NL1010919C2

NL1010919C2 - Systeem voor het afdichten van de intersectie tussen een primair boorgat en een boorgatvertakking.

Info

Publication number: NL1010919C2
Application number: NL1010919A
Authority: NL
Inventors: Wilhelmus Christianus Lohbeck; Simon Lawrence Fisher; Francis Alexander Cumming
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 1999-08-17
Also published as: GB9828797D0; GC0000014A; ID24947A; NO313155B1; CA2257611C; NL1010919A1; GB2332919B; GB2332919A; US6244337B1; EP0927811A1; NO986170L; NO986170D0; DE19860686A1; RU2209290C2; CA2257611A1

Description

- 1 -

SYSTEEM VOOR HET AFDICHTEN VAN DE INTERSECTIE TUSSEN EEN PRIMAIR BOORGAT EN EEN BOORGATVERTAKKING

Achtergrond van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het afdichten van de intersectie tussen een primair boorgat en een boorgatvertakking.

5 Er zijn talrijke systemen bekend die in een der gelijke afdichting kunnen voorzien.

In het Amerikaanse octrooischrift nr. 2379070 wordt een systeem geopenbaard dat een buisvormige primaire boorbuissectie omvat die gebruikt wordt in 10 het primaire boorgat in de buurt van het vertakkings- punt, en een boorbuisvertakkingssectie die aan de primaire boorbuissectie is gelast en die in de vertakking van het boorgat wordt gebruikt.

Bij dit bekende systeem is de primaire boorbuis-15 sectie buisvormig met een gebogen onderste uiteinde dat een rand vormt die, door de boorbuisvertakkingssectie in de vertakking van het boorgat te trekken of te duwen, tegen een bestaande boorbuis in het primaire boorgat kan worden getrokken. Als gevolg hiervan 20 wordt de buisvormige-wand van de primaire boorbuis sectie tegen de wand van de bestaande boorbuis getrokken, zodat er een afdichting wordt verkregen die het raam afdekt dat van tevoren op de plaats waarop de boorgatvertakking het primaire boorgat snijdt, in 25 de bestaande boorbuis is gesneden.

In het door de Sovjet Unie verleende octrooi-schrift SU-663825 wordt een ander afdichtsysteem geopenbaard waarbij een boorbuisvertakking wordt gelast aan een primaire boorbuissectie die wordt i»1 0109 1 q - 2 - gevormd door een gegolfde huls die door een expansie-as naar beneden wordt bewogen.

In de Internationale octrooiaanvrage WO 9403699 wordt het gebruik geopenbaard van een primaire boor-5 buissectie die is vervaardigd uit een geheugenlege- ring die uitzet door een vloeistofdichte verbinding te verwarmen.

Een nadeel van de bekende afdichtingssystemen is ) dat zij het gebruik van een ingewikkelde en duur te 10 vervaardigen primaire boorbuissectie noodzakelijk | maken, dat de procedures voor het aanbrengen ervan ingewikkeld zijn en dat de gevormde afdichting van de verbinding de neiging kan hebben tot lekken.

1 Het is een doel van de onderhavige uitvinding om ' 15 te voorzien in een systeem voor het afdichten van de intersectie tussen een primair boorgat en een boorgat vertakking, welk systeem op een goedkope wijze vervaardigd en aangebracht kan worden en een effectieve afdichting geeft.

20 Samenvatting van de uitvinding

Het systeem volgens de onderhavige uitvinding omvat een primaire boorbuissectie die in het primaire - boorgat in de buurt van het vertakkingspunt gebruikt wordt, en een boorbuisvertakkingssectie die in de 25 boorgatvertakking gebruikt wordt, waarbij de boor- buisvertakking aan de primaire boorbuissectie is vastgemaakt en de primaire boorbuissectie buisvormig is met een hellend oppervlak dat zodanig is aangepast dat het past bij een hellend oppervlak van een wig-30 vormig element.

De aanwezigheid van het hellende oppervlak maakt • I het mogelijk dat de primaire boorbuissectie door het | wigvormige element dat ten minste op het moment dat . _ de primaire boorbuissectie aangebracht wordt, in het 35 primaire boorgat naast de primaire boorbuissectie ; , *10109 19 - 3 - wordt aangebracht, tegen het oppervlak van de wand van het primaire boorgat om het vertakkingspunt heen wordt aangedrukt.

Bij voorkeur omvat het systeem voorts een wigvor-5 mig element dat wordt gevormd door een richtkeg die wordt gebruikt in de primaire put die grenst aan de primaire boorbuissectie, waarbij een hellend oppervlak aan één uiteinde van het wigvormige element tegenover het hellende oppervlak van de primaire 10 boorbuissectie ligt.

De richtkeg kan een gebruikelijke massieve richtkeg zijn die na het aanbrengen verwijderd wordt of er na het aanbrengen uitgeboord wordt. Een andere mogelijkheid is dat de richtkeg een zachte kern heeft die 15 er na het aanbrengen uitgeboord wordt of na het aan brengen op een andere wijze verwijderd wordt.

Het heeft echter de voorkeur dat de richtkeg buisvormig is met in hoofdzaak dezelfde buitendiameter als die van de primaire boorbuissectie en dat hij 20 een hellend oppervlak heeft dat de centrale as van de buisvormige wand van de richtkeg onder in hoofdzaak dezelfde hoek snijdt als de hoek waaronder het hellende oppervlak van de primaire boorbuissectie de centrale as van de primaire boorbuissectie snijdt.

25 Het heeft ook de voorkeur dat de holle richtkeg gebruikt wordt onder de primaire boorbuissectie en dat de richtkeg een kleinere inwendige breedte heeft dan de buitenbreedte van een neusgedeelte van de boorbuisvertakkingssectie en dat de richtkeg ten 30 minste gedeeltelijk onder de intersectie met de boor- gatvertakking in het primaire boorgat wordt aangebracht en zodanig gericht wordt dat de neussectie van de boorbuisvertakkingssectie bij het door de primaire put .naar beneden laten gaan van de boorbuisvertak- 1010919 - 4 - kingssectie, door het hellende oppervlak van de richtkeg wordt afgebogen tot in de boorgatvertakking.

Om het afdichten verder te verbeteren, kunnen de buitenoppervlakken van de primaire boorbuissectie en 5 de richtkeg worden voorzien van een afdichtmiddel en kunnen de primaire boorbuissectie en de richtkeg tijdens het aanbrengen met een gekozen axiale kracht tegen elkaar aan worden gedrukt. Door ervoor te zor-1 gen dat de hellende oppervlakken van de primaire I 20 boorbuissectie en de richtkeg een betrekkelijk kleine scherpe hoek maken met de centrale as ervan, wordt een wig gevormd die, ook nadat de axiale kracht niet ; meer wordt uitgeoefend, zorgt voor een continue radi ale kracht op deze sectie en de richtkeg. Om te hel-15 pen bij het proces van het vastklemmen, kunnen de “ hellende oppervlakken door middel van vertandingen in elkaar grijpen.

Deze en andere kenmerken, doelen en voordelen van het systeem volgens de uitvinding zullen hieronder 20 aan de hand van de tekening meer gedetailleerd worden beschreven.

Korte beschrijving van de tekeningen

Figuur 1 is een schematisch aanzicht van een longitudinale doorsnede van een primaire boorgat bij 25 het intersectiepunt met een boorgatvertakking;

Figuur 2 is een schematisch aanzicht van een opengewerkte doorsnede van een afdichtingssysteem volgens de uitvinding; en

Figuur 3 is een aanzicht van een longitudinale 30 doorsnede van een andere uitvoeringsvorm van een afdichtingssysteem volgens de uitvinding in een ondergronds boorgat.

Gedetailleerde beschrijving van de tekeningen

In Figuur 1 worden de contouren weergegeven van 35 een in hoofdzaak verticaal primair boorgat 1 en van i ·'; '* i; .. .

1010919 - 5 - een boorgatvertakking 2 met een afwijkende richting, welke boorgaten 1 en 2 door een ondergrondse formatie 3 worden geboord.

In het primaire boorgat 1 is een boorbuiskolom 4 5 aangebracht en deze boorbuiskolom is door een ring vormig lichaam 5 van cement op zijn plaats gecementeerd .

In de boorbuiskolom 4 is bovenop een drager 7, een holle richtkeg 6 aangebracht.

10 In de wand van de boorbuiskolom 4 is, mogelijk door middel van een door de holle richtkeg 6 afgebogen freesinrichting (niet weergegeven), een gat 8 gefreesd. Na het frezen van het gat 8 wordt de boorgat-vertakking 2 in de formatie geboord door gebruik te 15 maken van een boorinrichting (niet weergegeven) die door de richtkeg 6 van het primaire boorgat 1 wordt afgebogen, zodat de boorinrichting het vertakte boorgat 2 boort.

Nadat de boorinrichting weer uit het primaire 20 boorgat verwijderd is, wordt er door het primaire boorgat 1 een primaire boorbuissectie 9 naar beneden gelaten waaraan op de in Figuur 2 weergegeven wijze een hoorbuisvertakkingssectie 10 is gelast.

Als een neusgedeelte (niet weergegeven) van de 25 boorbuisvertakkingssectie 10 in aanraking komt met de holle richtkeg 6, wordt de neussectie door de richtkeg 6 afgebogen tot in het boorgat 2. Om er zeker van te zijn dat de neussectie wordt afgebogen tot in het boorgat 2, kan de neussectie een grotere breedte heb-30 ben dan de rest van de boorbuisvertakkingssectie 10.

De neussectie kan zijn voorzien van een aan de buitenkant gelegen rib die een spiraal beschrijft, waardoor de boorbuisvertakkingssectie 10 ervoor zorgt dat de primaire boorbuissectie 9 wordt rondgedraaid 35 als de neussectie door de holle richtkeg 6 wordt *1010919

T

- 6 - afgebogen, zodat de primaire boorbuissectie, zoals wordt geïllustreerd in Figuur 2, een gewenste oriëntatie ten opzichte van de richtkeg krijgt.

De primaire boorbuissectie 9 is een buis met een : 5 in hoofdzaak vlak hellend oppervlak 11 dat in een vlak (niet weergegeven) ligt dat de centrale as 12 : van de buis snijdt met een scherpe hoek A.

Bij het weergegeven voorbeeld zijn de holle richtkeg 6 en de primaire boorbuissectie 9 uit één 10 enkele buissectie gesneden, welke buissectie zodanig in twee secties is gesneden dat de hellende oppervlakken 11 en 13 in het scheidingsvlak liggen. Der-halve omvat de holle richtkeg 6 ook een hellend oppervlak 13 dat in een vlak ligt (niet weergegeven)

, é 15 dat de centrale as 12 onder dezelfde scherpe hoek A

' ] snijdt als het hellende oppervlak van de primaire : .i boorbuissectie 9. Aangezien het snijvlak niet gemak kelijk in het aanzicht in perspectief van Figuur 2 kan worden weergegeven, is de hoek A weergegeven als 20 de hoek tussen de centrale as 12 en de hellende op pervlakken 11 en 13, hetgeen een geringe onnauwkeurigheid ten gevolge heeft die de vakman duidelijk zal zijn.

Als de primaire boorbuissectie 9 de holle richt-• 25 keg 6 bereikt, zal deze door de boorbuisvertakkings- ' T- sectie 10 in de in Figuur 2 weergegeven positie wor den getrokken, waarbij het hellende oppervlak 11 van u= de primaire boorbuissectie 9, zoals wordt geïllus treerd door pijl 14, tegenover het hellende oppervlak __ 30 van de holle richtkeg 6 ligt en daarlangs naar bene- ;— den glijdt.

ris Door deze glijbeweging wordt de primaire boor- ' buissectie 9 zijwaarts in de richting van de pijlen 15 getrokken, zodat de primaire boorbuissectie in de --- 35 in Figuur 1 weergegeven situatie tegen het S, ·1.010 9 1 9 * '·· · ; ·.-* Ί wm * r Wl ' - 7 - binnenoppervlak van de boorbuiskolom 4 wordt geduwd en daardoor het raam 8 afsluit dat er bij het vertakkingspunt is ingefreesd.

Bij voorkeur dient de hoek A klein genoeg te 5 zijn, bijvoorbeeld kleiner dan 10°, om te voorkomen dat de primaire boorbuissectie 9 na de procedure van het aanbrengen, in bovenwaartse richting terugglijdt. Om er zeker van te zijn dat de primaire boorbuissectie 9 stevig in het gebied van raam 8 'tegen de boor-10 buiskolom 4 wordt gedrukt, dient de axiale, naar be neden toe gerichte kracht die tijdens het aanbrengen op de primaire boorbuissectie 9 wordt uitgeoefend, groter te zijn dan een vooraf ingestelde minimumwaarde. Dit kan bereikt worden door de primaire boorbuis-15 sectie 9 tijdens het aanbrengen naar beneden te hameren.

Om de door het systeem volgens de uitvinding verkregen afdichting verder te verbeteren, zijn de buitenoppervlakken van de holle richtkeg 6 en van de 20 primaire boorbuissectie en boorbuisvertakkings- secties 9 en 10 bij voorkeur bedekt met een afdicht-middel. Als het afdichtmiddel ook zorgt voor een binding tussen de boorbuiskolom 4 en de primaire boorbuissectie 9, kan de holle richtkeg 6 na de pro-25 cedure van het aanbrengen verwijderd worden, bijvoor beeld door middel van een freesinrichting. Voor de meeste toepassingen heeft het echter de voorkeur dat de richtkeg 6 op zijn plaats blijft.

Bij voorkeur zijn de richtkeg 6 en de primaire 30 boorbuissectie en de boorbuisvertakkingssecties 9 en 10 vervaardigd uit staal, maar, als dat gewenst is, kunnen zij ook uit andere metalen of materialen vervaardigd worden. Na het aanbrengen zullen de centrale as 12 van de primaire boorbuissectie 9 en van de »1010919 - 8 - holle richtkeg 6 in hoofdzaak coaxiaal zijn met de longitudinale as van het primaire boorgat 1.

Het zal duidelijk zijn het systeem volgens de uitvinding gebruikt kan worden in een primair boor-5 gat 1 waarin geen boorbuiskolom is aangebracht. In een dergelijk geval worden de holle richtkeg 6 en de primaire boorbuissectie 9 tegen de wand van het boorgat gedrukt, waardoor de wand verder wordt beschermd ! tegen instorten.

I 10 In Figuur 3 worden een primair boorgat 20 en een i boorgatvertakking 21 weergegeven die niet van een i hoorbuis zijn voorzien, welke boorgaten in een on- = dergrondse rotsformatie 22 zijn geboord. In het pri- ] maire boorgat 20 is bovenop een verende borgring 24 = 15 die zichzelf in de formatie 22 drukt, een holle ™ richtkeg 23 aangebracht.

Bovenop de holle richtkeg 23 is een primaire boorbuissectie 25 aangebracht. De primaire boorbuissectie 25 en de holle richtkeg omvatten respectieve-20 lijk de complementaire hellende oppervlakken 26 en 27, die door middel van vertandingen in elkaar grijpen, zodat de primaire boorbuissectie 25 wordt vastgezet tegen de wand 29 van het boorgat als hij bovenop de holle richtkeg 23 in de richting van de 25 pijlen 28 naar beneden wordt geduwd.

De primaire boorbuissectie 25 is voorzien van een - boorbuisvertakkingssectie 30. De buitenoppervlakken ' i van de primaire boorbuissecties en de r i boorbuisvertakkingssectie 25 en 30 en van de holle 30 richtkeg 23 zijn voorzien van een afdichtmiddel dat de ringvormige ruimtes tussen deze buisvormige ele-* menten en de omringende formatie 22 opvult.

In Figuur 3 is de boorbuisvertakkingssectie 30 een langwerpige voering die zich langs een aanzien-35 lijk gedeelte van de boorgatvertakking 21 uitstrekt.

w10109 19 ph - 9 -

Het zal duidelijk zijn dat de bij het voorbeeld weergegeven primaire boorbuissectie 25 en boorbuisvertak-kingssectie 30 voldoende flexibel dienen te zijn om ze tot het vertakkingspunt naar beneden te laten. Bij 5 vele boorputsystemen is de hoek waarmee de centrale as 32 van de boorgatvertakking 31 de centrale as 32 van het primaire boorgat snijdt, en ook de hoek die de hellende oppervlakken 26 en 27 maken met de centrale as 32, echter aanzienlijk kleiner dan bij het 10 weergegeven voorbeeld, in welk geval de eisen op het gebied van de speling tijdens de procedure van het naar beneden laten minder zwaar worden.

Zowel in het geval van een primair boorgat met een boorbuis, als in het geval van een primair boor-15 gat zonder boorbuis, voorziet het systeem volgens de onderhavige uitvinding in een goedkope, gemakkelijk aan te brengen, effectieve en betrouwbare afdichting voor een vertakkingspunt waarbij de boorgatvertakking het primaire boorgat snijdt.

9

Pt Ö109 19,· i.

Claims

1. Systeem voor het afdichten van de intersectie tussen een primair boorgat en een boorgatvertakking, omvattende een primaire boorbuissectie die in het j primaire boorgat in de buurt van het vertakkingspunt ' 5 gebruikt wordt, en een boorbuisvertakkingssectie die in de boorgatvertakking gebruikt wordt, waarbij de : boorbuisvertakkingssectie aan de primaire boorbuis sectie is vastgemaakt en de primaire boorbuissectie buisvormig is met een hellend oppervlak dat zodanig 10 is aangepast dat het past bij een hellend oppervlak j van een wigvormig element.

2. Systeem volgens conclusie 1, dat voorts een wig- - vormig element omvat dat wordt gebruikt in de primai re put die grenst aan de primaire boorbuissectie, 15 waarbij een hellend oppervlak aan één uiteinde van j het wigvormige element tegenover het hellende opper vlak van de primaire boorbuissectie ligt.

3. Systeem volgens conclusie 2, waarbij het wigvormige element een holle richtkeg is met een hellend 20 oppervlak dat de centrale as van de buisvormige wand van de richtkeg onder in hoofdzaak dezelfde hoek ; snijdt als de hoek waaronder het hellende oppervlak van de primaire boorbuissectie de centrale as van de primaire boorbuissectie snijdt.

4. Systeem volgens conclusie 3, waarbij de richtkeg wordt gebruikt onder de primaire boorbuissectie en de richtkeg een kleinere inwendige breedte heeft dan de buitenbreedte van een neusgedeelte van de boorbuisvertakkingssectie en de richtkeg ten minste gedeel-; 30 telijk onder de intersectie met de boorgatvertakking in het primaire boorgat wordt aangebracht en zodanig n 6>1 0 Ui V> 1 vt - 11 - gericht wordt de neussectie van de boorbuisvertak-kingssectie bij het door de primaire put naar beneden laten gaan van de boorbuisvertakkingssectie, door het hellende oppervlak van de richtkeg wordt afgebogen 5 tot in de boorgatvertakking.

5. Systeem volgens conclusie 2, waarbij het hellende oppervlak van de primaire boorbuissectie en van het wigvormige element door middel van vertandingen in elkaar grijpen.

6. Systeem volgens conclusie 2, waarbij de primaire boorbuissectie en het wigvormige element in een hoorbuis in het primaire boorgat zijn aangebracht en er zich op het intersectiepunt met de boorgatvertakking een raam in de wand van de boorbuiskolom bevindt.

7. Systeem volgens conclusie 2, waarbij de buitenop pervlakken van de primaire boorbuissectie en het wigvormige element zijn voorzien van een afdichtmiddel.

8. Systeem volgens conclusie 2, waarbij de primaire boorbuissectie en het wigvormige element in het pri- 20 maire boorgat zijn aangebracht en tijdens het aan brengen met een gekozen axiale kracht of slag tegen elkaar aan zijn gedrukt. »T.0'.10 9