NO174014B - Borehullroemmer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en borehullrømmer, omfattende et nedre hus, flere skjærearmer montert i det nedre huset for svingebevegelse mellom en inntrukket stilling og en utsvinget stilling for rømming, et rørformet, øvre hus tilkoblet over det nedre huset, et stempel i det øvre huset, aksialt bevegelig fra en øvre stilling til en nedre stilling under påvirkning av fluidtrykk, og midler koblet til stempelet for å svinge skjærearmene fra inntrukket stilling til utsvinget stilling når stempelet beveges mot den nedre stilling,

Det er ofte ønskelig ved boring av oljebrønner å øke diameteren til hullet som bores i vesentlig avstand under overflaten.

Dette kan være nødvendig for eksempel for å danne et tilstrekkelig ringformet rom mellom et foringsrør og forma-sjonen som bores, for å muliggjøre at foringsrøret kan semen-teres på plass i hullet.

Når dette er ønskelig senkes en ekspanderbar borehullrømmer

ned gjennom brønnen med skjærearmene inntrukket. I ønsket høyde svinges armene ut, og diameteren til hullet økes slik at den blir større enn i den del av hullet som rømmeren ble senket gjennom. Når den ønskede lengde av hullet er utvidet trekkes armene inn igjen og rømmeren tas opp av hullet.

Flere typer rømmere er blitt konstruert for dette formål. I noen av disse beveges armene fra inntrukket til utsvinget stilling ved anvendelse av hydraulisk trykk når boreslam pumpes ned gjennom borestrengen som holder rømmer en. I andre utførelser føres armene ut på grunn av vekten av borestrengen når enheten som omfatter rømmeren settes mot bunnen av hullet. US-PS 3.817.339 og 3.949.820 viser eksempler på slike rømmere.

En rømmer i henhold til den foreliggende oppfinnelse kjennetegnes ved at en hylse inne i det øvre huset omgir stempelet og er festet til det nedre huset, at i det minste et parti av det øvre huset har en innerdiameter som er større enn ytterdiameteren til hylsen, slik at det er dannet et ringformet rom for fluidstrøm mellom hylsen og det øvre huset, og at i det minste en kanal forløper gjennom det nedre huset, for å lede fluid gjennom i det minste et parti av det nedre huset fra det ringformede rommet.

Oppfinnelsen medfører flere fordeler. Rømmeren bevirker en strøm av fluid forbi skjærearmene, slik at en borkrone e.l. kan anbringes under rømmeren, hvorved et hull samtidig kan bores og utvides. Et slikt arrangement muliggjør en fluidstrøm omkring stempelet i stedet for gjennom stempelet, slik det er vanlig i mange rømmere.

Disse og andre trekk og fordeler med den foreliggende oppfinnelse vil fremgå klarere av den følgende beskrivelse av et utførelseseksempel, under henvisning til de vedføyde tegninger.

Fig. 1 viser, sett fra siden og delvis i lengdesnitt, en

borehullrømmer i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 viser i lengdesnitt et parti av rømmeren vist i

fig.l, sett i en retning 90° på retningen i fig. 1.

Fig. 3 viser et tverrsnitt etter linjen 3-3 i fig. 2.

Fig. 4 viser et tverrsnitt etter linjen 4-4 i fig. 2.

Rømmeren i henhold til oppfinnelsen omfatter et nedre hus 10 som er skrudd inn i et rørformet, øvre hus 11. Det øvre hus har en konvensjonell gjenget muffe 12 på sin øvre ende, for tilkobling av rømmeren til en borestreng. Rømmeren kan kobles til et borerør, et vektrør, et stabiliseringsrør, eller sentreringsspiler i borestrengen umiddelbart over rømmeren. Likeledes har det nedre hus en gjenget muffe 13 på sin nedre ende. En konvensjonell borkrone, trekknese e.l. kan derved tilkobles under rømmeren.

Et par svingbare skjærearmer 14 er montert i det nedre hus, for svingebevegelse mellom en inntrukket stilling og en utsvinget stilling for borerørutvidelse. Et generelt konisk skjære-element 16 er montert på hver av skjærearmene. Disse skjære-elementer er vist skjematisk på tegningene, og det vil forstås at de har freste tenner, påsatte deler av wolframkarbid e.l., for skjæring i fjellformasjoner på konvensjonell måte.

I lengdesnittet vist i fig. 2 er armen til høyre vist i inntrukket stilling, med skjæreelementet 16 ført inn i en åpen lomme i det nedre hus. Den venstre armen er vist i utsvinget stilling, med skjæreelementet ragende sideveis ut fra det nedre hus, for utvidelse av den omgivende fjellformasjon. I den øvre halvdel av fig. 2 (vist til venstre på tegningen) er den indre

mekanismen vist som om den var splittet langs midtlinjen. Til høyre for midtlinjen er mekanismen vist i en øvre stilling som tilsvarer inntrukket stilling av den høyre skjærearmen. Den

venstre delen av mekanismen er vist i en nedre stilling som tilsvarer utsvinget stilling av den venstre armen. I den nedre halvdel av fig. 2 er mekanismen vist bare i den nedre stilling. Skjærearmene 14 er montert på det nedre hus ved hjelp av en sylindrisk hengselbolt 18. Hver skjærearm har et nedre parti som skjæreelementet 16 er montert på og et øvre parti 19 som har halve bredden av det nedre parti. De to armene er montert på hengselbolten i likhet med sakseblad. Partiene med halv bredde av skjærearmene er på motsatte sider av midtlinjen til rømmeren, og kan svinge forbi hverandre slik at de to armene svinger i motsatte retninger.

Hengselbolten holdes i det nedre hus av en enhet som omfatter et indre, skivelignende sete 21 og et ytre skivelignende deksel 22. Setet 21 har en gjenget hull for anbringelse av en dekselskrue 23. Dekselskruen rager gjennom dekselet, for sammenskruing av dekselet og setet. En tapp 24 hindrer setet og dekselet i å rotere i forhold til det nedre hus, og mulig-gjør derved tilskruing av dekselskruen. En trådbøyle 2 6 med form som nesten en hel sirkel rager rundt et rundtgående, V--formet spor i overgangen mellom dekselet og setet. Tilskruing av dekselskruen trekker dekselet og setet sammen og driver trådbøylen radialt utover og inn i et spor i det nedre hus. Trådbøylen, som befinner seg delvis i sporet i huset og delvis i sporet mellom setet og dekselet, hindrer enheten i å bevege seg ut av det nedre hus, og holder således hengselbolten på plass. Hengselbolten har et gjenget hull 27 i en ende for innføring av et verktøy for å trekke hengselbolten ut av huset for demontering av rømmeren.

Et par rektangulære stoppeører 28 for armene er fastskrudd til det nedre hus over lommen 17 som armene er anbragt i. Stoppeørene begrenser svingebevegelsen til armene mot utsvinget stilling, og bestemmer således diameteren til det utvidede hull. De overfører også belastning fra huset til armene under arbeidet. Forskjellige armutformninger kan benyttes for å oppnå ønsket diameter i det utvidede hull.

Armene aktiveres av en aksialt ragende skyver 29. Den øvre ende av skyveren er skrudd inn i et stempel 31. Stempelet holdes i fast dreiestilling i det nedre hus ved hjelp av et par styrepinner 32 som rager inn i langsgående spor på motsatte sider av skyveren. På den nedre ende av skyveren er et par motstående, skrå kamflater 34, av hvilke bare den ene er synlig i fig. 2. Den skjulte kamflaten er lik den som er vist, og er skrådd i motsatt retning. Hver kamflate ligger mot partiet 19 med halv bredde på en av armene. Når skyveren er i sin øvre stilling er kamflåtene i avstand fra de øvre ender til armene, og armene kan svinge mot inntrukket stilling. Når skyveren beveges nedover kommer kamflåtene i kontakt med de buede flater på de øvre partier 19 på armene, og driver derved armene fra hverandre mot utsvinget stilling for borehullutvidelse.

Stempelet 31 på den øvre ende av skyveren har tetning mot en hylse 35 via en øvre pakningsring 36. Et smalt sagskår 40 i siden av stempelet rager på tvers av sporet som en nedre pakningsring 37 er anbragt i. Den nedre pakningsring gir således ikke tetning mot stempelet, men tjener som en avstryker for å sikre at tetteflaten i hylsen er ren når stempelet beveges nedover. Stempelet er kompakt, d.v.s. at det har ingen aksial kanal som boreslam strømmer gjennom når rømmeren brukes. Stempelet drives mot sin øvre stilling av en skruefjær 43 i et ringformet rom under stempelet.

Den nedre ende av hylsen 35 er festet til det øvre hus 10 ved hjelp av styretappene 32 for skyveren. I det meste av sin lengde har hylsen en ytterdiameter som er mindre enn innerdiameteren til det rørformede, øvre hus 11, slik at det er dannet et åpent, ringformet rom 38 for fluidstrøm mellom hylsen og det øvre hus. Det øvre parti av hylsen er tettet mot det øvre hus ved hjelp av en O-ring 39. Den nedre ende av hylsen er tettet mot det nedre hus ved hjelp av O-ringer 41. Den nedre ende av det ringformede rom er også lukket ved hjelp av en O-ring 42. Disse O-ringer hindrer strøm av boreslam gjennom uønskede lekkasjebaner, for å gjøre erosjonen av de forskjellige deler i rømmeren så liten som mulig.

Flere åpninger 46 er anordnet gjennom veggen til hylsen over stempelet, og muliggjør derved kommunikasjon for borefluid mellom det indre av borestrengen og det ringformede rom 38 mellom hylsen og det øvre hus. Borefluid kan derved strømme nedover gjennom det nedre hus, gjennom seks parallelle, langsgående kanaler 47 og 48. To fluidkanaler 47 rager gjennom det nedre hus forbi lommen 17 som skjæreelementene kan trekkes inn i, og munner ut i den midtre åpning i det nedre hus over den nedre muffen 13. Denne føring av fluid gjennom det nedre hus kan benyttes for å føre boreslam til en borkrone e.l. som er tilkoblet den nedre ende av rømmeren.

De øvrige fire kanaler 48 ender i dyseåpninger 49 (fig. 1) nær skjæreelementene. Dysene retter boreslam fra to av kanalene inn i rommet rundt det nedre hus nær skjæreelementene i deres utsvingede stilling. De øvrige to dyser leder boreslam inn i lommen 17 i det nedre hus, for å holde lommen ren for borkaks e.l. som kan hindre inntrekking av skjæreelementene.

I andre utførelser av rømmere ledes vanligvis boreslam til området ved skjæreelementene gjennom en aksial kanal gjennom et stempel som aktiverer skjærearmene. På grunn av hengsel-opplagringen av skjærearmene i rømmeren i henhold til den foreliggende oppfinnelse benyttes andre måter for å lede fluid gjennom rømmeren. Arrangementet omfatter en hylse for stempelet, og boreslam strømmer gjennom det ringformede rom mellom hylsen og det øvre hus, hvilket medfører at det unngås at det erosive borefluidet kommer i kontakt med ståldelene i rømmeren, og det oppnås enkel montering og demontering av rømmeren og tilførsel av boreslam der dette kreves under bruk av rømmeren.

Når rømmeren brukes pumpes boreslam ned langs innsiden av borestrengen som holder rømmer en, og returnerer oppover i det ringformede rom mellom borestrengen og borehullet. Det hydrauliske trykk inne i rømmeren er større enn det hydrauliske trykk utenfor rømmeren, på grunn av trykkfallet i dysene 49 og andre steder. Denne trykkforskjell, sammen med forskjellene i diameter til den øvre ende av stempelet 31 og den nedre ende av skyveren 29, medfører at det oppstår en hydraulisk kraft som søker å skyve stempelet mot dets nedre stilling.

For således å føre armene ut fra inntrukket til utsvinget stilling pumpes boreslam nedover i borestrengen. Dette bevirker at stempelet beveges nedover fra den øvre stilling vist til høyre i fig. 2, til den nedre stilling vist til venstre i fig. 2. Dette komprimerer skruefjæren 43, og driver de svingbare armene utover til aktiv stilling for borehullutvidelse. En plan flate (ikke vist) er dannet på en side av skyveren, for å muliggjøre utslipp av fluid fra det kammer der skruefjæren 43 befinner seg.

Når rømmeren skal brukes senkes den gjennom borehullet med skjærearmene inntrukket og stempelet i sin øvre stilling. Når ønsket dybde i hullet er nådd pumpes boreslam ned gjennom borestrengen. Slammet strømmer gjennom åpningen i hylsen og inn i det ringformede rom 38 mellom hylsen og det øvre hus, og deretter gjennom kanalene gjennom det nedre hus, for å slippes ut gjennom dyser nær skjæreelementene og inn i den åpne, nedre ende av rømmeren, til bruk for en borkrone e.l.

Den hydrauliske trykkforskjell som oppstår forskyver stempelet og skyveren nedover, og driver skjærearmene til utsvinget stilling for borehullutvidelse. Under utvidelsen overføres vekten av borestrengen som påvirker den øvre ende av rømmeren til skjærearmene ved hjelp av stoppeørene 28. Når det ønskede utvidelse er fullført avbrytes sirkulasjonen av boreslam og rømmeren heves noe. Opphør av det hydrauliske trykk muliggjør at skruefjæren kan drive stempelet og skyveren fra den nedre stilling til den øvre stilling. Dette bringer kamflåtene bort fra kamfølgerpartiene på armene, og muliggjør at armene kan svinge tilbake inn i lommen i det nedre hus, for å trekke rømmeren opp av borehullet. I tilfelle armene ikke beveges tilbake fullstendig på grunn av tyngdekraften vil heving av rømmeren til det øvre parti av borehullet som har mindre diameter gi en kraft mot utsiden av armene som vil skyve disse mot inntrukket stilling. Dersom stempelet ikke har beveget seg til sin øverste stilling for å muliggjøre full inntrekking bare ved virkningen av fjæren vil kamfølgerpartiene på armene drive skyveren og stempelet til den øvre stilling.

Ved å føre boreslammet gjennom det nedre hus i stedet for gjennom stempelet kan slammet slippes ut i borehullet på ønskede steder nær skjæreelementene i stedet for rett inn i lommen for disse. Det er også enkelt å tilføre boreslam til en borkrone som er festet under rømmeren. Tverrsnittet til de partier av rømmeren som boreslammet strømmer gjennom kan holdes stort, slik at strømningshastigheten blir lav og erosjonen blir så liten som mulig.

Mange modifikasjoner og varianter av oppfinnelsen vil fremgå

for en fagmann. For eksempel kan en kanal være anordnet gjennom det nedre hus for å kommunisere med en ende av hengselbolten. Ved en slik utførelse kan det benyttes en hul hengselbolt med fluidkanaler gjennom armene, slik at boreslam

kan slippes ut gjennom armene eller skjæreelementene. I andre utførelser kan skyveren og stempelet være utført i ett i stedet for å være skrudd sammen.

Claims (9)

1. Borehullrømmer , omfattende et nedre hus (10), flere skjærearmer (14) montert i det nedre huset for svingebevegelse mellom en inntrukket stilling og en utsvinget stilling for rømming, et rørformet, øvre hus (11) tilkoblet over det nedre huset, et stempel (31) i det øvre huset, aksialt bevegelig fra en øvre stilling til en nedre stilling under påvirkning av fluidtrykk, og midler koblet til stempelet for å svinge skjærearmene fra inntrukket stilling til utsvinget stilling når stempelet beveges mot den nedre stilling, karakterisert ved at en hylse (35) inne i det øvre huset (11) omgir stempelet (31) og er festet til det nedre huset (10), at i det minste et parti' av det øvre huset (11) har en innerdiameter som er større enn ytterdiameteren til hylsen (35), slik at det er dannet et ringformet rom (38) for fluidstrøm mellom hylsen (35) og det øvre huset (11), og at i det minste en kanal (47,48) forløper gjennom det nedre huset (10), for å lede fluid gjennom i det minste et parti av det nedre huset (10) fra det ringformede rommet (38).

2. Rømmer som angitt i krav 1, karakterisert ved at kanalen eller kanalene (48) har dyser (49) for å slippe fluid ut fra det nedre huset (10) nær skjærearmene (14).

3. Rømmer som angitt i krav 2, karakterisert ved at kanalen eller kanalene (48) omfatter flere ikke-aksiale, langsgående kanaler gjennom det nedre huset (10), i området mellom det ringformede rommet (38) og dysene (49).

4. Rømmer som angitt i krav 1 - 3, karakterisert ved at den omfatter flere åpninger (46) gjennom hylsen (35), over stempelet (31), for å lede fluid fra det indre av hylsen til det ringformede rommet (38) .

5. Rømmer som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at skjærearmene (14) er svingbart montert på en hengselbolt (18), for svingebevegelse mellom den utsvingede og inntrukne stilling, idet et par motstående kamflater (34) er tilkoblet stempelet (31) for å drive paret av armer i motsatte retninger fra inntrukket stilling til utsvinget stilling.

6. Rømmer som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at kanalen eller kanalene (48) omfatter midler for å lede fluid til utsiden av det nedre huset (10) nær skjærearmene (14) i deres utsvingede stilling og midler for å lede fluid inn i en lomme (17) som opptas av skjærearmene i deres inntrukne stilling.

7. Rømmer som angitt i krav 1-6, karakterisert ved at den omfatter en kanal for å lede fluid gjennom den nedre enden av det nedre huset (10).

8. Rømmer som angitt i krav 1-7, karakterisert ved at den omfatter en styre-anordning (32) for å hindre rotasjon og å muliggjøre lengdefor-skyvning av stempelet (31), idet styreanordningen også fester hylsen (35) til det nedre huset (10).

9. Rømmer som angitt i krav 5, karakterisert ved at kamflåtene (34) befinner seg på den nedre enden av en skyver (29), som er tilknyttet midlene (32) som hindrer rotasjonsbevegelse av skyveren.