DK146769B - Fremgangsmaade til etablering og opretholdelse af elektrisk forbindelse mellem et sted paa jordoverfladen og et ikke-stationaert, underjordisk sted i en roerstreng samt apparat til udoevelse af fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i 146769

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og et apparat til etablering og opretholdelse af elektrisk forbindelse mellem et sted på jordoverfladen og et ikke-stationært underjordisk sted i en i en brønd anbragt rørstreng, hvor der i rørstrengen anvendes en isoleret elektrisk leder med mindst én kobling, og hvor rørstrengen forlænges ved en operation, hvor der indføjes en eller flere rørlængder i rørstrengen ved jordoverfladen. Opfindelsen kan anvendes ved brøndbore-telemetrioperationer og andre operationer, hvor det ønskes at overføre elektrisk energi mellem overfladen og et sted i brønden under overfladen.

Ved boring af oliebrønde, gasbrønde og tilsvarende borehuller, er det ofte ønskværdigt at overføre elektrisk energi mellem steder på overfladen og under overfladen. En anvendelse, hvor elektrisk overføring har vakt betydelig opmærksomhed i de senere år er fundet i brøndboretelemetrisystemer, der er udformet til at afføle, overføre og modtage information, som indikerer en underjordisk tilstand. Denne operation er i fagkredse blevet kendt som "logging medens man borer".

Et hovedproblem, der knytter sig til brøndboretelemetrisystemer som tidligere foreslået, er at tilvejebringe et pålideligt organ til at overføre et elektrisk signal mellem det underjordiske sted og overfladen. Dette problem kan bedst forstås ved at betragte den måde, hvorpå roterende boreoperationer normalt udføres. Ved roterende boring udføres et borehul ved at dreje en med et skær forsynet borestreng. Flere stykker borerør, sædvanligvis hver ca. 9 meter lange, tilføjes individuelt til borestrengen, efterhånden som boringen skrider fremad. Ved at tilpasse et elektrisk telemetrisystem til et roterende boreudstyr, vil det således forstås, at organet til overføring af et elektrisk signal mellem det underjordiske sted og overfladen skal være således, at yderligere rørstykker kan kobles til borestrengen. Et tidligere forslag til løsning af problemet indebar anvendelsen af et kontinuerligt, elektrisk kabel, der var indrettet til at blive sænket indvendigt i borestrengen og til at danne kontakt med en underjordisk klemme. Denne teknik krævede imidlertid tilbagetrækning af kablet, hver gang endnu et rørstykke blev koblet til borestrengen. En noget nyere måde at gribe problemet an på indebærer anvendelsen af et specielt borerør udstyret med en elektrisk leder.

Hver rørsektion er forsynet med en koblingsdel, som passer sammen med en tilstødende rørsektions koblingsdel og derved tilvejebringer en elektrisk forbindelse hen over samlingen (se USA patentskrift nr. 3.518.6o8 og 3.518.6o9). Ulemper ved dette system indbefatter høje omkostninger ved de specielle rørsektioner, anvendelsen af et stort 2 146769 antal elektriske koblinger (en ved hver’ samling) og besværet med at bevare de elektriske koblingers isolation ved hver samling.

Skønt man længe har sat pris på fordelene og ønskeligheden af telemetrisk information fra et underjordisk sted til overfladen, medens boreoperationer skrider fremad, har elektriske telemetrisystemer endnu ikke vist sig succesfulde, hovedsageligt fordi man ikke kan få en pålidelig og praktisk leder til at overføre elektriske signaler til overfladen.

Det for fremgangsmåden ifølge opfindelsen ejendommelige er, at lederen anbringes i rørstrengen i en sådan form, at lederens længde, er væsentligt større end afstanden mellem det underjordiske sted og jordoverfladen, at lederen ved operationen, hvor der indføjes en eller flere rørlængder i rørstrengen, alene adskilles og samles ved én i lederen nær jordoverfladen anbragt kobling, og at lederen ved nævnte operation strækkes gennem hver rørlængde, der indføjes i rørstrengen. Herved opnås en mere pålidelig elektrisk forbindelse mellem et underjordisk sted og jordoverfladen ved en mindre indsats af montagearbejde, idet der anvendes én sammenhængende leder, som altid adskilles og samles ved samme kobling.

Skønt lederen kan anbringes inden i rørstrengen i mange sammenrullede former for at tilvejebringe den overskydende længde, er en foretrukken form ifølge opfindelsen således, at der tilvejebringes overlappende dele med en øvre og en nedre løkke, hvilke dele fortrinsvis er anbragt parallelt med og strækker sig aksialt i forhold til rørstrengen.

Ved en udføreisesform ifølge opfindelsen presses den nedre løkke nedad for at fjerne slæk fra i det mindste en del af lederen, således at den holdes i spænd under boreoperationen.

Apparatet til udøvelse af den ovenfor angivne fremgangsmåde omfatter en med mindst én kobling forsynet isoleret elektrisk leder til anbringelse i en rørstreng i en brønd til forbindelse mellem et sted på jordoverfladen og et ikke-stationært underjordisk sted i rørstrengen og er ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at den isolerede elektriske leder, der er anbragt i rørstrengen og strækker sig mellem det underjordiske sted og overfladen, har en længde, der er væsentligt større end afstanden mellem omtalte steder, at der findes føringer til at holde den overskydende lederlængde inden i rørstrengen i en overlappende eller sammenrullet form, og at lederen er forsynet med en kobling nær jordoverfladen.

3 146769

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et skematisk billede af et brøndboreudstyr forsynet med en elektrisk leder, der er anbragt inden i rørstrengen i en foretrukken form, fig. 2 et delbillede af fig. 1, som viser placeringen af den elektriske leder på et tidspunkt lige efter det i fig. 1 viste, fig. 3-6 skematiske billeder af en foretrukken trinfølge ved tilføjelse af en længde rør til rørstrengen, fig. 7 et forstørret delbillede delvis i længdesnit af et apparat, der er konstrueret ifølge opfindelsen, fig. 8 et planbillede set ovenfra af den i fig. 7 viste samlings øverste føring, fig. 9 et planbillede set ovenfra af den i fig. 7 viste samlings nederste føring.

Et traditionelt roterende boreudstyr, som skematisk vist i fig. 1, inkluderer et drejeled i form af en svirvel lo, en medbrin-gerstang i form af en kelly 11, en rørformet borestreng 12 og et skær 13. Sammenkoblet på den viste måde hænger disse komponenter ned fra et boretårn 14 ved hjælp af et borehejseudstyr. Kelly'en 11 går gennem et roterende bord 16 og kobles til borestrengen 12's øverste ende. Udtrykket "borestreng", som anvendes heri, henviser til rørsøjlen 12 mellem skæret 13 og kelly'en 11, og udtrykket "rørstreng" henfører til den fuldstændige rørsøjle inkluderende kelly'en 11. Hovedparten af borestrengen 12 er normalt sammensat af et borerør med en nedre del sammensat af borekraver. Borestrengen 12 består af individuelle rørsektioner, der er sammenkoblet ende mod ende. I de tre nederste sektioner i fig. 1 er borehullets og borestrengen .

12's diametre blevet udvidet i forhold til den øverste sektion for at kunne vise yderligere detaljer.

Et borehul 17 skrider fremad ved at dreje borestrengen og skæret 13, medens der samtidig pumpes borevæske gennem borestrengen 12 og op gennem borehulsringen. Borevæsken leveres til svirvelen lo gennem en slange, der er fastgjort til en studs 18, og returneres til overfladevæskesystemet gennem et rør 19. En kellybøsning 2o kobler det roterende bord 16 til kelly'en 11 og tilvejebringer et middel, hvormed kraft kan overføres fra det roterende bord 16 til borestrengen 12 og skæret 13. (Anvendelsen af en kraftsvirvel eliminerer behovet for kelly'en og det roterende bord. Opfindelsen kan anvendes sammen med et vilkårligt system. Til illustrationsformål vil opfindel- 4 146769

Sen imidlertid blive beskrevet under henvisning til et kelly-rota-tionsbordsystem).

Som tidligere omtalt er det ofte ønskværdigt at kontrollere en underjordisk boretilstand under boreoperationer. Dette kræver måling af et fysisk forhold ved det underjordiske sted, overføring af disse data som et elektrisk signal til overfladen og reducering af signalet til anvendelig form. Typiske situationer, hvor telemetri kan anvendes ved boreoperationer, inkluderer boring gennem unormale trykzoner, boring gennem zoner, hvor hulafdrift har tendens til at blive et problem, retningsboring, prøveboring o.l.

Skønt opfindelsen kan anvendes i omtrent enhver boreoperation, hvori en elektrisk leder anvendes i en rørstreng til at overføre elektrisk energi mellem et underjordisk sted og et overfladested, finder den særlig fordelagtig anvendelse i et brøndboretelemetrisy-stem, såsom det i fig. 1 viste, omfattende et instrument 21, en isoleret, elektrisk leder 22 og en modtager 23.

Instrumentet 21, der er i stand til at måle en underjordisk tilstand samt generere et elektrisk signal, der indikerer eller repræsenterer tilstanden, er tilvejebragt inden i borestrengen 12.

Det er muligt at få mange anordninger, som er i stand til at føle en fysisk tilstand. Disse inkluderer transducere til måling af tryk, temperatur, spænding o.l., måleinstrumenter til at måle hulafvigelse, og loggeinstrumenter til at måle specifik modstand efter andre egenskaber ved underjordiske dannelser. Instrumentet 21 kan få kraft tilført af batterier eller ved, at der overføres energi gennem en leder 22. Subsidiært kan en underjordisk generator, der drives af væske, som strømmer gennem borestrengen 12, anvendes til at drive instrumentet 21.

Fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen angår først og fremmest den elektriske leder 22, som anvendes i borestrengen til at overføre elektrisk energi mellem overfladen og underjordiske steder. Energien kan være et af det underjordiske instrument 21 genereret og til modtageren 23 ved overfladen transmitteret signal. Alternativt kan energien være elektrisk kraft, som er transmitteret fra overfladen for at aktivere eller trække et underjordisk instrument eller en motor. Eller som før nævnt kan energien transmitteres ned gennem lederen 22 for at drive instrumentet 21, og en samtidig meddelelse kan transmitteres op ad samme leder.

Som anvendt ved telemetrioperationer foretrækkes det, at energien, som transmitteres, er i form af et pulserende signal. Information kan transmitteres ved at variere antallet, amplituden, 5 146769 bredden eller mellemrummet mellem et tog af elektriske impulser, eller den kan overføres ved at modulere det pulserende signals frekvens eller amplitude. Der kan, hvis det ønskes, anvendes mere end én transducer eller anden anordning i instrumentet 21, i hvilket tilfælde man kan anvende en multiplexforbindelse til at sende de forskellige signaler over en enkelt leder.

Instrumentet kan være monteret direkte i borestrengen 12 eller det kan, som vist i fig. 1, være et separat værktøj, der sænkes i borestrengen 12 for enden af lederen 22.

Lederen 22 strækker sig fra en terminal på det underjordiske instrument 21 i alt væsentligt gennem borestrengen 12 og forbindes til en passende terminal ved overfladen, som er elektrisk forbundet til modtageren 23. I denne foretrukne udførelsesform strækker lederen sig gennem kelly'en og forbindes til en klemme ved en ved kelly’en 11's øverste ende anbragt anordning 25. En kellyleder 24 tjener til at sammenkoble lederen 22 og anordningen 25. Det skal imidlertid bemærkes, at lederen 24 kan være indesluttet i kelly'en 11, i hvilket tilfælde lederen 22 vil strække sig til borestrengen 12's øverste ende og tilsluttes lederen 24 på dette sted. For at lette tilføjelsen af rørsektioner til borestrengen 12 foretrækkes det imidlertid, at lederen 24 er anbragt i kelly'en 11 som vist og strækker sig lidt mere end længden af en rørsektion under kelly'en 11.

Hvis der skal udføres telemetrioperationer, medens kelly'en 11 og borestrengen 12 drejer, bliver lederen 24's øverste ende koblet til anordningen 25, som er i stand til at transmittere elektrisk energi fra en roterende del til en stationær del. Anordningen 25 kan være en roterende transformer med en rotor fastgjort til kelly'en 11 og en stator fastgjort til den stationære del af svirvelen lo, eller den kan være en slæbering-børstesamling. Anordningen.

25 og en elektrisk leder 38 tilvejebringer et middel, hvormed signaler transmitteres fra lederen i rørstrengen til modtageren 23. Returvejen for den elektriske kreds kan tilvejebringes af flere jordkredsløb, men vil fortrinsvis gå gennem rørstrengen eller lederarme-ringen. Returvejens leder 39 sammenkobler den stationære del af en anordning 25 og modtageren 23. Hvis der skal udføres telemetrioperationer på tidspunkter, hvor borestrengen 12 og kelly'en 11 er stationære, kan lederne 38 og 39 kobles direkte til lederen 24 gennem et passende forbindelsesstykke. I denne situation vil lederne 38 og 39 frakobles, når kelly'en 11 og borestrengen 12 drejer. Andre midler til at transmittere signalet til modtageren 23 inkluderer en trådløs sender, der er koblet til lederen 22 og anbragt på 6 146769 én roterende del f.eks. kelly'en 11.

Modtageren 23 er et instrument, som er i stand til at modtage det af instrumentet 21 genererede signal og reducere det til anvendelig form.

Ifølge et træk ved opfindelsen er lederen 22 anbragt i borestrengen 12 i en form, således at lederen 22's totale længde er væsentligt større end afstanden mellem instrumentet 21's underjordiske placering og overfladen. Som beskrevet nedenfor i detaljer tillader den i borestrengen 12 oplagrede, overskydende længde af lederen 22, at lederen 22 udtrækkes, efterhånden som borestrengen 12 forlænges. En del af lederen 22 er anbragt i en viklet, snoet, skrue-linieformet, foldet, løkket eller sammenrullet form, som tilvejebringer den overskydende længde. Det foretrækkes imidlertid, at lederen 22 er anbragt i en overlappet form som den, der vises i fig. 1 og 7. Denne form tilvejebringer lederen 22 med længdedele 26,27 og 28, hvilke er anbragt parallelt med og strækker sig aksialt i forhold til borestrengen 12. Overlapformen tillader, at den overskydende længdes leder er omtrent dobbelt så stor som afstanden mellem instrumentet 21's underjordiske placering og overfladen.

Apparatet til installering og fastholdelse af lederen 22 i den overlappede form omfatter en øverste føring 29 fastgjort til borestrengen 12 og en nedre bevægelig føring 3o. I den installerede stilling strækker lederen 22 sig opad fra instrumentet 21, omkring den øverste føring 29, nedad fra den øverste føring 29, omkring den nedre føring 3o og opad fra den nedre føring 3o til borestrengens øverste ende, hvor den forbindes med lederen 24. Føringerne 29 og 3o er vist skematisk i fig. 1 og i detaljer i fig. 7-9.

Som det bedst fremgår af fig. 4, har lederen 24 en nedre halesektion 33, som strækker sig lidt lasngere end længden af en rørsektion under kelly*en 11. Den nederste ende af halesektionen 33 er forsynet med et forbindelsesstykke 32, hvilket er indrettet til at passe sammen med et forbindelsesstykke 31, der er fastgjort til lederen 22's øverste ende. Lederen 22 er således sammenføjet med lederen 24 ved et punkt lidt under borestrengen 12's øverste rørsektion 24 (se fig. 3). Den elektriske leder strækker sig således fra en terminal på instrumentet 21 til en terminal ved overfladen i kelly'en 11 og består af en leder 22 og en leder 24, som er sammenkoblede ved hjælp af forbindelsesstykker 31 og 32.

Forbindelsesstykkerne 31 og 32 skal udover at tilvejebringe en vandtæt forbindelse have tilstrækkelig mekanisk styrke til at understøtte lederen 22 og tilknyttet underjordisk udstyr. F.eks. kan 7 146769 denne forbindelse være tilvejebragt af' et gevindskåret hus,eller den kan være tilvejebragt af en samling, hvilken inkluderer låse-klør for at give forbindelsesstykkerne tilstrækkelig mekanisk styrke.

Som tidligere nævnt tillader det overskydende stykke leder, f.eks. de overlappede dele 27 og 28, lederen 22 at forlænges, efterhånden som borestrengen 12 forlænges. Borestrengen 12 er normalt sammensat af individuelle rørsektioner, der er omtrent 9 meter lange. For hver trinvis forlængelse af borehullet 17 vil et rørstykke blive tilføjet borestrengen 12. Normalt er det ekstra stykke rør en rørsektion. Imidlertid kan den ekstra længde inkludere to eller flere sammenkoblede rørsektioner. I alle tilfælde er borehulsforøgelsen tilstrækkelig til at tillade tilføjelsen af et rørstykke. Hvert yderligere rørstykke, i dette tilfælde en rørsektion, kan indkobles i rørstrengen efter den nedenfor beskrevne fremgangsmåde under henvisning til fig. 3-6. Fremgangsmåden til installering af udstyret som afbildet i fig. 3 vil senere blive beskrevet.

Som vist i fig. 3 er boringen forløbet frem til det punkt, hvor endnu en rørsektion, f.eks. sektionen 36, skal indføjes i rørstrengen 12. Rørsektionen 36 er anbragt i et snævert borehul 37 (almindeligvis omtalt som et "musehul") under boretårnets gulv. Til at begynde med hæves kelly'en 11 og borestrengen 12, og borestrengen 12 støtter i det roterende bord 16. Kelly1en 11 frakobles så fra borestrengen 12 og hæves tilstrækkeligt til at trække kellylederen 24's halesektion 33 helt ud af borestrengen 12. Således hæves kelly'en 11 lidt mere end en rørsektions længde. Når kelly'en 11 hæves, trækkes de koblede forbindelsesstykker 31 og 32 samt en del af lederen 22 gennem borestrengen 12's øverste rørsektion 34. Dette trækker også den nedre føring 3o et stykke på ca. den halve længde af rørsektionen 34 op langs borestrengen 12 og forkorter de overlappede dele 27 og 28 af lederen 22. Med en opslidset støtteplade 35, der er anbragt mellem forbindelsesstykket 31 og rørsektionen 34 til understøtning af lederen 22's øverste ende, adskilles forbindelsesstykket 32 fra forbindelsesstykket 31, hvorved den elektriske forbindelse afbrydes, og udstyret anbringes i den i fig. 4 viste tilstand.

Kelly'en 11 svinges derpå over på linie med rørsektionen 36. Lederen 24's halesektion 33 stikkes gennem rørsektionen 36,og kelly'en 11 føjes til rørsektionen 36's øverste ende (se fig. 5). Kelly'en 11 og rørsektionen 36 hæves derpå og anbringes på linie med borestrengen 12. Haledelen 33 strækker sig et kort stykke, f.eks. o,3-o,9 meter, under rørsektionen 36, hvilket tillader forbindelsesstykket 32 at blive sammenkoblet med forbindelsesstykket 31, hvorved den elektriske 8 146769 forbindelse fra den underjordiske terminal ved instrumentet 21 til terminalen ved overfladen på anordningen 25 retableres. Med forbindel-sesstykkeme 31 og 32 sammenkoblet fjernes støttepladen 35. Den nedre føring 3o trækker forbindelsesstykkerne 31 og 32 et kort stykke nedad i borestrengen 12. Hvis der anvendes et indvendigt opstukket borerør, skal haledelen 33 fortrinsvis være tilstrækkelig lang til at tillade forbindelsesstykkerne 31 og 32 at bevæge sig nedad i borestrengen 12, indtil de er fri af opstukningsindsnævringen ved rørsamlingen .

Rørsektionen 36's nedre ende forbindes så til borestrengen 12 (se fig. 6). Derpå indstikkes sektionen 36 i eller indføjes i rørstrengen ved at forbinde den ene ende til borestrengen 12 og den anden ende til kelly'en 11. Kelly'en 11 og borestrengen 12 sænkes derpå, indtil kellybøsningen 2o kommer i indgreb med det roterende bord 16. Derpå vil boringen fortsætte, indtil en anden rørsektion skal tilføjes. Lederen 22's øverste ende stikkes opad gennem den ekstra rørsektion 36, og en anden rørsektion indføjes i rørstrengen ved den ovenfor beskrevne og i fig. 3-6 afbildede fremgangsmåde. Denne operation kan fortsætte,indtil lederen 22's overskydende længde er brugt op. Dette sker, når den nedre føring 3o går i indgreb med eller nærmer sig den øvre føring 29 (se fig. 2). Lederen 22, føringerne 29 og 3o samt instrumentet 21 trækkes derpå tilbage fra borestrengen 12.

Det skal imidlertid bemærkes, at lederens overskydende længde kan genetableres i borestrengen 12, efter at den helt eller delvist er brugt op. Dette kan opnås ved blot at forbinde en leder i den ønskede længde til lederen 22's øverste klemmeende 31 og indføre endnu en længde leder i borestrengen 12. Den nedre føring 3o sænkes så i borestrengen 12, hvorved de overlappende dele 27 og 28's længder forøges. Den mængde leder, der kan tilføjes på denne måde, kan være ca. lig med den opbrugte mængde overskydende leder.

Detaljerne ved en foretrukken opbygning af føringerne 29 og 3o er vist i fig. 7-9. Den øvre føring 29 består af en hovedsageligt cylindrisk krop 41, en halvcirkulær del 42, der er fastgjort til kroppen 41 og et på .kroppen 41 drejeligt monteret antal arme 43. I kroppen 43 er der udformet en aksial åbning 44 og en sideslids 45 af en sådan størrelse, at lederen 22 kan modtages.

Den halvcirkulære del 42's ydre periferi er forsynet med en rille 62, hvis radius er omtrent lig med lederen 22's radius.

Hver arm 43 passer ind i en i kroppen 41 udformet langsgående slids 46 og er drejelig omkring en tap 47. Længden af hver slids 46 9 146769 er således, at en deri monteret arm 43 kan dreje omkring tappen 47 til en helt tilbagetrukket stilling i slidsen 46. En øvre, flad overflade 49 på hver arm 43 går i indgreb med en i kroppen 41 udformet nedadvendende overflade. Armene 43 strækker sig radialt udad forbi borestrengen 121 s indvendige diameter og er beregnet til at hvile på en ringformet, skulder 5o, som er udformet i en rørsektions muffeende. Skulderen 5o kan være tilvejebragt ved udfræsning af rørsektionens muffeende, hvori føringen 29 skal tilbageholdes, eller kan subsidiært være tilvejebragt ved hjælp af et særligt indlæg. Hver arm kan også være fastgjort til kroppen 41 med en sikkerhedsstift 48 for at forhindre den øvre føring 29 i at blive rystet ud af indbygningsfalsen.

Den nedre føring 3o inkluderer en krop 51, en snorskive 52 og et lod 53. Kroppen 51 har en øvre næsesektion 54, der er forsynet med en sideåbnende slids 55. Bredden af slidsen 55 er lidt større end lederen 22's diameter. Snorskiven 52 er lejret i kroppen 51 ved hjælp af en bolt 57 og et leje 58. Loddet 53, som er fastgjort til kroppen 51's nedre ende, kan være forsynet med et antal cylindriske sektioner, der er koblet sammen ende mod ende og kan inkludere en dertil fastgjort centreringsdel 6o. Loddet 53 skal være tilstrækkeligt stort til at holde en nedadtrykkende kraft på lederen for at fjerne eller reducere slæk i det mindste i en del af lederen. Loddet skal fortrinsvis holde lederen i stræk. Forsøg har vist, at en slap ledning kan blive beskadiget af borevæske, der strømmer gennem borestrengen 12. Et 4o-pounds (18 kg) lod har tjent tilfredsstillende for en 3/16-tomme (4,8 mm) armeret ledning.

Overfladeudstyret til sænkning og hævning af lederen 22 samt tilknyttet udstyr i borestrengen 12 kan være magen til det ved brønd-loggeoperationer anvendte kabelhåndteringsudstyr. Et sådant udstyr vil normalt omfatte et kraftdrevet spil indeholdende en derpå opvik-let leder og en fra boretårnstrækket nedhængt snorskive til føring af lederen ind i eller ud af borestrengen 12.

Lederen 22 samt tilknyttet udstyr kan installeres i borestrengen 12 efter følgende fremgangsmåde. Med kelly'en 11 frakoblet borestrengen 12 sænkes instrumentet 21 på lederen 22 ned i borestrengen 12. Lederen 22 afrulles fra et kraftdrevet spil og sendes ind i borestrengen 12, indtil instrumentet 21 når den ønskede underjordiske placering. Borestrengen 12 vil normalt være forsynet med et passende udløseligt låseorgan til at modtage og gå i indgreb med instrumentet 21.

lo 146769

Med instrumentet 21 nøjagtigt anbragt strækker lederen 22 sig til overfladen. På boretårnsgulvet vikles lederen 22 op omkring den øvre og nedre føring 29 og 3o i den i fig. 7 viste form, bortset fra at føringerne 29 og 3o vil være anbragt i et ende mod ende stødende indgreb. Når man installerer lederen 22 på føringen 3o, fjernes snorskiven 52 fra kroppen 51 ved, at bolten 57 frakobles og genanbringes på kroppen 51 med lederen 22 viklet derpå. Føringerne 29 og 3o med lederen viklet derpå indstikkes derpå i borestrengen 12's øverste ende. Den øvre føring 29's arme 43 passer ind i skulderen 5o's false.

På dette sted vil det bemærkes, at lederen 22 strækker sig fra instrumentet 21 opad til den øvre føring 29, omkring den halvcirkulære del 42, nedad til den nedre føring 3o, omkring snorskiven 52 og opad gennem føringen 3o's slids 55 og føringen 29's åbning 44.

Dette arrangement giver lederen 22 en sammenrullet form, der består af overlappede dele 26,27 og 28. Den nedre føring 3o er ophængt i en løkkeformet del af lederen 22. Derpå afrulles en yderligere længde leder 22 fra spillet og sendes gennem den øvre føring 29's åbning 44, hvorved den nedre føring 3o sænkes i borestrengen 12. De overlappede dele 27 og 28 forlænges, efterhånden som den nedre føring 30 sænker sig i borestrengen 12. Lederen 22, som strækker sig fra instrumentet 21 til den øvre føring 29, går mellem centreringsdelen 6o's buefjedre og gennem en til loddet 53 fastspændt føringsdel 61. Delen 61 og centreringsdelen 6o forhindrer den nedre føring 3o i at sno sig i forhold til den øvre føring 29.

Lederen 22 føres ind i borestrengen 12, indtil dens øverste med forbindeisesstykket 31 forsynede klemmeende går i indgreb med den øverste føring 29. I den udførelsesform, hvori kelly1en 11 er forsynet med lederen 24, som vist i fig. 4, foretrækkes det at anbringe forbindelsesstykket 31 et kort stykke over den øverste føring 29. Dette kan opnås ved at tilføje en rørsektion, fortrinsvis en kort rørsektion, til borestrengen 12 og skubbe forbindelsesstykket 31 og en del af lederen 22 gennem den korte rørsektion. En anden rørsektion tilføjes så til borestrengen 12 på den ovenfor under henvisning til fig. 3-6 beskrevne måde. Den korte rørsektion tillader de sammenkoblede forbindelsesstykker 31 og 32 at blive sænket et kort stykke under borestrengens øverste rørsektion uden at gå i indgreb med føringen 29, og den anden rørsektion behøves for at optage lederen 24's halesektion 33.

I andre udførelsesformer,som f.eks. hvor lederen 22 forbindes til en i kelly1en 11 indstøbt leder, og hvor der ikke anvendes nogen halesektion, vil det ikke være nødvendigt at anvende den korte rørsektion eller at tilføje den anden rørsektion.

11 146769

Under boreoperationer tilføjes yderligere rørsektioner til borestrengen 12, efterhånden som borehullet 17 bliver længere, indtil det er nødvendigt at skifte boreskæret 13, eller indtil den overskydende længde af lederen 22 er opbrugt. Længden af en i borestrengen oplagret overskydende leder 22 vil normalt være tilstrækkelig til at fuldende i det mindste et skærs driftstid. Det enkelte skærs driftsevne vil selvfølgelig afhænge af de lagtyper, der bores i, men vil normalt være mellem ca. 5oo og 3ooo fod (152 m og 914 m).

Når det bliver nødvendigt at trække borestrengen 12 tilbage fra borehullet, som f.eks. for at udskifte skæret 13, vil lederen 22 og tilknyttet udstyr først blive fjernet fra borestrengen 12 ved den følgende fremgangsmåde. Kelly'en 11 frakobles borestrengen 12, og de sammenkoblede forbindelsesstykker 31 og 32 trækkes gennem borestrengen 12's øverste rørsektion. Porbindelsesstykket 32 frakobles forbindelsesstykket 31, og lederen 22 trækkes tilbage fra borestrengen 12, ved at det rulles på et kraftdrevet spil. De overskydende dele 27 og 28 afkortes,indtil den nedre føring 3o støder mod den øvre føring 29. Derpå udsættes lederen 22 for en tilstrækkeligt stor trækkraft til at bryde sikkerhedsstifterne 48 (hvis disse anvendes), hvilke holder den øvre føring 29's arme 43 på plads. Dette tillader armene 43 at svinge fri af skulderen 5o og trække sig tilbage i kroppen 41, hvorved den øvre føring 29 frigøres fra borestrengen 12.

Så hentes samlingen tilbage fra borestrengen 12. Apparatet kobles fra lederen 22, og den tilbageblivende leder 22 med instrumentet 21 trækkes tilbage. Derpå trækkes borestrengen 12 tilbage på sædvanlig måde. Borestrengen 12 med et nyt skær 13 sænkes ned i borehullet.

Med skæret 13 anbragt ca. to rørlængder over borehullets bund, kan lederen 22, som var trukket tilbage fra borehullet, geninstalleres i borestrengen 12. Hvis man imidlertid ønsker at anbringe yderligere overskydende længde af leder, skal man anvende en længere leder.

Den i den foretrukne udførelsesform for opfindelsen anvendelige leder 22 skal have følgende egenskaber. Den skal have en brudspænding, der er tilstrækkelig til at bære føringerne 29 og 3o og instrumentet 21 og til at tillade brydning af tappene 48 (hvis disse anvendes). Ydermere skal den have en arbejdstemperatur, der i det mindste er lig med den højeste antrufne underjordiske temperatur, samt være tilstrækkeligt fleksibel til at blive anbragt i den rigtige sammenrullede form. En bestemt leder, der har været heldigt afprøvet, er et enleder 3/16-tomme (4,8 mm) armeret kabel, som fremstilles af Vector Cable Company og sælges som type 1-18P. Afprøvnin-, ger har vist, at dette kabel kan bøjes omkring føringer, der har en 12 146769 2" (51 mm) delediameter. Afprøvningerne anvendte øvre og nedre føringer svarende til de i fig. 7,8 og 9 viste. De øvre og nedre føringers materialer og dimensioner var følgende: Øvre føring (29):

Krop (41)

Materiale AISI 1018 stål udvendig diameter, tommer 1 3/16 (3o,2 mm) længde, tommer 4 9/16 (115,9 mm)

Halvcirkulær del (42) Materiale AISI 1018 stål

Bredde, tommer i (12,7 mm)

Delediameter, tommer 2 (50,8 mm)

Arme (43)

Materiale AISI 1018/ stål

Radial størrelse af ydre ender, tommer 1 27/32 (46,8 mm)

Nedre føring (3o):

Krop (51)

Materiale Messing Længde, tommer 8 (203 mm)

Udvendig diameter, tommer 1 1/2 (38,1 mm)

Remskive (52)

Materiale Fosforbronze delediameter, tommer 2 (50,8 mm)

Bredde, tommer 7/16 (11,1 mm)

Lod (53)

Materiale Messing Længde, tommer 68 (1727 mm)

Udvendig diameter, tommer 1 1/2 (38,1 mm)

Lod, pounds 40 (18,1 kg)

Et på kablet ophængt instrument blev sænket ned i et indvendigt opstukket borerør til en dybde af ca. 400 fod (121,9 m) . Bore-røret havde en udvendig diameter på 4,5" (114,3 mm) og en indvendig diameter på 3,64" (92,5 mm) og en opstukket indvendig diameter på 13 146769 2,81" (71,4 mm). Den øvre og nedre føringssamling med kablet nøjagtigt arrangeret derpå blev så anbragt i borerørets øverste ende. Ca.

600 fod (182,9 m) kabel blev indført i borerøret og dannede overlappede dele med længder af ca. 300 fod (91,4 m) hver. Ved dette arrangement blev ca. 1.ooo fod (3o4,8 m) kabel anbragt i borerøret, idet ca. 6oo fod (182,9 m) deraf var overskydende kabel. Boreslam blev cirkuleret gennem borerøret i ca. 2 timer. Kablet og føringerne blev så trukket tilbage fra borerøret uden besvær.

En variation af opfindelsen indebærer anvendelse af et separat tilbagetrækningskabel til at trække lederen 22 gennem en rørlængde, som skal tilføjes borestrengen. I denne variation stikkes tilbagetrækningskablet, som kan være en ståltråd, gennem den rørlængde, der skal tilføjes borestrengen. Med den ekstra rørlængde ophængt i elevatoren over borestrengen forbindes tilbagetrækningskablet med lederens øverste klemmeende, den ene ende af den ekstra rørlængde forbindes til borestrengen, og derpå trækkes tilbagetrækningskablet gennem den ekstra rørlængde, hvorved lederen 22 trækkes opad gennem den ekstra rørlængde. Lederen 22 forbindes igen med lederen 24, og det tilføjede rør forbindes med kelly'en 11. I denne udførelsesform skal det bemærkes, at gennemstikningen eller udstrækningen af en del af lederen 22 udføres, før den ekstra rørlængde indkobles i rørstrengen. I den tidligere beskrevne udførelsesform blev den fase, hvor lederen udstraktes, udført efter, at den ekstra rørlængde var indkoblet i rørstrengen.

Som tidligere nævnt omfatter opfindelsen også en fremgangsmåde til forlængelse af en rørstreng, medens en deri anbragt elektrisk leder samtidig forlænges. Fremgangsmåden indebærer sænkning af en isoleret leder 22, fortrinsvis et armeret kabel uden forbindelsesstykker, til en underjordisk klemme tæt ved den nederste ende af en til boring af en brønd anvendt rørstreng, føring af en ledersektion, f.eks. sektion 33, gennem en rørlængde, som skal tilføjes rørstrengen, kobling af ledersektionen 33 til lederen 22 og til sidst indkobling af rørlængden i rørstrengen. Ledersektionen 33 forbindes fortrinsvis til en terminal ved overfladen, men den kan også til at begynde med blive frakoblet denne terminal og tilkobles den under arbejdet med at forlænge rørstrengen og lederen.

Skønt opfindelsen er blevet beskrevet under henvisning til traditionelle, roterende boreoperationer, kan den også anvendes ved andre typer boreudstyr inkluderende turboboring og fortrængningshydraulikmotorer. Dette udstyr inkluderer normalt en på borestrengens nederste ende anbragt motor eller turbine, som er indrettet 14 146769 til at forbindes til og trække et skær. Den af borevæsken drevne motor eller turbine trækker boreskæret, medens borestrengen forbliver stationær. Når dette underjordiske boreudstyr anvendes i retningsboreoperationer, tilvejebringer opfindelsen et meget anvendeligt middel til at overføre retningsdata til overfladen.

Claims (6)

15 146769 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til etablering og opretholdelse af elektrisk forbindelse mellem et sted (25) på jordoverfladen og et ikke-statio-nært underjordisk sted (21) i en i en brønd anbragt rørstreng (12), hvor der i rørstrengen anvendes en isoleret elektrisk leder (22) med mindst én kobling, og hvor rørstrengen forlænges ved en operation, hvor der indføjes en eller flere rørlængder (36) i rørstrengen ved jordoverfladen, kendetegnet ved, at lederen (22) anbringes i rørstrengen (12) i en sådan form, at lederens længde er væsentligt større end afstanden mellem det underjordiske sted og jordoverfladen, at lederen ved operationen, hvor der indføjes en eller flere rørlængder i rørstrengen, alene adskilles og samles ved én i lederen nær jordoverfladen anbragt kobling (31,32), og at lederen ved nævnte operation strækkes gennem hver rørlængde (36), der indføjes i rørstrengen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at lederen (22) anbringes i rørstrengen (12) i en sådan form, at der tilvejebringes overlappende dele med en øvre løkke og en nedre løkke (26,27,28).

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den nedre løkke presses nedad (53) for at fjerne slæk fra i det mindste en del af lederen.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at lederens overskydende længde i rørstrengen findes i sammenrullet form.

5. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af kravene 1-4, hvilket apparat omfatter en med mindst én kobling (31, 32. forsynet isoleret elektrisk leder (22) til anbringelse i en rørstreng (12) i en brønd til forbindelse mellem et sted (25) på jordoverfladen og et ikke-stationært underjordisk sted (21) i rørstrenr gen, kendetegnet ved, at den isolerede elektriske leder (22), der er anbragt i rørstrengen (12) og strækker sig mellem det underjordiske sted og overfladen, har en længde, der er væsentligt større end afstanden mellem omtalte steder, at der findes føringer til at holde den overskydende lederlængde inden i rørstrengen i en overlappende eller sammenrullet form, og at lederen er forsynet med en kobling (31,32) nær jordoverfladen.

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at føringerne indbefatter en af rørstrengen understøttet, øvre føring (29) og en under den øvre føring anbragt nedre føring (3o), samt at lederen (22) er slynget (26,27,28) omkring begge føringer, idet den nedre føring hviler på en løkkeformet del af lederen.