NO325794B1 - Trykkdrevet innretning for sekvensiell styring av et sementeringshode - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår en trykkdrevet innretning for sekvensiell styring av en fleraset operasjon, så som av et av et sementeringshode. En overføringsarm (3) med en pal (4) er lagret på en kamaksling (9) forbundet med en palsylinder (1) som har innebygget en kraft for retur, retningsventiler, (8, 8', 8'' og 8''') med en fjærretur og rulle (7), betjent av kamakslingens (9) kamskiver (6, 6', 6'' og 6'''), som er forskjøvet i forhold til hverandre i en på forhånd bestemt vinkel med en palskive (5) som er opplagret i lagrene (10) og (10'). Palsylinderen (1) vil dreie kamakslingen (9) til en på forhånd bestemt vinkel i samme dreieretning hver gang systemet tilføres trykk og betjene retningsventilene (8, 8', 8'' og 8''') med ruller (7), idet retningsventilene vil gi trykk til aktuatorer, slik at sementeringsventiler eller andre ventiler vil åpnes i et på forhånd bestemt tidsrom, inntil tidsstyring stenger trykktilførsel, trykk dreneres og palsylinder går tilbake til utgangsposisjon. Når trykk blir tilført palsylinder (1) etter alle operasjonsfasene er utført, vil kamakslingen (9) dreies ytterligere til utgangsposisjon og alle retningsventiler (8, 8', 8" og 8''') stenges.

Description

Oppfinnelsen vedrører en trykkdrevet innretning for sekvensiell styring av et sementeringshode.

EP A2 837.216 beskriver et sementeringshode med slippkuler som holdes tilbake med en roterende hylse som aktiveres av hydraulisk eller pneumatisk trykk. Hylsen roteres slik at en port åpnes, noe som medfører at kulen kan falle ned i brønnen.

US 6,039,122 vedrører en innretning for automatisk frigjøring av plugger av forskjellige materialer i en brønn.

Dagens måte å operere et sementeringshode offshore:

Dagens system er manuelt operert, det vil si at en operatør må heises 5-15 meter opp fra boredekk i et ridebelte alt etter hvorledes sementeringsholdet er plassert. Når operatøren er heist opp til sementeringshodet, vrir han en hendel Vz omgang og vil da deretter bli firt ned til boredekket. Denne operasjonen blir gjentatt ytterligere to ganger for å utløse en sementeringsplugg før og etter en sementeringsjobb.

Oljedirektoratet har kommet med krav om at denne operasjonen skal opereres fjernstyrt og at det ikke skal brukes ridebelte for å transportere personell opp i luften offshore.

For å løse denne oppgaven er det i henhold til oppfinnelsen utviklet en trykkdrevet, så som pneumatisk/hydraulisk drevet innretning for sekvensiell styring av den flerfasede operasjonen av sementeringshodet.

Foreliggende søknad vedrører en trykkdrevet innretning for sekvensiell styring av et sementeringshode, idet innretningen er særpreget ved de trekk som er angitt karakteristikken til de vedføyde krav.

I det følgende gis en detaljert beskrivelse av en utførelse av foreliggende oppfinnelse under henvisning til de vedføyde tegninger, der:

Fig. 1A og 1B viser en styringsinnretning ifølge en utførelse av foreliggende oppfinnelse, og Fig. 2A og 2B vider en styringsprosedyre ifølge en utførelse foreliggende oppfinnelse. Fig. 1A viser et sidesnitt av innretningen ifølge en utførelse av foreliggende oppfinnelse. En overføringsarm 3 med en pal 4 er lagret på en kamaksling 9 forbundet med en palsylinder 1, som har innebygget en fjærkraft eller en annen kraft for retur, samt tre retningsventiler, 8, 8', 8" og 8n med en fjørretur og rulle 7, som betjenes av kamakslingens 9 kamskiver 6, 6', 6" og 6n. Fig. 1B viser innretningen sett ovenfra der en kamaksel 9 med kamskivene 6, 6' og 6" er forskjøvet i forhold til hverandre i en på forhånd bestemt vinkel med en palskive 5 som er opplagret i lagrene 10 og 10'. Palsylinderen 1 med returfjær 2 vil dreie kamakslingen 9 ved hjelp av palskiven 5 i en bestemt vinkel i samme dreieretning hver gang systemet tilføres trykk og derved betjene retningsventilene 8, 8', 8" og 8n med ruller 7 som betjenes av kamskivene 6, 6', 6" og 6n. En palskive 5 med et forhåndsbestemt antall mothaker kan ha ett eller flere hjul.

En operasjonsprosedyre starter med at ingen av ventilene er betjent, og alle ventilene på sementeringshodet er i lukket posisjon. Når trykkluft eller annet

trykkmedium, som hydraulisk, blir tilført sekvensstyringen, vil palsylinderen 1 dreie kamakslingen 9 frem til en på forhånd bestemt vinkel, idet en første retningsventil 8 gir trykk til en aktuator og første sementeringsventil eller annen ventil vil åpnes i et på forhånd bestemt tidsrom, inntil en tidsstyring stenger trykktilførselen og trykket dreneres gjennom en dreneringsventil, og palsylinderen 1 går tilbake til utgangsposisjon.

Neste gang trykk tilføres palsylinderen 1, dreies kamakslingen 9 med kamskivene 6, 6', 6" og 6n ytterligere i den på forhånd bestemte vinkel, og den andre sementeringsventilen eller annen ventil åpnes slik at begge ventilene er åpne i et på forhånd bestemt tidsrom, til tidsrelé stenger for trykktilførselen og trykket dreneres, og palsylinder 1 går tilbake til utgangsstilling, og når tredje og/eller påfølgende gang trykk tilføres, roteres kamakslingen 9 i samme dreieretning til en på forhånd bestemt vinkel, og en tredje retningsventil 8" gir trykk til aktuatoren, slik at alle tre sementeringsventilene er åpne i et på forhånd bestemt tidsrom inntil tidsreleet stenger for trykktilførselen, og trykk dreneres, og palsylinderen 1 går tilbake til utgangsposisjon. Når trykk tilføres palsylinderen 1 etter at alle fasene er utført, dreies kamakslingen 9 ytterligere til den på forhånd bestemte vinkel, og kommer da til utgangsposisjon der alle retningsventilene er i steng posisjon.

Fig. 2A viser et betjeningspanel som består av:

- en ventil 21 for tilførsel av trykkluft til et sementeringshode 30

- et tidsrelé 29 til å sette operasjonstid for aktuatorer på sementeringshodet 30 - to ventiler 22, 23 med nøkkel 22', 23' for å aktivere operasjon av sementeringshodet eller en testventil 24. - to ventiler 25, 26 med nedfelt trykknapp 25', 26' og fjærretur 27 sekvensstyring av sementeringshodet 30 - en ventil 28 med dreieknapp for stenging og lukking/åpning av testventilen 24

Sekvensprosedyre:

For å sende trykk til sekvensstyring må først en ventil 22 med nøkkel betjenes ved at nøkkel vris om. Deretter må begge sekvensbetjeningsventilene 25, 26 trykkes inn samtidig. Da vil det tilføres trykk til en port på ventil 21, og via denne til et tidsrelé 29 for å sette operasjonstiden for aktuatorer på sementeringshodet 30. Ventil 23 med nøkkel 23' skal da stenges/låses til neste sekvens kjøres. I mellom-tiden kjøres sement til fyllingsområdet. Når tiden satt på tidsreleet 29 er utgått, gis det en styreimpuls til en port på ventilen 21 som stenger for trykk og drenerer sementeringshodet 30.

Sikkerhetsforanstaltning:

Dersom operatør feilaktig trykker på sekvensbetjeningsventilene 25, 26 mens tidsreleet er koplet inn eller nøkkelventilene 22, 23 er låst, vil det ikke influere på funksjonen.

Den flerfasede operasjonen kjennetegnes av en på forhånd bestemt repeterbar sekvens for betjening av aktuatorer/ventiler ved at en kamaksel dreies i et bestemt antall vinkelutslag og et bestemt antall kamskiver til ale fasene er gjennomført slik at aktuatorene/ventilene bli betjent som her beskrevet, hvilket vil si at hver gang sementering skal gjennomføres gjentas ovennevnte operasjon.

Fig. 2B viser et sidesnitt av et sementeringshode 30 med testventil 24.

Claims (2)

1. Trykkdrevet innretning for sekvensiell styring av et sementeringshode, karakterisert ved at en overføringsarm (3) med en pal (4) er lagret på en kamaksling (9) forbundet med en palsylinder (1) som har innebygget en returfjær (2) eller en annen kraft for retur, retningsventiler (8), (8'), (8") og (8<n>) med en fjærretur og rulle (7) betjent a kamakslingens (9) kamskiver (6), (6'), (6") og (6<n>), som er forskjøvet i forhold til hverandre i en på forhånd bestemt vinkel med en palskive (5) som er opplagret i lagrene (10) og (10'), og at palsylinderen (1) med returfjær (2) ved hjelp av palskiven (5) vil dreie kamakslingen (9) til en bestemt vinkel i samme dreieretning hver gang systemet tilføres trykk, og betjene retningsventilene (8), (8'), (8") og (8<n>) med ruller (7).

2. Trykkdrevet innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at ved start av en operasjonsprosedyre er ingen ventiler betjent og alle ventiler vil gå tilbake til utgangsstilling, at når tilført trykk, så som pneumatisk/hydraulisk, vil palsylinderen (1) dreie kamakslingen (9) fem til en på forhånd bestemt vinkel, idet en første retningsventil (8) vil gi trykk til en aktuator, og første sementeringsventil eller annen ventil vil åpnes i et på forhånd bestemt tidsrom, inntil en tidsstyring vil stenge trykktilførselen og trykket vil bli drenert gjennom en dreneringsventil, og palsylinderen (1) vil gå tilbake til utgangsposisjon, at neste gang trykk blir tilført palsylinderen (1), vil kamakslingen (9) med kamskivene (6), (6'), (6") og (6<n>) bli ytterligere dreid til den på forhånd bestemte vinkel, og den andre sementeringsventilen eller annen ventil vil åpnes, slik at to eller flere av ventilene er åpne i et på forhånd bestemt tidsrom, til et tidsrelé vil stenge for trykktilførselen og trykket bli drenert slik at sylinderen (1) vil gå tilbake til utgangsstilling, at tredje og påfølgende gang(er) trykk blir tilført, vil kamakslingen (9) bli rotert i samme dreieretning til en på forhånd bestemt vinkel, og en tredje eller flere retningsventiler (8"') (8<n>) vil gi trykk til aktuatorene, slik at sementeringsventilene vil åpnes i et på forhånd bestemt tidsrom inntil tidsreleet vil stenge for trykktilførsel, og trykket blir drenert og palsylinderen (1) vil gå tilbake til utgangsstilling, og «*k blir «,tørt pateren (1) etter a, alle operasjonene er *rt vi, rriTo^ W, (8), (8 ) og (8<n>) er i stengt posisjon.