NL192346C - Boorkolom, alsmede zwaarstang en boorbuis hiervoor - Google Patents

Description

1 192346

Boorkolom, alsmede zwaarstang en hoorbuis hiervoor

De uitvinding heeft betrekking op een boorkolom, die doorstroombaar is en voorzien van althans een zwaarstang, of althans een boorbuis en ineengeschroefd met andere boorkolomonderdelen.

5 Dergelijke boorkolommen zijn algemeen bekend uit de praktijk van de olie-, gas-, water- en mijnindustrie. In bekende boorkolommen is de zwaarstang respectievelijk de boorbuis met de andere boorkolomonderdelen verbonden door middel van schroefverbindingen waarbij deze boorkolomonderdelen van boven naar beneden gezien met de insteekdelen benedenwaarts gericht en de opneemdelen omhoog gericht zijn. Bij de bekende zwaarstang verloopt het lichaam aan de buitenzijde glad, dat wil zeggen zonder diameter-10 sprong tussen het insteekdeel en het opneemdeel, terwijl bij de bekende boorbuis het lichaam tussen insteekdeel en opneemdeel met een enigszins geringer diameter is uitgevoerd terwijl opneemdeel en insteekdeel eenzelfde buisdiameter hebben. Een maat voor de sterkte van de koppeling tussen de zwaarstang respectievelijk de boorbuis en de andere boorkolomonderdelen van de boorkolom wordt gevormd door de zogenaamde buigsterkteverhouding die als volgt is gedefinieerd: 15 D4 - b4

BSR = R4 - d4 R

waarin 20 BSR = buigsterkteverhouding D = buitendiameter van insteekdeel en opneemdeel, d = binnendiameter van de boring b = schroefdraadvoetdiameter van de schroefdraad en het opneemdeel aan het uiteinde van de pen, en R = schroefdraadvoetdiameter van het insteekdeel 1,95 cm vanaf de schouder van het insteekdeel.

25 Een verbinding met een BSR van 2,50:1 wordt in het algemeen geaccepteerd als een gemiddelde ontlaste verbinding. Het acceptabele gebied kan evenwel variëren van 3,20:1 tot 1,90:1 afhankelijk van de booromstandigheden. Wanneer de buitendiameter van het opnemende deel sneller zal slijten dan de binnendiameter van het insteekdeel zal de resulterende buigsterkteverhouding dienovereenkomstig worden verminderd. Wanneer de buigsterkteverhouding onder 2,00:1 daalt, kunnen zich verbindingsmankementen 30 voordoen. Opgemerkt wordt dat de buigsterkteverhouding niet afhangt van de buitendiameter of de binnendiameter van het lichaam van de boorkolomonderdelen, doch alleen van de betreffende afmetingen bij het opneemdeel en het insteekdeel.

Volgens de uitvinding wordt nu voorgesteld dat de boorkolom welke is voorzien van althans een zwaarstang zo wordt uitgevoerd dat het insteekdeel van de zwaarstang omhoog en het opneemdeel omlaag 35 gericht is en dat het opneemdeel een grotere buitendiameter heeft dan het insteekdeel. De koppeling van de zwaarstang met de daarin geschroefde andere boorkolomonderdelen wordt daarmee versterkt, terwijl tevens aan de zwaarstang een schouder wordt verschaft voor aangrijpen van een viswerktuig, welke schouder in de stand van de techniek niet aanwezig was. Wanneer de boorkolom om een bepaalde reden in het boorgat komt vast te zitten, wordt volgens een standaardprocedure het boorproces gestopt en de 40 boorkolom op de plaats boven de eerste pijpsectie die vastzit, ontkoppeld. Indien de bovenste in het boorgat achtergebleven pijpsectie gevormd wordt door de zwaarstang, wordt volgens de uitvinding door de nu verschafte schouder de visbaarheid verbeterd zonder concessie aan de hierboven genoemde buigsterkte-verbouding.

Volgens de uitvinding wordt voorts voorgesteld om de boorkolom welke is voorzien van althans een 45 boorbuis, zo uit te voeren dat het insteekdeel van de boorbuis omhoog en het opneemdeel omlaag gericht is en dat het opneemdeel een grotere buitendiameter heeft dan het insteekdeel. Hiermee wordt enerzijds voorzien in een koppeling van de boorbuis met naastliggende boorkolomonderdelen met een hoge buigsterkteverhouding. Het boveneinde van een losgeschroefde buiskoppeling vormt daarnaast voor een viswerktuig een goede opschuifgeleiding die niet zo breed is als bij de gebruikelijke buiskoppeling. De 50 uitstekende insteekdeelkoppeling is immers bescheiden van diameter.

De uitvinding is tevens belichaamd in de losse zwaarstang en boorpijp zoals deze kunnen worden toegepast in de boorkolom volgens de uitvinding.

Opgemerkt wordt dat het uit 1929 daterende Amerikaanse octrooischrift 1.879.856 een niet doorstroom-bare boorkolom in horizontale positie toont uit massieve stangen die zijn voorzien van een insteekdeel en 55 een opneemdeel welke van schroefdraad zijn voorzien. Het opneemdeel heeft een grotere buitendiameter dan het insteekdeel. De publicatie betreft overigens de toepassing van een groef voor spanningsontlasting in het insteekdeel. De publicatie is aldus niet gericht op een doorstroombare boorkolom als welke onder- 192346 2 werp van de uitvinding is en geeft geen aanwijzing voor het verbeteren van de visbaartieid onder handhaving van de buigsterkteverhouding. De publicatie geeft geen aanwijzing dat een insteekdeel in de boorkolom in een boorgat omhoog gericht dient te zijn.

5 De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. In de tekening toont: figuur 1 een langsdoorsnede van ondetling verbonden zwaarstangen; figuur 1A een langsdoorsnede van een alternatieve uitvoering van een zwaarstang; figuur 1B een langsdoorsnede van een bij voorkeur toegepaste uitvoering van een boorpijp; en figuur 1C een langsdoorsnede van een stabilisator op een zwaarstang.

10

Onder verwijzing naar de tekening, en in het bijzonder naar figuur 1, is een gedeelte van een boorkolom weergegeven, die samengesteld is uit zwaarstangen. Elke zwaarstang is voorzien van een lichaamssectie 12 die over het grootste gedeelte van de lengte van de zwaarstang 10 verloopt, een opneemdeelsectie 14 en een sectie met een insteekdeel 16. Zoals in de tekening te zien is, is de pensectie in gat 18 bovenwaarts 15 gericht.

Onder het insteekdeel 16 is in de betreffende sectie een vanghals 20 aanwezig. Onder de vanghals 20 bevindt zich de lichaamssectie 12. De schouder met de afgeschuinde buitendiameter 22 bij het insteekdeel dient toereikend te zijn teneinde de op de verbinding uitgeoefende torsiebelasting te dragen. Deze schouderbreedte wordt aanvankelijk machinaal aangebracht met een diameter van het conische insteekdeel 20 van 11,6 cm (4-37/64"), 12,1 cm (4-49/64"), respectievelijk 12,6 cm (4-61/64") die overeenkomen met naafbusafmetingen van 12,1 cm (4-3/4") buitendiameter, 12,7 cm (5") buitendiameter en 13,3 cm (5-1/4") buitendiameter. De sterkte van het insteekdeel verandert niet ten gevolge van een verandering in zijn buitendiameter zolang een adequate schouderbreedte wordt gehandhaafd.

Ten aanzien van hun afmetingen bezitten de opneemdeel- en insteekdeelsecties beide een relatief korte 25 lengte in vergelijking met de lichaamssectie. De lichaamssectie bezit normaal een lengte in de orde van 8,4 m (28 voet), terwijl de eindsecties normaal een lengte bezitten in de orde van 45,7-61 cm (18"-24"). De in de tekening weergegeven en als vanghals 20 aangeduide sectie van de zwaarstang bezit gewoonlijk een minimum lengte van 45,7 cm (18"). Zoals is weergegeven in figuur 1A kan in een alternatieve uitvoering van de in figuur 1 weergegeven zwaarstang 10 de gehele lichaamssectie 12A dezelfde buitendiameter bezitten 30 als de vanghals 20A.

De buigsterkteverhouding is van toepassing op de roterende, van een schouder voorziene verbinding of de de boorkolomonderdelen verbindende schroefdraad, waarbij de buitendiameter van het opneemdeel primair de buigsterkteverhouding bepaalt. De buitendiameter van de insteekdeelsectie en de buitendiameter van de lichaamssectie kunnen worden verkleind zonder het verlagen van de buigsterkteverhouding.

35 Derhalve behoeft de grotere buitendiameter van de opneemdeelsectie een lengte van slechte enkele centimeters te bezitten, dat wil zeggen een voldoende lengte voor het versterken van de schroefdraad-verbinding van het opneemdeel. Normaal wordt een lengte gebruikt die voldoende is om mogelijk te maken dat het opneemdeel een aantal malen opnieuw wordt bewerkt.

Wanneer de diameter van de lichaamssectie dezelfde is als of zoals is weergegeven in figuur 1B kleiner 40 is dan de diameter van de insteekdeelsectie, zie de lichaamssectie 12B van de boorpijp 10B, kan een schuifklok over de lichaamssectie heen worden geplaatst zonder dat enig staal hiervan dient te worden afgefreesd. Anderzijds kan de in het voorgaande beschreven en in figuur 1 getoonde constructie met rust en met een grotere afmeting worden gelast en dan in het geval dat het opneemdeel bovenwaarts zou zijn gericht, teneinde gewicht en stijfheid te verschaffen. De verkleinde insteekdeelsectie maakt het mogelijk dat 45 de schuifklok op de vis aangrijpt, zoals in het voorgaande is beschreven.

Wanneer het noodzakelijk is over de volledige lengte van een sectie heen te vissen, kan indien alleen de opneemdeelsectie een grotere diameter bezit deze gemakkelijk worden afgefreesd.

In een boorkolom zijn vaak speciale gereedschappen opgenomen met speciaal toegevoegde kenmerken die niet zijn opgenomen in een gewone zwaarstang. Slijtknopen, ruimers, stabilisatorbladen, of hef- of 50 klemverdiepingen kunnen bijvoorbeeld worden opgenomen. Het lichaamsgedeelte van een ruimer of een stabilisator, zoals die welke in figuur 1C met 10C is aangeduid, zou gewoonlijk een buitendiameter bezitten die groter is dan zowel de insteekdeelsectie als de opneemdeelsectie. Met de in het voorgaande beschreven uitvoering met het insteekdeel bovenwaarts gericht, zou het gereedschap nog steeds ’’visvermogen” bezitten.

Claims (4)

1. Boorkolom, die doorstroombaar is en voorzien van althans een zwaarstang en ineengeschroefd met andere boorkolomonderdelen, met het kenmerk, dat het insteekdeel van de zwaarstang omhoog en het 5 opneemdeel omlaag gericht is en het opneemdeel een grotere buitendiameter heeft dan het insteekdeel.

2. Boorkolom, die doorstroombaar is en voorzien van althans een boorbuis en ineengeschroefd met andere boorkolomonderdelen, met het kenmerk, dat het insteekdeel van de boorbuis omhoog en het opneemdeel omlaag gericht is en het opneemdeel een grotere buisdiameter heeft dan het insteekdeel.

3. Zwaarstang zoals beschreven als onderdeel van de boorkolom volgens conclusie 1.

3 192346

4. Boorbuis zoals beschreven als onderdeel van de boorkolom volgens conclusie 2. Hierbij 3 bladen tekening