Key information

Title
Verktøy for innvendig sponfraskillende bearbeiding av et rør og metode for bruk av verktøyet
Application number
20210621
Case type
National
Status
05.12.2022 Patent meddelt (B1)
Filed
19.05.2021
Priority
19.06.2020 NO 20200723
Effective date
19.05.2021
Publicly available
20.12.2021
Next annual fee due
31.05.2027
Applicant
GMV AS (NO)
Owner
GMV AS (NO)
Inventor
Richard Heng (NO)
Agent
HÅMSØ PATENTBYRÅ AS (NO)
Granted
05.12.2022
Patent number
346723
Expiry date
19.05.2041

Abstract and drawing

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content.
Verktøy (1) for innvendig sponfraskillende bearbeiding av et rør (90), hvor verktøyet (1) omfatter et hus (10) som er roterbart om en senterakse (X1) for verktøyet (1), en skjærholder (21a, 21b, 21c) som er roterbar om en rotasjonsakse (X2) og 5 hvor det langs periferien på skjærholderen (21a, 21b, 21c) er posisjonert en flerhet skjær (22a, 22b, 22c), og et føringselement (30) som er innrettet til å føre skjærholderen (21) mellom en aktiv stilling (A) og en passiv stilling (B). Hvert av skjærene (22) har en omsluttende skjæregg som tildanner et arbeidsplan (P22) som er anordnet vinkelrett på verktøyets (1) senterakse (X3). Skjærene (22) er inn10 rettet til en vekslende kontakt med røret (90) når skjærholderen (21) roterer og er i den aktive stillingen (A).

Publications

B1A1
Checking availability of the latest published version...

Documents

 Expand Download files (22)
Date
 Date Doc. No. Process Case number In/Out Journal description To/from
 04.04.2023 10-01 Saksbehandling 20210621(346723) UT PT Varsel om betaling av første årsavgift (3317) (PT20210621) HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 07.12.2022 09-01 Saksbehandling 20210621(346723) UT PT Registreringsbrev nasjonal patent (15) (PT20210621)
26.09.2022 08-01 Saksbehandling 20210621 UT PT Meddelelse om patent HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 10.08.2022 07-05 Saksbehandling 20210621 INN P29686NO01_for_publisering_markert HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 10.08.2022 07-04 Saksbehandling 20210621 INN P29686NO01_for_publisering HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 10.08.2022 07-03 Saksbehandling 20210621 INN P29686NO01 figurer_oppdatert HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 10.08.2022 07-02 Saksbehandling 20210621 INN P29586NO01 Svar_Patentstyrets_uttalelse HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 10.08.2022 07-01 Saksbehandling 20210621 INN Korrespondanse (Hovedbrev inn) HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 02.08.2022 06-01 Saksbehandling 20210621 UT Realitet patent HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 15.06.2022 05-04 Saksbehandling 20210621 INN P29586NO01_Svar_Patentstyrets_uttalelse HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 15.06.2022 05-03 Saksbehandling 20210621 INN P29586NO01 Nytt_kravsett_oppmerking HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 15.06.2022 05-02 Saksbehandling 20210621 INN P29586NO01 Nytt_kravsett HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 15.06.2022 05-01 Saksbehandling 20210621 INN Korrespondanse (Hovedbrev inn) HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 17.12.2021 04-02 Saksbehandling 20210621 UT PT report 08:49:07
17.12.2021 04-01 Saksbehandling 20210621 UT Realitet patent HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 04.06.2021 03-02 Saksbehandling 20210621 INN P29586NO01_Signert generalfullmakt HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 04.06.2021 03-01 Saksbehandling 20210621 INN Korrespondanse (Hovedbrev inn) HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 20.05.2021 02-01 Saksbehandling 20210621 UT Formalia 1 HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 19.05.2021 01-04 Saksbehandling 20210621 INN P29586NO01 rett til oppfinnelsen HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 19.05.2021 01-03 Saksbehandling 20210621 INN P29586NO01 figurer HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 19.05.2021 01-02 Saksbehandling 20210621 INN P29586NO01 beskrivelse og krav HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
 19.05.2021 01-01 Saksbehandling 20210621 INN Søknadsskjema Patent HÅMSØ PATENTBYRÅ AS

Description, claims and drawings

Disclaimer: This text has been machine-scanned and may contain errors – please refer to "Publications" for legally binding content. Description
VERKTØY FOR INNVENDIG SPONFRASKILLENDE BEARBEIDING AV ET RØR OG METODE FOR BRUK AV VERKTØYETOppfinnelsen vedrører et verktøy for sponfraskillende bearbeiding, såkalt casing milling, av et stålrør, nærmere bestemt et foringsrør i en olje- og gassbrønn. Oppfinnelsen vedrører også en metode for bruk av verktøyet.Kjent teknikk og ulempene med denVed permanent lukking av en olje- eller gassbrønn kreves det at minst 50 meter av foringsrøret til brønnen fjernes før brønnen plugges. Denne prosessen er kjent som «casingmilling», og blir i dag typisk utført med et roterende brønnverktøy med utfellbare skjær. Hvert skjær har en skjærende egg som er tilpasset foringsrørets veggtykkelse. Skjæret og skjæreggen er i et kontinuerlig roterbart inngrep med foringsrøret som skal fjernes, slik at et parti av foringsrøret skjæres vekk.Metoden innebærer stor slitasje på skjæret etter hvert som brønnverktøyet operer i foringsrøret. Ved fjerning av et 133/8" rør, dvs. rør med diameter på ca.34 cm, er kapasiteten typisk 0,5 meter per time, som tilsvarer 100 timer effektiv skjæretid ved en lengde på 50 meter. Normalt kreves det ett eller flere skifter av skjær i løpet av prosessen. Skifte av skjær krever at verktøyet trekkes opp av brønnen slik at skjærene kan skiftes på eksempelvis et plattformdekk. Når nye skjær er montert senkes verktøyet ned i brønnen igjen, og fresingen kan gjenopptas. Dette gjør at metoden både er tidkrevende og kostbar. US20180106122 beskriver en metode og apparat for blant annet å frese hull gjennom foringsrør, hvor apparatet omfatter en datamaskinkontrollert roterende fres med tre akser.Et problem med kjent teknikk er at skjærene produserer såkalt langspon, som helt eller delvis kan blokkere en nødvendig fluidstrøm i brønnen under fresingen/slipingen. Det lange sponet må pumpes opp til boreriggen og fraskilles.Dagens løsninger for case milling er tidkrevende og ressurskrevende. Det søkes derfor etter alternative løsninger.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 trekkene som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkravene.Generell beskrivelse av oppfinnelsenOppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.Med sponfraskillende bearbeiding av et rør menes heri bearbeiding av et rør hvor et parti av røret fjernes i en gitt aksiell lengde, eksempelvis ved skjæring, fresing, filing eller liknende. Partiet kan utgjøre rørets fulle omkrets. Bearbeidingen kan være gjennomgående, slik at alt materiale mellom en utvendig flate av røret og en innvendig flate av røret fjernes. Ved en 360 graders gjennomgående bearbeiding fjernes et parti av rørveggen helt, slik at røret deles i en første del og en andre del. Partiet som fjernes kan typisk ha en aksiell lengde på 50 meter.Røret kan være et foringsrør tilhørende en petroleumsinstallasjon. Røret kan være posisjonert under en havbunn. Den sponfraskillende bearbeidingen som beskrives heri omtales på fagspråket som casing milling (norsk: fresing av foringsrør).I et første aspekt vedrører oppfinnelsen et verktøy for innvendig sponfraskillende bearbeiding av et rør, hvor verktøyet omfatter:- et hus som er roterbart om en verktøysenterakse for verktøyet;- i det minste to skjærholdere hvor hver skjærholder omfatter en flerhet skjær som rager radielt ut for skjærholderens periferikant; og- i det minste to føringselementer innrettet til å føre skjærholderne mellom en aktiv stilling og en passiv stilling, hvor hvert av skjærene er innrettet til i bruk å ha en vekslende kontakt med røret når skjærene er i kontakt med røret, huset roterer og skjærholderen roterer i den aktive stillingen; og hver skjærholder er roterbar om en skjærholdersenterakse for skjærholderen slik at skjærene i bruk er i vekslende kontakt med røret.Hvert av skjærene kan være innrettet til å rotere om en skjærsenterakse når skjærene er i kontakt med røret, huset roterer og skjærholderen er i den aktive stillingen.Skjærholderen og skjærene kan inngå i et skjæreverktøy.En effekt av den vekslende kontakten mellom flerheten skjær og røret, er at slitasjen fra bearbeidingsprosessen kan fordeles på flere skjær og over en samlet større kontaktflate, noe som gir lengre serviceintervall og mer effektiv sponfraskillende bearbeiding, sammenliknet med kjent teknikk. Med en flerhet skjær slik det beskrives heri, kan det tilveiebringes en komplett bearbeiding av røret uten skjærbytte. Skjæreggen kan være tildannet av et hardt materiale, eksempelvis wolframkarbid. Ett eller flere skjær kan være sirkelformet. Ett eller flere roterbare skjær kan være flerkantede.Forsøk utført av søker viser at en roterende skjærholder hvor skjærene er i en vekslende kontakt med et omkransende rør og roterer om flere akser slik det beskrives heri, produserer mer såkalt bruddspon og mindre såkalt langspon enn faste skjær som kun roterer rundt rørets senterakse.Flerheten skjær kan i én utførelsesform være fastsittende til skjærholderen. Flerheten skjær kan i en alternativ utførelsesform være del av skjærholderen og posisjonert i periferien til skjærholderen. Skjærholderen kan være tildannet av et hardt materiale, eksempelvis, wolframkarbid. Flerheten skjær kan i en alternativ utførelsesform være fritt roterbare. En effekt av dette er at skjærene kan forsynes med en omsluttende skjæregg, slik at skjæreggens kontaktflate med røret blir lik skjærets periferilengde. Med en omsluttende skjæregg menes heri en skjæregg som følger periferien til en sirkulær eller en flerkantet kniv eller skjær. Den omsluttende eggen kan omfatte to eller flere segmenter. Segmentene kan være atskilt med en utsparing. En effekt av utsparingen er at den omsluttende skjæreggen kan forsynes med en flerhet kanter som kan bidra til en mer effektiv bearbeiding av røret. Med skjærenes arbeidsplan kan heri forstås et plan som ligger an mot to eller flere skjæregger tilhørende ett skjær, typisk for et flerkantet skjær. Hvis skjæret har en plan arbeidsflate, kan arbeidsplanet være sammenfallende med den plane arbeidsflaten. Hvis skjærets arbeidsflate er konkav eller konisk, kan arbeidsplanet sammenfalle med periferien til skjæret. Med arbeidsflate kan heri forstås en flate på den bearbeidende siden av skjæret. Skjærets arbeidsplan kan være anordnet vinkelrett på senteraksen til et roterbart skjær. Skjærets arbeidsplan kan rotere om verktøyets senterakse og i verktøyets rotasjonsretning. Arbeidsplanen kan sammenfalle med en arbeidsflate for skjæret.Ved at skjæret roterer, kan skjæreggen tilhørende det roterbare skjæret holdes i en stadig rotasjon, slik at skjæreggen kan holdes skarp lenge, og levetiden på skjæret kan økes sammenlignet med et fast skjær.Videre viser forsøk utført av søker at en roterbar skjærholder med fritt roterbare skjær kan gi mer bruddspon enn en roterbar skjærholder med ikke-roterende skjær. Dermed kan ulempene og problemene som oppstår ved langspon reduseres vesentlig eller elimineres helt. Ved at det bare produseres bruddspon, slik oppfinnelsen muliggjør, kan bruddsponet synke ned og forbli i brønnen, i motsetning til langspon som må pumpes opp av brønnen og utskilles. Derigjennom kan oppfinnelsen i tillegg til å gi en mer effektiv bearbeiding av røret, også eliminere den omfattende prosessen ved å pumpe spon opp til overflaten med påfølgende fraskilling av sponet.Med at skjærets arbeidsplan er avvikende fra et verktøyplan som sammenfaller med verktøyets senterakse, menes heri at skjærets arbeidsplan og skjærets senterakse er vinklet relativt til verktøyets senterakse og verktøyplan. Verktøyplanet strekker seg i en radiell retning utover fra verktøyets senterakse. Med begrepet avvikende kan heri forstås enhver posisjon hvor skjærets arbeidsplan ikke sammenfaller med verktøyplanet. Skjærets arbeidsplan og verktøyplanet kan krysses. Den avvikende posisjonen kan tilveiebringes ved at skjæret er vinklet i ett eller flere plan relativt til verktøyets verktøyplan. Den avvikende posisjonen kan tilveiebringes ved at skjæres arbeidsplan er parallellforskjøvet relativt til verktøyplanet.En effekt av at skjærets arbeidsplan er avvikende fra verktøyplanet, er at det kan induseres en rotasjon av roterbare skjær når de roterbare skjærene er i inngrep med røret og verktøyet roterer.Dersom skjærets arbeidsplan og verktøyplanet er sammenfallende, slik at et skjær innrettet for rotasjon ikke roterer, kan nevnte skjær bli påført en punktslitasje og brekkasje, og i liten eller ingen grad bearbeide røret. Når skjærenes arbeidsplan og senterakse er vinklet relativt til verktøyets verktøyplan og senterakse slik det beskrives heri, kan skjærene rotere slik at punktslitasje og brekkasje kan unngås selv om verktøyet roterer og ikke har en aksiell bevegelse.Hvert av skjærene kan ha en omsluttende skjæregg som tildanner et arbeidsplan. En vinkel mellom skjærenes arbeidsplan og verktøyets arbeidsplan kan være mellom 3 og 10 grader. Vinkelen kan være mellom 3 og 6 grader Vinkelen kan være 5 grader. Vinkelen kan være større enn 10 grader. Forsøk viser at 5 grader gir en ønsket rotasjon av roterbare skjær og ønsket bearbeiding av røret.I én utførelsesform kan nevnte vinkel være tilveiebragt ved at skjærene er skråstilt relativt til skjærholderen. I en alternativ utførelsesform kan nevnte vinkel være tilveiebragt ved at skjærholderen er skråstilt relativt til føringselementet. I en ytterligere utførelsesform kan vinkelen være tilveiebragt ved at skjærene er skråstilt på skjærholderen og skjærholderen er skråstilt relativt til verktøyplanet.Føringselementet er kan være innrettet til å føre skjærholderen mellom den passive stillingen, den aktive stillingen og videre til en servicestilling. I servicestillingen er et parti av skjærholderen innrettet til å posisjoneres utenfor verktøyet slik at skjærholderen og/eller skjærene kan demonteres og vedlikeholdes.Skjærenes senterakser kan være parallelle.En effekt av dette er at arbeidsplanet for skjærene kan ha en lik orientering, slik at alle skjærene bearbeider røret med lik vinkel og posisjon relativt til verktøyet.Skjærene kan ha en én-sidig opplagring. Skjærene kan ha en to-sidig opplagring.En én-sidig opplagring kan forenkle montering og demontering av skjærene. En to-sidig opplagring kan gi en mer solid innfesting av skjærene redusert fare for brekkasje og akselbrudd. En to-sidig opplagring kan også redusere faren for at ett eller flere skjær løsner hvis verktøyet må reverseres, eksempelvis ved en fastkiling.Skjærholderen kan være fritt roterbar.Med at skjærholderen er fritt roterbar, menes heri at skjæreholderen ikke har drift. En effekt av skjærholderen er fritt roterbare er at det kan tilveiebringes et sponfraskillende verktøy med en enkel konstruksjon. Rotasjon av skjærholderen kan tilveiebringes ved at skjærholderens rotasjonsakse er skråstilt relativt til verktøyplanets senterakse slik at en periferi av skjærholderen, herunder de perifert posisjonerte skjærene, tangerer den innvendige flaten av røret. Derigjennom induseres en rotasjon av skjærholderen tilsvarende skjærene når verktøyet roterer om senteraksen. Indusert rotasjon er et kjent prinsipp og oppstår et hjul eller et rulleskjær er skråstilt relativt til bevegelsesretningen.Skjærholderen kan ha drift.En effekt av dette er at skjærholderen kan rotere uavhengig av verktøyets rotasjon. Dermed kan faren for punkslitasje på skjærene og/eller brekkasje av skjærene med påfølgende uttrekking av verktøyet for service reduseres eller unngås. Videre kan drift av skjærholderne forenkle en løsgjøring av verktøyet dersom det oppstår en fastkiling.Driften kan være mekanisk. Driften kan være indusert av en borestreng. Driften kan omfatte en drivlinje med et snekkedrev. Driften kan fordels fra en felles drivaksel til en flerhet skjærholdere via en transmisjon. Transmisjonen kan omfatte et planetgir. Transmisjonen kan omfatte ett eller flere universalledd slik at en roterende aksel kan forflyttes radielt i verktøyet. Transmisjonen kan omfatte en utveksling. Utvekslingen kan eksempelvis være 2:1 slik at drivlinjens hastighet reduseres og dreiemoment økes. Transmisjonen kan være innrettet til å vende rotasjonsretningen fra en borestreng slik at verktøyet kan roterer motsatt av en gjengeforbindelse mellom foringsrørene. Dermed kan det forhindres at foringsrørene løsner i sammenføyningene.Skjærene kan være utskiftbare. Skjærholderen kan være utskiftbar.En effekt av dette er at skjærene og skjærholderen kan skiftes uavhengig av hverandre, slik at den samlede levetiden for skjærholderen og skjærene kan optimaliseres, og driftskostnadene kan holdes mest mulig lave.En ytterligere fordel ved at skjærene er utskiftbare, er at det kan brukes ulike skjær avhengig av veggtykkelsen til røret og stålkvaliteten til røret.Utskiftbare skjær kan være festet til skjærholderen via festemidler ifølge kjent teknikk, eksempelvis skrueforbindelser, klemforbindelser eller varmebehandling.Føringselementet kan være dreibart tilkoblet huset.En effekt av at føringselementet er dreibart, er at føringselementet og skjærholderen på en enkel måte kan felles inn og ut av huset. Videre er et dreibart føringselement gunstig, fordi et dreibart føringselement i liten eller ingen grad påføres et bøyemoment og fare for kiling. Dette kan eksempelvis oppstå hvis verktøyet må reposisjoneres i løpet av bearbeidingsprosessen, og skjærenes bearbeiding begynner under en avsluttet skjærkant på røret slik at skjærene kommer i kontakt med en brønnvegg som omgir røret. Det dreibare føringselementet kan være en arm.Videre kan en flerhet dreibare føringselementer kobles til en felles lineær aktuator anordnet langs verktøyets senterakse, hvor aktuatoren er innrettet til å forflytte skjærholderne i en radiell retning via føringselementene. Aktuatoren kan være direkte tilkoblet føringselementene. Aktuatoren kan være tilkoblet et konisk eller kileformet element som påfører ett eller flere føringselementer en dreining slik at skjærholderen forskyves fra den passive stillingen til den aktive stillingen.Føringselementet kan være fjærbelastet i minst én retning, slik at føringselementet føres fra den aktive og til den passive stillingen når aktuatoren trekker det koniske eller kileformet elementet vekk fra føringselementet.Aktuatoren kan være forbundet til et eller flere føringselementer via et korresponderende antall lenkearmer.Verktøyet som beskrives heri kan ha en ytre diameter mindre enn 300 mm. Dreibare føringselementer kan i den forbindelse gi en gunstig utnyttelse av plassen ved at langstrakte føringselementer kan posisjoneres i verktøyets lengderetning når skjærholderne er i den passive stillingen.Føringselementet kan være forskyvbart tilkoblet huset.Det forskyvbare føringselementet kan være innrettet til å forskyves vinkelrett på verktøyets senterakse. Det forskyvbare føringselementet kan være innrettet til å forskyves i en skrå retning i forhold til verktøyets senterakse. Det forskyvbare føringselementet kan være et sleideelement.Skjærholderen kan forskyves radielt mellom den passive posisjonen og den aktive posisjonen ved at føringselementet glir i en lineærføring. Lineærføringen kan være skråstilt i forhold til verktøyets senterakse. Lineærføringen kan være påmontert. Lineærføringen kan være en fast del av konstruksjonen (vanger). Lineærføringen kan være innrettet til å forskyve en flerhet skjærholdere.En effekt av det forskyvbare føringselementet, er at føringselementet og skjærholderen forskyves med en fast vinkel i forhold til rørveggen.Aktuatoren kan være hydraulisk, mekanisk eller en kombinasjon av disse. Hydraulisk stempel for aktivering av føringselementene kan være betjent av en kombinasjon av strupe- og tilbakeslags-ventil, noe som tillater en kontrollert, sakte utmating av skjærene til den aktive posisjonen, og en rask retur til den passive posisjonen. En mekanisk betjening av aktuatoren kan gjøres med én- eller flere skruer og/eller med gir, eksempelvis tannhjul og tannstang.Skjærholdrens aktive posisjon kan manipuleres med et justerbart anslag slik at det radielle målet på verktøyets periferi kan tilpasses dimensjonen for røret som ønskes bearbeidet.Verktøyet kan omfatte minst to skjærholdere.En effekt av minst to skjærholdere er at verktøyet kan sentreres i røret, og kapasiteten på verktøyet kan dobles sammenliknet med bare én skjærholder.I en fordelaktig utførelse kan verktøyet omfatte tre skjærholdere. Effekten av tre skjærholdere er at tre skjærholdere gir økt kapasitet og samtidig gir en best mulig sentrering og stabilitet av verktøyet i røret. Tre skjærholdere kan også gi en god utnyttelse av den tilgengelige plassen i verktøyet.Skjærene kan være posisjonert aksielt til skjærholderen. Med en aksiell posisjonering kan det heri forstås at skjærene er montert på en arbeidsside av skjærholderen. Med arbeidsside kan forstås den siden av skjærholderen som sammenfaller med verktøyets rotasjonsretning. En effekt ved at skjærene er posisjonert aksielt til skjærholderen er at skjærene kan gis en aksiell støtte og oppta store krefter når skjærene er i inngrep med røret.Verktøyet kan omfatte en sponseparator innrettet til å trekke ut spon fra mud i røret. Sponseparatoren kan omfatte en magnet innrettet til å trekke til seg spon. Sponseparatoren kan være tilkoblet en transportskrue innrettet til å føre sponet ned i en oppsamlingscontainer. Oppsamlingscontaineren kan være anordnet til sponseparatoren.I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen et system for fresing av et foringsrør (casing milling) for en petroleumsbrønn, hvor systemet omfatter et verktøy ifølge oppfinnelsens første aspekt, et sentreringselement og en verktøyholder.Med verktøyholder menes heri eksempelvis en borestreng eller en flerhet rør som er sammenkoblet og innrettet til å føre verktøyet ned i brønnen. Verktøyholderen kan omfatte midler innrettet til å påføre verktøyet en rotasjon. Sentreringselementet er innrettet til å sentere verktøyet i røret.En effekt av systemet som beskrives heri, er at case milling av et foringsrør kan gjennomføres raskere og mere kostnadseffektivt enn hva som er mulig med kjent teknikk. Ved at verktøyet produserer såkalt bruddspon som kan forbli og sedimentere i brønnen, oppnås også en positiv miljøgevinst, ved at det ikke brukes energi på å utskille sponet fra et fluid i brønnen, og påfølgende transport til land og lagring eller destruering unngås.I et tredje aspekt vedrører oppfinnelsen en framgangsmåte for bruk av verktøyet beskrevet i oppfinnelsens første aspekt for å fjerne et parti av et rør, hvor framgangsmåten omfatter trinnene å:● føre verktøyet ned i et rør og til en dybde hvor et parti av røret ønskes fjernet; ● tilveiebringe en rotasjon av huset om verktøyets verktøysenterakse;● føre minst én skjærholder til en aktiv stilling slik at flerheten skjær kommer i kontakt med rørveggen;● forskyve verktøyet i en aksiell retning i røret;● føre verktøyet med en tilpasset aksiell hastighet slik at flerheten skjær rekker å penetrere rørveggen slik at det fraskilles spon i en uavbrutt lengde av rørveggen; og● stanse rotasjonen av huset, og føre den minst ene skjærholderen til en passiv stilling når ønsket lengde av røret er fjernet.I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor:Fig.1 viser i perspektiv verktøyet posisjonert i et rør;Fig.2a viser verktøyet i en aktiv stilling sett fra siden;Fig.2b viser verktøyet i den aktive stillingen sett fra undersiden; Fig.3a viser verktøyet i en passiv stilling sett fra siden;Fig.3b viser verktøyet i den passive stillingen sett fra undersiden;Fig.4a viser en skjærholder med roterbare skjær;Fig.4b viser skjærholderen i figur 4a ovenfra;Fig.5 viser en skjærholder med faste skjær;Fig.6a viser et sideriss av et skjæreverktøy med vinklede skjær;Fig.6b viser skjæreverktøyet i figur 6a i perspektiv;Fig.7 viser et snitt av verktøyet; ogFig.8 viser verktøyet tilkoblet en verktøyholder.Det vises først til figurene 1, 2a, 2b, 3a og 3b:Et verktøy 1 er montert til et sentreringselement 80 og vist posisjonert innvendig i et rør 90 med en innvendig flate 91. Et parti av røret 90 er fjernet på figurene for bedre å vise oppfinnelsen.Verktøyet 1 omfatter et hus 10 som er vist med tre skjæreverktøy 20 som hver omfatter en skjærholder 21 forsynt med en flerhet skjær 22. Tre skjæreverktøy 20 bidrar til en selvsentrerende effekt for verktøyet 1 og nødvendig stabilitet av verktøyet 1 ved innvendig bearbeiding av røret 90.Huset 10 omfatter et sylindrisk parti 12 og et avrundet endeparti 11. Det avrundede endepartiet 11 gjør at verktøyet 1 får en penetrerende effekt når verktøyet 1 føres ned i røret 90 i retningen R2. Huset 10 omfatter et spor 13 innrettet til å huse skjæreverktøyet 20. Endepartiet 11 kan i en alternativ utførelse (ikke vist) ha en annen, penetrerende form. Endepartiet 11 kan i en alternativ utførelse (ikke vist) være innrettet til sammenkobling med et annet verktøy eller element. Det sylindriske partiet 12 kan være tildannet av et rør, stangelement eller støpegods. Det avrundende endepartiet 11 kan være tildannet av et stangelement eller støpegods.Skjærene 22 er på figurene 1, 2a, 2b, 3a, 3b og 4 vist som roterbare skjær. De roterbare skjærene 22 er vist posisjonert aksielt på en arbeidsflate 24 for skjærholderen 21. Skjærene 22 kan være faste skjær 22, som vist på figur 5. På figur 5 er skjærene 22 vist posisjonert i radielt til arbeidsflaten 24. Når røret 90 skal bearbeides, roterer verktøyet 1 i retningen ROT som vist på figur 1.Skjæreverktøyet 20 er vist dreibart forbundet med huset 10 via en føringsarm 30 (figurene 4a, 4b og 5) slik at skjæreverktøyet 20 kan forflyttes mellom en aktiv stilling A som vist i figurene 1, 2a og 2b og en passiv stilling B som vist i figurene 3a og 3b.Huset 1 er roterbart om en senterakse X1. Rotasjonen kan tilveiebringes ved at det tilføres et fluid til verktøyet 1. Fluidet kan eksempelvis være mud. Rotasjonen kan i en ikke vist alternativ utførelse tilveiebringes ved hjelp av en elektrisk motor.Hver skjærholder 21 har en rotasjonsakse X2 som er skråstilt i forhold til verktøyets senterakse X1, og hver skjærholder 21 er fritt roterbar om rotasjonsaksen X2. Ved at rotasjonsaksen X2 er skråstilt, kan det tilveiebringes en rotasjon av skjærholderen 21 om rotasjonsaksen X2 nå skjærene 22 er i kontakt med røret 90, og huset 10 roterer om senteraksen X1.Hvert av de roterbare skjærene 22 kan rotere fritt om skjæraksen X3. Skjærholderen 21 og de roterbare skjærene 22a kan rotere uavhengig av hverandre. Ved at skjærholderen 21 kan rotere, kan både de roterbare skjærene 22a og/eller de faste skjærene 22b som er montert på skjærholderen 21 vekselvis være i en skjærende og roterende kontakt med en innvendig flate 91 av røret 90.Verktøyet 1 er innrettet til å føres ned i røret 90 i retningen R2. Når verktøyet 1 føres ned i røret 90, er skjæreverktøyene 20 posisjonert i den inaktive stillingen B, vist i figurene 3a og 3b, slik at det kan unngås kontakt mellom skjærene 22 og røret 90.Når verktøyet 1 er i ønsket posisjon i røret 90, kan bearbeidingen av røret 90 begynne. Verktøyet 1 settes i rotasjon om senteraksen X1 og føres i arbeidsretningen R1. Skjæreverktøyene 20 føres radielt ut fra den passive stillingen B til den aktive stillingen A slik at skjærene 22 kommer i kontakt med rørets 90 innvendige flate 91 og kan påføre røret 90 en sponfraskillende bearbeiding.Ved bearbeiding av røret 90 kan hver av de roterbare skjærene 22 rotere om de tre senteraksene X1, X2 og X3, samtidig som skjærene føres aksielt langs senteraksen X1. Effekten av dette er at skjærene 22 kan rotere og penetrere rørveggen 360 grader om senteraksen X1 i en ønsket aksiell lengde, eksempelvis 50 meter.Ved at de roterbare skjærenes 22 senterakse X3 er skråstilt i forhold til rørets og verktøyets senterakse X1, påføres skjærene 22 og skjæreholderen 21 en rotasjon, slik at skjærene 22 som bearbeider røret 90 kontinuerlig roterer og veksler med hverandre.Skjæreverktøyet 20 som vises på figurene 1 – 4b har seksten roterbare skjær 22. Hvis hvert skjær 22 eksempelvis har en diameter på 20 mm, gir det hver skjær 22 en skjæregg med en periferilengde på 63 mm. Den samlede skjæregglengden for skjæreverktøyet 20 som vist, blir da ca.1000 mm. Den samlede skjæregglengden 23 for et verktøy 1 med tre skjæreverktøy 20 blir da 3000 mm. Derigjennom kan verktøyet 1 i dette eksempelet tilveiebringe en flerhet skjæregger med en samlet periferilengde på 3000 millimeter.Eksempel: Et rør 90 har en innvendig diameter på 340 mm og en veggtykkelse på 13 mm, som tilsvarer et flateareal på 144 cm2. Røret 90 skal fjernes i lengde på 50 meter, som tilsvarer et volum på 720 dm3. Med utgangspunkt i eksempelet ovenfor, stiller oppfinnelsen 3000 mm skjæregg til rådighet for å bearbeide 720 dm3 stål (0,72 m3). Til sammenlikning vil et verktøy med faste skjær ifølge kjent teknikk, typisk kun ha 100-300 mm skjæregg til rådighet.Skjæreverktøyet 20 er vist dreibart tilkoblet huset 10 via et føringselement 30, på figuren vist som en arm. Lengden på føringselementet 30 og diameteren på skjæreverktøyet 22 kan tilpasses dimensjonene på røret 90. Omstillingen mellom den aktive stillingen A og den passive stillingen B kan skje ved bruk av en aktuator. Aktuatoren kan være en lineæraktuator. Figur 4a og 4b viser et skjæreverktøy 20 med roterbare skjær 22. De roterbare skjærene 22 kan rotere om en tredje senterakse X3. Som vist i figur 4b er skjærholderen 21 skråstilt i forhold til føringselementet 30.Figur 5 viser et skjæreverktøy 20 med faste skjær 22b. Skjærholderen 21 er som vist i figur 4b skråstilt i forhold til føringselementet 30. De faste skjærene 22b er vist med en senterakse X3 som står vinkelrett på skjærenes 22b arbeidsplan. Skjærene 22b i figur 5 er vist med en flerkantet omsluttende skjæregg, bestående av fire skjæregg-segmenter.Det vises så til figurene 6a, 6b, 7 og 8.Figurene 6a og 6 b viser en tredje utførelsesform 21c av skjærholderen, hvor en flerhet roterbare skjær 22c er vinklet 5 grader i forhold til skjæreholderens 21 senterakse X2. I en ikke vist utførelsesform kan vinkelen være større eller mindre enn 5 grader. Skjærholderen 21c er innrettet for vinkelrett montering til et forskyvbart føringselement 30a, i det skjærholderens senterakse X2 er anordnet vinkelrett på verktøyets 1 senterakse X1, som vist i figur 7. Som vist på figur 7, kan det forskyvbare føringselementet 30a være innrettet til å forskyves vinkelrett på verktøyets senterakse X1. Skjærene 22c er to-sidig opplagret, hvor det på en arbeidsside av skjærene 22c er montert et deksel 25. Når røret 90 (figur 1) skal bearbeides, roterer verktøyet 1 i retningen ROT som vist i figur 8. Skjærene 22c er sirkulære og forsynt med en omsluttende skjæregg som er delt inn i flerhet skjæreggsegmenter 26 atskilt med aksielle spor 27. Skjærene 22c har et arbeidsplan P22, hvor arbeidsplanet P22 er innrettet til å bearbeide røret 90 (figur 1).Skjærholderen 21b kan forskyves radielt mellom den passive posisjonen B og den aktive posisjonen A ved at føringselementet 30a glir i en lineærføring 40, vist som et aktuatorstempel. Lineærføringen 40 omfatter i en første ende 41 en kile med vanger 45 som går i inngrep med føringselementet 30a. Når lineærføringen 40 skyves i den aksielle retningen R2, føres skjærholderen 21c radielt utover, i det skjærholderen er roterbart fastgjort til føringselementet 30a. Når lineærføringen 40 skyves i den aksielle retningen R1, føres skjærholderen 21c radielt innover. Lineærføringens 40 aksielle bevegelse reguleres med å føre væske, eksempelvis mud, inn i et sylinderkammer 42. Trykket i sylinderkammeret 42 presser sammen en flerhet returfjærer 43. Når trykket i sylinderkammeret 42 reduseres, ved at væske føres ut av sylinderkammeret 42, presser returfjærene lineærføringen tilbake i retningen R1.En røraksel 50 er i en første ende 51 roterbart forbundet med en borestreng via et planetgir 53. Planetgiret 53 kan være innrettet til å snu rotasjonsretningen fra borestrengen til rørakselen 50 for å forhindre at foringsrør kan løsne i skrudde sammenføyninger (collars). Videre kan planetgiret 53 endre turtallet slik at rørakslingen 51 eksempelvis kan rotere med halv hastighet i forhold til borestrengen og samtidig overføre et dobbelt så stort moment. Rørakselen 50 er i en andre ende forbundet med et sentertannhjul 54 som er innrettet til å overføre en rotasjon til tre drivlinjer 60 via tannhjul 55 tilkoblet hver av drivlinjene 60. Hver av drivlinjene 60 er forbundet med hver sine skjærholdere 21c. Drivlinjene 60 overfører kreftene til skjærholdere 21c via snekkedrev 61. Drivlinjene 60 kan omfatte en flerhet universalledd 62 slik at skjærholderne 21c kan få drift uansett radiell posisjon. Når verktøyet 1 er operativt, roterer huset 10 om rørakselen 50.Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformene illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de vedlagte kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende.Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.Det faktumet at enkelte trekk er anført i innbyrdes forskjellige avhengige krav, indikerer ikke at en kombinasjon av disse trekkene ikke med fordel kan brukes.
Claims
Patentkrav1. Verktøy (1) for innvendig sponfraskillende bearbeiding av et rør (90), hvor verktøyet (1) omfatter:- et hus (10) som er roterbart om en verktøysenterakse (X1) for verktøyet (1); - i det minste to skjærholdere (21a, 21b, 21c) hvor hver skjærholder (21a, 21b, 21c) omfatter en flerhet skjær (22a, 22b, 22c) som rager radielt ut for skjærholderens (21a, 21b, 21c) periferikant; og- i det minste to føringselementer (30, 30a) innrettet til å føre skjærholderne (21a, 21b, 21c) mellom en aktiv stilling (A) og en passiv stilling (B),k a r a k t e r i s e r t v e d at:- hvert av skjærene (22a, 22c) er innrettet til i bruk å ha en vekslende kontakt med røret (90) når skjærene (22a, 22c) er i kontakt med røret (90), huset (10) roterer og skjærholderen (21a, 21b, 21c) roterer i den aktive stillingen (A); og hver skjærholder (21a, 21b, 21c) er roterbar om en skjærholdersenterakse (X2) for skjærholderen (21a, 21b, 21c) slik at skjærene (22a, 22b, 22c) i bruk er i vekslende kontakt med røret (90).2. Verktøy (1) henhold til krav 1, hvor hvert av skjærene (22a, 22c) er innrettet til å rotere om en skjærsenterakse (X3) når skjærene (22a, 22c) er i kontakt med røret (90), huset (10) roterer og skjærholderen (21a, 21c) er i den aktive stillingen (A).3. Verktøy (1) henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor skjærenes (22a, 22b, 22c) skjærsenterakser (X3) er parallelle.4. Verktøy (1) henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor hvert av skjærene (22a, 22b, 22c) har en omsluttende skjæregg som tildanner et arbeidsplan (P22); og en vinkel mellom skjærenes (22a, 22c) arbeidsplan (P22) og verktøyets arbeidsplan (P1) er mellom 3 og 6 grader.5. Verktøy (1) henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor skjærene (22c) har en tosidig opplagring.6. Verktøy (1) henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor skjærholderne (21a, 21b) er fritt roterbare.7. Verktøy (1) henhold til hvilket som helst av kravene 1 -5, hvor skjærholderne (21c) har drift.8. Verktøy (1) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor føringselementet (30) er dreibart tilkoblet huset (10).9. Verktøy (1) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor føringselementet (30a) er forskyvbart tilkoblet huset (10).10. Verktøy i henhold til krav 9, hvor føringselementet (30, 30a) er tilkoblet en lineæraktuator (40) omfattende et kileformet endeparti (41) innrettet til å føre føringselementet (30a) i en radiell retning.11. Verktøy (1) i henhold til hvilket som helst av de foregående krav, hvor verktøyet (1) omfatter et avrundet endeparti (11).12. System for fresing av et fôringsrør (casing milling) (90) for en petroleumsbrønn, hvor systemet omfatter et sentreringselement (80) og et verktøy (1) ifølge hvilket som helst av de foregående krav.13. Framgangsmåte for bruk av et verktøy (1) i henhold til hvilket som helst av kravene 1 - 11 for å fjerne et parti av et rør (90), hvor framgangsmåten omfatter trinnene å:● føre verktøyet (1) ned i et rør (90) og til en dybde hvor et parti av røret (90) ønskes fjernet;● tilveiebringe en rotasjon av huset (10) om verktøyets (1) verktøysenterakse (X1);● forskyve verktøyet (1) i en aksiell retning i røret (90);● føre minst én skjærholder (21a, 21b, 21c) til en aktiv stilling (A) slik at flerheten skjær (22a, 22b, 22c) går i et bearbeidende inngrep med røret (90);● forskyve verktøyet (1) med en aksiell hastighet slik at flerheten skjær (22a, 22b, 22c) penetrerer rørveggen (91) og det fraskilles spon fra røret (90);● stanse rotasjonen av huset (1), og føre den minst ene skjæreholderen (21a, 21b, 21c) til en passiv stilling (B) når en ønsket lengde av røret (90) er fjernet.14. Framgangsmåte i henhold til krav 13, hvor framgangsmåten ytterligere omfatter trinnet å tilveiebringe en rotasjon av skjærholderne (21a, 21b, 21c).
Drawings

Priority

19.06.2020 NO 20200723

Patent classes

IPC classesE21B 29/00E21B 10/26CPC classesE21B 29/005E21B 10/26

Citations

US 2018/0106122 A1 (A1)US 2069796 A (A)US 5038859 A (A)US 2017/0122051 A1 (A1)

Applicants, owners and inventors

Owners
GMV AS
Koppholen 9 4313 SANDNES NO (SANDNES Municipality, Rogaland county)Org. number: 968429655Inventors
Richard Heng
Brønngaten 48 4024 STAVANGER NO (STAVANGER Municipality, Rogaland county)

Agent

HÅMSØ PATENTBYRÅ AS
HÅMSØ PATENTBYRÅ AS

Org. number: 918752900

Name and address are automatically synchronized with the Brønnøysund Register Centre.

Open in The Brønnøysund Register Centre
Postboks 9 4068 STAVANGER NO (STAVANGER Municipality, Rogaland county)
Org. number: 918752900
Reference: P29586NO01

Status history

Payment history

Oppositions and appeals

No oppositions or appeals

Administrative limitation

No administrative limitation

Liens and licences

No liens or licenses registered

Gazette entries

No Gazette entries foundOnly events from 2024.03.04 and onwards are shown.