NO832007L - Fremgangsmaate og apparat for maaling av roerlengder - Google Patents

Description

Boring og drift av oljebrønner krever bruk av forskjellige

typer rørgods, slik som rørforinger og føringsrør for bruk som såvel brønnforing som strømningsførende rør. Rørseksjoner for dette formål er forskynt med såvel en sokkelende som en tappende, hvilket vil si henholdsvis en feminin og en maskulin gjenget overflate anbragt på motsatte ytterender av rørseksjonen. Disse to komplementært gjengede deler er utført for å tre i innbyrdes inngrep med tilstrekkelig friksjon til å hindre at den ene del utilsiktet skrues fra den annen. En rekke således sammenføyde, gjengede rørseksjoner danner tilsammen en rør-streng som f.eks. strekker seg nedover brønnboringen i et ferdig boret borehull.

Fra tid til annen blir imidlertid disse gjengede overflater

for sterkt nedslitt og må derfor iblant oppgjenges påhytt såvel ved sokkelenden som ved tappenden. Dette forkorter, alltid vedkommende rørlengde. Da fastlagte lengder ofte er påkrevet for bestemte oljebrønnanvendelser er det derfor nød-vendig at hver rørseksjon eller rørlengde lengdebestemmes før den atter tas i bruk, og den samlede lengde av de sammensatte rørseksjoner nøyaktig beregnes og registreres. Lengdebestem-melser utføres vanlig mens rørseksjonene befinner seg under-støttet horisontalt eller stablet i et enkelt eller flere lag på et sett rørstativer.

Måling av de enkelte rørlengder går for nærværende ut på at

det anvendes et målebånd av stål som holdes i hånden av to oljearbeidere og strekkes fra sokkelenden til tappenden for å visuelt måle vedkommende rørseksjon, hvorpå resultatet ned-tegnes manuelt og derpå summeres på en lengdeliste. Dette kan bare utføres når rørseksjonene befinner seg i et enkelt lag på rørstativene. Stablede rørlengder i flere lag må reduseres til enkeltlag for at denne rørlengdemåling i henhold til kjent teknikk kan utføres. Nøyaktigheten-og effektiviteten av denne tidskrevende fremgangsmåte er helt og holdent avhengig av i hvilken grad av nøyaktighet og hvor effektivt de enkelte oljearbeidere utfører lengdestemmelsene og den manuelle regi-

strering, hvilket imidlertid ofte gir muligheter for unøyaktig-het, feiltagelser og liten effektivitet. Det ville derfor være ønskelig å ha utstyr som tillater lengdebestemmelse av hver rørseksjon også når seksjonene er stablet ikke bare ett men også i flere lag. Det ville også være ønskelig at måleresul-tatene ble automatisk betegnet, anvist og registrert, idet også den totale lengde av sammensatte rørseksjoner også anvises og registreres uten at noe element av menneskelig svikt og unøy-aktighet inngår i prosessen. Et sådant ønskelig:'instrument er formålet for foreliggende oppfinnelse. Elektroniske om-formere for avstandsmåling er prinsippielt tidligere kjent. Luftfartøyer kan elektronisk bestemme sitt avstandsforhold til en fjerntliggende sender. Landmålingsinstrumenter utnytter en elektronstråle for nøyaktig oppmåling av kortere avstander. US-patentskrifter 4.281.404, 4.241.430 og 4.136.394 beskriver andre avstandsmålende anordninger og måleteknikk av denne art. Det henvises således til denne ovenfor angitte kjente teknikk for ytterligere bakgrunn for foreliggende oppfinnelse, samt også til eventuelt ytterligere patenter i de klasser hvor de ovenfor nevnte US-patenter er klassifisert.

Foreliggende oppfinnelse angår måleanordninger og særlig et håndholdt digitalt instrument som når det aktiveres autmomatisk måler, anviser og registrerer lengder av rørgods, slik som rørforinger eller strømningsrør. Den ønskede måling gjelder avstanden fra sokkelenden til tappenden av en gjenget rørlengde. Målingen utføres ved anvendelse:.av to separate håndholdte instrumenter, hvorav det ene anbringes ved sokkelenden og det annet ved tappenden av en rørlengde.

I henhold til en utførelse av foreliggende oppfinnelse holdes det ene av disse instrumenter mot den ene ytterende av rør-lengden og aktiveres til autmomatisk å sende ut en avstandsmålende stråle langs en strålebane parallelt med rørlengden. Instrumentet beregner rørseksjonens lengde og anviser denne

i passende måleenheter på en digitalt anvisningspanel, samt registrerer også den fastlagte lengde på en utskriftsstrimmel

og utnytter et akkumulerende hukommelseregister for beregning av samlet lengde av sammensatte rørseksjoner.

Det annet av nevnte instrumenter omfatter en reflekterende antenne eller en reflektor, som når den holdes mot den motsatte ende av rørlengden, kaster den utsendte avstandsmålende stråle tilbake til den første instrumentkomponent, hvor signalet signalbehandles elektronisk for å utlede den nøyaktige lengde av vedkommende rørseksjon.

Den første instrumentkomponent omfatter en standard digital regneenhet samt logiske kretser for addisjon, subtraksjon, divisjon og multiplikasjon og med et hukommelseregister.

I en utførelse av foreliggende oppfinnelse omfatter instrumentet et lett, håndholdt apparat av pistoltype og med en utførelse som kan kraftforsynes av vanlig nettspenning, eller alterna-tivt batteridrives ved avsides eller isolert bruk. I en annen utførelse av oppfinnelsen omfatter såvel instrumentets sender-enhet som reflektorenhet et lett, håndholdt apparat av pistoltype, mens den del av måleutstyret som utfører beregning og registrering inneholdes i en separat apparatkomponent som omfatter en vanlig digital regneenhet med resultatutskrift og innrettet for veggmontering, bordmontering eller for anbringelse på et fjerntliggende sted.

I en ytterligere utførelse av oppfinnelsen omfatter sender-

og reflektorkomponentene organer for måling av rørseksjonens totale lengde bortsett fra gjengene på seksjonens tappende.

Det er derfor et hovedformål for foreliggende oppfinnelse å: frembringe et instrument for måling og registrert lengdebestemmelse av rørlengder, idet instrumentet sender ut en elektronstråle som føres i rett linje på oversiden av rørlengden, idet rørlengdene er stablet horisontalt i et enkelt lag.

Det er et annet formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe et par håndholdte instrumenter innrettet for med innbyrdes avstand å måle og lengderegistrere rørlengder som befinner seg horisontalt understøttet på en rørstativ.

Det er også et formål for oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte hvorved rørlengder som er understøttet i horisontal stilling kan lengdebestemmes, den ene etter den annen, hvoretter rør-lengdene beregnes og summeres således at deres samlede lengde blir utledet.

Det er et ytterligere formål for oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte og frembringe et apparat hvorved påfølgende rørseksjoner som er beregnet for anvendelse nede i et borehull kan lengdebestemmes mens rørlengdene befinner seg stablet i lag ovenpå hverandre over bakkenivå.

Det er ennå et ytterligere formål for oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte og frembringe et apparat hvorved lengden av en rørseksjon kan elektronisk måles mens røret befinner seg under-støttet i horisontal stilling på et bærestativ.

Et annet og ennå ytterligere formål for foreliggende oppfinnelse er frembringelse av et instrument for måling og lengde-registrering av rørseksjoner, idet instrumentet sender ut en rettlinjet stråle langs en bane parallelt med rørseksjonens . akse når sådanne rørseksjoner er stablet horisontalt i flere lag.

Det er ennå et annet formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe et apparat som kan anbringes ved den ene ende av en rørlengde for å sende ut en elektronstråle langs rørlengden, mens en^reflektor er anbragt ved rørlengden motsatte ende for å kaste tilbake strålen til dens utgangspunkt, idet apparatet videre omfatter avstandsmålende kretser for nøyaktig beregning av rørlengdens lengdeutstrekning.

Foreliggende oppfinnelse har videre som formål å angi en fremgangsmåte for måling av en rørlengde ved å sende ut en stråle langs røraksen i det indre av røret, idet avstandsmålende kretser utnyttes for å bestemme rørlengdens lengdeutstrekning.

Disse og forskjellige andre formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil klart fremgå for fagfolk på område ved følgende detaljerte beskrivelse under henvisning til de vedføyde teg-ninger, hvorpå: Fig. 1 viser,sett fra siden,en rørlengde understøttet på et rørstativ, for å anskueliggjøre en utførelse av foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser,sett fra siden,flere lag av rørlengder understøttet på et rørstativ, idet en ytterligere utførelse av oppfinnelsen er vist i denne forbindelse. Fig. 3 er en forstørret perspektivskisse av en del av det apparat som er vist i figurene 1 og 2.

Fig. 4 viser forstørret en del av fig. 1.

Fig. 5 viser det apparat som er angitt i fig. 4 sett fra enden. Fig. 6 viser, sett fra siden og forstørret,en del av det apparat som er angitt i fig. 2.

Fig. 7 viser,sett fra siden og forstørret,en del av fig. 1.

Fig. 8 viser en alternativ utførelse av den del som er vist i fig. 7. Fig. 9 viser skjematisk kretsoppbygningen av et apparat i henhold til oppfinnelsen. Fig. 1 på tegningene angir ved henvisningstallet 10 måle-metoden i henhold til foreliggende oppfinnelse. Tallet 12 angir en rørlengde som kan være et foringsrør, produksjonsrør, borerør eller en annen lignende rørseksjon.

Sådanne rørseksjoner er horisontalt understøttet på rørstativer 14 og 16. Hver rørlengde omfatter en sokkelende 18 som ender i en skulder 20, og en motstående tappende 22 som ender i en skulder 24. 11er den avstand som måles fra skulderen 20 til skulderen 24, mens 1^er den avstand som måles fra skulderen 20 til den ytre tappende, hvor gjengene slutter i en viss av stand fra skulderen 24. Angitt på annen måte, er 1^lik 1^minus l^.

En første apparatkomponent av apparatet i henhold til oppfinnelsen foreligger i form av en omformer 26. Denne omformer omfatter en sender for å frembringe og avgi et elektronisk signal, samt videre en mottager for å motta dette signal.

Det elektroniske signal sendes ut langs en forplantningsbane

28, 2 9 som forløper parallelt med lengdeaksen for vedkommende rørlengde.

En annen komponent av apparatet i henhold til oppfinnelse foreligger i form av en reflektor 30 som er anordnet for å reflektere eller kaste tilbake det utsendte signal 28 langs forplantningsbanen 29, idet henvisningstallet 28 angir signal-forplantningen fra 26 til 30, mens tallet 29 angir retursignalét fra 30 til 26, eller omvendt.

I fig. 2 er det vist to parallelt anordnede rørstativer 114,

116 som understøtter flere"horisontale lag av rørlengder 112. Den ene av de viste personer holder omformeren 26 i henhold

til foreliggende oppfinnelse i fast innstilling i forhold til skulderen 20 på rørlengden 112. Det utsendte elektroniske signal 28 passerer aksialt gjennom det indre 21 av rørlengden 112. En annen person som er vist ved tappenden av rørlengden 112, holder reflektorinnstrumentet 30 i fastlagt innstilling i forhold til tappskulderen 24, således at signalet 28 kas-

tes tilbake langs banen 29 parallelt med lengdeaksen for rør-lengden 12 og gjennom det indre av røret 21, således at signalet returneres til mottagerantennen for omformeren 26.

Som det vil fremgå av figurene 3-6, omfatter omformeren 26

et ytre hus 32 som bærer antenner 34 ved sin forende. Et data-vindu 36 gjør det mulig å avlese anviste tall med hensyn til rørseksjonens lengde, og de tallverdier som opptrer i dette vindu frembringer elektronisk ved prosesser som er vel kjent for fagfolk på området. Vedkommende data 36 skrives også ut

på passende materiale, slik som en papirstrimmel 38, for derved å frembringe en permanent registrering av de samme data som anvises ved 36. Omkoblerne 40 - 44 styrer forskjellige ar-veidsfunksjoner for omformeren, slik som effekttilførsel, gjentagelse, utskrift og anvisning.

Omformeren omfatter et håndgrep 48 og en avtrekker-bryter 50. Når avtrekkeren 50 trekkes inn og vedkommende bryter har

sørget for energitilførsel til apparatet, avgis signalet 28

fra antennen 34.

Som det vil fremgår av fig. 7, er reflektorlegemet 52 utstyrt med et håndgrep 54 og en avtrekker-bryter 56 på lignende måte som angitt ovenfor for omformeren 26. Reflektorelementet 58

er montert på den øvre ende av legemet og omfatter den viste forside 66 som reflekterer signalet 28 tilbake langs forplantningsbanen 29. Bryteren 60 sørger for energitilførsel til reflektorinnretningen 30, mens lyspunktet 62 bringes til å

lyse opp for å angi at signalet 28 er mottatt av reflektor-platen 66, således at den annen person kan vite at målingen er fullført og kan flytte apparatet 30 til det nærmest inntil-liggende rør som skal måles.

Anleggsflaten 64 bringes til anlegg mot skulderen 24 på tappenden av røret, og orienterer den fremre reflektorflate 66 mot forplantningsbanen 29. Forsiden 66 av reflektoren 58 er forskjøvet i forhold til skulderen 24 på røret. Denne reflek-torflaten 66 kan like godt være innstilt i flukt med den motsatte ende 25 av den gjengede tappende, når gjengene er av standard lengdeutstrekning og er pålitelig med hensyn til ensartet lengde.

I fig. 8 er den håndholdte reflektorkomponent 80 av apparatet utstyrt med et passende håndtak 82. Forsiden 86 av reflektor-antennen 58 er anbragt i flukt med den indre ende 88 av gjengene 22 på tappenden. Forsiden 84 av huset 80 er anbragt i anlegg mot skulderen av tappenden.- Skaftet 90 er glidbart opplagret i huset og fortsetter frem til 92 hvor skaftets fri ende er utvidet til en passende knapp 94. En friksjpnslås 96 står i løsbart inngrep med skaftet 90, 92, således at det ikke forskyves i forhold til huset 80 før det frigjøres av låsen 96.

Ved måling av rørseksjonens lengde 12innstillies reflektor-antennen 86 ved 88, således at avstanden 1^ subtraheres fra avstanden 1^, således at de angitte måleverdier ved 36 og 38 gjelder lengdeutstrekningen 1,,, som er den effektive lengde av rørseksjonen når seksjonen er fast påskrudd den nærmest på-følgende rørlengde.

I fig. 9 angir henvisningstallet 68 den senderkrets hvor signalet 28 frembringes og utsendes fra antennen 34. Tallet 70 viser en tidsvarende mottagerkrets koblet til den ene komponent av antennen 34 samt særlig utført for å motta retursignalet 29. Henvisningstallet 72 angir integrerende og logiske kretser hvori signalene 28 og 29, som er blitt bearbeidet ved 68 og 70, ytterligere signalbehandles for å forsyne beregnings-kretsene 74 med passende elektroniske signaler for utskrivning, beregning og styring.

Det skal nå atter henvises til fig. 2, hvor det er vist en annen utførelse av oppfinnelsen ved henvisningstallet 76, som angir et vegg- eller bordmontert apparat med de funksjoner som er angitt ved henvisningstallene 36, 46 og 38 i fig. 3. Apparatet 76 er over passende kretser 78 forbundet med omformeren 26.

Den første utførelse av apparatet anvendes i forbindelse med rør som er understøttet i et enkelt lag på rørstativer, slik som vist i fig. 1. Den angitte første person ved sokkelenden av rørlengden holder omformeren slik at dens forside 33 kommer til anlegg mot skulderen 2 0 på sokkelenden. I den utstrekning denne første person ved sokkelenden kan se den annen person ved tappenden, vil den første person vite når den annen person er tilstrekkelig forberedt til at avtrekkeren 50 kan trykkes inn, hvorved strålen 28 avgis fra omformeren 26 og vandrer parallelt med røret, samt treffer antennen 28 på reflektoren og derved kastes tilbake langs banen 29 mot omformerens mottager-antenne. De kretser som er angitt som eksempler i fig. 9, beregner lengden 1^av rørseksjonen. Denne lengdeverdi vil da opptre i anvisningsvinduet 36. Samtidig vil lengdeverdien bli utskrevet på papirstrimmelen 38. Når påfølgende målinger utføres, vil de tilsvarende måleverdier etter tur opptre i vinduet 36, samtidig som de i rekkefølge adderes i hukommelse-kretsen og summen skrives ut på papiret 38. Papirstrimmelen 38 vil således bli påført tallverdier som angir lengden av de enkelte rørseksjoner såvel som den akkumulerende lengde av de målte rørseksjoner.

I visse tilfeller vil lengden 1^ av gjengene på tappenden være konstant og alltid bidra med samme lengdeverdi til lengden av de forskjellige rørseksjoner. I dette tilfelle kan omformer-kretsene programeres ved 4 6 på sådan måte at lengden av tapp-gjengene automatisk trekkes fra hver av målingene 1^. Derved oppnås lengdemålene 12, som er et "gjengeløst" lengdemål eller den effektive lengde som en rørseksjon bidrar med i en rørstreng.

I visse tilfeller er det midlertid å foretrekke at gjengelengden 1^trekkes visuelt fra på hver tappende, slik som vist i fig. 8. I dette tilfelle ligger forsiden 84 av reflektorhuset 80 i anlegg mot skulderen 24 på rørlengden. Antennen 86 er imidlertid forskjøvet langs et avsnitt av rørlengden ved å utnytte utvid-elsen<:>.98 til å skyve skaftet 80 frem og tilbake inntil reflek-torflaten 86 befinner seg tilstrekkelig nøyaktig i flukt med enden 88 av gjengene. Friksjonslåsen 86 hindrer utilsiktet bevegelse av skaftet.

I tilfeller hvor rørlengdene er stablet i flere lag, slik som vist i fig. 2, er det fordelaktig å sende signalet langs det indre av røret for å oppnå en klar forplantningsbane for det elektroniske signal. I dette tilfelle vil forsiden 33 av huset 32 ligge an mot skulderen 20 på rørets sokkelende, slik at antennen 34 i større eller mindre grad er rettet langs rørets aksiale midtlinje. Avtrekkerbryteren 50 påvirkes for å sende ut en stråle 80 fra antennen 34 til reflektoren 58 på apparat-komponenten 30. Denne apparatkomponent 30 er anbragt i til-slutning til rørlengdens tappende på sådan måte at skulderen 24 ligger an mot fronten 64 av huset 52. Dette bringer antennen 58 inn i røret og mer eller mindre aksialt på linje med rørets midtlinje.

Når den annen person har bemerket at lyspunktet 6 2 er blitt opp-lyst, vet han at den første person har fullført målingen av vedkommende rørlengde, og den annen person kan da begynne flyt-ningen av reflektorinnretningen 30 til det neste rør som skal måles.

Foreliggende oppfinnelse angir en rask, pålitelig og nøyaktig fremgangsmåte for måling av rørlengder som er understøttet i horisontal stilling på et rørstativ, uansett om rørlengdene er anordnet i lag eller plassert slik som vist i fig. 1. Sender-antennen kan lett anbringes i innstilt forhold til sokkelenden av rørledningen, på den måte som angitt i figurene 1 og 2. Det er også mulig å anbringe omformeren 26 ved den motsatt ende, hvilket vil si tappenden av røret, samt å plassere reflektorapparatet 30 ved rørendens sokkelende, hvis det av en eller annen grunn er ønskelig å utføre målingene på motsatt måte av det som er angitt ovenfor.

Fortrinnsvis anbringes imidlertid reflektoren ved rørets tappende i fastlagte forhold til ytterenden av røret. Et elektronisk signal avgis fra omformerantennen og vandrer langs en forplantningsbane parallell med rørets lengdeakse inntil signalet mottas og kastes tilbake av reflektorapparatet.

Det reflekterte signal vandrer også langs en bane som er parallell med rørlengdens lengdeakse og mottas av omformerantennen. Det mottatte signal bearbeides og analyseres i de angitte kretser for å frembringe data som angir lengden av vedkommende rørseksjon.

De data som angår rørseksjonens lengde anvises som en lengdeverdi i datavinduet. De anviste lengdedata kan være angitt i hvilken som helst passende lengdeenheter med tilstrekkelig antall desimaler, f.eks. i det metriske system.

Vedkommende data samles opp og lagres på den viste strimmel. Dette vil si at utskrift på papirstrimlen angir hver måling såvel som den akkumulerte totale sum av de målte rørlengder.

I mange tilfeller er lengden av gjengene holdt innenfor snevret tolleranser og gjengelengden kan derfor anses som konstant for alle rørlengder. I dette tilfelle kan apparatet programeres til å trekke fra denne gjengelengde fra måleverdien for hele rørlengden, således at det oppnås et "gjengeløst" lengdemål.

Claims (13)

1. Apparat for måling av rørlengder som er anbragt på et rørstativ, karakterisert ved at apparatet omfatter en omformer innrettet for å avgi og motta et elektrisk signal, en antenneinnretning forbundet med omformeren og anordnet for å innstilles i gitt forhold til den ene ende av rørlengden, en reflektorinnretning anordnet for å innstilles i forhold til den motsatte ende av rørlengden, således at det signal som avgis fra antennes treffer reflektoren og kastes tilbake fra denne for å mottasa v' antennen og omformeren, samt overføres til avstandsmålende kretser for måling av signalets forplantningslengde.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter logiske kretser hvori den målte forplantningslengde av nevnte signal beregnes og registreres som måleverdier i sammenheng med rørlengden.

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte kretser omfatter et akkumulerende hukommelseregister for beregning av den samlede lengde av rørlengder som er oppmålt i rekke-følge .

4. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at nevnte signal sendes ut langs en forplantningsbane innvendig i rørlengden og parallelt med rørlengdens lengdeakse.

5. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at nevnte signal sendes ut langs en forplantningsbane som ligger på utsiden av rør-lengden og forløper parallelt med rørlengdens lengdeakse.

6. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter utstyr for å substrahere lengden av den gjengede tappende av røret fra målingen av rørlengdens totale lengde.

7. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at det er utstyrt med utstyr som sørger for at lengdemålingen av røret ikke omfatter lengden av gjengene på rørets tappende.

8. Apparat som angitt i krav 7, karakterisert ved at det videre omfatter logiske kretser hvorved den målte forplantningslengde av nevnte signal kan beregnes og registreres som lengdeverdier i sammenheng med rørlengden, idet nevnte kretser omfatter et akkumulerende hukommelsesregister for beregning av den totale lengde av rørseksjoner som er oppmålt etter tur.

9. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte signal sendes ut langs en bane innvendig i rørlengden,. samt parallelt med rørlengdens lengdeakse, idet apparatet videre omfatter organer for å subtrahere lengden av den gjengede tappende på rørseksjonen fra det totale lengdemål.

10. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte signal avgis fra en forplantningsbane som ligger på utsiden av rørlengden og forløper parallelt med rørlengdens lengdeakse, idet apparatet videre omfatter utstyr for å subtrahere lengden av den gjengede tappende fra den oppmålte totallengde.

11. Fremgangsmåte for måling av rørlengder som er under-støttet i horisontal stilling på et rørstativ, karakterisert ved at: en senderantenne anbringes i gitt forhold til den ene ende av rørlengden, en reflektor anbringes i gitt forhold til den annen ende av rørlengden, et elektronisk signal sendes ut fra antennen mot nevnte reflektor, og nevnte signal kastes tilbake fra reflektoren til antennen, signalet mottas av antennen og signalets forplantningslengde måles, hvilket utnyttes for å beregne lengdeutstrekningen av nevnte rørlengde.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved at nevnte signal sendes ut gjennom rørlengden og parallelt med rørlengdens lengdeakse .

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, karakterisert ved at lengdeutstrekningen av hver rørlengde anvises og adderes også til den akkumulerte totallengde av tidligere målte rørlengder.