NO179379B - Fremgangsmåte for å styre uttrekking av produksjonsfluid fra en produksjonsbrönn - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår generelt fremgangsmåter og utstyr for å bore hull i undergrunnen, innsprøyting av høytrykks-og lavtrykksfluider i flerledningsrør og overvåke parameter i brønnen for å styre bore- eller produksjonsoperasjonene og derved optimere effektiviteten.

Grunnleggende brønnboreoperasjoner har ikke forandret seg i tidens løp i og med at et antall sammenkoplede borerør som danner en borestreng, blir dreid sammen med en borekrone i jordformasjonen. Under boring er det nødvendig å måle forskjellige boreparametre, slik som boreformasjon, avvik, temperatur, pH ol. På grunn av at borestrengen roterer, i mange tilfeller flere tusen meter under jordens overflate, har det vært et stadig problem å oppnå øyeblikksinformasjon nedenfra brønnen.

For eksempel er boreoperasjonen mest effektiv når formasjonsegenskapene er kjent for boreoperatøren. For de forskjellige typer formasjoner, slik som fjell, jordsmonn eller fluider og gasser, kan det være ønskelig å forandre overflateoperasjonene for effektivt å håndtere den type formasjon som borekronen for øyeblikket møter. Tradisjonelt blir formasjonsbitene som skjæres av borekronen, boret opp i hullet i ringen rundt borestrengen ved hjelp av fluider som pumpes ned gjennom borerøret. Undersøkelse av disse biter gir imidlertid en upålitelig informasjon om den formasjon som i øyeblikket blir boret ettersom det kan gå lang tid før bitene når overflaten.

Fra f.eks. US 3 419 092 er det kjent at et borerør med to passasjer i form av indre og ytre konsentriske rør kan anvendes for å pumpe luftholdig borefluid ned en leder for å minske det hydrostatiske trykk ved borekronen og derved øke hastigheten i avskjæringene som blir flyttet oppover til overflaten i den andre rørledning. På denne måte vil de avkuttede stykker som representerer den type formasjon som det bores i, ankomme til overflaten hurtigere og boreoperasjonene kan så eventuelt modifiseres tilsvarende. Selv om fluidtransport til de forskjellige konsentriske ledninger i et borerøret av Elen-burgtypen er relativt ukomplisert, er antallet slike ledninger som kan anvendes, begrenset av praktiske årsaker i borerørkon-struksjonen.

I US 2 951 680 er det innsett at et ikke konsentrisk flerlederborerør kan anvendes for å øke antallet ledninger. For å få plass til fluidtransport, er imidlertid fluidpassasjens overgang fra ledningene til borerørets ende, sammenrullet til konvensjonelle konsentriske, sirkulære passasjer. Som resultat vil transporten av de forskjellige fluider til de respektive ledninger ifølge Camp-borerøret tilveiebragt med det resultat at røret ble mer komplisert å fremstille og således mer kostbart.

Fagfolk har således innsett fordelen ved å bruke flerledningsborerør, men slike rør har av flere grunner ikke fått så stor anvendelse. En ulempe ved å kople slike rør sammen, er måten som lederne i et rør festes til lederne i et annet rør på. Konvensjonelle festeanordninger omfatter "0"-ringer eller vinkeltetningsringer (US 2 951 680) eller tradisjonelle pakninger (US 3 077 358). På grunn av den type forsegling som er brukt og måten slike forseglinger er brukt på, kan forseglingene motstå et fluiddifferensialtrykk på generelt under 525 kg/cm<2>.

Det er derfor klart at det er et behov for et høy-trykks, flerledningsborerør hvor antallet ledere ikke er begrenset og hvor konstruksjonen eller fremstillingen av røret ikke er unødvendig komplisert eller kostbar.

Dessuten er det et påkrevet behov for å overvåke boreoperasjonene i brønnen, og øyeblikkelig overføre resultatene opp fra brønnen og kombinere transmisjonsmediet med borerøret på en slik måte at borerørets fluidbærende evne ikke alvorlig kompromitteres.

Det er derfor foreslått å anvende sentrumshullet i borerøret som et kammer hvor det plasseres en elektrisk leder. Et eksempel på slik utførelse er vist i US 2 795 397 og US 3 904 840. Ifølge denne utførelse blir imidlertid lederens isolasjon utsatt for borefluidet og en eventuell fordyrende skjerming må brukes.

Et annet problem ved bruk av elektriske ledere i det fluidbærende hull er isolasjonen mellom fluidene og de elektriske forbindelser som kopler ledningslengdene sammen. Utførlige og uvanlige teknikker er brukt for å omgå dette problem. Problemet er ytterligere øket ved at forbindelsen mellom lederne fra et borerør til et annet blir dårligere i de rørtyper som krever at en del skrus inn i den andre. I US 2 798 358 blir dette behandlet ved å øke kabellengden slik at den kan vris sammen med røret. I andre tilfeller, f.eks. i US 3 879 097 blir en vesentlig del av den elektriske kabel båret i sentrumshullet, unntatt ved at endene og kabelen blir ført gjennom rørets sidevegg til ringformede kontakter på rørendene. Antallet ledninger blir naturligvis begrenset når en slik teknikk måtte benyttes.

Eksempel på tidligere anordninger for å kople sammen flere ledninger ved rørendene er vist i US 2 750 569. I denne patent blir den elektriske kabel ført gjennom det fluidbærende hull. Dette gjør at kabelen, liksom kontakten, blir utsatt for borefluidets korrosive eller tærende krefter.

Andre hensyn ved brønnboring som bidrar til den totale kostnad, angår sammensetningen av boreslammet. Slammet må periodisk justeres med forskjellige materialer og kjemikalier for å forandre dets tetthet, viskositet eller andre egenskaper. Denne forandring kan bare foretas gradvis ettersom slammet sirkulerer fra området rundt borekronen oppover gjennom overflateutstyret. I noen tilfeller, slik som ved en overhengende utblåsing, må slammets tetthet endres meget raskt for å hindre at dette oppstår. Følgelig kan ikke mange utblåsinger unngås med kjente teknikker. Det har således oppstått et behov for en borestreng-konstruksjon som muliggjør øyeblikkelig forandring av bore-slamtrykket for å beherske utblåsinger og ellers forbedre boringen.

Etter at boreoperasjonen er blitt fullført, er det et behov for å overvåke parametrene i brønnen under produksjons-fasen, for ledelse av brønnen. Vanlige brønnforinger har til nå i høy grad vært innpasset i brønnhullet, men har vært dårlig egnet til å kunne gi kanaler for ledninger, gasser eller væsker som kan pumpes oppover, utenom fluidet. Som en nødløsning, er telemetrikablen blitt festet til foringsrørets ytre ved hjelp av metall- eller plastbånd og ført ned i brønnen til telemetriutstyr. Det er også kjent å benytte hjelperør på utsiden av foringsrøret for å frembringe kunstig løft i brønnen.

Dette fører til at det er oppstått et behov for et brønnforingsrør med flere ledere gjennom hvilke produksjonsfluidet kan pumpes samt romme telemetrikabler og for å bære løs-ninger, frostvæske og en mengde andre fluider.

Med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse frembringes mulighet til å overvåke flere parametre fra utsiden av brønnen, dette oppnås med fremgangsmåten slik den er definert med de i kravet anførte trekk.

Det er gjort mulig å forbedre boringens fremgangsmåte idet høytrykksfluider uavhengig kan innsprøytes i ett eller flere ledningsrør i borerøret, f.eks. for samtidig å erodere formasjonen, rense og avkjøle borekronen eller borekronens bane samtidig som andre lavtrykksfluider i andre ledningsrør kombineres i brønnen med gasser i ytterligere andre ledningsrør for å minske det hydrostatiske trykk i brønnen. Samtidig kan følere for borekronen eller -røret gi informasjon til overvåkingsutstyret angående temperatur, trykk, avvik, etc, idet informasjonen øyeblikkelig kan brukes til å forandre boreoperasjonen.

En slik informasjon kan videre f.eks. anvendes til å styre trykket som anvendes på ringvæsken eller slammet og hindre en utblåsing. Hvis dessuten en potensiell utblåsing skulle bli oppdaget, kan en pumpe aktiveres for å anvende trykk for å motvirke den overdrevne oppadgående strøm i sentrumskanalen i borerøret. Dessuten omfatter en side ved oppfinnelsen en ringformet akkumulator som kan justere trykket som utvirkes på væsken i borehullets ring og derved opprettholde et gitt trykk på ringvæsken. Muligheten til å anvende trykk på ringvæsken i brønnens retning, har den virkning at slammets tetthet økes ved bunnen av brønnen uten at slammet må resirkuleres og tilsettes materialer for å øke dets vekt.

Det henvises nå til en mer detaljert beskrivelse av oppfinnelsens konstruksjon og drift med henvisning til de medfølgende tegninger hvor figur 1 generelt viser utstyret øverst og nederst i brønnen som anvendes for å utføre oppfinnelsens forskjellige egenskaper, figur 2 viser et sideriss av en del av to borerør som er sammenkoplet og delvis overskåret for å vise gjengekoplingen mellom rørene og koplingskraven, figur 3a viser et tverrsnitt av flerledningsrøret langs 3-3 på figur 2, figur 3b viser et tverrsnitt av en alternativ utførelse av flerled-ningsrøret og viser sirkulære perifere ledninger plassert perifert rundt sentrumsledningen, figur 3c viser et tverrsnitt av enda en annen utførelse av et rør som viser et ytre rør, et innerrør som danner en sentrumsledning og flere andre rør som danner ledningsrør perifert rundt det indre sentrumsrør, figur 3d viser et tverrsnitt av en annen utførelse av flerledningsrøret og viser et sett med ledningsrør i et ledningsrør i borerøret på figur 3a, figur 4 viser et tverrsnitt av koplede flerledningsrør sett gjennom koplingskraven ved 4-4 på figur 2, figur 5 viser et isometrisk riss av rørforseglingen og en mellomliggende elektrisk kontakt festet deri, figur 6 viser et tverrsnitt ved forbindelsen mellom de koplede rør og viser forseglingen og den mellomliggende elektriske kontakt, figur 7 viser et tverrsnitt av sammenkoplede rørkanaler med de elektriske ledninger, koplingsstykker og kontakter, figurene 8-10 viser tverrsnitt langs 8-8, 9-9 og 10-10 på figur 7, figur 11 viser et isometrisk utsprengt riss av en del av rørendeseksjonene som skal sammenkoples med forseglingen, figur 12 viser at frontsideriss av et eksempel på et brønn-boretårn som viser svanehalssvivelen og borerøret som er opphengt i denne, figur 13 viser et tverrsnitt fra siden av svanehalssvivelen og viser plasseringen av fluid og elektriske kom-mutatorer på rørdelen sammen med borerørets drivutstyr, figur 14 viser et isometrisk riss av manifolden for fluidfordeling og kommutatorakselen med en del av manifolden skåret vekk i en fjerdedel for å vise akselens innløpsporter i fluidforbindelse med manifoldens ringformede spor, figur 15 viser bunnriss av adapteren på figur 14 og viser hvordan to eller flere rørledere kan forenes med en enkelt kommutatorkanal, figur 16 viser et sidetverrsnitt av fluidkommutatoren og viser forbindelsen mellom manifoldens ringspor og de respektive akslers innløpsporter, og forbindelsen gjennom akselens kanaler til rørdelen, figur 17 viser de elektriske sleperinger på rørakselen med de tilsvarende børster for overføring av de elektriske signaler til eller fra borerørets kabler, figur 18 viser et sideplanriss av et overgangsstykke ifølge oppfinnelsen med følerutstyr, figur 19 viser et overgangsstykke i tverrsnitt for å vise en blokkert del av et fluidledningsrør som brukes til å romme følere og telemetriutstyr i brønnen med krysningsåpninger rundt den blokkerte ledningsrør-del, figur 20 viser symbolsk, komponentene i den ringformede akkumulator for anvendelse av et ønsket trykk på borefluidet i brønnens ringformede område, figur 21 viser et delriss av flerledningsborerøret og en påfestet borekrone som bruker et fluid med høy hastighet i noen ledningsrør for å kutte formasjonen og rense borekronen, og viser andre lavtrykksfluider i andre ledningsrør for å bære de avskårne biter oppover og rundt det ringformede område, figur 22 viser et annet riss lik figur 21, hvor en gass blir sendt under trykk ned i et ledningsrør i borerøret og ventilert i brønnen for å minske det hydrostatiske trykk, figur 23 viser en boreoperasjon som anvender en omvendt sirkulasjons- og kjerneboringsteknikk for væske og gass, figur 24 viser en forenklet illustrasjon av et flerledningsrør som er brukt som et foringsrør, figur 25 viser et tverrsnitt 25-23 av et flerledningsforingsrør på figur 24, figur 26 viser et enderiss 26-26 av bunnen av et foringsrørstykke på figur 24, figur 27 viser et sideriss i tverrsnitt av foringsrørstykket fjernet fra pumpeseksjonen for flerledningsrøret, og figur 28 viser et deltverrsnitt av enden av foringsrørstykket gjennom følerkam-meret.

Med henvisning nå til figurene er det på figur 1 vist de generelle sider ved fremgangsmåtene og utstyret ifølge oppfinnelsen. Som vist omfatter oppfinnelsen flerlederborerøret som generelt er benevnt som 10 og som blir drevet av den flerfluide svanehalssvivel 12. Borekronen 14 kan være en av de mange varianter som er tilgjengelig for å erodere undergrunns-formasjonen 16 for å bore en brønn.

Forskjellige følere i brønnen, slik som temperaturføler 18 eller pH-føler 20 kan anvendes i borekronen 14 for å samle data i brønnen og overføre disse til overvåkingsutstyret 22 på overflaten gjennom ledninger i borerøret (ikke vist på figur 1). En elektrisk kraftkilde 23 kan også tilveiebringes for å tilføre kraft til borekronens følere og styre elektriske verktøy i brønnen etter behov.

En væskepumpe 24 tilfører høy- eller lavtrykksfluid til en fluidkommutator 26 i svanehalssvivelen. Andre lignende pumper kan også anvendes slik at forskjellige fluider ved samme eller forskjellige trykk kan pumpes ned i brønnen for å forbedre boreteknikkene som inntil nå ikke har kunnet oppnås. På lignende måte forsyner en kompressor 28 en gass f.eks. nitrogen, til fluidkommutatoren 26 for fordeling til ønskede ledningsrør 30 i borerøret. Når sentrumsledningsrøret 32 i borerøret blir anvendt som kanal for formasjonsbitene som blir båret oppover i væske eller gass, blir slike biter båret av svanehalsslangen 34 til syklonseparatoren 36 som separerer bitene fra det returnerte borefluid. Væskepumpen 38 er også tilkoplet svanehalsslangen 34 for å pumpe fluid fra en kilde (ikke vist) nedover gjennom det sentrale ledningsrør 32 for å bore, eller alternativt motvirke uønsket fluidstrøm i et slikt ledningsrør pga en utblåsing i brønnen. Pumpen 38 kan alternativt brukes for å pumpe sement eller annet tetningsmateriale ned i brønnen for å tette brønnen. En ventil 40 blir automatisk lukket når pumpen 38 aktiveres slik at det pumpede materiale ikke kommer inn i separatoren 36.

Avhengig av den ønskede borefremgangsmåte, er en drepeledningspumpe 42 tilveiebragt for å pumpe borefluid ned i brønnens ringformede åpning 44. En ringformet akkumulator 46 holder et ønsket trykk på ringfluidet i brønnen.

Fra det foregående er det klart at oppfinnelsen muliggjør forskjellige valg og alternativer for å optimere boreoperasjonen basert på de eksisterende forhold. Fra den følgende diskusjon vil det fremgå enda tydeligere at oppfinnelsen vil gi en fordel ved brønnboring som hittil ikke er blitt oppdaget.

Under henvisning nå til figur 2 er det vist en koplet rørseksjon og især et borerør som danner del av borestrengen og især anordningen som borerørets seksjoner blir koplet sammen med. På figur 2 er det vist et borerør hvor flere ledningsrør, hvor ett er vist med henvisningsnummer 30, går jevnt gjennom borerøret og således jevnt over verktøyforbindelsen 48 fra ett rør 50 til et annet rør 52 som er festet dertil. Hvert slikt ledningsrør er av natur rettlinjet, til tross for at de utvidede deler 54 og 56 på borerørene som vist på figur 2, har en noe større diameter for å tilfredsstille styrke- og tetningshensyn.

Borerøret 50 er vist klarere i tverrsnitt av flerleder-røret på figur 3a. Det er av den største praktiske viktighet ut fra anvendeligheten å få plass til mange ledningsrør i borerøret hvorav alle er rettlinjede gjennom røret og som kan koples sammen seg i mellom for å tilføre hvilket som helst ønsket antall væsker eller gasser i brønnen idet væsken eller gassene er isolert fra hverandre og derfor kan tilføres med forskjellige trykk og kvanta. For å oppnå dette omfatter oppfinnelsen i sin foretrukne form, et borerør med en ytre sidevegg 58 og en indre konsentrisk sidevegg 60 som danner et sentralt ledningsrør 62 som størstede-len av fluidet blir pumpet igjennom, om ønskelig eller om nødvendig. Mellom den indre sidevegg 60 og den ytre sidevegg 58 er de forskjellige langsgående ledningsrør 30 anbragt som en langsgående ringformet kanal mellom inner- og ytterveggen, og delt i uavhengige ledningsrør 30 ved hjelp av radiale delere 64. Hvert ledningsrør 30 har således et tverrsnitt som et trapes hvor de buede sider danner de parallelle sider.

Med denne konstruksjon er det meget fordelaktig å fremstille borerør eller foringsrør ved hjelp av ekstrudering av aluminium med stålforsterkninger eller helt av høykvalitetsstål. Ledningsrør av andre utforminger enn de som er vist på figur 3a kan naturligvis brukes for å tilfredsstille spesielle behov. For eksempel viser figur 3b en alternativ form av flerlederrøret med en ytre og indre sidevegg 66 og 68, idet den indre sidevegg 68 igjen danner et sentralt ledningsrør 62. I denne form er imidlertid en rekke sirkulære ledningsrør 70 anbragt med mellomrom perifert rundt det sentrale ledningsrør 62 mellom innerveggen 68 og ytterveggen 66. Denne rørform kan fortrinnsvis være konstruert ved at røret stilles på enden og at hvert ledningsrør blir boret vertikalt. Figur 3c viser enda en annen versjon av flerled-ningsrøret likt figur 3b, med unntagelse av et stort rør 72, hvor ytterveggen danner den ytre sidevegg, og et mindre rør 74 danner det sentrale ledningsrør 62. Mellom det store og mindre rør 72 og 74, er det plassert flere andre enda smalere rør 76 rundt periferien. Hvert rør på figur 3c er sveist til et nærliggende rør ved rørendene. Figur 3d viser en modifisert versjon av røret på figur 3b. I røret med perifere, sirkulære ledningsrør 70, er det innsatt en sylindrisk flerkanalsinnsetning 78 som er festet ved f.eks. sveising. Innsetningen 78 omfatter en sentral, aksial kanal 80 med et antall perifere kanaler 82 som alle effektivt øker antallet ledningsrør i røret, skjønt med forminsket diameter.

Det vil derfor fremgå at det er tilveiebragt et rør som er lett å fremstille, med flere uavhengige ledningsrør som strekker seg jevnt gjennom hele lengden. Det vil bli omtalt senere, måten som hvert slikt ledningsrør kan anvendes på for å optimere borings- eller produksjonsoperasjonen.

Med henvisning igjen til figur 2, skjøtes flerleder-rørene som brukes som borerør, sammen ved hjelp av en gjenget koplingskrave 84. Etter sammenkoplingen vil trykket i hvert ledningsrør opprettholdes ved hjelp av en forsegling 86 og detaljene omkring denne vil også bli beskrevet nedenunder.

Enden av borerøret 50 blir koplet til enden av borerør-et 52 ved hjelp av en differensial gjengevirkning mellom ytterrørgjengene 88 og 90 og de innvendige koplingskravegjenger 92 og 94. Dessuten har endene på hvert borerør gjenger 88 og 90 med en forskjellig høyde. For eksempel har enden av borerøret 30 vist på figur 2 fire gjenger 88 pr. 2,5 cm en gjengehøyde på 1,6) og enden av røret 52 kan ha fem gjenger 90 pr. 2,5 cm en gjengehøyde på 2). Koplingskraven 84 er gjenget på lignende måte ved at den har grovere gjenger 92 for de motsvarende gjenger på borerørets ende 50, og finere gjenger 94 (fem gjenger pr. 2,5 cm) ved den andre kraveende for å gjenges med de respektive finere gjenger i borerøret 52. Det må bemerkes at både de finere gjenger 94 og 90 og de grovere gjenger 92 og 88 på begge koplingskravene 84 og borerørene 50 og 52 har samme diameter på gjengene gjennom de respektive gjengede deler. Imidlertid er den grovere gjenge 88 ved borerørenden vist ved 50, større enn den finere gjenge 90 ved borerørenden 52. Koplingskraven 84 har lignende gjengediametere. De forskjellige gjengediametere gjør det mulig for koplingskraven 84 å skrus løs fra borerøret 50 til borerøret 52 hvor de grovere gjenger 92 på koplingskraven 84 ikke blir gjenget i de finere gjenger 90 på borerøret 32. På denne måte kan koplingskraven 84 senkes i borerøret 52 inntil den støter mot stoppflensen 96.

På grunn av at endene i de illustrerte borerør omfatter gjenger med forskjellig gjengehøyde for å gi en differensial-kopling, er gjengene 88 og 90 begge enten høyre- eller venstre-gjenget. Fortrinnsvis vil gjengene, når rørene koples, bare ved hjelp av koplingskraven 84, være i den retning hvor rota-sjonsvirkningen fra boringen vil føre til stramming av koplingen mellom borerørene. Typisk er gjengene høyregjenget. Det må bemerkes fra det foregående at andre ender av borerørene 50 og 52 har gjengehøyder og diametere som er motsatt de beskrevne rørender. Med andre ord har hvert rør grovere gjenger 88 i en ende og finere gjenger 90 i den andre.

Koplingskraven 84 har også større diameter enn de koplede borerør slik at enhver slitasje på grunn av dreievirknin-gen mot borehullsveggen snarere vil slite på kraven 84 enn borerørene. For å oppnå dette kan borerørets koplingskrave 84 fjernes fra borerøret 52 ved å etterlate en del 98 rundt koplingskravens ende og innvendig forsenket slik at den ikke forstyrrer rørgjengene 90. Alternativt kan koplings kravens innvendige gjenger 94 strekkes til enden av kraven. Når koplingskraven 84 er blitt meget slitt, kan den derfor lett fjernes fra borerøret 52 og erstattes. Normalt, og av nedenfor nevnte grunner, blir borerør vanligvis lagret eller skipet med sine respektive koplingskraver 84 helt påskrudd borerørets ende inntil stoppflensen 96.

Med henvisning til figur 2 er endene på borerørene 50 og 52 koplet sammen seg imellom før de gjengekoples for å kunne overføre rotasjonsmomentet fra et borerør til det neste. På denne måte blir momentet i borestrengen ikke overført ved hjelp av den gjengede koplingskrave 84. Derfor behøver ikke den gjengede koplingskrave 84 og rørendene konvensjonelle avsmalnende muffer og boltgjengede forbindelser for å overføre drivmomentet, noe som vil kreve kostbart gjengeverktøy.

Figur 4 viser flere drivtapper 100 mottatt i respektive drivfordypninger 102 for å danne kopling seg i mellom borerørene. Med henvisning til figur 11 som viser borerør 103 med kanaler og 105 med elektriske ledninger 110, viser tydelig drivflensene 100 på borerøret 103 og drivfordypninger 102 (med brutte linjer) på enden av borerøret 103. Festet mellom borerørene 103 og 105 er et interf oliearrangement mellom drivf lensene 100 og fordypningene 102.

En flens 104 på borerøret 105 og den motsvarende fordypning 106 på borerøret 103, har en annen størrelse enn de andre drivf lenser 100 og drivfordypninger 102. Især er flensen 104 en markeringsflens som, sammen med markeringsfordypningen 106, sørger for å frembringe en måte som et borerør 105 kan forbindes til et annet 103 på i en bestemt krummet eller dreibar tilpasning. Ifølge oppfinnelsen er en krummet tilpasning mellom borerørene i en streng vesentlig ettersom det er nødvendig å opprettholde tilpasningen av borerørets kanaler gjennom borestrengen. Dessuten er det enda viktigere å opprettholde en særlig krum innjustering av borestrengrørene, som 103 og 105, som en enkel kanal, benevnt som en elektrisk kanal 108, som hører elektriske ledninger 110 som kan gi signaler og kraft til følere i brønnen og signaler oppover fra følerne eller verktøyene, til overflateutstyret. Uttrykket "signaler" som er brukt her, er også ment å omfatte elektrisk kraft fra f.eks. vekselspennings- eller likespenningskilder.

Derfor vil det fremgå at det ikke bare er nødvendig å opprettholde tilpasningen mellom de fluidbærende ledere, men også å opprettholde en særlig tilpasning siden en slik leder 108 bærer elektriske ledninger. Det må bemerkes at i de anvendelser hvor det er ønskelig å bruke hver leder i borerøret for fluider, er det bare nødvendig å ha drivflenser 100 og drivfordypninger 102 for å opprettholde tilpasningen mellom lederne, generelt, men ikke for særlige ledere. Det er også ventet at flere enn en leder vil være elektriske ledninger 110.

Som nevnt ovenfor kan denne evne med boreoperasjonen til å motta øyeblikkelige elektriske signaler fra følere i brønnen, slik som 18 og 20, og som drives i en lukket sløyfe, fortrinnsvis brukes for å modifisere prosedyrene for å optimere operasjonen. Som bemerket på figur 7-10, bærer et elektrisk ledningsrør 108 i borerøret 103, tre elektriske ledninger 110 som er samlet sammen . i en bunt 112. Bunten 112 er fortrinnsvis konstruert med et solid deksel av f.eks. Teflon- eller Kyner-materiale slik at en f riksjonsbevegelse mellom bunten 112 og innerflaten 114 i ledningsrøret 108 under boringen, ikke vil føre til elektrisk kortslutning.

Hver elektrisk ledning 110 avsluttes ved rørenden i et koplingsstykke 116 med tre terminaler 118 og tilhørende stiftkon-takter 120. Hver elektrisk ledning 110 er loddet til en terminal 118 for dens respektive stiftkontakt 120. Koplingsstykket 116 ved hver ende av borerøret, kan sementeres eller på annen måte forsegles i det elektriske ledningsrør 108, eller festes på annen passende måte (ikke vist).

For å opprettholde elektrisk kontinuitet liksom fluidkontinuitet mellom de respektive ledningsrør i et borerør til et annet, er en forsegling eller tetning 86 tilveiebragt som vist på figur 5. Forseglingen 86 er plan og har et tverrsnitt lik den som er vist for borerøret. Især har forseglingen 86 på figur 5 et tverrsnitt lik rørutførelsen på figur 3a og er konstruert som en paknings liknende stålplateinnsetning anbragt mellom endene av borerøret. Fra den følgende beskrivelse, vil det være godt innenfor fagmannens område å fremstille tetninger for led-ningsrøret for bruk med rørene på figur 3b-3d. Som vist på figur 5 omfatter forseglingen 86 en sentrumskanal 122 og perifere kanaler 124 anbragt med jevne mellomrom rundt periferien. I en slik kanal, er det festet en elektrisk mellomkontakt 126 som vist på figur 5-7. Mellomkontaktstykket 126 har kontakter 128 i hver ende som stif tkontaktene 120 på rørkont akt stykkene 116 kan settes i for å gi elektriske forbindelser av høy kvalitet mellom borerørene. Dessuten er hunnkontaktene 128 og stif tkontaktene 120 forgylt eller belagt med et annet passende materiale for å unngå oksidering fra brønnboringsomgivelsene.

Mellomkontakten 126 liksom borerørets kontaktstykker 116 kan sementeres eller på annen måte festes til for-seglingsplaten 86. Alternativt kan mellomkontakten 126 være forsynt med monteringsutstyr slik at kontakten "flyter" i forseglingen 86. Denne side vil tillate en viss sideveis bevegelse av mellomkontakten 126 inn i forseglingen for å oppta små dimensjonsforskjeller mellom de tilpassede borerør.

Anbringelse av forseglingen 86 og mellomkontakten 126 er forskjellig fra vanlige elektriske forbindelser i borerør. Mellomkontakten 126 har en stor praktisk fordel ved at den tillater begge borerørender å forsynes med kontaktstykker 116 av stiftkontakttype. Med dette symmetriske arrangement, vil forseglingen 86 ikke ha noen riktig side opp, men kan snarere raskt installeres med hvilken som helst ende av mellomkontakten 126 til enhver rørende. Dessuten blir fremstillingen av borerøret i eksemplet forenklet ettersom bare ett kontaktstykke 116 av stifttype, trenger å bli installert i det elektriske ledningsrør 108 i hver rørende.

Det er viktig at forseglingen 86 omfatter en tetnings-eller pakningsanordning i form av gummi eller elastomer 130 som omslutter hver av de perifer(e kanaler 124, inkludert sentrumskanalen 122. I den foretrukne form av forseglingen 86, er et spor 132 skåret i hver side av forseglingen 86 og omslutter for-seglingsnettverket rundt nærliggende perifere og sentrale kanaler 124 og 122. For å underlette fremstillingen av både forseglingen 86 og elastomerpakningen 130, er sporet 132 mellom de nærliggende kanaler felles slik at elastomerpakningen 130 kan lages i ett enkelt stykke. Når borerørene 103 og 105 koples sammen og koples fast ved hjelp av kraven 84, blir elastomerpakningen klemt fast i dens spor 132 for å danne en forsegling av høy kvalitet og sikre trykkuavhengighet mellom de respektive fluider og elektriske ledere, slik som bemerket på figur 6. Med denne for-seglingstype, kan trykkforskjeller opp mot 3500 kg/cm<2> tåles mellom nærliggende ledningsrør. Dette forseglingsarrangement har en fordel fremfor "0"-ringer eller vinkelforseglinger som bare kan motstå differensialtrykk opp mot ca. 525 kg/cm<2>. For klarhets skyld, er de elektriske koplingsstykker 116 i de elektriske rørledningsender på figur 6, utelatt.

En ekstra fordel med borerøret ifølge oppfinnelsen kan ses fra figur 11 hvor koplingskraven 84 er vist hvilende mot stoppf lensen 96 (ikke vist). Koplingskraven 84 har en slik lengde, at når den helt er tilbaketrukket på borerøret 105, er endekanten 134 i det minste i plan med endekantene 136 på flensene slik at disse flenser ikke lett kan brytes eller ødelegges under lagring eller håndtering. På samme måte, og for å redusere skaderisiko, har enden av det tilpassede borerør 103 en kontinuerlig sylindrisk kant 138 med driv- og markeringsfor-dypninger 102 og 106 på innsiden. På grunn av kantens 138 kontinuitet, vil enden av borerøret 105 bli mindre utsatt for skade. Dette er meget ønskelig ettersom det vil fremgå at hele borerøret kan bli ustabilt hvis flensene 100 og 104 eller fordypningene 102 og 106 blir meget skadet.

Ut fra det foregående, vil det fremgå at mange borerør raskt og lett kan sammenkoples i en ønsket krummet tilpasning med hver fluidkanal og elektrisk ledningsrør og samtidig opprettholde dens integritet gjennom hele borestrengen.

På figurene 12 og 13 vises overf lateutstyret for boreoperasjonen som anvendes for å sende fluider og elektriske signaler til og fra borestrengen. En løftekonstruksjon 140 som er opphengt i en kabel 142 festet til en ramme 144, holder svanehalssvivelen 12 over brønnhodet (ikke vist). Kabelløfte- og utløsningsanordninger (ikke vist) tilveiebringer større justeringer av borestrengen i brønnhullet og således grovjusteringer av borekronevekten. Sperreverkkabler 148 for drivmomentet hindrer svanehalssvivelen 12 fra å dreies sammen med det øverste borerør 130.

Fine vertikale justeringer av svanehalssvivelen 12 over brønnhodet, blir tilveiebragt ved et par hydrauliske sylindere 152 som bærer røret 134 og seksjoner av væskerør 156 for svanehalssviveien 12 til heisekonstruksjonen 140. Som det fremgår fra figur 13, har hver hydrauliske sylinder 152 et stempel 158 plassert i en delvis fluidfylt sylinder 160 for å opprettholde en ønsket borekronevekt. Hvert stempel 158 omfatter perifere forseglinger 162 for å tette hvert slikt stempel 158 mot sylinderens 160 innervegg og holde oljen over stempelet 158 vekk fra atmosfærisk trykk under stempelet 158. Den øvre del av hver hydraulisk sylinder 152 er koplet til en gass-over-olje-kilde (ikke vist) ved hjelp av slanger 164. Det vil fremgå at et høyt gasstrykk i kilden vil føre til en lettere borekronevekt. En stempelstang 166 på hver hydrauliske sylinder 132 er tilkoplet heisekonstruksjonen 140 ved hjelp av styreledd 168. Forskjellige fluider er tilkoplet svanehalssvivelen 12 gjennom høytrykksslan-gene gjennom høytrykks sl angene 170, 172, og 174 på figur 12. Høytrykksslangen 176 øverst på svanehalssvivelen gjør det mulig for fluid å bli pumpet ned eller trukket ut fra sentrumshullet i borerøret 130

I beskrivelsen og tegningene, er visse elementer felles for boreoperasjonene, slik som motoren for borestrengen, boresikringsventilen ved brønnhodet, etc, er utelatt eller bare kort beskrevet ettersom slike elementer ikke bidrar til oppfinnelsen og siden tilstedeværelsen og bruken av disse er godt kjent for fagmannen.

Svanehalssvivelen 12 på figur 13 består hovedsakelig av en rørseksjon 154 som omfatter en røraksel 178 tilkoplet nederst til det øverste borerør 150 med en rørkrave 180, et væskerør 156 og fluidkommutator 182. En adapter 184 virker for å sammenkople fluidkommutatoren 182 og rørakselen 178. Adapteren 184 og rørakselen 178 har fluidkanaler for å sende de ønskede fluider til ledningsrør i borerøret. Måten de forskjellige fluider blir sendt til de ønskede ledningsrør i borerøret vil bli behandlet mer fullstendig nedenunder.

Svanehalssvivelen 12 omfatter videre en elektrisk kommutator 186 for å opprettholde elektriske forbindelser til hver av borestrengledningene 110 mens borestrengen dreier rundt. Rørakselen 178 blir drevet ved hjelp av et drivverk 188 som er festet til rørakselen 178 via en hydraulisk eller elektrisk motor (ikke vist). Motordrivenheten er rommet i en ramme 190 hvor rørakselen 178 roterer i lagre 192, 194 og i hvilelagre 195. Passende oljetetninger er også tilveiebragt for akslene 178.

En forenklet utgave av fluidkommutatoren 182 er vist på figur 14 hvor en kommutatoraksel 196 er dreibar i en fluid-manifold 198 og omfatter høytrykkstetninger som vil bli grundig-ere beskrevet i forbindelse med figur 16. Kommutatorakselen 196 omfatter flere innløpsporter 200 og 202 som samsvarer med forskjellige fluider som eventuelt skal pumpes gjennom de forskjellige borerørledninger. For eksemplets skyld er bare to fluidkilder tilkoplet f luidkommutatoren 182. For hver innløpsport 200 og 202, er det en motsvarende fluid passasje 204 og 206 (vist stiplet) i kommutatorakselen 196 idet hver slik passasje har et utløp nederst på kommutatorakselen 196. Kommutatorakselen 196 har også et sentrumshull 208 hvor borefluidet eller lignende blir videresendt gjennom til sentrumsledningsrøret 62 i borerøret 150.

Adapteren 184 danner en tilpasning mellom kommutatorakselen 196 og rørakselen 178. Adapteren 184 er festet mellom kommutatorakselen og rørakselen 178 ved hjelp av en tapp 179 og fordypning 181 og låsemuttere 183. Figur 14 viser et perspektiv-riss' av den øverste del av adapteren 184 med et sentrumshull 210 i forbindelse med kommutatorakselens sentrumshull 208 og to kanaler 212 og 214 i forbindelse med kommutatorakselens kanaler 204 og 206. Figur 15 viser utformingen av bunnen av adapteren 184. I den viste utførelse av rørdelen 154, er det ønskelig å pumpe to forskjellige fluider gjennom forskjellige rørledere i borerøret. Derfor omfatter bunnen av adapteren 184 uthulte områder 216 og 218 rundt respektive kanaler 214 og 212. Med denne konstruksjon er kanal 214 plassert i fluidforbindelse med tre tilsvarende rørakselledningsrør 224 mens kanalen 212 er plassert i f luidf orbindelse f .eks. med fire andre tilsvarende rørakselled-ningsrør 222. Det gjenværende ledningsrør 226 i rørakselen 178 er plugget igjen ved hjelp av det tette område 220 på adapteren 184.

Innløpsporten 204 på kommutatorakselen 196 vil således kunne fordele en type fluid til fire nærliggende rørakselled-ningsrør 222 og således fire tilsvarende ledningsrør i borerøret. Likeledes kan innløpsporten 202 fordele et annet borefluid til tre nærliggende ledningsrør i borerøret. Det vil nå fremgå at flere adaptere kan tilveiebringes ved borestedet for å kunne fordele fluider fra et antall fluidkilder til et antall led-ningsrør i borerøret. Dette oppnås ved forskjellige utforminger av det uthulte område innenfor eller områder på undersiden av adapteren 184.

Dessuten vil det fremgå for boreoperatørene at flere enn to fluidkilder med forskjellig trykk, kan brukes for å optimere boreoperasjonen. I det tilfelle vil det fremgå fra beskrivelsen den måte som tre eller fire innløpsportkommutatorer kan utvikles på for å fordele et lignende antall forskjellige fluider til borerørets ledningsrør.

Mer detaljert er det vist på figur 14 og 16 fluidmanifolden 198 med innløpskanaler 230 og 232 tilkoplet på utsiden til respektive fluidkilder og på innsiden av kommutatorakselens innløpsporter 200 og 202 ved hjelp av ringformede spor 234 og 236. Innløpsporten 200 er derfor i kontinuerlig forbindelse med fluidet ettersom det dreier rundt inne i sitt respektive ringformede spor 234. Likeledes er innløpsporten 202 i kontinuerlig forbindelse med et annet fluid ved hjelp av sitt ringformede spor 236.

På grunn av at kommutatoren 182 er utsatt for fluid-trykk som bare begrenses av styrken i forbindelsesslangene 170-174 (figur 12), må en spesiell ordning tilveiebringes for å bibeholde en tetning mellom de ringformede spor 234 og 236 og den roterende kommutatoraksel 196. Høytrykksforseglingen er tydeligere vist på figur 16 og brukes i f luidkommutatoren 182 i svanehalssvivelen 12 slik at forskjellige høytrykksfluider kan brukes for å underlette boreoperasjonen i brønnen. Ytterflaten på kommutatorakselen 196 er forsynt med et keramisk materiale 240 som gir en varig og solid lagringsflate for akselen 196 i fluidmanifolden 198.

Rundt hvert ringformede spor 234 og 236 er høytrykks-tetningsringer 242 som forsegler fluidmanifolden 198 til den keramiske flate 240 på kommutatorakselen 196. Lavtrykksfor-seglinger 243 er anbragt på motsatte ender av akselen 196. For å motvirke det høye trykk som utvirkes på den ene side av høytrykksforseglingen 242, er et annet høytrykksstyrefluid anvendt på den motsatte side av høytrykksforseglingen 242. På denne måte blir dif f erensial trykket på hver side av høytrykksfor-seglingen 242 redusert, og sannsynligheten for trykkutblåsninger blir også redusert. Følgelig er fluidinnløpsporter for høytrykk tilveiebragt slik som vist på figur 16 for tilførsel av et fluid under høyt trykk til den ene side av høytrykksforseglingsringen 242 for å utjevne trykket på den andre side av høytrykksfor-seglingsringene 242 som kommer fra høytrykksborefluider som pumpes ned gjennom ledningsrørene i borerøret. Et antall lavtrykksforseglede fluidutløpsporter 246 er blitt tilveiebragt for å returnere lekkende trykkstyrefluid som utjevner høytrykks-forseglingene 242, tilbake til et reservoar (ikke vist).

Uten å gjenta detaljene for høytrykksforsegling, kan sentrumshullet 208 i kommutatorakselen 196 forsegles ved hjelp av samme høytrykksteknikk som nevnt ovenfor.

Det vil fremgå at oppfinnelsen ifølge beskrivelsen ovenfor, vil gi boreoperatøren mulighet for selektiv innsprøyt-ning av et forskjellig antall trykkfluider med meget høyt differensialtrykk i et hvilket som helst antall ledningsrør i borerøret og anvende fluidene på utstyr i brønnen, f.eks. for å rense eller avkjøle borekroner, lufting av borefluidet eller å hjelpe med kavitasjon eller utgraving av formasjonen, eller for å utføre alle operasjonene samtidig.

En elektrisk kommutator som generelt er benevnt 186 på figur 17, gir kontinuitet for de elektriske forbindelser mellom de roterende ledninger 110 i borerøret og overvåkingsutstyret 22 på overflaten. Borerørets elektriske ledninger 110 er koplet fra det øverste borerøret 150 og gjennom et tilsvarende koplingsstykke (ikke vist) ved bunnen av rørakselen 178. Elektriske ledninger i rørakselen 178 er også tilkoplet ved hjelp av et koplingsstykke 250 i den øverste ende og er endelig tilkoplet et koplingsstykke 252 på figur 17. Som vist som eksempel her, er fire elektriske ledninger innført gjennom borerørene 150. Fire tilsvarende koplingsstykker 254, 256, 258 og 260 er festet til en tilkop-lingsblokk 262. Fra tilkoplingsblokken 262 er hver av de fire ledere tilkoplet en respektiv slepering 264, 266, 268 og 270. Sleperingene er laget av messing eller annet passende elektrisk ledende materiale, og er festet til rørakselen 178 og dreier således med denne aksel.

De elektriske signaler som bæres av de respektive ledninger 110 fra følere i brønnen er således tilstede på hver av de respektive roterende sleperinger 264-270. Fire børster 272, 274, 276 og 278 blir holdt sammenpresset mot de respektive sleperinger for å gi en pålitelig elektrisk kontakt. Børstene er stasjonære og er presset mot de respektive sleperinger ved hjelp av børsteholdere slik som vist ved referansenummeret 280. Børsteholderne er festet i en blokk 282 som i sin tur er festet til svanehalssvivelens ramme. Inne i blokken 282 er separate ledere slik som 284 tilkoplet børster 278 for å bære de elektriske signaler til overvåkningsutstyret. Den elektriske kommutator 186 er dekket av et beskyttelsesdeksel (ikke vist) for å unngå at sleperingene kommer i kontakt med brønnboringsomgivel-sene.

Det vil derfor fremgå at oppfinnelsen tilveiebringer et antall elektriske ledninger 110 gjennom borestrengen til utstyr i brønnen. De elektriske signaler fra utstyret i brønnen blir øyeblikkelig tilgjengelig for overvåkingsutstyret 22 på overflaten, for oppfølging.

På figur 18 og 19 er det vist et overgangsstykke 286 som er ideelt tilpasset for å virke i forbindelse med det forbedrede borerør for å utvide dets anvendelighet. Overgangsstykket 286 er en kort del av borerøret med kravekoplinger som beskrevet ovenfor, og med en anordning for følerutstyr som generelt er benevnt 288. Tre følere er vist, en trykkføler 290, en pH-føler 20 og en temperaturføler 18.

Hver føler er elektrisk drevet og er således tilkoplet telemetri- eller transduktorutstyr 292 for konvertering av følerens fysiske innganger til elektriske signaler for overføring til overvåkingsutstyret på overflaten. Som vist er telemetriutstyret 292 tilkoplet den elektriske ledningsbunt 112 som strekker seg oppover i borestrengen til sleperingene. Ledningsbunten 112 er anbragt i det elektriske ledningsrør 108.

På grunn av at det kan være utilstrekkelig plass i det elektriske ledningsrør 108 for følere og telemetriutstyr, er en del av fluidledningsrøret 294 blokkert ved hjelp av separatorer 296 og 298. En kanal 297 forbinder den blokkerte del 303 med det elektriske ledningsrør 108 slik at elektriske ledninger 110 kan føres fra det elektriske ledningsrør 108 til telemetriutstyret 292 plassert i den blokkerte del 303. En tilgangs- og monterings-plate er montert i en åpning 302 i den blokkerte del 303 i fluidledningsrøret 294. Monteringsplaten 300 sammen med en pakning 304 er festet ved hjelp av skruer 306 til veggen i overgangsstykket. En vanlig gummipakning 304 er tilstrekkelig ettersom det blokkerte ledningsrør 303 ikke er utsatt for store trykk.

Flere krysningsåpninger 308 er dannet i ledningsrør-deleren 310 for å gjøre det mulig for fluidet fra den øvre del av ledningsrøret 294 å bli omdirigert gjennom fluidledningsrøret 312 rundt den blokkerte ledningsrørdel 303 og tilbake til den nedre del av ledningsrøret 294.

For å redusere det hydrostatiske trykk ved borestedet er det vanlig å lufte borefluidet. Følgelig er det tilveiebragt f.eks. overgangsstykker 286 med ytre lufteåpninger 314 for lufting av borefluidet i ringen 44 i brønnhullet og innvendige luf teåpninger 316 for å lufte borefluidet i sentrumsledningsrøret 318. Som det fremgår fra figur 19, for å tilveiebringe innvendig og utvendig lufting, er f luidledningsrør 320 og 322 som er tilkoplet hhv sentrumsledningsrøret 318 og brønnhullets ring, ved hjelp av de nevnte åpninger, forsynt med gass under trykk, som f.eks. nitrogen. Det vil fremgå at et enkelt overgangsstykke 286 ikke normalt omfatter alle egenskaper som i det viste stykke. Dessuten kan spesielle borerør av den ovennevnte type forsynes med en eller flere av de egenskaper som er beskrevet i forbindelse med overgangsstykket 286.

Patroner 324 og 326 gir beskyttelse for følerne mot skade enten under lagring eller når de brukes i brønnen. Patronen 324 virker også som en stopper for koplingskraven 84.

Overgangsstykket 286 danner derfor en anordning for montering av formasjonsfølere i borestrengen og likevel tillates fluidstrøm i hver fluidledningsrør. Når overgangsstykket 286 brukes må derfor det samme fluid pumpes inn i ledningsrør 294 og 312 siden slike ledningsrør er plassert 1 fluidforbindelse med åpningene 308.

En ringformet akkumulator 46 er vist på figur 20. Dette utstyr muliggjør selektiv mekanisk justering av brønnhullets hydrostatiske trykk for forbedret brønnhullsintegritet og gjør det mulig å utføre kontinuerlig justeringer etter hvert som forskjellige geo-trykk oppstår. Især hindrer dette utstyr at det kan oppstå noe som kan føre til en ødeleggende og kostbar utblåsning i brønnen. Normalt vil overdreven oppbygning av trykk i brønnen motvirkes ved å øke boreslammets tetthet i ringen 44 i brønnhullet. I tilfellet hvor trykk bygges opp for raskt, eller hvis boreoperatørene ikke er oppmerksomme på en slik trykkøkning, kan boreslammets tetthet ikke forandres raskt nok til å unngå en utblåsing.

Den ringformede akkumulator 46 løser dette problem ved å gjøre det mulig å forandre den effektive tetthet i boreslammet 327 hurtig ved å anvende trykk på dette i brønnhullets ring 44. Den ringformede akkumulator 46 omfatter et reservoar 328 tilkoplet brønnhullets ring 44 gjennom passende tilkopling 330. En dreiende toppdel 331 danner en ringformet forsegling rundt borerøret for å danne et lukket system.

Reservoaret 328 omfatter en fleksibel membran 332 som skiller boreslammet 327 fra trykkgassen 334 ovenfor. Det vil fremgå at en økning i gasstrykket på membranen 332 og således på boret og slammet 327, vil den effektive slamtetthet økes. En gasspumpe 336 komprimerer en gass i en forsyningstank 338 med relativt stort volum, slik at gasstrykket 334 i akkumulatorreservoaret 328 raskt kan økes etter behov. En regulator 340 er justerbar og muliggjør regulering av gassen 334 mellom for-syningstanken 338 og akkumulatorreservoaret 328. Ved et tegn på at trykket må justeres, kan således regulatoren 340 åpnes for å øke gasstrykket på boreslammet 327 og således øke dets effektive tetthet.

Ifølge en viktig side ved oppfinnelsen, kan regulatoren 340 automatisk justeres og tilkoples en trykkovervåker 342 på overflaten for automatisk justering av trykket i akkumulatorreservoaret 328 ved øyeblikkelige trykkforandringer avfølt i brønnen av trykkføleren 290. Gjennom det lukkede sløyfesystem kan derfor overhengende fare for utblåsning oppdages tidlig og unngås ved hjelp av oppfinnelsen. Dessuten kan trykkovervåkeren 342 anvendes for å sette i gang driften av pumpen 42 for å holde fluidnivåene i brønnen i ønsket størrelse.

En forbedret borefremgangsmåte med bruk av et slikt utstyr som beskrevet ovenfor, vil nå bli beskrevet. På figur 21-23 er det vist et forstørret borerør og brønnhull som bruker

de forskjellige sider ved oppfinnelsen.

På figur 21 er det vist en borefremgangsmåte som bruker en væske 344 slik som borefluid med en første tetthet, pumpet ned i brønnen i ett eller flere ledningsrør 346 for å underlette fjerning av formasjonsbiter 347 fra borekronen 348 ved hjelp av en strålevirkning med høy hastighet. Bitene 347 som svever i boreslammet blir båret oppover i brønnhullets ring 44 til overflaten. Borefluidet 344 blir også pumpet ned i brønnen i andre ledningsrør 352. I disse ledningsrør 352 er borefluidet 344 under betydelig større trykk enn i ledningsrørene 346 og blir rettet mot borekronens borebane 354 for å erodere formasjonen og/eller raskt fjerne bitene 347 ut av borebanen 354. Borefluidet 356 som har en annen tetthet, kan pumpes ned i borerørets sentrumsledningsrør 358 i store mengder og kan, ved borekronens område 348, blandes med borefluidet 334 idet denne blanding blir tvunget oppover i brønnhullets ring 44 sammen med formasjonsbiter 347.

På grunn av dette flerlederborerør, kan boreoperatører for første gang være i stand til, uavhengig og samtidig, å pumpe borefluid ned i brønnen med et tilstrekkelig trykk for å rense avskjæringer fra borekronen og borebanen, og pumpe et borefluid ved et meget høyt trykk for å erodere formasjonen og samtidig pumpe enda et borefluid i store mengder og lavt trykk ned i brønnen for å tvinge de avskårede biter oppover i brønnhullets ringåpning.

Boreoperasjonen vist på figur 22 er lik figur 21, men omfatter dessuten en type overgangsstykke 360 hvor gass under trykk 362, blir pumpet gjennom utvendige lufteåpninger 314 i brønnhullets ringåpning 44 for å lufte borefluidet av blandet tetthet og derved redusere dets effektive tetthet. Sagt på en annen måte, vil denne lufting redusere det hydrostatiske trykk rundt borekronens område 348. Det vil fremgå at borefluidets tetthet mellom luftingen i dette eksempel og trykket som utvirkes på borefluidet av den ringformede akkumulator 46, kan forandres hurtig og innenfor et stort område.

Figur 23 viser en kjerneoperasjon, hvor høytrykks-borefluid 344 anvendes på borekronens område 348 gjennom visse ledningsrør 346 og 353, og via stråler (ikke vist), og sirkuleres andre veien oppover med formasjonsbitene 347 gjennom sentrumsled-ningsrøret 358 i borerøret. Dessuten vil den motsatte sirkulasjon av borefluidet 344 forbedres ved lufting i form av komprimert gass 362 som pumpes ned i f luidledningsrøret 364 og ut i sentrumsledningsrøret 358 gjennom innvendige luftningsåpninger 316. Fluider kan alternativt innsprøytes i den ytre ring i borerøret for passende justeringer av det ytre område.

Det vil også fremgå at utformingen på figur 23 kan modifiseres ved å anvende borekronen 14 på figur 21. I denne utførelse vil bitstørrelsen reduseres for å effektivisere den pneumatiske overføring opp mot overflaten.

Et forbedret boreutstyr og fremgangsmåte er således blitt beskrevet. Det vil fremgå at mange forskjellige sider og egenskaper som er beskrevet ovenfor kan kombineres for ytterligere å forbedre boreoperasjonen. For eksempel kan andre følere enn de som er beskrevet, monteres til borerøret for å avføle ønskede formasjonsdata, som f.eks. trykkfølere som beskrevet, og koples til overflateutstyret for å modifisere boreoperasjonen. Et slikt lukket sløyfesystem eliminerer tiltak av operatørene noe som kan føre til forsinkelser etter mottakelsen av informasjonen, eller ingen tiltak i det hele tatt. Dessuten kan et slikt lukket sløyfesystem muliggjøre kontinuerlige justeringer uansett størrelse, av boreoperasjonen for å optimere systemets effektivitet.

Ved en viktig side av oppfinnelsen, vil de funksjoner: (1) opprettholde den kjemiske og trykkmessige helhet i brønnhul-let, (2) sirkulering av biter ut av hullet og (3) hjelpe med skjæring eller erodering av formasjonen, kunne isoleres og derfor manipuleres og styres uavhengig av hverandre. Oppfinnelsen kan således bruke et flertall og separate fluider og kombinasjoner av disse for å utføre de tre funksjoner ovenfor. Denne mulighet står i motsetning til kjent teknikk hvor de tre ovennevnte funksjoner ikke kan isoleres og manipuleres eller styres uavhengig av hverandre.

Et annet hovedformål med oppfinnelsen er anbringelse av et foringsrør med et flertall rørledere. Anbringelse av et flerledningsforingsrør medfører et antall fordeler slik som nevnt ovenfor i forbindelse med borerørene.

Det vil fremgå for fagmannen at selv etter at en brønn har nådd produksjonstadiet, må en høyt utviklet timeplan for brønnledelsen iverksettes for å sikre at brønnen produserer under maksimal effektivitet. Hele produksjonsledelsen av en brønn har hittil vært begrenset av den mengde informasjon som kan oppsamles fra brønnen for enten å forandre brønnhullsforholdene for å forbedre effektiviteten, eller å forandre pumpeoperasjonen ved overflaten i et forsøk på å forbedre den totale effektivitet. Ved transmisjon av flere fluider og elektriske signaler, kan et meget effektivt lukket sløyfebrønnproduksjonssystem også oppnåes som er svært likt den ovennevnte brønnboreoperasjon.

Blant de ting som må behandles i et høyt utviklet produksjonssystem er forholdene i brønnen som angår sonetrykk og temperaturer, strømningshastigheter, fluidviskositeter og tetthet, fluid pH-nivåer, etc. Det er fordelaktig å overvåke disse og andre parametre for å styre overflateoperasjonene for f.eks. å kontrollere gasstrykket som blåses ned i brønnen for å minske det hydrostatiske trykk og innsprøytning av oppløsninger eller løsninger i brønnen for å bryte opp oljen eller å justere pH-nivået. Andre oppløsninger kan samtidig pumpes ned i brønnen for ytterligere å påvirke formasjonen slik at mer olje eller lignende utløses. Andre anvendelser kan kreve bruk av innsprøyt-ning av en alkoholoppløsning eller et anti-frostmiddel i brønnen for å hindre for lave temperaturer pga at de lave temperaturer minsker gasstrømmens virkning.

Fra det ovennevnte vil det fremgå at det er meget ønskelig samtidig å pumpe flere væsker ned i brønnen og overvåke flere parametre i brønnen. Ifølge oppfinnelsen viser figur 24 og 25 et flerledningsforingsrør 366 som kan anvendes for å overvinne ulempene som tidligere knyttet seg til foringsrør i brønner. De generelle egenskaper i brønnforingsrøret 366 og anordningen for tilkopling av foringsrørene for å danne en streng, er den samme som beskrevet ovenfor i forbindelse med borerør. På grunn av at flere ledningsrør i foringsrøret 366 også kan bære høytrykks-fluider, vil en tetning eller forsegling 86 (figur 27) som kan sammenlignes med forseglingen på figur 5, sikre trykkhelheten mellom ledningsrørenden i foringsrøret 366.

Især viser figur 25 et tverrsnitt av foringsrøret 366 med et sentrumshull 370, flere fluidledningsrør 372 og elektrisk ledningsrør 374 som inneholder flere telemetriledninger 376. Hver telemetriledning 376 er tilkoplet elektriske ledningsrørender og er ført sammen gjennom mellomkoplingsstykket 126 på forseglingen 86 til motsvarende telemetriledninger i andre foringsrørseksjoner i strengen. Det må bemerkes at flerledningsforingsrøret 366 på figur 25 er generelt det samme som flerledningsborerøret på figur 3b, bortsett fra at fåringsrørets rørform har noe større tverrsnitt for å passe i brønnhullet. Dessuten er sentrumshullet 370 noe større for å romme den større mengde produksjonsfluid som pumpes opp.

Med henvisning til figur 24 er det øverste foringsrør 366 koplet ved hjelp av en krave 84 til en brønntopphette som er vist med henvisningsnummer 378. Et topphettestykke 380 for brønnen har samme tverrsnitt som brønnforingsrøret 366 og inkluderer anordninger for en forsegling 86 (ikke vist) så vel som markerings- og drivflenser og fordypninger som nevnt tidligere i forbindelse med figur 11. Topphetten 378 for brønnen omfatter flere kanaler 382 (vist stiplet) som kopler hvert ledningsrør 372 og 374 for foringsrøret til respektive fluid-eller oppløsningsforsyning, og overvåkings- og styrepanelet 394. I den viste utførelse av oppfinnelsen er hver av de syv fluidled-ningsrør 372 i foringsrøret 366 tilkoplingsbar gjennom en fluidfordeler 386 til hver fluidkilde vist ved 388. Høytrykks-slanger, slik som vist ved slangen 384, kopler hver topphette-kanal 382 for brønnen til et utløp 390 for f luidf ordeleren 386.

Telemetriledninger 376 i det elektriske ledningsrør 374 blir koplet gjennom topphettens elektriske ledningsrør 392 (vist stiplet) til et overvåkings- og styrepanel 394. Overvåkings- og styrepanelet 394 kan omfatte målere, alarmer, grafiske skjermer eller forsterkere for å føre telemetrisignalene til andre signaler, til f.eks. en rekke solenoidutstyrte ventiler (generelt benevnt 396) brukt i forbindelse med fluidmanifolden 397 for fluidfordeleren 386.

På denne måte er det dannet et lukket sløyfesystem hvor overflateutstyret automatisk kan betjenes som svar på forandring i parametrene i brønnen som avføles av følere. Som svar på en indikasjon på øket viskositet i produksjonsfluidet i brønnhullet avfølt av en føler 424 (som vil bli omtalt senere i detalj ) vil f.eks. overvåkings- og styrepanelet 394 bearbeide dette elektriske signal og få en av de solenoiddrevne ventiler 396 til å tilkople en alkoholf luidkilde gjennom f luidf ordeleren 386 til ett eller flere fluidledningsrør 372 for foringsrøret slik at produksjonsfluidets viskositet forandres. Ettersom viskosi-tetsføleren overfører øyeblikksviskositeten for produksjonsfluidet i brønnen til overvåkings- og styrepanelet 394, kan ett eller flere solenoidbetjente ventiler 396 opereres eller utløses for å øke fluidmengden ved å dirigere slikt fluid til andre fluidled-ningsrør 372 eller minske fluidmengden som pumpes ned i brønnen ved å minske antallet fluidledningsrør 372 som slike løsninger pumpes igj ennom.

Når de solenoidbetjente reléer 396 og manifoldarrange-mentet er blitt vist generelt, kan spesielle ordninger utvikles for de som er kjent med teknikken.

Et manuelt trykknappanel 400 finnes også for manuell betjening av de solenoiddrevne ventiler 396 slik at ett av fluidene kan pumpes gjennom en eller flere ledningsrør 372 i foringsrøret.

Topphetten 378 for brønnen omfatter også et sentrumshull (ikke vist) hvor en pumpeaksel 402 strekker seg gjennom ned i brønnen for å utføre pumpevirkningen slik at produksjonsfluidet føres mot overflaten.

Den nederste del av foringsrøret omfatter et forings-rørstykke 404 som gir et utløp for hver av fluidledningsrørene 372 lik som de elektriske telemetrifølere. Foringsrørstykket 404 er gjenget til et spesielt flerledningsrør 406 som rommer et konvensjonelt frem-og-tilbake-virkende stempel for å heve produksjonfluidet til overflaten.

Figur 26 og 27 viser de forskjellige trekk av forings-rørets stykke 404. Sett nedenfor omfatter foringsrørstykket 404 (figur 26) en filterduk 408 som dekker sentrumshullet 370 med passende finhet for å hindre sandpartikler o.l. fra å komme inn i pumpedelen 406. Filterduken 408 er laget av rustfritt stål eller annet passende materiale som motstår korrosjon og omfatter hull rundt den perifere kant i flukt med fluidledningsrørene 372 slik at fluidet kan sprøytes ut av bunnen av brønnforingsrøret 404 uhindret av filterduken 408. Filterduken 408 er holdt i foringsrørstykket 404 ved at det er klemt mellom en skulder 410 på kraven 412 og ledningsrørets ende 414. Enden 414 på led-ningsrøret for stykket 404 omfatter flere fluidledningsrør 372, et sentrumshull 370 og et elektrisk ledningsrør 374, alle etter hverandre, gjennom flerledningspumpedelen 406 med tilsvarende ledningsrør i flerledningsforingsrøret 366. Dessuten omfatter foringsrørstykket 404 driv- og markeringsflenser som passer til hhv driv- og markeringsf ordypninger i f lerledningspumpedelen 406. Som bemerket ovenfor, vil forseglingen 86 sikre trykkintegritet mellom de motsvarende ledningsrør for foringsrørstykket 404 og flerledningspumpedelen 406.

Som nevnt på figur 4, vil fluidledningsrøret åpne i bunnen av brønnhullet gjennom dyseåpninger 416. Som det vil fremgå av tegningen, kan det lages dyseåpninger av forskjellige diametere for forskjellige behov.

Figur 27 viser videre telemetriledninger 376 i forings-rørstykket 404 og i flerledningspumpedelen 406. Elektrisk koplingsstykke 418 i ledningsrøret vil forsegle mellomkoplingsstykket 126 og foringsrørkoplingsstykket 420 vil gi kontinuitet for telemetriledningene 376 til følerkammeret 422. Følerkammeret 422 i foringsrørstykket 404 er vist i detalj på figur 28. På figur 26 er flere følere hvorav en er vist med henvisningsnummer 424, i enden av følerkammeret 422. Følerkam-meret 422 omfatter flere gjengede innløp 426 hvor en ytre gjenget føler 424 er festet til. Dette arrangement er meget likt en gjenget sikring i en elektrisk koplingsboks, unntatt at det er tilveiebragt en pakning 428 som hindrer fluid fra å lekke inn i sensorkammeret 424. Fjærbelastede følerkontakter 430 gir kontinuitet fra følerelementet 424 til telemetriledningene 376.

Denne konstruksjon er meget fordelaktig ettersom et antall følerelementer 424 kan utvelges og festes i et foringsrør-stykke 404 for å avføle særlige parametre i brønnen som kan forventes å være kritisk for produksjon i denne spesielle type brønn. Forsterkere og annet påvisningsutstyr i overvåkings- og styrepanelet 394 kan koples i samsvar med den type følere 424 som er installert i foringsrørstykket 404, slik at de særlige parametre som avføles, kan omdannes til brukbare indikasjoner på slike parametre. Hvis det dessuten skulle være ønskelig å anvende flere f ølerelementer 424 og telemetriledninger 376 enn de som kan rommes av et enkelt elektrisk ledningsrør 374, kan andre fluidledningsrør forsynes med telemetriledninger og tilsvarende kontaktstykker for å gi ekstra kapasitet for følerutstyret. Med henvisning til figur 27, fester kraven 412 rørled-ningsenden 414 til flerledningspumpedelen 406 ved hjelp av motsvarende innvendige og utvendige gjenger. Flerledningspumpedelen 406 har et sentrumshull 432 som tjener som sylinder som pumpestempelet 434 beveger seg i for å tvinge produksjonsfluidet oppover. Pumpestempelet 434 omfatter konvensjonelle perifere forseglinger 436 for å hindre en fluidlekkasje over og under pumpestemplet 434. Ved nedslag av pumpestempelet 434 blir produksjonsfluid tvunget opp gjennom passasjen 440 gjennom den åpne styreventil 438 og til oversiden av pumpestempelet 434. Ved oppslaget av stempelet 434, vil styreventilen 438 lukkes og produksjonsf luidet blir tvunget oppover til overflatens lagrings-tanker (ikke vist).

Det foregående viser fordelene ved et flerledningsrør anvendt i et foringsrør. På grunn av flere ledningsrør er et antall adgangs- eller tilgangskanaler tilgjengelig ved bunnen av boringshullet hvorved flere parametre i brønnen kan avføles og ved hjelp av forskjellige fluidledningsrør, kan den totale brønnproduksjon ledes mer effektivt.

Selv om de foretrukne utførelser av fremgangsmåten og utstyret er blitt vist med henvisning til spesielle konstruksjo-ner av rør, ledningsrør, kopling o.l. er det å forstå at mange forandringer i detaljene kan utføres ut fra et konstruksjonsvalg, uten å gå vekk fra oppfinnelsens omfang som definert i de vedføyede krav. Faktisk vil fagmannen med letthet f.eks. kunne innlemme overgangsstykkets egenskaper direkte til et borerør eller en borekrone. Og det er også ikke nødvendig å utnytte alle de forskjellige fordeler i den foreliggende fremstilling til et enkelt sammensatt rør for å realisere de individuelle fordeler. Dessuten er oppfinnelsens omfang ikke begrenset til de detaljer som er beskrevet her, men må bringes i samsvar med kravenes omfang som omfatter hvilket som helst og alt angjeldende utstyr og fremgangsmåter.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for å styre uttrekking av produksjonsfluid fra en produksjonsbrønn, KARAKTERISERT VED å overvåke flere parametre i brønnen fra brønnens utside ved hjelp av signaler fra en føler i brønnen, å definere grenseverdier for hver parameter, og å pumpe minst ett av flere ulike valgte fluider uavhengig av hverandre og samtidig ned i brønnen gjennom til de enkelte fluider hørende ledninger dersom signalene tilkjennegir at grenseverdien for en eller flere parametre er overskredet, for å bringe parametrene tilbake innenfor grenseverdiene.