JPH0154516B2 - - Google Patents

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JPH0154516B2
JPH0154516B2 JP60293916A JP29391685A JPH0154516B2 JP H0154516 B2 JPH0154516 B2 JP H0154516B2 JP 60293916 A JP60293916 A JP 60293916A JP 29391685 A JP29391685 A JP 29391685A JP H0154516 B2 JPH0154516 B2 JP H0154516B2
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tube
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reinforcing
rod
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NAGAOKA KINMO KK
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    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/06—Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from underground
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/02—Subsoil filtering
    • E21B43/08—Screens or liners
    • E21B43/088—Wire screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
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    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主として、石油、水、天然ガス、地
熱、注入井戸等の井戸用として好適なスクリーン
に関し、特に強大な外圧、引張力、座屈力、捻れ
力がかかる深井戸用として有用なスクリーンに関
する。
〔従来の技術〕
地下数百メートルないし数千メートルの深所に
設置される井戸用スクリーンは、使用される装置
の構造や運転条件によりスクリーンに加わる極め
て強大な外圧に耐え得る充分な強度を有すること
が要求される。従来このような要求に応じたスク
リーンとしては、多数の円孔または長孔からなる
取水孔を穿設した鋼管の周囲に軸方向に複数のサ
ポートロツドを配設しその周囲にワイヤをらせん
状に巻回してなるパイプベーススクリーンが広く
用いられて来た。しかしながらこのパイプベース
スクリーンには、鋼管に穿設した取水口の数が多
すぎるとスクリーンの外圧に対する強度が充分で
なくなり、逆にその数が少なすぎると流体の流入
量が少なくなり集水率が悪化するという二律背反
的な問題が存在し、通常深所における使用に際し
て、充分な強度を得るために、集水率を犠牲にせ
ざるを得ない場合がしばしば生じていた。
そこで本出願人は、上記パイプベーススクリー
ンの欠点を除去するために、特公昭58−32275号
に開示されているような新規なスクリーンを提案
した。このスクリーンは、全体として概ね円筒状
をなす補強部材と、この補強部材の半径方向外側
に所定間隔をもつて軸方向に配設された複数のサ
ポートロツドと、これら複数のサポートロツドの
外側に所定ピツチでらせん状に巻回されたワイヤ
とを備え、補強部材の軸線を含む平面で切断した
断面において補強部材のほぼ円周方向に連続する
スリツトを所定間隔をもつて多数形成してなるも
のであつて、穴明きパイプを用いることなく集液
を行うようにしたものである。
〔発明の解決すべき問題点〕
上記特公昭58−32275号にかかるスクリーン
（以下リングベーススクリーンと称する）は、補
強部材の円周方向に連続する多数のスリツトを形
成したので、従来のパイプベーススクリーンに比
較して空間の占める率が高く、集水率を大幅に改
善することができ、また補強部材の強度はその断
面形状およびピツチを変えるだけで自由に変更で
き、さらに砂等による目詰りを取除くための逆洗
が容易である等優れた効果を有するものである
が、このリングベーススクリーンは、その構造
上、スクリーンの製造工程において、および極め
て強大な外圧がかかる状況下において次のような
問題点を有する。
すなわち、補強部材は多数のリングを等間隔で
軸方向に配設して形成するか、あるいは平鋼をら
せん状に巻いて形成するが、いずれの場合におい
ても、まずこの補強部材を作り、その外側に外周
に沿つてサポートロツドを配列し、この補強部材
とサポートロツドを回転させることによつてサポ
ートロツドの外側にワイヤを巻き付けながら溶接
することによつてスクリーンを完成させるもので
ある。井戸用スクリーンはその性質上直径の割に
長さが長いので、補強部材もこれに伴つて直径の
割に長さが長くなる。このためスクリーンの製作
中は補強部材の内側に仮固定用の治具を挿入する
必要がある。またこの治具がないとワイヤの巻付
け時に補強部材およびサポートロツドに対して回
転および送り出し動力を伝達することができない
のでこの治具は不可欠のものである。この治具は
スクリーンの完成後引抜かなければならないが、
ワイヤーの巻付け力により治具全長にわたり強大
な締付け力が働いているので、この治具はスクリ
ーンの完成後その直径を縮小できる特殊の構造の
ものでなければならない。第１０図および第１１
図はこのような治具を用いて従来のリングベース
スクリーンを製造する工程を示す。円柱状の治具
５０は３分割された治具部材５０ａ，５０ｂ，５
０ｃとセンターロツド５０ｄを備え、各治具部材
５０ａ，５０ｂ，５０ｃはセンターロツド５０ｄ
から延びる油圧ジヤツキ５０ｅにより半径方向に
移動自在である。この治具５０に補強部材５１を
嵌合し、油圧ジヤツキ５０ｅを伸長させて治具５
０を補強部材５１に圧接させる。次にサポートロ
ツド５２を配列し、治具５０、補強部材５１およ
びサポートロツド５２を図示しないチヤツキング
ホルダーで固定し、回転と送りを与えつつワイヤ
５３を巻回し、ワイヤ５３とサポートロツド５２
との接合点を溶接電極５４により溶接して行く。
スクリーンの完成後は油圧ジヤツキ５０ｅを縮小
させて治具５０を縮径させ引抜く。
油圧ジヤツキ５０ｅは円周上３ケ所必要で、治
具５０は通常６ｍから12ｍになるので、油圧ジヤ
ツキは合計最低数十箇必要とする。油圧ジヤツキ
に油圧をかける油圧ポンプは治具外に置き、各ジ
ヤツキまで油圧配管をしておかなければならな
い。治具自体はスクリーン製作時は回転するの
で、その時は外部ポンプと治具内油圧配管とは縁
を切り、コツクで締めて運転中に油圧漏れを防が
なければならない。スクリーン製作完了後は、再
び外新ポンプと配管接続し油圧ジヤツキを縮め
て、治具よりスクリーンを引抜く。したがつて、
治具内には多数の油圧配管やコツクが組合されて
おり、しかも回転運動に耐える機構を要するので
非常に複雑であり、その操作に時間がかかり製造
コストが高くつく。
また、治具５０はその外径が約150mm以上ない
と、油圧ジヤツキの配備等の点でその製作が困難
である。またこれ以上の内径のスクリーンを製造
する場合でも、極めて高価であり、またこの機構
により伸縮できる範囲は限られているので多種類
の径のスクリーンに応じて多種類の治具を準備し
なければならず、スクリーンの製造コストが嵩む
ことになる。さらにこの治具操作は極めて面倒で
あり、スクリーンの製造に時間と手間がかかる。
また従来のリングベーススクリーンは第１２図
ａに示すようにリング状の補強部材５１が水平に
（サポートロツド５２に対し直角に）保持されて
いる時は外圧に対してパイプベーススクリーンに
匹敵する強度を有するが、強大な外圧が加わつた
時補強部材５１が第１２図ｂに示すように水平位
置を保持し切れなくなつて急激に対外圧強度が落
ちるという問題点がある。
よつて、本発明は、上記従来のリングベースス
クリーンの構造に帰因する問題点を解消し、容易
かつ低コストで製造することができ、また円板状
の治具を必要としないので内径150mm以下のもの
も製作でき、強度上もさらに改善された、改良リ
ングベーススクリーンを提供することを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明にかかる改良
リングベーススクリーンは、軸方向に所定間隔を
もつて円筒状に配設された複数の内側ロツドの外
側に所定ピツチでらせん状の補強部材を巻回し、
該補強部材と該内側ロツドを溶接一体化してなる
内側補強筒と、該内側補強筒の外側に軸方向に所
定間隔をもつて配設された複数のスクリーンロツ
ドの外側に所定ピツチでらせん状のワイヤを巻回
し、該ワイヤと該スクリーンロツドとを溶接一体
化してなる外側スクリーン筒とからなり、該内側
補強筒の該補強部材のスリツトの幅を該外側スク
リーン筒の該ワイヤのスリツトの幅よりも大きく
したことを特徴とするものである。
〔作 用〕
補強部材と内側ロツドを溶接一体化してなる内
側補強筒はそれ自体が強固な耐力部材を構成して
おり、スクリーン製造に際し、仮固定治具を筒内
に挿入しなくても、ワイヤ巻回作業中ワイヤの締
付け力に対抗してその径を維持する。また、内側
補強筒自体が回転およびワイヤのピツチ送りを受
持つ。また内側補強筒は補強部材が内側ロツドに
溶接固定された構造であるので、強大な外圧が加
わつた時でも補強部材はその水平位置を保持し、
耐外圧補強の目的を充分に果す。
〔実施例〕
以下第１図〜第８図を参照して、本発明の実施
例について説明する。第１図は本発明の二重筒ス
クリーンの一実施例の要部を切断して示す部分斜
視図、第２図は同スクリーンの端面図である。
第１図および第２図に示すように、本発明にか
かる二重筒スクリーンＡは機能的に大別して、外
圧に対する補強機能を果す内側補強筒１と、スク
リーン機能を果す外側スクリーン筒２からなる、
内側補強筒１は、スクリーンＡの軸方向に所定間
隔をもつて円筒状に配設された複数の内側ロツド
３の外側に、半径方向の長さが軸方向の長さより
も大きい長方形の断面を有するらせん状の補強部
材４を所定ピツチで巻回し、この補強部材４と各
内側ロツド３とを相互接触点において溶接一体化
してなるものである。本実施例においては、第２
図に示すように内側ロツド３の一辺が補強部材４
の内周面４ｂとおおむね面一となつている。補強
部材４と各内側ロツド３とは全接触点において相
互に溶接されている。外側スクリーン筒２は、内
側補強筒１の外周上に軸方向に所定間隔をもつて
配送された複数のスクリーンロツド５の外側に所
定ピツチでらせん上のウエツジワイヤ６を巻回
し、このウエツジワイヤ６とスクリーンロツド５
とを相互接触点において溶接一体化してなるもの
である。本実施例においては、ウエツジワイヤ６
とスクリーンロツド５とは全接触点において相互
に溶接されている。内側補強筒１の補強部材４の
スリツトａの幅は外側スクリーン筒のスリツトｂ
の幅よりも大きく形成されている。
この二重筒スクリーンＡは、第３図に示すよう
に、両端に継手部７，８を有し、このようにして
形成したスクリーンＡを複数本連結して所要の井
戸を構成する。
次に本発明にかかる二重筒スクリーンＡの製造
方法について第４図および第５図を参照して説明
する。第４図および第５図は二重筒スクリーンＡ
の製造方法を模式的に示すもので、スクリーンの
両端部は切断して示し、また内側ロツドの本数等
は適宜減少して示してある。また第５図において
は図示の便宜上外側スクリーン筒２の右側半分を
切欠いて示してある。
回転式溶接機９は円柱状の内部溶接電極１１と
その一端部に位置する円板状の外部溶接電極１０
とからなる周知の構造のものである。まず所定本
数の内側ロツド３を内部溶接電極１１上に所定間
隔で円筒状に配列し、その一端部（第４図中右端
部）をチヤツキングホルダー（図示せず）で把持
する。このチヤツキングホルダーは回転可能かつ
左右方向に移動可能となつている。
次にロール状に巻いた平鋼からなる補強部材４
の一端部を外部溶接電極１０と内側ロツド３との
間にくわえ込ますようにして挿入し、溶接機９に
通電すると、補強部材４の端部は内側ロツド３と
接触する部分において溶接される。次にチヤツキ
ングホルダーと内部溶接電極１１を時計方向に同
期回転させながらチヤツキングホルダーを電極１
１の１回転ごとに所定のピツチで図中右方に移動
すると、内側ロツド３は内部溶接電極１１から抜
け出すようにして右方に移動し、補強部材４はロ
ールから繰り出されて内部溶接電極１１上に円筒
状に配列された内側ロツド３の周囲にらせん状に
巻回される。そして補強部材４のらせんが形状さ
れるにつれ、溶接機９により補強部材４と各内側
ロツド３の相互接触点が次々に溶接されて行く。
なお外部溶接電極１０は図中反時計方向に従動回
転する。こうして内側補強筒１が形成されたら、
チヤツキングホルダーを始端位置に移動させるこ
とによつて内側補強筒１を内部溶接電極１１上の
始めの位置に戻す。次に所定本数のスクリーンロ
ツド５を内側補強筒１の外周上に所定間隔で配列
して内側補強筒１とスクリーンロツド５の右端部
をチヤツキングホルダーで把持する。次にロール
状に巻いたウエツジワイヤ６の一端部を外部溶接
電極１０とスクリーンロツド５との間にくわえ込
ますようにして挿入し、ウエツジワイヤ６の端部
をスクリーンロツド５との接触点において溶接す
る。次に第４図の場合と同様にしてチヤツキング
ホルダーと内部溶接電極１１を時計方向に同期回
転させながらチヤツキングホルダーを右方に移動
させると、内側補強筒１とスクリーンロツド５は
内部溶接電極１１から抜け出すようにして右方に
移動し、ウエツジワイヤ６はロールから繰り出さ
れてスクリーンロツド５の周囲にらせん状に巻回
される。ウエツジワイヤ６のらせんが形成される
につれ、溶接機９によりウエツジワイヤ６とスク
リーンロツド５の相互接触点が順次溶接される。
こうして内側補強筒１の外周上に外側スクリーン
筒２が形成される。なお、外側スクリーン筒２
は、ウエツジワイヤ巻付け時に内側補強筒１に作
用するウエツジワイヤの巻締め力により内側補強
筒１に圧着される上に、溶接時に加熱膨張した状
態で内側補強筒１に圧着される外側スクリーン筒
２が後に冷却収縮することによつて一層内側補強
筒１に圧着されるので内側補強筒１と外側スクリ
ーン筒２は相互に強固に圧着固定され、両者を溶
接等他の手段により相互固定する必要はない。
こうして内側補強筒１の外周上に外側スクリー
ン筒２が形成された後チヤツキングホルダーから
取り外し、両筒の両端に第３図に示す継手部７，
８を溶接により固着することにより二重筒スクリ
ーンが完成する。
次に上記構成の二重筒スクリーンの作用につい
て説明する。本スクリーンＡを、石油、水等の集
液用として用いる場合、流体は外側スクリーン筒
２のウエツジワイヤ６のスリツトｂから内側補強
筒１の補強部材４のスリツトａを介して筒内に流
入し集液される。補強部材４のスリツトａはウエ
ツジワイヤ６のスリツトｂよりも大きいので流体
は最小の抵抗でスクリーン筒内に引き入れられ
る。また使用中に砂等による目詰りにより開口率
が低下した場合は水を筒内から筒外へ逆流させる
いわゆる逆洗によりスクリーンを洗滌する。この
逆洗の場合もスリツトａがスリツトｂよりも大き
いために効率良く行うことができる。
補強部材４は内側ロツド３に対し溶接され一体
化構造とされているので、強大な外圧が加わつた
場合でも補強部材が水平位置を保持することがで
き、したがつて強力に外圧に耐えることができる
（第６図）。その上さらに内側補強筒１の内側ロツ
ド３の内周面からウエツジワイヤ６の外周面まで
の距離（第２図のＴ）は外圧に対する強度上構造
用鋼管の厚みに匹敵する強度をスクリーンに付与
する。その上捻れに非常に強い構造になる。
スクリーンの逆洗は通常第７図、第８図に示す
公知の装置として使用して行う。第７図の逆洗装
置１２はパイプ１３にゴム製の上下のウオツシユ
キヤツプ１４，１４を固定したもので、パイプ１
５を移動させながらパイプのウオツシユポート１
５から水を噴出して逆洗を行う。第８図の逆洗装
置１６はパイプ１７に位置決め部材１８，１８，
１９，１９を固定し、複数のノズルより水を噴出
させて逆洗を行う。この場合いずれの装置を使う
にせよ、二重筒スクリーンの内側ロツドが逆洗装
置１２のウオツシユキヤツプ１４，１４または逆
洗装置１６のブレード１９，１９の案内部材とし
て機能し、逆洗装置１２または１６の円滑な挿入
引抜を可能にする。
〔変更例〕
スクリーンロツド５の形状は図示のものに限ら
ず、長方形、楕円形、Ｉ型等任意の断面形状のも
のを選択使用することができる。
ワイヤ６はウエツジワイヤが最適であるが、こ
れに限るものではない。
また補強部材４は上記実施例においては半径方
向の長さが軸方向の長さよりも大きい断面長方形
のものを使用しているがこれに限らず型、くさ
び形、楕円形等、他の断面形状のものを使用する
ことができる。いずれの断面形状にせよ補強部材
４は半径方向の長さが軸方向の長さよりも大きく
する方が充分な強度をとりながら充分な開口率を
確保するために望ましいが、これに限定されるも
のではなく、たとえば正方形断面形状のものを用
いることも可能である。内側ロツド３としては上
記実施例においては３角形断面のものを用いてい
るが、これに限らず他の断面形状、たとえば円形
断面等のものを用いてもよい。また上記実施例に
おいては、内側ロツド３の１辺を補強部材４の内
周面４ｂと面一にしている。これは逆洗装置のス
ムーズな挿入、引抜を行うために特に好適であ
る。しかしこれに限るものではなく、内側ロツド
３を補強部材の内周面４ｂよりはみ出して溶接す
るようにしてもよい。
上記実施例においては内側補強筒１の補強部材
４と内側ロツド３、外部スクリーン筒２のウエツ
ジワイヤ６とスクリーンロツド５をそれぞれすべ
ての相互接触点において溶接している。これは内
側補強筒１および外側スクリーン筒２をそれぞれ
強固な一体構造物とする点で大きな強度を得るこ
とができ特に好ましい構造であるが、スクリーン
の使用条件によつては、すべての相互接触点でな
くとびとびに溶接してもよい。また上記のとお
り、外側スクリーン筒２はスクリーンの製造過程
において内側補強筒１に圧着されるので各筒１，
２を相互溶接する必要はないが、両者を相互に溶
接してももちろんかまわない。
また本発明の二重筒スクリーンは三重以上の多
重筒スクリーンの製造に応用することができる。
たとえば第９図に示すように、内側ロツド３と補
強部材４からなる１次内側補強筒１を形成した
後、この１次内側補強筒の外側に同様の方法で内
側ロツド３′と補強部材４′からなる２次内側補強
筒１′を形成し、その外側にスクリーンロツド５
とウエツジワイヤ６からなる外側スクリーン筒２
を形成すれば、二重筒スクリーンより一層強固な
三重筒スクリーンが得られる。使用される材質は
金属、プラスチツク、グラスフアイバー等あらゆ
る材質が可能である。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明にかか
る二重筒スクリーンは次の諸効果を有する。
(1) スクリーンの製造に際してスクリーンを内側
において仮固定するための治具を一切必要とし
ないので、スクリーンの製造工程が簡素化され
る上に製造コストが低減される。
(2) 溶接工程から見れば従来のリングベーススク
リーンは補強部材の内側から支持する部材が存
在しないので、補強部材とその外側のサポート
ロツドを必ず溶接しなければならないが、本発
明においては、前述の理由により、外側スクリ
ーン筒と内側補強筒を相互に溶接する必要がな
いので、スクリーンの完成に要する溶接工程数
は従来のリングベーススクリーンと同じ２工程
でありながら、従来のリングベーススクリーン
よりもはるかに大きい強度を有するスクリーン
を得ることができる。
(3) 内側補強筒は補強部材が内側ロツドに溶接固
定された構造であるので、強大な外圧が加わつ
た時でも補強部材はその水平位置を保持するこ
とができ、従来のリングベーススクリーンに比
べて外圧に対するスクリーンの強度が一層増大
する。
(4) 内側補強筒が溶接一体化構造であるのでスク
リーン筒全体として弾性が増し、その上捻れに
強いために井戸に屈曲部があつてもスクリーン
筒の出し入れが可能であり、しかもスクリーン
筒がこわれない。
(5) 二重筒スクリーンにとどまらず、三重以上の
多重スクリーンを製造することが可能であり、
強大の外圧がかかる地下数千メートルの深所に
おいても充分耐えられる高強度スクリーン筒を
簡単に製造することができる。
(6) 内側補強筒の内側ロツドは、スクリーン筒内
への逆洗装置等各種ツールの挿入、引抜時に案
内部材として機能し、これらのツールがスパイ
ラル状の補強部材に引つかかる危険を防止す
る。
【図面の簡単な説明】
添付図面において第１図は本発明の二重筒スク
リーンの要部を示す部分斜視図、第２図は二重筒
スクリーン要部の端面図、第３図は二重筒スクリ
ーンを一部切除した状態で示す側面図、第４図、
第５図は二重筒スクリーンの製造工程を模式的に
示す図、第６図は二重筒スクリーンにおける補強
部材の水平保持状態を示す模式図、第７図、第８
図は逆洗装置を示す模式図、第９図は本発明を応
用した三重筒スクリーンの端面図、第１０図は従
来のリングベーススクリーンの製造工程を示す
図、第１１図は該工程において用いる治具の構造
を示す端面図、第１２図は従来のリングベースス
クリーンにおける補強部材の水平保持の状態を示
す図である。 １……内側補強筒、２……外側スクリーン筒、
３……内側ロツド、４……補強部材、５……スク
リーンロツド、６……ワイヤ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 軸方向に所定間隔をもつて円筒状に配設され
    た複数の内側ロツドの外側に所定ピツチでらせん
    状の補強部材を巻回し、該補強部材と該内側ロツ
    ドを溶接一体化してなる内側補強筒と、該内側補
    強筒の外側に軸方向に所定間隔をもつて配設され
    た複数のスクリーンロツドの外側に所定ピツチで
    らせん状のワイヤを巻回し、該ワイヤと該スクリ
    ーンロツドとを溶接一体化してなる外側スクリー
    ン筒とからなり、該内側補強筒の該補強部材のス
    リツトの幅を該外側スクリーン筒の該ワイヤのス
    リツトの幅よりも大きくしたことを特徴とする二
    重筒スクリーン。
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