NO168962B - Retningsstyrt bor - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en anordning av det slaget som er angitt i innledningen til patentkrav 1, for boring av hull i grunn, særlig for awiksboring, f.eks. i forbindelse med boring under fjorder, og ved geologisk kartlegging av naturressurser, såsom malm, mineraler, olje og gass mm.

Kjent teknikk:

For awiksboring i slike sammenhenger, brukes vanligvis kiler eller det bores med to borestrenger med et eksenterlager plassert i frontrøret. Begge disse framgangsmåtene er kostbare og arbeidskrevende. Hull med store diametere styres ved hjelp av turbinmotor i frontrøret. Denne framgangsmåten er også kostbar og brukes derfor hovedsakelig ved oljeboring.

I britisk patentskrift 1.139.908 beskrives en boreanordning for awiksboring, hvor borestrengen låses i borehullet ved hjelp av hydraulisk opererte labber. Denne løsningen er komplisert og kostbar og gir ikke nøyaktig resultat, fordi manøvreringen av labbene ikke gir tilstrekkelig presis styring på vinklingen.

Formål:

Hovedformålet med oppfinnelsen er å skape en anordning som gjør det mulig å styre boringen av et borehull så nøyaktig som mulig dit en vil. Denne anordningen må være enkel og dermed rimelig å tilvirke. Dessuten må den være enkel å bruke. Et naturlig krav er også at den er robust og krever lite vedlikehold.

Oppfinnelsens prinsipp:

Oppfinnelsens prinsipp er beskrevet i patentkrav 1.

I patentkrav 2 og 3 er det angitt ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen.

Ved bruk av anordningen i samsvar med oppfinnelsen oppnås betydelige forbedringer i forhold til kjent utstyr. Anordningen, som kan kalles et retningsbor, er basert på en kjent og vanlig borestreng. Dette betyr at det ikke foreligger noen dybdebegrensning. Eventuelle begrensninger ligger i borestrengens og boreriggens kapasitet.

Anordningen er heller ikke bundet til bestemte hulldiametre, men krever en viss minste diameter for å gi plass for komponentene.

Ved hjelp av anordningen kan borerøret stilles eksentrisk i forhold til aksen i hullet som allerede er boret.

Eksempel:

Oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningene, hvor

Fig. 1 viser et aksialt lengdesnitt gjennom overgangen mellom borestreng og en anordning i samsvar med oppfinnelsen,

fig. 2 viser tilsvarende snitt for en pakker koblet til denne overgangsdelen og videre koblet til et ytterrør i selve boreanordningen, mens

fig. 3 viser forenden av boreanordningen med eksenterlager og borekrone.

fig. 4 viser et snitt A-A, mens

fig. 5 viser et snitt B-B.

En borestreng 11 er skrudd på et overgangsrør 12 som ved den nedre enden har innvendige gjenger for forbindelse med en drivaksel 13 som danner en forlengelse av borestrengen. Drivakselen 13 er aksialt forskyvbar i et nedre lager 14 og bærer dessuten et øvre lager 15 ved overgangen til overgangsrøret 12. Lageret 15 kan forskyves i en øvre ytterrørsdel eller hylse 16 som strekker seg fra overgangsrøret 12 og nedover til forbindelse med en pakker 17.

Hylsa 16 har flere funksjoner. Den opptar ei skruefjør 18 plassert konsentrisk om drivakselen 13 mellom lagrene 14 og 15 for å utøve en forspenning mot de nedre delene av anordningen når borestrengen 11 presses nedover. Dessuten gir hylsa 16 i sin nedre del plass for et inklinometer 19 som kan registrere svingevinkelen på hylsa 16 om dens akse. Inklinometeret 19 er forbundet med en sender 20 matet av et batteri 21, for å avgi signal opp til et manøvreringssted om svingevinkelen på hylsa 16.

For å gjøre det indre av hylsa 16 tett er den forsynt med en pakkboks 22 og to ytterligere lager, et øvre 23 og et nedre 24 på hver sin side av pakkboksen. Hylsa 16 er ved den nedre enden forsynt med innvendige gjenger for påskruing på en pakker 17 med en rørende eller nippel 25 med utvendige gjenger. Dessuten finnes en låsemutter 26 opp mot hylsa 16.

Pakkeren 17 er utformet med et ekspanderbart sentralelement 27 med langsgående kamdannende ribber 28 (fig. 4). Pakkerens 17 trykkammer 29 kommuniserer med det indre av borestrengen gjennom en sideveis åpning 30 i en union 31 som forbinder drivakselen 13 med en nedre drivaksel 32. Den aksiale åpningen i unionen 31 danner en restriksjon eller dyse for å gi tilstrekkelig arbeidstrykk for pakkeren 17.

Den nedre enden av pakkeren 17 har innvendige gjenger for opptak av ei overgangshylse 33 som danner overgang til en påskrudd nedragende nedre ytterrørsdel 34. Dette danner forlengelse av anordningen nedover mot ei borekrone 35. Ytterrørsdelen 34 er delt i en øvre seksjon 34A og en nedre seksjon 34B. Mellom de to ytterrørseksjonene er det plassert et eksenterlager 36. Eksenterlageret 36 har generelt form av en skjøtenippel med utvendige gjenger i begge ender og med eksentrisk gjennomgangsåpning 36A (fig. 5) for gjennomføring av et kjernerør 37.

Den nedre drivakselen 32 er forbundet med kjernerøret 37 ved hjelp av ei muffelignende overgangshylse 38 som er skrudd utvendig på den nedre drivakselen 32 og innvendig i kjernerøret 37. Kjernerøret 37 er ført gjennom et glidelager 39 og en tetningsring 40 til forbindelse med borekrona 35 som har innvendige gjenger. Tetningsringen 40 og glidelageret 39 bæres av ei hylse 41 skrudd inn i den nedre enden av ytterrøret 34B.

Eksenterlageret 36 gir en skråstilling av kjernerøret 37 i forhold til anordningens hovedakse. Dette betyr en definert skråstilling av boreretningen i forhold til den umiddelbart overliggende delen av borehullet.

Eksenterlageret 36 stilles inn i ønsket retning og delene låses av. Deretter stilles inklinometeret 19 inn slik at det gir signal for retningen på eksenterlageret. Retningsboret skrues sammen med dette dreieforholdet mellom inklinometeret og eksenterlageret. Retningsboret kan da føres ned i bunnen av borehullet. Deretter dreier boreoperatøren borestrengen 11 inntil det mottas signal om riktig retning fra inklinometeret 19. Vanntrykket blir deretter satt på borestrengen. Dette medfører at pakkeren 17 låser ytterrøret 34 i forhold til hullveggen og dermed også stillingen på eksenterlageret 36. Anordningen er dermed riktig orientert og boreoperasjonen kan starte.

Det bores en forhåndsbestemt slaglengde, avhengig av hvor stort avvik det ønskes pr. meter. Maksimal borelengde kan f.eks. være 0,5 m.pr. slaglengde.

Når den forhåndsbestemte slaglengden er boret ferdig, skrues vanntrykket av. Pakkeren 17 vil da slippe taket mot hullveggen. Fjøra 18 som befinner seg i hylsa 16 vil dermed skyve pakkeren 17 og de delene som henger sammen med denne nedover mot bunnen av hullet. Boreoperatøren dreier deretter igjen borestrengen, inntil signalet fra inklinometeret registreres. Det vil da være klart for ny boring. Denne prosedyren gjentas inntil kjernerøret 37 er fullt. Kjerneopptaket skjer deretter på vanlig måte.

Ringrommet mellom overgangshylsa 33 og eksenterlageret 36 er gjort tett mot det indre av pakkeren 17 med en pakkboks 42 i den nedre enden av overgangshylsa 33 med et lager 43 og 44 ved hver ende.

Claims (3)

1. Anordning for boring av hull i grunn, særlig for awiksboring, med et ytterrør (16) som er forsynt med en pakker (17) og er forlenget nedover med en nedre del (34) og hvor det gjennom ytterrøret og pakkeren og er ført et roterbart kjernerør (37) som bærer ei borekrone (35) ved sin fri ende, og hvor pakkeren er innrettet for å bli aktivert med borevæske under trykk, idet det i forbindelsen mellom ytterrøret (34) og det roterbare kjernerøret (37) er innskutt ei føringshylse (36), karakterisert ved at pakkeren (17) er dreiefast forbundet med den øvre delen av ytterrørets hus (16) som danner føring for kjernerørets drivaksel (13), og at det i veggen til den øvre delen av ytterrøret er anbragt et inklinometer (19) som er forbundet med en sender (20) for overføring av målesignal til en ytre mottaker, samt at føringshylsa (36) på i og for seg kjent måte har eksentrisk opplagring av kjernerøret, for på denne måten å tillate skråstilling av borestrengens fremre del i en bestemt retning før pakkerens aktiveres med borevæske.

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved at tilførselen av trykk-medium til pakkeren (17) skjer ved avledning av borevæske ved en innsnevring (31) i kanalen til borekrona (35).

3. Anordning i samsvar med krav 1 eller 2 karakterisert ved at pakkeren (17) er forspent nedover med ei skruefjør (18) som er innspent under et an-slag (15) på kjernerøret eller en med dette forbundet del (13), idet skruefjøra fortrinnsvis er innspent mellom to aksiallager (14,15).