DE60010647T2

DE60010647T2 - Rohreinheit mit einer mehrzahl von auslässen zur verwendung in einem bohrloch und verfahren zum einführen einer solchen rohreinheit

Info

Publication number: DE60010647T2
Application number: DE60010647T
Authority: DE
Inventors: Neil Geoffrey MURRAY
Original assignee: Weatherford Lamb Inc
Current assignee: Weatherford Lamb Inc
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2020-01-08
Also published as: US6668937B1; EP1141514B1; CA2360192A1; DE60010647D1; EP1141514A2; CA2360192C; AU1884300A; WO2000041487A2; WO2000041487A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohranordnung, die Mittel einschließt, um einen Rohrabschnitt zu schmieren, wenn er in ein Bohrloch eingefahren wird. Das Rohr kann ein Futterrohr, ein Bohrrohr, ein Steigrohr oder ein Schlangenrohr sein. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Einfahren eines Rohrabschnitts.
Wenn ein Rohrabschnitt in ein Bohrloch eingefahren wird, ist es üblich, Schmiermittel einzusetzen, um die Reibung zwischen der Außenwand des Futterrohrs und der Wand des Bohrlochs zu verringern. Typischerweise werden Schmiermittel zwischen die Außenwand des Futterrohrs und die Wand des Bohrlochs gepumpt. Solche Schmiermittel gewährleisten praktisch nur eine statische Schmierung. Sobald sich das Futterrohr im Verhältnis zum Bohrloch bewegt, können die Schmiermittel eine wirksame Schmierung gewährleisten. Wenn die Bewegung jedoch zuerst begonnen wird, können die Schmiermittel keine wirksame Schmierung gewährleisten, und das Startmoment zum Beginnen der Bewegung des Futterrohrstrangs kann größer sein als die Grenzen der Bohranlage oder der Futterrohrverbindungen.
US 3 334 697 legt eine Rohranordnung offen, die Auslässe hat, die um den Umfang des Rohrs angeordnet werden, um zu ermöglichen, daß ein Fluid vom Inneren zum Äußeren des Rohres hindurchgeht.
US 4 361 193 legt ein Verfahren zum Einfahren eines Rohrabschnitts in ein Bohrloch offen, das einschließt, der Rohranordnung ein Fluid zuzuführen, so daß es aus Auslässen im Rohr austritt.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Rohranordnung zur Verwendung in einem Bohrloch bereitgestellt, die eine Vielzahl von Auslässen hat, die in regelmäßigen Abständen um den Umfang des Rohrs angeordnet werden, um zu ermöglichen, daß ein Fluid vom Inneren zum Äußeren des Rohres hindurchgeht, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Auslaß ein Rückschlagventil bereitgestellt wird, das durch einen Sicherungseinsatz betätigt werden kann, das einen Fluidstrom vom Inneren zum Äußeren des Rohres verhindert, wenn es betätigt wird. Der Sicherungseinsatz kann durch eine Säure- oder Alkalipille betätigt werden.
Die Auslässe können Fluidverbindungsdurchgänge zwischen dem Inneren des Rohrs und Mündungen der Auslässe haben, um Fluid aus dem Inneren des Rohrs zu den Auslaßmündungen zu befördern.
Das Rohr kann ein Futterrohr, ein Liner, ein Bohrrohr, ein Steigrohr oder ein Schlangenrohr sein. Die Auslässe schließen vorzugsweise Einwegventile ein, um zu sichern, daß ein Fluid nur vom Inneren des Rohres aus den Auslässen und nicht in der Rücklaufrichtung strömen kann. Die Auslässe können vorzugsweise an Unterabschnitten bereitgestellt werden, die Rohrabschnitte verbinden. Die Auslässe können flexible Dichtungen einschließen, die um die Auslaßmündungen bereitgestellt werden.
Außerdem wird ein Verfahren zum Einfahren eines Rohrabschnitts in ein Bohrloch bereitgestellt, das umfaßt, eine Rohranordnung, die Auslässe hat, die in regelmäßigen Abständen um den Umfang des Rohrs angeordnet werden, in das Bohrloch einzufahren und dem Inneren des Rohres ein Schmierfluid mit ausreichendem Druck zuzuführen, um zu bewirken, daß das Schmierfluid aus den Auslässen austritt, um so eine hydrodynamische Reibungsminderung zwischen der Rohrbaugruppe und der Wand des Bohrlochs zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe ein Rückschlagventil haben, das durch einen Sicherungseinsatz betätigt wird, und das außerdem umfaßt, eine Säure- oder Alkalipille in das Innere der Rohranordnung einzuführen, nachdem die Rohrbaugruppe eingefahren ist, um den Sicherungseinsatz zu zerbrechen, um das Rückschlagventil zu betätigen, um zu verhindern, daß Fluid durch die Auslässe strömt.
Es wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, nur als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine schematische Zeichnung einer Futterrohranordnung zeigt, die Reibungsminderungsmittel einschließt,
2 eine Querschnittsansicht durch einen Abschnitt der in 1 gezeigten Futterrohranordnung zeigt und
3 eine Querschnittsansicht eines Auslasses der in 1 und 2 gezeigten Futterrohranordnung zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wird eine Futterrohranordnung 1 innerhalb eines Bohrlochs 2, das eine Wand 3 hat, gezeigt. Die Futterrohranordnung 1 besteht aus Futterrohrabschnitten 4, die durch Unterabschnitte 5 miteinander verbunden werden. Um den Umfang der Unterabschnitte 5 wird eine Vielzahl von Auslässen 6 bereitgestellt, die ein unter Druck über das Innere der Abschnitte 4 und 5 zugeführtes Schmierfluid ausstoßen. Es wird gezeigt, daß ein Schwimmerschuh 8 mit dem Unterteil der Futterrohranordnung 1 verbunden wird.
Unter Bezugnahme auf 3 wird nun ein Auslaß 6 detaillierter gezeigt. Der Auslaß hat ein mit Gewinde versehenes Ende 9, das in eine entsprechende mit Gewinde versehene Bohrung innerhalb eines jeweiligen Unterabschnitts 5 geschraubt wird. Eine Platte 10 hat eine Öffnung 11 in derselben, um das einem Auslaß 6 zugeführte Fluid zu regeln. Die Öffnungen 11 können bei unterschiedlichen Tiefen unterschiedlich bemessen werden, um die gewünschte Fluidverteilung längs der Länge der Futterrohranordnung zu erreichen.
Fluid kann vom Innern des Unterabschnitts 5 durch die Öffnung 11 durch einen Durchgang 12 und über eine Mündung 13 hinausströmen. Um die Mündung 13 kann eine flexible Dichtung 14 bereitgestellt werden, um dazu beizutragen, eine hydrodynamische Schmierung zwischen der Mündung und der Bohrlochwand 3 zu sichern.
Ein Rückschlagventil 16 sichert, daß das Fluid nur in einer Richtung von der Öffnung 11 zur Mündung 13 und nicht in der Rücklaufrichtung strömen kann. Das Rückschlagventil 16 wird durch einen Sicherungseinsatz 17 in einer normalerweise offenen Position gehalten. Der Sicherungseinsatz 17 kann durch eine Säure- oder Alkalipille zerbrochen werden, um zu bewirken, daß sich das Ventil schließt und einen Fluidstrom in der Richtung von der Öffnung 11 zur Mündung 13 verhindert.
Bei Anwendung ist der Schwimmerschuh 8 anfangs geschlossen, und die Futterrohranordnung 1 wird das Bohrloch 2 hinab eingefahren. Während dieses Vorgangs wird dem Innern des Futterrohrabschnitts 4 und des Unterabschnitts 5 ein Schmierfluid unter Druck zugeführt. Das Schmierfluid strömt von den Unterabschnitten 5 durch den Auslaß 6 aus, um eine hydrodynamische Schmierung zwischen der Futterrohranordnung 1 und der Wand 3 des Bohrlochs 2 zu erzeugen. Dies verringert sehr die Reibung zwischen der Futterrohranordnung 1 und der Wand 3 des Bohrlochs 2 sowohl während der Startphase als auch, wenn die Futterrohranordnung 1 in ihre Position eingefahren wird. Dies verringert sowohl die Belastung an den Verbindungen zwischen den Futterrohrabschnitten als auch die Kraft der Bohranlage, die zum Einfahren des Futterrohrs erforderlich ist.
Sobald das Futterrohr bis zu einer gewünschten Position eingefahren ist, wird eine Säure- oder Alkalipille in das Schmierfluid eingeführt, um zu den Auslässen 6 befördert zu werden. Die allcalische oder saure Umgebung bewirkt, daß die Verbindungen 7 brechen, was bewirkt, daß sich die Ventile 16 auf Grund der Wirkung des Fluiddrucks oder unter einer Vorspannung von einem Vorspannmittel schließen.
Danach wird der Schwimmerschuh 8 geöffnet. Dies wird typischerweise dadurch erreicht, daß eine Stahlkugel durch das Innere der Futterrohranordnung 1 geschickt wird, um auf den Schwimmerschuh 8 aufzuprallen und ihn zu öffnen. Folglich kann das Futterrohr 1 hinabgepumptes Material nur über den Schwimmerschuh und nicht über den Auslaß 6 austreten.
Danach wird die Futterrohranordnung 1 gereinigt, und danach wird Zement unter Druck das Futterrohr hinabgepumpt, der nach oben gedrückt wird, um die Räume zwischen der Futterrohranordnung 1 und der Wand 3 des Bohrlochs 2 zu füllen. Der Zement wird von einem ausbohrbaren Stopfen gefolgt, hergestellt aus einem Material wie beispielsweise Phenoplast, Aluminium oder Rotguß. Der Stopfen wird zur Sohle der Futterrohranordnung gedrückt, um den Zement aus der Futterrohranordnung 1 zu drücken. Anschließend kann der Stopfen ausgebohrt werden, wenn die nächste Bohrphase ausgeführt wird.
Um zu sichern, daß das Fluid den Stellen zugeführt wird, die am meisten Schmierung erfordern, können die Auslässe 6 Schwerkraftventile einschließen, so daß das Fluid zugeführt wird, wenn die Futterrohranordnung 1 wesentlich aufrecht ist oder sich der Auslaß an der nach unten gerichteten Seite der Futterrohranordnung 1 befindet (wenn sie längs eines Seitenzweigs eingefahren wird), aber nicht, wenn sich der Auslaß an der Oberseite der Futterrohranordnung 1 befindet (wenn sie längs eines Seitenzweigs eingefahren wird). Dies sichert, daß das Schmierfluid nur den Auslässen zugeführt wird, die an der Wand des Bohrlochs anliegen.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, bei dem Futterrohrabschnitte 4 über Unterabschnitte 5 miteinander verbunden werden, sollte es sich von selbst verstehen, daß Auslässe unmittelbar von den Futterrohrabschnitten 4 aus bereitgestellt werden könnten. Die Verwendung der Unterabschnitte 5 wird bevorzugt, weil sie ermöglicht, daß Standardfutterrohr ohne Modifikation verwendet wird.
Es wird sich ebenfalls von selbst verstehen, daß die Erfindung mit offensichtlichen Modifikationen auf Liner, Bohrrohr oder Schlangenrohr angewendet werden kann.
Wenn in der vorstehenden Beschreibung Bezug auf ganze Zahlen oder Teile genommen worden ist, die bekannte Äquivalente haben, dann werden solche Äquivalente hierin einbezogen, als wären sie einzeln dargelegt worden.

Claims

Rohranordnung (1) zur Verwendung in einem Bohrloch (2), die eine Vielzahl von Auslässen (6) hat, die in regelmäßigen Abständen in Längsrichtung um den Umfang des Rohrs angeordnet werden, um zu ermöglichen, daß ein Fluid vom Inneren zum Äußeren des Rohres hindurchgeht, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Auslaß ein Rückschlagventil (16) umfaßt, das durch einen Sicherungseinsatz (17) betätigt werden kann, das einen Fluidstrom vom Inneren zum Äußeren des Rohres verhindert, wenn es betätigt wird.
Rohranordnung nach Anspruch 1, bei dem das Rückschlagventil (16) durch einen Sicherungseinsatz (17) betätigt wird, der durch die Wirkung einer Säure- oder Alkalipille zerbrochen wird.
Rohranordnung nach Anspruch 1 oder 2, die Fluidverbindungsdurchgänge zwischen dem Inneren des Rohrs und äußeren Mündungen der Auslässe umfaßt, um Fluid aus dem Inneren des Rohrs zu den äußeren Mündungen zu befördern.
Rohranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Auslässe Einwegventile umfassen, die so angeordnet werden, daß ein Fluid nur vom Inneren zum Äußeren des Rohres strömen kann.
Rohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Auslässe an Unterabschnitten bereitgestellt werden, die Rohrabschnitte verbinden.
Rohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Auslässe flexible Dichtungen einschließen, die um äußere Mündungen bereitgestellt werden.
Rohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Rohranordnung eine Futterrohranordnung ist.
Verfahren zum Einfahren eines Rohrabschnitts in ein Bohrloch, das umfaßt, eine Rohranordnung, die Auslässe hat, die in regelmäßigen Abständen um den Umfang des Rohrs angeordnet werden, in das Bohrloch einzufahren und dem Inneren des Rohres ein Schmierfluid mit ausreichendem Druck zuzuführen, um zu bewirken, daß das Schmierfluid aus den Auslässen austritt, um so eine hydrodynamische Reibungsminderung zwischen der Rohrbaugruppe und der Wand des Bohrlochs zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe ein Rückschlagventil haben, das durch einen Sicherungseinsatz betätigt wird, und das außerdem umfaßt, eine Säure- oder Alkalipille in das Innere der Rohranordnung einzuführen, nachdem die Rohrbaugruppe eingefahren ist, wobei die Säure- oder Alkalipille den Sicherungseinsatz zerbricht und dadurch das Rückschlagventil betätigt, um zu verhindern, daß Fluid durch die Auslässe strömt.