NO179530B - Borestrengkomponent - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en borestrengkomponent, dvs en komponent som ved bruk utgjør en del av en borestreng for boring av en undergrunnsbrønn, f.eks. en olje- eller gass-brønn. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en borestrengkomponent beregnet for innkopling i en borestreng, omfattende et sylindrisk hus som har en gjennomgående boring og ved motsatte ender er forsynt med gjengeforbindelser, og som mellom sine ender er forsynt med en ytterhylse som er fritt dreibart montert på huset og har en utvendig diameter som er større enn den utvendige diameter til enhver annen del av borestrengkomponenten, idet det for en første ende av ytterhylsen er anordnet et første aksiallager på huset, slik at dersom borestrengkomponenten støter mot brønnveggen under en boreoperasjon, vil ytterhylsen hvile mot brønnveggen og dreibart støtte resten av borestrengkomponenten bort fra berøring med brønnveggen.

En borestrengkomponent av ovennevnte art er kjent fra US-A-3 104 134.

Det er vanlig ved boring av dype undergrunnsbrønner å fore i det minste de øvrige partier av brønnen med metall-foringsrør. Borestrengen som anvendes for boring av en brønn er sammensatt av et antall seksjoner som er innbyrdes for-bundet ved hjelp av skruegjenge-skjøter, og under boreopera-sjoner har skjøtene tendens til å slå mot foringsrøret. Under lengre tids boring kan dette føre til skade på foringsrøret. Problemet er særlig følbart ved brønner som avviker fra verti-kalretningen, og i tilfeller der borestrengens inntrengnings-hastighet er lav, slik at en bestemt skjøt vil slå mot det samme parti av foringsrøret i lengre tid. I ekstreme tilfeller vil den vedvarende berøring av verktøyskjøten mot forings-røret skade foringsrøret i den grad at det ikke vil være istand til å motstå de beregnete driftstrykk.

I et forsøk på å løse dette problem er det kjent å påføre en elastomer-beskytter rundt borestrengen for å beskytte foringsrøret mot ovennevnte virkninger. Elastomer-beskyttel-sene vil imidlertid gradvis nedbrytes med den følge at elasto-mermaterialet kan krype bort fra skjøten og tillate skjøten å slå mot foringsrøret som ovenfor beskrevet. Videre er elasto-merbeskyttere av denne art uhensiktsmessige i bruk, ettersom de må monteres på borestrengen når borestrengen sammenskrues ved brønnens overflate.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveie-bringe en borestreng-komponent som vil minske eller eliminere slitasje på foringsrøret som skyldes roterende kontakt mellom verktøyskjøtene og foringsrøret i lengre tid.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en borestrengkomponent av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i den karakterisernede del av det etter-følgende krav l. Fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen fremgår av de øvrige, etterfølgende krav.

Borestrengkomponenten ifølge foreliggende oppfinnelse kan således være utformet som en overgang ("sub") for innføring mellom to naboelementer i borestrengen, eller den kan være ut-ført som en standard borerør-lengde. Hver borestrengkomponent ifølge oppfinnelsen kan være forsynt med en enkelt hylse, eller den kan om ønskelig være forsynt med flere hylser ved ulike punkter langs sin lengde.

Hylsen er fortrinnsvis fastholdt på den øvrige del av borestrengkomponenten mellom to motstående flenser, hvorved hylsen vil fastholdes på komponenten selv etter sterk slitasje på komponentens ulike elementer.

I en særlig foretrukket utføringsform av oppfinnelsen ut-gjøres det sylindriske hus av to rørdeler som er sammenskrudd i hylseområdet. På denne måte kan rørdelene skrues løs fra hverandre for å tillate fjerning av hylsen og eventuelle støttelagre fra overgangen i service-øyemed.

Oppfinnelsen vil bli bedre forstått ut fra følgende beskrivelse av en foretrukket utføringsform, bare gitt som eksempel, idet det henvises til de medfølgende tegninger hvor: Figur 1 er et skjematisk halvsnitt av en borestreng-komponent ifølge foreliggende oppfinnelse; og Figur 2 viser borestrengkomponenten ifølge figur 1 inn-satt i en borestreng som strekker seg gjennom en foret awiks-brønn.

Idet det først vises til figur 1 er det der vist en utføringsform av foreliggende oppfinnelse i form av en overgang l for innkopling i en borestreng mellom tilstøtende borerør-lengder, eller mellom en borerør-lengde og et brønn-verktøy. Overgangen 1 innbefatter et sylindrisk hus 2 som omfatter en øvre rørdel 3 og en nedre rørdel 4. Den øvre rørdel 3 omfatter en konvensjonell innvendig gjenge 5 for tilkopling til et tilstøtende verktøy eller borerør og den nedre rørdel 4 omfatter en konvensjonell utvendig gjenge 6 for tilkopling til et tilstøtende borerør eller verktøy. Ved bruk sammenkoples rørdelene 3, 4 ved hjelp av en skruegjenge-forbindelse 7. Etter sammenskruing danner doren en gjennomgående kanal 8 som kommuniserer med gjennomgående kanaler i tilgren-sende borerør eller verktøy.

En indre hylse 9 er montert på den nedre rørdel 4 med en flens 10 ved bunnen av hylsen i anlegg mot en flens 17 utformet på den nedre rørdel 4. Den indre hylse er montert på en måte som hindrer dreie- og aksialbevegelse av hylsen i forhold til den nedre rørdel. Den indre hylse kan være festet til den nedre rørdel ved hjelp av hvilke som helst hensiktsmessige midler, og i den viste utføringsform er den indre hylse forsynt med en stuket kant 29 som griper inn i en motsvarende utsparing på den nedre rørdel. I tillegg, eller alternativt, kan passende pinner eller kiler være anordnet for å låse innerhylsen til den nedre rørdel. Dessuten, eller alternativt, kan innerhylsens aksiale lengde være forlenget slik at innerhylsens øvre ende ligger an mot den nedadvendte flate 28 på den øvre rørdel 3.

En ytterhylse 11 er dreibart montert på innerhylsen 9 ved hjelp av lagerforinger 12, 13. I den viste utføringsform av opp-finnelsen er foringene 12, 13 anordnet med skyvepasning i ytterhylsen 11 og fiksert i forhold til denne. Tetningsenheter 22 er anordnet med skyvepasning i ytterhylsen 11, etter at foringene 12, 13 er brakt på plass. Hver tetningsenhet 22 omfatter en hoveddel 23 som bærer inner- og ytter-tetninger 24A og 24B som ligger an mot innerhylsens 9 utside, for å hindre inntrengning av forurensninger til området ved foringene 12, 13, samt for å holde smøremiddel på plass i området ved foringene. Ytterhylsen 11 komplett med foringer 12 og 13 samt tetningsenheter 22 er dreibare om innerhylsen 9.

Etter at innerhylsen 9 er blitt anbrakt på den nedre rørdel 4 og fiksert i sin stilling, blir den komplette ytterhylse 11 med foringer 12 og 13 samt tetningsenheter 22, 23 senket ned på innerhylsen 9 inntil en aksiallagerflate 14 på tetningsenheten 22 kommer til anlegg mot en motsvarende aksiallagerflate på den radielt utadrettete flens 10 ved nedre ende av innerhylsen 9. En fjærklemme 16 er anordnet i et spor som er utformet på innerhylsen 9 for å holde komponentene i montert tilstand og en O-ringtetning 15 er anbrakt i et fast-holdende spor ved øvre ende av innerhylsen. Den øvre rørdel 3 blir så skrudd på den nedre rørdel 4 og O-ring-tetningen 15 hindrer inntrengning av forurensninger i området ved skrue-gjengeforbindelsen mellom den øvre og nedre rørdel.

Den utvendige diameter til den øvre rørdel 3 svarer til den nedre rørdels 4 utvendige diameter ved et punkt under flensen 10, og når rørdelene er blitt sammenskrudd vil følge-lig innerhylsen 9 og alle komponenter som er montert på denne fastholdes mellom flensen 17 på den nedre rørdel og den nedre endeflate 18 på en aksiallagerskive 25 som danner den nedre ende av den øvre rørdel.

Hylsen 11 er stort sett symmetrisk opplagret med hensyn til aksial trykkbelastning, idet nedadrettet aksial trykkbelastning på ytterhylsen 11 overføres til den nedre rørdel via den nedre tetningsenhetens hoveddel 22 og flensen 10 på innerhylsen 9, og oppadrettete aksial-trykkrefter overføres til den øvre rørdel 3 via den øvre tetningsenhetens hoveddel 22 og aksiallagerskriven 25.

Ved bruk plasseres den viste overgang 1 i en borestreng mellom to andre komponenter i borestrengen, f.eks. et øvre borerør 19 og et nedre borerør 20. Dersom overgangen 1 kommer i berøring med brønnveggen 21 vil innerhylsen 11 være den første del av overgangen som berører veggen. Friksjonsinngrep mellom ytterhylsen 11 og brønnveggen vil fastholde hylsen 11 mot rotasjon, og huset 2 vil være dreibart opplagret ved hjelp av hylsen 11 og lagerforingene 12, 13. På denne måte forhind-res slitasje på brønnveggen.

Det skal forstås at om ønskelig kan foringene 12, 13 erstattes av hvilken som helst passende lageronstruksjon, f.eks. kulelagre, rullelagre, eller koniske rullelagre.

I tillegg til å eliminere problemet med skadete forings-rør som omtalt i beskrivelsens innledning, kan bruk av oppfinnelsen muliggjøre boring under anvendelse av et boreslam med mindre virksomme smøreegenskaper enn det som tidligere var nødvendig for drift av borestrenger i avvikende borehull. Dette kan føre til betydelige kostnadsbesparelser og mindre forurensningsproblemer i forbindelse med bruk av oljebaserte slam. Bruk av oppfinnelsen vil selvsagt føre til mindre dreiemoment-tap som følge av borestrengens berøring med veggen i brønn-foringsrøret.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med en komponent som er spesielt fremstilt for å gi den ønskete støtte for én borestreng, kan det anordnes en borestreng for å bevirke den ønskete støtte ved montering av en passende hylse på en eksisterende komponent for omdreining i forhold til denne komponenten. Dersom en borestrengkomponent er anordnet på denne måte kan en innerhylse generelt som ovenfor beskrevet fastspennes til utsiden av den eksisterende komponent for å danne den nødvendige støtte for ytterhylsen.

Claims (10)

1. Borestrengkomponent (1) beregnet for innkopling i en borestreng, omfattende et sylindrisk hus (2) som har en gjennomgående boring og ved motsatte ender er forsynt med gjengeforbindelser (5, 6), og som mellom sine ender er forsynt med en ytterhylse (11) som er fritt dreibart montert på huset (2) og har en utvendig diameter som er større enn den utvendige diameter til enhver annen del av borestrengkomponenten, idet det for en første ende av ytterhylsen (11) er anordnet et første aksiallager (25) på huset (2), slik at dersom bore-

strengkomponenten støter mot brønnveggen under en boreoperasjon, vil ytterhylsen hvile mot brønnveggen og dreibart støtte resten av borestrengkomponenten bort fra berøring med brønnveggen, karakterisert ved at huset (2) er utstyrt med en innerhylse (9) som er festet til huset for å danne en lagerflate for dreibar opplagring av ytterhylsen på innerhylsen, idet innerhylsen ved en ende har en radielt utad-forløpende flens (10) som danner et andre aksiallager for en andre ende av ytterhylsen, for å oppta aksial-trykkbelastninger i én retning fra ytterhylsen.

2. Borestrengkomponent ifølge krav 1,karakterisert ved at borestrengkomponenten er en overgang for innføring mellom to nabo-elementer i borestrengen .

3. Borestrengkomponent ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at inner- og ytterhylsene fastholdes mellom et par motsatt vendte flater (17, 18) utformet på doren, slik at hylsene vil bli fastholdt selv etter utstrakt slitasje på komponentens elementer.

4. Borestrengkomponent ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at tetninger (24A, 24B) er anordnet ved motsatte ender av ytterhylsen for tettende anlegg mot innerhylsen for å hindre inntrengning av forurensninger til området ved lagrene.

5. Borestrengkomponent ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at huset (2) utgjøres av to rørdeler (3, 4) som er sammenskrudd i området ved hylsen, hvorved husdelene kan skrues løs fra hverandre for å tillate fjerning av hylsene og eventuelle bærelagre i service-øyemed.

6. Borestrengkomponent ifølge krav 5,karakterisert ved at innerhylsen er fiksert til en av husdelene.

7. Borestrengkomponent ifølge krav 6, karakterisert ved at det andre aksiallager er anordnet på husdelen som ikke bærer innerhylsen.

8. Borestrengkomponent ifølge krav 7, karakterisert ved at aksiallagerflater er anordnet på ytterhylsen ved deler av tetningsenheter (22) som er beliggende ved motsatte ender av ytterhylsen..

9. Borestrengkomponent ifølge krav 8, karakterisert ved at en fjernbar låsering (16) er anordnet på innerhylsen for å fastholde ytterhylsen på innerhylsen under montering av borestrengkomponenten.

10. Borestrengkomponent ifølge krav 9, karakterisert ved at en tetning (15) er anordnet mellom innerhylsen og aksiallageret montert på husdelen som ikke bærer innerhylsen, for å hindre inntrengning av forurensninger til skrueforbindelsen mellom husdelene.