NO821740L - Hydraulisk strupningsanordning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører generelt utstyr for strupning av høytrykksmedia, nærmere bestemt en strupning'-anordning av det slag som er angitt i innledningen til patentkrav 1 for bruk pa olje- og gasskilder.

En av de mest potensielt farlige og kostbare situasjoner som den petrokjemiske industri står overfor er hindring av utblåsning fra borehull. For å hindre slik utblåsning er det blitt brukt mye forsknings- o.g/utviklings-tid for å utvikle strupningsanordninger som kan virke under høyt trykk. Vanlig kjent utstyr er beskrevet i pu-blikasjon "NLS 4881-580" fra NL Industries Inc., i melding nr. E 53031-BC fra Dresser Industries og i brosjyren "Wher you are caught under pressure.... Patterson Adjustable Choke" fra Patterson Service, Inc. Disse og liknende strupningsanordninger har imidlertid vært utsatt for hurtig forringing av hylser og andre indre deler, lang utkoblings-tid for reparasjoner, problem med å håndtere turbulente mediablandinger gjennom strupningene, eller krever for stort hydraulisk press for driften. Dessuten har kjent utstyr ikke vært utformet med nøéopplegg i tilfelle det hydrauliske system svikter på grunn av ledningsbrudd eller kraftsvikt.

Hovedformålet med oppfinnelsen er derfor å

skape en hydraulisk strupningsanordning som er utformet slik at de indre deler har lenger levetid. Videre må den kunne repareres hurtig;og enkelt dersom indre deler blir utslitt eller får brudd. En slik strupningsanordning må kunne virke effektivt også når; turbulente mediablandinger går gjennom utstyret. Det er videre ønskelig å skape en anordning som krever mindre hydraulisk trykk under drift. Endelig bør den ha et nødopplegg som sikrer drift av strup-

ningsanordningen når det hydrauliske svikter.

Ifølge oppfinnelsen kan dette oppnås ved å ut-forme strupningsanordningen i samsvar med den karakteriser-ende del av patentkrav 1.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelser er angitt i underkravene.

Oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et delvis oppsnittet perspektivriss av en ut-førelsesform av oppfinnelsen,

fig. 2 viser en del av fig. 1 med strupelegemet og enkelte andre deler i virksom stilling,

fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom trykkmutteren etter linje 3-3,

fig. 4 viser et tverrsnitt gjennom stabiliseringsringen etter linje 4-4,

fig. 5 viser et tverrsnitt gjennom hylsehuset etter linje 5-5,

fig. 6 viser et snitt etter linje 6-6, mens fig. 7 viser et delvis oppsnittet perspektivriss av tann-hjulsdrevet og den manuelle utløseanordning.

I fig. 1 er det vist en utførelsesform av strupningsanordningen som generelt omfatter et struperhus 1,

en betjeningsenhet 2, en drivenhet 3 og eventuelt også en måleanordning 4 og en enhet 5 for manuell betjening.

Struperhuset 1 er forsynt med en hoveddel 6, nedenfor kalt huset, med en gjennomløpskanal 7 som strekker seg parallelt med aksen til huset 6. Huset 6 er også forsynt med en stuss 8 som er festet, f.eks. ved sveising,

til hoveddelen. Stussen 8 har en flens 9 ved den fri ende som normalt er forbundet ved en borebrønn og er forsynt med en innløpskanal 10 som går vinkelrett inn i kanalen 7 med en fordypning 11 båret ut i sideAreggen 12 rett overfor stussen 8. Det er fordelaktig at fordypningen 11 er konisk, slik det er vist, for å lede fluidumstrømmen gjennom kanalen 10 inn i en slitéhylse-enhet 13, slik at slitasjen på veggen 12 reduseres.

Slitehylse-enheten 13 er plassert ved utløps- enden 14 til huset 6. Enheten 13 omfatter en innløpshylse 15 og ei utløpshylse 16 som holdes i stilling ved utløps-enden 14 ved hjelp av et hylsehus 17 som er beskrevet nedenfor. Huset 6 er forsynt med en sirkulær innadrettet flens 18 som strekker seg rundt og danner kanten av utløpsåp-ningen 14. Utløpshylsa 16 er utformet med en sylindrisk, hul stamme 20 med ei endeflate som ligger jevnt an mot sideflata 19 på flensen 18, slik at det dannes en glatt utløpskanal av innsida 22 til utløpshylsa og den innvendige flate 21 på flensen 18. Utløpshylsa 16 har også en utvendig flens 23 hvis ytre sylindriske flate 24 ligger an mot sideveggen i huset. Slitehylse-huset 17, med åttekantet løp, slik det er vist i fig. 5 er forsynt med utvendige gjenger 26 som passer inn i gjenger 27 i strupehusets veg^;

28, slik det er vist i fig. 1. Ei anleggsflate 29 på slitehylse-huset 17 ligger jevnt an mot ei flate 30 på utløps-hylsa 16, og presser denne mot flata 2J^om vist. Ved en foretrukket utførelsesform er utløpshylsa forsynt med et spor 31 og en flens ved 23, for å oppta en O-ring 32 som kan danne tetning for å hindre fluidum fra å passere mellom flatene 24 og 25. For å hindre lekkasje ytterligere, er en teflon-belagt stålring 23 plassert bak en utadrettet flens 34 på hylsehuset, i tett anlegg mot hylsehusets ytterflate 35 og ytterflata 36 på innløpshylsa. Ved en foretrukket utførelsesform er hylsehuset 17 utformet med en konisk utvidet ende for opptak av innløpshylsa 15 som er bearbeidet slik at den passer nøyaktig til hylsehusets 17 innvendige vegg 36, slik det er vist i fig. 1. Spor 37 for en O-ring er dannet av en flens 38 på utløpshylsa, veggene 39 til en flens i hylsehuset, og veggene 40 til en flens i innløpshylsa, slik at det blir plass for en 0-rini 42. Utløpshylsa og hylsehuset er fortrinnsvis

av en wolframlegering slik at slitasjen under drift reduseres. Det er også i fordelaktig å forsyne innløpshylsa med en konvergerende del 43 som kan ta imot fluidum som strømmer gjennom kanalene 10 og 7. Ved å bruke en slik konvergerende del vil mottrykket som forårsakes av strømmun bli vesentlig redusert, slik at betydlig mindre hydrau-

liske krefter "virker på betjeningsenheten 2 slik det er beskrevet nedenfor.

Betjeningsenheten 2 omfatter en strupepluggen-het 45 og en betjenings-hoveddel 46 som er sammenføyd ved hjelp av gjenger 47 på strupepluggenheten og gjenger 48

på betjeningsenhetens hoveddel, som vist i figurene. Begge er forsynt med parallelle, sammenpassende kanaler, hhv. 49 og 50, som sammen danner en betjeningsstang-kanal som en betjeningsstang 51 og en strupeplugg 52 kan føres gjenr-om. Strupepluggenheten 45 er festet til huset 6 ved en innløpsåpning 53 for strupepluggen med en hammer-mutter 5^ som er forsynt med gjenger 55 som passer sammen med gjenger 56 på innsiden 57 til husets 6 strupepluggdel 58. Ved en foretrukket utførelseeform er en teflon-belagt stålrinj; 59 bearbeidet slik at den gir en lukkende tetning mellom strupepluggenhetens flate 60 og en flate 61 som fører inn til denne delen, slik det er vist i figurene. For å

gi indre tetning for kanalen 53, er strupepluggenhetens indre vegg 62 forsynt med spor 63,64 og 65 med tetnings-hylser 66 og pakninger 67 og 68 isatt som vist. Det er fordelaktig å forsyne strupepluggenheten 45 med en tømme-åpning 69, slik at medium som har passert pakningshylsa 6(> kan unnslippe. Det er også aktuelt å la en stabiliseringsring 70 ligge an mot en anleggsskulder på strupetapp-bæreren 46, hvor den er fast forankret med skruer 72 som går gjennom åpninger 73 i bæreren 46 som vist.. Det er aktuelt å

la en av åpningene 73 gi adkomst for tilkobling av den måler 4 for ble beskrevet ovenfor.

Betjeningsstanga 51 er forsynt med en endegrop 73 som det passer en bolt 74 på strupetappen inn i, slik det er beskrevet nedenfor. Stanga 51 er også forsynt med en andre kanal 109 boret fra den motsatte ende med til-

i

strekkelig stor diameter til å gi plass for en kulemutter • aksel 75. Tappen 74 er -forsynt med en åpning 75 for en låsetapp, som passer inn i hullet 73 dannet av stangveggene 76, idet denne har en tappåpning 77 på linje med åpningen 75 når tappen 74 er på plass i åpninga 110 som vist. En spindelmutter 78 med gjenger 79 som passer sammen med

gjenger 80 på spindelen eller betjeningsstanga, og dessuten er forsynt med en-låsetappåpning 81 med en gjenget skrue 112 som holder en låsetapp 113 i stilling i åpningen 75, 78 og 81 er anordnet for å gi ekstra stabilitet på forbinc-eisen mellom strupepluggen 52 og betjeningsstanga 51. Spindelmutteren 78 er videre fast forbundet med ; skruer 82 som er skruet inn mot gjengene 80. Forenden 83 til strupepluggen 52 er utformet slik at den passer tettende inn i utløpshylsa sitt indre sete 84. Bruken av en slik strupeplugg-^utforming reduserer returpress som oppstår på grunn av medium som slår mot strupepluggen 52 når den beveger seg mot utløpshylsa 16.

Et kulelager 85 holdes på plass i en kanal 109

i betjeningsstanga, med en flens 118 som er skruet på stanga 51 med skruer 119. Kanalen 109 har et spor 111 som gir plass for returrør 115 for kulelagerkuler. Kulelageret 116 holdes fast på plass i spor dannet av gjenger 86 på stammen 75 og veggen 117 til lagerenheten. Et endedeksel 87 har utvendige gjenger 88 som kan skrues inn i gjenger 89 på hoveddelen 46. Endedekselet 87 er forsynt med en spindelkanal 90 som en spindel 91 går gjennom, med pak-ningshylser 91 og 92 plassert i spor dannet i flater 93 hhv. 94. Kulelageret 95 er dessuten anordnet i et spor dannet i en endevegg 96, for å gjøre rotasjonen på spindelen 91 lettere. Festet til spindelens 91 ende 97 er et tannhjul '98 som griper inn med et drivhjul 99 på drivenheten 3.

I den viste utførelsesform er det anordnet en manuell utløseenhet 5 festet på motorakselen 100 som kan utløse tannhjulet 99 og bringe i inngrep et manuelt drivhjul 101 ved å trykke hjulet 101 mot hjulet 99 og deretter føre en låsegaffel 118 inn i et spor 119 i en aksel 120, noe som avbryter drivforbindelsen mellom akselen 100 og tannhjulet 98. Ved manuell drift vil tannhjulet 99 ikke lenger være i inngrep med tannhjulet 98 som det er blitt-presset mot av ei fjør 102. Til en manuell aksel-mutter 103 kan det festes ei sveiv eller drivarm (ikke vist).

Tannhjulene 98,99 og 101 er hensiktsmessig be-

Claims (10)

1. skyttet mot forurensning og andre ytre påvirkninger av et

   hus 104, som holdes på plass av bolter 105 som er skrudd inn i gjengehull 106 i endedekselet.

   Løpet 50 i betjeningsdelen er hensiktsmessig fyllt med en hydraulisk væske som gjennom en av åpningene 73 står i forbindelse med en hensiktsmessig indikator eller måleinstrument 4.

   Ved drift vil drivenheten 3 rotere tannhjulet 99 som i sin tur dréier tannhjulet 98 og akslene 91 og 75 Dreiningen av akselen 75 påvirker stanga 51 over kulelag-rene 85 og presser dem og sperrepluggen 52 inn i kanalen 7 og begrenser gjennomstrømningen gjennom denne. Fortsatt rotasjon vil føre til at sperrepluggen 52 blir ført til anlegg mot utløpshylsa 16 og dermed til sperring av fluid ■ umstrømmen gjennom kanalene. Ved å reversere drivenheten 3 kan sperrepluggen 52 trekkes ut av utløpshylsa 16, slik at det igjen blir gjennomløp gjennom kanalen 17 og åpninga 14 i betjeningsenheten 6. Når betjeningsstanga 51 beveges inn og ut av kanalen 7 vil hydraulisk væske strømme gjennom en av åp <n> in <g> ene 73, som ikke er lukket med en skrue 72, og inn i en målesylinder 106 i måleenheten 4, slik at et indikatororgan 108, som angir stillingen til sperreplugge i 52 i kanalen 7, blir beveget tilsvarende.

   Patentkrav:

   1. Hydraulisk strupningsanordning for montasje på et høytrykks brønnhode, for å styre strømmen ut av en underjordisk brønn, med et ventillegeme som kan forskyves i forhold til et ventilsete ved hjelp av en drivanordning, karakterisert ved at den omfatter:

   a) et struperhus med en hoveddel med en gjennomløpskanal som har en utløpsåpning ved en ende og en innløpsåpning for en struperplugg ved den motstående ende, idet denne kanalen er forsynt med en fordypning i sideveggen, vinkelrett på kanalaksen og forsynt med en vinkelrett utragende stuss forbundet med husets hoveddel og med innløpskanal til hoveddelen direkte mot fordypningen, idet denne stussen er beregnet for tilkobling til en borebrønn, for å motta fluidum som slippes ut av denne, idet struperhuset videre omfatter en slitehylse-enhet festet til struperhusets hoveddel ved utløpsenden, med ei innløpshylse og ei utløpshylse, idet innløpshylsa har en divergerende åpning for å motta fluida og rette dem gjennom den etter-følgende utløpshylsa, som er forsynt med avfaset kant ved innløpet som danner sete for en strupeplugg,

   b) en betjeningsenhet med et hus som er festet til struperhuset og har en kanal for en betjeningsstang på linje med struperhusets hovedkanal, idet ei betjeningsstang er plassert i denne kanalen og gjengeforbundet ved en ende til en gjenget spindel, mens den motstående ende strekker seg mot slitehylse-enheten, med en struperplugg festet til dei.

   fri ende av, betjeningsstanga slik at den rager mot slitehylse-enheten, idet denne pluggen har en avrundet spiss,

   tilpasset sete i utløpshylsa, samt

   c) en drivenhet med en drivanordning som er forbundet med den gjengete spindelen for å rotere denne og føre struper-pluggen forover eller bakover i forhold til struperhusets kanal.
2. 2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at fordypningen (11) er konisk og har sitt bunnparti opptil kanalen (7) gjennom struperhuse": (6).
3. 3. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at betjeningsenhetens hus omfatter en strupepluggdel festet til struperhuset og en betjenings-del festet til den første delen.
4. 4. Anordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at strupepluggdelen omfatter ei pak-ningshylse som betjeningsstanga strekker seg gjennom med tett tetning.
5. 5. Anordning i samsvar med krav 4, karakterisert ved ai strupepluggenheten er forsynt med et avløpshull plassert bak tetningshylsa for å tillate av-tapping av en eventuell lekkasje.
6. 6. Anordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved . at ét deksel er påskrudd bakenden av betj eningsdelen.
7. 7. Anordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at en stabiliseringsring er innskrudd i kanalen som betjeningsstanga går gjennom, med en åpning for betjeningsstanga.
8. 8. Anordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved at betjeningsenheten er forsynt med en åpning tilkoblet en hydraulisk forskyvningsmåler.
9. 9. Anordning i samsvar med krav 6, karakterisert ved at drivorganet omfatter en motor som med en tannhjulsforbindelse driver en kulemutter-spindel, som strekker gjennom dekselet på betjeningsenheten og inn i en kanal i betjeningsstanga, idet det fortrinnsvis finnes en manuelt påvirkbar drivenhet som kan bringes i inngrep med tannhjulsoverføringen.
10. 10. Anordning i samsvar med krav 9, k a r a k terisert ved at motorens aksel har et tannhjul som er fjærforspent mot en inngrepsstilling i forhold til et tannhjul på spindelakselen, idet et manuelt drivbart tannhjul er plassert ved siden av tannhjulet på motorakselen slik at det kan skyve dette ut av inngrep med spindel-tannhjulet, idet tannhjulet som kan drives for hånd kan låses i inngrepsstilling og er forsynt med en drivtapp for håndbetjening.