Foreliggende oppfinnelse vedrører en oppløsbar tetningsanordning innrettet for trykktesting, soneisolasjon og workover av borehull.

Det er kjent å benytte plugger av et oppløsbart materiale, så som glass, keramikk, salt etc, der pluggen etter bruk kan fjernes eller knuses på en slik måte at den etterlater lite rester eller bruddstykker. Slike plugger av et oppl_øsbart materiale kan, dersom de er riktig konstruert, fjernes med eller uten eksplosiver på en forutsigbar og sikker måte.

Plugger som omfatter to eller flere glasslag stablet oppå hverandre kan fjernes uten bruk av eksplosiver ved å benytte seg av teknikker som omfatter slagverkt_øy, pigger som stikkes inn i det oppl_øsbare materialet, kuler eller andre gjenstander som bevirker til å påf_øre det oppl_øsbare materialet spenninger, eller punktering av laget som er anordnet mellom de to eller flere glassjikt, der volumet inneholder en film eller et ark av et annet materiale enn glass.

Dette laget mellom de to eller flere glassjikt, omfattende en film og/eller et ark av et annet materiale enn glass, kan omfatte et fluid, et plastmateriale, et gummimateriale et filtmateriale, et papirmateriale, lim, grease osv. Volumet, som kan være forsynt med minst ett av de ovennevnte materialer, vil bevirke til at pluggen under bruk oppnår ønsket styrke og seighet ved å sørge for opptak av laster som påf_øres pluggen i form av et differensialtrykk mellom under- og oversiden av pluggen.

Det en kjensgjerning at overflaten til en glassflate, uansett hvordan og hvor mye den er behandlet, pusset og slipt, aldri vil kunne bli helt slett og flat. Overflaten vil alltid ha en topologi som vil danne punktbelastninger dersom man ikke tilveiebringer foranstaltninger mot disse. Dessuten vil glass under belastning bøye og bevege på seg på en slik måte at det i realiteten er utenkelig å stable to glasskiver oppå hverandre uten å ha noe i mellom slik at det dannes et mellomrom eller volum mellom glassene som forsynes med et annet materiale enn glass.

Dersom to glass ble lagt rett oppå hverandre uten noe i mellom, ville det alltid oppstå punktbelastninger, og dermed spenninger, i grenseflaten som følge av ovennevnte topologi. Disse punktbelastninger/spenninger ville føre til at pluggen ikke fikk ønsket styrke og seighet, samt at styrken, seigheten og andre _ønskelige egenskaper til pluggen ble h_øyst usikre og uforutsigbare. Ikke bare ville det bli usikkert og uforutsigbart om pluggen var sterk og seig nok, men det ville også bli usikkert og uforutsigbart om pluggen ville l_øse seg opp og kunne fjernes med de trykkreserver eller andre midler man har til rådighet for å destruere en plugg når det er tid for dette. Dersom en plugg ikke kan fjernes på det tidspunkt man ønsker og/eller med de midler man har planlagt, så må svært kostbare og tidskrevende tiltak setter i verk, noe som er svært lite _ønskelig.

N0321976, innlevert 21. november 2003, beskriver en glassplugg omfattende et antall lag-eller sjiktformede glasskiver som mellom seg er forsynt med lag av et annet materiale enn glass. N0321976 er den første patentpublikasjonen noensinne som beskriver en lagdelt glassplugg. N0321976 forklarer hvorfor det må tilveiebringes sjikt mellom glasskivene av et annet materiale enn glass og inntas i dette skrift i sin helhet som en spesielt relevant referanse.

N0325431, innlevert 23. mars 2006, vedr_ører en anordning og fremgangsmåte for å knuse en oppl_øsbar tetningsanordning av ovennevnte slag. N0325431 anvender et avlastningskammer samt et omstillbart forbindelsesorgan som danner en fluidkommunikasjonskanal mellom volumet mellom glasskivene og avlastningskammer når det omstillbare forbindelsesorgan settes i en åpen stilling. Når det omstillbare forbindelsesorgan settes i en åpen stilling, "punkteres" og evakueres innholdet mellom glasskivene, og belastningen på (én eller flere av) glassjiktene overstiger det de er konstruert til å tåle, noe som bevirker til at de knuser. I tillegg omfatter anordningen ifølge N0325431 et antall tappanordninger som er innrettet til å punktbelaste glassiktene når forbindelsesorganet omstilles, idet tapporganene ytterligere skal bevirke til at glassiktene knuser på en sikker måte når forbindelsesorganet omstilles. N0325431 skal således fungere slik at pluggen knuser ved å omstille forbindelsesorganet til en åpen stilling, slik at rommet mellom glassjiktene punkteres og trykket faller drastisk og raskt. Dermed vil trykkst_øttefunksjonen forsvinne, glassjiktene vil b_øyes til de brister og l_øses opp den ene etter den andre. I tillegg angir N0325431 muligheten for å anordne tapper rundt glassjiktene, der tappene er innrettet til å frembringe punktbelastninger i glasset for å svekke glassjiktenes styrke. Slik tappenes funksjon er angitt i N0325431, så fungerer tappene enten ved at er "passive", dvs. at de står stille og kommer i ber_øring med glassjiktene når disse b_øyes etter at det omstillbare forbindelsesorgan er aktivert, eller at ved at tappene "aktivt" aktiveres ved hjelp av det omstillbare forbindelsesorgan når det aktiveres, dvs. at tappene skyves mot glassjiktene og dermed frembringer punktbelastningen. I begge tilfeller frembringes tappenes punktbelastninger kausalt av at det omstillbare forbindelsesorgan aktiveres, idet det er en forutsetning for den angitt pluggens funksjon at rommet mellom glassjiktene punkteres og trykket faller drastisk og raskt, idet glassjiktene dermed b_øyes og dermed punktbelastes eller eventuelt ved at summen av de spenninger som oppstår i glassjiktene når rommet mellom glassjiktene punkteres/evakueres og tappene presses inn i glassjiktene overstiger glassjiktenes tåleevne, slik at de brister. Tappene fungerer således ikke alene, de er avhengig av at innholdet mellom glassjiktene evakueres.

NO331150 angir en knusbar plugg, for eksempel av glass, som omfatter et antall tappanordninger (pigger, klo, tupp, spiss, komprimeringsring) som bevirkes til å presses radielt inn i et glassjikt slik at det knuser, idet glassjiktet omfatter på forhånd dannede svekkete punkter/områder som letter knusingen nårtappanordningene presses inn mot pluggen. Det er nærmere angitt i NO331150 at de svekkede områder er dannet ved at glasset omfatter mikrosprekker, slike som oppstår ved sliping. Ser man på fig. 3 av NO331150, så ser man angitt sprekker som brer seg innover i glasset fra tappanordningenes spisser. En slik sprekkdannelse er den man har antatt har funnet sted når glassplugger av disse slag knuser. Ettersom glassjiktene pulveriseres ved knusing, så har det ikke vært åpenbart hvordan glassjiktene knuses. NO331150 viser en plugg omfattende ett enkelt glassjikt. Selv om beskrivelsen ikke utelukker dette, så viser NO331150 ingen utf_ørelser omfattende flere glassjikt. NO331150 gir derfor ingen anvisning på hvordan angitte l_øsning eventuelt skulle tilpasses en plugg omfattende flere enn ett glassjikt.

US2010/0270031A1 vedr_ører en degraderbar eller fluidoppl_øsbar plugg som i en utf_ørelse omfatter en bypass-fluidkanal. Pluggen er kapslet inn, idet innsiden er tilvirket av et materiale som degraderer eller l_øser seg opp når det kommer i kontakt med et fluid etter at kapslingen er brutt.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en knusbar plugg omfattende to eller flere glassjikt, der pluggen fjernes uten bruk av eksplosiver og uten behov for noe drenerings- eller evakueringssystem. Pluggen ifølge oppfinnelsen bidrar til å fordele lasten mellom glasskivene på en fordelaktig måte, idet dette oppnås ved å kompensere for endring i væskevolum når en av glasskivene flytter på seg.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette ved en plugg som mellom minst to adskilte glasskiver omfatter en væske, idet pluggen omfatter en volumkompensator/konstanttrykkregulator.

En slik anordning kan i en eksempelutf_ørelse omfatte en stempel- og fjær anordning, der stemplet utøver et trykk mot væsken mellom glasskivene, idet fjæren og dets egenskaper bestemmer hvor stort dette trykket skal være. Andre anordninger, f.eks. en metallbelg eller andre volumkompensator- og/eller konstanttrykkregulatorer for lastfordeling, kan også anvendes.

I en særlig enkel utf_ørelse av oppfinnelsen, trykksettes væsken mellom glasskivene på forhånd, f.eks. til 100 bar, idet dette trykket er valgt til å «matche» det maksimale trykket pluggen må tåle under testing, slik at lastfordelingen mellom glasskivene er mest mulig optimal når belastingen på pluggen er størst.

I det følgende gis en detaljert beskrivelse av utf_ørelser av foreliggende oppfinnelse, under henvisning til de vedf_øyde tegninger, der:

Fig. 3 viser utf_ørelsen i fig. 1 etter at begge glassene har krakelert og er i ferd med å briste, Fig. 4 viser en utf_ørelse av en volumkompensator/konstanttrykkregulator ifølge foreliggende oppfinnelse, der mellomrommet mellom glassene er trykksatt før pluggen utsettes for det differensialtrykk det er konstruert for, Fig. 5 viser samme utførelse som i fig. 4, idet trykket nå har satt seg over pluggen med størst trykk over pluggen, Fig. 6 viser samme utf_ørelse som i fig. 4, idet trykket nå har satt seg over pluggen med størst trykk under pluggen, Fig. 7 viser en andre utf_ørelse av en volumkompensator/konstanttrykkregulator ifølge foreliggende oppfinnelse, omfattende en belg i stedet for et stempel og en fjær, Fig. 8 viser en tredje utf_ørelse av en volumkompensator/konstanttrykkregulator ifølge foreliggende oppfinnelse, omfattende en ballong, blære, kule el.l., der mellomrommet mellom glassene er trykksatt før pluggen utsettes for det differensialtrykk det er konstruert for, og Fig. 9 viser samme utf_ørelse som i fig. 8, der ballongen, blæren, kulen el.l. er komprimert fordi glassene trykket sammen og volumet mellom glassene er blitt mindre. Fig. 1 viser en utførelse av en plugg 1 ifølge foreliggende oppfinnelse. Denne utførelsen omfatter to adskilte glasskiver 2. Mellom glasskivene er det anordnet en væske 3 som bidrar til lastopptak og lastfordeling. Rundt eller ved siden av minst én av glasskivene er det anordnet en tapp-/kloanordning 4 som er innrettet til å presses i radial retning inn i glasskiven 2 den er anordnet rundt eller ved siden av. Det forstås at tapp- eller klo-anordningen 4 kan omfatte en eller flere tapp- eller klo-innretninger, og, dersom det er flere, at disse kan anordnes jevnt eller ujevnt rundt glasskiven. Denne tapp-/ kloanordningen er innrettet slik at det oppstår en trykklekkasje gjennom glasskivene når den aktiveres. Tapp-/ kloanordningen 4 aktiveres på en dertil egnet måte, se for eksempel NO331150 eller N0325431.

Tapp-/ kloanordningen 4 kan også skytes, slås eller aktiveres i aksial retning ovenfra og/eller nedenfra, den trenger ikke være radielt aktiverbar. Dette er ikke vist i tegningene, men ligger innenfor oppfinnelsen idé og kjerne.

Ifølge én utf_ørelse av foreliggende oppfinnelse er minst én av glasskivene forsynt med én eller flere svekkelsessoner 5, idet svekkelsessonen eller -sonene er utformet slik at glasskiven, i tillegg til å lette knusing, også knuser på en slik måte at det forutsigbart oppstår en trykklekkasje 6 gjennom glasskiven (ref. fig. 2).

Ovennevnte trykklekkasje, enten den behjelpes av svekkelsessoner eller ikke, forutsetter at minst en bruddflate gjennom glasskiven strekker seg fra oversiden til undersiden av glasskiven (se fig. 2).

Det er videre overraskende blitt oppdaget gjennom eksperimenter og testanalyser at plugger omfattende dreneringssystemer og tappanordninger, i realiteten ikke trenger dreneringssystemet overhodet. Det tidligere antatt kausale forhold mellom aktivering av dreneringssystemet og funksjonen av tappanordningene er i beste fall svak og sannsynligvis ikke-eksisterende. Dette innebærer at dreneringssystemet er overflødig og unødvendig, noe som fører til at man både kan spare vesentlige kostnader samt unngå unødvendig kompleksitet og sårbarhet ved simpelthen sløyfe dreneringssystemet. De konvensjonelle glassplugger som i dag omfatter en væske mellom glasskivene samt dreneringssystem og et en tapp-/kloanordning (ref. N0325431), i realiteten ikke beh_øver dreneringssystemet overhodet, i hvert fall ikke dersom man innretter tapp-/kloanordning slik at det oppstår en trykklekkasje i henhold til foreliggende oppfinnelse. Effekten av dette er at man kan tilvirke en plugg som omfatter færre deler, som omfatter færre potensielle lekkasjesteder, som er mer pålitelig, som er billigere å fremstille, som er enklere å fremstille og som vil være lettere å få sertifisert.

Det er et således et vesentlig trekk ved foreliggende oppfinnelse at pluggen ikke omfatter eller trenger et dreneringssystem omfattende dreneringshull, dreneringskammer etc. Alle disse elementene og delene som inngår i et slikt dreneringssystem øker kompleksiteten, og dermed sårbarheten, til en plugg av dette slag.

Ifølge en annen utf_ørelse av oppfinnelse er avstanden mellom glasskivene såpass stor at hver av glasskivene har tilstrekkelig rom til å kollapse mer eller mindre fullstendig inn i etter krakelering av glasskiven. Det har nemlig vist seg at en krakelert glasskive kan ha betydelig bæreevene dersom den st_øttes opp helt eller delvis, enten av en nabobeliggende glasskive, et mellomleggsfilm av f.eks. en visk_øs væske, lim, grease eller et filt-, papir- eller plastlag.

Fig. 2 viser samme plugg som i fig. 1, men nå med en krakelert 6 glasskive 2 med trykklekkasje gjennom. Det forstås at de angitte trykkene i tegningene og denne teksten kun er eksempler for illustrative hensikter. Mens pluggen fremdeles er intakt, som vist i fig. 1, så er den totale trykkdifferansen på 300 bar fordelt på de to glasskivene slik at trykkdifferansen over hver av glasskivene er ca. 150 bar. En væske 3 mellom glasskivene fungerer som et trykkopptakende og trykkfordelende medium. Væsken 3 opptar og fordeler derved trykkbelastningen mellom de to glasskivene 2.1 fig. 2 er tapp-/kloanordningen 4 aktivert, f.eks. i henhold til det som står beskrevet i NO331150, slik at minst en av glasskivene 2 er krakelert og omfatter minst en gjennomgående sprekk 6 som har s_ørget for en trykklekkasje gjennom denne minst ene glasskiven 2. Resultatet av trykklekkasjen er at det nå er tilnærmet null trykkdifferanse over den krakelerte 6 glasskiven og at tilnærmet hele den opprinnelige trykkdifferansen over den intakte pluggen på 300 bar nå går over den gjenværende glasskiven. Ingen av glasskivene er konstruert til å tåle en trykkdifferanse på 300 bar, de er f.eks. konstruert for en trykkdifferanse på maksimalt 200 bar. Dermed ryker den andre glasskiven og pluggen forsvinner. Fig. 3 viser et eksempel der begge glassene er krakelert, idet det har oppstått en trykklekkasje gjennom begge glasskiver.

Fig. 4 viser en volumkompensator/konstanttrykkregulator 20 ifølge oppfinnelsen. Denne omfatter et stempel 21 og en fjær 22, der fjæren har en forspennede funksjon med en valgt fjærkonstant slik at den genererer et for eksempel et 200 bars trykk på væsken 3. Denne regulatoren 20 bevirker til å fordele last mellom glasskivene 2 og kompensere for volumendringer når en glasskive flytter på seg. Selv med små toleranser vil glasskivene 2 være i bevegelse når trykkdifferansen over pluggen øker under bruk. Det kan dreie seg om små bevegelser når glasskivene 2 setter seg i pakningene 7, b_øyning av glasskivene under stor belastning, bevegelser under trykksvingninger eller trykkskifte osv. Når glasskivene beveger seg, vil dette nødvendigvis medføre volumforandringer i væsken 3 mellom glasskivene, noe som vil ha direkte virkning for lastfordelingen (ref. fig. 5 og 6). Man kan ikke risikere å havne i en situasjon der den ene eller den andre (eller den tredje osv.) glasskiven 2 plutselig står igjen med hoveddelen av den totale trykkdifferansen over pluggen, en trykkdifferanse den eller de gjenværende glasskivene ikke er konstruert til å tåle. Resultatet ville være en u_ønsket utskylling av pluggen. Fig. 7 viser en alternativ utf_ørelse av en slik volumkompensator/konstanttrykkregulator. Denne omfatter en belg 23 av metall eller et annet komprimerbart/fleksibelt/duktilt materiale med et forladet trykkreservoar bak som utøver et trykk mot væsken 3 mellom glassene. I prinsippet er en slik belg ikke ulik kombinasjonen av et stempel og en fjær, i og med at trykkreservoaret fungerer som en fjær og belgoverflaten som et stempel. Andre alternative utf_ørelser med tilsvarende volumkompenserende virkning kan også tenkes, for eksempel det som er vist i fig. 8, omfattende en ballong, blære, kule eller liknende 24 av tilsvarende materiale som belgen nevnt ovenfor. Fig. 9 viser ballongen, blæren, kulen eller liknende 24 i en mer komprimert tilstand.

Selv om volumkompensatoren/konstanttrykkregulatoren ifølge foreliggende oppfinnelse er vist og forklart i sammenheng med en plugg uten dreningssystem, så vil selve volumkompensator/konstanttrykkregulator fungere like godt i en plugg med dreningssystem. Hensikten med en slik volumkompensator/konstanttrykkregulator er å kompensere for at glassene 2 beveger seg såpass mye i forhold til hverandre at væskevolumet endrer seg. Altså: endrer volumet mellom glassene seg, så er det fordelaktig med en eller annen form for volumkompensator/ konstanttrykk regulator.

I andre utf_ørelser av glassplugger, der to eller flere glass ligger tettere inntil hverandre med en mer visk_øs væske eller andre materialer med viskøse egenskaper, så vil ikke behovet for en volumkompensator/konstantrykkregulator være like stort. Fig. 1 til 3 viser i prinsippet en plugg uten volumkompensator/konstantrykkregulator.

Volumkompensatoren/konstanttrykkregulatoren ifølge foreliggende oppfinnelse, for bruk i forbindelse med plugger av ovennevnte slag, er dermed særpreget ved at den utøver et forhåndsbestemt trykk på væsken 3 som befinner seg mellom glasskivene 2.

Dersom man velger å ikke anvende en eller annen form for volumkompensator/konstanttrykk-regulator, så kan man ifølge foreliggende oppfinnelse sørge for at væsken 3 mellom glassene 2 trykksettes mens pluggen sammenstilles, f.eks. med et trykk på 150 bar. Dette forutsetter at klaringene mellom glasskivene 2, pakningene og setene 9 er nokså små, slik at glasskivene flyter minimalt mellom setene. Det vil også kunne være en fordel om den trykksatte væsken 3 er av en delvis kompressibel type, som tillater opptak av en liten volumforandring uten at trykket i væsken forsvinner helt. I så måte kan man si at den delvis kompressible væsken i seg selv fungerer som en volumkompensator. Man kan også tenke seg at man _øker væskevolumet mellom glasskivene 2 i kombinasjon med å anvende en delvis kompressibel væske 3, slik at man således kan «trimme» systemets fjærkonstant. Det sammen gjelder eventuelt glasskivenes 2 utforming, som kan konstrueres mer eller mindre «stive», slik at volumforandringer under belastning som følge av glasskivenes b_øyning ikke blir for stor i forhold til systemets øvrige evne til å oppta volumforandringer uten å miste for mye væsketrykk. Det forstås, som vist og forklart ovenfor, at trykket i væsken 3 inngår i et trykkfordelingsregnestykke som må sørge for at trykkdifferanse over pluggen 1 fordeles mellom glasskivene på en slik måte at deres tålegrense ikke overstiges. Det forstås her at belastingen på hvert glass 2 overf_øres til glassenes respektive seter 9, og at den trykksatte væsken 3 har evne til å avlaste et glass 2 med en trykkbelastning som tilsvarer væskens 3 trykk. Dersom trykkdifferansen over en plugg 1 som omfatter to glasskiver 2 er 350 bar, og trykket i væsken 3 er 150 bar, så vil det glasset som «ser» det største trykket avlastes med 150 bar, tilsvarende trykket i væsken 3, idet trykket nevnte glass må bære er 200 bar, mens det andre glasset, det som «ser» det lavere trykket, må oppta de resterene 150 bar som det «får» fra den trykksatte væsken, idet dette trykket på 150 bar overf_øres til det sete som dette glasset hviler mot. I alle tilfelle, det er sannsynligvis enklere og tryggere å anordne en volumkompensator/konstantrykkregulator enn å satse på at trykket i væsken 3 bibeholdes under og etter sammenstilling, transport, installasjon in brønn osv., men umulig er det ikke.

Det forstås at pluggen ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter det nødvendige antall pakninger og tetninger, i figurene markert med henvisningstallene hhv 7 og 8.1 tillegg er glasskivene 2 plassert på hensiktsmessig måte på ringformede, skrånende, skulderformede seter 9, hvilke seter 9 er innrettet til å oppta glassene 2 og bære de trykkrefter som glassene som utsettes for under bruk. Det refereres for øvrig til de angitte referanser som angir en rekke like og ulike måter å utforme slike plugger på.