NO810874L - Foelsomhetsmaaleinstrument. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for

måling av tettheten til et fluidum, meir særskilt, men ikke utelukkende en tetthetsmåler for måling av boreslam-

tettheten.

Ved boring av oljebrønner benyttes et bore-fluidum, også kalt slam eller boreslam, for kjøling og smøring av borkronen og for fjerning av løsborede fragmenter. Det er vesentlig at man under boringen kan bestemme slamtettheten på en rask og nøyaktig måte.

Sement er et annet fluidum som også benyttes

ved boring av brønner. Foreliggende oppfinnelse kan også benyttes for måling av tettheten til slik sement.

For måling av tettheten benytter man innen oljeutvinningsindustrien ulike innretninger, og en meget vanlig innretning er en slamvekt. En slik slamvekt har en fluidumbeholder, en vektarm utifrå beholderen, et omdreinings-punkt for vektarmen, og en utbalanserende vekt som er glidbart anordnet på vektarmen. Beholderen har et konstant volum og er plassert på den ene siden av omdreinings- eller vippepunktet, mens utbalanseringsvekten er plassert på den andre siden.

Ved bruk av denne slamvekten fylles beholderen med slam og slamtettheten bestemmes ved hjelp av utbalanseringsvekten,

idet denne forskyves helt til vektarmen er utbalansert.

På vektarmen er det en skala som angir tettheten i samsvar med utbalanseringsvektens plassering når vekten er i balanse.

Bestemmelser og standarder for slamvekter

finner man i American Petroleum Institute Bulletin "RP 13B: Standard Procedure for Testing Drilling Fluids" (V.th Ed.,

April 1978). På side 3 i denne publikasjon beskrives typiske prøvemetoder. På side 4, i fig. 1.1 og 1.2 er det vist to eksempler på slamvekter. Den i publikasjonens fig. 1.1. viste slamvekt er av en type som fremstilles av Baroid Division of National Lead Co., Houston, Texas, USA. Innretningen i publikasjonens fig. 1.2 er en type som fremstilles av Fann Instrument Co., Houston, Texas, USA.

En annan slamvekt er kjent i fra US patent

nr. 37 47415. En annen kjent innretning er den som er vist i en brosjyre "SP-11053" juni 1972 fra Halliburton Company og som markedsføres under varemerket "Halliburton Tru-Wate Cup".

For bedre å forstå betydningen av foreliggende oppfinnelse skal det først gis en redegjørelse for under hvilke forhold en slik innretning benyttes. Vanligvis benytter man tetthetsmåleren på stedet, det vil si der hvor boringen foregår. Tetthetsmåleren bæres med rundt av de personer som foretar prøvingen av boreslammet, og tetthetsmåleren utsettes for røff behandling og i korrosjonsfremmende omgivelser.

Det er derfor ønskelig at tetthetsmåleren er robust, men allikevel lett, slik at den er lett å håndtere, tåler litt grov eller skjødesløs behandling og er relativt upåvirket av fuktige, smussige og korroderende omgivelser.

Tetthetsmåleren ifølge foreliggende oppfinnelse har en slik utførelse at den kan fremstilles av et relativt lett og korrosjonsmotstandsdyktig termoplastisk materiale,

i motsetning til de tyngre metallmaterialer som vanligvis benyttes i de tidligere kjente instrumenter. Til tross for dette er den nye tetthetsmåler robust og varig.

Den nye tetthetsmåler innbefatter en beholder for slammet som skal måles, en vektarm med en første ende som er festet til beholderen, en vippeopplagring for vektarmen og en utbalanseringsvekt som er glidbart montert på vektarmen. Vektarmen er kjennetegnet ved at den har en omvendt kanaltverrsnittsform, med en toppvegg og første og andre sidevegger som rager ned fra toppveggen. Vektarmen har første, og andre ører som rager ned fra de første og andre sidevegger, og disse ører har første og andre nedadrettede utsparinger. En knivkant i vippeopplagringen samvirker med ørenes utsparinger for bæring av vektarmen. Over omtrent 1/3 av sin lengde har vektarmen en langsgående ribbe som strekker seg fra beholderen og utover og er anordnet mellom de nevnte første og andre sidevegger i tverrsnittsprofilen. Denne ribben rager ned fra toppveggen i vektarmens tverr-snittsprofil. Ribben gir ekstra styrke i opplagringsområdet for armen.

Fra ribben rager det ned et øre som samvirker med et hakk i den understøttende knivkant, slik at vektarmen derved hindres i å gli sideveis på kniven.

På denne måten er det tilveiebragt en solid,

men allikevel lett og korrosjonsmotstandsdyktig slamvekt.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under hen-visning til tegningene, hvor

fig. 1 viser et sideriss av en tetthetsmåler ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 viser et grunnriss av tetthetsmåleren

i fig. 1,

fig. 3 viser et riss av vektarm og beholder

sett nedenfra,

fig. 4 viser et snitt etter linjen 4-4 i fig. 1, fig. 5 viser et snitt etter linjen 5-5 i fig. 1, fig. 6 viser et snitt etter linjen 6-6 i fig. 1, fig. 7 viser et snitt etter linjen 7-7 i fig. 1, fig. 8 viser et oppriss av vippeanordningen,

fig. 9 viser et snitt etter linjen 9-9 i fig. 8, og

fig. 10 viser vippeanordningen i fig. 8 sett nedenifra.

Tetthetsmåleren er i.fig. 1 og 2 generelt betegn-et med 10. Den har en beholder 12 for opptak av det fluidum hvis tetthet skal måles.. En vektarm 14 er festet til beholderen 12 med sin ene eller første ende 16. På vektarmen 14 er det glidbart anordnet en av rustfritt stål ut-ført utbalanseringsvekt 18.

En vippeanordning 20 understøtter vektarmen med beholder og er beregnet for plassering på et underlag 22. Underlaget kan nær sagt være hva som helst, eksempelvis en bordplate.

Som best vist i fig. 4, 5 og 6 er vektarmen 14 utført med omvendt kanaltverrsnittsprofil, og har således en toppvegg 24 og første og andre sidevegger 26 og-28. Toppveggens 24 bredde er større enn sideveggenes 26 og 28 høyde. I en foretrukken praktisk utførelse har toppveggen 24 en bredde på 24 mm, og sideveggene 2 6 og 2 8 har en høyde på 16 mm. Tykkelsen er 2,5 mm i såvel toppvegg som sidevegger.

Vektarmen 14 er mellom sin første ende 16 og

sin andre ende 30 oppdelt i tre avsnitt ved hjelp av første og andre forsterkningssteg 32 og 34, som avstiver toppveggen og sideveggene. Hvert avsnitt har en lengde omtrent tilsvarende en tredjedel av vektarmens 14 lengde.

Den delen av vektarmen 14 som ligger mellom vektarmens første ende 16 (ved beholderen) og det første steg 32 har en langsgående ribbe 36 som strekker seg ned fra. toppveggen 24 og går ut i fra beholderen 12 og frem til steget 32. Ribben 36 er parallell med sideveggene 26 og 28.

Det foretrekkes å la denne ribben 36 strekke

seg bare over omtrent en tredjedel av vektarmens 14 lengde, regnet fra beholderen 12, istedenfor å la ribben strekke seg langs hele armen. Grunnen til dette er at en ribbe som strekker seg over hele vektarmens lengde vil bety ekstra vekt, hvilket igjen vil kreve en vektøking for beholderen 12 eller at denne fjernes lengre fra vippeanordningen 20, og intet av dette er ønskelig. Alterna-tivt kunne man gjøre beholderen 12 større, men det er også uønsket, fordi man da vil kreve mer fluidum; dvs. større prøvemengde. En forlengelse av ribben 36 vil naturligvis også kreve øket materialforbruk.

Vektarmen 14 er .forsynt med et bæreområde 38

for samvirke med vippeanordningen 20. I sitt bæreområde 38 har vektarmen første og andre ører 40 og 42 som strekker seg ned i fra de respektive sidevegger 26 og 28. Hvert øre 40, 42 har en nedadrettet utsparing 44 henholdsvis 46, for samvirke med vippeanordningen 20. Disse utsparinger 44, 46 er i form av V-formede hakk med avrundet bunn. Avrundingen 4 8 har fordelaktig en radius på rundt 1,5 mm.

Ribben 36 har et øre 50. Dette tredje øre har

i hovedsaken rektangulær form og strekker seg ned fra ribben 36 mellom ørene 40 og 42.

Vippeanordningen 20 har en skiveformet basis 52 hvorfra det rager opp en sylindrisk søyle 54. Øverst har søylen to mot hverandre skrånende flater 56 og 58 som danner en kniv 60. Denne kniven 60 samvirker med hakkene 44 og 46 i ørene 40 og 42. Kniven 60 har selv et oppad

åpent innhakk 62 for samvirke med øret 50 på den foran omtalte ribbe 36 når kniven 60 bærer vektarmen.14.

Som vist i snittet i fig. 9 er vippeanordningen 20 utført som et hult legeme. I basisen 52 er det skrue-hull 64 og 66 for fastgjøring av vippeanordningen 20 til bunnen av en ikke vist bæreveske eller- kasse som tetthetsmåleren 10 vanligvis bæres og er montert i.

Ørene 40 og 42 medfører at vektarmens 14 bæreområde 38 tilveiebringes uten at man reduserer kanalprofil-ens tverrsnittsareal i dette område. Påkjenningene på vektarmen 14 er størst i vippepunktet når vekten er i bruk. Påkjenningene er.størst ved beholderen 12 når man snur beholderen oppned og banker den mot et underlag for å fjerne slamprøven fra beholderen. Det er derfor riktig at vektarmen ikke svekkes på disse steder. Tverrsnittsarealet for vektarmprofilen ved ørenes 40 og 42 hakk 44 og 46 er i hovedsaken like stort som tverrsnittsrealet utenfor

> dette området.

Ribben 36 bidrar også til å forsterke vektarmen 14 i bæreområdet 38, idet ribben gir ca. 30% større fereg-hetsmoment i tverrsnittet i fig. 5 sammenlignet med tverrsnittet i fig. 6.

Kanaltverrsnittsformen til vektarmen 14 av-sluttes litt før vektarmens andre eller frie ende 30,

hvor det er utformet en endevegg 68, som vist i fig. 3. Mellom veggen 6 8 og vektarmens 14 andre ende 30 er det

en kalibreringsbrønn 70 i vektarmens toppflate 72. Kali-breringsbrønnen 70 er en i hovedsaken sylinderformet åpning. Fra bunnen 74 i kalibreringsbrønnen 70 rager det opp en muttersylinder 76.

Kalibreringsbrønnen 70 har en utvidet munning 80 og her er det plassert et deksel 78. I brønnen kan det legg-es B-B-hagl (ikke vist) eller annen kalibreringsvekt. En skrue 82 går gjennom dekselet 78 og skrus inn i mutter-sylinderen, hvorved dekselet holdes på plass. Dekselet 78 har en oppragende del 84 som danner en stopper for utbalanseringsvekten 18, slik at denne ikke kan gli av vektarmen 14.

Som best vist i fig. 3 er .det i vektarmen utformet fire sylindriske hull 85, 87, 89 og 91 rundt kali-breringsbrønnen 70. Disse hullene reduserer material-mengden i vektarmen 14 og reduserer også veggtykkelsen til det støpte parti ved kalibreringsbrønnen 70.

I overgangen mellom vektarmen og beholderen er det materialforsterkninger 86 og .88.

På beholderen 12 er det et lokk 90 med et av-lastningshull 92.

På vektarmen 14 er det videre direkte over vippeanordningen 20 anordnet en libelle 94.

På vektarmens øvre flate 72 er det plassert

en skala 96 slik at man direkte av utbalanseringsvektens 18 stilling kan utlese en verdi for slamtettheten når vekten er i balanse.

Skalaen 96 har tre skalalinjer 98, 100 og 102. Disse gir fortrinnsvis tetthetsangivelser i kg/cm 3 , lb/ft<3>og lb/gal.

En fordel med at de tre skalalinjene 98, 100 og 102 er plassert sammen på vektarmens øvre flate 72 er at man da kan se alle sammen i fra et sted. På mange av de tidligere kjente tetthetsmålere er de ulike skalaer plassert på motliggende sider av vektarmen, slik at man ikke kan se samtlige med et blikk. En plassering av en skala på baksiden av vektarmen gjør det forøvrig umulig å se denne når innretningen er plassert i en bærekasse.

Vektarmen 14, beholderen 12 og vippeanordningen 20 er alle fordelaktig fremstilt av et termoplastisk materiale. Vektarmen 14 og beholderen 12 utgjør en enkelt støpt del. Det termoplastiske materiale - som benyttes i måleren 10 må ha et tiQif redsstillende bruks temper aturområde, høy styrke, holdbarhet og kjemisk motstandsdyktighet. Termoplastiske materialer som har egnede egenskaper er bl.a. glassfylt polyester, glassfylt nylon, glassfylt acetel, glassfylt polypropylen og ABS. Vektarmen 14 og behøtHder-en 12 utgjør som nevnt fordelaktig en enhetlig støpedel av et termoplastisk materiale, mens vippeanordningen 20 fordelaktig danner et andre enhetlig støpt legeme av et termoplastisk materiale. Skalaen 96 etses fortrinnsvis inn i den øvre flaten 72.

Claims (11)

1. Tetthetsmåler innbefattende en beholder (12) for et fluidum hvis tetthet skal måles, en vektarm (14) som i den ene enden er forbundet med beholderen, en vippeopplagring (20) for vektarmen, og en utbalanseringsvekt (18) som er glidbart anordnet på vektarmen, karakterisert ved at vektarmen (14) har omvendt kanalformet tverrsnitt, med en toppvegg (24) og en første og andre sidevegg (26, 28) som rager ned fra toppveggen, og at et bæreområde (38) på vektarmen (14) innbefatter første og andre ører (40, 42) som rager ned fra henholdsvis første og andre sidevegg (26, 28) og hver har en nedadrettet utsparing (44, 46) for samvirke med vippeanordningen (20), fortrinnsvis i form av omvendte V-hakk som fortrinnsvis har avrundet bunn (48).

2. Tetthetsmåler ifølge krav 1, karakterisert ved at toppveggens (24) bredde er større enn sideveggenes (26, 28) høyde.

3. Tetthetsmåler ifølge et av kravene 1-2, karakterisert ved at vektarmen (14) er ut-ført av et termoplastisk materiale, og ved at vektarmen (14) og beholderen (12) er utført som en enhetlig støpedel.

4. Tetthetsmåler ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at vektarmtverrsnittet i vippepunktet er i hovedsaken like stort som et nær inntil bæreområdet (3 8) forhåndenværende tverrsnitt.

5. Tetthetsmåler ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at vippeanordningen (20) innbefatter en opplagringskniv (60) for vektarmen (14).

6. Tetthetsmåler ifølge krav 5, karakterisert ved innhakk (62) i opplagringskniven, for samvirke med en del av vektarmen (14).

7. Tetthetsmåler ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved en langs i det minste en dellengde av vektarmen (14) forløpende, fra toppveggen (24) mellom sideveggen (26,28) nedragende ribbe (36).

8. Tetthetsmåler ifølge krav 7, karakterisert ved at ribben (36) går fra beholderen (12) og til et sted på vektarmen (14) mellom bæreområdet (38) og vektarmens frie ende (30).

9. Tetthetsmåler ifølge et av kravene 7-8, karakterisert ved at et avstivende tverrsteg (32) i kanalprofilen, ved den fra beholderen vendte ribbeende og forbundet med ribben (36).

10. Tetthetsmåler ifølge krav 9, karakterisert ved at tverrsteget (3 2) er plassert ca. en tredjedels vektarmlengde fra beholderen (12).

11. Tetthetsmåler ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved et andre forsterkende, tverrsteg (34) omtrent halvveis mellom dét førstnevnte tverrsteg (32) og vektarmens (14) frie ende (30).