige typer pigger blir ofte ført gjennom rørledningen 12 til et brønnsted eller andre steder. Slike TFL-verktøy og pigger krever generelt en minimum ringklaring mellom den indre diameter på røret og deres ytre diametre. Ved valg av indre diameter for den sentrale del av innspenningsdelen må derfor minimums-klaringskravene for TFL-verktøy og pigger som må kunne føres forbi den sentrale del også tas med i betraktning. The line penetration tool, referred to as TFL tool (which is used for performing various well functions) and various types of spikes are often passed through the pipeline 12 to a well site or other locations. Such TFL tools and studs generally require a minimum ring clearance between the inner diameter of the tube and their outer diameters. When choosing the inner diameter for the central part of the clamping part, the minimum clearance requirements for TFL tools and spikes that must be able to be passed past the central part must therefore also be taken into account.

Det har blitt gjennomført eksperimenter for å ut-prøve foreliggende oppfinnelse som angitt i henhold til fig. 1 og 2. Prinsipielt ble eksperimentene gjennomført i to faser. Første fase (fase I) besto av tre prøver ved bruk av rørledninger med en indre diameter på 28,9 og 30,3 cm og kuler med diametre 27,8 og 30 cm. Den andre fase (fase II) besto av tre forsøk ved bruk av en rørledning med en indre diameter på 19,4 cm og kuler med diameter 18,8 - 18,0 cm. Experiments have been carried out to test the present invention as indicated according to fig. 1 and 2. In principle, the experiments were carried out in two phases. The first phase (phase I) consisted of three tests using pipelines with an inner diameter of 28.9 and 30.3 cm and spheres with diameters of 27.8 and 30 cm. The second phase (phase II) consisted of three trials using a pipe with an inner diameter of 19.4 cm and spheres with a diameter of 18.8 - 18.0 cm.

Hver kule ble fremstilt av aluminium. Kulene ble fremstilt av aluminium på grunn av at det var lett tilgjengelig, kostnadsmessig fornuftig, hadde god styrke i forhold til vekt og er lett bearbeidbart. Imidlertid kan kulene også være av hvilket som helst materiale som tilfredsstiller de spesi- Each bullet was produced from aluminium. The balls were made from aluminum because it was readily available, cost-effective, had good strength in relation to its weight and was easily machined. However, the balls can also be of any material that satisfies the speci-

elle krav ifølge oppfinnelsen.or claims according to the invention.

Såvel i fase I som i II var det fluidum som strømte gjennom ledningen ferskvann med en tetthet på 1 g/cm . For å gi en i det vesentlige nøytral oppdrift hadde vær kule et hult indre kammer 38. For dannelsen av et slikt kammer 38 Both in phase I and II, the fluid that flowed through the line was fresh water with a density of 1 g/cm. In order to provide essentially neutral buoyancy, the ball had a hollow inner chamber 38. For the formation of such a chamber 38

er hver kule utformet av to halvdeler. Hver halvdel ble ut-hult for dannelsen av en del av kammeret og halvdelene ble så sveiset sammen for dannelsen av kulen. Each sphere is made up of two halves. Each half was hollowed out to form part of the chamber and the halves were then welded together to form the bullet.

Eksperimentene indikerte at det indre kammer 38 fortrinnsvis bør være fylt med et hardt materiale for å styrke kulen og hindre den i å bli deformert og ekstrudert forbi innspenningsdelen. F.eks. kan kammeret 38 være fylt med tremateriale-metall eller en epoksyharpiks såsom "Brutum 78 (TM)". Ved noen av prøvene ble kulene fylt med "Brutum 78"-epoksy. Epoksyen ble injisert inn i hulrommet 38 gjennom et lite hull (diameter 6,4 mm) i veggen til kulen, etter at begge halvkulene var sveiset sammen. Hullet med diameteren 6,4 mm ble så plugget igjen. Imidlertid kan også andre metoder benyttes for å gi en indre styrke for kulen. F.eks. kan kammeret 38 settes under trykk til et nivå større enn det forventede lokale belastningstrykk som bevirkes av kontakten med avtetningsdelen. Alternativt kan det hule kammer være innvendig styrket med en serie plater eller avstivninger. The experiments indicated that the inner chamber 38 should preferably be filled with a hard material to strengthen the ball and prevent it from being deformed and extruded past the clamping member. For example the chamber 38 can be filled with wood material-metal or an epoxy resin such as "Brutum 78 (TM)". In some of the tests, the balls were filled with "Brutum 78" epoxy. The epoxy was injected into the cavity 38 through a small hole (diameter 6.4 mm) in the wall of the sphere, after both hemispheres were welded together. The hole with a diameter of 6.4 mm was then plugged again. However, other methods can also be used to provide an internal strength for the bullet. For example the chamber 38 can be pressurized to a level greater than the expected local loading pressure caused by contact with the sealing member. Alternatively, the hollow chamber can be internally strengthened with a series of plates or stiffeners.

Fase IPhase I

Fase I besto av en strømningstest i vertikal- og horisontalretning og to trykktester. Phase I consisted of a vertical and horizontal flow test and two pressure tests.

Strømningstesten viste at.hastigheten for kulenThe flow test showed that.the speed of the bullet

er direkte proporsjonal med strømmen eller pumpehastigheten på fluidum i røret. Det vises til fig. 3 hvor strømnings-prøvene viste at en kule vil føres vertikalt gjennom rørled-ningen med en pumpehastighet så lav som 1.0 98 l/min. For forsøkskulen representerte dette en minimumshastighet på is directly proportional to the flow or pumping speed of fluid in the pipe. Reference is made to fig. 3 where the flow tests showed that a ball will be carried vertically through the pipeline at a pumping speed as low as 1.0 98 l/min. For the test bullet, this represented a minimum speed of

0,24 m/sek. Linjen 40 på fig. 3 ble dannet av den statis-tiske sum av det minste kvadrat og illustrerer at det er et lineært forhold mellom pumpehastighet og hastigheten for kulen. 0.24 m/sec. The line 40 in fig. 3 was formed by the statistical sum of least squares and illustrates that there is a linear relationship between pump speed and the speed of the ball.

Strømningstesten indikerte også at den spesifikke vekt for kulen ikke bør være mere enn fortrinnsvis ca. 1,0. Den relativt lette bevegelse for strømningstestkulen fremmes på det faktum at den spesifikke vekt for kulen var 0,996. The flow test also indicated that the specific weight of the ball should not be more than preferably approx. 1.0. The relatively light movement of the flow test ball is attributed to the fact that the specific gravity of the ball was 0.996.

Trykkprøvene indikerte at avtetningsdelen bør inn-befatte en sirkulær leppeflate 30 som illustrert på fig. 2 The pressure tests indicated that the sealing part should include a circular lip surface 30 as illustrated in fig. 2

for å oppnå en trykktett metall-til-metalltetning. Ved den første trykkprøve ble en rett 20° avskrånet flate som vist på den nedstrøms ende 24 av den sentrale del med vinkelen a (se fig. 2) benyttet som kontaktflate med kulen. Imidlertid var den rette avsmalnende flate ikke istand til å holde en trykktett metall-til-metalltetning. Leppeflaten 30 ble om-formet for å passe til radien for krumningen på kulen. Den andre trykkprøven indikerte at den krummede leppeflaten var istand til å holde en trykktett metall-til-metalltetning. to achieve a pressure-tight metal-to-metal seal. In the first pressure test, a straight 20° chamfered surface as shown on the downstream end 24 of the central part with angle a (see fig. 2) was used as contact surface with the ball. However, the straight tapered surface was unable to maintain a pressure-tight metal-to-metal seal. The lip surface 30 was reshaped to fit the radius of curvature of the ball. The second pressure test indicated that the curved lip surface was capable of maintaining a pressure-tight metal-to-metal seal.

Som en tilføyet tetningsinnretning ble kulen belagt med et tynt lag (3,2 mm tykt) av elastomert materiale 42 As an added sealing device, the ball was coated with a thin layer (3.2 mm thick) of elastomeric material 42

(vist delvis på fig. 2), såsom neopren eller polyuretan. Ved kulens samvirke med leppeflaten ble således oppnådd en tett elastomer avtetning. Prøvene i fase I indikerte at et slikt belegg vil være behjelpelig ved å sikre en trykktett avtetning, men imidlertid må det elastomere belegg omhyggelig på-føres for å sikre en egnet binding på utsiden av flaten til kulen. Ellers vil kontakt med den indre del av rørledningen kunne ødelegge belegget ved å trekke det av. (shown in part in Fig. 2), such as neoprene or polyurethane. By the interaction of the ball with the lip surface, a tight elastomeric seal was thus achieved. The tests in phase I indicated that such a coating will be helpful in ensuring a pressure-tight seal, however, the elastomeric coating must be carefully applied to ensure a suitable bond on the outside of the surface of the ball. Otherwise, contact with the inner part of the pipeline could destroy the coating by pulling it off.

Trykkprøvene var av statisk type. Det betyr at kulene ble lagt for hånd i en avtetningsdels prøvefeste. Trykk ble så innført på oppstrømssiden av kulen. Den andre trykkprøve indikerte at foreliggende oppfinnelse er istand til å holde et trykk på 274 kg/cm 2i over 18 timer med et minimum av deformasjon på kulen (mindre enn 1,4% av kulens diameter langs en hvilken som helst akse). Slike deformasjon-er er godtakbar standard for industrianvendelse av foreliggende oppfinnelse. The pressure tests were of the static type. This means that the balls were placed by hand in a test fixture of a sealing part. Pressure was then introduced on the upstream side of the sphere. The second pressure test indicated that the present invention is capable of sustaining a pressure of 274 kg/cm 2 for 18 hours with a minimum of deformation of the ball (less than 1.4% of the ball diameter along any axis). Such deformations are acceptable standards for industrial use of the present invention.

De mere vesentlige dimensjoner for de tre prøver i fase I var: The more significant dimensions for the three tests in phase I were:

A. Strømningsprøver:A. Flow tests:

Rørledningens indre diameter: 30,3 cm Kulens diameter med elastomert belegg: 30 cm Kulens diameter uten elastomert belegg: 2 9,4 cm Pipeline inner diameter: 30.3 cm Ball diameter with elastomeric coating: 30 cm Ball diameter without elastomeric coating: 2 9.4 cm

Spesifikk vekt.på kulen uten elastomert belegg: 0,996 (i forhold til ferskvann). Specific gravity of the ball without elastomeric coating: 0.996 (relative to fresh water).

B. Første trykkprøve:B. First pressure test:

Rørledningens indre diameter med prøve-feste: 28,9 cm Internal diameter of the pipeline with test attachment: 28.9 cm

Kulediameter: 27,8 cmBall diameter: 27.8 cm

Spesifikk vekt for kulen: 0,997 (i forhold til ferskvann Specific gravity of the ball: 0.997 (relative to fresh water

Avtetningsdelens indre diameter ved den sentrale del; 26,4 cm. The inner diameter of the sealing part at the central part; 26.4 cm.

C. Andre trykkprøve:C. Second pressure test:

Rørledninges indre diameter i prøvefestet: 28,9 cm Inner diameter of the pipeline in the test fixture: 28.9 cm

Kulediameter: 28,5 cmBall diameter: 28.5 cm

Spesifikk vekt for kulen: 0,82 (i forhold til ferskvann) Specific gravity of the ball: 0.82 (relative to fresh water)

Tetningsdelens indre diameter ved den sentrale del: 26,4 cm. Inner diameter of the sealing part at the central part: 26.4 cm.

Fase IIPhase II

Fase II besto av tre trykkprøver. Disse prøver be-kreftet at kulen var istand til å ho.lde et trykkdif f erensial på over 316 kg/cm 2 over lengre tidsperioder uten lekkasje. Phase II consisted of three pressure tests. These tests confirmed that the bullet was capable of withstanding a pressure differential of over 316 kg/cm 2 over longer periods of time without leaking.

Den første prøve var en statisk prøve som omtalt ovenfor. Den andre og den tredje prøve var dynamiske. Det betyr at en kule ble pumpet gjennom en 24,4 meters seksjon med 21,9 cm ytre diameter og bragt til anlegg mot tetningsdelen med trykkhodet. Som angitt ovenfor indikerte de tre prøver at foreliggende oppfinnelse er istand til å avtette og holde et trykkdifferensial på over 316 kg/cm 2 i lengre tidsperioder. Trykktap på grunn av lekkasje forbi kule-tet- The first test was a static test as discussed above. The second and third tests were dynamic. This means that a ball was pumped through a 24.4 meter section with a 21.9 cm outer diameter and brought into contact with the sealing part with the pressure head. As indicated above, the three tests indicated that the present invention is capable of sealing and holding a pressure differential of over 316 kg/cm 2 for longer periods of time. Pressure loss due to leakage past the bullet seal

ningsdelen opptrådte aldri.nings part never performed.

De dynamiske prøver var også verdifulle da de indikerte at mengden av differensial-baktrykk som kreves for å frigjøre kulen. Når prøvetrykk på 316 kg/cm 2 ble frigitt, indikerte den andre trykkprøven at bare ca. 21,1 kg/cm 2 baktrykk var nødvendig for å frigjøre kulen for tilbakeføring. Den tredje trykkprøve indikerte ikke et merkbart tilbaketrykk-krav for frigjøring av kulen. The dynamic tests were also valuable as they indicated the amount of differential back pressure required to release the bullet. When the test pressure of 316 kg/cm 2 was released, the second pressure test indicated that only approx. 21.1 kg/cm 2 of back pressure was required to release the bullet for recoil. The third pressure test did not indicate a noticeable back pressure requirement to release the bullet.

I fase II var den indre diameter på rørledningen 19,4 cm, mens den indre diameter for den sentrale del avtetningsdelen var 17 cm. Diametrene og de spesifikke vekter for de tre kuler var: A. Første trykkprøve (statisk prøve): In phase II, the inner diameter of the pipeline was 19.4 cm, while the inner diameter of the central part sealing part was 17 cm. The diameters and specific weights of the three balls were: A. First pressure test (static test):

Kulediameter: 18,9 cmBall diameter: 18.9 cm

Spesifikk vekt: 1,7 (sammenligning med ferskvann) Specific gravity: 1.7 (comparison with fresh water)

B. Andre trykkprøve (dynamisk test):B. Second pressure test (dynamic test):

Kulediameter: 18,8 cmBall diameter: 18.8 cm

Spesifikk vekt: 1,7 (i forhold til ferskvann) C. Tredje trykkprøve (dynamisk prøve): Specific gravity: 1.7 (relative to fresh water) C. Third pressure test (dynamic test):

Kulediameter: 18,8 cmBall diameter: 18.8 cm

Spesifikk vekt: 1,7 (i forhold til ferskvann). Specific gravity: 1.7 (relative to fresh water).

De dynamiske prøver indikerte at selv med en spesifikk vekt på 1,7 virket prøvekulene godt som en trykkavtettende innretning. For å minimalisere pumpekapasitetskravet og friksjonsødeleggelse på kulen og rørledningen, indikerte strømningsprøven i fase I klart at den mest fordelaktige spesifikke vekt bør være ca. 1,0. The dynamic tests indicated that even with a specific gravity of 1.7 the test balls performed well as a pressure sealing device. To minimize the pump capacity requirement and frictional damage to the ball and pipeline, the phase I flow test clearly indicated that the most advantageous specific gravity should be approx. 1.0.

I tillegg til trykkprøvene ble tre typer vanlig be-nyttede rørledningspigger (rengjørings-, paraffinfjernings-og skrapepigger) ført gjennom prøverøret med 21,9 cm ytre diameter og forbi innspenningsinnretningen flere ganger. Disse prøver indikerte at det ikke var noen synlig ødeleggelse på piggen ved fremføringen forbi innspenningsdelen. I tillegg tok det mindre enn 21,1 kg/cm 2 å føre frem hver pigg forbi innspenningsdelen, noe som er et godtakbart trykk for beveg- In addition to the pressure tests, three types of commonly used pipeline spikes (cleaning, paraffin removal and scraping spikes) were passed through the test pipe with an outer diameter of 21.9 cm and past the clamping device several times. These tests indicated that there was no visible damage to the spike as it advanced past the clamping portion. In addition, it took less than 21.1 kg/cm 2 to advance each stud past the clamping part, which is an acceptable pressure for moving

else av rørledningspigger.etc. of pipeline spikes.

Prøveomgivelsene for fase I og II var et nøyaktig bilde av aktuelle feltomgivelser. Arbeidstrykkene var re-presentative for vanlige brønnproduksjonstrykk for prøvning av rørledningsleakkasje. I tillegg var dimensjonene for rørledningene som ble prøvet i fase I og II lik de som ak-tuelt benyttes ved brønnproduksjonsutstyr. The test environments for phases I and II were an accurate representation of current field environments. The working pressures were representative of normal well production pressures for pipeline leakage testing. In addition, the dimensions of the pipelines tested in phase I and II were similar to those currently used for well production equipment.

Sammenfattende indikerte eksperimentene at foreliggende oppfinnelse virket meget godt som trykkavtettende innretning. In summary, the experiments indicated that the present invention worked very well as a pressure-sealing device.

For gjennomføring av oppfinnelsen kulen innsatt ved et inngangspunkt oppstrøms for den første seksjon i rørled-ningen. Trykk utøves mot baksiden av kulen for å føre den frem langs det indre av rørledningen mot avtetningsdelen. Som nevnt ovenfor vil, da kulen er i det vesentlige nøytral For carrying out the invention the ball is inserted at an entry point upstream of the first section in the pipeline. Pressure is applied to the back of the ball to advance it along the inside of the pipeline towards the sealing member. As mentioned above it will, as the bullet is essentially neutral

i oppdrift,bare en liten pumpehastighet bli krevet for frem-føring . in buoyancy, only a small pump speed is required for propulsion.

Når kulen nærmer seg tetningsdelen og samvirker med leppeflaten, vil trykket i den første seksjon økes og den første seksjon måles for lekkasje. Deretter blir trykket i den første seksjon av rørledningen frigitt og et tilbake-føringstrykk innføres i den andre seksjon av rørledningen. Som nevnt ovenfor indikerer prøvene i fase II at et maksi-malt trykkdifferensial på bare ca. 21,1 kg/cm 2 var krevet for å frigjøre en kule (ekvivalent til 378,5 l/min.) fra rørledningen med indre diameter 19,4 cm. Når frigjort, blir kulen ført tilbake gjennom den .første seksjon og tatt ut. When the ball approaches the sealing part and interacts with the lip surface, the pressure in the first section will increase and the first section will be measured for leakage. Then the pressure in the first section of the pipeline is released and a return pressure is introduced in the second section of the pipeline. As mentioned above, the tests in phase II indicate that a maximum pressure differential of only approx. 21.1 kg/cm 2 was required to release a ball (equivalent to 378.5 l/min.) from the 19.4 cm inner diameter pipeline. Once released, the bullet is fed back through the first section and withdrawn.

Foreliggende oppfinnelse er beskrevet i form av en foretrukket utførelse. Modifikasjoner og forandringer av denne utførelse vil være åpenbare for fagmannen og vil ligge innenfor oppfinnelsens ramme. The present invention is described in the form of a preferred embodiment. Modifications and changes to this embodiment will be obvious to the person skilled in the art and will lie within the scope of the invention.

Claims (18)

1. Apparat for avtetning av en første seksjon av et rør fra en andre seksjon av et rør, karakterisert ved at apparatet omfatter: en sfærisk del beregnet på bevegelse langs det indre av røret, en innspenningsdel beregnet på å plasseres mellom den første og !den andre seksjon i røret, hvilken innspenningsdel har en indre fremstående del med den leppeflate for dannelse av kontakt med den sfæriske del og for å stoppe be-vegelsen til den sfæriske del og hvilken leppeflate er krummet med en radius for krumningen i det vesentlige lik radien på krumningen til den sfæriske del slik at det blir samvirke mellom den sfæriske del og leppeflaten, vil en trykktett avtetning dannes mellom den første og den andre seksjon i røret.1. Apparatus for sealing a first section of a pipe from a second section of a pipe, characterized in that the apparatus comprises: a spherical part intended for movement along the interior of the pipe, a clamping member intended to be placed between the first and second sections of the tube, which clamping member has an inner protruding portion with the lip surface for making contact with the spherical member and for stopping the movement of the spherical member and which lip surface is curved with a radius of curvature substantially equal to the radius of curvature of the spherical part so that there is cooperation between the spherical part and the lip surface, a pressure-tight seal will be formed between the first and the second section in the tube. 2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den sfæriske del har i det vesentlige nøytral oppdrift slik at den sfæriske del kan føres frem i det vesentlige ved sentrum av røret.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the spherical part has essentially neutral buoyancy so that the spherical part can be brought forward essentially at the center of the tube. 3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at den spesifikke vekt for den sfæriske del er mellom ca. 0,7 og 2,0 av den spesifikke vekt på fluidet som passerer gjennom røret.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the specific weight for the spherical part is between approx. 0.7 and 2.0 of the specific gravity of the fluid passing through the pipe. 4. Apparat for avtetning av en første seksjon i et rør fra en andre seksjon i et rør, karakterisert ved at apparatet omfatter: en sfærisk del beregnet på bevegelse langs det indre av røret, hvilken sfærisk del har en spesifikk vekt mellom ca. 0,7 og 2,00 av det fluidum som passerer gjennom røret, en innspenningsdel beregnet på å plasseres mellom den første og den andre seksjon av røret, hvilken innspenningsdel har en indre fremstående del med en leppeflate for dannelse av kontakt med den sfæriske del og for å stoppe be-vegelsen for den sfæriske del og hvilken leppedel er krummet med en radius på krum ningen i det vesentlige lik radien på krumningen til den sfæriske del slik at ved samvirke mellom den sfæriske del og leppeflaten vil det.dannes en trykktett avtetning mellom den første og den andre seksjon i røret.4. Apparatus for sealing a first section in a pipe from a second section in a pipe, characterized in that the apparatus comprises: a spherical part intended for movement along the interior of the pipe, which spherical part has a specific weight between approx. 0.7 and 2.00 of the fluid passing through the pipe, a clamping member intended to be placed between the first and second sections of the tube, which clamping member has an inner protruding portion with a lip surface for making contact with the spherical member and for stopping the movement of the spherical member and which lip part is curved with a radius of curvature substantially equal to the radius of curvature of the spherical part so that by interaction between the spherical part and the lip surface, a pressure-tight seal will be formed between the first and the second section in the pipe. 5. Apparat ifølge krav 1 eller 4, karakterisert ved at den indre diameter på den indre del av innspenningsdelen er fortrinnsvis 80 - 95% av diameteren for den sfæriske del.5. Apparatus according to claim 1 or 4, characterized in that the inner diameter of the inner part of the clamping part is preferably 80 - 95% of the diameter of the spherical part. 6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at den indre diameter på den indre del mere fordelaktig er 90 - 95% av diameteren for den sfæriske del.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the inner diameter of the inner part is more advantageously 90 - 95% of the diameter of the spherical part. 7. Apparat ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at den spesifikke vekt av den sfæriske del er fortrinnsvis mellom 0,75 og 1,25 av den spesifikke vekt på det fluidum som passerer gjennom røret.7. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the specific weight of the spherical part is preferably between 0.75 and 1.25 of the specific weight of the fluid passing through the pipe. 8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at den spesifikke vekt av den sfæriske del mere fordelaktig er mellom 0,85 og 1,15 av det fluidum som passerer gjennom røret.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the specific weight of the spherical part is more advantageously between 0.85 and 1.15 of the fluid passing through the tube. 9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at den spesifikke vekt for den sfæriske del mere fordelaktig er ca. 1,0 av det fluidum av det fluidum som passerer gjennom røret.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the specific weight for the spherical part is more advantageously approx. 1.0 of the fluid of the fluid passing through the pipe. 10. Apparat ifølge krav 1 eller 4, karakterisert ved at den sfæriske del innbefatter et polymer-isk belegg for å fremme den trykktette avtetning mellom den sfæriske del og leppeflaten.10. Apparatus according to claim 1 or 4, characterized in that the spherical part includes a polymeric coating to promote the pressure-tight seal between the spherical part and the lip surface. 11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at polymerbelegget er fremstilt av polyuretan.11. Apparatus according to claim 10, characterized in that the polymer coating is made of polyurethane. 12. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at polymerbelegget er fremstilt av neopren.12. Apparatus according to claim 10, characterized in that the polymer coating is made of neoprene. 13. Apparat ifølge krav 1 eller 4, karakterisert ved at den sfæriske del innbefatter et hult indre kammer.13. Apparatus according to claim 1 or 4, characterized in that the spherical part includes a hollow inner chamber. 14. Apparat ifølge krav 13, karakterisert ved at det indre kammer er fylt med et fyllmateriale for å styrke den sfæriske del.14. Apparatus according to claim 13, characterized in that the inner chamber is filled with a filler material to strengthen the spherical part. 15. Apparat for avtettende å isolere en første seksjon i et rør fra en andre seksjon i et rør, karakterisert ved at apparatet omfatter: en sfærisk del beregnet for bevegelse langs det indre av røret, hvilken sfærisk del har en spesifikk vekt mellom ca. 0,7 og 2,0 av det fluidum som passerer gjennom røret, en ringformet del beregnet for feste til en indre flate av røret mellom den første og den andre seksjon i rør-et, hvilken ringformet del har en indre fremstående indre del slik at den indre diameter for denne indre del fortrinnsvis er 80 - 95% av diamteren for den sfæriske del, og at den indre del innbefatter en leppeflate for dannelse av kontakt med den sfæriske del og stoppe ytterligere bevegelse av den sfæriske del, hvilken leppeflate er krummet med en krumningsradius i det vesentlige lik krumningsradiusen for den sfæriske del slik at ved samvirke mellom den sfæriske del og leppeflaten vil det dannes en trykktett avtetning over leppeflaten.15. Apparatus for sealingly isolating a first section in a pipe from a second section in a pipe, characterized in that the apparatus comprises: a spherical part intended for movement along the interior of the pipe, which spherical part has a specific weight between approx. 0.7 and 2.0 of the fluid passing through the pipe, an annular part intended for attachment to an inner surface of the pipe between the first and the second section of the pipe, which annular part has an inner projecting inner part so that the inner diameter of this inner part is preferably 80 - 95% of the diameter for the spherical part, and that the inner part includes a lip surface for making contact with the spherical part and stopping further movement of the spherical part, which lip surface is curved with a radius of curvature substantially equal to the radius of curvature of the spherical part so that by interaction between the spherical part and the lip surface a pressure-tight seal will form over the lip surface. 16. Fremgangsmåte for avtettende å isolere en første og en andre seksjon i et koaksialt innrettet rør, karakterisert ved at apparatet omfatter: en sfærisk del med et hult indre kammer og beregnet for å beveges langs det indre av røret, en innspenningsdel beregnet på å plasseres mellom den første og den andre seksjon i røret, hvilken innspenningsdel strekker seg radielt innover og hvor den indre diameter for innspenningsdelen fortrinnsvis er mellom 80 og 95% av diameteren på den sfæriske del, og at innspenningsdelen innbefatter en leppeflate for dannelse av kontakt med den sfæriske del og stoppe ytterligere bevegelse av den sfæriske del, hvilken leppeflate har en krumningsradius i det vesentlige lik krumningsradiusen for den sfæriske del slik at ved samvirke mellom den sfæriske del og leppeflaten vil en trykktett avtetning dannes over leppeflaten.16. Method for sealingly isolating a first and a second section in a coaxially arranged pipe, characterized in that the device comprises: a spherical part with a hollow inner chamber and intended to move along the interior of the tube, a clamping part intended to be placed between the first and second sections in the pipe, which clamping part extends radially inwards and where the inner diameter of the clamping part is preferably between 80 and 95% of the diameter of the spherical part, and that the clamping part includes a lip surface for forming contact with the spherical part and stopping further movement of the spherical part, which lip surface has a radius of curvature substantially equal to the radius of curvature of the spherical part so that by cooperation between the spherical part and the lip surface a pressure-tight seal will forms over the lip surface. 17. Apparat ifølge krav 16, karakterisert ved at det indre kammer er fylt med et fyllmateriale for å styrke den sfæriske del.17. Apparatus according to claim 16, characterized in that the inner chamber is filled with a filler material to strengthen the spherical part. 18. Fremgangsmåte for prøving av trykktettheten til en første seksjon i en rørledning med en første og en andre seksjon, karakterisert ved følgende trinn: (a) anbringelsen av en pigg i.den første seksjon av rørledningen, (b) fremføring av piggen langs det indre av den første seksjon i rørledningen, (c) anlegg av piggen mot en innspenningsdel plas-sert mellom den første og den andre seksjon i rørledningen for dannelse av en trykktett avtetning mellom innspenningsdelen og piggen, (d) måling av lekkasjer i den første seksjon i rørledningen, (e) frigivning av trykket mot piggen og utøvelse av et trykkdifferensial for frigjøring av piggen fra innspenningsdelen og føring av piggen tilbake gjennom den første seksjon av rørledningen, og (f) fjerning av piggen fra den første seksjon av rørledningen.18. Procedure for testing the pressure density of a first section in a pipeline with a first and a second section, characterized by the following steps: (a) placing a spike in the first section of the pipeline; (b) advancing the spike along the interior of the first section of the pipeline; (c) abutting the spike against a clamping member positioned between the first and second sections of the pipeline to form a pressure-tight seal between the clamping member and the spike, (d) measuring leaks in the first section of the pipeline, (e) releasing the pressure against the spike and applying a pressure differential to release the spike from the clamping portion and guide the spike back through the first section of the pipeline, and (f) removing the spike from the first section of the pipeline.