NO310585B1 - Rörkopling for sammenkopling av dobbeltveggete rör - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en rørkopling for sammenkopling av dobbeltveggete rør, eksempelvis produksjons-filterrør, og som har form av et delt koplingsstykke hvor hver del er utformet til å fastgjøres til et dobbeltrørs endeparti og til å sammenføyes gjensidig, eller som har form av motsvarende koplingspartier utformet direkte i forbindelse med respektive dobbeltrørsendeparti, hvor det ringromlignende mellomrom mellom indre og ytre rørvegg utgjør en ytre væskepassasje, og hvor det i koplingsstykkedelene henholdsvis koplingspartiene er utformet i lengderetningen forløpende, gjennomgående strømningskanaler, og hvor rørkoplingen også for øvrig er av den art som er definert i den innledende del av patentkrav 1.

Dobbeltveggete filterrør anvendes i bl.a. hydrokarbonprodu-serende lag i berggrunnen. Slike filterrør har langsgående silelementer plassert i aksial avstand fra hverandre og tje-nende til bortfiltrering av blant annet formasjonssand fra oljen som slippes inn i dobbeltrørets væskepassasje.

En produksjonsrørstreng kan tilføres olje fra nevnte ringrom, og blir for dette formål utstyrt med en passasje, ventil, eller lignende på egnet sted i det dobbeltveggete filterrørs utstrekning, hensiktsmessig i nærheten av dettes skjøtemuffe som ifølge kjent teknikk skaper passasje fra den ytre ring-romformede, konsentriske væskepassasje.

Ved komplettering av olje- og gassbrønner er det ofte ønske-lig å kunne kople sammen to eller flere slik dobbeltveggete rør. Ved en slik sammenkopling må man sørge for at den indre væskepassasje er rettlinjet og har sirkulær omkrets, slik at også mekanisk utstyr kan passere forbi koplingspartiene, mens den ytre passasje kun skal tjene til transport av væske. Trykkfall over den ytre passasje bør være så lavt som mulig, og strømningskanalen(e) bør derfor utformes med en geometri som sikrer lav strømningsmotstand. Det er viktig at koplingsstykket henholdsvis koplingspartiene dersom de er utformet på tilgrensende rørendepartier, ikke er mekanisk svakere enn vanlig brukte rørkoplinger for sammenkopling av rør med enkel væskepassasje, ettersom mekaniske belastninger så som strekk-påkjenninger, torsjonsspenninger og bøyningsbelastninger kan være høye under innkjøring i brønnen. Koplingen bør oppvise den samme trykkytelse for utvendig og innvendig trykk som vanlig brukte rørkoplinger for enkelt løp når det gjelder den indre sentriske rørpassasjen.

Den innvendige diameter i koplingsstykket henholdsvis i gjengete eller på annen måte utformede koplingspartier som er tildannet ved de enkelte rørs ender, må svare til det tilkop-lede innerrørs innerdiameter. Koplingens henholdsvis koplingspartienes ytre diameter må være mindre enn det hull som koplingen skal plasseres inne i.

Det er blant annet kjent to generelle koplingsmåter for sammenkopling av dobbeltveggete rør som oppviser konsentriske separate ringromlignende væskepassasjer. (A) Et indre rør er festet til et ytre konsentrisk rør med mellomliggende avstandsstykker i form av braketter eller lignende avstandsholdende elementer. Innerrøret er ved denne kjente utførelse i hver ende utstyrt med en tetningsanordning som går i tettende inngrep ved sammenskruing av de dobbeltveggete rørs ytterrør. Ved denne kjente dobbeltveggete rørut-førelse tar det ytre røret normalt opp all mekanisk belastning. (B) I hver ende av et antall ytterrør er det forhåndsmontert en innvendig, glatt tetningsflate. Etter at alle ytterrør er montert sammen, blir det deretter ført inn et indre smalere rør med tetningsanordninger som passer til de glatte tet-ningsf låtene i ytterrørene.

Koplingsanordning ifølge (A) representerer en forholdsvis enkel løsning. Imidlertid krever den at ytterrøret er i stand til å ta opp all mekanisk belastning. Denne kjente koplingsanordning er derfor uegnet for bruk ved de forannevnte fil-terrør hvis ytterrør over visse partier består av silelementer i form av spunnet vaierfilterstrukturer.

Koplingsanordningen ifølge (B) krever at så vel inner- som ytterrør er mekanisk sterke på grunn av at de må bære sin egen vekt og motstå og ta opp andre mekaniske påkjenninger under separat innkjøring. Som følge av at for eksempel ventiler er utvendig begrenset til diameter for nevnte glatte tetningsflate i ytterrøret, blir innerdiameteren for innerrør med tilhørende ventiler og lignende utstyr mindre enn ønske-lig. Koplingsanordningen er dessuten tidkrevende å instal-lere .

US patentskrift nr. 1,521,482 omhandler en rørkopling for sammenkopling av dobbeltveggete rør og som utmerker seg ved de trekk som omfattes av den innledende del av patentkrav 1. Denne kjente rørkopling kommer den foreliggende oppfinnelse nærmest av de rørkoplinger som har delt koplingsstykke. En dobbeltvegget rørledning omfatter konsentriske rørseksjoner, en indre og en ytre, og to slike rørledninger er sammenkoplet ved tilgrensende endepartier ved hjelp av koplingsstykker, omfattende en hanndel og en hunndel. Den ytre ende av hver av koplingsstykkene er utformet med innvendig gjengete konsentriske flenser som griper inn i de tilstøtende gjengete ender av de neste seksjoner av dobbeltveggsrørledningen. En med slike rørkoplinger sammenkoplet dobbeltveggsrørledning vil i området for koplingsstykkene oppvise fortykkelser, samtidig som sammenføyningen av de enkelte dobbeltveggrørlengder og øvrig håndtering av rørlengder og mellomliggende koplingsstykker blir noe omstendelig og tungvint. Det tilsiktes ved disse sammenføyde rør/rørledninger en konstruktiv oppbygging hvor gjennomgående rør oppviser bærende styrke.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse har man følgelig tatt sikte på å avhjelpe eller i vesentlig grad redusere mangler, ulemper og anvendelsesbegrensninger som hefter ved kjent og tradisjonell teknikk, og således skaffe til veie en rørkop-ling av den art som er angitt i den innledende del av patentkrav 1, hvor det gjennomgående rør er tildelt bærende styrke, og hvor en sammensatt rørledning av dobbeltveggsrørlengder med mellomliggende delte koplingsstykker er kompakt og oppviser minimal utvidelse i radial retning i områdene for koplingsstykkene. Koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen tillater i begge de angitte, i og for seg kjente utførelsesformer en enkel og hurtig sammenkopling av de to dobbeltveggete rør, som hver oppviser to konsentriske rørvegger som avgrenser en indre separat og en ytre separat væskepassasje. Det indre rør i dobbeltrøret skal være det mekanisk bærende dobbeltrør-parti, mens håndtering så som løfting/senking og sammenkopling skal skje via ytre overflater. Vanlig brukt løfte-heise- avhengnings- og tiltrekkingsutstyr skal kunne benyttes for å montere dobbeltrørene (filterrørene) ved hjelp av koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen i en vann-, olje- eller gassbrønn. For bruk som filterrør med langsgående silelement i form av spunne vaierstrukturer, slisser eller perforerin-ger, skal det til dobbeltrørenes ytterrør ikke stilles særlig strenge krav til mekanisk styrke, fordi ytterrørene over en stor del av deres lengde kan utgjøres av ovennevnte filter som representerer mekaniske svekkelser.

En rørkopling ifølge oppfinnelsen er, med utgangspunkt i de trekk som er angitt i den innledende del av patentkrav 1, utformet slik at nevnte to koplingspartier har hvert sitt radialt ytre parti hvis utside ligger tilnærmelsesvis i flukt med ytterrørets ytre mantelflate, idet motstående partier av koplingspartienes nevnte radialt ytre partier fortrinnsvis griper inn på hverandre med ringformede endepartier med redusert veggtykkelse, i overensstemmelse med den karakteriseren-de del av patentkrav 1.

Teknikkens standpunkt er likeledes representert ved blant annet US patentskrift nr. 4,759,571 og 5,423,353, WO 96/23159 og DE 38 14 176, som imidlertid omhandler rørkoplinger og

beslektede skjøteanordninger som ligger den foreliggende opp-) finnelse vesentlig fjernere enn rørkoplingen ifølge US-patent nr. 1,521,482.

<y>tterligere formål, fordeler og trekk ved koplingsanordningen ifølge oppfinnelsen forklares nærmere i det etterføl-gende under henvisning til medfølgende tegninger som viser eksempler på ulike utførelsesformer, og hvor:

Fig. 1 viser et sideriss/aksialsnitt av to tilstøtende endepartier av to dobbeltrør som er koplet koaksialt sammen ved hjelp av sammenskrubare gjenger som er utformet direkte på hver sitt dobbeltrørsendeparti; Fig. 2 er et tverrsnitt etter linjen II-II i fig. 1; Fig. 3 er et tverrsnitt etter linjen III-III i fig. 1; Fig. 4 er et tverrsnitt etter linjen IV-IV i fig. 1; Fig. 5 viser i sideriss/aksialsnitt to i hovedsak ringformede, sammenskrubare deler av et koplingsstykke som er fastgjort på hver sitt endeparti av to koaksialt posisjonerte dobbeltrør, som er føyd sammen ved hjelp av koplingsstykkedelene; Fig. 6 er et tverrsnitt etter linjen VI-VI i fig. 5; Fig. 7 er et tverrsnitt etter linjen VII-VII i fig. 5; Fig. 8 viser et tverrsnitt etter linjen VIII-VIII i fig. 5.

Det henvises først til fig. 1-4 hvor det er vist en første utførelsesform av oppfinnelsen.

Henvisningstallene 10 og 12 betegner generelt to ved hjelp av en rørkoplingsanordning ifølge oppfinnelsen sammenkoplete dobbeltrør hvert bestående av et innerrør 14 og et ytterrør 16.

Endepartiet av det ene (høyre) dobbeltrør 12 er utformet med et første koplingsparti 12' som omfatter et innvendig muffeparti 12" med innergjenger 12a som samvirker skrubart med yttergjenger 10a på et rørtapparti 10" av et andre koplingsparti 10' som det annet (venstre) dobbeltrør 10 er utformet med.

I overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse er hvert koplingsparti 10' og 12' på dobbeltrørene 10 og 12 utformet med et antall langsgående kanaler 18 som tillater at væske kan strømme i den ytre konsentriske væskepassasje 20. Ved hjelp av de igjennom dobbeltrørenes 10 og 12 koplingspartier 10', 12' utformede langsgående kanaler, se fig. 2 og 3, kan væskestrømmen i en ytre konsentriske væskepassasje 20 opp-rettholdes over et lengre lengdeavsnitt av det produserende lag.

I det ytre rør av hvert dobbeltrør 10 og 12 inngår det som nevnt langsgående partier som er bygget opp som hylseformede silelementer 22 i form av vaierstrukturer som holdes i avstand fra innerrørene 14 ved hjelp av langsgående vaiere 24, som er fordelt ekvidistant langs innerrørets 14 ytre omkrets, se fig. 4.

Det ene koplingsparti 10' har ved et radialt ytre endeparti et ringformet forsenket parti 10a' for innpåskyvning av et radialt ytre ringformet parti 12a' på det annet koplingsparti 12' .

En annen utførelsesform av oppfinnelsen er vist i fig. 5-8. Det fremgår her at innerrøret 14 blir holdt i avstand fra ytterrøret 16 samt konsentrisk med dette ved hjelp av langsgående, i omkretsretningen ekvidistant fordelte avstandshol-dere 26. Innerrørets 14 boring er betegnet med 28.

Deler og partier i denne utførelsesform, fig. 5-8, som er identiske med eller like motsvarende deler og partier i den i fig. 1-4 viste utførelsesform, er ikke spesielt beskrevet om igjen, med mindre de har nær tilknytning til deler/partier som er viktige for oppfinnelsen, og som avviker funksjonelt fra den første utførelsesform.

Ved utførelsesformen iflg. fig. 5 - 8, er koplingsanordningen utformet som to innbyrdes sammenføybare deler 10A og 12A av et koplingsstykke 10A,12A. Hver del 10A og 12A av koplingsstykket 10A,12A er utformet for å fastgjøres til et ende-stykke av et dobbeltrør 14,16.

Hvert av de to motstående dobbeltrør 14,16 som skal koples sammen koaksialt, har begge en konisk avsmalnende, utvendig gjenget rørtappende 10B og 12B.

Hver del 10A og 12A av koplingsstykket 10A,12A har et innvendig gjenget muffeparti 10C og 12C hvor gjengene er komplementære til dobbeltrørenes 10 og 12 utvendige rørtappendegjen-ger. Koplingsstykkedelene 10A, 12A skrues fast inn på de to dobbeltrørenes 14,16 tappendepartier 10B, 12B.

Den ene ringformede koplingsstykkedel 12A har to motsattrettede, innvendig gjengete muffepartier av hvilke det andre er betegnet med 12C. Den andre koplingsstykkedel 10A har et utvendig gjenget tappendeparti 10A' for sammenskruing med koplingsstykkedelens 12A motstående, innvendig gjengete muffeparti 12C i den hensikt å sammenføye de to dobbeltveggete filterrørene 14,16 med hverandre.

Gjengene som er utformet på tappendepartiene 10B, 12B av de to dobbeltrør 14,16 og i den ene koplingsstykkedelens 12A motsattrettede muffepartier 12C, 12C og i den annen koplingsstykkedelens 10A rørmuffeparti 10C og på dens rørtapp-ende befinner seg på en diameter som stort sett svarer til innerrørets 14 ytterdiameter.

Begge koplingsstykkedeler 10A og 12A er som ved den i fig. 1-4 viste utførelsesform utformet med et antall langsgående/aksiale, gjennomgående kanaler 18. Dobbeltrørets 12 koplingsstykkedel 12A har et midtparti 28 som strekker seg i ringform og griper inn mellom de to dobbeltrørs motstående, nærliggende endeflater. Et radialt ytre endeparti 12A" av koplingsstykkedelen 12A med stort sett samme diameter som et ytre rør 16, er med et innvendig tykkelsesredusert endeparti skjøvet konsentrisk inn på et avsmalnet ende-/hjørne-parti 10A" av et ytre parti av koplingsstykkedelen 10A.

De langsgående, fortrinnsvis aksialt forløpende kanaler eller boringer 18 som sammen danner den ytre væskepassasje igjennom i hvert fall størsteparten av koplingspartienes 10', 12' lengdeutstrekning, fig. 1-4, henholdsvis av koplingsstykke-delenes 10A, 12A lengdeutstrekning, fig. 5-8, kan ha ulike tverrsnittsformer, eksempelvis sirkulære, ovale, polygonale etc, og de kan være ordnet med jevne mellomrom i omkretsretningen eller i spesielle mønstre, for eksempel i to sirkulære hullrekker med innbyrdes forskyvning mellom boringene 18 i én rekke i forhold til boringene 18 i den annen rekke eller fordelt etter andre geometriske mønstre i tverretningen. Oppfinnelsen er vist og beskrevet i forbindelse med koplinger for produksjonsfilterrør. Filterne 22,24 har i typiske til-felle filterslisser med en bredde lik 0,2 mm. Koplingsstykket 10A,12A henholdsvis koplingspartiene 10', 12' ifølge oppfinnelsen er vist uten tettingsorganer så som 0-ringer eller lignende i forbindelse med de ytre langsgående/aksiale strøm-ningskanaler 18. Når det foreligger behov for tette ytterrør 16 og tette ytre strømningskanaler 18, kan det benyttes i og for seg kjente tetningsinnretninger som forefinnes i en rekke ulike utførelser.

Indre rør 14 er koplet sammen med kun premium gjengeforbin-delser og får derfor ikke redusert sin mekaniske kapasitet, motstandsdyktighet eller trykkytelse i forhold til bruk av en vanlig enkel rørkopling. Det foreligger en fast mekanisk forbindelse mellom indre gjenger og ytre overflate. Denne forbindelse kan ta opp og overføre aksialtrettede belastninger og torsjonspåkjenninger.

Claims (2)

1. Rørkopling for sammenkopling av dobbeltveggete rør (10, 12), eksempelvis produksjonsfilterrør, og som har form av et delt koplingsstykke (10A,12A) hvor hver del (10A, 12A) er utformet til å fastgjøres til et dobbeltrørs endeparti, og til å sammenføyes gjensidig, eller som har form av motsvarende koplingspartier (10' 12') utformet direkte i forbindelse med respektive dobbeltrørsendeparti (10", 12"), hvor det ringromlignende mellomrom mellom indre og ytre rørvegg (14, 16) utgjør en ytre væskepassasje (20), og hvor det i koplingsstykkedelene (10A, 12A) henholdsvis koplingspartiene (10' 12') er utformet i lengderetningen forløpende, gjennomgående strømningskanaler (18), og hvor rørkoplingens indre rør (14) er gjengete for å kunne skrues sammen og opprette en gjengekopling av indre rør (14) ved sammenkopling av de dobbeltveggete rør (10, 12), og det ene koplingsparti (12' ) som er utformet i forbindelse med det ene dobbeltrørs (12) ene endeparti, er utformet med en muffedel (12") med innvendig gjenger (12a), mens det annet dobbeltrørs (10) motstående endeparti er utformet med en rørtappdel (10") med komplementære, utvendige gjenger for sammenskruing med muffedelens gjenger, karakterisert ved at de to koplingspartier (10<1>, 12') har hvert sitt radialt ytre parti hvis utside ligger tilnærmelsesvis i flukt med ytterrørets (16) ytre mantelflate, og at motstående partier av koplingspartienes (10', 12') nevnte radialt ytre partier fortrinnsvis griper inn på hverandre med ringformede endepartier (10a<1>, 12a<1>) med redusert veggtykkelse.

2. Rørkopling ifølge krav 1, karakterisert ved at en første og en andre del (10A, 12A) av et koplingsstykke er fastgjort, eksempelvis skrudd fast, på hver sitt endeparti av et dobbeltrør, idet den ene del (for eksempel 10A) har en utvendig gjenget rørtappdel (10A<1>) som er sammenskrubar med en innvendig gjenget muffedel (12C) av den annen koplingsstykkedel (12A), idet nevnte andre del (12A) omfatter to i 180° vinkel motsatt rettede muffedeler (12C, 12C) med innvendige gjenger beliggende på omtrent samme diameter som innerrørets (14) ytre vegg-flate, eventuelt utformet med et mellomliggende, radialt innadrettet ringparti (28), samt med et i ytterrørets (16) omkretsområde beliggende, ytre rørveggparti.