NO322086B1 - Anordning ved innfestning av en med leder forsynt kabel - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse omhandler en anordning for innfesting av en med en leder forsynt kabel. Nærmere bestemt dreier det seg om innfestning av en med en leder forsynt kabel hvor hvert av kabelens trådlag er forspennende klemt mellom en indre hylse og en ytre hylse. Kabelens strekklast overføres via de ytre hylser til et festeelement. Anordningen ifølge oppfinnelsen er særlig velegnt for anvendelse sammen men en kopling som er innrettet til å kunne kople en kabel fra et kabelverktøy, for eksempel etter at kabelverktøyet har satt seg fast og kabelen eventuelt er blitt skadet.

Under kabelarbeider (wireline operations) i et borehull kan det forekomme at kabelverktøyet setter seg fast. Når kabel-verktøyet deretter skal løsnes, og ellers under ugunstige forhold og ved feilmanøvrering, kan det forekomme at kabelen rives av og at et parti av den skadede kabel blir liggende i borehullet.

For å komme til kabelverktøyet med et fiskeverktøy, må det i borehullet seg befinnende kabelparti først fjernes. Arbeidet med å fjerne et kabelparti av denne art kan være tidkrevende og kostbart.

Som bakgrunn for oppfinnelsen henvises til US patent 4464812 som viser en kabelinnfestning omfattende en hylse og en kile. Anordningen ifølge US 4464812 dokument er ikke egnet for innfesting av en med en leder forsynt kabel.

Frakoplingsanordninger er kjent i flere utførelser. Således beskriver US 5810088 en frakoplingsanordning hvor borefluid anvendes for å forskyve et stempel som derved bevirker at låselegemer kan forskyves ut av sin låsende stilling, mens US 6431269 viser en frakoplingsanordning hvor fråkopling igang-settes ved at en motstand smelter en fjærs lodding slik at fjæren kan ekspandere og derved bevirke utløsing av frakoplingsanordningen.

Ifølge kjent teknikk forsynes en kabel som skal brukes til kabelarbeider med et svekket parti nær sitt innfestningspunkt i kabelverktøyet. Svekkingen utføres vanligvis ved at en an-del av kabelens tråder fjernes. Hensikten med svekkingen er at et eventuelt kabelbrudd skal henføres til dette svekkede parti, slik at i hovedsak hele kabelen etter bruddet kan trekkes opp til overflaten. Kabelverktøyet kan deretter hen-tes opp ved hjelp av et såkalt fiskeverktøy.

Det er innlysende at den nevnte fremgangsmåte i betydelig grad reduserer kabelens bæreevne og derfor kan medføre unød-vendige kabelbrudd.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

En innfestning av en med en leder forsynt kabel i overens-stemmelse med oppfinnelsen kjennetegnes ved at hvert av kabelens trådlag er forspennende klemt mellom en indre hylse og en ytre hylse. Kabelens strekklast overføres via de ytre hylser til et festeelement.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er særlig velegnt for anvendelse sammen men en kopling som er innrettet til å kunne kople en kabel fra et kabelverktøy, for eksempel etter at ka-belverktøyet har satt seg fast og kabelen eventuelt er blitt skadet.

Kabelverktøy ifølge kjent teknikk er ofte forsynt med elektrisk utstyr som ér innrettet til å kunne kommunisere med instrumenter på overflaten under kabelarbeidene. Det er således vanlig at kabelen er forsynt med en sentral tråd av elektriske ledere, nedenfor benevnt leder, som er innrettet til å overføre elektriske signaler og eventuelt også elektrisk kraft for drift av utstyr i kabelverktøyet.

Mest fordelaktig forsynes kabelen med en frakoplingsanordning som er innrettet til styrt å kunne kople kabelen fra et til-koplet kabelverktøy.

Ifølge oppfinnelsen er kabe1innfestningen utformet slik at hvert av kabelens trådlag er klemt mellom en indre hylse og en ytre hylse mens lederen forløper mekanisk ubelastet gjen-nom kabelinnfestningen. Det er dessuten fordelaktig at kabe-1innfestningen er utformet med en relativt liten utvendig tverrsnittsdimensjon i forhold til for eksempel kabelverktøy-ets tverrsnittsdimensjon.

En typisk kabel av den art det her er tale om omfatter to motsatt utenpå hverandre om en leder omspundne trådlag.

Under påkopling av kabelinnfestningen for det ytre trådlag kuttes det ytre trådlag på en avstand fra kabelens endeparti. De ytre tråder løsgjøres tilstrekkelig fra de indre trådlag til at en første indre hylse kan føres inn mellom det ytre og det indre lag av tråder. Deretter forskyves en første ytre hylse inn over og omslutter den første indre hylse og det ytre trådlag. Den første ytre hylse forpennes deretter slik at den klemmer om den første indre hylse og det mellom den første indre hylse og den første ytre hylse seg befinnende ytre trådlag uten at det indre trådlag påføres mekanisk be-lastning av betydning. Den første indre hylse og den første ytre hylse utgjør et første hylsesett.

På tilsvarende måte kappes det indre trådlag noe nærmere kabelens endeparti, hvoretter det indre trådlag løsgjøres fra lederen slik at en andre indre hylse kan føres inn over lederen og inn under det indre trådlag. Deretter forskyves en andre ytre hylse inn over og omslutter den andre indre hylse og det indre trådlag. Den andre ytre hylse forspennes deretter slik at den klemmer fast om den andre indre hylse og det mellom den andre indre hylse og den andre ytre hylse seg befinnende indre trådlag uten at lederen påføres mekanisk be-lastning av betydning. Den andre indre hylse og den andre ytre hylse utgjør et andre hylsesett.

Fastklemmingen av de ytre hylser om de indre hylser og de mellomliggende trådlag kan foretas for eksempel ved hjelp av kilelignende element eller ved plastisk deformasjon av de ytre hylser.

Etter at fastklemmingsoperasjonen er gjennomført befinner det første henholdsvis det andre hylsesett seg på en innbyrdes avstand i kabelens lengderetning. Før hylsesettene forskyves inn i en festehylse, tilpasses en distansehyse mellom de to hylsesett slik at kraften som opptas av det andre hylsesett under strekkbelastning av kabelen overføres via distansehyl-sen til det første hylsesett.

Frakoplingsanordningen omfatter minst ett til kabelverktøyet forskyvbart forbundet låselegeme som holdes i sin låsende posisjon relativt kabelinnfestningen ved hjelp av et forskyvbart legeme.

Fråkopling av kabelinnfestningen fra kabelverktøyet foretas fortrinnsvis ved hjelp av en forspent utløserfjær som er innrettet til å kunne løses ut for eksempel ved hjelp av tråder som oppvarmes til de mister sin lastbærende evne. Utløserfjæ-ren forskyver ved utløsning det forskyvbare legemet ut fra sin låsende stilling, hvorved låselegemet ikke lenger opp-rettholder sin låsende virkning i kabelinnfestningen.

Kabelinnfestningen og frakoplingsanordningen utgjør sammen en vesentlig forbedret løsning på et lenge kjent problem. Det er ved hjelp av oppfinnelsen mulig å utnytte den fulle strekk-styrke selv om kabelen er forsynt med en leder, og om ønske-lig å kople fra et verktøy, for eksempel ved hjelp av fjern-styring via lederen.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er velegnet for alle kabelan-vendelser hvor kabelen er forsynt med en sentral leder.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utføreisesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viset i snitt en innfestnings- og frakoplingsanordning for en kabel som er koplet til et kabelverktøy; Fig. 2 viser i snitt og i større målestokk et første hylsesett påmontert kabelen; Fig. 3 viser det samme som i fig. 2, men her er også et andre hylsesett påmontert kabelen; Fig. 4 viser det samme som i fig. 3, men her er en distansehylse innmontert mellom hylsesettene; Fig. 5 viser montasjen i fig. 4 innmontert i en festehylse, hvor festehylsen komplementært passer i fråkoplingsanord-ningen ; Fig. 6 viser i større målestokk frakoplingsanordningen i låsende posisjon; Fig. 7 viser frakoplingsanordningen idet en innledende del av utløsningen er gjennomført; Fig. 8 viser frakoplingsanordningen idet kabelen er løst ut og festehylsen er på vei ut av kabelverktøyet; og Fig. 9 viser frakoplingsanordningen i en låsende posisjon som opprettholdes ved hjelp av en vulst på et utløserstempel i frakoplingsanordningen.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en innfestnings-og frakoplingsanordning for tilkopling av en kabel 2 til et kabelverktøy 4 hvor innfestnings- og frakoplingsanordningen 1 omfatter en kabelinnfestning 6 og en frakoplingsanordning 8.

Kabelen 2, se fig. 2, omfatter en sentral leder 10 som er omsluttet av et omkveilet indre trådlag 12. Det indre trådlag 12 er omsluttet av et med motsatt stigning omkveilet ytre trådlag 14.

Det ytre trådlag 14 er kappet på en avstand fra kabelens 2 endeparti, se fig. 2. En første indre hylse 16 er forskjøvet inn over det indre trådlag 12 og inn under det ytre trådlag 14, slik at trådene i det ytre trådlag 14 omslutter hele lengden av den første indre hylse 16.

En første ytre hylse 18 er forskjøvet inn over det ytre trådlag 14 til en posisjon hvor den omslutter den første indre hylse 16. Den første ytre hylse 18 er utformet med en konisk boring 20 som har sin største diameter ved det ytre trådlags endeparti. En i aksial retning og fortrinnsvis i to deler oppsplittet første kilehylse 22, som har en utvendig konisk flate 24 korresponderende til den koniske boring 20, er forspennende forskjøvet inn mellom den første ytre hylse 18 og det ytre trådlag 14.

Den første ytre hylse 18 klemmer således forspennende det yt-re trådlag 14 mot den første indre hylse 16.

Det indre trådlag 12 er kappet på en distanse noe nærmere kabelens 2 endeparti, se fig. 3. En andre indre hylse 26 er forskjøvet inn over lederen 10 og inn under det indre trådlag 12, slik at trådene i det indre trådlag 12 omslutter hele lengden av den andre indre hylse 26.

En andre ytre hylse 28 er forskjøvet inn over det indre trådlag 12 til en posisjon hvor den omslutter den andre indre hylse 26. Den andre ytre hylse 28 er utformet med en konisk boring 30 som har sin største diameter ved det indre trådlags 12 endeparti. En i aksial retning og fortrinnsvis i to deler oppsplittet andre kilehylse 32, som har en utvendig konisk flate 34 korresponderende til den koniske boring 30, er forspennende forskjøvet inn mellom den andre ytre hylse 28 og det indre trådlag 12.

Den andre ytre hylse 28 klemmer således forspennende det indre trådlag 12 mot den andre indre hylse 26.

En splittet fortrinnsvis todelt lengdetilpasset distansehylse 36 er fortrinnsvis aksielt forspennende anbrakt omkransende kabelen 2 mellom den andre ytre hylse 28 og den første kilehylse 22, se fig. 4. Hele den ovenfor beskrevne montasje er anbrakt i en festehylse 38 som komplementært passer i en boring 40 i kabelverktøyets 4 øvre parti. Boringen 40 munner ut i en boring 41 som er innrettet til å motta frakoplingsanordningen 8.

Når kabelen 2 utsettes for strekk, overføres kraften fra det ytre trådlag 14 via friksjon mellom det ytre trådlag 14 og den første kilehylse 22 via den første kilehylse 22 og den første ytre hylse 18 til festehylsen 38, se fig. 5. Kraften fra det indre trådlag 12 overføres via friksjon mellom det indre trådlag 12 og den andre kilehylse 32 via den andre kilehylse 32, den andre ytre hylse 28, distansehyIsen 36, den første kilehylse 22 og den første ytre hylse 18 til festehylsen 38. Strekkraften i kabelen 2 bevirker således at kilhyl-sene 22 og 32 skyves inn i sin respektive ytre hylser 18, 28, slik at klemkraften mot de respektive indre hylser 16, 26 økes.

Frakoplingsanordningen 8 omfatter også et til kabelverktøyet 4 i boringen 41 anordnet utløserhus 42 som er utløsbart ved hjelp av låselegemer 44 forbundet til kabelinnfestningens 6 festehylse 38. Utløserhuset 42 er forsynt med en gjennomgående sentral boring 48 som er innrettet til å utgjøre en gjennomføring for kabelens 2 leder 10. I et diametralt utvidet parti 50 av boringen 48, hvor partiet 50 forløper fra utløserhusets 42 nedre endeparti 52 og innover til en brystning 54, er det anbrakt en forspent utløserfjær 56.

Utløserfjæren 56 er innspent mellom en fjærholder 58 som er forbundet til det nedre endeparti 52 ved hjelp av gjenger 60 og et utløserstempel 62. Utløserfjæren 56 holdes i oppspent posisjon av et antall elektrisk ledende og isolerte lastbærende tråder 64 som forløper mellom fjærholderen 58 og utløserstemplet 62. Fjærholderen 58 er innrettet til ved hjelp av gjengene 61 å spenne utløserhuset 42 mot en brystning 63 mellom boringene 40 og 41 i kabelverktøyet 4. Trådene 64 som fortrinnsvis er forsynt med svekkede partier, er koplet til en ikke vist spenningskilde ved hjelp av led-ninger 65.

Utløserstempelet 62 er forsynt med en gjennomgående sentral boring 66 for gjennomføring av lederen 10 og er forskyvbart anordnet i boringen 48.

Festehylsen 38 er ved sitt mot utløserhuset 42 vennende endeparti forsynt med en innvendig boring 67 som komplementært passer utvendig om en om utløserhuset 42 utragende låsenakke 68. Låsenakken 68 er forsynt med minst to gjennomgående radi-elle om låsenakken 68 jevnt fordelte gjennomgående boringer 70 som korresponderer med tilsvarende boringer 72 i festehylsen 38.

Hver av de korresponderende boringer 70, 72 er forsynt med hvert sitt låselegeme 44 i form av en kule. Låselegemenes 44 diameter er slik tilpasset at låselegemenes senter befinner seg på innsiden av boringens 67 indre mantelflate. Låselegemene 44 holdes i sin låsende posisjon hvor festehylsen 38 ikke kan forskyves ut av låsenakken 68 som følge av en vulst 73 på utløserstemplets 62 stempelstanglignende parti 74. Ut-løsers templet 62 hindres fra å forskyves ut av sin låsende posisjon av en relativt svak støttefjær 76 som er forspent mellom brystningen 54 og utløserstemplet 62.

Når kabelen 2 skal utløses fra kabelverktøyet 4, tilføres en elektrisk spenning via ledningene 65 til trådene 64. Trådene 64 varmes grunnet sin elektriske motsand opp til de mister sin styrke, eventuelt smelter, slik at utløserfjæren 56 kan overvinne kraften fra støttefjæren 76. Utløserstemplet 62 kan derved forskyves aksielt i utløserhuset 42 til sin utløsende posisjon, se fig. 7.

Når utløserstemplet 62 befinner seg i denne sin utløsende stilling, korresponderer boringene 70 ikke lenger med vulsten 73 på det stempelstanglignende parti 74, hvorved låselegemene 44 grunnet sin geometri forskyves radialt innover og ut av sine låsende inngrep i boringene 72. Festehylsen 38 kan derved forskyves ut av låsenakken 68, hvorved kabelen 2 er løs-gjort fra kabelverktøyet 4, se fig. 8. Kabelen 2 med kabelinnfestningen 6 kan deretter trekkes opp til overflaten.

I en alternativ utførelsesform kan tråden 64 oppvarmes ved hj elp av kj emisk energi.

I en ytterligere utførelsesform er vulsten 73 forsynt med en konisk anleggsflate 78 for låselegemene 44, se fig. 9.

Støttefjærens 76 forspenningskraft er ved denne utførelses-form tilpasset, fortrinnsvis justerbart ved hjelp av en ikke vist justeringsanordning, slik at vulsten 73 og utløser-stemplet 62 forskyves aksialt ved en forutbestemt trekkraft i festehylsen 38 grunnet låselegemenes 44 radiale trykkraft.

Claims (11)

1. Anordning ved innfestning av en med en leder (10) forsynt kabel (2), karakterisert ved at kabelen (2) er forsynt med en kabelinnfestning (6) hvor hvert av kabelens trådlag (12, 14) er forspennende klemt mellom en indre hylse (16, 26) og en ytre hylse (18, 28) og hvor kabelens (2) strekklast overføres via de ytre hylser (18, 28) til et festeelement (38).

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den ytre hylse (18, 28) er tildelt en radial forspennende deformasjon.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at en distansehylse (36) er anbrakt mellom de ytre hylser (18, 28).

4. Anordning ifølge krav .1, karakterisert ved at en kilehylse (22, 32) er forskjøvet forspennende og i aksial retning inn mellom den ytre hylse (18, 28) og den indre hylse (16, 26).

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at en distansehylse (36) er anbrakt mellom en andre ytre hylse (28) og en første kilehylse (22).

6. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at kabelinnfestningen (6) er koplet til kabelverktøyet (4) ved hjelp av en utløsbar frakoplingsanordning (8) .

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at frakoplingsanordningen (8) omfatter minst ett låselegeme (44) hvor låselegemet (44) i sin låsende posisjon er i låsende inngrep med kabelinnfestningen (6) og frakoplingsanordningen (8), idet låselegemet (44) er hindret fra å forskyves ut av sin låsende posisjon av et legeme (73), og hvor legemet (73) er innrettet til å kunne forskyves ut av sin låsende posisjon ved hjelp av en forspent fjær (56).

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at legemet (73) utgjøres av en vulst som er koplet til et stempellignende legeme (62), idet fjæren (56) spenner mot det stempellignende legemet (62) og at det stempellignende legemet (62) holdes tilbake av minst en elektrisk isolert tråd (64) hvor tråden (64) ved oppvarming er innrettet til å miste sin lastbærende evne.

9 . Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at tråden (64) oppvarmes ved hjelp av elektrisk energi.

1 0 . Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at tråden (64) oppvarmes ved hjelp av kjemisk energi.

11. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at frakoplingsanordningen (8) omfatter minst ett låselegeme (44) hvor låselegemet (44) i sin låsende posisjon er i låsende inngrep med kabelinnfestningen (6) og frakoplingsanordningen (8), idet låselegemet (44) ligger an mot et forskyvbart skråparti (78) som i sin forskyvingsretning er forspent ved hjelp av en fjær (76) .