NO20111498A1

NO20111498A1 - Bunnhullssammenstilling med traktor ført av glatt vaier

Info

Publication number: NO20111498A1
Application number: NO20111498A
Authority: NO
Inventors: Gerald D Lynde; Graeme J Walker
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2011-11-03
Publication date: 2011-11-09
Also published as: US8151902B2; GB2481336A; AU2010236958B2; CA2758788A1; NO345406B1; GB201320589D0; GB201116338D0; GB2505362B; WO2010120466A3; GB2481336B; GB2505362A; WO2010120466A2; AU2010236958A1; US20100263856A1; CA2758788C

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

[0001]Området for denne oppfinnelse er verktøy som kjøres ned i hullet, fortrinnsvis på kabel, og som opererer med en innebygd kraft eller effekt for å gjennomføre en nedihullsfunksjon, og mer bestemt en kombinasjon av en bunnhullanordning med en traktor for å drive i avviksbrønnboringer.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

[0002]Det er alminnelig praksis å plugge brønner og å ha inntrenging av vann inn i brønnboringen ovenfor pluggen. Figur 1 illustrerer dette fenomen. Den viser en brønnboring 10 gjennom formasjoner 12,14 og 16 med en plugg 18 i sone 16. Vann 20 har innfiltrert som vist med piler 22, og brakt med seg sand 24. Det er ikke nok formasjonstrykk til å få vannet 20 til overflaten. Som et resultat av dette, avsetter sanden 24 seg simpelthen på pluggen 18.

[0003]Det er utviklet mange teknikker for å fjerne avfall fra brønnboringer, og en god oversiktsartikkel som går gjennom mange av disse prosedyrer er SPE 113267, publisert juni 2008 av Li, Misselbrook og Seal, med tittel Sand Cleanout with Coiled Tubing: Choice of Process, Tools or Fluids. Det er grenser for hvilke teknikker som kan brukes med lavtrykksformasjoner. Teknikker som involverer sirkulasjon av trykksatt fluid oppviser fare for fluidtap inn i en lavtrykksformasjon simpelthen fra fluidsøylens hydrostatiske trykk som dannes når brønnen fylles med fluid og sirkuleres eller spyles. Produktiviteten til formasjonen kan påvirkes ugunstig hvis det skulle opptre slik strømning inn i formasjonen. Som et alternativ til væskesirkulasjon, har det blitt foreslått systemer som involverer skum, hvor ideen er at tettheten til skummet er så lav at fluidtap ikke vil være en problemstilling. Isteden river skummet med seg sand eller avfall og fører det til overflaten uten dannelse av en hydrostatisk trykkhøyde på lavtrykksformasjonen i nærheten av pluggen. Ulempen med denne teknikken er kostnaden ved det spesialiserte skumutstyr og logistikken med å få slikt utstyr til brønnstedet i fjerntliggende lokaliseringer.

[0004]Det har blitt utviklet forskjellige teknikker for oppfanging av avfall. Enkelte involverer kamre som har ventiler av krafttypen, som tillater væske og sand å komme inn, og bruker deretter gravitasjonen for å tillate klaffen å stenge, hvilket stenger sanden inne. Den drivende kraft kan være et kammer under vakuum som er åpnet til oppsamlingskammeret nedi hullet, eller bruk av en frem- og tilbakegående pumpe med en serie av tilbakeslagsventiler av krafttypen. Disse systemer kan ha operasjonelle problemstillinger med oppbygging av sand på setene for klaffene, som hindrer dem i å tette, og som et resultat av dette unnslipper simpelthen noe av den oppfangede sanden igjen. Noen av disse ett-rinnssystemene som er avhengig av et vakuumkammer for å suge inn vann og sand i et innelukkingskammer har blitt kjørt inn på vaierledning. Enkelte av disse avfallsopprenskings-innretninger er illustrert i USP 6196319 (vaierledning); 5327974 (rørlengde); 5318128 (rørlengde); 6607607 (kveilrør); 4671359 (kveilrør); 6464012 (vaierledning); 4924940 (stivt rør) og 6059030 (stivt rør).

[0005]De frem- og tilbakegående avfallsoppsamlingssystemer har også

problemstillingen med en mangel på kontinuerlig strømning, hvilket gjør det lettere forden medrevne sand å falle når strømningen avbrytes. En annen problemstilling med noen verktøy for fjerning av avfall, er en minimumsdiameter for disse verktøy som hindrer dem i å kunne brukes i brønner med svært liten diameter. Korrekt posisjonering er også en problemstilling. Med verktøy som fanger opp sand fra strømning som kommer inn ved den nedre ende og som kjøres inn på kveilrør, er det en mulighet for å tvinge den nedre ende inn i sanden, hvor igangsettingen av pumpen involverer nedsetting av vekt, så som i USP 6059030. På den annen side, særlig med ett-trinns vakuumverktøyene, å være for høyt i vannet og brønnen ovenfor sandlinjen vil resultere i minimal oppfanging av sand.

[0006]Det som er nødvendig er et verktøy for fjerning av avfall som hurtig kan utplasseres, så som ved hjelp av glatt vaier, og som kan gjøres lite nok til å være nyttig i brønner med liten diameter, samtidig som det brukes en teknikk for fjerning av avfall som, som trekk, har virksom oppfanging av sanden, og fortrinnsvis en kontinuerlig fluidsirkulasjon mens dette gjøres. En modulær design kan hjelpe til med føringskapasitet i små brønner og spare turer til overflaten for å fjerne den oppfangede sanden. Andre trekk som opprettholder fluidhastighet for å holde på den medrevne sanden og videre anvender sentrifugalkraft som hjelp ved separering av sanden fra det sirkulerende fluidet, er også mulige trekk ved den foreliggende oppfinnelse. De som har fagkunnskap innen teknikken vil få en bedre idé om de forskjellige aspekter ved oppfinnelsen av en gjennomgang av den detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelse og de tilknyttede tegninger, samtidig som det innses at det fulle omfang av oppfinnelsen er bestemt av de vedføyde krav.

[0007]Én av problemstillingene med innføring av bunnhullsanordninger i en brønnboring er hvordan anordningen skal føres frem når brønnen har avvik til et punkt hvor gravitasjonskraften er utilstrekkelig til å sikre videre fremdrift nedover i hullet. Forskjellige typer av fremdriftsinnretninger har blitt tenkt ut, men er enten ikke egnet for glattvaier-anvendelse eller ikke tilpasset til å føre en bunnhullsanordning frem gjennom en avviksbrønn. Noen eksempler på slike design er USP: 7392859; 7325606; 7152680; 7121343; 6945330; 6189621 og 6397946, US publikasjon 2009/0045975 viser en traktor som er drevet på en glatt vaier, hvor selve den glatte vaieren har blitt ført frem inn i en brønnboring ved hjelp av gravitasjonskraften fra vekten av bunnhullsanordningen.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0008]En bunnhullsanordning kjøres inn i brønnboringen på glatt vaier med en traktor for å assistere ved bevegelse av bunnhullsanordningen gjennom et avvik i den ene eller den andre retningen. Traktoren kan inntrekkbare drivkomponenter, og kan reagere på strekk i den glatte vaieren for å slå den på og for å unngå å kjøre over den glatte vaieren ved utkjøring.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009]Figur 1 er et snittriss av en plugget brønn hvor avfallsoppsamlings-innretningen vil bli anvendt;

[0010]Figur 2 er risset på fig. 1 med innretningen senket på plass i umiddelbar nærhet av avfallet som skal fjernes;

[0011] Figur 3 er et detaljert riss av avfallsfjerningsinnretningen vist på fig. 2;

[0012]Figur 4 er et riss av den nedre ende av innretningen på fig. 3, og illustrerer designens modulære evne;

[0013]Figur 5 er en annen anvendelse av et verktøy kjørt på glatt vaier for å kutte rør;

[0014]Figur 6 er en annen anvendelse av et verktøy for å skrape rør uten et anker som kjøres på glatt vaier;

[0015]Figur 7 er en alternativ utførelse av verktøyet på fig. 6, og viser et forankringstrekk brukt uten de motsatt roterende skrapere på fig. 6;

[0016]Figur 8 er et snittriss som viser et verktøy kjørt på glatt vaier brukt for å bevege en nedihullskomponent;

[0017]Figur 9 er en alternativ utførelse av verktøyet på fig. 8 som bruker en lineær-motor for å sette en pakning;

[0018]Figur 10 er et alternativ til fig. 9 som inkorporerer hydrostatisk trykk for å sette en pakning;

[0019]Figur 11 illustrerer problemet med bruk av glatte vaiere når man møter en brønnboring som har avvik;

[0020]Figur 12 illustrerer hvordan traktorer brukes til å overvinne problemet illustrert på fig. 11;

[0021]Fig. 13 viser en traktor bak en bunnhullsanordning hvor traktoren ikke er i den drivende posisjon;

[0022]Fig. 14 er risset på fig. 13 med traktoren i den drivende posisjon;

[0023]Fig. 15 er en alternativ drivende innretning med inntrekkbare drivruller vist i perspektiv;

[0024]Fig. 16 er et riss av leddinnretningen for rullene på fig. 15 i den inntrukne posisjon;

[0025]Fig. 17 er risset på fig. 16 i den for rullene utstrukne posisjon;

[0026] Fig. 18 er et detaljert riss av motorområdet på fig. 15, og viser drivavtakerne;

[0027]Fig. 19 er en alternativ utførelse av en fluidoperert traktor; og

[0028] Fig. 20 et detaljert riss av traktoren på fig. 19.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSE

[0029]Figur 2 viser verktøyet 26 senket inn i vannet 20 på en glatt vaier eller ikke-ledende kabel 28. Hovedtrekkene ved verktøyet er en frakoblingsinnretning 30 ved den nedre ende av kabelen 28 og et styresystem 32 for å skru verktøyet 26 på og av og for andre formål. En strømforsyning, så som et batteri 34, tilfører effekt til en motor 36, som i sin tur kjører en pumpe 38. Det modulære avfallsfjerningsverktøy 40 er ved bunnen av anordningen.

[0030]Selv om en kabel eller glatt vaier 28 er foretrukket fordi det er en måte med lav kostnad for raskt å få verktøyet 26 inn i vannet 20, kan en vaierledning også brukes, og overflateeffekt gjennom vaierledningen kan erstatte det innebygde batteri 34. Styresystemet kan være konfigurert på forskjellige måter. I en versjon kan det være en tidsforsinkelse aktivert ved overflaten, slik at verktøyet 26 vil ha nok tid til å senkes inn i vannet 20 før motoren 36 starter å gå. En annen måte for å aktuere motoren 36 er å bruke en bryter som reagerer på å bli nedsenket i vann for å fullstendiggjøre effektleveringskretsen. Dette kan være en bryter av flottør-typen som er beslektet med en alminnelig oppfyllingsventil, eller den kan bruke tilstedeværelsen av vannet eller andre brønnfluider for på annen måte å fullstendiggjøre en krets. Siden det generelt er kjent ved hvilken dybde pluggen 18 har blitt satt, kan verktøyet 26 hurtig senkes til den tilnærmede nærhet, og deretter kan dets hastighet reduseres for å unngå å få den nedre ende begravd i sanden 24. Styresystemet kan også inkorporere en strømningsbryter for å detektere plugging i avfallsverktøyet 40 og stenge pumpen 38 for å unngå å skade den eller brenne opp motoren 36 hvis pumpen 38 plugges opp eller stopper å gå rundt av en eller annen årsak. Andre aspekter av styresystemet 32 kan inkluderer evnen til å overføre elektromagnetiske signaler eller trykkbølgesignaler gjennom brønn-boringen eller den glatte vaieren 28, slik informasjon så som f.eks. vekten eller volumet av oppsamlet avfall.

[0031]Det vises nå til fig. 3 og 4, hvor de indre detaljer i avfallsfjerningsverktøyet 40 er illustrert. Det er et avsmalnende innløp 50 som fører til et fortrinnsvis sentrert løfterør 52 som avgrenser et ringformet volum 54 rundt seg. Røret 52 kan ha én eller flere innvendige sentrifugalseparatorer 56, hvis formål er å få fluidstrømmen til å spinne, for å få faststoffene til den indre vegg ved bruk av sentrifugalkraft. Alternativt kan selve røret 52 være en spiral, slik at strømming gjennom det ved en høy nok hastighet til å holde faststoffene medrevet også vil forårsake at de migrerer til den indre vegg inntil utløpsportene 58 er nådd. Noe av sanden eller annet avfall vil falle ned i det ringformede volum 54 hvor fluidhastigheten er lav eller ikke-eksisterende. Som best vist på fig. 3, fluidstrømmen fortsetter tilslutt til et filter eller en sil 60 og inn i suget til pumpen 38. Pumpens utstrømning går ut i portene 62.

[0032]Som vist på fig. 4 kan designen være modulær, slik at røret 52 fortsetter på den andre siden av skillveggen 64 ved gjenge 66 som avgrenser en nederste modul. Deretter kan flere moduler tilføyes innenfor grensene av pumpen 38 for å trekke den påkrevde strømming gjennom røret 52. Hver modul har utløpsporter 58 som fører til et avgrenset ringformet volum 54 forbundet med hver modul. Ytterligere moduler øker avfallstilbakeholdelseskapasiteten og reduserer antallet av turer ut av brønnen for å fjerne den ønskede mengde av sand 24.

[0033] Forskjellige alternativer er tenkelige. Verktøyet 40 kan settes i gang ved avføling av toppen av laget av avfall, eller ved hjelp av dybde i brønnen fra kjente merker, eller simpelthen på en tidsforsinkelsesbasis. Bevegelse oppover i hullet en forhåndsbestemt avstand kan stenge av pumpen 38. Dette tillater likevel operatøren av den glatte vaieren å bevege opp og ned når avfallet nås, slik at han vet at han ikke er fastkjørt. Verktøyet kan inkludere en vibrator for å hjelpe til med å fluidisere avfallet som en hjelp til å få det til å bevege seg inn i innløpet 50. Pumpen 38 kan anvendes til også å frembringe vibrasjon ved eksentrisk montering av dens løpehjul. Pumpen kan også være en pumpe av turbintypen eller en pumpe av typen med progressiv fortrengning.

[0034]Verktøyet 40 har evnen til å tilveiebringe kontinuerlig sirkulasjon, hvilket ikke bare forbedrer dets evne til å fjerne avfall, men også kan hjelpe til med å kjøre det inn eller trekke det ut av hullet, for å redusere sjanser for å kjøre fast verktøyet.

[0035]Selv om det foretrukne verktøy er en avfallsoppfanger, kan andre verktøy kjøres inn på kabel eller glatt vaier og ha en innebygd kraftkilde eller effektkilde for å utføre andre nedihullsoperasjoner. Figur 2 er ment å skjematisk illustrere andre verktøy 40 som kan utføre andre oppgaver nede i hullet, så som honing eller lett fresing. I den utstrekning et dreiemoment påføres av verktøyet for å utføre oppgaven, kan en del av verktøyet også inkludere et ankerparti for inngrep med et brønnrør for å motstå dreiemomentet påført av verktøyet 40. Holdekilene eller ankrene som brukes kan aktueres med den innebygde strømforsyning eller effektforsyning ved bruk av et styresystem som for eksempel kan reagere på et mønster av opphulls og nedhulls bevegelser av forhåndsbestemt lengde for å utløse holdekilene og starte verktøyet.

[0036]Figur 5 illustrerer en rørkutter 100 kjørt inn på glatt vaier 102. Øverst er det en styrepakke 104 som er utstyrt til selektivt å starte kutteren 100 ved en gitt lokalisering, som kan være basert på en lagret brønnprofil i en prosessor som er

del av pakken 104. Det kan også være sensorer som detekterer dybde fra merker i brønnen, eller det kan enklere være en tidsforsinkelse med en overflateestimering vedrørende den dybde som er nødvendig for kuttet. Sensorer kan være berørings-følere, fjærbelastede hjultellere eller ultralyd-nærhetssensorer. En batteripakke 106 forsyner en motor 108 som dreier en kuleaksel 110, som i sin tur beveger navet 112 aksialt, i motsatte retninger. Bevegelse av navet 112 roterer armer 114 som har en gripeanordning 116 ved en ytre ende for kontakt med røret 118 som skal kuttes. En annen motor 120, også drevet av batteripakken 106, tilfører effekt til en girkasse 122 for å redusere dens utgangshastighet. Girkassen 122 er forbundet til et roterbart montert hus 124 ved bruk av et tannhjul 126. Girkassen 122 dreier også en kuleskrue 128 som driver huset 130 aksialt i motsatte retninger. Armer 132 og 134 forbinder huset 130 til kutterne 136. Når armene 132 og 134 kommer nærmere hverandre, strekker kutterne 136 seg radialt ut. Reversering av rotasjonsretningen til kuttermotoren 120 trekker kutterne 136 inn.

[0037]Når den korrekte dybde er nådd og ankeranordningene 116 får et fast grep på røret 118 for å motstå dreiemoment fra kuttinge, startes motoren 120 for langsomt å strekke ut kutterne 136 mens huset 124 blir drevet av tannhjul 126. Når kutterne 136 kommer i inngrep med røret 118, begynner kuttevirkningen. Når huset 124 roterer for å kutte, blir bladene langsomt ført radialt frem inn i røret 118 for å øke dybden av kuttet. Styreinnretninger kan tilføyes for å regulere kuttevirkningen. Styreinnretningene kan være så enkle som tilveiebringelse av faste hastigheter for husets 124 rotasjon og kutterens 136 utstrekking, slik at den radiale kraft på kutteren 136 ikke vil stanse motoren 120. Hvis man vet tykkelsen av røret 118, kan styrepakken 104 sette i gang motoren 120 for å reversere når kutterne 136 har strukket seg radialt ut nok til å kutte gjennom rørets vegg 118. Alternativt kan omfanget av aksial bevegelse av huset 130 måles, eller antallet av omdreininger av kuleskruen 128 kan måles ved hjelp av styrepakken 104, for å detektere når røret 118 bør kuttes hele veien gjennom. Andre alternativer kan involvere en sensor på kutteren 136 som optisk kan bestemme om røret 118 har blitt kuttet rent gjennom. Reversering av rotasjon av motorene 108 og 120 vil tillate at kutterne 136 trekker seg inn, og at ankrene 116 trekker seg inn, for en rask tur ut av brønnen ved bruk av den glatte vaieren 102.

[0038]Figur 6 illustrerer et skraperverktøy 200 kjørt på glattvaier 202 forbundet til en styrepakke 204, som, på samme måte som pakken 104 omtalt med hensyn på utførelsen på fig. 5, selektivt kan skru på skraperen 200 når den korrekte dybde er nådd. En batteripakke 206 tilfører selektivt effekt til motoren 208. Motorakselen 210 er forbundet til trommelen 212 for tandemrotasjon. En tannhjulsanordning 214 driver trommelen 216 i den motsatte retning som trommelen 212. Hver av tromlene 212 og 216 har en oppstilling av fleksible konnektorer 218 som hver fortrinnsvis har en kule 220 laget av et herdet materiale, så som karbid. Det er en klaring rundt de utstrukne kuler 220 til den indre vegg i røret 222, slik at rotasjon kan skje med side-til-side-bevegelse av skraperen 200, hvilket resulterer i vegg-støt på røret 222 for den skrapende virkning. Det vil være en minimal netto dreiemomentkraft på verktøyet, og det vil ikke trenge å være forankret, fordi tromlene 212 og 216 roterer i motsatte retninger. Alternativt kan det være bare en enkelt trommel 212, som vist på fig. 7.1 dette tilfellet må verktøyet 200 stabiliseres mot dreiemomentet fra den skrapende virkning. En måte til å forankre verktøyet er å bruke selektivt utstrekkbare buefjærer, som fortrinnsvis er trukket inn for inn-kjøring med den glatte vaieren 202, slik at verktøyet raskt kan gå frem til den lokalisering som trenger å skrapes. Andre typer av drevne utstrekkbare ankre kan også brukes og tilføres effekt for utstrekking og inntrekking med batteripakken 206. Skrapeinnretningene 220 kan være laget i et mangfold av former, og inkludere diamanter eller andre materialer den skrapende virkning.

[0039]Figur 8 viser en glatt vaier 300 som bærer en krukkeanordning 302 som vanligvis anvendes sammen med glatte vaiere til bruk for frigjøring av et verktøy som kan være fastkjørt i en brønnboring, og for å angi til overflateoperatøren at verktøyet faktisk ikke er fastkjørt i sin inneværende lokalisering. Krukkeanordningen kan også brukes til å forflytte en hylse 310 når forflytningskilene 322 er i inngrep med en profil 332. Hvis et anker er tilveiebrakt, kan krukkeanordningen 302 utelates, og motoren 314 vil aktuere hylsen 310. En sensorpakke 304 fullstendiggjør selektivt en krets som får tilført en effekt fra batteriene 306 for å aktuere verktøyet, som i dette tilfellet er et hylseforflytningsverktøy 308. Sensorpakken 304 kan respondere på lokaliseringskrager eller andre signalsendende innretninger 305 som viser den tilnærmede posisjon av hylsen 310 som skal forflyttes for å åpne eller stenge porten 312. Alternativt kan sensorpakken 304 respondere på en forhåndsbestemt bevegelse av den glatte vaieren 300 eller de omgivende brønnboringsbetingelser eller en elektromagnetisk bølge eller trykk-bølge, for å nevne noen få eksempler. Hovedformålet med sensorpakken 304 er å bevare effekt i batteriene 306 ved å holde elektrisk last borte fra batteriet når den ikke er nødvendig. En motor 314 får tilført effekt fra batteriene 306, og roterer i sin tur en kuleskrue 316, som, avhengig av retningen av motorens rotasjon, får mutteren 318 til å bevege seg ned mot forbelastningen fra fjæren 320 eller opp med en assistanse fra fjæren 320 hvis motorens retning er reversert eller effekten til den simpelthen er kuttet av. Fullt åpne og fullt stengte og posisjoner mellom er mulige for hylsen 310 ved bruk av motoren 314. Forflytningshylsene 322 bæres av leddinnretninger 324 og 326 på motsatte ender. Når navet 328 beveger seg mot navet 330, beveges forflytningskilene 322 utover radialt og låses inn i et overens-stemmende mønster 322 i forflytningshylsen 310. Det kan være flere enn én hylse 310 i strengen 334, og det er foretrukket at forflytningsmønsteret i hver hylse 310 er identisk, slik at i en passering med den glatte varieren 300, kan flere hylser åpnes eller stenges som nødvendig, uten hensyn til deres innvendige diaameter. Selv om en kuleskruemekanisme er illustrert på fig. 8, kan andre teknikker for motordrivere, så som en lineær motor, brukes til lik funksjon.

[0040]Figur 9 viser en motor ført av glatt vaier for å sette en mekanisk pakning 403. Verktøyet 400 inkluderer en frakoblingsinnretning 30, et batteri 34, en styreenhet 401 og en motorenhet 402. Motorenheten kan være en lineær motor, en motor med en kraftskrue eller ethvert annet lignede arrangement. Når motoren aktueres beveges senterstempelet eller kraftskruen 408, som er forbundet til pakningsstammen 410, respektivt til huset 409 som det er forankret til, for å sette pakningen 403.

[0041]I et annet arrangement, som illustrert på fig. 10, settes et verktøy så som en pakning eller en broplugg av et setteverktøy 430 ført på glatt vaier. Verktøyet 430 inkluderer også en frakoblingsinnretning 30, et batteri 34, en kontrollenhet 401 og en motorenhet 402. Motorenheten 402 kan også være en lineær motor, en motor med en kraftskrue eller andre lignende arrangementer. Senterstempelet eller kraftskruen 411 er forbundet til et stempel 404 som tetter av en serie av porter 412 ved innkjøringsposisjonen. Når motoren aktueres, beveges senterstempelet eller kraftskruen 411 og tillater portene 412 å bli forbundet til kammeret 413. Hydro statisk trykk kommer inn i kammeret 413, virker mot det atmosfæriske kammer 414, hvilket skyver ned settestempelet 413. Et verktøy 407 settes således.

[0042]Figur 11 illustrerer en avviksbrønnboring 500 og en glatt vaier 502 som bærer en bunnhullsanordning som kan inkludere loggeverktøy eller andre verktøy 504. Når anordningen 504 treffer avviket 506, stopper foroverrettet fremdrift og kabelen blir slakk som et signal på overflaten om at det er et problem nede i hullet. Når dette skjer må det tas forskjellige trinn for å redusere friksjon, så som å tilføye utvendige ruller eller andre lagre eller tilsetting av viskositets-reduksjonsmidler i brønnen. Disse systemer har hatt begrenset suksess, særlig når avviket er betydelig, hvilket begrenser nytten av vekten av bunnhullsanordning for videre fremføring nedover i hullet.

[0043]Figur 12 illustrerer skjematisk den glatte vaieren 502 og bunnhullsanordningen 504, men denne gang er det en traktor 508 som er forbundet til bunnhullsanordningen (Bottom Hole Assembly, BHA) ved hjelp av et hengsel eller en svivelkobling eller en annen forbindelse 510. Traktoranordningen 508 har innebygd effekt som kan drive hjul eller belter 512 selektivt når den glatte vaieren 502 har en detektert slakktilstand. Selv om den foretrukne lokalisering av traktoranordningen er foran eller nedhulls for BHA'en 504, og på en ende motsatt fra den glatte vaieren 502, kan plassering av traktoranordningen 508 også være på opphulls side av BHA'en 504. På dette tidspunkt starter drivsystemet skjematisk representert av beltene 512 opp, og driver BHA'en 504 til et ønskede destinasjon eller inntil avviket blir lite nok til å tillate slakket å forlate den glatte vaieren 502. Hvis dette skjer vil drivsystemet 512 stenge ned for å bevare strømforsyningen, som i den foretrukne utførelse vil være innebygde batterier. Forbindelsen 510 er leddet og er kort nok til å unngå at den setter seg fast i skarpe svinger, men er samtidig fleksibel nok til å tillate BHA'en 504 og traktoren 508 å gå inn i forskjellige plan og å gå over innvendige uregelmessigheter i brønnboringen. Den kan være en flerhet av kuleledd som kan oppvise knekkfasthet i kompresjon, som kan opptre ved driving av BHA'en ut av brønnboringen som en assistanse ved strekk i den glatte vaieren. Når den kommer ut av hullet i avviksseksjonen, kan anordningen 508 settes i gang, for å redusere spenningen i den glatte vaieren 502, men for å opprettholde et forhåndsbestemt spenningsnivå for å unngå overkjøring av overflateutstyret og frembringelse av slakk i kabelen som kan forårsake at kabelen 502 floker seg rundt BHA'en 504. Ideelt sett er et lite strekk i den glatte vaieren 502 ønskelig når den kommer ut av hullet. Den mekanisme som faktisk forestår drivingen kan være inntrekkbar, for å gi anordningen 508 en glatt utvendig profil der hvor brønnen ikke har betydelig avvik, slik at man kan dra maksimal fordel av den tilgjengelige gravitasjonskraft ved kjøring inn i hullet, og for å minimere sjansene for å kjøre seg fast ved uttrekking. I tillegg til hjul 512 eller et belte-system, kan man forestille seg andre drivende alternativer, så som en spiral, på utsiden av en trommel med senterakse som er innrettet med anordningen 508. Alternativt kan traktoranordningen ha en omgivende tetning med en innebygd pumpe som kan pumpe fluid fra én side av tetningen til den motsatte side av tetningen, og ved å gjøre dette, drive anordningen 508 i den ønskede retning. Trommelen kan være massiv, eller den kan ha leddforbundne komponenter, for å tillate at den har en mindre diameter enn det ytre hus av BHA'en 504 for når drivingen ikke er påkrevd, og en større diameter for å strekke seg ut utenfor BHA'en 504 sitt hus når det er påkrevd, for å drive anordningen 508. Trommelen kan drives i motstående retning avhengig av om hvorvidt BHA'en 504 blir kjørt inn i eller ut av brønnen. Anordningen 510 kan ha en knekkfasthet, slik at ved uttrekking fra brønnen kan den være i kompresjon, for å tilveiebringe en skyvekraft på BHA'en 504 opphulls, så som å forsøke å bryte den fri hvis den blir fastkjørt på turen ut av hullet. Dette formål kan adresseres med en serie av leddforbundne leddarmer med begrenset frihetsgrad, for å tillate en viss knekkfasthet og likevel nok bøyelighet til å bøye for å tillate anordningen 508 å være i et annet plan enn BHA'en 504. Slike plan kan skjære hverandre med opptil 90 grader. Forskjellige innretninger kan være en del av BHA'en 504, som omtalt ovenfor. Det bør også tas ad notam at relativ rotasjon kan tillates mellom anordningen 508 og BHA'en 504, hvilket tillates av konnektoren 510. Dette trekk tillater at anordningen passerer en forandring i plan med en forandring i avviket i brønnboringen lettere i et avviksparti hvor anordningen 508 er operasjonell.

[0044]Fig. 13 viser en traktoranordning 600 bak bunnhullsanordningen 602 mens den bæres av en glatt vaier 604. Som i andre utførelser, er det en drivmotor 606 med en tilknyttet strømforsyning, så som f.eks. en batteripakke 608, og et sensorsystem vist skjematisk som 610, som kan detektere spenning i den glatte vaieren 604. Hvis brønnen får avvik på turen inn i brønnen, vil strekket i den glatte vaieren 604 reduseres og sensoren 610 vil aktuere traktoren 600 til drift nedover i hullet under opprettholdelse av strekket i den glatte vaieren innenfor målgrenser. På veien ut av hullet, hvis strekket øker utover en gitt verdi, vil traktoren 600 drive mot overflaten for å forsøke å redusere strekket på den glatte vaieren 604 til innenfor forhåndsbestemte grenser når overflatepersonell fortsetter å påføre noe strekk for å fjerne bunnhullsanordningen 602, mens traktoren 600 forsøker å assistere til et punkt hvor den ikke vil kjøre over den glatte vaieren 604, for å unngå å bli viklet inn i den. Måten den gjør dette på, er å stoppe drivingen hvis strekket i den glatte vaieren 604 minker under et forhåndsbestemt nivå.

[0045]Traktoranordningen 600 har et kontinuerlig belte 612 som rir på fjærbelastede mellomtannhjul 614 og 616 på den opphulls ende og 618 og 620 mot den nedhulls ende. Ved det nedhulls punkt, er det et fjærbelastet mellomtannhjul 622. Motoren 606 driver drivtannhjulet 624 ved en opphulls ende. Navet 626 har dreiede leddarmer 628 og 630 som forbelastes fra hverandre av fjæren 632. Et tannhjul 614 er dreibart montert ved enden av leddarmen 630, og tannhjulet 616 er montert ved enden av leddarmen 628. Navet 634 har dreibart monterte leddarmer 636 og 638 som respektivt ved sine ender har tannhjul 618 og 620. En motorisert kuleskrueanordning 640 er ved hjelp av sensoren 610 aktuert til å bevege navet 634, hvilket dreier leddarmene 636 og 638 bort fra hverandre og mot forbelastningen fra returfjæren 642. Den radialt utoverrettede bevegelse av tannhjulene 618 og 620 bringer en del av beltet 612 mot borehullets vegg 644. Ved hjelp av leddarmer 646 og 648, forårsaker den radiale bevegelse av tannhjulene 618 og 620 også radial bevegelse av tannhjulene 614 og 616 mot beltet 612, for å bringe den opphulls ende av det mot borehullets vegg 644.1 posisjonen på fig. 14, er driving oppover i hullet eller nedover i hullet da en funksjon av rotasjonsretningen av drivmotoren 606 som dreier drivtannhjulet 624. Når kuleskrueanordningen 640 kjøres i motsatt retning, gjenopptas posisjonen på fig. 13 og traktoren 600 driver ikke lenger bunnhullsanordningen 602. De som har fagkunnskap innen teknikken vil innse at posisjonene til traktoren 600 og bunnhullsanordningen 602 kan snus opp-ned. I begge konfigurasjoner kan orienteringen av traktoranordningen 600 være som vist eller vendt 180 grader.

[0046]Figurene 15-18 er en forskjellig drivende konfigurasjon som bruker inntrekkbare drevne ruller som har en utvendig skrueprofil, og som kan drives i motsatte retninger for bevegelse inn i eller ut av brønnboringen. Et hus 700 har flere åpninger 702 som ruller 704 er selektivt utstrekkbare gjennom, og som drives til å rotere om sin egen akse, slik at de spiral- eller skruerillede mønstre 708 kan gå i inngrep med borehullets vegg (ikke vist) for selektivt å drive huset 700 i motsatte retninger, etter behov. Denne utførelse har en motor 710 så vel som en strømforsyning og sensorer som ikke er vist, som virker på en lignende måte som andre beskrevne utførelser. Motoren 710 har en drivaksel 712 som har tre drivavtakere 714, 716 og 718 som respektivt følger leddarmer 720 og 722 og 724, som vist på fig. 17. Disse tre leddarmer er respektivt leddbart montert på tre ytre leddarmer 726, 728 og 730, idet hver av de sistnevnte har en rulle 704 dreibart montert ved en ytre ende. De tre ytre leddarmer er dreibart montert ved pinner, henholdsvis 732, 734 og 736. Drivinnretninger 714, 716 og 718 fortsetter respektivt som drivinnretninger 738, 740 og 742 til de respektive ruller 704, for å drive dem på deres egne akser 706. Det er en annen motor 744, hvis formål er å rotere navet 746 en forhåndsbestemt vinkelstørrelse, hvilket i sin tur roterer leddarmene 720, 722 og 724 et forhåndsbestemt omfang, hvilket i sin tur roterer leddarmene 726, 728 og 730 om sine respektive pinnemonteringer 732, 734 og 736 for å strekke ut eller trekke inn rullene 704 mens motoren 710 driver rullene 704 på deres akser 706 på den måte som tidligere er beskrevet. Det hilede og spiralformede mønster 708 får et grep på brønnboringens vegg mens motoren 744 finjusteres for å opprettholde det påkrevde omfang av overflatekontakt med brønn-boringens vegg ved hjelp av rullene 704, uten å ha dem så tett på brønnboringens vegg at det hindrer deres rotasjon på sine egne akser 706, slik at det spiralformede mønster simpelthen ender med å grave seg inn i brønnboringens vegg heller enn å drive bunnhullsanordningen langs brønnboringens vegg. I andre henseende, er styringen av denne utførelse av drivsystemet den samme som i andre utførelser.

[0047]Figurene 19 og 20 viser en annen form for fremdrift for en bunnhullsanordning 800 som har en fluiddrivanordning 802 montert i umiddelbar nærhet av seg. Som i de andre utførelser, er det en motor 804, en strømforsyning, fortrinnsvis batterier 806, og en sensoranordning 808 for å detektere strekk i den glatte vaieren 810, og for å regulere operasjoner av sentrifugalpumpen 812. Drivhuset 814 har innløpsporter 816 til pumpen 812. En serie av utløp 818 er på en bunn av huset 814. Disse utløp kan være faste eller variable, slik at retningen av det utpumpede fluid kan forandres for å drive huset oppover i hullet eller nedover i hullet eller simpelthen fluidisere huset 814 ved å løfte det av fra hullets bunn i et avviksparti for å tillate gravitasjonskraften å få bunnhullsanordningen 800 til å gå nedover i hullet hvis avviket ikke er for alvorlig. Ett eller flere utløp 820 fra pumpen 812 kan være ledet aksialt langs toppen av huset 814, for å holde det sentrert i forbindelse med oppstillingen av dyser 818. Dysene 818 kan være leddforbundet med en hylse som har det samme hullmønster som dyseutløpene, for å forandre den relative innretting mellom overlappende hullmønstre, slik at heller enn simpelthen å fluidisere, kan retningen av fluidstrålene danne fremdrift i opphulls eller nedhulls retninger for bunnhullsanordningen 800.

[0048]Den ovenstående beskrivelse er illustrativ for den foretrukne utførelse, og mange modifikasjoner kan foretas av de som har fagkunnskap innen teknikken uten å avvike fra oppfinnelsen, hvis omfang skal bestemmes fra det bokstavelige og ekvivalente omfang av kravene nedenfor.

Claims

1. Traktoranordning for beveging av en bunnhullsanordning i en underjordisk lokalisering, omfattende: en bunnhullsanordning som bæres av en glatt vaier; en traktor forbundet til bunnhullsanordningen, idet traktoren videre omfatter en strømforsyning for selektiv assistanse til bunnhullsanordningens bevegelse i den underjordiske lokalisering.

2. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren er lokalisert på en motsatt side fra bunnhullsanordningens forbindelse til den glatte vaieren.

3. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren er lokalisert på den samme side av bunnhullsanordningens forbindelse som den glatte vaieren.

4. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren kan drive bunnhullsanordningen i motsatte retninger.

5. Traktoranordning som angitt i krav 4, hvor: traktoren opereres selektivt som respons på et forhåndsbestemt strekk i den glatte vaieren.

6. Traktoranordning som angitt i krav 5, hvor: traktoren videre omfatter et styresystem for å avføle reduksjon i strekk i den glatte vaieren, for å utløse det til å starte og bevege bunnhullsanordningen i en retning som øker strekket.

7. Traktoranordning som angitt i krav 5, hvor: traktoren videre omfatter et styresystem for å avføle reduksjon i strekk i den glatte vaieren mens traktoren driver, og for å senke hastigheten eller stoppe for å tillate å minimere eller hindre bunnhullsanordningen i å kjøre over den glatte vaieren.

8. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren er forbundet til bunnhullsanordningen med en fleksibel forbindelse.

9. Traktoranordning som angitt i krav 8, hvor: den fleksible forbindelse kan overføre kraft i kompresjon.

10. Traktoranordning som angitt i krav 8, hvor: den fleksible forbindelse tillater bunnhullsanordningen og traktoren å bli orientert i forskjellige vinkler eller å bli anordnet i forskjellige plan.

11. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren omfatter en inntrekkbar drivmekanisme bevegelig mot og bort fra dens kropp.

12. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren omfatter en drivmekanisme som videre omfatter hjul, minst ett belte eller dreven rulle med en utvendig forløpende spiralkonfigurasjon.

13. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren omfatter en drivmekanisme som bruker en perifer tetning i brønnboringen, og en innebygd pumpe for å bevege brønnfluid fra én side av tetningen til den andre for å drive traktoren.

14. Traktoranordning som angitt i krav 11, hvor: den inntrekkbare drivinnretning trekkes slik inn at den ikke strekker seg utenfor en ytre dimensjon av huset.

15. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren videre omfatter et styresystem for selektivt å bruke effekt fra strømforsyningen som respons på et tilført signal.

16. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren bruker fluidkraft som kommer ut gjennom åpninger for å drive bunnhullsanordningen.

17. Traktoranordning som angitt i krav 1, hvor: traktoren bruker fluidkraft som kommer ut gjennom åpninger for å fluidisere bunnhullsanordningen.

18. Traktoranordning som angitt i krav 16, hvor: orienteringen av åpningene er variabel for å drive bunnhullsanordningen i motsatte retninger.

19. Traktoranordning som angitt i krav 12, hvor: rullene trekkes inn og strekkes ut av en leddinnretning aktuert av en første motor for opprettholdelse av kontakttrykk med brønnboringen, og rullene drives av en annen motor ved bruk av et drivsystem som er samordnet med leddinnretningen.

20. Traktoranordning som angitt i krav 12, hvor: beltet aktueres radialt for drift ved hjelp av leddinnretningsmonterte tannhjul aktuert av en posisjoneringsmotor, mens en separat drivmotor dreier et drivende tannhjul i inngrep med beltet.

21. Traktoranordning som angitt i krav 20, hvor: posisjoneringsmotoren omfatter en aksel drevet av en kuleskrue.