DE69906485T2

DE69906485T2 - Frässystem und verfahren im bohrloch

Info

Publication number: DE69906485T2
Application number: DE69906485T
Authority: DE
Inventors: William Mark SCHNITKER; Nole Andre BROUSSARD; Jack Dunson; Patrick Williamson
Original assignee: Weatherford Lamb Inc
Current assignee: Weatherford Lamb Inc
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: AU2172499A; DE69906485D1; EP1049852A1; CA2319260A1; US6032740A; EP1049852B1; WO1999037882A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren, um wenigstens ein Element in ein Bohrloch abzusenken.
Fräswerkzeuge werden verwendet, um Fenster oder Aussparungen aus einem Rohrabschnitt zu schneiden, z. B. zum Richtbohren oder Ablenkbohren, und um unter Tage in einem Bohrloch Material, wie beispielsweise Rohre, Futterrohr, Futterroh-Liner, Verrohrung oder blockierte Werkzeuge, zu entfernen. Der bekannte technische Stand legt verschiedene Typen von Fräs- oder Schneidwerkzeugen offen, die dafür vorgesehen sind, ein vorhandenes Rohr oder zuvor in einem Bohrloch installiertes Futterrohr zu fräsen oder zu schneiden. Diese Werkzeuge haben Schneidblätter oder -flächen und werden in das Bohrloch oder Futterrohr abgesenkt und danach in einem Schneidvorgang gedreht. Bei bestimmten Werkzeugen wird ein geeignetes Bohrfluid durch eine Mittelbohrung eines Werkzeugs hinabgepumpt, um angrenzend an die Schneidblätter oder unter denselben auszutreten. Ein aufwärts gerichteter Strom des ausgetretenen Fluids im Ringspalt außerhalb des Werkzeugs entfernt Bohrklein oder Späne aus dem Bohrloch, die vom Fräsvorgang herrühren.
Ablenkbohrverfahren nach dem bekannten technischen Stand setzen eine Vielzahl von Bohlochfräsern ein, einschließlich gut bekannter Anlauffräser und Fensterfräser, aber nicht auf dieselben beschränkt. Ein Ablenkkeil lenkt einen Fräser in seitlicher Richtung ab, während er während der Drehung des Fräsers in einem Bohrloch nach unten bewegt wird, um eine längliche Öffnungssaussparung oder ein Fenster in einem Bohlochfutterrooh zu schneiden.
Bestimmte Ablenkbohrvorgänge nach dem bekannten technischen Stand, die einen Ablenkkeil einsetzen, setzen ebenfalls eine Vielzahl von verschiedenen Fräsern und Frässystemen ein, die in einer bestimmten Reihenfolge verwendet werden. Diese Arbeitsfolge kann eine Vielzahl von „Fahrten" in das Bohrloch erfordern. Zum Beispiel wird bei bestimmten Mehrfahrten-Vorgängen ein Anker, ein Klemmkeilmechanismus oder ein Einfachschieber in einem Bohrloch an eine gewünschte Stelle gesetzt. Danach wird ein Ablenkkeil-Fräser-Kombinationswerkzeug dadurch in das Bohrloch eingefahren, daß zuerst ein Stinger unten am Werkzeug im Verhältnis zu einer konkaven Fläche des Ablenkkeils des Werkzeugs richtig ausgerichtet wird. Typischerweise wird ein Anlauffräser oder ein Fensterfräser lösbar oben am Ablenkkeil befestigt, z. B. mit einem abscherbaren Element, z. B. einer abscherbaren Schraube oder einem Stellgewindebolzen und einer Mutter, die mit einem Führungsansatz auf dem Ablenkkeil verbunden sind. Dieser Stellgewindebolzen trägt die gesamte Last von allem, was unter dem untersten Fräser angeschlossen wird. Danach wird das Werkzeug in das Bohrloch abgesenkt, ausgerichtet und verankert. Ein Belasten des Werkzeugs nach unten schert den Stellgewindebolzen ab und setzt den untersten Fräser, z. B. einen Fensterfräser oder einen Anlauffräser, vom Werkzeug frei. Der Fräser wird in das Futterrohr abgelenkt und das Futterrohr wird in einigen Fällen gefräst, wenn der Führungsansatz abgefräst wird. Der Fräser bewegt sich nach unten, während er den konkaven Abschnitt berührt, und schneidet ein Anfangsfenster in das Futterrohr. Wenn ein Anlauffräser der unterste Fräser ist, wird er danach aus dem Bohrloch entfernt. Ein Fensterfräser, z. B. an einer flexiblen Bohrrohr-Verbindung, wird in das Bohrloch abgesenkt und gedreht, um von dem durch den Anlauffräser gebildeten Anfangsfenster nach unten zu fräsen. Danach können hinter dem Fensterfräser zusätzliche Fräser verwendet werden, um das Futterrohrfenster, wenn gewünscht, zu verlängern und/oder fertigzustellen.
US-A-S 109 024 legt ein System zum Absenken eines an einem Fräser angebrachten Ablenkkeils in ein Bohrloch offen.
Es hat lange ein Bedarf an wirksamen und effektiven Bohrloch-Fräsverfahren und -systemen bestanden, bei denen ein beträchtliches Gewicht von einem Fräser hängen gelassen werden kann ohne ein versehentliches Abscheren eines Scherbolzens, der einen Fräser mit einem Ablenkkeil verbindet, insbesondere bei Bohrloch-Ablenkbohrverfahren und der Herstellung von mehrfachen seitlichen Bohrlöchern.
Nach der Erfindung wird ein System zur Verwendung mit einem Bohrloch bereitgestellt, wobei das System einen Fräser und wenigstens ein von demselben gehaltenes und zum Absenken in das Bohrloch vorgesehenes Element umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Teile Fräser und wenigstens ein Element mit einem Absatz versehen ist und das andere der Teile Fräser und wenigstens ein Element mit einem Haken versehen ist, so daß bei der Verwendung der Absatz und der Haken ineinandergreifen, um eine Trennung des Fräsers und des wenigstens einen Elements zu hemmen.
Vorzugsweise umfaßt das System einen Abscherbolzen, der zwischen dem Fräser und dem wenigstens einen Element angeordnet ist.
Vorteilhafterweise umfaßt das System eine Fallklinke, die zwischen dem Fräser und dem wenigstens einen Element angeordnet ist.
Vorzugsweise kann die Fallklinke hydraulisch betätigt werden.
Vorteilhafterweise können der Haken und der Absatz durch eine Drehung des Fräsers außer Eingriff gebracht werden.
Vorzugsweise ist der Haken mit einer Lippenerweiterung versehen.
Vorteilhafterweise wird der Absatz auf einem Ansatz gebildet.
Vorzugsweise wird der Ansatz aus einem fräsbaren Material hergestellt.
Vorteilhafterweise umfaßt der Fräser einen Anlauffräser, einen Fensterfräser oder beides.
Vorzugsweise umfaßt das wenigstens eine Element einen Ablenkkeil.
Vorteilhafterweise umfaßt das wenigstens eine Element außerdem wenigstens eins der Teile Anker, Einfachschieber, Anker-Einfachschieber, Ausrichtungsvorrichtung, Stopfen, ein oder mehrere Rohrabschnitte, ein oder mehrere Abstandsstücke zum Repositionieren des Ablenkkeils.
Es wird außerdem ein Verfahren zum Absenken wenigstens eines Elements in ein Bohrloch unter Verwendung des Systems der Erfindung bereitgestellt, wobei das Verfahren den Schritt des Absenkens des wenigstens einen Elements auf einem Fräser und des Außereingriffbringens des Hakens vom Absatz umfaßt, um das wenigstens eine Element vom Haken zu lösen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nun als Beispiel Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, in denen:
1, 3 und 4 Seitenansichten eines ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiels eines Anlauffräsers nach der vorliegenden Erfindung sind,
2 ein seitlicher Querschnitt eines Teils des Anlauffräsers von 1 ist,
5 eine schematische Seitenansicht eines Systems nach der vorliegenden Erfindung ist,
6a eine perspektivische Seitenansicht eines Fensterfräsers nach der vorliegenden Erfindung ist, 6b eine Vorderansicht eines Ablenkkeils nach der vorliegenden Erfindung, verwendbar mit dem Fräser von 6a, ist,
7a eine perspektivische Seitenansicht eines Fensterfräsers nach der vorliegenden Erfindung ist, 7b eine Vorderansicht eines Ablenkkeils nach der vorliegenden Erfindung, verwendbar mit dem Fräser von 7a, ist, 7c eine Draufsicht des Fräsers von 7a ist,
8a ein seitlicher Querschnitt eines Systems nach der vorliegenden Erfindung ist, und 8b ein Querschnitt längs der Linie 8b–8b von 8a ist.
Mit Bezug auf 1 und 2 wird ein Anlauffräser 10 nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, mit einem Hauptkörper 12, der einen Oberteil 14 und einen Unterteil 16 mit einer Strömungsbohrung 17 durch denselben hat, die vom Oberteil 14 bis zu Ausströmöffnungen 18 verläuft.
Ein unterer verjüngter Teil des Fräsers 10 endet in einem Hakenabschnitt 20, der eine Lippe 22 hat, die bemessen und konfiguriert ist, um sich unter einem oberen Ansatz 44 eines Ablenkkeils 40 zu positionieren, so daß der Ansatz 44 auf derselben aufliegen kann, wodurch ermöglicht wird, daß der Ablenkkeil 40 vom Hakenabschnitt 20 hängen kann. Ein Loch 24 durch den Unterteil 16 des Fräsers 10 ermöglicht, daß ein Abscherbolzen 42 durch den Fräser 10 angeordnet wird, wobei ein Teil in ein entsprechendes Loch im Ansatz 44 vorsteht.
Der Fräser 10 kann ein bekanntes Blatt- und/oder Fräsmatrizen-Material einschließen, um eine Schneidwirkung zu gewährleisten. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl von Fräsblättern 30 am Hauptkörper 12 befestigt oder aus demselben gebildet. Bei einem Aspekt werden die Blätter mit Matrizenfräsmaterial (z. B. KUTRITE^TM-Material), mit Fräseinlagen oder mit beidem zugerichtet – in einem bekannten Muster, einer Anordnung oder Kombination.
Mit Bezug auf 3 wird ein dem in 1 gezeigten ähnlicher Anlauffräser gezeigt. Gleiche Referenzzahlen werden für gleiche Teile verwendet. Die Blätter 30 werden mit Matrizenfräsmaterial 31 und mit Einlagen 32 zugerichtet.
Mit Bezug auf 4 wird ein dem in 1 gezeigten ähnlicher Anlauffräser gezeigt. Gleiche Referenzzahlen werden für gleiche Teile verwendet. Die Blätter 30 werden mit Matrizenfräsmaterial 33 zugerichtet.
5 zeigt einen Anlauffräser (z. B. den Fräser 10), durch einen Abscherbolzen 42 an einem Ansatz 44 eines Ablenkkeils 40 befestigt. Die Zahl 50 bezeichnet schematisch einen Ablenkkeil-Ankermechanismus (z. B. Anker – hydraulisch und/oder mechanisch abhängbar, abhängbare Rohrklemmkeilvorrichtung, Anker-Einfachschieber), und die Zahl 52 bezeichnet schematisch einen oder mehrere unter dem Ankermechanismus befestigte Rohrabschnitte.
Obwohl der Fräser in 5 als ein Anlauffräser gezeigt wird, kann jeder Fräser, jedes Frässystem oder Fräs-Bohr-Werkzeug einen Hakenabschnitt wie oben beschrieben haben und mit einem Ablenkkeil wie in 5 gezeigt verwendet werden.
6a zeigt einen Fensterfräser 60 mit einem Körper 62 und einem Fräsende 63. Wenigstens eine Hakenaussparung 64 wird im Körper 62 gebildet, die einen Absatz 69 bereitstellt, und bei einem Aspekt werden, wie gezeigt, eine Vielzahl solcher Aussparungen mit Zwischenraum um den Fräserkörper 62 angeordnet. Ein entsprechender oberer Hakenabschnitt 65 eines Ansatzes 66 eines Ablenkkeils 67 wird lösbar in der Aussparung 64 gehalten. Bei einem Aspekt steht eine hydraulisch betätigbare Fallklinke 68 beweglich und nach außen über den Oberteil des oberen Hakenabschnitts vor, um den oberen Hakenabschnitt lösbar in der Aussparung zu halten.
7a zeigt einen Fensterfräser 60a mit einer Hakenaussparung 74, die einen Absatz 74a bereitstellt, wobei die Hakenaussparung 74 einen verjüngten Endabschnitt 70 hat, so daß eine Fräserdrehung eine Lösung des oberen Hakenabschnitts 81 eines in 7b gezeigten Ablenkkeils 80 erleichtert.
8a und 8b zeigen einen Fräser 100 nach der vorliegenden Erfindung mit einem Körper 102 und einem Führungsende 103, das einen Tragabsatz 104 hat. Ein Abscherbolzen 105 verläuft durch einen oberen Ansatz 106 eines Ablenkkeils 107 in das Führungsende 103 des Fräsers 100. Der Tragabsatz 104 liegt unter einem vorspringenden Abschnitt 108 des oberen Ansatzes 106 und trägt dadurch den Ablenkkeil 107 (und alles unter demselben Angeschlossene). Der Fräserkörper und die Fräsflächen des Fräsers 100 und/oder des Führungsendes 103 können durch ein bekanntes Verfahren mit einem bekannten Matrizenfräsmaterial und/oder Einlagen in einer bekannten Anordnung, Kombination, Gruppierung oder einem Muster zugerichtet werden.

Claims

System zur Verwendung mit einem Bohrloch, wobei das System einen Fräser (10; 60; 60a; 100) und wenigstens ein von demselben gehaltenes und zum Absenken in das Bohrloch vorgesehenes Element (40; 67; 80; 107) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Teile Fräser (10; 60; 60a; 100) und wenigstens ein Element (40; 67; 80; 107) mit einem Absatz (44; 69; 74a; 104) versehen ist und das andere der Teile Fräser (10; 60; 60a; 100) und wenigstens ein Element (40; 67; 80; 107) mit einem Haken (22; 65; 81; 108) versehen ist, wobei die Anordnung derart ist, daß bei der Verwendung der Absatz (44; 69; 74a; 104) und der Haken (20; 65; 81; 108) ineinandergreifen, um eine Trennung des Fräsers (10; 60; 60a; 100) und des wenigstens einen Elements (40; 67; 80; 107) zu hemmen.
System nach Anspruch 1, bei dem das System einen Abscherbolzen (42) umfaßt, der zwischen dem Fräser (10; 60; 60a; 100) und dem wenigstens einen Element (40; 67; 80; 107) angeordnet ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das System eine Fallklinke (68) umfaßt, die zwischen dem Fräser (10; 60; 60a; 100) und dem wenigstens einen Element (40; 67; 80; 107) angeordnet ist.
System nach Anspruch 3, bei dem die Fallklinke (68) hydraulisch betätigt werden kann.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Haken (65; 81) und der Absatz (69; 74a) durch eine Drehung des Fräsers (60; 60a) außer Eingriff gebracht werden können.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Haken (65) mit einer Lippenerweiterung versehen ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Absatz (44; 108) auf einem Ansatz (44; 106) oder durch denselben gebildet wird.
System nach Anspruch 7, bei dem der Ansatz (44; 106) aus einem fräsbaren Material hergestellt wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Fräser (10; 60; 60a; 100) einen Anlauffräser, einen Fensterfräser oder beides umfaßt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das wenigstens eine Element (40; 67; 80; 107) einen Ablenkkeil (40) umfaßt.
System nach Anspruch 10, bei dem das wenigstens eine Element (40; 67; 80; 107) außerdem wenigstens eins der Teile Anker, Einfachschieber, Anker-Einfachschieber, Ausrichtungsvorrichtung, Stopfen, ein oder mehrere Rohrabschnitte, ein oder mehrere Abstandsstücke zum Repositionieren des Ablenkkeils (40) umfaßt.
Verfahren zum Absenken wenigstens eines Elements (40; 67; 80; 107) in ein Bohrloch unter Verwendung des Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den Schritt des Absenkens des wenigstens einen Elements (40; 67; 80; 107) auf einem Fräser (10; 60; 60a; 100) und des Außereingriffbringens des Hakens (22; 65; 81; 108) vom Absatz (44; 69; 74a; 104) umfaßt, um das wenigstens eine Element vom Haken zu lösen.