NO336600B1 - Manipulasjonsverktøy og framgangsmåte ved bruk av samme, samt en adapter til bruk sammen med manipulasjonsverktøyet - Google Patents

Description

MANIPULASJONSVERKTØY OG FRAMGANGSMÅTE VED BRUK AV SAMME, SAMT EN ADAPTER TIL BRUK SAMMEN MED MANIPULASJONSVERKTØYET

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et manipulasjonsverktøy for benyttelse i en boring som for eksempel en olje-, gass- eller geotermisk brønn eller i et annet rør. Nærmere bestemt dreier oppfinnelsen seg om et manipulasjonsverktøy for tilkopling til og operasjon av en styrbar brønninnretning som er i eller skal føres inn i en rørforbin-delse under eller i etterkant av installasjon av denne. Brønninnretningen kan for eksempel, men ikke begrenset til, være en mekanisk plugg, en ventil, en såkalt "liner hanger", eller en områdepakning som i fagmiljøet også kalles "straddle packer".

En fagmann vil være kjent med at enkelte av nevnte brønninnretning vil kunne anbringes midlertidig, mens andre anbringes permanent. Enkelte av brønninnretningene må kunne opereres eller manipuleres etter installasjon.

En fagmann vil videre være kjent med at brønninnretninger ifølge kjent teknikk opereres typisk ved å benytte et stempel-sylinderarrangement for å tilføre en aksiell strekk-eller trykkraft i et setteverktøy aktivert fra brønnoverflaten. Slike krefter kan typisk tilføres fra overflaten ved hjelp midler som i fagmiljøet omtales som batteripakker, hydrostatisk trykk, nitrogenkammer, og/eller ved hjelp av eksplosiver eller pyrotekniske midler. I de tilfeller krefter ikke tilføres direkte fra overflaten kan det typisk bru-kes en såkalt timer eller så kan det sendes et signal som ved hjelp av en elektrisk puls vil initiere frigjøring av lagrede krefter basert på trykk, igangsette batteridrift, detone-re eksplosiver eller deflagrere pyrotekniske midler. Andre igangsettingsmetoder kan være styrt av temperatur, av mekanisk påvirkning, være trykkaktivert eller ved at det kjøre sekvenser hvor posisjonen til brønninnretningen endres i et bestemt intervall av brønnen. Dersom det benyttes batteridrift for å tilføre aksielle krefter er dette ofte i kombinasjon med en elektrisk motor og et hydraulikksystem, slik det vil være kjent for en fagmann og derfor ikke videre omtalt i dette dokumentet.

Manipulasjonsverktøyet ifølge den foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for bruk i en brønn i petroleumsindustrien og i geotermisk industri. Et av formålene med mani-pulasjonsvertøyet er å tilveiebringe et verktøy som gir muligheter for repeterende bruk, samt kontrollert monitorering fra operatør i langt større utstrekning enn med dagens kjente metoder. Oppfinnelsen vil også gi nye muligheter for benyttelse i andre sammenhenger hvor det er behov for å operere utstyr i en boring. Det skal derfor forstås at selv om den etterfølgende beskrivelse i stor grad er rettet mot en operasjon i en brønn i petroleumsindustrien, er oppfinnelsen ikke begrenset til kun denne. Nevnte operasjon innbefatter installasjon, operasjon, og styring av installert utstyr, som for eksempel å åpne og lukke en installert plugg, ventil, samt å montere, fjerne eller mo-difisere midlertidig eller permanent installert nedihullsutstyr.

Ventilen kan også være en brønnplugg ifølge patentene NO328302 og US 8,333,219 som den herværende søker er involvert i utviklingen av. Nevnte patenter beskriver en brønnplugg som kan settes og trekkes gjentatte ganger i en og samme igangsatte operasjon i en brønn.

Det er kjent å operere en glidehylseventil eller en såkalt "sliding sleeve" ved bruk av hydraulisk kraft som tilføres gjennom hydraulikkledninger, ved bruk av strekk eller kompresjon påført ved hjelp av en borestreng, ved bruk av strekk påført ved hjelp av en kabel, eller ved bruk av trykk påført ventilen ved at det pumpes ned i brønnen en stålkule eller en såkalt "dart" som vil støte mot ventilen. Stålkulen er tilpasset et kulesete i ventilen. Når stålkulen ved hjelp av egenvekt legger seg i ventilens kulesete, vil det dannes en trykktett tetning. For å åpne ventilen pumpes det mot stålkulen slik det vil være kjent for en fagmann på området. En dart har samme hensikt som stålkulen, men er formet med én eller flere gummifinner som gjør at den enkelt kan pumpes ned til ventilen. På tuppen av darten vil det typisk være en nese med tetningsflate som passer komplementært til en motstående tetningsflate i ventilen.

Ventiler vil kunne bli stående over lang tid i brønnen uten å bli operert. Som en følge av dette vil ventilene kunne "sette seg" og dermed bli utfordrende å operere. Samtidig viser erfaringer at det kan være vanskelig å overføre direkte trykk- eller strekk-krefter fra brønnens overflate og til en slik ventil. Dette skyldes brønnbanens avvik fra verti-kalretning og spesielt i brønnbaner hvor det vertikale avviket er over 60 grader. Dette er en særlig stor utfordring i de tilfeller ventilen opereres ved hjelp av kabel eller wireline.

Problemene skyldes blant annet at en vesentlig andel av de krefter som overføres fra overflaten går med til å overvinne friksjon mellom for eksempel wireline og brønn-vegg. Problemene øker ved økende avstand mellom brønnoverflaten og utstyret som skal opereres.

I tillegg til at det kan være utfordrende å overføre tilstrekkelig med krefter til å kunne operere brønn utstyret, vil blant annet nevnte friksjonskrefter gjøre det svært vanskelig å kunne bestemme nøyaktig hvor mye krefter som tilføres utstyret. Fra publikasjonen US 2,399,766 er det kjent en broplugg som opereres ved hjelp av et setteverktøy. Sette verktøy et er innrettet til å tilkoples pluggen og å overføre rotasjonskrefter til denne. For å hindre rotasjon av setteverktøyet i forhold til brønnen som pluggen befinner seg i, er setteverktøyet forsynt med friksjonselementer som rager ut fra sette-verktøyets hus og som går i inngrep mot brønnveggen. Setting og trekking av pluggen utføres ved å påføre pluggen rotasjon i den ene eller den andre retning. For å trekke ut en slik satt plugg må setteverktøyet først trekkes ut av brønnen og opp til overflaten. På overflaten må en kløtsjplate i setteverktøyet skiftes før setteverktøyet igjen føres ned i brønnen for så å koples til pluggen og deretter aktiveres for å tilføre pluggen en rotasjonskraft slik at denne løsner.

Ved setting av en permanent plugg foreslår US 2,399,766 bruk av en skjærmekanisme for å frigjøre setteverktøyet fra pluggen etter at denne er satt og ferdig montert.

Fra publikasjonen US 2005/0056427 Al er det kjent et manipulasjonsverktøy for tilkopling og styring av nedihullsutstyr. Manipulasjonsverktøyet er forsynt med en gripeanordning for frigjørbart inngrep med utstyret. Verktøyet er videre forsynt med en drivinnretning for å kunne frembringe en aksiell forskyvning eller en rotasjon av en manipulasjonsinnretning.

Fra publikasjonen US 2005/068775 Al er det kjent et manipulasjonsverktøy for bruk i en brønn, hvor verktøyet er forsynt med to motorer med styringsenheter for aktivering av låsestempler.

Fra publikasjonene US 2011/0277986 Al, GB 2300441 A og US 2006/0090900 Al er det kjent andre typer av manipulasjonsverktøy for bruk i en brønn.

Det er i den internasjonale olje- og gassindustrien stort fokus på å redusere opera-sjonstid blant annet i forbindelse med brønnvedlikehold. Industrien har derfor i lang tid tydelig uttrykt sine behov for nye metoder og nytt verktøy som kan redusere tids-bruk under brønnvedlikehold og har i den forbindelse etterspurt et manipulasjonsverk-tøy som er innrettet til å kunne manipulere og monitorere brønninnretningen, for eksempel under aktivering og deaktivering av denne, alt i en og samme operasjon.

Det å kunne benytte en brønninnretning gjentatte ganger uten at manipulasjonsverkt-øyet må trekkes ut av røret eller brønnen, vil resultere i store besparelser med hensyn til tids- og ressursbruk.

Industrien har videre uttrykt et behov for et verktøy som ikke behøver å måtte festes i rørveggen, for eksempel en brønnvegg, før det anvendes til å manipulere en brønninn-retning. Dette fordi brønner som har produsert over tid, spesielt en olje- og gass-brønn, vil kunne være utsatt for slitasje og korrosjon. Etter noen år i brønnen vil derfor rørets reelle materialstyrke være vanskelig å forutsi. Det er derfor en betydelig fare for å deformere røret dersom rørets gjenværende materialstyrke overvurderes når et verktøy festes mot rørets vegg i forbindelse med utførelse av et arbeid.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

I et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et manipula-sjonsverktøy for tilkopling til og operasjon av en styrbar brønninnretning, hvor mani-pulasjonsverktøyet omfatter: - et langstrakt hus med et første endeparti og et andre endeparti; - en gripeanordning anordnet i husets første endeparti, hvor gripeanordningen er innrettet til å frembringe et frigjørbart inngrep med brønninnretningen som skal styres ved hjelp av manipulasjonsverktøyet, idet gripeanordningen omfatter midler for å motstå rotasjonsmessig og aksiell bevegelse mellom huset og brønninnretningen; og hvor manipulasjonsverktøyet videre omfatter: - i det minste én manipulasjonsinnretning anordnet inne i huset, hvor manipulasjonsinnretningen er aksielt forskyvbar mellom en første posisjon og en andre posisjon langs en lengdeakse til huset, og roterbar om husets lengdeakse; - en første drivi nn retn ing for å kunne frembringe aksiell forskyvning av den minst ene manipulasjonsinnretningen; - en andre drivi nn retn ing for å kunne frembringe rotasjon av den minst ene manipulasjonsinnretningen; idet - den første drivinnretningen og den andre drivinnretningen står i forbindelse med en styringsenhet som er innrettet til å styre energitilførselen til drivinnretningene.

En gripeinnretning som er selektivt frigjørbar og som er innrettet til å kunne motstå rotasjonsmessig og aksiell bevegelse mellom huset og brønninnretningen har den effekt at manipulasjonsverktøyet ikke vil kunne rotere relativt brønninnretningen. Dess-uten vil brønninnretningen kunne tilkoples og frakoples manipulasjonsverktøyet gjentatte ganger uten å måtte trekke manipulasjonsverktøyet ut av brønnen. Dette gjør verktøyet effektivt og sikkert i bruk, noe som er spesielt viktig i forbindelse med ope-rasjoner offshore.

Ved å anbringe drivinnretningene i selve verktøyet, vil tap av krefter som følge av for eksempel friksjon mellom brønnvegg og kraftoverføringsmiddelet som strekker seg

mellom brønnens overflate og brønninnretningen, bli eliminert. En viktig effekt av dette er at det dreiemoment som overføres fra manipulasjonsverktøyets minst ene manipulasjonsinnretning og til brønninnretningen, kan bestemmes svært nøyaktig. Dette er spesielt viktig når det stilles krav til at brønninnretningen skal manipuleres med en forutbestemt kraft eller moment.

Å styre et brønnverktøy ved hjelp av rotasjon i stedet for bruk av aksialbevegelige komponenter operert av trykk- eller strekkrefter, eksplosiver eller nitrogen, har den effekt at antall rotasjoner som er tilført brønninnretningen fra manipulasjonsverktøyet, til enhver tid kan være kjent. Dette krever selvsagt et egnet måleutstyr. Et slikt rota-sjonsmåleutstyr er, isolert sett, tilgjengelig i markedet.

Gripeanordningens midler for å motstå rotasjonsbevegeIse mellom huset og brønninn-retningen kan være de samme som midlene for å motstå aksiell bevegelse mellom huset og brønninnretningen. Ved en slik løsning benyttes friksjon for å tilveiebringe fastholdelse mot aksiell bevegelse. Friksjonskraften tilveiebringes ved å tilføre et dreiemoment på én av den minste ene manipulasjonsinnretningen, hvilket innebærer at aksiell bevegelse mellom huset og brønninnretningen vil kunne inntre når den andre drivinnretningen er inaktiv.

Imidlertid vil det kunne være en fordel om gripeanordningens midler for å motstå rotasjonsmessig bevegelse mellom huset og brønninnretningen er uavhengig av gripeanordningens midler for å motstå aksiell bevegelse mellom huset og brønninnret-ningen. Dette har den effekt at gripeanordningens festemidler kan optimaliseres for hvert sitt formål. Gripeanordningens midler for å kunne motstå betydelige rotasjonskrefter kan dermed utformes svært robust, mens gripeanordningens midler for å kunne motstå de aksielle kreftene, kan utformes smekrere og dermed gjøres lettere styr-bare. Dersom gripemidlene for å kunne motstå de aksielle kreftene er basert på fysisk inngrep og ikke utelukkende friksjon som nevnt over, vil inngrepet kunne tilveiebringes uavhengig om manipulasjonsinnretningen er påført et dreiemoment eller ei. Således vil det aksielle inngrepet kunne bli sikrere idet inngrepet er uavhengig av energitil-førsel til manipulajonsinnretningen.

Et slikt sikkert inngrep kan tilveiebringes ved at gripeanordningens midler for å motstå aksial bevegelse mellom huset og brønninnretningen omfatter en radielt bevegelig låseinnretning som er innrettet til å kunne beveges mellom en første posisjon hvor låseinnretningen er ute av inngrep med et parti av brønninnretningen, og en andre posisjon hvor låseinnretningen er i radielt låsende inngrep med brønninnretningen. En slik løsning vil være velegnet til bruk blant annet hvor brønninnretningen er forsynt med en såkalt fiskenakke.

Bevegelse mellom nevnte første posisjon og nevnte andre posisjon kan være tilveiebrakt ved hjelp av en tredje drivinnretning som er innrettet til å kunne påvirke posisjonen til låseinnretningen. Foreksempel kan den tredje drivinnretning tilveiebringe en skyvekraft som overføres til låseinnretningen ved hjelp av et skyvestag.

Som et alternativ til nevnte tredje drivinnretning kan låseinnretningens posisjon være styrt av posisjonen til én av den minst ene manipulasjonsinnretningen. Dette har den effekt at en operatør kan få tilbakemelding om posisjonen til gripeinnretningen utelukkende basert på manipulasjonsinnretningens posisjon.

Låseinnretningen kan være aksielt fastholdt til et parti av huset, hvor låseinnretningens radielle posisjon er styrt av et føringsparti hvis aksielle posisjon er styrt av den aksielle posisjonen til én av den minst ene manipulasjonsinnretningen.

I én utførelse omfatter et parti av huset et ytre husparti som overlapper et parti av et indre husparti, hvor et brytbart festemiddel er anordnet for å tilveiebringe fastholdelse mot aksiell bevegelse mellom huspartiene. Det indre huspartiet kan være aksielt tilknyttet et endeparti av låseinnretningen, og det ytre huspartiet kan være aksielt tilknyttet manipulasjonsinnretningen, slik at et brudd av det brytbare festemidlet vil tillate relativ bevegelse mellom det ytre huspartiet og det indre huspartiet og dermed også mellom låseinnretningen og føringspartiet. Bruddet av det brytbare festemidlet frembringes typisk ved hjelp av en ytre kraft, for eksempel fra et slagrør. Etter at bry-temidlet er brutt, kan en ytre trekkraft frembringe nevnte relative bevegelse mellom låseinnretningen og føringspartiet slik at manipulasjonsverktøyet kan trekkes bort fra brønninnretningen.

Nevnte andre drivinnretning kan stå i forbindelse med den minst ene manipulasjonsinnretningen via en kraftoverføringsenhet som er forsynt med et kraftoverføringsmid-del. Kraftoverføringsmiddelet er ved en slik løsning komplementært tilpasset et kraftmottaksparti anordnet i den minst ene manipulasjonsinnretningen. Kraftoverføringspartiet og kraftmottakspartiet kan typisk være et tannhjul anordnet på et parti av kraftoverføringsmiddelets overflate, hvor tannhjulet er i inngrep med en tannkrans anordnet på et parti av manipulasjonsinnretningens utvendige eller innvendige overflate. Ved å forsyne kun et parti av nevnte overflater med nevnte tannhjul/tannkrans, kan drivinnretningens påvirking eller kraftoverføring til manipulasjonsinnretningen gjøres avhengig av manipulasjonsinnretningens aksielle posisjon i forhold til huset. For eksempel kan kraftmottakspartiet anordnes slik at det er i inngrep med kraftoverføringsmiddelet kun når manipulasjonsinnretningen befinner seg i én av den første posisjon eller den andre posisjon eller i én eller flere andre forutbestemte posi-sjoner mellom nevnte første posisjon og andre posisjon.

I én utførelse omfatter kraftoverføringsenheten et første parti og minst ett andre parti anordnet i serie i en aksiell retning av kraftoverføringsenheten. Minst ett av det første partiet og det andre partiet kan være forsynt med et ikke-kraftoverførende parti. Således er overføring av dreiemoment fra drivinnretningen og til den eller hver av manipulasjonsinnretningene styrt av manipulasjonsinnretningens aksielle posisjon i huset. Dette vil bli ytterligere forklart i søknadens spesielle del.

Manipulasjonsverktøyet kan være forsynt med et gir som operativt forbinder den andre drivinnretningen med den minst ene manipulasjonsinnretningen. Dette med det formål å kunne redusere manipulasjonsinnretningens rotasjonshastighet og øke dens dreiemoment.

For å kunne styre den første og den andre drivinnretning står manipulasjonsverktøyet i forbindelse med en styringsenhet som er innrettet til å kunne styre energitilførselen til hver av nevnte drivinnretningen I én utførelse er styringsenheten integrert i mani-pulasjonsverktøyets hus. Imidlertid vil styringsenheten i en alternativ utførelse kunne være anordnet i avstand fra manipulasjonsverktøyets hus. Når manipulasjonsverkt-øyet benyttes i forbindelse med et verktøy i en offshore brønn, kan styringsenheten være anordnet for eksempel ombord på en rigg eller på et hvilket som helst sted mellom huset og riggen.

Manipulasjonsverktøyets drivinnretninger kan begge være elektromotorer eller hyd-rauliske motorer, eller så kan den ene drivinnretningen være en elektromotor mens den andre drivinnretningen er en hydraulisk motor. I én utførelse er den første drivinnretning, som i én utførelse skal frembringe mindre effekt enn den andre drivinnretning, en elektromotor, mens den andre drivinnretningen er en hydraulisk motor.

Drivinnretningen, enten det dreier seg om en elektromotor eller en hydraulisk motor, er av i og for seg kjent art og vil ikke bli nærmere omtalt i dette dokument.

Energi til drivinnretningene kan tilveiebringes fra en kilde som befinner seg fjernt fra manipulasjonsverktøyet, for eksempel på en rigg, og overføres via en kabel. Alternativ kan energien tilveiebringes fra en batteripakke anordnet i eller i nærheten av manipu-lasjonsverktøyet. Det kan også tenkes en kombinasjon av disse hvor batteripakken primært benyttes som en reserveløsning i tilfelle den fjerntliggende energikilde eller en overføringskabel skulle svikte, og/eller hvor batteripakken benyttes som energikilde for én av drivinnretningene når det benyttes en kombinasjon av elektromotor og hydraulisk motor, og den andre av drivinnretningene forsynes med energi fra nevnte fjerntliggende energikilde.

Manipulasjonsverktøyet ifølge det første aspektet er velegnet for å operere en brønn-innretning for eksempel av den art som er vist i nevnte NO 328302 og US 8,333,219. Imidlertid er en stor andel av eksisterende brønninnretninger innrettet til å opereres ved hjelp av en aksialkraft. For å kunne benytte manipulasjonsverktøyet ifølge oppfinnelsen også til en aksialkraftoperert brønninnretning, er det behov for en adapter som er innrettet til å kunne omdanne et dreiemoment fra manipulasjonsverktøyets manipulasjonsinnretning til en aksialkraft.

Ifølge et andre aspekt er det tilveiebrakt en adapter for bruk mellom manipulasjons-verktøyet i henhold til manipulasjonsverktøyet ifølge det første aspektet av den foreliggende oppfinnelse, og en brønninnretning som er operert ved hjelp av en aksialkraft, hvor adapteren omfatter: - et langstrakt hus med et første endeparti og et andre endeparti; - et koplingsmiddel innrettet til å motta manipulasjonsverktøyets gripeanordning, hvor koplingsmiddelet er anordnet i husets første endeparti; - en aksling anordnet i husets første endeparti, hvor akslingen er innrettet til å motta dreiemoment fra én av manipulasjonsverktøyets minst ene manipulasjonsinnretning, og hvor akslingen er fasthold mot aksialbevegelse langs en lengdeakse til huset; - et stag innrettet til å kunne beveges i en aksialretning i husets andre endeparti, hvor staget er fasthold mot rotasjon i forhold til huset, og hvor staget er forsynt med et brønninnretningskoplingsmiddel for tilkopling til en brønninnretning, idet akslingen er forsynt med et gjengeparti som er innrettet til å skrus sammen med et til dette komplementært passende gjengeparti i staget, slik at en rotasjon av akslingen vil medføre en aksialbevegelse av staget.

I et tredje aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en framgangsmåte for å manipulere en styrbar brønninnretning, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: - å bringe et manipulasjonsverktøy ifølge oppfinnelsens første aspekt i kontakt med et brønnverktøy;

- å aktivere en første drivinnretning for: å bringe en gripeanordning i frigjørbart inngrep med et koplingsmiddel anordnet i et endeparti av brønnverktøyet; og å aksielt forskyve i det minste én roterbar manipulasjonsinnretning til inngrep med et parti av brønnverktøyet; og

å aktivere en andre drivinnretning ved hjelp av en styringsinnretning for å frembringe en ønsket rotasjon av én av den minst ene manipulasjonsinnretningen, idet rotasjonen overføres til et roterbart element i brønnverktøyet.

Brønnverktøyet kan være en brønninnretning valgt fra gruppen: en ventil; en plugg, eller en kombinasjon av disse, hvor brønninnretningen er innrettet til å kunne opereres ved hjelp av et tilført dreiemoment.

Alternativt kan brønnverktøyet være adapteren i henhold til oppfinnelsens andre aspekt, slik at det er adapteren som tilkoples brønninnretningen. En slik tilkopling utfø-res på i og for seg kjent vis ved hjelp av i og for seg kjent utstyr og vil ikke bli ytterligere omtalt i dette dokumentet.

Fremgangsmåten kan videre omfatte, etterat ønsket rotasjon av manipulasjonsinnretningen er gjennomført, igjen å aktivere den første drivinnretning for: - å bringe den minst ene roterbare manipulasjonsinnretning ut av inngrep med brønn-innretningen; og

- å bringe manipulasjonsverktøyet bort fra brønnverktøyet.

Således vedrører oppfinnelsen også en framgangsmåte for å manipulere en aksialkraftopererbar brønninnretning ved bruk av manipulasjonsverktøyet ifølge oppfinnelsens første aspekt, hvor framgangsmåten omfatter: - å anbringe en adapter ifølge oppfinnelsens andre aspekt til den aksialkraftopererbare brønninnretningen; - å bringe manipulasjonsverktøyet i kontakt med adapteren; - å aktivere en første drivinnretning for: å bringe en gripeanordning i manipulasjons-verktøyet i frigjørbart inngrep med et koplingsmiddel anordnet i et endeparti av adapteren; og aksielt å forskyve i det minste én roterbar manipulasjonsinnretning i mani-pulasjonsverktøyet til inngrep med et parti av adapteren; og - å aktivere en andre drivinnretning ved hjelp av en styringsinnretning for å frembringe en ønsket rotasjon av én av den minst ene manipulasjonsinnretningen, idet rotasjonen overføres til et roterbart element i adapteren.

Den aksialkraftopererte brønninnretningen kan for eksempel være valgt fra gruppen:

en ventil, en plugg, en straddle packer, eller en kombinasjon av disse.

Etterat ønsket rotasjon av manipulasjonsinnretningen er gjennomført, kan framgangsmåten videre omfatte igjen å aktivere den første drivinnretning for: - å bringe den minst ene roterbare manipulasjonsinnretning ut av inngrep med adapteren; og

- å bringe manipulasjonsverktøyet bort fra adapteren.

Alternativt til å bringe manipulasjonsverktøyet bort fra adapteren kan framgangsmåten omfatte, etter at ønsket rotasjon av manipulasjonsinnretningen er gjennomført: - å fortsette rotasjonen av manipulasjonsinnretningen slik at en ytterligere aksialkraft overføres fra adapteren og til brønninnretningen inntil inngrepet mellom adapteren og brønninnretningen desintegreres; og

- å bringe manipulasjonsverktøyet og adapteren bort fra brønninnretningen.

Nevnte alternative framgangsmåte er særlig aktuell for operasjon av en aksialkraftoperert brønninnretning som for eksempel en såkalt permanentplugg eller en annen permanent brønninnretning som det ikke er behov for å operere ved et senere tids-punkt.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. la viser i perspektiv et delvis gjennomskåret oppriss av et manipulasjons-verktøy i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvor manipulasjons-verktøyet omfatter en første manipulasjonsinnretning som er anordnet koaksialt utenpå en andre manipulasjonsinnretning, og hvor manipulasjonsinnretningene er anbrakt i en tilbaketrukket posisjon; Fig. lb viser i større målestokk et første endeparti av manipulasjonsverktøyet i fig. la; Fig. lc viser i større målestokk detalj 1C i fig. la; Fig. 2a viser manipulasjonsverktøyet i fig. la, men hvor en aksiell forskyvning av manipulasjonsinnretningene fra høyre mot venstre er iverksatt; Fig. 2b viser i større målestokk det første endepartiet av manipulasjonsverktøyet i fig. 2a; Fig. 2c viser i større målestokk detalj 2C i fig. 2a; Fig. 3a viser manipulasjonsverktøyet i fig. 2a, men hvor den første manipulasjonsinnretningen er aksielt forskjøvet til en fremskutt posisjon, mens den andre manipulasjonsinnretning befinner seg i en delvis fremskutt posisjon;

Fig. 3b viser i større målestokk det første endepartiet av manipulasjonsverktøyet

i fig. 3a; Fig. 4a viser manipulasjonsverktøyet i fig. 3a, men hvor også den andre manipulasjonsinnretningen er forskjøvet til sin fremskutte posisjon;

Fig. 4b viser i større målestokk det første endepartiet av manipulasjonsverktøyet

i fig. 4a; Fig. 5 viser manipulasjonsverktøyet i fig. 4a, men hvor verktøyet er i en utløs-ningssituasjon; Fig. 6a viser manipulasjonsverktøyet i fig. 5, men hvor den første manipulasjonsinnretningen er i en tilbaketrukket posisjon, og den andre manipulasjonsinnretningen er i en delvis tilbaketrukket posisjon;

Fig. 6b viser i større målestokk det første endepartiet av manipulasjonsverktøyet

i fig. 6a;

Fig. 7 viser i større målestokk et tverrsnittsoppriss tatt gjennom et parti av ma-nipulasjonsverktøyet lengdeakse; Fig. 8 viser i større målestokk et tverrsnittsoppriss tatt gjennom et parti av ma-nipulasjonsverktøyet lengdeakse; Fig. 9 viser et tilkoplingsparti av et brønnverktøy som manipulasjonsverktøyet er innrettet til å gå i inngrep med; Fig. 10a og 10b viser en adapter innrettet til å kunne anbringes mellom manipula-sjonsverktøyet og brønninnretningen; og

Fig. 10c viser et tverrsnitt sett gjennom linjen A-A i fig. 10b.

Posisjonsangivelser som for eksempel "ytre", "indre", "venstre", "høyre", "øvre" og "nedre" henspiller på den posisjon som er vist på figurene. Like eller tilsvarende deler er på figurene angitt med samme henvisningstall, men på grunn av detaljrikdommen er ikke alle deler angitt med henvisningstall på alle figurer.

På figurene angir henvisningstallet 1 et manipulasjonsverktøy i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Manipulasjonsverktøyet 1 omfatter et langstrakt hus 3 med et første endeparti 5 og et andre endeparti 7.

En gripeanordning 10 er anordnet i husets 3 første endeparti 5. Gripeanordningen 10 omfatter holdetapper 12 (to vist) som rager ut fra gripeanordningens 10 innvendige overflate. Holdetappene 12 er innrettet til å føres til sideveis anlegg mot motsvarende tapper 121 anordnet på en brønninnretning 120 (se fig. 9) som skal manipuleres, slik at i det minste en relativ rotasjon mellom brønninnretningen 120 og manipulasjons-verktøyet 1 forhindres.

Gripeanordningen 10 er videre forsynt med låsefingre 14, såkalte "latcher", som er innrettet til å drives radielt innover for å gå i inngrep med for eksempel en fiskenakke 123 (se fig. 9) på brønninnretningen 120 og dermed forhindre aksiell forskyvning mellom manipulasjonsverktøyet 1 og brønninnretningen 120. Hvordan låsefingrenes 14 radielle posisjon styres vil bli forklart mer inngående i det etterfølgende.

I den viste utførelse er manipulasjonsverktøyet 1 forsynt med en første manipulasjonsinnretning 20 som er anordnet koaksialt utenpå en andre manipulasjonsinnretning 30. I det etterfølgende vil den første manipulasjonsinnretning også bli omtalt som hovedmanipulator 20, og den andre manipulasjonsinnretning 30 som operasjonsmani-pulator 30.

Både hovedmanipulatoren 20 og operasjonsmanipulatoren 30 er anordnet aksielt forskyvbart langs og roterbart om en senterakse til huset 3.

Hovedmanipulatoren 20 er forsynt med inngrepsmidler 22 som i den viste utførelse er av samme art som gripeanordningens 10 holdetapper. Inngrepsmidlene 22 er innrettet til å gå i inngrep med, som i den viste utførelse vil si å føres til anlegg mot, motsvarende holdetapper 122 anordnet på brønnverktøyet 120 (se fig. 9).

Tilsvarende er operasjonsmanipulatoren 30 forsynt med inngrepsmidler 31 som er innrettet til å gå i inngrep med motsvarende holdetapper 131 anordnet på brønnverkt-øyet 120 (se fig. 9).

Det skal bemerkes at holdetappene 22 og nevnte motsvarende tapper 122 på brønn- innretningen 120 også vil kunne benyttes til å tilveiebringe en så stor friksjonskraft mellom holdetappene 22 og 122 at friksjonskraften låser mot aksial forskyvning (fra-skillelse) mellom manipulasjonsverktøyet 1 og brønninnretningen 120. I én utførelse (ikke vist) er holdetappene 22 forsynt med et middel for å øke friksjonen mellom holdetappene 22 og brønninnretningens 120 holdetapper 122. Et slikt middel kan foreksempel være en sagtannformet overflate eller andre ikke-slette overflater eller utfor-minger. Slike løsninger vil kunne være avhengig av at en manipulasjonsinnretning er påført et dreiemoment. For å sikre integriteten også uten et slikt moment, kan det for eksempel benyttes en såkalt "J-Slot" som kan sammenlignes med en krok- og mot-hakeløsning som vil henge på selv om dreimomentet skulle avta.

Aksiell forskyvning av manipulasjonsinnretningene 20, 30 langs husets 3 senterakse tilveiebringes ved hjelp av en første drivinnretning 40. Den første drivinnretningen 40 står i forbindelse med et stag 42 som er forsynt med et utvendig gjengeparti 46. Et parti av staget 42 er aksielt forskyvbart inne i en holdehylse 44 ved hjelp av tannhjul 45. Holdehylsen 44 er fast anbrakt inne i huset 3. Tannhjulet 45 er videre forsynt med innvendige gjenger som passer komplementært til stagets 42 gjenger. Når tannhjulet 45 settes i rotasjon ved hjelp av den første drivinnretningen 40, vil gjengene bevirke at staget 42 beveges i en aksiell retning i forhold til holdehylsen 44. Den første drivinnretningen 40 vil i det etterfølgende også bli omtalt som girmotor 40. Staget 42 er ved hjelp av kilspor 47 forhindret fra å rotere.

Et endeparti av staget 42 er ført gjennom en åpning i et holdeelement 32 tilordnet operasjonsmanipulatoren 30. Nevnte åpning er i det viste utførelseseksemplet anordnet i et senterparti av holdeelementet 32 slik at staget 42 er koaksial med operasjonsmanipulatoren 30. Staget 42 er festet til holdeelementet 32 ved hjelp av en fes-teanordning 46 som forhindrer aksiell bevegelse mellom staget 42 og holdeelementet 32, men tillater rotasjon mellom disse. Således vil rotasjon av tannhjulet 45 bevirke aksiell forskyvning av operasjonsmanipulatoren 30 i forhold til huset 3 i den ene eller andre retning avhengig av tannhjulets 45 rotasjonsretning.

Ved å forsyne girmotoren 40 med en omdreiningsmåler, en såkalt resolver, som, isolert sett, er av i og for seg kjent art, vil operasjonsmanipulatorens 30 og dermed også hovedmanipulatorens 20 aksielle posisjon i manipulasjonsverktøyet 1 til enhver tid være kjent. Resolveren er typisk tilkoplet et styringssystem 80 som i den viste utførel-se er indikert med stiplede linjer.

I den viste utførelse hvor manipulasjonsverktøyet 1 er forsynt med to manipulasjonsinnretninger 20, 30, styres aksiell bevegelse av hovedmanipulatoren 20 mellom den tilbaketrukne posisjon vist i fig. la, og den fremskutte posisjon vist i figurene 3a og 4a, ved hjelp av operasjonsmanipulatoren 30 og en flerhet av medbringerklosser 23 (én vist) som er anordnet i hver sin utsparing i hovedmanipulatorens 20 vegg.

Medbringerklossene 23 er innrettet til å kunne beveges radielt mellom en første, utragende stilling og en andre, inntrukket stilling.

I den første, utragende stillingen er medbringerklossene 23 i inngrep med et medbringerklosspor 34 utformet i et parti av operasjonsmanipulatorens 30 utvendige overflate, slik som vist i fig. la og fig. 2a, og som ses best i fig. 2c

I den andre, inntrukne stillingen er medbringerklossene 23 drevet ut av medbringerklossporet 34 og inn i et medbringerklossmottaksspor 24 anordnet i parti av husets 3 innvendige overflate. I denne inntrukne stillingen ligger medbringerklossene 23 an mot operasjonsmanipulatorens 30 utvendige overflate, slik som vist i blant annet figurene 3a, 4a og 5.

Medbringerklossene 23 drives ut av medbringerklossporet 34 ved hjelp av en skråflate 34' anordnet i medbringerklossporet 34 (se fig. 2c) slik at medbringerklossene 23 fø-res langs skråflaten 34' når det inntrer en aksialbevegelse mellom operasjonsmanipulatoren 30 og hovedmanipulatoren 20. Tilsvarende er medbringerklossmottakssporet 24 forsynt med en skråflate 24' som ses best i fig. 2c.

Radiell bevegelse av medbringerklossene 23 mellom nevnte to stillinger tilveiebringes ved aksiell bevegelse av operasjonsmanipulatoren 30 fra en posisjon hvor nevnte spor 24, 34 befinner seg i samme aksielle posisjon i manipulasjonsverktøyet 1 og til en posisjon hvor nevnte spor er aksielt forskjøvet i forhold til hverandre.

Rotasjon av én av eller begge av hovedmanipulatoren 20 og operasjonsmanipulatoren 30 om manipulasjonsverktøyets 1 lengdeakse tilveiebringes ved hjelp av en kraftover-føringsenhet 50.

Kraftoverføringsenheten 50 står via et gir 60 i forbindelse med en andre drivinnretning 70. I det etterfølgende vil nevnte andre drivinnretning 70 også bli omtalt som hovedmotor 70. I den viste utførelse er hovedmotoren 70 en elektromotor av i og for seg kjent art, men det skal forstås at hovedmotoren i en alternativ utførelse kan være en fluiddrevet motor som for eksempel en hydraulikkmotor eller en pneumatisk motor av i og for seg kjent art.

Giret 60 er nødvendig kun dersom det dreiemoment som kreves for å operere brønn- innretningen 120 overstiger det dreiemoment som kan tilveiebringes direkte fra hovedmotoren 70.

En fagmann vil imidlertid være kjent med at det dreiemoment som i mange tilfeller vil kreves for å operere en brønninnretning, vil fordre en svært kraftig og dermed plass-krevende hovedmotor. For kunne fremstille et så smekkert manipulasjonsverktøy 1 som mulig vil det derfor for mange bruksområder være fordelaktig at det dreiemomentet som tilveiebringes av hovedmotoren 70 forsterkes ved hjelp giret 60 før det overføres til kraftoverføringsenheten 50.

I den viste utførelse utgjøres dreiemomentforsterkeren eller giret 60 av et planetgir med fem trinn, men det skal forstås at flere eller færre en de viste fem trinn vil kunne benyttes. Utførelseseksemplet vist i figurene gjenspeiler en velfungerende prototyp av den foreliggende oppfinnelse hvor det er benyttet et planetgir 60 som tilveiebringer omtrent tusen ganger økning av dreiemomentet fra hovedmotoren 70.

Kraftoverføringsenheten 50 er i den viste utførelse todelt og omfatter et første kraft-overføringsparti 52 med et første kraftoverføringsmiddel i form av en første tannkrans 53 og et andre kraftoverføringsparti 54 med andre kraftoverføringsmiddel i form av en andre tannkrans 55.

Det første kraftoverføringspartiet 52 er anordnet koaksialt med, men i aksial avstand fra, det andre kraftoverføringspartiet 54. Kraftoverføringspartiene 52, 54 står i forbindelse med hvert sitt av de viste fem trinn. Dette innebærer at det første kraftoverfø-ringspartiet 52 og det andre kraftoverføringspartiet 54 roterer sammen, men med ulikt turtall. For eksempel kan det andre kraftoverføringspartiet 54 rotere ti ganger fortere enn det første kraftoverføringspartiet 52.

Operasjonsmanipulatoren 30 omfatter en drivhylse 35 (se fig. 7) som er koaksial med kraftoverføringsenheten 50 og aksielt forskyvbar i forhold til denne. Et endeparti av drivhylsen 35 er forsynt med et kraftmottaksparti i form av en innvendig tannkrans 36 som passer komplementært til nevnte første tannkrans 53 og nevnte andre tannkrans 55. Drivhylsens 35 innvendige tannkrans 36 vises blant annet i figurene 4a og 5.

Drivhylsen 35 er i sitt endeparti videre forsynt med et kraftoverføringsmiddel i form av en utvendig tannkrans 37 som i det etterfølgende vil bli omtalt som hovedmanipula-tordrivkrans 37.

Hovedmanipulatordrivkransen 37 er komplementært tilpasset et kraftmottaksparti i form av en tannkrans 27 anordnet i et innvendig endeparti til hovedmanipulatoren 20. Tannkransen 27 vil i det etterfølgende bli omtalt som mottakskrans 27. Mottakskransen 27 vises best på fig. 7.

Med henvisning til figurene la-5 vil manipulasjonsverktøyets 1 virkemåte bli forklart mer inngående. Selv om figurene la-5 viser operasjonen i "trinn" skal det forstås at operasjonen fra den posisjonen som verktøyet har i fig. la og til den posisjonen som verktøyet har i fig. 5, kan være kontinuerlig.

I fig. la vises manipulasjonsverktøyet 1 i en initiell posisjon. I den viste initielle posisjonen befinner både hovedmanipulatoren 20 og operasjonsmanipulatoren 30 seg i en tilbaketrukket posisjon hvor manipulatorene 20, 30 befinner seg i størst mulig avstand fra manipulasjonsverktøyets 1 første endeparti 5. I denne posisjonen vil både girmotoren 40 og hovedmotoren 70 normalt være avslått.

Når hovedmanipulatoren 20 befinner seg i denne posisjonen, vil gripeanordningens 10 låsefingre 14 befinne seg i en radielt tilbaketrukket posisjon i forhold til en innvendig overflate av manipulasjonsverktøyets 1 første endeparti 5. Dette fremgår av fig. lb.

Fig. 2a. viser manipulasjonsverktøyet 1 etter at tannhjulet 45 er satt i rotasjon av girmotoren 40 og har tilveiebrakt en aksiell forskyvning av både operasjonsmanipulatoren 30 og hovedmanipulatoren 20 et lite stykke fra den initielle posisjonen vist i fig. la og mot manipulasjonsverktøyets 1 første endeparti 5. Den samtidige forskyvningen av begge manipulatorene 20, 30 inntrer som følge av at medbringerklossene 23 er i inngrep med medbringerkloss-sporet 34 utformet i operasjonsmanipulatorens 30 utvendige overflate slik som tidligere forklart.

Som en følge av hovedmanipulatorens 20 aksielle bevegelse vil låsefingrene 14 drives et stykke radielt innover mot manipulasjonsverktøyets 1 senterakse. En slik radiell bevegelse av låsefingrene 14 tilveiebringes ved at tapper 14' i låsefingrene 14 føres i et styrespor 140 avgrenset mellom parvise ledeelementer 142 som i sin lengderetning er avgrenset av et første endeparti 144 og et andre endeparti 146, se figurene lb og 7. Styresporet 140 oppviser en føringsbane som starter ved det første endepartiet 144 og strekker seg et stykke mot det andre endepartiet 146 før føringsbanen har sitt endepunkt. Styresporets 140 radielle avstand fra manipulasjonsverktøyets 1 senterakse er større ved føringsbanens startpunkt enn ved føringsbanens endepunkt.

Som det fremgår av fig. lb er hvert av ledeelementene 142 i det andre endepartiet 146 forsynt med en ledeelementtapp 145 som strekker seg inn i et spor 200 anordnet i et endeparti av hovedmanipulatorens 20 utvendige overflate. Sporet 200 tillater at hovedmanipulatoren 20 kan roteres i forhold til ledeelementene 142, men forhindrer at hovedmanipulatoren kan beveges, utover en eventuell slark, i en aksialretning i forhold til ledeelementene 142.

Når hovedmanipulatoren 20 settes i aksial bevegelse fra den posisjon som er vist i fig. la og til den posisjon som er vist for eksempel i fig. 2a, vil ledeelementtappene 145 og dermed også ledeelementene 142, påføres en tilvarende aksial bevegelse som hovedmanipulatoren 20. Låsefingrene 14 er fastholdt mot aksialbevegelse i forhold til manipulasjonsverktøyets 1 hus. Dermed vil en aksialbevegelse av hovedmanipulatoren 20 medføre en relativ bevegelse mellom styresporet 140 og låsefingrene 14. Låsefingrene 14 vil således bringes fra sin inntrukne posisjon som vist i fig. lb og til sin utragende posisjon som vist for eksempel i fig. 2b.

Når hovedmanipulatoren 20 befinner seg i den fremskutte posisjonen som vist i figurene 3a, 4a og 5, vil låsefingrenes 14 tapper 14', og dermed også låsefingrene 14 være forhindret mot radiell bevegelse på grunn av at styresporets 140 radielle utstrekning i dette partiet er i det alt vesentlige komplementært tilpasset tappenes 14' radielle utstrekning, slik som indikert i fig. 4b.

Det vises nå til fig. 3a som illustrerer en situasjon hvor hovedmanipulatoren 20 er ført mot, men berører ikke, en skulder 5' som rager radielt ut fra en innvendig overflate av husets 3 første endeparti 5. Hovedmanipulatoren 20 er således i en fremskutt posisjon.

Hovedmanipulatoren 20 kan i den fremskutte posisjonen vist i fig. 3a settes i rotasjon ved å tilføre energi til hovedmotoren 70 som da vil sette kraftoverføringsenheten 50 i rotasjon. Rotasjonen kan ved hjelp av en styringsenhet 80 være medurs eller moturs. I den viste utførelse er styringsenheten 80 anbrakt i manipulasjonsverktøyets 1 andre endeparti 7, slik som indikert med stiplede linjer. Det skal forstås at styringsenheten 80 i en alternativ utførelse kan være anbrakt i avstand fra selve manipulasjonsverkt-øyet 1, for eksempel om bord på en rigg eller et sted mellom manipulsasjonsverktøyet 1 og nevnte rigg. Det skal imidlertid tillegges at det er en fordel om styringsenheten 80 er anbrakt i eller i direkte tilknytning til manipulasjonsverktøyet 1 fordi det da ikke vil være behov for en spesialkabel. En fagmann vil være kjent med at en slik spesialkabel vil være eksponert mot brønnmiljøet og mot belastninger så som slag, klemming og strekkbelastninger som alle vil kunne medføre skader på kabelen og således hem-me eller ødelegge styrbarhetene av manipulasjonsverktøyet 1.

I fig. 3a overføres dreiemomentet til hovedmanipulatoren 20 fra den første tannkransen 53 i kraftoverføringsenhetens 50 første parti 52, via hovedmanipulatordrivkransen 37 og til mottakskransen 27 (se fig. 7) som er anordnet i hovedmanipulatorens 20 innvendige parti. I og med at rotasjonen overføres via hovedmanipulatordrivkransen 27 som utgjør en del av operasjonsmanipulatoren 30, vil operasjonsmanipulatoren 30 også rotere.

Manipulasjonsverktøyet 1 ifølge den viste utførelse er velegnet for bruk sammen med pluggen som er vist i publikasjonene NO 328302 og US 8,333,219, hvor hovedmanipulatoren 20 benyttes til å aktivere pluggens slips og pakning, mens operasjonsmanipulatoren 30 benyttes til å styre åpning og lukking av pluggens ventil.

For å bringe operasjonsmanipulatoren 30 fra posisjonen vist i fig. 3a og til den fremskutte posisjonen som vist i fig. 4a, må sammenkoplingen mellom operasjonsmanipulatoren 30 og hovedmanipulatoren 20 brytes, i og med at hovedmanipulatoren 20 alle-rede er anbrakt i sin fremskutte posisjon. Med andre ord må medbringerklossene 23 bringes ut av inngrep med operasjonsmanipulatoren 30, noe som oppnås ved å rotere tannhjulet 45 ytterligere ved hjelp av girmotoren 40.

Manipulasjonsverktøyet 1 er utformet slik at når hovedmanipulatoren 30 befinner seg i sin fremskutte posisjon, vil medbringerklossene 23 befinne seg i samme aksielle posisjon som medbringerklossmottakssporet 24.

På grunn av skråflaten 34' anordnet i operasjonsmanipulatorens 30 medbringerkloss spor 34, vil medbringerklossene 23 ved fortsatt aksiell bevegelse av operasjonsmanipulatoren 30 i retning av manipulasjonsverktøyets 1 første endeparti 5, bli drevet ut av medbringerklossporet 34 og inn i medbringerklossmottakssporet 24, slik som forklart over. Medbringerklossenes 23 inngrepet med operasjonsmanipulatoren 30 vil således opphøre, og operasjonsmanipulatoren 30 kan føres videre mot nevnte første endeparti 5 inntil operasjonsmanipulatoren 30 befinner seg i sin fremskutte posisjon som vist i fig. 4a.

Når operasjonsmanipulatoren 30 er anbrakt i sin fremskutte posisjon som vist i fig. 4a, er drivhylsens 35 tannkrans 36 i inngrep med kraftoverføringsenhetens 50 andre tannkrans 55.

I denne posisjonen er hovedmanipulatordrivkransen 37 ute av inngrep med hovedmanipulatorens 20 mottakskrans 27, og følgelig vil et dreiemoment fra hovedmotoren 70 kun overføres til operasjonsmanipulatoren 30.

Ut fra beskrivelsen over vil det forstås at dreiemoment fra kraftoverføringsenheten 50 kan, ved å styre operasjonsmanipulatorens 30 aksielle posisjon i huset 3, således

overføres til:

- hovedmanipulatoren 20 og operasjonsmanipulatoren 30 i et første gir, altså fra kraftoverføringsenhetens 50 første parti 52 slik som vist i figurene la, 2a og 3a; eller - kun operasjonsmanipulatoren 30 i et andre gir, altså fra kraftoverføringsenhetens 50 andre parti 54 slik som vist i fig. 4a.

I og med at kraftoverføringsenhetens 50 første parti 52 roterer med et annet turtall enn det andre partiet 54, er kraftoverføringsenheten 50 forsynt med et ikke-kraftover-førende parti eller friparti 56 med en slett overflate, hvor fripartiet 56 er anordnet mellom den første tannkransen 53 og den andre tannkransen 55. Den aksielle ut-strekningen til fripartiet 56 er minst like stor som den aksielle utstrekning til operasjonsmanipulatorens 30 innvendige tannkrans 36.

I den viste utførelse er hovedmanipulatordrivkransen 37 ute av inngrep med mottakskransen 27 i hovedmanipulatorens 20 innvendige overflate samtidig som operasjonsmanipulatorens 30 innvendige tannkrans 36 omslutter nevnte friparti 56. En slik fripo-sisjon vil inntre når operasjonsmanipulatoren 30 føres fra den aksielle posisjonen som er vist i fig. 3a, og til den aksielle posisjonen som er vist i fig. 4a.

I forbindelse med "tilbaketrekking" av operasjonsmanipulatoren 30 fra den posisjon som er vist i fig. 4a eller 5 og til den posisjon som er vist i fig. 3a, kan det tenkes at hovedmanipulatordrivkransen 37 treffer (er på linje med) tannkransen 53 på kraft-overføringsenhetens 50 første parti 52. Dette vil kunne forhindre videre tilbaketrekking. For å unngå en slik situasjon er drivhylsen 42 forsynt med en forspenningsinn-retning som i den viste utførelse er en fjær 43. Fjæren 43 er forspent når operasjonsmanipulatoren 30 befinner seg i den fremskutte posisjonen. Dersom manipulatordrivkransen 37 treffer nevnte tannkrans 53, stoppes tilbaketrekkingen midlertidig mens kraftoverføringspartiet 52 påføres en rotasjon. På grunn av fjærens 43 økte forspenning i denne situasjonen, vil manipulatordrivkransen 37 føres inn i tannkransen 53 straks disse ikke befinner seg på linje med hverandre.

Etter at ønsket operasjon av brønninnretningen 120 er gjennomført ved hjelp av operasjonsmanipulatoren 30, reverseres girmotoren 40 slik at tannhjulet 45 trekker først operasjonsmanipulatoren 30 fra sin fremskutte posisjon og i retning mot manipula-sjonsverktøyets 1 andre endeparti 7 (fra venstre mot høyre på figurene). Når operasjonsmanipulatorens 30 medbringerklosspor 34 føres forbi medbringerklossene 23, vil medbringerklossene 23 drives til inngrep med medbringerklossporet 34. Ved ytterligere tilbaketrekking av operasjonsmanipulatoren 30 vil dermed også hovedmanipulatoren 20 tildeles en aksiell bevegelse i retning mot manipulasjonsverktøyets 1 andre endeparti 7. Idet hovedmanipulatoren 20 anbringes i sin tilbaketrukne posisjon, vil gripeanordningens 10 låsefingre 14 drives radielt utover og således oppheve manipu-lasjonsverktøyets 1 aksielle inngrep med brønninnretningen 120. Manipulasjonsverkt-øyet 1 kan deretter trekkes ut av brønnen eller en annen boring som det måtte være anbrakt i.

Ovennevnte tilbaketrekking fordrer imidlertid at girmotoren 40 og dens forbindelse til operasjonsmanipulatoren 30 er fullt operativ slik at operasjonsmanipulatoren 30 og også hovedmanipulatoren 20 kan bringes til sin tilbaketrukne posisjon.

Dersom det skulle inntre en situasjon hvor for eksempel girmotoren 40 ikke fungerer, kan manipulasjonsverktøyet 1 ikke trekkes ut av inngrepet fra brønninnretningen 120 uten omfattende skader på ett eller begge av brønninnretningen 120 og manipula-sjonsverktøyet 1. Dette på grunn av låsefingrenes 14 mekanisk låste inngrep med brønninnretningen 120. For eksempel vil en fagmann være kjent med at en skade på en brønninnretning av typen brønnpakning er potensielt svært alvorlig.

For å kunne sikre en kontrollert og sikker uttrekking av manipulasjonsverktøyet 1 selv i en situasjon hvor hovedmanipulatoren 20 ikke lar seg bringe til sin tilbaketrukne posisjon som vist i fig. la, er manipulasjonsverktøyet 1 forsynt med en sikkerhetsmeka-nisme som aktiveres ved hjelp av et slag mot manipulasjonsverktøyets 1 andre endeparti 7. Ved anvendelse av manipulasjonsverktøyet 1 i en brønn vil slaget typisk utføres ved hjelp av et slagrør, en såkalt "jar".

Sikkerhetsmekanismen vil i det etterfølgende bli forklart med henvisning til figurene 2c, 4a, 5, 6a og 6b.

Et parti av huset 3 omfatter et ytre husparti 300 som overlapper et parti av et indre husparti 302. Huspartiene 300, 302 er aksielt forbundet til hverandre ved hjelp av brytbare festemidler som i den viste utførelse omfatter i det minste én skjærskrue 304, som ses best i fig. 2c.

Huset 3 er videre forsynt med en utvendig kappe som omfatter en flerhet av hylse-elementer 306 anordnet i serie. I det minste to av hylseelementene 306 er anordnet med en aksial avstand D som vist blant annet i fig. 4a.

Videre er det indre huspartiet 302 aksielt tilknyttet et endeparti av låsefingrene 14 slik det er vist blant annet i fig. 7.

Som nevnt tidligere er låsefingrenes 14 radielle posisjon styrt av låsefingrenes 14 ak sielle posisjon i forhold til styresporene 140 avgrenset mellom de parvise ledeelementene 142, og hvert av ledeelementene 142 er tilknyttet hovedmanipulatoren 20 slik at ledeelementene 142 følger hovedmanipulatorens 20 aksielle bevegelse.

Fig. 5 viser manipulasjonsverktøyet 1 like etter at en ytre slagkraft er påført det andre endepartiet 7 i en aksial retning mot det første endepartiet 5. Slagkraften kan for eksempel være tilført ved hjelp av et slagrør som nevnt ovenfor. Et slikt slagrør og operasjonen av dette vil være kjent for en fagmann på området og vil derfor ikke bli ytterligere omtalt.

Slagkraften har ført til at den minst ene skjærskruen 304 er brutt og den aksiale avstanden D mellom hylseelementene 306 er redusert fra den avstanden vist i fig. 4a og til den avstanden vist i fig. 5. Etter at skjærskruen 304 er brutt tillates det ytre huspartiet 300 å beveges aksielt et begrenset stykke i forhold til det indre huspartiet 302, slik det er vist i fig. 6a. Den viste bevegelsen er frembrakt ved at manipulasjonsverkt-øyet 1 er påført en ytre trekkraft som er tilført husets 3 andre endeparti 7 for eksempel fra et trekkeverktøy (ikke vist) ombord på en rigg.

For å hindre relativ bevegelse mellom det indre huspartiet 302 og det ytre huspartiet 300, er det indre huspartiet 302 forsynt med antirotasjonstapper 48 som rager inn i antirotasjonsspor 48' anordnet i det ytre huspartiet 300. Som vist i figurene lb, 2b, 3b, 4b og 6b er antirotasjonssporet 48' utstrekning i verktøyets lengderetning større en tappenes 48 utstrekning. Dermed tillates en aksiell bevegelse mellom det indre huspartiet 302 og det ytre huspartiet 300 etter skjærskruen 304 er brutt. Tappene 48 og sporene 48' bidrar i tillegg til bæring av verktøyets nedre parti etter at skjærskruen 304 er brutt. Dette er vist i fig. 6b hvor tappene 48 ligger an mot sporenes 48' endeparti.

Hovedmanipulatoren 20 er tilkoplet det ytre huspartiet 300 ved at medbringerklossen 23 er i inngrep med medbringerklossmottakssporet 24 som er utformet i det ytre huspartiet 300. En aksiell forskyvning av det ytre huspartiet 300 vil således medføre en tilsvarende forskyvning av hovedmanipulatoren 20. Følgelig vil en relativ bevegelse inntre også mellom låsefingrene 14 og styresporene 140, og låsefingrene 14 føres til inntrukket posisjon som vist i fig. 6b, slik at inngrepet mellom manipulasjonsverktøyet 1 og brønninnretningen 120 opphører. Manipulasjonsverktøyet 1 kan nå trekkes ut av for eksempel en brønn.

Den eneste "skade" som er påført manipulasjonsverktøyet 1 som følge av aktivering av sikkerhetsmekanismen, er det påførte bruddet av skjærskruen 304. Brønninnret- ningen 120 som manipulasjonsverktøyet 1 er koplet fra, vil heller ikke utsettes for utilbørlig belastning som følge av aktivering av manipulasjonsverktøyets 1 sikker-hetsmekanisme.

Figurene 10a-10c viser en adapter 400 ifølge oppfinnelsens andre aspekt. Adapteren 400 omfatter et langstrakt hus 402 med et første endeparti 404 og et andre endeparti 406.

Adapteren 400 i utførelseseksemplet vist i figurene 10a-10c er velegnet for å koples til en hvilken som helst brønninnretning som benyttes i forbindelse med installasjon av en stråddle-packer (områdepakning), åpning eller stengning av ventiler, og setting eller trekking av plugger, som alle opereres ved hjelp av aks ia I krefter. Således vil ma-nipulasjonsverktøyets 1 fordeler kunne utnyttes også til tradisjonelt utstyr som er basert på operasjon ved hjelp av aksialbevegelse.

Adapteren 400 er forsynt med et koplingsmiddel som i den viste utførelse er en fiskenakke 410 som omfatter et fiskenakkespor 411 og en skulder 411'. Fiskenakkesporet 411 er innrettet til å kunne motta manipulasjonsverktøyets 1 låsefingre 14, mens skulderen 411' forhindrer aksial bevegelse av låsefingrene 14 ut av fiskenakkesporet 411 så lenge låsefingrene 14 ligger an mot fiskenakkesporet 411.

Adapteren 400 er videre forsynt med et koplingsmiddel 421 som passer komplementært til manipulasjonsverktøyets 1 holdetapper 12, og et manipulatorkoplingsmiddel 413 som passer komplementært til hovedmanipulatorens 20 inngrepsmiddel 22.

Adapteren 400 omfatter en aksling 412 som er anordnet i husets 402 første endeparti 404. Akslingen 412 strekker seg i den viste utførelse omtrent fra husets 402 midtparti og et stykke ut fra husets 402 første endeparti 404. Akslingen 412 er innrettet til å kunne settes i rotasjon ved hjelp av manipulasjonsverktøyets 1 hovedmanipulator 20 når den befinner seg i den posisjon som er vist i fig. 3a.

For å tillate rotasjon, men ikke aksialbevegelse av akslingen 412, er denne forsynt med ringformede knaster 420 (fem vist) som rager ut fra overflaten til akslingen 412 og som er anordnet med innbyrdes avstand langs akslingens 412 lengdeakse. De ringformede knastene 420 passer komplementært til spor 422 anordnet i husets 402 innvendige overflate.

Adapteren 400 omfatter videre et stag 414 som er anordnet i husets 402 andre endeparti 406. Staget 414 strekker seg i den viste utførelse omtrent fra husets 402 midtparti. I fig. 10a rager staget 414 et stykke ut fra husets 402 andre endeparti 406 og terminerer i et brønnverktøykoplingsmiddel 416 som i den viste utførelse er vist som en skjærpinne som er skrudd inn i et endeparti til staget 414.

For å tillate aksialbevegelse, men ikke rotasjonsbevegelse av staget 414, er dette forsynt med splines 426 som rager ut fra overflaten til staget 414 og som forløper paral-lelt med husets 402 lengdeakse. Splinsene 426 passer komplementært til spor 428 anordnet i husets 402 innvendige overflate, slik som vist i fig. 10c.

Et nedre endeparti av akslingen 412 er forsynt med et gjengeparti som er innrettet til å skrus sammen med et til dette komplementært passende gjengeparti 418 i staget 414. En rotasjon av akslingen 412 vil medføre at staget 414, og dermed også brønn-verktøykoplingsmiddelet 416 vil påføres en aksialbevegelse.

Adapteren 400 kan festes til den aksialkraftopererte brønninnretningen ved hjelp av i og for seg kjente midler som vil være velkjent for en fagmann på området og som derfor ikke vil bli nærmere omtalt.

I fig. 10a befinner adapteren seg i en initiell posisjon hvor gjengepartiet til akslingen 412 så vidt befinner seg i inngrep med stagets 414 gjengeparti 418. Staget 414 befinner seg i fig. 10a i sin mest utragende posisjon i forhold til husets 402 andre endeparti 406.

Fig. 10b viser adapteren 400 etter at akslingen 412 ved hjelp av manipulajonsverk-tøyet 1 ifølge oppfinnelsens første aspekt er påført et visst antall rotasjoner slik at akslingen 412 er skrudd ytterligere inn i gjengepartiet 418 til staget 414 og har truk-ket dette i retning mot adapterens første endeparti 404, og etter at den operasjonen av den aksialkraftopererte brønninnretningen (ikke vist) er fullført og etter at en ytterligere rotasjon av manipulasjonsverktøyet 1 har ført til brudd av skjærpinnen 416. En slik kraft kan typisk være i størrelsesorden 90-180kN (20.000-40.OOOIbs). Forbindel-sen mellom adapteren 400 og den aksialkraftopererte brønninnretningen er nå brutt og adapteren 400 kan ved hjelp av manipulasjonsverktøyet 1 trekkes ut av brønnen.

Det skal tillegges at før skjærpinnen 416 er brutt, vil manipulasjonsverktøyet 1 når

som helst kunne frigjøres fra adapteren 400 ved å frigjøre manipulasjonsverktøyets 1 låsefingre 14 fra inngrep med adapterens 400 fiskenakke 410 slik som forklart tidligere under omtale av hvordan manipulasjonsverktøyets 1 inngrepsmiddel 10 kan styres.

Ved hjelp av adapteren 400 vil således manipulasjonsverktøyets 1 fordeler i forhold til kjente aktiveringsverktøy også kunne anvendes på brønninnretninger som styres ved hjelp av aksial krefter. Slike brønninnretninger kan for eksempel, men ikke begrenset til, være en ventil, en staddle-packer eller en plugg.

Claims (21)

1. Manipulasjonsverktøy (1) for tilkopling til og operasjon av en styrbar brønn-innretning (120), hvor manipulasjonsverktøyet (1) omfatter: - et langstrakt hus (3) med et første endeparti (5) og et andre endeparti (7); - en gripeanordning (10) anordnet i husets (3) første endeparti (5), hvor gripeanordningen (10) er innrettet til å frembringe et frigjørbart inngrep med brønninnretningen (120) som skal styres ved hjelp av manipulasjonsverktøyet (1), hvor gripeanordningen (10) omfatter midler (12, 14) for å motstå rotasjonsmessig og aksiell bevegelse mellom huset (3) og brønninnretningen/og hvor manipulasjonsverktøyet (1) videre omfatter: - i det minste én manipulasjonsinnretning (20, 30) som er aksielt forskyvbar mellom en første posisjon og en andre posisjon langs en lengdeakse til huset (3), og roterbar om husets (3) lengdeakse; - en første drivinnretning (40) for å kunne frembringe aksiell forskyvning av den minst ene manipulasjonsinnretningen (20, 30);karakterisert vedat manipulasjonsverktøyet videre omfatter en andre drivinnretning (70) for å kunne frembringe rotasjon av den minst ene manipulasjonsinnretningen (20, 30); og at - den første drivinnretningen (40) og den andre drivinnretningen (70) står i forbindelse med en styringsenhet (80) som er innrettet til å styre energitilfør-selen til drivinnretningene (40, 70).

2. Manipulasjonsverktøy i henhold til krav 1, hvor gripeanordningens (10) midler (12) for å motstå rotasjonsbevegelse mellom huset (3) og brønninnretningen er uavhengig av gripeanordningens (10) midler (14) for å motstå aksiell bevegelse mellom huset (3) og brønninnretningen.

3. Manipulasjonsverktøy i henhold til krav 1 eller 2, hvor gripeanordningens (10) midler (14) for å motstå aksial bevegelse mellom huset (3) og brønninnret-ningen omfatter en radielt bevegelig låseinnretning (14) som er innrettet til å kunne beveges mellom en første posisjon hvor låseinnretningen (14) er ute av inngrep med et parti av brønninnretningen, og en andre posisjon hvor låseinnretningen (14) er i radielt låsende inngrep med brønninnretningen.

4. Manipulasjonsverktøy i henhold til krav 3, hvor låseinnretningens (14) radielle posisjon er styrt av den aksielle posisjonen til én av den minst ene manipulasjonsinnretningen (20).

5. Manipulasjonsverktøy i henhold til krav 4, hvor låseinnretningen (14) er aksielt fastholdt til et parti av huset (3), hvor låseinnretningens radielle posisjon er styrt av et føringsparti (140) hvis aksielle posisjon er styrt av den aksielle posisjonen til én av den minst ene manipulasjonsinnretningen (20).

6. Manipulasjonsverktøy i henhold til et hvilket som helst av kravene 3-5, hvor et parti av huset (3) omfatter et ytre husparti (300) som overlapper et parti av et indre husparti (302), hvor et brytbart festemiddel (304) er anordnet for å tilveiebringe fastholdelse mot aksiell bevegelse mellom huspartiene (300, 302), idet det indre huspartiet (302) er aksielt tilknyttet et endeparti av låseinnretningen (14), og det ytre huspartiet (300) er aksielt tilknyttet manipulasjonsinnretningen (20), slik at et brudd av det brytbare festemidlet (304) vil tillate relativ bevegelse mellom det ytre huspartiet (300) og det indre huspartiet (302) og dermed også mellom låseinnretningen (14) og føringspartiet (140).

7. Manipulasjonsverktøy i henhold til krav 1, hvor den andre drivinnretningen (70) står i forbindelse med den minst ene manipulasjonsinnretningen (20, 30) via en kraftoverføringsenhet (50) som er forsynt med et kraftoverføringsmid-del (53, 55) som er komplementært tilpasset et kraftmottaksparti (27, 36) anordnet i den minst ene manipulasjonsinnretningen (20, 30).

8. Manipulasjonsverktøy i henhold til krav 7, hvor kraftoverføringsenheten (50) omfatter et første parti (52) og minst ett andre parti (54) anordnet i serie i en aksiell retning av kraftoverføringsenheten (50); idet minst ett av det første partiet (52) og det andre partiet (54) er forsynt med et ikke-kraftoverførende parti (56).

9. Manipulasjonsverktøy i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor den minst ene manipulasjonsinnretningen (20, 30) er tilkoplet den andre drivinnretningen (70) via et gir (60).

10. Manipulasjonsverktøy i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor den minst ene manipulasjonsinnretningen (20, 30) omfatter to eller flere manipulasjonsinnretninger anordnet koaksialt.

11. Manipulasjonsverktøy i henhold til krav 1, hvor styringsenheten (80) er anordnet i husets 3 andre endeparti (7).

12. Manipulasjonsverktøy i henhold til krav 1, hvor i det minste den første drivinnretning (40) er en elektromotor.

13. Manipulasjonsverktøy i henhold til krav 1, hvor i det minste den andre drivinnretning (70) er en fluiddrevet motor.

14. Adapter (400) for bruk mellom manipulasjonsverktøyet (1) i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav og et brønnverktøy som er operert ved hjelp av en aksialkraft, hvor adapteren (400) omfatter: - et langstrakt hus (402) med et første endeparti (404) og et andre endeparti (406); - et koplingsmiddel (410) innrettet til å motta manipulasjonsverktøyets (1) gripeanordning (10), hvor koplingsmiddelet (410) er anordnet i husets (402) første endeparti (404); - en aksling (412) anordnet i husets (402) første endeparti (404), hvor akslingen (412) er innrettet til å motta dreiemoment fra én av manipulasjons-verktøyets (1) minst ene manipulasjonsinnretning (20, 30), og hvor akslingen (412) er fastholdt mot aksialbevegelse langs en lengdeakse til huset (402); - et stag (414) innrettet til å kunne beveges i en aksialretning i husets (402) andre endeparti (406), hvor staget (414) er fastholdt mot rotasjon i forhold til huset (402), og hvor staget (414) er forsynt med et brønnverktøykoplings-middel (416) for tilkopling til et brønnverktøy, idet akslingen (412) er forsynt med et gjengeparti som er innrettet til å skrus sammen med et til dette komplementært passende gjengeparti (418) i staget (414), slik at en rotasjon av akslingen (412) vil medføre en aksialbevegelse av staget (414) og brønnverktøykoplingsmiddelet (416).

15. Framgangsmåte for å manipulere et brønnverktøy,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter trinnene: - å bringe et manipulasjonsverktøy ifølge krav 1 i kontakt med et brønnverk-tøy (120, 400); - å aktivere en første drivinnretning for: å bringe en gripeanordning (10) i fri-gjørbart inngrep med et koplingsmiddel (123; 410) anordnet i et endeparti av brønnverktøyet (120, 400); og aksielt forskyve i det minste én roterbar manipulasjonsinnretning til inngrep med et parti av brønnverktøyet; og - å aktivere en andre drivinnretning ved hjelp av en styringsinnretning for å frembringe en ønsket rotasjon av én av den minst ene manipulasjonsinnret ningen, idet rotasjonen overføres til et roterbart element (122, 131; 413) i brønnverktøyet (120, 400).

16. Framgangsmåte i henhold til krav 15, hvor brønnverktøyet er en brønninnret-ning valgt fra gruppen: en ventil; en plugg, eller en kombinasjon av disse.

17. Framgangsmåte i henhold til krav 15, hvor brønnverktøyet er adapteren (400) i henhold til krav 14.

18. Framgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 15-17, hvor framgangsmåten videre omfatter, etter at ønsket rotasjon av manipulasjonsinnretningen er gjennomført, igjen å aktivere den første drivinnretning for: - å bringe den minst ene roterbare manipulasjonsinnretning ut av inngrep med brønnverktøyet; og -å bringe manipulasjonsverktøyet (1) bort fra brønnverktøyet.

19. Framgangsmåte for å manipulere en aksialkraftopererbar brønninnretning ved bruk av manipulasjonsverktøyet ifølge krav 1, hvor framgangsmåten omfatter: - å anbringe en adapter ifølge krav 14 til den aksialkraftopererbare brønninn-retningen; - å bringe manipulasjonsverktøyet i kontakt med adapteren (400); - å aktivere en første drivinnretning (40) for: å bringe en gripeanordning (10) i manipulasjonsverktøyet (1) i frigjørbart inngrep med et koplingsmiddel (410) anordnet i et endeparti av adapteren (400); og å aksielt forskyve i det minste én roterbar manipulasjonsinnretning (20, 30) i manipulasjonsverktøyet (1) til inngrep med et parti av adapteren (400); og - å aktivere en andre drivinnretning (70) ved hjelp av en styringsinnretning for å frembringe en ønsket rotasjon av én av den minst ene manipulasjonsinnretningen (20, 30), idet rotasjonen overføres til et roterbart element (412) i adapteren (400).

20. Framgangsmåte i henhold til krav 19, hvor framgangsmåten videre omfatter, etterat ønsket rotasjon av manipulasjonsinnretningen (20, 30) er gjennom-ført, å igjen aktivere den første drivinnretning (40) for: - å bringe den minst ene roterbare manipulasjonsinnretning (20, 30) ut av inngrep med adapteren (400); og - å bringe manipulasjonsverktøyet (1) bort fra adapteren (400).

21. Framgangsmåte i henhold til krav 19, hvor framgangsmåten videre omfatter, etterat ønsket rotasjon av manipulasjonsinnretningen (20, 30) er gjennom-ført, å fortsette rotasjonen av manipulasjonsinnretningen (20, 30) slik at en ytterligere aksialkraft overføres fra adapteren (400) og til brønninnretningen inntil inngrepet mellom adapteren (400) og brønninnretningen desintegreres; og - å bringe manipulasjonsverktøyet (1) og adapteren (400) bort fra brønninn-retningen.