NO821728L - Servoventil for fjernmaaling av borehull-tilstander - Google Patents

Description

Ved boring av dype borehull slik som oljebrønner er det

ønskelig å overvåke visse tilstander i hullet, og å over-

føre informasjon om disse tilstander til overflaten til rett-ledning for boreoperatøren. Typiske parametre som er av interesse omfatter temperatur, trykk, borehulletes orien-

tering eller avvikelse fra vertikalretning, og forskjellige andre geofysiske data som angår den formasjon som gjennom-trenges. De variable som er av interesse overvåkes vanlig-

vis med forskjellige former for omformere som omdanner parametre (f.eks. trykk) til et elektrisk signal for direkte overføring til overflaten i et ledningssystem, eller som brukes for å styre et slags trådløst fjernmålesystem for overføring av et signal som kan oppfattes på overflaten.

Direkte eller fastkoblede overføringssystemer medfører be-tydelige vanskeligheter, ved at kabelen eller lignende ledere utsettes for skade og er tungvint å manipulere under boringen. Et mere tilfredstillende forsøk som har blitt akseptert i betydelig grad i boreindustrien innebærer dannelse av trykk-pulser i borevæsken, hvilke overføres til overflaten gjennom den flytende søyle av borevæske eller slam. Disse systemer er trådløse sendere, og trykkpulsene kan f.eks. reprensentere binær-kodede digital-signaler analog med den variable som måles.

Boreslammet pumpes med høyt trykk fra overflaten og nedover gjennom det indre av sammenkoblede lengder av et borerør (borestrengen), for å kjøle og å bringe stenbiter bort fra en borkrone ved bunnen av borehullet. Slammet som inne-

holder det utborede material føres deretter tilbake til overflaten i en ringformet strømningskanal mellom borehullveggen og det ytre av borestrengen. Slamtrykket i den ringformede kanal er meget lavere enn i det indre av borestrengen over borkronen, p.g.a. av trykkfallet gjennom slamdyser i borkronene.

To typer slampuls-fjernmåling er for tiden kjent for indu-strien. I systemer med positiv puls brukes en ventil i hullet som begrenser eller sperrer strømmen av slam til borkronen, for å bevirke en trykkøkning eller positiv puls som kan registreres på overflaten. Systemer med negativ puls kortslutter trykkfallet forbi borkronen, ved å åpne en strømningskanal til det ringformede rom fra det indre av borestrengen over borkronen, og frembringer således en trykk-senkning eller negativ puls som kan registreres på overflaten.

US-patenter 2925251, 3958217, 3964556 og 3983948 beskriver systemer med positiv puls. Systemer med negativ puls er beskrevet eller omtalt i US-patenter 3983948 og 4078620, og i britisk patentansøkning 2009473A publisert 13. juni 1979. Selve ideen med å åpne en Bypass -kanal til det ringformede

rom for å gi signal om tilstanden nede i et hull er vist i US-patent 2887298. Innholdet i disse publikasjoner inngår

her som henvisning i den grad de viser operative trekk ved det totale slampuls-fjernmålesystem i tillegg til spesielle typer slamventiler.

Ventilen i henhold til denne oppfinnelse er til bruk i systemer ved negativ puls. I motsetning til kjente ventiler for negativ puls, som er bistabile (og derfor blir stående enten i åpen eller lukket stilling inntil de styres elektrisk for å forandre tilstanden), er den nye ventil monostabil, ved at den som sikkerhet føres til lukket stilling i tilfeller av energisvikt eller andre sammenbrudd i styresystemet. Risikoen for at ventilen blir stående åpen er gjort minst mulig,

på bekostning av et forholdsvis lite forbruk av elektrisk energi som trengs for å holde en styreventil i en stilling som hydraulisk holder hovedventilen åpen. Denne sikkerhets-egenskap er nyttig for å unngå tap av den nødvendige strøm av slam til borkronen, og for å unngå eventuell tømning av borestrengen i en tidsperiode-.-

Ventilen har et horisontalt orientert hovedlukke-element som er lagret for bevegelse i en retning vinkelrett på bore-strengens akse , for å gjøre virkningen av vertikal akselerasjon på ventilen minst mulig. Lukkeelementet trykkes hydrau lisk mot et flytende sete, og både lukkeelementet og setet kan siftes ut på stedet uten å demontere hele ventilkonstruksjonen. Behovet for elektrisk energi er minst mulig p.g.a. systemet med styreventil, som gjør det mulig å ta det meste av den nødvendige energi for å aktivere lukkeelementet fra den flytende strøm av slam under høyt trykk.

Noen kjente slampuls-fjernmålesystemer krever imidlértid stans av den roterende boreoperasjon og den tilhørende strøm av slam under høyt trykk til borkronen. Disse systemer er basert på en statisk søyle av slam for overføring av et signal til overflaten. Ventilen i henhold til oppfinnelsen er imidlertid egnet for systemer for måling under boring som er istand til å sende pulser som kan oppfattes på overflaten gjennom en flytende (og således turbulent og støyende) slamsøyle, slik at det unngås de kjente problemer som er knyttet til selv kortvaring avbrytelse av borrotasjonen og strømmen av slam.

Ventilenheten i henhold til denne oppfinnelse omfatter et ytre hus som fortrinnsvis er et vektrør anordnet i borestrengen over borkronen.. Et indre hus som omfatter et ventillegeme er anordnet inne i og festet til det ytre hus, og det indre hus er fortrinnsvis sentralt plassert ved hjelp av bærearmer, for å danne en ringformet kanal for slam i borestrengen som strømmer til borkronen. Et stempellingnende lukkeelement rager sideveis, fra ventillegemet på tvers av den ringformede slamkanal, for å kunne beveges mot og bort fra et ventilsete på det ytre hus, for å lukke og åpne en åpning eller kanal gjennom det ytre hus, for å slippe slam med høyt trykk i borestrengen til strømmen av slam med forholdsvis lavt trykk i det ringformede rom mellom borehullveggen og borestrengen.

Den indre ende av lukkeelementet er anordnet i ventillegemet slik at det er i fluidkommunikasjon med et slamfylt indre kammer i legemet. Et annet kammer i legemet omgir et mellomliggende parti av lukkeelementet, og er i fluidkommunikasjon med slam under forholdsvis lavt trykk i det ringformede rom, via en innvendig kanal i lukkeelementet. En elektrisk styrt styreventil i det indre hus gjør det mulig å isolere eller sammenkoble kammerene i ventillegemet etter ønske,

slik at fluidtrykket som virker på lukkeelementet kan varieres for å bevirke åpnings- eller lukkekrefter på elementet.

Ventilsetet på det ytre hus er dannet av en løsbar seteenhet som kan skiftes ut i tilfelle av skade eller slitasje uten at det krever adkomst til innsiden av det ytre eller indre hus. Når seteenheten er fjernet, kan lukkeelementet også trekkes ut fra utsiden av det ytre hus og uten å demontere hele ventilsystemet. Fortrinnsvis er seteenheten flytende opplagret, for å muliggjøre en liten sideveis bevegelse av sete i forhold til lukkeelementet, og en myk pute i enheten skjermer setet mot mekanisk sjokk når ventilen lukkes.

Fortrinnsvis er den ytre ende av lukkeelementet konisk mot en

butt, plan ende som vender mot det ringformede rom lukkeele-..'mentet er lukket mot setet. Den indre kanal gjennom lukkeelementet ender i den plane ende, slik at kanalen er åpen mot den forholdsvis lave trykk i det ringformede rom når lukkeelementet ligger mot setet. Når lukkeelementet er trukket tilbake fra setet, vil strømmen av slam med høy hastighet forbi den koniske ende av lukkeelementet opprettholde et forholdsvist lavt fluidtrykk i kanalen.

Fig. 1 viser et oppriss av en typisk borerigg for en oljebrønn, i hvilken ventilen i henhold til oppfinnelsen kan benyttes. Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom en ventil i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3 viser forstørret et øvre parti i fig. 2 og viser en alternativ og foretrukket ventilseteenhet, og

fig. 4 viser forstørret en endeprojeksjon av den ytre ende av et lukkeelement i en ventil, og skravuren er benyttet for å angi de forskjellige frontarealer snarere enn for å vise snitt av delene.

Fig. 1 viser noen av elementene i en typisk oljebrønn-rigg 10 for rotasjonsboring i hvilken ventilen i henhold til oppfinnelsen kan anvendes. Riggen er vist under boring av et delvis fullført borehull 12, og omfatter slik kovensjonelle komponenter som et boretårn 14, et boregulv 15, vinsjkabler 16, en krok 17, et dreiehode 18, et kelly 19, et rotasjons-bor 20 og en borestreng 22. Borestrengen er dannet av sammenkoblede lengder av borerør 23, og den øvre ende av strengen er festet til den nedre ende av kelly-leddet 19.

Den nedre ende av strengen er festet til sammenkoblede vektrør 24, og en rotasjons-borkrone 25 er festet under det nederste vektrør.

Borevæske eller slam sirkulerer fra et slambasseng 27 gjennom en slampumpe 28, en demper 29 og en tilførselsledning 30 for slam, for å strømme inn i dreiehodet 18. Slammet strømmer ned gjennom det hule indre av kelly-leddet, borestrengen og vektrørene, og kommer ut gjennom åpninger eller dyser (ikke vist) i borkronen, for å rense og kjøle borflatene på borkronen, og for å fjerne utboret fjell og fragmenter fra bunnen av borehullet.

Slammet returneres til overflaten fra bunnen av borehullet gjennom en ringformet åpning 31 mellom borestrengen og borehullveggen, for å strømme tilbake til slambassenget 27 gjennom en returledning 32. Returledningen for slammet omfatter et konvensjonelt filter, slik som en vibrasjonssikt (ikke vist) for å separere utboret material fra formasjonen fra slammet før dette returnerer til slambassenget.

En trykkomformer 34 i tilførselsledningen 30 måler og regi-strerer variasjoner i trykket i boreslammet ved overflaten,

på utløpssiden av slampumpen,og demperen. Omformeren har et elektrisk utgangssignal som er analogt med boreslamtrykket, og signalene overføres ved en kabel 35 til et konvensjonelt signalbehandlingssystem 36 innrettet for registrering og visning av signalene. Omformeren og signalbehandlingssystemet er ikke deler av den foreliggende oppfinnelse, og kan være av

den type som er nærmere beskrevet i det tidligere nevnte US-patent 4078620 eller britisk patentansøkning- 2009473A.

Under henvisning til fig. 2 er en servoventilenhet 40 i henhold til oppfinnelsen understøttet inne i hvilket som helst av vektrørene 24, slik at den er foran (med hensyn til strøm-men av boreslam) borkronen og bunnen av borehullet. En bærehylse 41 for ventilenheten har anlegg mot en oppover vendende, ringformet skulder 42 utformet i den indre vegg til vektrøret. Bærehylsen er låst på plass mot skulderen av en sylindrisk festeplugg 43, i det den indre ende av pluggen ligger i et sylindrisk blindhull 44 i den ytre over-flate av hylsen. En konvensjonell O-ringtetning 45 hindrer lekkasje av slam forbi pluggen 43 fra det indre av borestrengen til det ringformede rom, og pluggen er holdt på plass av en fjærende låsering 46 ført inn i et ringformet spor i sideveggen til vektrøret.

Et hult ventilhus 50 omfatter en sylindrisk ytre hylse 51

som er lukket i den øvre ende av en gjenget hette eller plugg 52. Den ytre hylse 51 er sentralt plassert inne i bærehylsen 41 ved hjelp av et bæreelement som flere radialt ragende ribber 53 (bare en av disse er vist i fig. 2) sveiset til bærehylsen og den ytre hylse. Et ringformet rom 54 er således dannet mellom ventilhuset og bærehylsen, for å mulig-gjøre fri sirkulasjon av boreslam nedover inne i vektrøret, til borkronen.

Ventilhuset omfatter et antall andre komponenter som er under-støttet inne i den ytre hylse 51. Et ventillegeme 56 er hovedsakelig sylindrisk, for at det skal kunne forskyves inne i den ytre hylse, og den øvre ende av ventillegemet butter mot undersiden av pluggen 52. Umiddelbart under ventillegemet er en indre hylse 57 som også kan forskyves inne i den ytre hylse. O-ringtetninger 58 er anordnet i ringformede spor i den øvre og nedre ende av ventillegemet.

Anbragt under og i avstand fra ventillegemet inne i den indre hylse er en sylindrisk solenoid-holdeblokk 60. En nedre plugg 61 kan også forskyves inne i den indre hylse, for å ligge mot.den nedre ende av solenoid-holdeblokken. En O-ringtetning 62 er anbragt i et ringformet spor i omkretsen av den undre plugg, for å hindre fluidlekkasje mellom pluggen og den indre hylse.

En utvendig gjenget løsering 6 3 er skrudd inn i den nedre ende av den indre hylse, mot undersiden av den undre plugg. O-ringtetninger er anordnet i de motsatte endeflater av låseringen, for å hindre fluidlekkasje, og ringen har en midtre åpning 65 og et par utsparinger 66 på motsatte sider av åpningen,

for innføring av et skuverktøy for å montere og å fjerne ringen.

Ventilhuset omfatter også et annet hus 67 som har en utvendig gjenget øvre ende 68 ført inn i den nedre, innvendig gjengede ende av den ytre hylse 51. Den øvre ende 68 av det annet hus har en midtre åpning 69 innrettet etter åpningen 65 i låseringen. En O-ringtetning 70 anbragt i et spor ved den nedre ende av den ytre hylse hindrer fluidlekkasje mellom disse komponenter. Som beskrevet nærmere i det følgende, er opp-gaven til det annet hus å gi plass for anbringelse av elektron-iske komponenter og en energikilde, slik som et batteri eller en slamturbin-generator (ikke vist).

I det det på nytt henvises til ventillegemet 56, er denne-kompo-nent en stiv sylindrisk del av metall, i hvilken et antall åpninger er boret for å danne sammenhengende innvendige kanaler. En sylindrisk blindbocing 72 for et lukkeelement er anordnet i nærheten av den øvre ende til ventillegemet og rager diametralt fra en side av legemet og ender like ved den motsatte side. Lengdeaksen til lukkeelement-boringen krysser og er vinkelrett på lengdeaksen til ventillegemet.

Boringen 72 avtar i diameter nær sin indre ende 73, for å danne en skulder 74. Ventillegemet er plassert inne i den ytre hylse slik at lukkeelement-boringen er radialt innrettet etter frie hull 76 og 77 som rager gjennom sideveggene til den ytre hylse 51 og bærehylsen 41, i det de frie hull har noe større diameter enn lukkeelement- boringen.

En boring 79 med en gjennomhullet plugg er dannet i ventillegemet under og radialt innrettet etter lukkeelementboringen. Dybden til boringen 79 tilsvarer dybden til boringen 72 og boringen 79 er avtrappet eller har minsket diameter innover, slik at det er dannet en utover vendende skulder 80.

En sentral, aksial boring 83 forløper fra undersiden av ventillegemet og oppover, i kommunikasjon med lukkeelementboringen. Boringen 83 krysser og kommuniserer også med den midtre del

av boringen 79, og har på to steder minsket diameter, for å danne nedover vendende skuldre 84 og 85.

De innvendige kanaler i ventillegemet omfatter en boring 87 utenfor aksen, idet den midtre akse til boringen er i radial avstand fra og parallell med den midtre lengdeakse til ventil-legemene og boringen 83. Boringen 87 er diametralt motsatt av de ytre ender til boringene 72 og 79, og er slik plassert at den kommuniserer med de indre ender til disse to side-boringer. Den ytre ende av den forsatte boring er lukket av en koppformet plugg 88 eller hvilken som helst lignende plugg som kan skrus eller sveises på plass.

En strømnings-strupende munnstykke 90 med en trang midtre kanal eller åpning 91 er skrudd inn i den ytre ende av boringen 79, og munnstykket har et utvidet hode 92 som ligger mot skulderen 80. En O-ringtetning 93 er anordet i et ringformet spor i undersiden av hodet, og utsparinger 94 i hodet mulig-gjør montering og fjernelse av stykket med et skuverktøy.

Et par oppover skrånende kanaler 9 5 forløper gjennom sideveggen til den ytre hylse 51, fra det ringformede rom 54,

til kommunikasjon med åpningen 91 i munnstykket.

Et sete 97 for en styreventil er skrudd inn i ventilllegemet, for å anbringes i den indre ende av den midtre, aksiale boring 83. Setet 97 har et forstørret hode 98 som ligger mot skulderen 85, og en O-ringtetning 99 er anordnet mellom disse flater. Utsparinger 100 i undersiden av hodet 98 muliggjør at setet for styreventilen kan monteres eller fjernes ved hjelp av et skruverktøy.

Den indre flate i den indre hylse 57 har øket diameter på to steder, for å danne en nedover vendende skulder 102 og en buet skulder 103 anordnet under skulderen 102. En solenoid-aktivator 104, som kan være av en konvensjonell ledeks-type, passer for å forskyves inn i den nedre ende av den indre hylse, for å ligge mot skulderen 10 3. Solenoid-aktivatoren sperres i stilling mot skulderen av solenoid-holdeblokken 60,"den nedre plugg 61 og låseringen 63.

Aktivatoren har en bevegelig armatur eller kjerne 105, som er sylindrisk aksel som rager gjennom hoveddelen til aktivatoren. Den nedre ende av kjernen 105 rager nedover i et midtre blindhull 107 som rager nedover fra oversiden av solenoid-holdeblokken 60. En kompresjonsfjær 108 er anbragt i boringen 107, og en sirkelformet flate 109 er festet til den øvre ende av fjæren, for å ligge mot bunnen av aktivatorkjernen. En sperrering 110 ligger i et ringformet spor inntil den øvre ende av boringen 107, for å holde fjæren i boringen under montering eller demontering av systemet.

Solenoid-aktivatorkjernen 105 har en konisk øvre ende 112 som ligger mot og lukker den midtre åpning gjennom setet 97 når solenoiden ikke er aktivert. Som forklart nærmere i det følgende, utgjør den øvre ende 112 og setet 97 en styreventil som styrer strømmen av fluid inne i ventillegemet i avhengig-het av aktiveringssignaler til solenoiden.

En stempel 114 passer med liten klaring inn i den øvre ende

av den' indre hylse 57 over solenoid-aktivatoren, og stempelet har en midtre åpning 115, gjennom hvilken aktivatorkjernen 105 rager. O-ringtetninger 116 er anbragt i spor i den indre og ytre sideflate til stempelet, for å hindre fluidlekkasje

mellom, stempelet, aktivatorkjernen og den indre hylse.

Stemplet deler ventilhuset i to kamrare. Et øvre kammer 118

er i fluidkommunikasjon med kanalene i ventillegemet 56, og er følgelig fylt med slam under boreoperasjoner. Et nedre kammer 119 er fylt med olje som strømmer inn i alle rommene under stemplet og over den undre plugg 61, omfattende boring-

en 107 for fjæren (slik at således soleniod-aktivatorkjernen delvis er utbalansert av trykket). Stemplet er en trykk-utlignende innretning som holder oljen i den nedre del av ventilhuset på hovedsakelig samme trykk som boreslammet i den øvre del av huset. En sperrering 120 er anordnet i et ringformet spor i den indre flate av den indre hylse, i nærheten av den øvre ende, for å holde stemplet i sylinderen under montering og demontering av systemet.

Et par konvensjonelle elektriske gjennomføringskoblinger 122

er ført inn i et par åpninger som rager vertikalt gjennom den undre plugg 61. Koblingene er festet til pluggen på en tett måte for å hindre fluidlekkasje gjennom åpningene og forbi koblingene. Elektriske ledninger 124 fra solenoid-aktivator-

en er koblet til de indre ender av koblingene, og de ytre ender av koblingene er tilgjengelige for tilkobling til elektrisk apparatur i det annet hus 67. Et spor 125 er dannet i sideveggen langs soelnoid-holdeblokken 60, for å gi plass for ledningen 124.

En hoved-slampulsventil 128 er dannet av et hovedsakelig sylindrisk, stempellignende ventil-lukkeelement 129 og en seteanordning 130. Lukkeelementet rager gjennom de frie åpningen 76 og 77 i ventilhuset og bærehylsen, og elementet passer med liten klaring inn i lukkeelementboringen 72 i ventillegemet. Den indre ende av lukkeelementet inne i ventillegemet har minsket diameter og danner en innover rettet skulder 132. Skuldrene 74 og 132

på ventillegemet og lukkeelementet avgrenser et ringformet kammer 133 rundt det indre parti av lukkeelementet og i kommunikasjon med den midtre åpning gjennom styreventil-setet 97. O-ringtetninger 134 er anbragt i ringformede spor i lukke-

elementet på motsatte sider av kammeret 133, for å hindre fluidlekkasje mellom lukkeelementet og boringen 72.

Den ytre ende av lukkeelementet 129 ender i en plan ende 136 med minsket diameter, og den flate som forbinder enden med den sylindriske hoveddel til lukkeelementet har hovedsakelig form som et spissbueformet eller flaskehalsformet omdreinings-legeme. Et bakre eller indre parti av denne spissbueformede flate danner en anleggsflate 137 som lukker mot seteanordningen 130 når hoved-slampulsventilen er lukket.

En tverrgående boring 140 med liten diameter rager diametralt gjennom ventil-lukkeelementet, like bakenfor skulderen 132.

En sentralt anbragt, aksial boring 141 forløper fra den tverrgående boring 140 til den flate ende 136 på lukkeelementet. Boringene 140 og 141 setter således den ytre ende på lukkeelementet i fluidkommunikasjon med det ringformede kammer 133 inne i ventillegemet. Fortrinnsvis er en ytre ende 142 i boringen 141 innvendig gjenget for inriskruing av en gjenget aksel (ikke vist), som kan brukes som verktøy for å fjerne lukkeelementet dersom det er nødvendig å fjerne og å skifte ut lukkeelementet.

Seteanordningen 130 er anbragt i den gjengende boring 143 som rager gjennom sideveggen til vektrøret 24, innrettet etter de frie åpninger 76 og 77 og den midtre akse til ventil-lukkeelementet. Seteanordningen omfatter en setering 44 som er utvendig gjenget for å skrus inn i boringen 143. En midtre åpning gjennom seteringen utvider seg utover i den indre ende av seteringen, for å danne en seteflate 145 som passer til en motsvarende flate på ventil-lukkeelementet. Resten av den indre flate i seteringen er utvidet utover mot den ytre ende av ringen.

Seteringen 144 er fortrinnsvis laget av eller belagt med et hardt, abrasjonsbestandig material slik som volfram-karbid. Seteflaten 145 har fortrinnsvis en slik kontur at det oppnås hovedsakelig linjekontakt mot lukkeelementet, for å dele nesen til elementet i to flateområder som det høye og lave fluidtrykk virker mot, for å gi beregnelige og reproduserbare krefter mot elementet.

En utvendig gjenget låsering 147 er satt inn i den gjengede boring 143 for å låse seteringen på plass i vektrøret. En sperrering 148 er satt inn i et ringformet spor i boringen 143, for å sikre at komponentene i seteanordningen vil holdes på plass. Utsparingen 149 er anordnet i både seteringen og sperreringen, for å muliggjøre at disse deler kan moteres eller fjernes ved hjelp av et skuverktøy.

Fig. 3 på tegningene viser forstørret et øvre parti av styre-ventilenheten vist i fig. 2, og fig. 3 skiller seg også fra fig. 2 ved at den viser en modifisert og for tiden foretrukket seteanordning 150 for hoved-slampulsventilen. Den modofiserte seteanordning er festet i en innvendig gjenget åpning 151 som rager gjennom vektrøret 24, og aksen til denne åpning er opprettet etter lengdeaksen til ventil-lukkeelemen-et 129, slik som allerede beskrevet med hensyn til fig. 2.

Seteanordningen 150 omfatter en innvendig gjenget sperrehylse 152, og den indre ende av denne flukter med den indre flate

på vektrøret. Den innvendige diameter til sperrehylsen er avtrappet for å danne en utover vendende skulder 153, og en O-ringtetning 154 er anbragt i en ringformet utsparing nær den indre ende av hylsen, for å hindre lekkasje mellom hylsen og vektrøret.

Et valgbart antall avstandsskiver 156 er anbragt inn i hylsen 52 mot skulderen 153. En hul setering 157 har et utvidet hode med en innover vendende skulder 158, og seteringen er løst anbragt inne i sperrehylsen , med skulderen 158 under-støttet av avstandsskivene 156. Den indre ende av seteringen danner en avfaset seteflate 159 og O-ringtetning 156 er anbragt i en ringformet utsparing i den ytre endeflate på seteringen.

Et hult, sylindrisk sperrestempel 163 passer med liten klaring inn i den ytre ende av sperrehylsen 152, og den indre ende av sperrestemplet ligger mot den ytre endeflate på seteringen.

En O-ringtetning 164 er anbragt i et ringformet spor rundt omkretsen av sperrestemplet.

En utvendig gjenget låsering 166 er skrudd inn i den ytre ende av åpningen 151 i vektrøret, for å ligge mot og låse på plass sperrestemplet. Utsparinger 167 er dannet i den ytre endeflate av låseringen, for å muliggjøre bruken av et skruverktøy for montering og fjernelse av ringen. Den indre endeflate på låseringen avgrenser en ringformet utsparing 168, i hvilken er anbragt en skiveformet, myk pute 169 som ligger mot den ytre flate på sperrestemplet 163. Puten 169 er fortrinnsvis laget av silikongummi med hardhet på 70 til 90 shore.

Et valgt antall ytre avstandsskiver 171 er anbragt utenfor den ytre ende av låseringen 166. De ytre avstandsskiver holdes på plass av en fjærende låsering 172 ført inn i et ringformet spor i åpningen i vektrøret. Som vist i fig. 3, er de innvendige diametre til seteringen, sperrestemplet, den myke pute, låseringen og de ytre avstandsskiver like, for å gi uhindret passa-sje for strømmen av boreslam når ventilen er åpen.

Seteanordningen 150 har flere fordeler i forhold til den noe enklere, tilsvarende anordning vist i fig. 2. For det første kan antallet indre og ytre avstandsskiver endres for å forandre setestillingen, og således muliggjøre justering av strømnings-arealet gjennom ventilen når ventilen er i åpen stilling. Dette trekk er f.eks. nyttig når borkroner som har borefluiddyser av forskjellige størrelser benyttes ved boreoperasjonen.

En annen fordel med seteanordningen 150 er at den myke pute 169 demper lukkesjokket på ventilen når lukkeelementet beveges mot seteringen, og den myke pute muliggjør også at seteringen kan bevege seg noe for å kompansere for eventuell feil innretning mellom ventil- lukkeelementet og seteflaten 159.

En annen fordel med den foretrukne seteanordning kommer av den forholdsvis romslige pasning for seteringen inne i sperrehylsen. Ytterdiameteren til seteringen er fortrinnsvis omtrent 0,5 mm mindre enn den tilsvarende innerdiameter til hylsen,

slik at det er omtrent 0,25 mm sideveis klaring på hver side fra nøyaktig sentrert stilling, for å oppta eventuell side-

veis feil innretting mellom setet og lukkeelementet.

Under boreoperasjoner holdes styreventilanordningen i normal lukket stilling (med ventil- lukkeelementet 129 lukket mot seteanordningen 130 eller 150) på grunn av trykkforskjellen mellom boreslammet inne i ventilanordningen og slam som strømmer tilbake til overflaten i den ringformede rom 31 utenfor vektrøret. Denne trykkforskjell kan f.eks. ligge i området 70 til 210 kp/cm 2, og kommer primært av trykkfallet som oppstår når slammet sprøytes gjennom dysene i borkronen ved bunnen av hullet. Det absolutte trykk til borslammet er naturligvis vesentlig høyere enn denne trykkforskjell, som et resultat av både pumpevirkningen til slampumpen 28 og det hydrostatiske trykk i slamsøylen, og slamtrykk ved bunnen av hullet på f.eks. 1050 kp/cm 2 er ikke uvanlig ved moderne boreoperasjoner. Styringen av servoventilen skjer imidlertid på grunn av forskjellen i slamtrykk mellom innsiden og utsiden av vektrøret, istedet for av det absolutte trykk i slamsøylen.

Aktivering av slam-pulsventilen styres ved åpning og lukking av styreventilen som er dannet av ventilsete 97 og den øvre ende 112 til solenoidkjernen 105. Når solenoiden ikke aktiveres elektrisk, er styreventilen lukket av den kraft som utøves av kompresjonsfjæren 108 på den nedre enden til solenoidkjernen 105. Med styreventilen lukket er det indre rom i ventilhuset fylt med slam under et forholdsvis høyt trykk, Pl, og dette trykk tilsvarer trykket i slammet inne i borestrengen og vekt-røret over borkronen. Slamtrykket inne i ventilhuset utlignes mot slamtrykket utenfor ventilhuset ved hjelp av munnstykket 90 som forbinder kammeret i ventilhuset med det ringformede rom 54.

Slamtrykket Pl virkes således mot den bakre endeflate på ventil- lukkeelementet bak den bakre O-ring 134. En forholdsvis liten kraft som søker å drive ventil- lukkeelementet til åpen stilling virker (på grunn av slammet med lavt trykk P2 i det ringformede rom 31) på den ytre ende av ventil- lukkeelementet som rager utenfor setet til slam-pulsventilen. Denne kraft er imidlertid utilstrekkelig til å overvinne den vesentlig største lukkekraft som virker på den indre ende til lukkeelementet, og den resulterende virkning er en kraft som trykker lukkeelementet mot setet for å holde slamventilen i lukket stilling.

To andre krefter virker også på lukkeelementet i lukket stilling. For det første virker slammet med det forholdsvis høye trykk Pl

i rommet 54 på den forholdvis lille, ringformede flate på nesen til lukkeelementet bakenfor setet, og. medfører en forholdvis liten åpningskraft som er utilstrekkelig til å overvinne, den store lukkekraft som virker bak på lukkeelementet. For det annet overføres trykket P2 i slammet som kommer tilbake til overflaten gjennom det ringformede rom 31 gjennom den aksiale boring 141, den tverrgående boring 140 og det ringformede kammer 133

til å gi en kraft mot skulderen 132, og denne kraft søker å øke lukkekraften som virker mot baksiden av lukkeelementet. Den resulterende virkning av disse krefter søker å drive ventilen mot åpen stilling, men denne kraft er utilstrekkelig til å overvinne den resulterende lukkekraft som oppstår ved at slam med trykket Pl virker på den bakre eller indre ende til lukkeelementet

Når slam-pulsventilen skan åpnes for å danne den fremre kant av et slam-pulssignal, aktiveres soelnoid-aktivatoren 104 elektrisk for å trekke aktivatorkjernen tilbake og å trekke den koniske, øvre ende 112 til kjernen bort fra styreventilsetet. Når styreventilen åpnes seg, faller trykket i ventilhuskammeret hurtig til trykket P2, tilsvarende trykket i slammet med lavt trykk i det ringformede rom 31. Dette skjer fordi den åpne styreventil bringer ventilhuskammeret i fluidkommunikasjon (gjennom boringene 140 og 141 i lukkeelementet) med det rinformede rom 31. Det strømningsstrupende munnstykke 90 forblir åpent mot slammet med trykk Pl i rommet 54, men munnstykket er betydelig mindre enn-kanalene gjennom styreventilen og lukkeelementet, og slamstrømmen gjennom munnstykket 90 er utilstrekkelig til å opprettholde et høyt trykk inne i ventilhuskammeret.

Som et resulat av den plutselige minskning i trykket mot den bakre ende av lukkeelementet overvinner åpningskreftene som virker på den ytre ende av lukkeelementet lukkekreftene, og ventilelementet beveger seg (mot høyre sett i fig. 2) bort fra sitt sete for å åpne ventilen. Slam bak lukkeelementet som beveger seg bakover pumpes gjennom den åpne styreventil og kanalene 140 og 141, inn i det ringformede rom 31. Når ventilen åpnes, sprøytes slammet med høyt trykk i rommet 54 ut av slam-pulsventilen og inn i det ringformede rom 31, og medfører en plutselig reduksjon i slamtrykket Pl som kan registreres ved overflaten ved hjelp av omformeren 34.

Et vesentlig trekk ved den beskrevne form til den ytre ende av lukkeelementet er at den bevirker et forholdsvis lavt trykk ved den flate ende 136 i alle operative stillinger til slamventilen. Den avskrådde (og fortrinnsvis flaskehalsformede eller spiss-buef ormede' formen til den ytre ende, sammen med den plutselige overgang til den flate ende, sikrer jevne strømningslijer som skiller seg helt fra lukkeelementet i åpen stilling. Denne strømningsadskillelse og spredevirkning danner lavt trykk ved den flate ende, og således i den tvergående boring 140 og den aksiale boring 141), og dette trykk kan være betydelig lavere enn trykket P2 i det ringformede rom.

Utformningen av lukkeelementet sikrer at det finnes et forholdsvis lavt (i forhold til trykket Pl) fluidtrykk for oveføring til det indre av ventilen uten hensyn til lukkeelementets stilling. Tilgjengeligheten til et lavtrykksområde, sammen med den strupende virkning til åpningen 91 i det strømnings-strupende munnstykke 90, gjør det mulig å opprettholde en resulterende åpningskraft mot lukkeelementet når styreventilen er åpen. Denne resulterende åpningskraft opprettholdes av fluidtrykket uten bruk av fjærkrefter på lukkeelementet eller separate hjelpekanaler som forbinder ventilhuset med det ringformede rom.

For å lukke ventilen settes solenoid-aktivatoren ut av funk-sjon, og styreventilen lukkes på grunn av virkningen til kompresjonsfjæren 128. Trykket inne i ventilhuskammeret øker derved til trykket Pl som et resultat av slamstrømmen gjennom det strømningsstrupende munnstykke 90. Når slamtrykket som virker mot den bakre ende av lukkeelementet nærmer seg trykket Pl, overvinner lukkekreftene åpningskreftene, og lukkeelementet beveger seg (mot venstre sett i fig. 2) inntil lukkeelementet er i anlegg mot setet. Lukning av hovedventilen danner således den fremre kant av en negativ slamtrykkpuls som kan registreres ved overflaten.

For å sikre korrekt trykkbalanse for lukkeelementet i de for^skjellige stillinger, må de flater som slamtrykket virker mot være korrekt dimensjonert med hensyn til overflateareal. De viktigste dimensjoner ved en for tiden foretrukket utformning vist i fig. 3 og 4 er som følger, idet det skal bemerkes at skravuren i fig. 4 viser frontarealer, og ikke snitt gjennom lukkeelementet: A. Dl er diameteren til lukkeelementboringen 72 bak skulderen 74, og tilsvarer diameteren til et areal Al som er det effektive areal (lukkeelement og bakre O-ringtetning 134) som slamtrykket virker mot på den bakre ende av lukkeelementet.

B. D2 er diameteren til det utvidede parti av lukkeelement-boringen 72 foran skulderen 74, og tilsvarer den samlede diam-meter til hovedlegemet til lukkeelementet, omfattende den fremre O-ringtetning 34. Dl fratrekkes D2 for beregning av det effektive, ringformede areal A2 som slammet i det ringformede kammer 133 virker mot. C. D3 er diameteren til nesen til lukkeelementet ved tetnings-flaten 137, og er diameteren til det samlede areal (A3'+ A4) som vender mot det ringformede rom 31 når ventilen er lukket. Fortrinnsvis er D3 lik Dl. D. D4 er diameteren til den flate ende 136 til lukkeelementet, og er utgangspunktet for beregning av det samlede areal A4 til enden (omfattende arealet på den bakre ende av den aksiale boring 141). D4 trekkes fra D3 for beregning av den effektive, ringformede flate A3 på nesen til lukkeelementet bak den flate

ende 136.

E. D5 er hoveddiameteren til hovedlegemet til lukkeelementet, og er hovedsakelig lik D2. D3 trekkes fra D5 for å beregne den effektive, ringformede flate A5 på den avskrådde ende til lukkeelementeti lukket stilling, innenfor anleggflaten 137,

mot hvilken trykket Pl i det ringformede 54 virker når slam-pulsventilen er lukket.

Ved en typisk utformning som har vært prøvd med godt resultat er boringene 140 og 141 i lukkeelementet omtrent 3,2 mm i diameter, og den samme eller en litt større diameter brukes for kanalen gjennom styreventilsetet 97. Den midtre kanal gjennom det strømningsstrupende munnstykke 90 har en diameter på omtrent 1,3 mm. De andre diametre og arealer nevnt ovenfor er som følger:

Antatt at det nominelle trykkfall forbi borkronen er 140 kp/cm 2, er trykket som holder lukkeelementet mot sitt sete 140 kp/cm 2•

2 2

(Al - A2) =140..kp/cm • (1, 05 cm ) = 147 kp. Den maksimale kraft som til å begynne med driver ventilen til åpen stilling når solenoid-aktivatoren aktiveres for å åpne styreventilen er omtrent 140 kp/cm<2>.(A2) = 140 kp/cm2- (0,86 cm<2>) = 120 kp, når det antas at det innvendige trykk i ventillegemet faller til omtrent P2 når styreventilen åpner.

Kraften som holder det helt tilbaketrukne lukkeelement i helt åpen stilling er noe mindre enn den opprinnelige åpningskraft, og avhenger primært av fluidtrykket som virker på arealene A3 og A5 i det intense og kompliserte strømningsområde gjennom den åpne slampulsventil. Separeringen av dysestrømningslinjene ved enden av det tilbaketrukne lukkeelement gjør at arealet A4 blir liggende i et sone med lavt trykk som kan være betydelig

mindre enn trykket P2 i det ringformede rom.

Ventilen har en hurtig åpningsbevegelse som skaper en negativ slamtrykkpuls med en skarp fremre kant for lettere registrering ved overflaten. Lukkeelementets hastighet kan dempes ved inn-setting av en strømningsbegrenser (med f.eks. 1,6 mm kanaldia-meter) i den ytre ende av kanalen 141, for å begrense strømmen av slam som pumpes ut av ventilhuskammeret når lukkeelementet trekkes tilbake. Sjokkskader på lukkeelementet og setet ved lukking hindres av den dempende virkning til munnstykket 90,

som begrenser hurtigheten til trykkstigningen inne i ventilkammeret når styreventilen lukkes.

Et annet tiltak for å minske åpningssjokket er å utforme den bakre eller indre ende til lukkeelementet og den indre ende 73

til boringen 72 slik at strømmen av slam inn i boringen 87 strupes når lukkeelementet nærmer seg helt tilbaketrukket stilling, Det vil si at dimensjonen til den kanal som slammet pumpes inn

i boringen 7 2 gjennom kan minskes når full tilbaketrekning nærmer seg, ved å utforme de bakre ende til lukkeelementet og den sylindiske boring som lukkeelementet beveger seg i på passende måte.

Solenoid-aktivatoren aktiveres av en kovensjonell energikilde, slik som et høytemperatur-batteri, eller en slamdrevet turbin-generator. Konvensjonelle omformere (f.eks. for trykk, temperatur, helning o.s.v.) måler parametrene som er av interesse,

og disse signaler kan omgjøres til siffer i et elektronisk system nede i hullet som skaper binære på-av styresignaler til aktivatoren. Plass for disse komponenter er dannet i det annet hus 67, som er dimensjonért for å gi plass for dette ut-styr .

Ved en typisk utførelse har en solenoid-aktivator av Ledex-

typen er drivspenning på 24 Volt, og vil bruke omtrent 6 A strøm.i begynnelsen når styreventilen åpner. Strømmen som trengs for å holde styreventilen i åpen stilling er betydelig lavere, og kan f.eks. være i området 0,5 A.

For å gjøre virkningene av strømningserosjonen så små som mulig er ventilenheten beskrevet i en utførelsesform som holder styreventilen i lukket stilling untatt..i perioder for overføring av slampulser, der hovedslampulsventilen er åpen (eller overføres fra lukket til åpen stilling). Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til denne foretrukne utformning, og oppfinnelsesideen kan anvendes i et system der styreventilen normalt er åpen, og lukkes momentant for å bringe lukkeelementet bort fra setet og momentant å åpne slampulsventilen. En slik operasjon ute av fase kan oppnås med en forholdsvis enkel modifikasjon av den bekrevne enhet.

Kort forklart kan en utførelsesform av en slik modifisert ventil konstrueres som følger:

A. Utvide.åpningen gjennom det strømningsstrupende munnstykke 90, for

å minske strømningsimpedansjen gjennom munnstykket og å eliminere strupevirkningen til den lille åpning 91.

B. Eliminere boringen 87 slik at den bakre eller indre ende til lukkeelementboringen 72 er blind eller lukket. C. Flytte kompresjonsfjæren 108, slik at denne plasseres mellom den nedre flate på solenoid-aktivatoren 104 (eller sperreringen 103) og en plate festet til den nedre ende til kjernen 105, slik at kjernen trykkes nedover for å holde styreventilen åpen untatt når solenoiden aktiveres. D. Å forlenge den aksiale boring 141 bakover til den bakre ende av lukkeelementet, til kommunikasjon med det nå lukkede rom ved den indre ende til lukkeelementboringen 72.

E. Montere et strømningsstrupende munnstykke i den aksiale boring 101, for å strupe strømmen gjennom denne kanal.

Når styreventilen er i den normale, åpen stilling, "pumpes" den bakre ende av lukkeelementboringen opp til trykket Pl gjennom den tvergående boring 140 og den bakover forlengede boring 141, og på grunn av strupevirkningen til det flyttede, strømnings-strupende munnstykke, holdes således slampulsventilen lukket. Lukning av styreventilen muliggjør at fluidtrykket i den bakre ende til lukkeelementboringen synker til omtrent trykket P2

i det ringformede rom, og medfører en resulterende åpningskraft

på elementet. Dette er en brukbar utformning, men arrangementet vist på tegningen foretrekkes for å gi strømningsforhold med liten aktiveringsgrad.

Et viktig trekk ved oppfinnelsen er at slampulsventilen er monostabil eller sikker, ved at den automatisk vil lukkes i tilfelle av energisvikt til styresystemet. Ventilen har også forholdsvis lite frontareal og et slankt profil, for å minske impe-dansen for slamstrømmen til borkronen.

Et annet fordelaktig trekk ved oppfinnelsen er at lukkeelementet og setet (de komponenter som mest utsettes for slitasje eller skade under boreoperasjoner) lett og hurtig kan skiftes ut på stedet uten å fjerne hele ventilenheten fra vektrøret. Setet og de tilhørende sperrekomponenter er lett tilgjengelige fra utsiden av vektrøret. Når seteanordningen er fjernet, kan det horisontalt orienterte lukkeelement lett trekkes ut av huset gjennom åpningen i vektrøret.

I tillegg til den enkle utskiftning på stedet, har den horison-tale orientering til lukkeelementet flere andre fordeler. Borestrengen utsettes for stor vertikal akselerasjon på grunn av sjokket og vibrasjoner som oppstår ved rotasjonsboring..Det horisontalt orienterte lukkeelement er hovedsakelig isolert fra disse aksereasjoner på grunn av sin opplagring i ventillegemet, og risikoen for utilsiktet aktivering (samt slitasje og behovet for store lukkekrefter) unngås. Solenoid-aktivatorkjernen utsettes for disse vertikale krefter, men er et element med liten masse som enkelt kan styres av en forholdsvis lett lukkef jaer.

Ved den foretrukne utførelsesform som her er beskrevet har lukkeelementet en lineær bevegelsesakse som er vinkelrett på aksen til borestrengen, med de fordeler som nettopp er omtalt. Det er imidlertid ikke vesentlig at disse akser danner nøyaktig rette vikler, og andre vikler kan brukes så lenge aksene er orientert sideveis eller i tverr-retningen.

Det er viktig at de fleste elementene i servoventilenheten er skjermet av ventilhuset mot strømmen av abrasivt boreslam med høy hastighet. Den ytre ende av lukkeelementet og setet må nødvendigvis utsettes for denne abrasive strøm, men disse komponenter kan lages av materialer som motstår abrasjon. Slamstrømmen inne i ventillegemet har forholdsvis lav hastighet på grunn av de strupende munnstykker, og de innvendige komponenter beskyttes mot slitasje som vil oppstå dersom de var utsatt for hovedstrømmen av boreslam til borkronen.

Claims (20)

1. Ventilanordning for et borevæske-fjernmålingssystem for sending av informasjon til overflaten fra et borehull boret i jorden, idet anordningen er innrettet for montering i en langstrakt og hovedsakelig vertikal borestreng som rager fra en ende ved overflaten og ned i borehullet, til en nedre ende som har en strømningsbegrensning, idet borestrengen er hul slik at borevæske som pumpes gjennom denne fra overflaten strømmer forbi begrensningen og deretter returnerer til overflaten gjennom et ringformet rom mellom borestrengen og borehullveggen, omfattende : et ytre hus innrettet til montering i- borestrengen, mellom overflaten og begrensningen, slik at borevæske kan pumpes gjennom, idet det ytre hus har en åpning som rager sideveis gjennom og avgrenser et ventilsete, et indre hus som holdes inne i det ytre hus, idet husene har et rom mellom seg, gjennom hvilket kan opprettholdes sirkulasjon av borevæske til begrensningen, et langstrakt ventil-lukkeelement montert på og ragende fra det indre hus, for å kunne beveges mellom åpen og lukket stilling, idet lukkeelementet har et ytre parti som trykkes mot ventilsete for å stenge åpningen i lukket stilling, og det ytre parti er i avstand fra sete i åpen stilling, for å muliggjøre strøm av borevæske gjennom åpningen til det ringformede rom, idet lukkeelementet har en lineær bevegelsesakse som er sideveis i forhold til lengdeaksen til borestrengen, samt aktiveringsmidler i det indre hus, for å bevege lukkeelementet fra lukket stilling til åpen stilling, og deretter tilbake til lukket stilling, for å danne en negativ trykkpuls i borevæsken som kan registreres ved overflaten.

2. Anordning som angitt i krav 1, idet åpningen i det ytre hus avgrenses av et seteelement festet til det ytre hus og innrettet til å monteres på og fjernes fra det ytre hus uten at det krever adkomst til det indre hus, og idet lukkeelementet kan føres tilbake fra det indre hus gjennom det ytre hus når seteelementet er fjernet.

3. Anordning som angitt i krav 1, idet åpningen i det ytre hus er avgrenset av en seteanordning festet til det ytre hus, idet seteanordningen omfatter festemidler beregnet til å festes til det ytre hus i en åpning som rager gjennom det ytre hus, og et seteelement som har en åpning gjennom seg og en seteflate utformet for innføring av lukkeelementet i lukket stilling, idet festemidlene er innrettet til å muliggjøre begrenset bevegelse av seteelementet sideveis i forhold til retningen til fluida' strømmen gjennom åpningen, for å innrette sete eller lukkeelementet.

4. Anordning som angitt i krav 3, idet seteanordningen,-videre omfatter et mykt element anbrakt mellom festemidlene og seteelementet, for å dempe støt fra lukkeelementet mot seteelementet i når lukkeelementet drives til lukket stilling.

5. Anordning som angitt i krav 1, idet aktiveringsmidlene er beregnet for fluidaktivering av lukkeelementet på grunn av trykkene til borevæsken i borestrengen og det ringformede rom, idet aktiveringsmidlene omfatter en styreventil for å variere kreftene som virker på lukkeelementet, for å bevege lukkeelementet mellom åpen og lukket stilling.

6. Anordning som angitt i krav 5, idet det indre hus omfatter midler som avgrenser et indre kammer i kommuni-- i > kasjon med fluidtrykket i rommet mellom husene, idet lukkeelementet avgrenser en kanal som rager fra en ytre ende av lukkeelementet og inn i det indre av ventilkammeret, idet den ytre ende av lukkeelementet er i kommunikasjon med fluidtrykket i det ringformede rom i den lukkede stilling, og idet styreventilen virker til å åpne for og sperre for fluidstrøm mellom det innvendige kammer og kanalen i lukkeelementet .

7. Anordning som angitt i krav 6, idet den ytre ende av lukkeelementet ender i en ende som er utformet for å danne en sone med minsket trykk ved kanalen i lukkeelementet når lukkeelementet er i åpen stilling.

8. Anordning som angitt i krav 7, idet den ytre ende av lukkeelementet er utformet som et avkortet, spissbueformet omdreiningslégeme som ender i en hovedsakelig flat ende.

9. Anordning som angitt i krav 1, idet åpningen i det ytre hus avgrenses av en seteanordning festet til det ytre hus, idet seteanordningen omfatter festemidler beregnet for å festes til det ytre hus i en åpning som rager gjennom det ytre hus, og et seteelement som har en gjennom-gående åpning og en seteflate utformet for innføring av lukkeelementet i den lukkede stilling, idet festemidlene omfatter avstandsholdere for å muliggjøre justering av stillingen til seteelementet i forhold til festemidlene i retning av >.fluidstrømmen gjennom åpningen.

10. Anordning som angitt i krav 1, idet det ytre hus er et vektrør, og det indre hus holdes sentralt inne i vektrøret, for å avgrense en hovedsakelig ringformet kanal for strøm av borevæske mellom vektrøret og det indre hus. .

11. Ventilanordning for borevæske-fjernmålingssystem for sending av informasjon til overflaten fra et borehull boret i jorden, idet anordningen er beregnet for montering i en langstrakt og hovedsakelig vertikal borestreng som rager fra en ende ved overflaten og ned i borehullet, til en nedre ende som har en strømningsbegrensning, idet borestrengen er hul slik at borevæske som pumpes gjennom fra overflaten strømmer forbi begrensningen og deretter returnerer til overflaten gjennom et ringformet rom mellom borestrengen og borehullveggen, idet væsken i det ringformede rom er under et lavere trykk enn væsken i borestrengen, som et resultat av et trykkfall forbi strømningsbegrens-ningen, omfattende: et ytre hus beregnet for montering i borestrengen mellom overflaten og begrensningen, slik at borevæske kan pumpes gjennom, idet det ytre hus har en åpning som rager sideveis gjennom og avgrenser et ventilsete, et ventillegeme som holdes inne i det ytre hus, for å avgrense et første rom mellom ventillegemet og det ytre hus, gjennom hvilket borevæskesirkulasjon til begrensningen kan opprettholdes, idet ventillegemet har et første innvendig kammer, en første og annen kanal som er sammenkob-let og utformet for innføring av et lukket element, idet den annen kanal er i fluidkommunikasjon med det første kammer, en tredje kanal som rager mellom det første kammer og den første kanal, og en fjerde, innsnevret kanal som har midre dimensjon enn den tredje kanal og rager mellom det første kammer og det første rom, for å muliggjøre en begrenset strømning av borevæske fra det første rom og inn i det første kammer, et vehtil-lukkeelement anordnet i ventillegemet, for å beveges mellom en lukket stilling der elementet ligger mot ventilsete for å sperre for strømning gjennom åpningen i huset, og en åpen stilling der lukkeelementet er i avstand fra ventilsete, idet lukkeelementet har en indre ende som passer med liten klaring i den annen kanal i ventillegemet, og har et midtre parti som passer med liten klaring i den første kanal i legemet, idet det midtre parti og den første kanal avgrenser et annet kammer mellom seg, i kommunikasjon med den tredje kanal, idet ventilanordningen har en femte kanal som rager fra det annet kammer, i kommunikasjon med det ringformede rom, og en styreventil på ventillegemet, beregnet til å åpne og lukke den tredje kanal, slik at det første kammer fylles med borevæske under forholdsvis høyt trykk fra det første rom når ventilen er lukket, og slik at borevæsketrykket i det første kammer minskes når styreventilen åpnes for å sette det første kammer i kommunikasjon med det ringformede rom, idet ventil-lukkeelementet beveges mellom den åpne og lukkede stilling av den hydrauliske virkning til borevæsken.

12. Anordning som angitt i krav 11, idet den femte kanal er utformet i lukkeelementet slik at den rager fra det midtre parti til en ytre ende av lukkeelementet, i kommunikasjon med det ringformede rom når lukkeelementet er i lukket stilling.

13. Anordning som angitt i krav 12, idet lukkeelementet er et hovedsakelig sylindrisk stempel med minsket diameter i det midtre parti, for å avgrense en ringformet skulder som vender mot den indre ende og er i kontakt med borevæsken i det annet kammer, idet stempelet har en avskrådd ytre ende utformet for å komme i tettende kontakt med ventilsetet.

14. Anordning som angitt i krav 13, idet stempelets indre ende har et første virksomt areal, og den ringformede i! skulder har et annet virksomt areal, idet den avskrådde ytre ende til stempelet har et tredje virksomt areal som vender mot og er i kommunikasjon med det ringformede rom når stempelet er i lukket stilling, og stempelets ytre ende har et fjerde virksomt, ringformede areal i kommunikasjon med det første rom når stempelet er i lukket stilling, idet det første virksomme areal er større enn det annet virksomme areal.

15. Anordning som angitt i krav 14, karakterisert ved at det første virksomme areal hovedsakelig er lik det tredje virksomme areal, og det annet virksomme areal hovedsakelig er lik det fjerde virksomme areal.

16. Anordning som angitt i krav 13, idet stempelet er hovedsakelig horisontalt orientert, og har en lineær bevegelsesakse mellom den åpne og lukkede stilling, idet aksen er sideveis i forhold til lengdeaksen til borestrengen.

17. Anordning som angitt i krav 16, idet ventillegemet er anbrakt hovedsakelig sentralt inne i det ytre hus, slik at det første rom er et hovedsakelig ringformet rom, og stempelet rager fra ventillegemet på tvers av det første rom, til ventilsetet når stempelet er i lukket stilling.

18. Anordning som angitt i krav 17, idet styreventilen omfatter en elektrisk aktivert aktivator som trykkes mekanisk for å lukke den tredje kanal når den elektriske energi til aktivatoren opphører.

19. Anordning som angitt i krav 13, idet den ytre ende til lukkeelementet ender i en ende som er utformet for å danne en sone med minsket trykk ved den ytre ende til den femte kanal når lukkeelementet er i åpen stilling.

20. Anordning som angitt i krav 11, idet styreventilen omfatter en elektrisk drevet solenoid aktivator som har en bevegelig kjerne som åpner og lukker styreventilen, samt en fjær som virker mot kjernen for å drive styreventilen til lukket stilling, når solenoid aktivatoren ikke er aktivert.