NO176729B - Brönnrömmer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en brønnrømmer som angitt i kravets innledning. Oppfinnelsen kan med fordel benyttes i forbindelse med avtetting av vanskelige soner som man støter på under en boring og som er forbundet enten med kraftige tap av boreslam og sementmasse, innstrømming av væske eller gass fra en eksponert formasjon i borehullet, eller innfalling av fjellet som hullet bores igjennom.

Ved boring av dype brønner for olje- eller gassproduksjon støter man ofte på formasjoner som er inkompatible ut fra et boresynspunkt, eksempelvis formasjoner med unormalt høye eller lave formasjonstrykk, eller med en fjellstruktur som bryter sammen eller faller inn i hullet.

For å muliggjøre videre boring uten reduksjon av den ønskede brønndiameter, rømmes endel av borehullet i sonen til den eksponerte vanskelige formasjon, og en avtettingsanordning settes inn i dette rømmede borehullparti, eksempelvis i form av en streng av profilrør som presses mot veggen i det rømmede borehullparti, idet det inne i profilrørene bygges opp et fluidumovertrykk, etterfulgt av en kalibrering av den indre strømningspassasje i samsvar med den ønskede brønndia-meter .

Det er kjent en brønn- eller borehullrømmer (SU, Å, 874952) innbefattende et hus med en kobling, en stempelanordning, utdragbare bærere med stenbrytende elementer, og en begrenser for bærernes utraging.

Det er dessuten kjent en brønn- eller borehullrømmer (US, Å,2630300) innbefattende en reduseringsanordning eller en rørstump for forbindelse med drivanordningen, et hult hus med en sentral kanal og radielle åpninger i sideveggen, utdragbare rullekuttere med aksler, montert i de radielle åpninger i huset, og en mekanisme for utdraging av rullekutterne fra de radielle åpninger i huset, innbefattende et ringstempel og et låseelement med en ringskulder, montert i huset for begrenset aksial resiprosierende bevegelse.

En hovedulempe ved de kjente rømmere er at de ikke har noen anordninger for selvsentrering av de stenbrytende elementer (eksempelvis rullekutterne) i forhold til borehullveggen, slik at man ofte vil erfare at overflaten til det rømmede borehullparti er irregulært eller eksentrisk i forhold til brønnaksen. Dette fører med seg en fare for dårlig kvalitet av den etterfølgende avtetting av formasjonen, og kompliserer dessuten videre boring som følge av den irregulære diameter i avtettingsområdet, som virker forstyrrende på normale ned-senkinger og opptrekkinger av boreverktøy.

En annen ulempe ved de kjente rømmere er at de ikke er beregnet for overvåking av rømmerens operasjon i brønnen. De kjente rømmere sender ikke ut noen signaler om hvorvidt rullekutterne er gått ut til arbeidsstilling. Også her fore-ligger det derfor en fare for påvirkning av kvaliteten i rømmingen av borehullet eller brønnen i negativ retning.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å øke en brønnrømmers operasjonspålitelighet.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å øke kvaliteten av rømmingen av en vegg i et borehull eller en brønn.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en brønnrømmer som er slik utført at den gir full utdraging av rullekutterne fra huset til arbeidsstilling, med samtidig selvsentrering av rullekutterne i forhold til veggen i borehullet eller brønnen.

Dette oppnås med en brønnrømmer som innbefatter en rørdel for festing av rømmeren til drivanordningen, et hult hus med en sentral kanal over radielle åpninger gjennom dets sidevegg, utdragbare rullekuttere med aksler, montert i de radielle åpninger i huset, og en mekanisme for utdraging av rullekutterne fra de radielle åpninger i huset, innbefattende et ringstempel og et element for låsing av rullekutterne, idet rømmeren ifølge oppfinnelsen er utført slik at stemplet er forbundet med huset for rotasjon sammen med dette og er fast forbundet med rørdelen, stemplets vegg har radielle passasjer gjennom veggen, slik at det tilveiebringes forbindelse mellom den sentrale kanal og et ringrom mellom stemplets vegg og husets innervegg, elementet for låsing av rullekutterne er opptatt med en klaring i de sentrale kanaler i stemplet og i huset og har en ringskulder, idet stemplets sentrale kanal danner et sete for samvirke med denne ringskulder på låseelementet, og ringskulderen på låseelementet og husets innérflate har sampassede langsgående passasjer i området hvor låseelementet samvirker med rullekutterne, for derved å tilveiebringe kommunikasjon mellom stemplets sentrale kanal og det indre rom i husets nedre del.

Den beskrevne rømmer, med stemplet positivt forbundet med drivanordningen, bedrer forholdene med hensyn til tilbake-trekking av låseelementet fra dets drivstilling og bevegelse av rullekutterne til deres transporttilstand.

Videre medfører montering av låseelementet for rullekutterne med en klaring i stemplets sentrale kanal en selvsentrering av rullekutterne i forhold til borehullveggen, slik at man derved unngår en radiell utskjæring av rømmeren under drift og rullekutterne således sikres mot ujevn nedsliting. I og med at en ujevn plassering av rullekutterne relativt brønn-aksen hindres, hindres også en ensidig stenskjæring, slik at derved rømmingskvaliteten øker. Denne positive effekt for-sterkes av det faktum at en reduksjon av trykkfallet over rømmerens sentrale kanal og bunnhullet vil være representativ for en full utkjøring av rullekutterne til deres arbeidsstillinger, slik at man dermed kan unngå å arbeide med utilstrekkelig utragende kuttere, noe som ellers ville kunne gi en feilaktig borehullutvidelse.

Andre hensikter og fordeler med oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av et foretrukket utførelses-eksempel under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et halvsnitt gjennom en brønnrømmer ifølge oppfinnelsen i rømmerens rundtripp-eller transporttilstand,

fig. 2 viser et snitt etter linjen II-II i fig. 1, fig. 3 viser et halvsnitt gjennom rømmeren i fig.

1 i dens arbeidstilstand.

Brønnrømmeren ifølge oppfinnelsen innbefatter et hult sylindrisk hus 1 (fig. 1) med en sentral kanal 2 og radielle åpninger 3 gjennom sideveggen. I åpningene er det bevegbart montert aksler 4 med tilhørende tapper 5 som bærer radielt utdragbare rullekuttere 6 i form av avkortede sfæriske segmenter. En kile 7 hindrer den respektive aksel i å rotere i tilhørende radielle åpning 3. Husets 1 nedre ende bærer en borkrone 8 og en koblingsmutter 9 med knaster 10 som er vertikalt innrettet i forhold til rullekutterne 6 og tjener til å sentrere rømmeren i et borehull og til å beskytte rullekutterne 6 mot skader under nedføring og opptrekking. En låseskrue 11 hindrer utilsiktet løsgjøring av koblingsmutteren 9. Husets 1 øvre del er i form av en koblingsmutter 12 på et gjengeparti 13 som gir forbindelse til resten av huset. I den indre veggen i husets 1 hoveddel er det uttatt langsgående spor 14.

Husets 1 sentrale kanal 2 opptar en mekanisme for bevegele av rullekutterne 6 ut og inn. Mekanismen innbefatter et ringstempel 15 med en sentral kanal 16, anordnet inne i koblingsmutteren 12, og et element 17 for låsing av akslene 4 til de respektive rullekuttere 6 i deres arbeidsstillinger.

For å forbinde rømmeren med drivanordningen (ikke vist) er rømmeren i sin øvre del forsynt med en reduseringsinnretning eller en rørstump 18 med en sentral kanal 19. Rørstumpen er fast forbundet med ringstemplet 15. Den sentrale kanal 19 står i forbindelse med den sentrale kanal 16 i ringstemplet 15, og har også gjennom de radielle passasjer 20 forbindelse med et ringrom 21 over stemplet. Stemplets 15 nedre del er forsynt med kiler 22 som går i kilesporene 14 i huset 1. Låseelementets 17 nedre del 23 er konisk, og låseelementet 17 er opptatt i den sentrale kanal 16 i stemplet 13 med en viss klaring. På toppen er det en ringskulder 24 med langsgående passasjer 25, beregnet for anlegg mot et sete 26 i stemplets 15 sentrale kanal 16. Videre har låseelementet 17 en annen ringskulder 27 for samvirke med et ringsete 28 i huset 1. Husets 1 indre overflate har langsgående passasjer 29 (fig. 2) utformet i området hvor det er samvirke mellom rullekutterne 6 (fig. 1) og låseelementet 17, slik at det derved etableres en forbindelse mellom stemplets 15 sentrale kanal 16 og et rom 30 i den nedre del av huset 1. Rørstumpen 18 har en trykkmutter 31 for pålitelig forbindelse med den ikke viste drivanordning.

Den foran beskrevne brønnrømmer virker på følgende måte.

Rømmeren er ved hjelp av rørstumpen 18 forbundet med den ikke viste drivanordning, eksempelvis en nede i hullet motor som kan være en elektrisk motor eller en turbomotor, montert i bunnenden av borerørstrengen (ikke vist). Rømmeren befinner seg på det sted i borehullet eller brønnen hvor det er ønskelig med en utvidelse eller rømming (fig. 3). Deretter roteres den ikke viste borerørstreng. Samtidig tilføres boreslam under trykk. Dette går via den sentrale kanal 19, den sentrale kanel 16, de langsgående passasjer 25 i ringskulderen 24 og kanalene 29 i huset 1 til de ikke viste spyleåpninger i borkronen 8 (fig. 1).

Til å begynne med, som vist i fig. 1, rager rullekutterne 6 ikke ut over husets 1 omkrets, og ringskulderen 26 på låseelementet 17 ligger an mot setet 26 i stemplet 15. Et trykk-fall over stemplets 15 toppflate, via de radielle passasjer 20, medfører at koblingsmutteren 12 med resten av huset 1 vil bevege seg oppover i forhold til stemplet 15, som vist i fig.

3. Drivmomentet overføres via rørstumpen 18, som er fast forbundet med stemplet 15, til huset 1 ved hjelp av kilene 22 i stemplet 15, hvilke kiler går i kilesporene 14 i huset 1. Når huset 1 beveger seg oppover i forhold til stemplet 15, vil akslene 4 som følge av samvirket med den nedre koniske ende på låseelementet 17, presses radielt utover i de radielle åpninger 3, slik at derved de respektive rullekuttere 6 går ut for rømming av borehullveggen. Når rullekutterne 6 således er bragt til utragende posisjon, hvilket skjer når låseelementets 17 sylindriske parti får samvirke med akslene 4, vil dette sylindriske parti på en pålitelig måte låse akslene 4, med rullekutterne 6 ragende ut fra huset 1. Nå går setet 28 i huset 1 mot den andre ringskulder 27 på låseelementet 17 og løfter dette, slik at derved ringskulderen 24 løftes fra setet 26 i stemplet 15. Som følge av det gap som derved dannes mellom bunnflaten til den ringform-ede skulder 24 på låseelementet 17 og setet 26 i stemplet 15, vil trykkfallet over stemplet 15 raskt avta og dette regi-streres av egnede trykkmålere (ikke vist). Det avtagende trykk vil bekrefte at rullekutterne 6 er bragt til full-stendig utraging og til samvirke med borehullveggen, slik at rømming kan foretas til den ønskede diameter. Når rømmeren kjøres ned, vil borehullet eller brønnen utvides til ønsket diameter over det ønskede strekk. Den nedoverrettet aksiale trykkraft som utøves bevirker at de stenbrytende elementer på rullekutterne 6 trenger inn i fjellet og knuser dette, samtidig som de ikke viste kalibreringselementer for kutterne 6 vil glatte samtlige irregulariteter i borehullet eller brønnveggen. Når rømmingen er ferdig, avbrytes pumpingen av boreslam og rømmeren trekkes opp til overflaten. Huset 1 vil bevege seg ned i forhold til stemplet 15 under påvirkning av sin egen vekt og låseelementet 17 trekkes tilsvarende vekk fra akslene 4, slik at rullekutterne som følge av påvirk-ningen fra det ikke utvidede borehullparti vil gå tilbake inn i huset 1. Rømmeren er nå bragt tilbake til sin transport-stilling.

Oppfinnelsen kan med fordel benyttes i forbindelse med avtetting av vanskelige soner som man støter på under en boring.

Claims (1)

1. Brønnrømmer innbefattende en tapp (18) for tilkopling til en borestreng eller lignende, et hult hus (1) med en sentral kanal (2) og radielle åpninger (3) gjennom husets sidevegg, utdragbare rullekuttere (6) med aksler (4), montert i husets (1) radielle åpninger (3), og en mekanisme for utdraging av rullekutterne (6) fra de radielle åpninger (3) i huset (1), innbefattende et ringstempel (15) og et element (17) for låsing av rullekutterne (6), karakterisert ved at stemplet (15) er forbundet med huset (1) for rotasjon sammen med dette og er fast forbundet med den nevnte del (18), at veggen i stemplet (15) har radielle passasjer (20) som gir forbindelse mellom stemplets sentrale kanal (16) og et ringrom mellom stemplets (15) vegg og husets (1) innvendige vegg, og at elementet (17) for låsing av rullekutterne (6) er opptatt med en klaring i de sentrale kanaler (16, 2) i stemplet (15) og huset (1) og har en ringskulder (24), idet stemplets (15) sentrale kanal (16) danner et sete (26) for samvirke med en ringskulder (24) på låseelementet (17), hvor ringskulderen (24) på låseelementet (17) og husets (1) innvendige flate har sampassende langsgående passasjer (29) i området hvor låseelementet (17) samvirker med rullekutterne (6), for derved å tilveiebringe en forbindelse mellom stemplets (15) sentrale kanal (16) og det indre rom (30) i husets (1) nedre del.