DE112014007032T5

DE112014007032T5 - Extrusionsschutzring für eine Ummantelungsaufhängevorrichtung

Info

Publication number: DE112014007032T5
Application number: DE112014007032.7T
Authority: DE
Inventors: Ryan Thomas Humphrey; Arthur Terry STAUTZENBERGER; Alan Tancel Jackson
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2017-07-20
Also published as: AU2014415611B2; GB201707091D0; US20160356131A1; SG11201703447PA; CO2017005040A2; GB2546930B; GB2546930A; CA2968363A1; BR112017009441A2; MX2017006820A; NO20170762A1; MY184047A; CA2968363C; WO2016108859A1; AU2014415611A1; BR112017009441B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Extrusionsschutzring für ein Ummantelungsaufhängesystem. Eine Ummantelungsaufhängevorrichtung umfasst einen Längskörper mit einer ersten Nut und ein Dichtungselement, das um den Längskörper herum anordbar ist. Ein erster Extrusionsschutzringist um den Längskörper herum anordbar und zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration selektiv verformbar. In der ersten Konfiguration ist der erste Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpersbewegbar. In der zweiten Konfiguration ist der erste Extrusionsschutzring in der ersten Nut und angrenzend an das Dichtungselement aufnehmbar, um eine Bewegung des Dichtungselements entlang der Länge des Längskörpers zu verhindern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Abläufe zur Kohlenwasserstoffgewinnung und im Besonderen einen Extrusionsschutzring für ein Ummantelungsaufhängungssystem.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bei der Durchführung von Untergrundbohrungen wird typischerweise ein Bohrloch gebohrt und komplettiert, um die Extraktion natürlicher Ressourcen (z.B. Kohlenwasserstoffe oder Wasser) aus einer unterirdischen Formation zu ermöglichen. Sobald ein Bohrloch gebohrt worden ist, wird oftmals eine Bohrlochverschalung in das Bohrloch eingesetzt. Dabei wird Zement verwendet, um die Bohrlochverschalung in dem Bohrloch zu installieren und eine Migration von Fluiden in dem Ringraum zwischen der Bohrlochverschalung und der Bohrlochwand zu verhindern. Bei bestimmten Ausführungsformen ist die Bohrlochverschalung aus schwerem Stahl hergestellt.
Sobald ein oberer Teil des Bohrlochs gebohrt und verrohrt worden ist, ist es wünschenswert, das Bohren fortzusetzen und einen unteren Abschnitt des Bohrlochs mit einer Ummantelung auszukleiden, der durch den oberen verrohrten Abschnitt des Bohrlochs absenkbar ist. Ummantelungsaufhängevorrichtungen sind am unteren Ende einer zuvor installierten Bohrlochverschalung eingebracht und verwendbar, um ein oberes Ende der Ummantelung mechanisch zu stützen. Zusätzlich sind Ummantelungsaufhängevorrichtungen verwendebar, um den Ummantelung an der Bohrlochverschalung abzudichten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Offenbarung und ihrer Merkmale und Vorteile wird nun auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; es zeigen:
1 eine Aufrissansicht eines Ausführungsbeispiels eines Bohrsystems;
2A eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ummantelungsaufhängevorrichtung mit Dichtungselementen und Extrusionsschutzsringen;
2B eine Querschnittsansicht der in 2A gezeigten Ummantelungsaufhängevorrichtung in einer erweiterten Konfiguration;
3A eine Seitenansicht eines beispielhaften Extrusionsschutzrings;
3B eine Schnittansicht des in 3A gezeigten beispielhaften Extrusionsschutzrings; und
3C eine Querschnittsansicht des Profils des in 3A gezeigten beispielhaften Extrusionsschutzrings.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt einen Extrusionsschutzring zur Verwendung mit einem Ummantelungsaufhängevorrichtungssystem. Während einer Untergrundbohrung ist eine Ummantelung in einem Bohrloch anordbar, um einen Teil des Bohrlochs auszukleiden. Der Ummantelung ist an einer Ummantelungaaufhängevorrichtung aufgehängbar, die mit einer Bohrlochverschalung in dem Bohrloch gekoppelt ist. Die Ummantelungsaufhängevorrichtung umfasst Dichtungselemente, die den Außenumfang des Körpers der Ummantelungsaufhängevorrichtung umgeben, die die Ummantelungsaufhängevorrichtung an der Bohrlochverschalung verankern und eine ringförmige Dichtung zwischen der Ummantelungsaufhängevorrichtung und der Bohrlochverschalung bereitstellen. Zusätzlich umfasst die Ummantelungsaufhängevorrichtung Extrusionsschutzringe, die angrenzend an jedem Dichtungselement anordbar sind, und den Außenumfang des Körpers der Ummantelungsaufhängevorrichtung umgeben. Die Extrusionsschutzringe stellen eine zusätzliche Verankerungskapazität zwischen der Ummantelungsaufhängevorrichtung und der Bohrlochverschalung bereit und ermöglichen eine Abdichtung zwischen der Ummantelungsaufhängevorrichtung und der Bohrlochverschalung. Die Extrusionsschutzringe können auch die Dichtungselemente in Position halten. Wenn zum Beispiel die Ummantelungsaufhängevorrichtung mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist, können sich die Dichtungselemente aufgrund des Zusammendrückens der Dichtungselemente zwischen der Bohrlochverschalung und der Ummantelungsaufhängevorrichtung ausbreiten. Der Extrusionsschutzring verhindert die Ausbreitung und die Dicke der Dichtungselemente bleibt erhalten. Die Extrusionsschutzringe können an den Außenumfang der Ummantelungsaufhängevorrichtung gekoppelt sein, ohne dass eine Erhöhung des Gewichts oder der Dicke der Wände der Ummantelungsaufhängevorrichtung erforderlich ist. Dementsprechend kann ein System und ein Verwendungsverfahren in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden, um die Verankerungs- und Abdichtungskapazität der Ummantelungsaufhängevorrichtung zu erhöhen, die Effizienz zu verbessern und die Kosten der Untergrundbohrung zu senken. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und ihre Vorteile werden am besten unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 verstanden, wo gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche und entsprechende Teile anzuzeigen.
1 stellt eine Aufrissansicht eines Ausführungsbeispiels eines Bohrsystems dar. Das Bohrsystem 100 umfasst eine Bohrlochoberfläche oder eine Bohrstelle 106. Verschiedene Arten von Bohrgeräten wie etwa Drehtisch, Bohrfluidpumpen und Bohrfluidtanks (nicht ausdrücklich gezeigt) können sich an dem Bohrpstelle 106 befinden.
Beispielsweise kann der Bohrstelle 106 eine Bohranlage 102 beinhalten, die verschiedene Charakteristiken und Merkmale einer „landgestützten Bohranlage“ aufweisen. Jedoch sind Untertagebohrwerkzeuge von der Lehre der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen Bohrgeräten können verwendet werden, die sich auf Offshore-Plattformen, Bohrschiffen, Halbtauchern und Bohrschiffen (nicht ausdrücklich gezeigt) zur Anwendung kommen.
Das Bohrsystem 100 umfasst auch einen Bohrstrang 103, der mit dem Bohrmeißel 101 verbindbar ist, um eine breite Vielfalt von Bohrlöchern oder Bohrungen bereitzustellen, wie etwa generell ein vertikales Bohrloch 114a oder horizontales Bohrloch 114b oder eine Kombination beider. Verschiedene Richtbohrtechniken und damit verbundene Komponenten der Bohrgarnitur (BHA) 120 des Bohrstrangs 103 können verwendet werden, um das horizontale Bohrloch 114b zu bilden. Zum Beispiel können seitliche Kräfte auf die BHA 120 nahe der Kickoff-Position 113 aufgebracht werden, um das im Allgemeinen horizontale Bohrloch 114b zu bilden, das sich von dem im Allgemeinen vertikalen Bohrloch 114a erstreckt. Der Begriff „Richtbohrung“ kann verwendet werden, um das Bohren eines Bohrlochs oder von Abschnitten eines Bohrlochs zu beschreiben, die sich in einem gewünschten Winkel oder in gewünschten Winkeln bezüglich der Vertikalen erstrecken. Die gewünschten Winkel können größer sein als normale Variationen, die mit vertikalen Bohrlöchern verbunden sind. Das Richtbohren kann auch als Bohren eines von der Vertikalen abweichenden Bohrlochs beschrieben werden. Der Begriff „Horizontalbohren“ wird verwendet, um das Bohren in einer Richtung ungefähr neunzig Grad (90º) von der Vertikalen zu beschreiben.
Die BHA 120 kann aus einer Vielzahl von Komponenten gebildet sein, die dazu konfiguriert sind, das Bohrloch 114 zu bilden. Beispielsweise können die Komponenten 122a, 122b und 122c der BHA 120 Bohrmeißel (z.B. Bohrmeißel 101), Kernbohrer, Schwerstangen, Rotationslenkwerkzeuge, Richtbohrwerkzeuge, Untertagebohrmotoren, Ausräumer, Lochvergrößerer oder Stabilisatoren beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Anzahl und die Typen von Komponenten 122, die in der BHA 120 enthalten sind, können von den voraussichtlichen Untertagebohrbedingungen und dem Bohrlochtyp abhängen, der durch den Bohrstrang 103 und den Drehbohrmeißel 101 gebildet wird. Der Bohrmeißel 101 kann eine oder mehrere Blätter 126 umfassen, die von den Außenabschnitten des Drehmeißelkörpers 124 des Bohrmeißels 101 nach außen angeordnet sein können. Der Bohrmeißel 101 kann sich in Bezug auf die Meißeldrehachse 104 in einer Richtung drehen, die durch den Richtungspfeil 105 definiert ist. Die BHA 120 kann auch verschiedene Typen von Bohrlochvermessungswerkzeugen (nicht ausdrücklich gezeigt) und andere Untertagewerkzeuge enthalten, die mit einer Richtungsbohrung eines Bohrlochs verbunden sind. Beispiele von Vermessungswerkzeugen und/oder Richtungsbohrwerkzeugen können Akustik-, Neutronen-, Gammastrahlen-, Dichte-, photoelektrische, Kernspinresonanz-, Rotationslenkwerkzeuge und/oder jedes andere handelsübliche Bohrlochwerkzeug beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein.
Der Bohrloch 114 kann teilweise durch eine Bohrlochverschalung 110 definiert sein, die sich von der Bohrlochoberfläche 106 zu einer ausgewählten Bohrlochposition erstrecken kann. Abschnitte des Bohrlochs 114, wie in 1 gezeigt, die keine Bohrlochverschalung 110 enthalten, können als „offenes Loch“ beschrieben werden. Verschiedene Arten von Bohrfluid können von der Bohrlochoberfläche 106 durch den Bohrstrang 103, der an dem Bohrmeißel 101 angebracht ist, nach unten ins Bohrloch gepumpt werden. Der Begriff „oberer Bohrlochbereich“ bezieht sich auf einen Abschnitt des Bohrlochs 114, der sich näher an der Bohrlochoberfläche 106 befindet, und „untertage“ steht für einen Abschnitt des Bohrlochs 114, der weiter von der Bohrlochoberfläche 106 entfernt ist. Die Bohrfluide können von dem Bohrstrang 103 über den Rotationsbohrmeißel 101 zu den jeweiligen Düsen geleitet werden. Das Bohrfluid kann durch den Ringraum 108 im Bohrloch nach oben zur Bohrlochoberfläche 106 zirkulieren. Bei Ausführungsformen mit offenem Bohrloch kann der Ringraum 108 teilweise durch den Außendurchmesser 112 des Bohrstrangs 103 und den Innendurchmesser 118 des Bohrlochs 114 definiert sein. In Ausführungsformen, die die Bohrlochverschalung 110 verwenden, kann der Ringraum 108 durch den Außendurchmesser 112 des Bohrstrangs 103 und den Innendurchmesser 111 der Bohrlochverschalung 110 definiert sein.
Die Bohrlochverschalung 110 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, das mit den Bedingungen in dem Bohrloch 114 kompatibel ist, wie etwa Stahl. In einigen Ausführungsformen können offene Lochabschnitte des Bohrlochs 114 mit dem Ummantelung 130 ausgekleidet sein. Der Ummantelung 130 kann verwendet werden, um den offenen Lochabschnitt des Bohrlochs 114 auszukleiden oder zu verrohren. In einigen Ausführungsformen kann Zement zwischen dem Ummantelung 130 und dem Innendurchmesser 118 des Bohrlochs 114 platziert werden. Der Ummantelung 130 kann durch die Verwendung des Bohrstrangs 103 in das Bohrloch 114 installiert werden. Der Bohrstrang 103 umfasst einen lösbaren Klemmring (nicht ausdrücklich gezeigt), durch den der Bohrstrang 103 den Ummantelung 130 stützen und drehen kann, wenn der Ummantelung 130 in das Bohrloch 114 platziert wird.
Die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 kann an dem oberen Ende der Ummantelung 130 angebracht oder als integraler Teil davon gebildet sein. Die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 umfasst einen Längskörper aufweisen, der ein oder mehrere Dichtungselemente 134 beinhalten kann, die die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 entlang der axialen Länge der Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 umgeben. Wenn die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 in dem Bohrloch 114 installiert ist, kann das Dichtungselement 134 die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 an der Bohrlochverschalung 110 verankern und kann eine fluiddichte und druckdichte Abdichtung zwischen der Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 und der Bohrlochverschalung 110 erzeugen. Die Dichtungselemente 134 können aus irgendeinem geeigneten elastomeren Material hergestellt sein. Das elastomere Material kann aus Verbindungen gebildet sein, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Naturkautschuk, Nitrilkautschuk, hydriertes Nitril, Urethan, Polyurethan, Fluorkohlenstoff, Perfluorcarbonat, Propylen, Neopren, Hydrin usw. Während drei Dichtungselemente 134 zu illustrativen Zwecken dargestellt sind, kann eine beliebige Anzahl von Dichtungselementen 134 verwendet werden.
Wie in 2A und 2B detaillierter beschrieben, kann die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 so ausgelegt sein, dass sie untertage im Bohrloch 114 aus einer zusammengezogenen Position in eine ausgedehnte Position plastisch verformbar ist. In der zusammengezogenen Position kann der Außendurchmesser der Ummantelungsaufhängevorrichtung 132, der durch den Außendurchmesser der Dichtungselemente 134 definiert ist, kleiner als der Innendurchmesser 111 der Bohrlochverschalung 110 sein, so dass die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 in das Bohrloch 114 absenkbar ist. Wie näher in Bezug auf die 2A und 2B beschrieben, können, wenn die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 untertage im Bohrloch 114 positioniert ist, auf dem Bohrstrang 103 befindliche Ausdehnungskegel die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 in die ausgedehnte Konfiguration ausdehnen, wobei sich der Außendurchmesser der Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 so ausdehnt, dass die Dichtungselemente 134 mit dem Innendurchmesser 111 der Bohrlochverschalung 110 in Kontakt sind. Wenn die Dichtungselemente 134 mit der Bohrlochverschalung 110 in Kontakt sind, können die Dichtungselemente 134 eine Abdichtung gegen die Bohrlochverschalung 110 bereitstellen und das Gewicht der Ummantelungr 130 tragen.
Wenn das Dichtungselement 134 mit dem Innendurchmesser 111 der Bohrlochverschalung 110 in Kontakt ist, kann das Dichtungselement 134 zwischen der Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 und der Bohrlochverschalung 110 zusammengedrückt werden. Der durch das Zusammendrücken des Dichtungselements 134 erzeugte Druck kann bewirken, dass sich das Dichtungselement 134 entlang des Umfangs der Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 ausbreitet und die Dicke des Dichtungselements 134 abnehmen kann. Zusätzlich kann das Gewicht der Ummantelung 130 bewirken, dass das Dichtungselement 134 entlang der Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 von einem Ort zu einem anderen bewegt. Das Verschieben und/oder Verändern der Form des Dichtungselements 134 kann die Fähigkeit des Dichtungselements 134 verringern, Abdichtungs- und Verankerungsfunktionen für die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 zu gewährleisten. Daher kann die Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 einen oder mehrere Extrusionsschutzringe (z.B. die in den 2A und 2B gezeigten Extrusionsschutzringe 246), die sich an den Seiten des Dichtungselements 134 befinden, um die Position des Dichtungselements 134 beizubehalten und zu verhindern, dass sich das Dichtungselement 134 die form verändert und/oder entlang des Außenumfangs der Ummantelungsaufhängevorrichtung 132 bewegt. 2A stellt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Ummantelungsaufhängevorrichtung mit Dichtungselementen und Extrusionsvschutzringen dar. Die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 kann verwendet werden, um den Ummantelung 230 in einem Bohrloch (z.B. dem in 1 gezeigten Bohrloch 114) aufzuhängen. Die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 kann über ein oder mehrere Dichtungselemente 234 und/oder einen oder mehrere Extrusionsvschutzringe 246 mit der Bohrlochverschalung 210 gekoppelt sein. Die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 kann aus irgendeinem geeigneten duktilen Material hergestellt sein, das mit den Bedingungen in dem Bohrloch kompatibel ist, wie etwa Stahl oder eine geeignete korrosionsbeständige Legierung (CRA, corrosion resisting alloy), die es ermöglicht, dass die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 von einer ursprünglichen Konfiguration in eine ausgedehnte Konfiguration plastisch verformbar ist.
Die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 kann weiter eine polierte Bohrungsaufnahme oder eine Tie-Back-Aufnahme 236 beinhalten, die mit dem oberen Ende der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform kann die polierte Bohrungsaufnahme 236 mit der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 durch einen Verbinder, wie etwa eine Gewindeverbindung 238, verbunden sein. Die Innenbohrung der polierten Bohrungsaufnahme 236 kann glatt und mit engen Toleranzgrenzen bearbeitet sein, um zu ermöglichen, dass Bohrstränge, Förderrohre und/oder ein anderes geeignetes Bohrwerkzeug mit dem Ummantelung 232 mit einer fluiddichten und druckdichten Verbindung ausgestattet sind. Beispielsweise können Förderrohre mit der polierten Bohrungsaufnahme 236 verbunden und verwendet werden, um das hydraulische Fluid bei hohem Druck nach unten zu pumpen, ohne die Bohrlochverschalung 210 dem hydraulischen Druck ausgesetzt zu sein. Obwohl die polierte Bohrungsaufnahme 236 in 2A oberhalb der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 gezeigt ist, kann sich alternativ die polierte Bohrungsaufnahme 236 unterhalb der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 befinden.
Der Außendurchmesser der Ummantelung 230 kann so groß wie möglich sein, während er immer noch zulässt, dass der Ummantelung 230 durch die Bohrlochverschalung 210 absenkbar ist. Während die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 in der ursprünglichen Konfiguration ist, kann der Außendurchmesser der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 außerdem durch den Außendurchmesser der Dichtungselemente 234 so definiert werden, dass der Außendurchmesser der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 ungefähr gleich dem Außendurchmesser der Ummantelung 230 ist.
Während des Zusammenbaus der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 können eine oder mehrere Nuten 248 in dem Außenumfang der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 eingebracht werden. Die Nut 248 kann durch irgendein geeignetes Herstellungsverfahren, wie z.B. Bearbeitung, gebildet werden. Die Nut 248 kann entlang des Außenumfangs der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 so platziert sein, dass der Abstand der Nuten 248 entlang der axialen Länge der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 der Platzierung eines oder mehrerer Dichtungselemente 234 entspricht. Beispielsweise kann eine erste Nut 248 entlang des Außenumfangs der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 an einer ersten axialen Position der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 eingearbeitet werden, und eine zweite Nut 248 kann entlang des Außenumfangs der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 an einer zweiten axialen Position entlang der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 eingearbeitet werden, wobei die erste und zweite axiale Position den Kanten des Dichtungselements 234 entsprechen.
Die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 kann weiter einen oder mehrere Extrusionsschutzringe 246 beinhalten, die über einer oder mehreren Nuten 248 platziert sind. Der Extrusionsschutzring 246 kann aus irgendeinem geeigneten duktilen Material hergestellt sein, das den Bedingungen im Bohrloch standhält und eine hohe Streckgrenze und eine hohe Dehnung aufweist, wie etwa Aluminium, Stahl oder Edelstahl. Beispielsweise kann der Extrusionsschutzring 246 aus einem Edelstahl, wie z.B. Edelstahl AISI 316, hergestellt sein. Der Extrusionsschutzring 246 kann so ausgelegt sein, dass er eine vorgegebene Kontaktspannung bereitstellt, wenn er in das Futterrohr 210 ausgedehnt wird.
Der Extrusionsvschutzring 246 kann auf dem Außenumfang der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 durch Schieben des Extrusionsschutzrings 246 über ein Ende der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232, bis sich der Extrusionsschutzring 246 an einer vorgegebenen Position befindet (z.B. über der Nut 248) installiert werden. Nachdem der Extrusionsschutzring 246 über die Nut 248 platziert worden ist, kann der Extrusionsschutzring 246 zusammengedrückt und plastisch verformt werden, um sich eng an die Nut 248 entlang des Außendurchmessers der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 anzupassen. Der Extrusionsschutzring 246 kann durch jedes geeignete Mittel zum Verformen von Metall zusammengedrückt werden, wie etwa durch die Verwendung einer Kolbendruckvorrichtung oder eines Crimpwerkzeugs. Die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 kann über jeder Nut 248 befindliche Extrusionsschutzringe 246 beinhalten. Die Platzierung der Extrusionsschutzringe 246 und der Nuten 248 kann so sein, dass ein Extrusionsschutzring 246 angrenzend an eine oder beide Seiten eines oder mehrerer Dichtungselemente 234 entlang der axialen Länge der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 platziert ist.
Die Nut 248 kann Kanten 250 aufweisen, um die Platzierung des Extrusionsschutzrings 246 beizubehalten, wenn der Extrusionsschutzring 246 über der Nut 248 platziert ist. In einigen Ausführungsformen kann die Form der Nut 248 ein Spiegelbild der Form des Extrusionsschutzrings 246 sein. Beispielsweise ist in 2A und 2B die Nut 248 trapezförmig geformt, entsprechend der trapezförmigen Form der Innenfläche des Extrusionsschutzrings 246. Wenn die Form der Nut 248 das Spiegelbild der Form der Innenfläche 364 ist, kann die Nut 248 strukturelle Abstützung für den Extrusionsschutzring 246 bereitstellen. In anderen Ausführungsformen ist die Form der Nut 248 möglicherweise nicht das Spiegelbild der Form des Extrusionsschutzrings 246 oder kann eine komplementäre Form der Form des Extrusionsschutzrings 246 sein. Obwohl die Nuten 248 in 2A und 2B als eine trapezförmige Form aufweisend gezeigt sind, können die Nuten 248 jede geeignete Form annehmen, wie etwa kreisförmig, quadratisch oder rechteckig. Die Nuten 248 können so ausgelegt sein, dass sie den Extrusionsschutzring 246 enthalten, um eine Beschädigung des Extrusionsschutzrings 246 während des Platzierens der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 in dem Bohrloch zu verhindern. Die Auslegung der Nut 248 kann zusätzlich eine Abstützung für den Extrusionsschutzring 246 bereitstellen, um eine axiale Bewegung des Extrusionsschutzrings 246 während der Ausdehnung der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 zu verhindern, und während die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 während der Untergrundbohrung verwendet wird.
Sobald die Extrusionsschutzringe 246 an der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 installiert sind, können ein oder mehrere Dichtungselemente 234 über dem Außendurchmesser der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 gebildet werden. Das Dichtungselement 234 kann so positioniert werden, dass sich ein oder mehrere Extrusionsschutzringe 246 auf den Seiten des Dichtungselements 234 befinden. Das Dichtungselement 234 kann aus irgendeinem geeigneten elastomeren Material hergestellt sein, das mit den Bedingungen in dem Bohrloch kompatibel ist, wie eine elastomeres Material (z.B. Kautschuk), duktile Metalle (z.B. 316L Edelstahl vom AISI-Typ) oder anderen polymeren Materialien.
Die Dichtungselemente 234 können entlang der axialen Länge der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 beabstandet sein und den Außenumfang der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 gemäß der geplanten Verwendung der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 umgeben. Zum Beispiel kann bei Untergrundbohrungen bei hohem Druck und hoher Temperatur („HPHT“ bezeichnet) die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 eine größere Anzahl von Dichtungselementen 234 als die Anzahl von Dichtungselementen 234 beinhalten, die bei einer Untergrundbohrung bei nicht hoher Temperatur und nicht hohem Druck verwendet werden. Der Abstand zwischen jedem Dichtungselement 234 kann so festgelegt werden, dass jede Verformung, die in der Bohrlochverschalung 210 durch die von den Dichtungselementen 234 ausgeübte Kraft induziert wird, minimiert und/oder isolierbar ist und die Kraft des Dichtungselements 234 entlang der Bohrlochverschalung 210 verteilbar ist. Zusätzlich kann der Abstand zwischen den Dichtungselementen 234 gewählt werden, um die Aufhängekapazität der Dichtungselemente 234 zu maximieren. Die Aufhängekapazität ist die maximale nach unten gerichtete Kraft, die das Dichtungselement 234 tragen kann, ohne zu bewirken, dass sich die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 relativ zu der Bohrlochverschalung 210 bewegt. Der Abstand zwischen den Dichtungselementen 234 kann auf irgendeinem geeigneten Faktor basieren, wie etwa dem Außendurchmesser der Ummantelungsaufhängevorrichtung 234, der Dicke der Wand der Ummantelungsaufhängevorrichtung 234, dem Innendurchmesser der Bohrlochverschalung 210, der Dicke der Bohrlochverschalung 210 und/oder dem Gewicht der Ummantelung 230. Beispielsweise kann der Abstand zwischen den Dichtungselementen kleiner sein, wenn das Gewicht der Ummantelung 230 schwerer ist. Die Länge der Ummantelungsaufhängevorrichtung 234 kann die Anzahl der Dichtungselemente 234 einschränken, die auf der Ummantelungsaufhängevorrichtung 234 platzierbar sind.
Das Dichtungselement 234 kann an irgendeiner axialen Position entlang des Außenumfangs der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 positioniert sein. Die Platzierung eines oder mehrerer Dichtungselemente 234 kann auf jedem geeigneten Designparameter basieren, wie etwa dem Gewicht der Ummantelung 230, die an der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 aufgehängt ist.
2B stellt eine Querschnittsansicht der in 2A gezeigten Ummantelungsaufhängevorrichtung in einer ausgedehnten Konfiguration dar. Während des Installierens der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 in das Bohrloch kann die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 auf einem Einstellwerkzeug eingesetzt werden, um die axiale Kraft bereitzustellen, die erforderlich ist, um die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 auszudehnen (z.B. ein Einstellwerkzeug auf dem Bohrstrang 103, wie in 1 gezeigt). Wenn die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 in der Bohrlochverschalung 210 positioniert ist, kann ein Fluiddruck, der auf den Bohrstrang und die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 ausgeübt wird, verwendet werden, um den Ausdehnungskegel 240 nach unten durch die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 zu treiben, um die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 auf die ausgedehnte Konfiguration auszudehnen und plastisch zu verformen, wobei mehr Dichtungsglieder 234 in Kontakt mit der Bohrlochverschalung 210 gezwungen werden. Ein alternatives Einstellverfahren kann verwendet werden, um die Einstellkraft zu liefern, wie etwa ein mechanisch oder elektronisch aktiviertes Werkzeug. Der Kontakt zwischen dem Dichtungselement 234 und der Bohrlochverschalung 210 kann die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 an der Bohrlochverschalung 210 verankern und kann eine druckdichte und/oder fluiddichte Abdichtung zwischen der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 und der Bohrlochverschalung 210 bereitstellen. Nachdem die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 ausgedehnt worden ist, kann der Ausdehnungskegel 240 von der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 durch die polierte Bohrungsaufnahme 236 und aus dem Bohrloch entfernt werden.
Wenn die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 in dem Bohrloch ausgedehnt ist, können die Dichtungselemente 234 in Kontakt mit der Bohrlochverschalung 210 sein und die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 ist mit der Bohrlochverschalung 210 verbindbar. Zusätzlich kann sich der Extrusionsschutzring 246 mit der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 ausdehnen. Während der Ausdehnung kann der Extrusionsvschutzring 246 plastisch verformt werden und kann die Position des Extrusionsschutzrings 246 relativ zum Dichtungselement 234 beibehalten, um die Position des Dichtungselements 234 entlang der axialen Länge der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 beizubehalten.
Das Dichtungselement 234 kann durch einen oder mehrere Extrusionsschutzringe 246 fixiert werden. Der Extrusionsschutzring 246 kann die Position der Dichtungselemente 234 erhalten und verhindern, dass die Dichtungselemente 234 entlang des Außendurchmessers der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 wandern und/oder sich ausbreiten, während die Dichtungselemente 234 das Gewicht der Ummantelung 230 tragen und die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 an der Bohrlochverschalung 210 verankern. Der Extrusionsschutzring 246 kann auf einer oder beiden Seiten des Dichtungselements 234 platziert werden. Der Extrusionsschutzring 246 kann ein kreisförmiger Ring sein, der sich entlang des Außenumfangs der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 an einer vorgegebenen axialen Stelle (z.B. an einer Seite des Dichtungselements 234) erstreckt.
Zusätzlich zur Erhaltung der Position des Dichtungselements 234 kann der Extrusionsschutzring 246 in einigen Ausführungsformen eine zusätzliche Verankerungsfähigkeit für die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 bereitstellen, indem ein Metall-Metall-Kontakt mit der Bohrlochverschalung 210 hergestellt wird. Der Extrusionsschutzring 246 kann auch eine Abdichtung zwischen der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 und der Bohrlochverschalung 210 bereitstellen. Die Verwendung des Extrusionsschutzrings 246 und des Dichtungselements 234 auf der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 kann die Verankerung und Abdichtung der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 mit der Bohrlochverschalung 210 im Vergleich zu einer Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 mit den Dichtungselementen 234 allein verbessern. Zusätzlich kann die Verwendung des Extrusionsschutzrings 246 eine redundante Verankerung und Druckintegrität für die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 bereitstellen, falls ein Dichtungselement 234 während des Installierens der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 in das Bohrloch beschädigt wird.
Obwohl die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 in 2A und 2B als drei Dichtungselemente 234 gezeigt sind, kann die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 eine beliebige Anzahl von Dichtungselementen 234 aufweisen. Die Anzahl der Dichtungselemente 234 kann auf den Eigenschaften der Untergrundbohrung basieren, wie etwa dem Gewicht der Ummantelung 230, der an der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 aufgehängt ist. Obwohl die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 bestehend aus sechs Extrusionsschutzringe 246 gezeigt ist, kann die Ummantelungsaufhängevorrichtung 232 außerdem eine beliebige Anzahl von Extrusionsschutzringen 246 aufweisen. Obwohl die Extrusionsschutzringe 246 als eine flache Oberseite aufweisend gezeigt sind, können die Extrusionsschutzringe 246 jede geeignete Form aufweisen, wie etwa spitz, aufgeraut oder gekrümmt.
3A stellt eine Seitenansicht eines beispielhaften Extrusionsschutzsrings dar. Der Extrusionsschutzring 346 ist um den Außendurchmesser einer Ummantelungsaufhängevorrichtung (z.B. der in 2A und 2B gezeigten Ummantelungsaufhängevorrichtung 232) platzierbar und kann mehrere ringförmiger Dichtungen enthalten. Zusätzlich kann der Extrusionsschutzring 346 einen Metall-Metall-Kontakt zwischen dem Extrusionsschutzring 346 und einer Bohrlochverschalung (z.B. Bohrlochverschalung 210) aufweisen, um die Ummantelungsaufhängevorrichtung an der Bohrlochverschalung zu verankern und abzudichten.
Der Durchmesser des Extrusionsschutzrings 346, in 3A als „d“ gezeigt, kann irgendein geeigneter Durchmesser sein, der dem Außendurchmesser der Ummantelungsaufhängevorrichtung entspricht. Ummantelungsaufhängevorrichtungen können je nach Anwendungsfall unterschiedliche Größen aufweisen, und die Größe des Extrusionsschutzrings 346 entspricht dem Durchmesser einer Ummantelungsaufhängevorrichtung. Beispielsweise kann der Durchmesser etwas größer als der nicht ausgedehnte Außendurchmesser der Ummantelungsaufhängevorrichtung sein, so dass der Extrusionsschutzring 346 während des Zusammensetzens über die Ummantelungsaufhängevorrichtung gleiten kann, wie unter Bezugnahme auf 2A und 2B beschrieben. Der Extrusionsschutzring 346 ist durch jeden geeigneten Prozess, wie etwa Gießen und Extrudieren, hergestellbar. Der Extrusionsschutzring 346 kann aus irgendeinem geeigneten duktilen Material hergestellt sein, das ermöglicht, dass der Extrusionsschutzring 346 von einer ursprünglichen Konfiguration in eine verformte Konfiguration und eine ausgedehnte Konfiguration verformbar ist. Der Extrusionsschutzring 346 kann auch aus einem Material bestehen, das den Bedingungen im Bohrloch standhält und eine hohe Streckgrenze und eine hohe Dehnung aufweist, wie etwa Aluminium, Stahl oder Edelstahl. Beispielsweise kann der Extrusionsschutzring 246 aus einem Edelstahl, wie etwa Edelstahl AISI 316, hergestellt sein.
Der Extrusionsschutzring 346 kann entlang des Außenumfangs der Ummantelungsaufhängevorrichtung platziert werden, so dass der Extrusionsschutzring 346 aus dem Außenumfang der Ummantelungsaufhängevorrichtung herausragt und entlang der Länge der Ummantelungsaufhängevorrichtung verschiebbar und um die Ummantelungsaufhängevorrichtung drehbar ist. Nachdem der Extrusionsschutzring 346 über einer Nut in der Ummantelungsaufhängevorrichtung (z.B. der in 2A und 2B gezeigten Nut 248) installiert ist, ist der Extrusionsschutzring 346 gegen die Nut verformt oder gecrimpt. In der zusammengezogenen Konfiguration sitzt der Extrusionsschutzring 346 in der Nut, und der Durchmesser des Extrusionsschutzrings 346 kann relativ zu einer ursprünglichen Konfiguration verringert werden. Der Extrusionsschutzring 346 ist durch irgendwelche geeigneten Verformungsverfahren verformbar, wie etwa durch die Verwendung einer Kolbendruckvorrichtung oder eines Crimpwerkzeugs. Nachdem die Ummantelungsaufhängevorrichtung im Bohrloch positioniert und ausgedehnt ist, wodurch der Extrusionsschutzring 346 auch mit der Ummantelungsaufhängevorrichtung erweiterbar ist. In der ausgedehnten Konfiguration kann die Oberseite 354 in Kontakt mit der Bohrlochverschalung sein, und der Durchmesser des Extrusionsschutzrings 346 kann relativ zu einer verformten oder gecrimpten Konfiguration und/oder einer ursprünglichen Konfiguration erhöht werden.
3B stellt eine Schnittansicht des in 3A gezeigten beispielhaften Extrusionsschutzrings dar. Der Extrusionsschutzring 346 ist entlang des in 3A gezeigten Abschnitts A-A im Schnitt gezeigt. 3C stellt eine Querschnittsansicht des Profils des beispielhaften Extrusionsschutzrings dar, der in 3A und 3B gezeigt ist. Das Profil des Extrusionsschutzrings 346 kann irgendein geeignetes Profil sein, das die Position eines Dichtungselements erhält und eine Kontaktfläche zwischen einer Ummantelungsaufhängevorrichtung und einer Bohrlochverschalung eines Bohrlochs bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen kann der Extrusionsschutzring 346 eine Metall-Metall-Dichtung zwischen der Ummantelungsaufhängevorrichtung und der Bohrlochverschalung bereitstellen. Wenn der Extrusionsschutzring 346 in der ausgedehnten Konfiguration ist, ist die Oberseite 354 des Extrusionsschutzrings 346 flach, um eine effektivere Kontaktfläche zwischen der Ummantelungsaufhängevorrichtung und der Bohrlochverschalung gegenüber einem Extrusionsschutzring 346 mit einer spitzen oder aufgerauten Oberseite 354 bereitzustellen. Beispielsweise kann die Bohrlochverschalung (z.B. die in 1 gezeigte Bohrlochverschalung 110) Oberflächenvariationen aufweisen, so dass die Oberfläche der Bohrlochverschalung nicht gleichmäßig und/oder glatt ist, und die Oberseite 354 eine größere Oberfläche für den Kontakt mit der Bohrlochverschalung bereitstellen kann, um jegliche Variationen in der Oberfläche der Bohrlochverschalung zu überbrücken. Wenn die Oberseite 354 flach ist, kann die Oberseite 354 zusätzlich eine höhere Belastbarkeit zum Tragen des Gewichts der Ummantelungsaufhängevorrichtung und der Ummantelung aufgrund der von der Oberseite 354 bereitgestellten größeren Kontaktfläche zwischen dem Extrusionsschutzring 346 und der Bohrlochverschalung bereitstellen.
In einigen Ausführungsformen ist die Oberseite 354 texturiert, um einen höheren Reibungskoeffizienten zwischen dem Extrusionsschutzring 346 und dem Innendurchmesser der Bohrlochverschalung bereitzustellen. Beispielsweise kann die Oberseite 354 mit Gewinde versehen, gerändelt, sandgestrahlt, gezahnt oder anderweitig texturiert sein, um die Glätte der Oberseite 354 zu eliminieren. Die Texturierung der Oberseite 354 kann so sein, dass die Texturierung der Oberseite 354 intakt bleibt, wenn der Extrusionsschutzring 346 von der ursprünglichen Konfiguration in die verformte Konfiguration und/oder ausgedehnte Konfiguration verformt oder expandiert wird.
In einigen Ausführungsformen ist das Profil des Extrusionsschutzrings 346 symmetrisch, sodass der Winkel 356a ungefähr gleich dem Winkel 356b ist. In anderen Ausführungsformen ist die Oberflächengeometrie des Extrusionsschutzrings 346 asymmetrisch, sodass der Winkel 356a von dem Winkel 356b verschieden ist. Die Winkel 356a und 356b können so gewählt werden, dass das Profil 358 des Extrusionsschutzrings 346 annähernd normal zu dem Körper der Ummantelungsaufhängevorrichtung bleiben kann, nachdem die Ummantelungsaufhängevorrichtung und der Extrusionsschutzring 346 in dem Bohrloch ausgedehnt worden sind. Beispielsweise können die Winkel 356a und 356b jeden geeigneter Winkel zwischen ungefähr 30° und ungefähr 70° umfassen.
Die Oberseite 354 kann eine Breite 360 aufweisen, die auf der Grundlage der Anforderungen der Untergrundbohrung ausgewählbar ist. Beispielsweise kann die Breite 360 auf der vorgegebenen Oberfläche basieren, die dazu ausgelegt ist, mit der Bohrlochverschalung in Kontakt zu treten, um das Gewicht der Ummantelungsaufhängevorrichtung und der Ummantelung zu tragen. Die Breite 360 kann so gewählt werden, dass eine geeignete Breite des Extrusionsschutzrings 346 beibehalten wird, so dass im ausgedehnten Zustand der Extrusionsschutzring 346 die Position eines oder mehrerer Dichtungselemente entlang des Außenumfangs der Ummantelungsaufhängevorrichtung erhält.
Die Höhe 362 (z.B. die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Extrusionsschutzrings 346) ist so konfiguriert, dass der Außendurchmesser des Extrusionsschutzrings 346 dem Außendurchmesser eines Dichtungselements ähnlich ist. Beispielsweise erstrecken sich die Außendurchmesser des Extrusionsschutzrings 246 und des Dichtungselements 234, wie in 2A und 2B gezeigt, ungefähr gleich weit von dem Außenumfang der Ummantelungsaufhängevorrichtung 232. In anderen Ausführungsformen ist die Höhe 362 bemessen, dass der Außendurchmesser des Extrusionsschutzrings 346 kleiner oder größer als der Außendurchmesser der Dichtungselemente ist.
Die Höhe 362 kann auf einer Funktion eines Ausmaßes eines möglichen Zusammendrückens des Dichtungselements beruhen, wenn das Dichtungselement mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist. Beispielsweise ist die Höhe 362 ein Abstand von dem Außenumfang der Ummantelungsaufhängevorrichtung, sodass, wenn das Dichtungselement zusammengedrückt wird, der Außendurchmesser des Extrusionsschutzrings 346 ungefähr gleich dem Außendurchmesser des zusammengedrückten Dichtungselements ist. Die Höhe 362 kann dazu führen, dass sowohl das Dichtungselement als auch der Extrusionsschutzring 346 mit der Bohrlochverschalung in Kontakt treten, wodurch es der Ummantelungsaufhängevorrichtung möglich ist, ein größeres Gewicht zu tragen als eine Ummantelungsaufhängevorrichtung, bei der nur das Dichtungselement mit der Bohrlochverschalung in Kontakt tritt, oder eine Ummantelungsaufhängevorrichtung, bei der nur ein Extrusionsschutzring 346 mit der Bohrlochverschalung in Kontakt tritt. Der Extrusionsschutzring 346 stellt eine mechanische Unterstützung für den Ummantelung und die Ummantelungsaufhängevorrichtung bereit.
Eine beliebige Anzahl von Extrusionsschutzringen 346 kann entlang der axialen Länge der Ummantelungsaufhängevorrichtung platziert werden. Die Anzahl der entlang der axialen Länge der Ummantelungsaufhängevorrichtung platzierten Extrusionsschutzringe 346 ist frei wähbar und definierbar, wie beispielsweise in Abhöngigkeit der Anzahl der auf der Ummantelungsaufhängevorrichtung platzierten Dichtungselemente, dem Gewicht der an der Ummantelungsaufhängevorrichtung aufgehängt Ummantelung, oder der vorgegebenen Verankerungs- und/oder Abdichtungskapazität der Extrusionsschutzringe 346. Jeder der Extrusionsschutzringe 346 kann Verankerungsfähigkeit und Abdichtungsfähigkeit für die Ummantelungsaufhängevorrichtung bereitstellen sowie als Halter für das Dichtungselement wirken, wenn das Dichtungselement zwischen der Bohrlochverschalung und der Ummantelungsaufhängevorrichtung zusammengedrückt wird.
Der Extrusionsschutzring 346 kann eine Metall-Metall-Dichtung mit der Bohrlochverschalung bereitstellen, die für die Verwendung bei bestimmten Untergrundbohrungen bei hohen Temperaturen und/oder hohen Drücken wünschenswert ist, bei denen die Wirksamkeit eines Elastomer-Dichtungselements reduziert ist. Zusätzlich kann unter solchen extremen Bedingungen der Abbau des Extrusionsschutzrings 346 geringer sein als der Abbau der Dichtungselemente, was zu einer langlebigeren Ummantelungsaufhängevorrichtung führt, wodurch die Kosten gesenkt und die Effizienz der Untergrundbohrung verbessert werden können.
Hier offenbarte Ausführungsformen beinhalten:

A. Eine Ummantelungsaufhängevorrichtung, beinhaltend einen Längskörper; eine erste Nut in dem Längskörper; einen ersten Extrusionsschutzring, der um den Längskörperherum anordbar ist und zwischen einer ersten Konfiguration, wobei der erste Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpers bewegbar ist, und einer zweiten Konfiguration, wobei der erste Extrusionsschutzring verformbar ist, um in der ersten Nut aufgenommen zu werden, selektiv verformbar ist; und ein Dichtungselement, das um den Längskörperherum und angrenzend an den ersten Extrusionsschutzring anordbar ist, wenn der erste Extrusionsschutzring in der zweiten Konfiguration ist, wobei der erste Extrusionsschutzring dazu konfiguriert ist, eine Bewegung des Dichtungselements entlang der Länge des Längskörperszu verhindern.
B. Ein Verfahren zum Koppeln eine Ummantelung an eine Bohrlochverschalung eines Bohrlochs, das Koppeln einer Ummantelungsaufhängevorrichtung mit einem Ummantelung beinhaltend. Die Ummantelungsaufhängevorrichtung beinhaltet einen Längskörper; eine erste Nut in dem Längskörper; einen ersten Extrusionsschutzring, der um den Längskörperherum anordbar ist und zwischen einer ersten Konfiguration, wobei der erste Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpers bewegbar ist, und einer zweiten Konfiguration, wobei der erste Extrusionsschutzring selektiv verformbar ist, um in der ersten Nut aufgenommen zu werden,; und ein Dichtungselement, das um den Längskörperherum und angrenzend an den ersten Extrusionsschutzring anordbar ist, wenn der erste Extrusionsschutzring in der zweiten Konfiguration ist, wobei der erste Extrusionsschutzring dazu konfiguriert ist, eine Bewegung des Dichtungselements entlang der Länge des Längskörpers zu verhindern. Das Verfahren beinhaltet weiter Absenken der Ummantelung und der Ummantelungsaufhängevorrichtung in ein Bohrloch durch eine Bohrlochverschalung; und Ausdehnen der Ummantelungsaufhängevorrichtung, sodass das Dichtungselement mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist.
C. Ein System zur Durchführung von Untergrundbohrungen, das eine Ummantelungsaufhängevorrichtung, die in einer Bohrlochverschalung eines Bohrlochs positioniert ist, und einen Ummantelung beinhaltet, der mit der Ummantelungsaufhängevorrichtung gekoppelt ist. Die Ummantelungsaufhängevorrichtung beinhaltet einen Längskörper; eine erste Nut in dem Längskörper; einen ersten Extrusionsschutzring, der um den Längskörper herum anordbar ist und zwischen einer ersten Konfiguration, wobei der erste Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpersbewegbar ist, und einer zweiten Konfiguration, wobei der erste Extrusionsschutzring verformbar ist, um in der ersten Nut aufgenommen zu werden, selektiv verformbar ist; und ein Dichtungselement, das um den Längskörperherum und angrenzend an den ersten Extrusionsschutzring anordbar ist, wenn der erste Extrusionsschutzring in der zweiten Konfiguration ist, wobei der erste Extrusionsschutzring dazu konfiguriert ist, eine Bewegung des Dichtungselements entlang der Länge des Längskörpers zu verhindern.

Jede der Ausführungsformen A, B und C kann eines oder mehrere der folgenden zusätzlichen Elemente in beliebiger Kombination aufweisen: Element 1: wobei eine Höhe des ersten Extrusionsschutzrings auf einem Außendurchmesser des Dichtungselements basiert. Element 2: wobei eine Oberfläche des ersten Extrusionsschutzrings texturiert ist. Element 3: der Längskörper ist von einer ersten Konfiguration, wobei der Längskörper entlang einer Bohrlochverschalung eines Bohrlochs bewegbar ist, und einer zweiten Konfiguration, wobei der Längskörper ausgedehnt ist, sodass das Dichtungselement mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist, selektiv verformbar; und der erste Extrusionsschutzring ist in eine dritte Konfiguration verformbar, wobei der erste Extrusionsschutzring mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist. Element 4: wobei der erste Extrusionsschutzring eine flache Oberfläche aufweist, die mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist. Element 5: wobei eine Breite des ersten Extrusionsschutzrings auf einem Gewicht einer an dem Längskörper angebrachten Ummantelung basiert. Element 6: wobei eine Form der ersten Nut einer Form des ersten Extrusionsschutzrings entspricht. Element 7: eine zweite Nut in dem Längskörper; und einen zweiten Extrusionsschutzring, der um den Längskörper herum anordbar ist und von einer ersten Konfiguration, wobei der zweite Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpers bewegbar ist, und eine zweite Konfiguration, wobei der zweite Extrusionsschutzring verformbar ist, um in der zweiten Nut aufgenommen zu werden, selektiv verformbar ist, wobei sich der zweite Extrusionsschutzring angrenzend an das Dichtungselement auf einer gegenüberliegenden Seite des Dichtungselements von dem ersten Extrusionsschutzring befindet.
Obwohl die vorliegende Offenbarung und ihre Vorteile im Detail beschrieben worden sind, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen, Substitutionen und Abwandlungen hier vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Geltungsbereich der Offenbarung, wie durch die folgenden Ansprüche definiert, abzuweichen. Während die erörterte Ausführungsform beispielsweise einen Extrusionsschutzring mit einer flachen Oberseite beschreibt, kann der Extrusionsschutzring auch eine spitze oder aufgeraut Oberseite aufweisen und kann aus irgendeinem geeigneten Material und in irgendeiner geeigneten Form hergestellt sein. Obwohl die Ummantelungsaufhängevorrichtung als mit Bohrgeräten verwendet gezeigt wird, ist die Ummantelungsaufhängevorrichtung außerdem in geeigneten Untergrudnbohrungen verwendbar. Es ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung solche Änderungen und Modifikationen umfasst, die in den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Ummantelungsaufhängevorrichtung, umfassend: einen Längskörper; eine erste Nut in dem Längskörper; ein Dichtungselement, das um den Längskörper herum anordbar ist; und einen ersten Extrusionsschutzring, der um den Längskörper herum anordbar und zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration selektiv verformbar ist; wobei in der ersten Konfiguration der erste Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpers bewegbar ist; wobei in der zweiten Konfiguration der erste Extrusionsschutzring in der ersten Nut und angrenzend an das Dichtungselement aufnehmbar ist, um eine Bewegung des Dichtungselements entlang der Länge des Längskörperszu verhindern.
Ummantelungsaufhängevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Höhe des ersten Extrusionsschutzrings auf einem Außendurchmesser des Dichtungselements basiert.
Ummantelungsaufhängevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Oberfläche des ersten Extrusionsschutzrings texturiert ist.
Ummantelungsaufhängevorrichtung nach Anspruch 1, wobei: der Längskörper aus einer ersten Konfiguration, wobei der Längskörper entlang einer Bohrlochverschalung eines Bohrlochs bewegbar ist, in eine zweite Konfiguration selektiv verformbar ist, wobei der Längskörper so ausgedehnt ist, dass das Dichtungselement mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist; und der erste Extrusionsschutzring in eine dritte Konfiguration verformbar ist, wobei der erste Extrusionsschutzring mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist.
Ummantelungsaufhängevorrichtung nach Anspruch 4, wobei der erste Extrusionsschutzring eine flache Oberfläche aufweist, die mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist.
Ummantelungsaufhängevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Breite des ersten Extrusionsschutzrings auf einem Gewicht eines an dem Längskörper angebrachten Futterohrstrangs basiert.
Ummantelungsaufhängevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Form der ersten Nut einer Form des ersten Extrusionsschutzrings entspricht.
Ummantelungsaufhängevorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine zweite Nut in dem Längskörper; und einen zweiten Extrusionsschutzring, der um den Längskörper herum anordbar ist und aus einer ersten Konfiguration, wobei der zweite Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpers bewegbar ist, in eine zweite Konfiguration selektiv verformbar ist, wobei der zweite Extrusionsschutzring verformbar ist, um in der zweiten Nut aufgenommen zu werden, wobei sich der zweite Extrusionsschutzring angrenzend an das Dichtungselement auf einer gegenüberliegenden Seite des Dichtungselements von dem ersten Extrusionsschutzring befindet.
Verfahren zum Verbinden einer Ummantelung an eine Bohrlochverschalung eines Bohrlochs, umfassend: Verbinden einer Ummantelungsaufhängevorrichtung an einen Ummantelung, wobei die Ummantelungsaufhängevorrichtung Folgendes beinhaltet: einen Längskörper; eine erste Nut in dem Längskörper; ein Dichtungselement, das um den Längskörper herum anordbar ist; und einen ersten Extrusionsschutzring, der um den Längskörper herum anordbar ist und zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration selektiv verformbar ist; wobei in der ersten Konfiguration der erste Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpers bewegbar ist; wobei in der zweiten Konfiguration der erste Extrusionsschutzring in der ersten Nut und angrenzend an das Dichtungselement aufnehmbar ist, um eine Bewegung des Dichtungselements entlang der Länge des Längskörpers zu verhindern; Absenken der Ummantelung und der Ummantelungsaufhängevorrichtung durch eine Bohrlochverschalung in ein Bohrloch; und Ausdehnen der Ummantelungsaufhängevorrichtung, so dass das Dichtungselement mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Höhe des ersten Extrusionsschutzrings auf einem Außendurchmesser des Dichtungselements basiert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Oberfläche des ersten Extrusionsschutzrings texturiert ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der erste Extrusionsschutzring in eine dritte Konfiguration verformbar ist, wobei der erste Extrusionsschutzring mit der Bohrlochverschalung eines Bohrlochs in Kontakt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Form der ersten Nut einer Form des ersten Extrusionsschutzrings entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Ummantelungsaufhängevorrichtung weiter Folgendes beinhaltet: eine zweite Nut in dem Längskörper; und einen zweiten Extrusionsschutzring, der um den Längskörper herum anordbar ist und aus einer ersten Konfiguration, wobei der zweite Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpers bewegbar ist, in eine zweite Konfiguration selektiv verformbar ist, wobei der zweite Extrusionsschutzring verformbar ist, um in der zweiten Nut aufgenommen zu werden, wobei sich der zweite Extrusionsschutzring angrenzend an das Dichtungselement auf einer gegenüberliegenden Seite des Dichtungselements von dem ersten Extrusionsschutzring befindet.
System zur Durchführung von Untergrundbohrungen, umfassend: eine Ummantelungsaufhängevorrichtung, die in einer Bohrlochverschalung eines Bohrlochs positioniert ist, wobei die Ummantelungsaufhängevorrichtung Folgendes beinhaltet: einen Längskörper; eine erste Nut in dem Längskörper; ein Dichtungselement, das um den Längskörper herum anordbar ist; und einen ersten Extrusionsschutzring, der um den Längskörper herum anordbar ist und zwischen einer ersten Konfiguration und einer zweiten Konfiguration selektiv verformbar ist; wobei in der ersten Konfiguration der erste Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpers bewegbar ist; wobei in der zweiten Konfiguration der erste Extrusionsschutzring in der ersten Nut und angrenzend an das Dichtungselement aufnehmbar ist, um eine Bewegung des Dichtungselements entlang der Länge des Längskörpers zu verhindern; und eine mit der Ummantelungsaufhängevorrichtung verbundenen Ummantelung.
System nach Anspruch 15, wobei eine Höhe des ersten Extrusionsschutzrings auf einem Außendurchmesser des Dichtungselements basiert.
System nach Anspruch 15, wobei eine Oberfläche des ersten Extrusionsschutzrings texturiert ist.
System nach Anspruch 15, wobei: der Längskörper aus einer ersten Konfiguration, wobei der Längskörper entlang einer Bohrlochverschalung eines Bohrlochs bewegbar ist, in eine zweite Konfiguration selektiv verformbar ist, wobei der Längskörper so ausgedehnt ist, dass das Dichtungselement mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist; und der erste Extrusionsschutzring in eine dritte Konfiguration verformbar ist, wobei der erste Extrusionsschutzring mit der Bohrlochverschalung in Kontakt ist.
System nach Anspruch 18, wobei der erste Extrusionsschutzring eine flache Oberfläche aufweist, die mit der Bohrlochverschalung in Kontakt steht.
System nach Anspruch 15, wobei die Ummantelungsaufhängevorrichtung weiter Folgendes beinhaltet: eine zweite Nut in dem Längskörper; und einen zweiten Extrusionsschutzring, der um den Längskörper herum anordbar ist und aus einer ersten Konfiguration, wobei der zweite Extrusionsschutzring entlang der Länge des Längskörpers bewegbar ist, in eine zweite Konfiguration selektiv verformbar ist, wobei der zweite Extrusionsschutzring verformbar ist, um in der zweiten Nut aufnehmbar zu sein, wobei sich der zweite Extrusionsschutzring angrenzend an das Dichtungselement auf einer gegenüberliegenden Seite des Dichtungselements von dem ersten Extrusionsschutzring befindet.