171763. lajstromszámú szabadalom • Berendezés fúrószár- rétegvizsgáló szelepének működtetésére
15 171763 16 erő nem lép fel, sem a 10 fúrószár 6 üregében, sem a 16 gyűrű alakú térben, a 44 dugattyúra ható erőkön kívül. A vizsgálat során a 10 fúrószárat leeresztjük a 3 fúrólyukba, felültetjük a 27 pakkért, és a 20 kapcsolókiegyenlítő fúrócsövet a már ismertetett módon részben összenyomjuk. A 21 közbülső-súlyosbító fúrócső súlya ekkor a 40 működtető elemre hat és azt a 48 szelepházban lefelé mozdítja el. Ennek a mozgásnak a hatására a 78 felső részen kialakított 44 dugattyú ugyancsak lefelé mozdul el és megnöveli a tömített 42 gyűrű alakú kamra térfogatát. A 42 gyűrű alakú kamrában eredetileg az atmoszféra nyomásnak megfelelő levegő volt, amely a készülék összeszerelésekor adott térfogatba zárult be. A 42 gyűrű alakú kamrában a 44 dugattyú mozgásának befejezése után a nyomás mértéke a 42 gyűrű alakú kamra megváltozott térfogatának és hőmérsékletének függvénye. Ez a nyomás lényegesen kisebb, mint a 16 gyűrű alakú térben levő folyadék hidrosztatikus nyomása. Amikor a 78 felső rész lefelé süllyed, a 119 kötőelem és a 92 alsó rész ugyancsak lefelé fog mozogni. A 97 és 98 peremek ennek következtében szétválnak. A 96 állítóhüvelyt ugyanakkor a 121 rugókamrában levő részben összenyomott 95 csavarrugó szintén lefelé nyomja. A 96 állítóhüvely magával viszi a 104 szárakat, minthogy a 103 és 105 karmok össze vannak kapcsolódva, és ennek következtében a 47 golyós szelep a 112 fogak hatására zárt helyzetbe fordul. Ekkor a 104 szárak és a 96 állítóhüvely megáll. A 78 felső rész és 92 alsó rész azonban tovább mozognak, és a 95 csavarrugót tovább nyomják össze. Ezalatt a holtjáték alatt, a 101 tömítések a 100 furatokat zárva tartják. így a 47 golyós szelep körül kialakított kerülőjárat zárva marad. A 78 felső rész és 92 alsó rész mozgása akkor szűnik meg, amikor a 74 és 75 felületek szétválnak. A súly- és nyomásterhelésű 24 vizsgáló szelep ekkor van zárt állásban. A 25 kiegyenlítőszelep működésének részletes ismertetésére itt nem térünk ki, minthogy az a már említett 3.814.182 sz. USA szabadalmi leírás 7—10 oszlopaiban részletesen megtalálható. Amikor a 24 vizsgálószelepet ismét nyitni akarjuk, a 16 gyűrű alakú térben addig növeljük a nyomást, amíg a 44 dugattyúra ható nyomáskülönbség el nem éri azt az értéket, amely elegendő ahhoz, hogy a 21 közbülső-súlyosbító fúrócsövet felemelje. Amikor a nyomáskülönbségből adódó erő a 21 közbülső-súlyosbító fúrócső súlyát meghaladja, a 78 felső rész és 92 alsó rész fölfelé kezd mozogni. Az összenyomott 95 csavarrugó ugyanakkor a 96 állítóhüvelyt és a 104 szárakat lent tartja, azaz a 47 golyós szelep zárva marad egészen addig, amíg a 97 és 98 peremek érintkeznek. A 92 alsó rész holtjátékának kezdetén a 100 furatok szabaddá válnak, aminek következtében a zárt állású 47 golyós szelep körül a kerülőjárat szabaddá válik. A kerülőjáratban létrejövő folyadékáramlás csökkenti a 47 golyós szelepre ható nyomáskülönbséget, aminek következtében a golyó elfordítása lényegesen könnyebben elvégezhető. Az elmozdulás végére a kerülőjárat lezárul, ekkor a 47 golyós szelep zárt állásban van, majd a következő löket elejénél, amikor a 47 golyós szelep nyit, ismét szabaddá válik. Miután a 97 és 98 peremek egymásra felfeküdtek, a 92 alsó rész a 96 állítóhüvelyt fölfelé mozgatja, aminek következtében a 47 golyós szelep nyit. A 78 fölső rész és a 92 alsó rész tovább mozognak felfelé, amíg a 67 és 68 felületek egymáson felütköznek. Ha a 47 golyós szelep teljesen nyitva van, mielőtt a 67 és 68 felületek egymással érintkezésbe kerülnek, vagy teljesen zárva van, mielőtt a 74 és 75 felületek érintkeznek, a 99 rések lehetővé teszik 5 a 96 állítóhüvely deformálódását olyan mértékben, amely a 112 fogaknak a 104 szárakról való letörését megakadályozza. A súly- és nyomásvezérlésű 24 vizsgálószelep ekkor nyitott állásban van, és lehetővé teszi a réteg, valamint a 10 fúrószár 6 ürege közötti folyadékáramlást. 10 A 31 csúszóhüvely a 35 gyűrű alakú kamrában a 78 felső és a 92 alsó rész megfelelő mozgása alatt ugyancsak elmozdul, és felveszi ezeket a mozgásokat anélkül, hogy a 10 fúrószárnak a 20 kapcsoló-kiegyenlítő fúrócső fölötti része elmozdulna. 15 A súly- és nyomásvezérlésű 24 szelep a 21 közbülsősúlyosbító fúrócső nyomásának hatására működik. A 21 közbülső-súlyosbító fúrócső szükséges súlyát a 10 fúrószár hosszának, az alkalmazott öblítőfolyadék és pufferfolyadék minőségének, valamint a 21 közbülső-20 súlyosbító fúrócső méreteinek függvényében számítjuk ki. Látható, hogy a felfelé ható erő, amely a 44 dugattyúra a 16 gyűrű alakú tér nyomásának következtében hat, két részből tevődik össze. Az egyik rész a fúróiszap hidrosztatikus nyomásából adódik, a másik rész pedig 25 a 16 gyűrű alakú térbe vezetett folyadék nyomásának fenntartásához szükséges szivattyúnyomásból számítható. Látható, hogy ha a fúróiszap hidrosztatikus nyomása által létrehozott erővel azonos súly hat a 40 működ-30 tető elemre, akkor a gyűrű alakú térben levő folyadék hidrosztatikus nyomása kiegyenlítődik. Minden további súly a 40 működtető elemet lefelé mozgatja, és ezzel a 24 kapcsolószelepet a fent ismertetett módon működteti. A 21 közbülső-súlyosbító fúrócső súlyát célszerűen 35 úgy határozzuk meg, hogy a fúróiszap hidrosztatikus nyomásának kiegyenlítéséhez szükséges erőhöz annak az erőnek a felét adjuk hozzá, amely a fúrólyuk gyűrű alakú terében levő folyadék maximális nyomását létrehozó szivattyúnyomáshoz tartozik. A maximális szi-40 vattyúnyomást úgy határozzuk meg, hogy megvizsgáljuk melyik az a legnagyobb folyadéknyomás, amit a furatban létre lehet hozni, anélkül, hogy a szerkezet működésében zavar állna be, és a biztonsági berendezések működésbe lépnének. így a 21 közbülső súlyosbító 45 fúrórúd súlya egyrészt kiegyenlíti a fúróiszap hidrosztatikus nyomásából származó erőt, másrészt a járulékos súly biztosítja a 42 gyűrű alakú kamra térfogatának növeléséhez és a tömítések súrlódásának legyőzéséhez szükséges erőt a 40 működtető elem lefelé történő moz-50 gatása során. A szivattyúnyomás másik része másfelől biztosítja azt az erőt, amely a 40 működtető elemet felfelé mozgatja, és ennek során a tömítések súrlódását legyőzi anélkül, hogy a fúrólyukban megengedett maximális nyomáshatárt túllépnénk. 55 A 21 közbülső-súlyosbító fúrócső L hosszát az alábbi képlettel lehet meghatározni: DC, + C v- (d 4 - 4 R 2 ) - M v - (D 2 - 4 R 2 ) 60 4 4 ahol A a 44 dugattyúnak a 16 gyűrű alakú térben uralkodó nyomásnak kitett felülete négyzetméterben, Mv a fúróiszap fajsúlya kp/m 3 -ben, T a vizsgálószelepnek a felszíntől mért távolsága 65 méterben, 8
