DE112011103401T5

DE112011103401T5 - Verfahren zur Ausdehnung mittels eines abwärts zu pumpenden Gesenks

Info

Publication number: DE112011103401T5
Application number: DE112011103401T
Authority: DE
Inventors: Keven O'Connor; Jörg Lehr; Mark K. Adam; Ines Grützmann
Original assignee: Baker Hughes Inc
Current assignee: Baker Hughes Holdings LLC
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-08-22
Also published as: NO20130525A1; NO346688B1; WO2012047604A1; US20120085549A1; US8443903B2

Abstract

Der auszudehnende Rohrstrang wird an einem Laufstrang eingefahren. Das Gesenk-Aggregat weist eine Dichtung vom Laufstrang bis zur vorhandenen Röhre auf, und der obere Teil des auszudehnenden Rohrstrangs weist auch eine ähnliche Dichtung gegenüber der vorhandenen Röhre auf. Ein Ringdruck um den Laufstrang herum treibt das Gesenk-Aggregat an, um die ausgedehnte Röhre an der vorhandenen Röhre abzustützen und die Ausdehnung bis zum Ende der Röhre fortzusetzen. Dann findet eine Zementierung statt, gefolgt von einer Neukonfigurierung des Gesenk-Aggregats, um mit der Futterrohraufhängungsdichtung in Eingriff zu kommen, was in einer Monobohrungsverbindung in einem einzigen Durchgang einschließlich der Zementierung resultiert.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Das Gebiet der Erfindung ist ein Verfahren zur Ausdehnung von Röhren im Bohrloch und noch spezieller zur Ausdehnung einer Röhre bis zu einem Kontakt mit einer vorhandenen Röhre, wobei die hinzugefügte Röhre dadurch in eine Abstützposition ausgedehnt wird, dass ein Gesenk durch die neue Röhre vorwärtsbewegt wird, indem es unter Verwendung von Druck von der Oberfläche im Bohrloch bewegt wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei Monobohrungsanwendungen unter Verwendung einer Ausdehnung ist eine Zementierung durch einen Schuh integriert, während eine Ausnehmung am Ende eines vorhandenen Strangs mit einer abnehmbaren Abdeckung abgedeckt ist, die nach der Zementierung entfernt wird. Ein Strang mit einem Gesenk wird in Position gebracht, und das Gesenk wird so aktiviert, dass sein Durchmesser wächst, bevor es durch die neu hinzugefügte Röhre vorwärtsbewegt wird, bis das Gesenk an der Spitze der hinzugefügten Röhre austritt, um diese in der Ausnehmung am unteren Ende der vorhandenen Röhre zu fixieren. Das Ergebnis ist ein Monobohrloch. Diese Ausgestaltungen offenbaren auch einen ausbringbaren Schuh, der vor der Ausdehnung mit dem Strang befördert und dann angekoppelt und zurückbehalten werden kann, wenn sich das Gesenk durch den Strang bewegt, um dann wieder in den ausgedehnten Strang eingeführt und für den Zementiervorgang in abdichtender Weise an diesem fixiert zu werden. Beispiele für einen oder mehrere dieser Verfahrensschritte sind in den US-amerikanischen Patenten veranschaulicht: 7,730,955 ; 7,708,060 ; 7,552,772 ; 7,458,422 ; 7,380,604 ; 7,370,699 ; 7,255,176 und 7,240,731 . Weitere Patente betreffend die Ausdehnung durch die Bewegung eines Konus lochaufwärts von innerhalb einer Glocke am unteren Ende eines abzustützenden Futterrohrs bis zu einer Ausnehmung in einer vorhandenen Röhre und die Schaffung einer Monobohrung als auch die Ausdehnung von Röhren im Bohrloch sind wie folgt:
6712154; 7185710; 7410000; 7350564; 7100684; 7195064; 7258168; 7416027; 7290616; 7121352; 7234531; 7740076; 7100685; 7556092; 7516790; 7546881; 6328113; 7086475; 6745845; 6575240; 6725919; 6758278; 6739392; 7201223; 7204007; 7172019; 7325602; 7363691; 7146702; 7172024; 7308755; 6568471; 6966370; 7419009; 7040396; 6684947; 6631769; 6631759; 7063142; 6705395; 7044221; 6857473; 7077213; 7036582; 7603758; 7108061; 6631760; 6561227; 7159665; 7021390; 6892819; 7246667; 7174964; 6823937; 7147053; 7299881; 7231985; 7168499; 7270188; 7357190; 7044218; 7357188; 7665532; 7121337; 7434618; 7240729; 7077211; 7195061; 7198100; 6640903; 7438132; 7055608; 7240728; 7216701; 6604763; 6968618; 7172021; 7048067; 6976541; 7159667; 7108072 und 6557640.
Besonders beachtenswert im Hinblick auf die vorliegende Erfindung ist das US-amerikanische Patent 7,121,351 , das eine Dichtung verwendet, um zur Ausdehnung einer Röhre ein Gesenk von unten nach oben anzutreiben.
Verfahren, mit denen ein Gesenk mechanisch durch eine Röhre vorwärtsbewegt wird, erfordern, dass die Bohrgestellausrüstung nicht nur das Gewicht des auszudehnenden Strangs trägt, sondern auch in der Lage ist, die auf das Gesenk aufgebrachte Kraft, die es durch das Rohr vorwärtsbewegt, um den Durchmesser zu erweitern, zu bewältigen. Die vorliegende Erfindung reduziert die Kapazitäten der Oberflächenausrüstung, die erforderlich sind, um beispielsweise zur Schaffung einer Monobohrung eine Ausdehnung durchzuführen. Das Verfahren weist eine Ausdehnung von oben nach unten auf, für die eine Vielzahl von verstellbaren Gesenken verwendet wird, die zu unterschiedlichen Zeiten aufgebaut werden und die von dem ausgeübten Ringdruck, der um einen Arbeitsstrang herum abgegeben wird, angetrieben werden. Die auszudehnende Röhre wird in eine überlappende Position mit einer vorhandenen Röhre gebracht. Das Schieben des Gesenk-Aggregats erfolgt auf einer Führung, die sich vom Laufstrang erstreckt, mittels einer Schalendichtung um den Laufstrang herum und einer weiteren peripheren Dichtung oben auf dem auszudehnenden Futterrohr, um eine Druckumleitung zu verhindern, wenn das Gesenk-Aggregat in den Futterrohrstrang eingefahren wird, um das Futterrohr abzustützen, ohne es abzudichten. Ein weiteres Gesenk wird zu einem größeren Durchmesser als die erste Ausdehnung im Futterrohr an einer Stelle unterhalb des Abstützpunktes an dem vorhandenen Futterrohr aufgebaut, und der Rest des Futterrohrs wird bis zum Boden ausgedehnt, während es mit dem Zementierschuh in Eingriff steht, wenn das Gesenk-Aggregat das untere Ende des nun ausgedehnten Futterrohrs verlässt. Der Schuh wird neu positioniert und an das untere Ende des ausgedehnten Futterrohrs gesetzt, und es folgt ein Zementiervorgang mit einem nachfolgenden Auszirkulieren von überschüssigem Zement. Das Gesenk-Aggregat wird durch das Futterrohr gezogen, und ein weiteres Gesenk wird aufgebaut, bevor es durch den oberen Teil des Futterrohrs nach unten geschoben wird, um die Dichtung der Futterrohraufhängung zu setzen oder optional an den Fangkeilen der Futterrohraufhängung vorbei hindurchzugehen, um eine konstante Drift durch den ausgedehnten oberen Teil des Futterrohr zu schaffen. Das Aggregat wird entfernt, um eine Monobohrung mit einem abgesetzten Futterrohrschuh für zukünftige Monobohrungs-Installationen zu schaffen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet periphere Dichtungen für den Laufstrang und das Futterrohr, um zur Erzielung einer Futterrohrabstützung ein Gesenk-Aggregat zu bewegen. Bei diesem Modus geht es so weiter, dass ein weiteres Gesenk aufgebaut wird, nachdem das Futterrohr in dem vorhandenen Rohr abgestützt worden ist. In einem Durchgang wird der Schuh gesichert und das Futterrohr zementiert, gefolgt von einem In-Eingriff-Bringen der Dichtung der Futterrohraufhängung mit Handhabung des Laufstrangs. Diese Merkmale, die zusammen mit anderen bei der Erörterung der bevorzugten Ausführungsform und der zugehörigen Zeichnungen detailliert erläutert werden, werden für den Fachmann nach dem Studium dieser Abschnitte offensichtlicher, während er erkennt, dass der Gesamtumfang der Erfindung in den angehängten Patentansprüchen zu finden ist.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Der auszudehnende Rohrstrang wird an einem Laufstrang eingefahren. Das Gesenk-Aggregat weist eine Dichtung vom Laufstrang bis zur vorhandenen Röhre auf, und der obere Teil des auszudehnenden Rohrstrangs weist auch eine Dichtung gegenüber der vorhandenen Röhre auf. Ein Ringdruck um den Laufstrang herum treibt das Gesenk-Aggregat an, um die ausgedehnte Röhre an der vorhandenen Röhre abzustützen und die Ausdehnung bis zum Ende der Röhre fortzusetzen. Dann findet eine Zementierung statt, gefolgt von einer Neukonfigurierung des Gesenk-Aggregats, um mit der Futterrohraufhängungsdichtung in Eingriff zu kommen, was in einer Monobohrungsverbindung mit abgesetztem Schuh in einem einzigen Durchgang einschließlich der Zementierung resultiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt das Futterrohr, das durch den Laufstrang an der gewünschten Stelle am unteren Ende der vorhandenen Röhre abgestützt wird;
2 ist die Ansicht von 1 und zeigt das sich vorwärts bewegende Gesenk-Aggregat, welches das Futterrohr an der umgebenden Röhre abstützt;
3 ist die Ansicht von 2 und zeigt das Gesenk-Aggregat, das das untere Ende der vorhandenen Röhre passiert hat und aufgebaut wird, um die Ausdehnung abzuschließen;
4 ist die Ansicht von 3 und zeigt das Gesenk-Aggregat außerhalb des unteren Endes der ausgedehnten Röhre und bereit zum Anordnen und Setzen eines Zementierschuhs am unteren Ende, um den Zementierungsschritt zu erleichtern;
5 ist die Ansicht von 4, nachdem das Zementieren erledigt ist und das Gesenk-Aggregat aus dem Futterrohr gehoben und erneut aufgebaut ist, um die Dichtung der Futterrohraufhängung zu setzen;
6 zeigt das Gesenk-Aggregat, das von der Position von 5 nach unten gebracht worden ist, um die Dichtung des Futterrohrs zu setzen;
7 ist die Ansicht von 6 mit entferntem Laufstrang;
8 ist eine detailliertere Ansicht des Aggregats, die zeigt, wie es mit dem auszudehnenden Futterrohr eingefahren wird;
8a zeigt das Gesenk-Aggregat in seinen verschiedenen Betriebsmodi;
9 ist die Ansicht von 8 mit dem an der vorhandenen Röhre gesetzten Anker;
10 zeigt das Gesenk-Aggregat abgeschert von dem oberen Teil des Futterrohrs, während das Futterrohr an einer unteren Stelle noch durch den Laufstrang gehalten wird;
11 zeigt das Gesenk-Aggregat, das zur Abstützung des Futterrohrs an die vorhandene Röhre angetrieben wird; und das Gesenk-Aggregat, das unten auf dem Laufwerkzeug aufsetzt, um das Futterrohr freizugeben;
12 zeigt das zweite vollständig aufgebaute Gesenk und den Bypass an der Schalendichtung an dem geöffneten Gesenk-Aggregat;
13 zeigt den Anker auf dem von der vorhandenen Röhre freigegebenen Laufstrang;
14 zeigt den geschlossenen Bypass an der Dichtung des Gesenk-Aggregats und den neu positionierten Laufstrang zur Vervollständigung der Ausdehnung bis zum unteren Ende des Futterrohrs;
15 zeigt den in Eingriff gebrachten Zementierschuh, bevor der Rest der Ausdehnung beginnt;
16 zeigt das Aufgreifen des Zementierschuhs, um ihn von dem unteren Teil des Futterrohrs zu entfernen, wenn sich das Gesenk-Aggregat dem unteren Teil des Futterrohrs nähert;
17 zeigt den Schuh außerhalb des unteren Teils des Futterrohrs, wenn sich das Gesenk-Aggregat dem unteren Teil des Futterrohrs genähert hat;
18 zeigt das Gesenk-Aggregat außerhalb des unteren Teils des Futterrohrs;
19 zeigt eine Aufnahmekraft, um den Laufstrang nach oben an das Gesenk-Aggregat zu bringen, um den Bypass an der Gesenk-Aggregat-Dichtung zu öffnen;
20 zeigt den Zementierschuh, der sich zurück im Futterrohr befindet und für die Zementierung am Futterrohr in abdichtender Weise befestigt ist;
21 zeigt das Auszirkulieren von überschüssigem Zement nach dem Zementierungsvorgang;
22 zeigt das Aufnehmen des Arbeitsstrangs zum Öffnen des Bypasses des Gesenk-Aggregats und danach den Aufbau eines weiteren Gesenks in dem Aggregat mit einer Strömung zum Setzen der Dichtung für die Futterrohraufhängung;
23 zeigt das mittels Zirkulation aufgebaute größte Gesenk;
24 zeigt die Ausdehnung der Futterrohraufhängungsdichtung in die umgebende Röhre;
25 zeigt das Zusammenklappen und Herausziehen des Gesenk-Aggregats aus dem Bohrloch mit der Dichtung des Gesenk-Aggregats in offener Position; und
26 zeigt einen Querschnitt durch eine gefaltete Version des auszudehnenden Futterrohrs, wobei die Anordnung des Laufwerkzeugs in Form von parallelen Führungen für die Ausdehnung gezeigt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1–7 veranschaulichen das Verfahren im Allgemeinen und werden zur Einführung verwendet, bevor die Einzelheiten detaillierter erörtert werden. Eine vorhandene Röhre 10 weist eine untere Glocke 12 auf. Optional kann es ein offenes Bohrloch geben, wobei wenigstens Abschnitte von diesem keine vorhandene Röhre 10 aufweisen. Ein Laufstrang 14 hat ein unteres Ende 16, das anfänglich und lösbar den Rohrstrang oder das Futterrohr abstützt 18. Ein Gesenk-Aggregat 20 hat drei segmentierte Gesenkringe 22, 24 und 26. Während drei verstellbare Gesenke bevorzugt sind, können die verschiedenen Ausdehnungen mit wenigstens einem Gesenk, das auf unterschiedliche Ausdehnungsdurchmesser einstellbar ist, vorgenommen werden, um die verschiedenen Verfahrensschritte zu dem Zeitpunkt, zu dem diese Verfahrensschritte stattfinden müssen, durchzuführen und bei jedem Schritt den als Ziel gesetzten Ausdehnungsgrad bereitzustellen. Eine Gesenk-Aggregat-Dichtung 28 wird auf dem Laufstrang 14 für eine Tandembewegung montiert und erstreckt sich für einen anfänglichen Dichtungskontakt mit der Glocke 12 radial. Das Futterrohr 18 hat eine obere Dichtung 30, der es möglich ist, mit der Glocke 12 in Eingriff zu kommen, wenn die Ausdehnung beginnt, die Fangkeile 32 mit der Glocke 12 in Eingriff zu bringen. Durch Ausdehnung wird eine Dichtung 34 an die Glocke 12 gesetzt, nachdem das Zementieren stattgefunden hat. Das untere Ende 16 wirkt als Bewegungsanschlag für das Gesenk-Aggregat 20. Das Gesenk-Aggregat 20 und die Dichtung 28 können sich relativ zum Laufstrang 14 bewegen. Der Laufstrang 14 wird vorzugsweise an der vorhandenen Röhre 10 verankert, wenn der Druck gegen die Dichtung 28 das Gesenk-Aggregat 20 relativ zum Laufstrang 14 bewegt, bis der Bewegungsanschlag am unteren Ende 16 erreicht ist.
2 zeigt einen Ringdruck um den Laufstrang 14 herum und gegen die Dichtung 28, der das Gesenk-Aggregat 20 entlang des Laufstrangs 14 antreibt, der jetzt an der vorhandenen Röhre 10 verankert ist. Es ist zu beachten, dass die Dichtung 30 am oberen Teil des Futterrohrs 18 an der Glocke 12 anliegt, so dass die Dichtung 28 immer noch bis zu dem Punkt in das Futterrohr 18 getrieben werden kann, an dem der Bewegungsanschlag am unteren Ende 16 in Eingriff gebracht ist und die Fangkeile 32 zur Abstützung des Futterrohrs 18 an der Glocke 12 gesetzt werden.
In 3 wird das Gesenk-Aggregat 24 vor Ort aufgebaut, und der Druck gegen die Dichtung 28 setzt sich fort, so dass das Gesenk-Aggregat 20 aus dem unteren Ende des Futterrohrs 18 herausgetrieben wird, wie in 4 dargestellt. Im unteren Ende des Futterrohrs 18 ist nun eine Glocke 36 geschaffen worden. Während die Ausdehnung das untere Ende 38 erreichte, wurde ein Zementierschuh, der nicht dargestellt ist, ergriffen und über das Ende 38 hinaus gebracht, und danach zurückgebracht, nachdem das Gesenk-Aggregat 20 über das untere Ende 38 hinaus geschoben worden war. Wenn der Zementierschuh in die Glocke 36 zurückgebracht wird, wird er an der Glocke 36 gesichert und abgedichtet, und die Verbindung wird druckgetestet, bevor die Zementabgabe beginnt, wie in 5 dargestellt.
5 zeigt den abgegebenen Zement 38 und den aufgenommenen Laufstrang 14, um das Gesenk-Aggregat 20 über die Dichtung 30 zu bringen, so dass das Gesenk 26 für ein nachfolgendes Setzen der Dichtung 34 gegen die Glocke 12 aufgebaut werden kann, wie in 6 dargestellt. Nach dem Setzen der Dichtung 34 gegen die Glocke 12 wird der Laufstrang 14 und alles, was er abstützt, entfernt und, es bleibt eine zementierte Monobohrungsverbindung, wobei der Durchmesser bei 40 gleich dem Durchmesser bei 42 ist und eine Glocke 36 ausgebildet ist, die den gleichen Durchmesser wie bei 12 hat. Optional kann in 6 das Gesenk 26 mit Druck an den Fangkeilen 32 vorbeigeschoben werden, um die gleiche Abmessung 40 sowohl an den Fangkeilen 32 als auch an der angrenzenden Aufhängungsdichtung 34 sicherzustellen.
8 zeigt das Aggregat der 1–6 detaillierter. Ein Anker 44 wird am Laufstrang 14 angebracht und ist in der nicht gesetzten Position gezeigt, so dass er mit dem Laufstrang 14 eingefahren werden kann. Es gibt eine Nabe 46, die den Anker 44 und den Dorn 48 trägt. Es ist zu beachten, dass falls die Röhre 18 eine gerundete Form aufweist, der Dorn 48 vorzugsweise ebenfalls eine gerundete Röhrenform aufweist. Andererseits kann, falls der Futterrohrstrang 18 beispielsweise in der in 26 gezeigten Weise gefaltet ist, der Dorn 48 dann aus einem Paar paralleler Stangen 50 bestehen, die in den Falten 52 und 54 angeordnet sind. Ein Laufwerkzeug 56 dient dem anfänglichen Zweck eines Greifens des Futterrohrs 18 an der Glocke 12, bis die Fangkeile 32 in die Glocke 12 ausgedehnt sind. Das Werkzeug 56 weist auch ein Greif-Aggregat 58 auf, das selektiv mit einer Aufnahme 62 im Zementierschuh 60 in Eingriff kommen kann, um ein Greif- und Dichtungs-Aggregat 64 an der Glocke 12 in Eingriff zu bringen, wie nachfolgend erläutert. Die Zirkulation beim Einlaufen ist durch den Pfeil 66 dargestellt, der die Strömung durch den Laufstrang 14 und durch die Nabe 46 und den Dorn 48 zeigt, die durch Öffnungen 68 im Schuh 60 ausgeleitet wird, wie durch die Pfeile 70 dargestellt. Rückführungen sind durch den Pfeil 72 dargestellt, der die Strömung lochaufwärts an der Dichtung 28 vorbei zeigt. Eine zerbrechliche Verbindung 74 verbindet temporär das Gesenk-Aggregat 20 mit dem Futterrohr 18.
8a zeigt die verschiedenen Positionen des Gesenk-Aggregats 20, wobei die erste Ansicht alle drei Gesenksegmentringe 22, 24 und 26 in der nicht aufgebauten Position zum Einfahren zeigt, gefolgt von dem Aufbau von Ring 22 zum Setzen der Fangkeile 32, gefolgt vom Aufbau des Gesenks 24 zur Ausdehnung der Glocke 36 für den Rest der lochabwärts gerichteten Ausdehnung, gefolgt von der Entspannung der Gesenke 22 und 24 und dem Aufbau des Gesenks 26 zur Ausdehnung der Aufhängungsdichtung 34 in die Glocke 12. Danach wird das Gesenk 26 zusammengeklappt, und das Gesenk-Aggregat 20 und der Dorn 28 werden mit dem Laufstrang 14 herausgezogen.
In 9 wird durch Druck, der in dem Ring, wie durch den Pfeil 76 dargestellt, auf die Dichtung 28 ausgeübt wird, der Anker 44 gesetzt, während die Dichtung 28 den Druck gegenüber der Glocke 12 aufrechterhält. Dadurch wird der Strang 14 über dem Anker 44 von einer Zugbelastung vom Antreiben des Gesenk-Aggregats 20 entlang des Dorns 48 zum Setzen der Fangkeile 32 isoliert. Die Fangkeile 32 und die Dichtung 34 sind innerhalb der Glocke 12 positioniert, so dass sie letztendlich zur Abstützung des Futterrohrs 18 verwendet werden können. Alle Gesenke im Aggregat 20 sind zu diesem Zeitpunkt auf ihre kleinste Abmessung zusammengeklappt. Die Verbindung des Gesenk-Aggregats 20 mit dem Futterrohr 18 bei 74 ist immer noch intakt.
In 10 ist die Verbindung 74 abgeschert, lässt aber das Futterrohr 18 immer noch am Laufwerkzeug 56 abgestützt. Nun wird der Gesenkring 22 aufgebaut und mit Druck gegen die Dichtung 28 geschoben, dargestellt durch die Pfeile 76, so dass die Dichtung 30 radial an die Glocke 12 herausgeschoben wird. Der Druck 76 geht durch den offenen Anker 44 hindurch. Die Ausdehnung des Futterrohrs 18 hat noch nicht begonnen. Das von der Ausdehnung und der Bewegung der Dichtung 28 verdrängte Fluid geht nach dessen Beginn ringförmig 78 nach unten und durch die Öffnungen 68 im Zementierschuh 60 und nach oben durch den Dorn 48 und in den Laufstrang 14 zum Aufsteigen an die Oberfläche.
11 zeigt die gesetzten Fangkeile 32 und die noch nicht gesetzte Dichtung 34. Die Dichtung 28 ist flexibel und ist in das Futterrohr 18 hineingegangen. Die Dichtung 30 auf den oberen Teil des Futterrohrs 18 ist mit der Glocke 12 in Kontakt, so dass Druck, der auf die Dichtung 28 ausgeübt wird, um diese und das Gesenk-Aggregat 20 in Tandemanordnung anzutreiben, nicht um die Außenseite des Futterrohrs 18 herum verlorengeht. Wenn sich das Gesenk-Aggregat 20 entlang des Dorns 48 bewegt, erreicht es das Laufwerkzeug 56, welches jetzt vom Futterrohr 18 entkoppelt ist, da diese Verbindung gelöst wurde, weil die Fangkeile 32 jetzt das Futterrohr 18 abstützen.
12 zeigt eine fortlaufende Druckausübung, dargestellt durch die Pfeile 80, wenn das Gesenk-Aggregat unten auf dem Laufwerkzeug 56 aufsetzt. Ein solches Aufsetzen ermöglicht es, das das Keilsegmentgesenk 24 sich vor Ort aufbaut, indem es aus der Wand des Futterrohrs 18 geschoben wird, gefolgt von der Öffnung eines Bypasses 82 in der Dichtung 28. Die Rückführungsströmung, dargestellt durch den Pfeil 86, geht durch den Laufstrang 14 zur Oberfläche zurück. Ein optionales hydraulisches Schlagwerkzeug (nicht gezeigt) kann als eine Maßnahme eingesetzt werden, um den Gesenkring 24 vor Ort zu aufzubauen, bevor die Ausdehnung wieder aufgenommen wird.
13 zeigt den Anker 44, der keinen Kontakt mehr zur Glocke 12 hat, so dass die Druckausübung auf die Dichtung 28 jetzt das Gesenk 26 und den Laufstrang 14 zusammen antreibt, um das Futterrohr 18 weiter auszudehnen. Es ist zu beachten, dass, bevor die Ausdehnung beginnen kann, der Bypass 82 geschlossen werden muss, indem Gewicht abgesetzt wird, um das Gesenk-Aggregat 20 aus dem Laufwerkzeug 56 herauszubekommen. Dies geschieht deshalb, weil sich, wenn das Gesenk-Aggregat 20 unten auf dem Laufwerkzeug 56 aufsetzt, der Bypass 82 auf der Dichtung 28 automatisch öffnet. 14 zeigt ein solches Entspannen, um das Laufwerkzeug 56 vom Gesenk-Aggregat 20 zu entfernen. Die Schalendichtung 28 ist schematisch ohne den Bypass 82 gezeigt, wodurch angezeigt wird, dass ein solcher Bypass geschlossen ist.
15 zeigt eine Ringdruckausübung, dargestellt durch die Pfeile 88, und den Beginn der Bewegung des Gesenks 24 im aufgebauten Zustand zusammen mit dem Gesenk 22, das sich darunter befindet und immer noch im aufgebauten Zustand ist. Die Fluidverdrängung durch die Ausdehnung wird durch die Pfeile 90 dargestellt und ist durch den Laufstrang 14 zur Oberfläche gerichtet. Es ist zu beachten, dass das Laufwerkzeug 56 in die Aufnahme 62 eingesteckt wurde, so dass der Zementierschuh 60 in Eingriff gebracht ist. Durch dieses Einstecken werden die Öffnungen 68 am Schuh 60 offengehalten.
In 16 ist der Zementierschuh 60 vom Futterrohr 18 gelöst, so dass das Gesenk-Aggregat aus dem Futterrohr 18 hinaus laufen kann, während es den Zementierschuh 60 hält. Das kann mit Druck und unter Brechen eines Scherbolzens erfolgen, schematisch als 92 dargestellt, oder es kann eine Art Verriegelungsklauenanordnung verwendet werden, um den Schuh 60 zu ergreifen und ihn durch den unteren Teil des Futterrohrs 18 zu tragen. In 17 nähert sich das Gesenk-Aggregat 20 dem unteren Ende des Futterrohrs 18, während der Schuh 60 weiter vom Futterrohr 18 durch einen Eingriff mit dem Laufwerkzeug 56 an der Aufnahme 62 ausgefahren wird. Die Absetzung von Gewicht, während dies geschieht, verhindert, dass der Bypass 82 (in dieser Ansicht nicht zeigt) sich in der Dichtung 28 öffnet, so dass die Ausübung von Druck das Gesenk-Aggregat 20 in Bewegung zum unteren Ende des Futterrohrs 18 hin halten kann. 18 zeigt die Gesenke 22 und 24, die aus dem unteren Ende des Futterrohrs 18 austreten. Die Ausdehnung des Futterrohrs 18 wird bis zum unteren Ende vollständig durchgeführt, und als Nächstes wird das Zementieren vorbereitet. Das Gesenk-Aggregat 20 kann zusammenklappen, wenn es aus dem Futterrohr 18 austritt. Eine Aufnahmekraft auf dem Strang 14 bringt das Laufwerkzeug 56 hinauf an das Gesenk-Aggregat 20, welches den Bypass 82 an der Dichtung 28 öffnet, wie in 19 dargestellt.
Als Nächstes folgt die Aufnahme des Zementierschuhs 60 in das Futterrohr 18 und das Setzen seiner Dichtung und des Greif-Aggregats 64, wie in 20 dargestellt. Nachdem dies erfolgt ist, wird der Strang 14 aufgenommen, um das Laufwerkzeug 56 aus der Aufnahme 62 zu entfernen und Druck auf den Laufstrang 14 und den Ring 94 mit dem immer noch offenen Bypass 82 auszuüben, da das Gesenk-Aggregat auf dem Laufwerkzeug 56 sitzt, so dass die Unversehrtheit der Dichtung und des Greif-Aggregats 64 getestet werden kann. Nachdem der Drucktest für den Zementierschuh bestanden ist, wird das Laufwerkzeug 56 zurück in die Aufnahme 62 abgesenkt, so dass das Zementieren durch den Schuh 60 und dessen Öffnungen 68 beginnen kann.
Nach Fertigstellen der Zementierung wird das Laufwerkzeug 56 von der Aufnahme 62 aufgenommen, wie in 21 dargestellt, und Fluid wird den Laufstrang 14 hinunter, wie durch die Pfeile 96 dargestellt, und durch das Laufwerkzeug 56 heraus, wie durch die Pfeile 98 dargestellt, und durch den Bypass 82 in der Dichtung 28 zirkuliert. Der überschüssige Zement geht durch den Ring 94 zur Oberfläche. Danach wird der Arbeitsstrang 14 aufgenommen und Fluid wird den Ring 94 mit dem immer noch offenen Bypass 82 hinuntergepumpt, oder alternativ kann Druck den Strang 14 hinuntergepumpt werden, um die Dichtung 28 bezüglich des Futterrohrs 18 nach oben zu bewegen. Diese Bewegung wird fortgesetzt, bis das Gesenk 26 sich oberhalb des oberen Endes des Futterrohrs 18 befindet. An diesem Punkt, wie in 22 dargestellt, wird die Durchflussrate bei immer noch offen gehaltenem Bypass 82 erhöht, weil das Gesenk-Aggregat 20 an dem Laufwerkzeug 56 anliegt. Das hilft, die Schalendichtung 28 aus dem Futterrohr 18 zu bewegen, mit dem Ergebnis, dass sich der Bypass 82 schließt.
Wie in 23 dargestellt, hat sich das Gesenk-Aggregat 20 aufgrund der Strömung zum Anker 44 bewegt, und der Gesenkring 26 baut sich in Vorbereitung für das Setzen der Futterrohrdichtung 34 jetzt zu seiner größten Abmessung auf. Der Strang 14 wird dann nach unten gesetzt, um das Gesenk 26 am oberen Teil des Futterrohrs 18 zur Ausdehnung der Dichtung 34 zu bringen. Wie in 24 dargestellt, wird dann im Ring 94 Druck gegen die Dichtung 28 ausgeübt. Dadurch wird das Gesenk 26 in das Futterrohr 18 getrieben, um dessen oberen Teil und die Dichtung 34 gegen die Glocke 12 auszudehnen. Optional kann das Gesenk 26 an den Fangkeilen 33 vorbei getrieben werden, um sicherzustellen, dass der obere Teil des Futterrohrs 18 bei 40 bis hinunter zur Glocke 36 die gleiche Drift aufweist. Nachdem die Ausdehnung fertiggestellt ist, öffnet eine Aufnahmekraft auf dem Laufstrang 14 den Bypass 82 auf der Dichtung 28, so dass kein nasser Strang gezogen wird, wenn der Laufstrang 14 entfernt wird. Eine Aufnahmekraft ermöglicht auch, dass das Gesenk 26 zusammenklappt, so dass es leicht durch die Driftabmessung 40 hindurchgeht. Nachdem der Laufstrang 14 und die von ihm abgestützte Ausrüstung entfernt worden sind, kann, wie in 25 dargestellt, kann mit dem Bohren durch den Zementierschuh 60 weitergemacht werden, der nach oben gefräst wird, um dann das Monobohrloch weiter zu verlängern.
Der Fachmann erkennt, dass der Bezug auf ein Futterrohr 18 andere Rohrstränge einschließen soll, die anfangs eine Kreisform aufweisen oder in irgendeiner Weise gefaltet sind und ein Casing oder einen Liner oder einen geschlitzten Liner oder andere Typen von Rohrsträngen einschließen können, und dass diese innerhalb des Umfangs der Erfindung sein sollen. Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird das Gesenk-Aggregat geführt, während es mit einem Ringdruck von der Oberfläche so angetrieben wird, dass das Futterrohr 18 anfängliche Abstützung findet. Das Futterrohr wird dann vom Laufstrang 14 freigegeben, und der Rest des Futterrohrs wird mit Druck auf die Dichtung 28 ausgedehnt, die vorzugsweise eine Schalendichtung ist, auch wenn andere Dichtungsanordnungen in Betracht gezogen werden. Die Dichtung 30, die eine weitere Schalendichtung oder ein anderer Dichtungstyp sein kann, wird verwendet, um eine Abdichtung um den oberen Teil des Futterrohrs 18 herum für die Zeit bereitzustellen, wenn dessen Dichtung 34 nicht aktiviert ist. Der Abschluss der Ausdehnung bis zum unteren Ende sieht das Aufgreifen des Schuhs 60 vor, um es dem Gesenk-Aggregat 20 zu ermöglichen, das Futterrohr 18 zu verlassen, gefolgt von der erneuten Platzierung des Schuhs 60 im Futterrohr 18, so dass er erneut in das Futterrohr gesetzt und die Druckdichtigkeit dieser Verbindung getestet werden kann, bevor das Zementieren beginnen kann. Nach der Zementierung wird das Gesenk-Aggregat 20 zusammengeklappt und durch das Futterrohr 18 gebracht, so dass der Gesenkring 26 aufgebaut und mit Fluiddruck auf die Dichtung 28 nach unten getrieben werden kann, bis die Dichtung 34 mit einer weiteren Ausdehnung des oberen Teils des Futterrohrs 18 gesetzt wird. Der Arbeitsstrang wird gezogen, und das Resultat ist eine Monobohrungsverbindung. Der Zementierschuh 60 kann dann herausgebohrt werden, wenn das Bohrloch tiefer gebohrt und das Verfahren wiederholt wird.
Obwohl der Aufbau einer Monobohrung bevorzugt ist, kann das Verfahren dazu verwendet werden, Rohrstränge aufzuhängen, die nicht in einer Monobohrung resultieren.
Die obige Beschreibung veranschaulicht die bevorzugte Ausführungsform, und viele Modifikationen können von Fachleuten vorgenommen werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, deren Umfang durch den wörtlichen und äquivalenten Umfang der nachfolgenden Ansprüche bestimmt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7730955 [0002]
US 7708060 [0002]
US 7552772 [0002]
US 7458422 [0002]
US 7380604 [0002]
US 7370699 [0002]
US 7255176 [0002]
US 7240731 [0002]
US 7121351 [0003]

Claims

Unterirdisches Komplettierungsverfahren, das umfasst, – dass ein Gesenk-Aggregat an einem Laufstrang montiert wird; – dass ein auszudehnender Rohrstrang an dem Laufstrang abgestützt wird; – dass eine Laufstrangdichtung montiert wird, um für einige Zeit einen Ringraum um den Laufstrang herum abzuschließen, wobei der Ringraum wenigstens teilweise zwischen dem Laufstrang und einer umgebenden Röhre oder zwischen dem Laufstrang und einem umgebenden offenen Bohrloch ausgebildet ist; – dass das Gesenk-Aggregat unter Verwendung von Druck, der an den Ringraum und gegen die Dichtung abgegeben wird, in die auszudehnende Röhre angetrieben wird; – dass durch den Antrieb die Röhre ausgedehnt und befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass zur Ausdehnung der auszudehnenden Röhre in die umgebende Röhre das Gesenk-Aggregat bezüglich des Laufstrangs angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass das Gesenk-Aggregat durch entgegengesetzte Enden der auszudehnenden Röhre angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass eine Vielzahl von Gesenken mit unterschiedlichen aufgebauten Durchmessern zur Ausdehnung der auszudehnenden Röhre verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, das umfasst, – dass ein zweites Gesenk, das größer als ein anfängliches Gesenk ist, das zur Ausdehnung und Abstützung der auszudehnenden Röhre in einer umgebenden Röhre verwendet wird, aufgebaut wird; – dass die auszudehnende Röhre von dort, wo die auszudehnende Röhre die umgebende Röhre nicht überlappt, und bis zu einem Ende der auszudehnenden Röhre mit dem zweiten Gesenk ausgedehnt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, das umfasst, dass wenigstens ein Gesenk in dem Gesenk-Aggregat mit Druck im Ringraum, der an die Dichtung abgegeben wird, aufgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass eine Enddichtung auf der auszudehnenden Röhre bereitgestellt wird, welche die umgebende Röhre oder das offene Bohrloch kontaktiert, um den Druck im Ringraum aufrechtzuerhalten, nachdem die Laufstrangdichtung in die auszudehnende Röhre eingetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 5, das umfasst, – dass das zweite Gesenk aufgebaut wird, während sich das zweite Gesenk in der auszudehnenden Röhre befindet; – dass Druck im Ringraum gegen die Laufstrangdichtung verwendet wird, um das zweite Gesenk aufzubauen; – dass eine Enddichtung auf der auszudehnenden Röhre bereitgestellt wird, welche die umgebende Röhre oder das offene Bohrloch kontaktiert, um den Druck im Ringraum aufrechtzuerhalten, nachdem die Laufstrangdichtung in die auszudehnende Röhre eingetreten ist.
Verfahren nach Anspruch 5, das umfasst, – dass ein Zementierschuh mit dem Gesenk-Aggregat in Eingriff gebracht wird, wenn das Gesenk-Aggregat sich zum Ende der auszudehnenden Röhre hin vorwärtsbewegt; – dass der Zementierschuh über das Ende der auszudehnenden Röhre hinaus vorwärtsbewegt wird, wenn das Gesenk-Aggregat aus dem Ende der auszudehnenden Röhre heraustritt; – dass der Zementierschuh mit dem nun ausgedehnten unteren Ende in Dichtungseingriff gebracht wird; – dass durch den Laufstrang, der durch den Zementierschuh in Eingriff gebracht ist, und in einen zweiten Ringraum um die nun ausgedehnte Röhre herum Zement abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 9, das umfasst, – dass nach der Abgabe der Arbeitsstrang von dem Zementierschuh freigegeben wird; – dass das Gesenk-Aggregat durch die nun ausgedehnte Röhre zurückgezogen wird; – dass ein drittes Gesenk, das größer als zweite Gesenk ist, außerhalb der nun ausgedehnten Röhre aufgebaut wird; – dass das dritte Gesenk mit der nun ausgedehnten Röhre in Eingriff gebracht wird; – dass zwischen der nun ausgedehnten Röhre und der vorhandenen Röhre oder dem offenen Bohrloch durch eine weitere Ausdehnung mit dem dritten Gesenk eine Außendichtung gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das umfasst, – dass das dritte Gesenk mit Druck in dem Laufstrang aufgebaut wird; – dass das dritte Gesenk in die nun ausgedehnte Röhre am Standort der äußeren Fangkeile vorbei, die die nun die ausgedehnte Röhre an der vorhandenen Röhre abstützen, eingefahren wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass durch die Ausdehnung und Befestigung eine Monobohrungsverbindung hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, – dass ein Anker an dem Laufstrang montiert wird, um selektiv mit der umgebenden Röhre oder dem offenen Bohrloch in Eingriff zu kommen; – dass eine Enddichtung auf der auszudehnenden Röhre bereitgestellt wird, welche die umgebende Röhre oder das offene Bohrloch kontaktiert, um den Druck im Ringraum aufrechtzuerhalten, nachdem die Laufstrangdichtung in die auszudehnende Röhre eingetreten ist. – dass der Anker mittels Druck im Ringraum um den Laufstrang herum, der auf die Laufstrangdichtung und die Enddichtung wirkt, mit der umgebenden Röhre oder dem offenen Bohrloch in Eingriff kommt.
Verfahren nach Anspruch 13, das umfasst, – dass der Anker nach der Ausdehnung und Befestigung freigegeben wird; – dass das Gesenk-Aggregat vergrößert wird, während das Gesenk-Aggregat in der auszudehnenden Röhre und an einer Stelle unterhalb eines Endes der umgebenden Röhre angeordnet ist; – dass das Gesenk-Aggregat in seiner vergrößerten Dimension mittels Druck im Ringraum um den Laufstrang herum, der auf die Laufstrangdichtung wirkt, angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, – dass an dem Laufstrang ein Bewegungsanschlag vorgesehen wird; – dass ein Bypass für die Laufstrangdichtung automatisch geöffnet wird, wenn das Gesenk-Aggregat mit dem Bewegungsanschlag in Eingriff kommt, und dass der Bypass geschlossen wird, wenn das Gesenk-Aggregat keinen Kontakt mehr mit dem Bewegungsanschlag hat.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, – dass nach der Ausdehnung und Befestigung der auszudehnende Strang vom Laufstrang freigegeben wird; – dass an dem Laufstrang ein Bewegungsanschlag bereitgestellt wird; – dass infolgedessen, dass das Gesenk-Aggregat mit dem Bewegungsanschlag in Eingriff kommt, die Freigabe erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, – dass mit der Ausdehnung und Befestigung wenigstens ein erster Abschnitt der auszudehnenden Röhre bis zu einer ersten Abmessung ausgedehnt wird; – dass nachfolgend ein zweiter Abschnitt der auszudehnenden Röhre auf auf eine größere Abmessung ausgedehnt wird; – dass zur Ausdehnung des ersten und des zweiten Abschnitts wenigstens zwei verstellbare Gesenke verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 17, das umfasst, – dass die Abmessung der auszudehnenden Röhre vergrößert wird, wenn ein größeres der wenigstens zwei verstellbaren Gesenke aufgebaut wird; – dass eine Enddichtung auf der auszudehnenden Röhre bereitgestellt wird, welche die umgebende Röhre oder das offene Bohrloch kontaktiert, um den Druck im Ringraum aufrechtzuerhalten, nachdem die Laufstrangdichtung in die auszudehnende Röhre eingetreten ist. – dass im Ringraum um den Laufstrang herum und gegen die Laufstrangdichtung und die Enddichtung Druck zum Aufbau der Gesenke verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 18, das umfasst, – dass wenigstens drei verstellbare Gesenke, die unterschiedliche Größen aufweisen, zu verschiedenen Zeiten verwendet werden; – dass das anfängliche Ausdehnen und Befestigen mit einem ersten Gesenk erfolgt, um wenigstens einen Fangkeil in Eingriff mit der umgebende Röhre zu bringen; – dass die auszudehnende Röhre nachfolgend unterhalb der Stelle, wo sie die umgebende Röhre überlappt, mit einem zweiten Gesenk ausgedehnt wird, das sich bis zu einem größeren Durchmesser als das erste Gesenk aufbaut; – dass die Gesenke an einem Ende der Röhre, die nun anfänglich ausgedehnt ist, positioniert werden und das dritte Gesenk bis zu einer größeren Abmessung als die aufgebaute Abmessung des zweiten Gesenks aufgebaut wird; – dass eine Dichtung angrenzend an den Fangkeil an der umgebenden Röhre befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, das umfasst, dass das dritte Gesenk, wenn es aufgebaut ist, an der Dichtung und dem Fangkeil vorbeigeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass das Gesenk-Aggregat in Tandemanordnung mit dem Laufstrang angetrieben wird, um die auszudehnende Röhre in die umgebende Röhre auszudehnen.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass das Gesenk-Aggregat von oben nach unten durch die auszudehnende Röhre angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst, dass ein einzelnes Gesenk verwendet wird, das als Gesenk-Aggregat zu einer Vielzahl von Ausdehnungsdimensionen aufgebaut werden kann.