NO20120961A1 - Anordning og fremgangsmåte for å ekspandere og feste et rørelement - Google Patents

Description

ANORDNING OG FREMGANGSMÅTE FOR Å EKSPANDERE OG FESTE ET RØRELEMENT

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning og fremgangsmåte, spesielt, men ikke utelukkende, for utplassering og/eller feste av en rørformet seksjon referert til som et "rørelement" inne i et foringsrør eller borehull.

Olje- eller gassbrønner blir vanligvis boret med en borestreng ved hvilket tidspunkt det åpne hull ikke er foret, heretter referert til som et "borehull". Etter boring blir vanligvis olje-, vann- eller gassbrønnen komplettert med et fåringsrør eller forlengelsesrør og et produksjonsrør, der alle disse heretter blir referert til som et "foringsrør".

Vanligvis, under bore-, produksjons- eller overhalingsfasen av en olje-, vann- eller gassbrønn, og ut fra en første side, kan det være et behov om å tilveiebringe et skjøtestykke eller midlertidig fåringsrør over en avstand, så som en skadet foringsrørdel, eller en del av et åpent borehull.

I tillegg, og ut fra en andre side, kan det være et behov for å kappe et rør (slik som en del av fåringsrøret) nede i hullet, fjerne den øvre frie del og erstatte den med en ny øvre rørlengde i en operasjon kjent som en "tilbakekopling" (tie back) og i en slik situasjon er det viktig å oppnå en fast metall mot metall tetning mellom den nedre "gamle" rørseksjon og den øvre "nye" rørseksjon.

I tillegg, ut fra en tredje side, vedrører beskrivelsen en tettende ekspansjonspakning for underjordiske brønner som kan benyttes til å isolere to soner i et ringformet rom i slike brønner, eller å skjøte to rør sammen etc.

Bruken av radialt ekspanderbare pakninger er godt kjent i faget. Disse pakninger eller tetninger blir ofte benyttet for å foreta vedlikehold i områder over pakningen eller til å avtette en bestemt formasjon, for eksempel en vannproduserende sone i brønnen.

Vanligvis er det to typer pakninger, den første typen er oppblåsbare gummipakninger og den andre typen er kompakte gummipakninger. De to typer har forskjellige egenskaper når det kommer til ekspansjonsevne og temperatur/trykktoleranse. I dag har stadig flere brønnmiljøer høye temperaturer og trykk, og det er en utfordring å utvikle pålitelig utstyr for slike miljøer. Den kjente teknologi har noen ulemper, for eksempel kan den høye temperatur og det høye trykk bevirke ekstrudering av pakningen. Følgelig kan dette medføre lekkasje. En annen ulempe er at enkelte pakninger etter kompresjon i brønnfåringene med ekstreme temperaturer og trykk ikke vil funksjonere korrekt, for eksempel kan avspenning i pakningen virke dårlig.

Det har vært gjort flere forsøk på å løse ulempene nevnt ovenfor.

GB Patentpublikasjon nr. 2296520A beskriver olje/gassbrønn verktøy relatert til et tetnings/pakningsverktøy som tilveiebringer en trykk/fluid barriere. Det tilveiebringer et brønnverktøy omfattende minst en ring med petaloide forlengelser, hvilken ring er plassert omkring en lengdeakse av verktøyet, og innretninger for styrbart å deformere de petaloide forlengelser slik at forlengelsene kan kontrollerbart forflyttes under bruk. Den kontrollerbare bevegelse kan medføre at forlengelsene blir brakt i tett nærhet til en indre overflate av en rørledning. Verktøyet kan videre omfatte et elastisk deformerbart pakningselement. Forlengelsene blir ekspandert med en kileflate på ringen og hjelper til å sentrere verktøyet i rørledningen. Forlengelsene kan også anordnes til å virke som antiekstruderende innretninger for pakningselementer.

US Patentpublikasjon nr. 5226492 beskriver en pakning for å tette et ringformet rom omfattende en deformerbar hul metallisk hylse som har et indre hulrom som har en åpen ende. Hylsen er fortrinnsvis konisk formet. Et ekspanderbart element er plassert inntil det indre hulrom. Et kileelement er plassert i tett nærhet til det ekspanderbare element, og tjener til å overføre en trykkraft mot det ekspanderbare element for å oppnå den ønskede radielle utvidelse av hylsen. Sammentrykningen bevirker at det ekspanderbare element blir presset rundt utsiden av kileelementet og danner en første tetning mellom det ekspanderbare element og et ringformet produksjonsrør. Randen til den metalliske hylse er også i kontakt med produksjonsforingsrøret og følgelig dannes en andre tetning. Videre kan metallhylsen omfatte en eller flere slisser ved ønskede intervaller for å lette deformeringen av metallhylsene. I tillegg tilveiebringer en tetning oppnådd ved bruk av et ytterligere bånd en forbedret tetning på grunn av en ytterligere tetning dannet mellom det ytterligere band og den indre vegg av produksjonsfåringsrøret.

US4749035, EP0937861, og EP1165933 kan være nyttig for forståelsen av oppfinnelsen og dens forhold til teknikkens stilling.

Det er et objekt av denne oppfinnelsen å gi et tetningsanordning, isoleringsplugg, anordning og en fremgangsmåte for å feste et rørelement. Dette objektet kan oppnås ved de trekk som er definert av de selvstendige kravene. Ytterligere forbedringer erkarakterisertav de uselvstendige kravene.

Hovedformålet med den tredje side er å tilveiebringe en anordning som unngår ulempene med den kjente teknikk. Anordningen i samsvar med oppfinnelsen skal være i stand til å tette et ringformet rør, og også til å skjøte to rør sammen i en såkalt svenke-prosess. Dette krever at det påføres betraktelige krefter som igjen krever pakninger med spesielle egenskaper.

I samsvar med en første side er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å feste et rørelement inne i et fåringsrør eller borehull i en brønn, der fremgangsmåten omfatter:

innsette det rørformede element i borehullet; og

øke trykket i rørelementet mellom et par tetningsinnretninger forbundet med rørelementet slik at trykkøkningen bevirker at rørelementet beveger seg radielt utad for å ligge an mot en indre overflate av foringsrøret eller borehullet.

I samsvar med den første side er det også tilveiebrakt en anordning for å feste et rørelement inne i et foringsrør eller borehull, der anordningen omfatter minst en tetningsinnretning forbundet med det rørformede element, og en trykkstyreinnretning betjenbar til å øke trykket inne i det rørformede element, slik at betjeningen av trykkstyreinnretningen bevirker at det rørformede element beveger seg radialt utad til å ligge an mot en indre overflate av foringsrøret eller borehullsveggen.

Med fordel er trykkstyreinnretningen også betjenbar til å overvåke trykket inne i rørelementet. Vanligvis er trykkstyreinnretningen også betjenbar til å styre trykket inne i rørelementet.

Vanligvis omfatter anordningen et par tetningsinnretninger, og mer foretrukket omfatter den et par tetningsanordninger i samsvar med den tredje side. Vanligvis blir trykket med fordel øket inne i det rørformede element mellom paret av tetningsinnretninger. Trykket kan tilveiebringes av et hydraulisk fluid.

Rørelementet kan kobles til en anordning for bruk inne i borehullet slik som et nippelprofil, tetningsenhet, tetnings boringsmottager, midlertidig fdring-/rørseksjon eller annen anordning.

Vanligvis omfatter fremgangsmåten ifølge den første side videre å innsette rørelementet i boringsrøret eller borehullet til nødvendig dybde. Føringen av anordningen kan skje med wireline, kveilrør eller borerør.

Rørelementet er vanligvis i form av et reparasjonsstykke og blir fortrinnsvis beveget radialt utad slik at rørelementet gjennomgår elastisk deformasjon og også plastisk deformasjon. Rørelementet eller reparasjonselementet blir med fordel dannet av et egnet metallmateriale så som stål eller et legeringsmateriale, og kan forsynes med et belegg slik som et elastomert belegg og/eller en ujevn ytre overflate så som en ribbeformet, sporet eller annen form for overflate for å øke effektiviteten til tetningen skapt a rørelementet når det festes til foringsrøret eller borehullet.

Vanligvis omfatter anordningen videre et legeme plassert inne i rørelementet, og fortrinnsvis plassert koaksialt inne i rørelementet. Med fordel er paret med tetningsinnretninger montert på legemet og kan aktiviseres til å tette mot den indre overflate av rørelementet. Vanligvis omfatter legemet en port for å tillate fluidstrømning inn i, og fortrinnsvis tillate strømning av fluid ut av et kammer som fortrinnsvis defineres av den ytre overflate til legemet, indre overflate av rørelementet og den indre flate av paret med tetningsinnretninger. Med fordel er tetningsinnretningene i form av pakningselementer eller segmenter og som kan forsynes med støtteringer som kan dannes av stål. Legemet kan inneholde hydrauliske/elektriske systemer for å styre strømmen av fluid, trykk og/eller aktivisere/deaktivisere tetningene.

Vanligvis vil trykket, strømningsvolumet, dybden og diameteren til rørvaren ved ethvert gitt tidspunkt overvåkes og registreres ved enten nedihulls instrumentering eller instrumentering på overflaten.

Med fordel er rørelementet frigjørbart koblet til hoveddelen ved hjelp av en koblingsinnretning som kan omfatte inntrekkbare tapper eller kilebelter. De inntrekkbare tapper eller kilebelter blir med fordel først låst til rørelementer og vanligvis etter betjening av anordningen slik at rørelementet har nådd det ønskede utvidelsesnivå, blir tappene eller kilebeltene trukket tilbake innad mot hoveddelen slik at inngrepet mellom tappene eller kilebeltene og rørelementet er brutt.

Rørelementet blir typisk forflyttet radialt utad med trykket for å ligge an mot den indre overflate av boringsrøret eller borehullsveggen. Eventuelt kan det rørformede element eller foringsrør tilveiebringes med en flate som letter inngrepet mellom fåringsrøret og rørelementet, og overflaten kan omfatte en eller flere forsenkninger, belegg eller ikke-jevne overflater slik som spor, ribber eller lignende. Dette har den fordel av å øke motstanden mot lateral bevegelse som skjer mellom fåringsrøret og rørelementet som hindrer rørelementet i å bli skjøvet ned eller trukket ut av fåringsrøret eller borehullet.

Ytterligere tetningsinnretninger kan benyttes for å tilveiebringe en tetning mellom rørelementet og den innvendige vegg av foringsrøret. De ytterligere tetningsinnretninger kan tilveiebringes ved (typisk metall mot metall) inngrep mellom den indre overflate av forlengelsesrøret og den ytre overflate av rørelementet for å tilveiebringe en hydraulisk og/eller gasstetning mellom dem. Alternativt, eller i tillegg, kan ytterligere tetningsinnretninger tilveiebringes, vanligvis på den ytre overflate av rørelementet, for å tilveiebringe en hydraulisk og/eller gasstetning mellom rørelementet og forlengelsesrøret. Den ytterligere tetningsinnretning kan dannes av et elastomert materiale og kan tilveiebringes i form av et band eller en ring.

I samsvar med en andre side er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å feste et første rørelement til et andre rørelement allerede plassert inne i et forlengelsesrør eller borehull i en brønn, der fremgangsmåten omfatter: innføre det første rørelement i borehullet slik at den nedre ende av dette er i tett nærhet med en øvre ende av det andre rørformede element; og

øke trykket i et av det første og andre rørformede element mellom et par tetningsinnretninger forbundet med et av det første og andre rørelement slik at trykkøkningen bevirker at et av det første og andre rørelement beveger seg radialt til å ligge an mot en overflate av det andre av det første og andre rørelement, der minst et av det første og andre rørelement gjennomgår elastisk deformasjon og også plastisk deformasjon.

I samsvar med den andre side er det også tilveiebrakt en anordning for å feste et første rørformet element til et andre rørformet element allerede lokalisert inne i et fåringsrør i borehullet i en brønn, der anordningen omfatter: et par tetningsinnretninger forbundet med et av det første og andre rørelement; og en trykkstyreinnretning betjenbar til å øke trykket inne i et av det første og andre rørelement mellom paret av tetningsinnretninger;

slik at betjeningen av trykkstyreinnretningen bevirker at et av det første og andre rørelement beveger seg radialt til å ligge an mot en overflate av det andre av det første og andre rørelement;

slik at minst et av det første og andre rørformede element gjennomgår elastisk deformasjon og også plastisk deformasjon.

Fortrinnsvis er trykkstyreinnretningen også betjenbar til å overvåke trykket inne i rørelementet. Vanligvis er trykkstyreinnretningen også betjenbar til å styre trykket inne i det ene av det første og andre rørelement.

Vanligvis er paret med tetningsinnretninger forbundet med andre rørformet element, og fortrinnsvis er paret med tetningsinnretninger montert på et hovedelement. Med fordel blir hovedelementet senket ned i brønnboringen, vanligvis gjennom det første rørelement, med et avlangt element slik som en streng med borerør, kveilrør eller wireline og blir videre senket ned i det andre rørelementet. Med fordel blir hovedelementet senket til nærheten av den øvre ende av det andre rørelement inntil hovedelementet er i hovedsak innrettet med et eller flere profiler [på overflaten av det første rørelementet). Typisk blir profilene dannet på en indre overflate av det første rørelementet. Med fordel blir en muffeanordning anordnet ved eller mot den nedre ende av det første rørelement og den ene eller flere profiler blir dannet på en indre boring av muffeanordningen. Med fordel er paret med tetningsinnretninger plassert lengdeveis i avstand fra hverandre på hovedelementet og paret med tetningsretninger blir vanligvis anordnet slik at de er brakt lengre fra hverandre enn lengdeutstrekningen til et eller flere profiler. Vanligvis blir hovedelementet senket inn i det første hovedelement inntil paret med tetningsinnretninger skrever over et eller flere profiler.

Fortrinnsvis blir paret med tetningsinnretninger aktivisert til å tette mot en indre boring i det andre rørelement. Fortrinnsvis blir hovedelementet utstyrt med en eller flere fluidporter eller åpninger, typisk i sin sidevegg. Med fordel blir et fluid, som kan være et hydraulisk fluid, benyttet til å gi trykk og vanligvis pumpes fluidet gjennom det første rørelement eller om mulig det langstrakte element, gjennom den ene eller flere fluidpumper og inn i et kammer avgrenset mellom den ytre flate av hovedelementet, den indre boring av det første rørelement og paret med tetningsinnretninger. Vanligvis, når trykket har øket til et tilstrekkelig nivå, blir et eller flere partier, som med fordel er omkretsmessig partier, av det første rørelement ekspandert eller svenket inn i et respektivt antall av et eller flere profiler av muffeanordningen for å danne en skjøt mellom det første rørelement og muffeanordningen til det andre rørelementet. Følgelig blir et eller flere partier av det andre rørelement med fordel forflyttet radialt utad slik at det ene eller flere partier gjennomgår elastisk deformasjon og også plastisk deformasjon. Det første rørformede element blir fortrinnsvis dannet av et egnet metallmateriale slik som stål eller et legeringsmateriale.

Med fordel omfatter paret med tetningsinnretninger et par tetningsanordninger i samsvar med den tredje side.

Typisk omfatter fremgangsmåten i samsvar med den andre siden videre å trekke det avlange element og hovedelementet ut av brønnen.

Med fordel er tetningsinnretningene i form av pakningselementer eller segmenter, og som kan anordnes med bæreinnretninger.

Vanligvis vil trykket, strømningsvolumet, dybden og diameteren til rørvaren ved ethvert gitt tidspunkt overvåkes og registreres med enten brønninstrumentering eller overflateinstrumentering.

I samsvar med en tredje side er det tilveiebrakt en tetningsanordning for bruk i et ringformet rom, der tetningsanordningen omfatter: minst et hovedsakelig sylindrisk indre elemént;

minst en tetningsanordning; og

en forskyvningsinnretning betjenbar til å påføre en kraft på tetningsenheten;

der det indre element omfatter et kileelement, og tetningsenheten er glidbar over kileelementet langs lengderetningen til det indre element, der tetningsenheten ekspanderer radielt utad når tvunget over kileelementet;

tetningsenheten omfatter en radielt ekspanderbar ringformet tetning båret av minst en radialt ekspanderbar bærehylse;

karakterisert vedat bærehylsen danner en hovedsakelig kontinuerlig bæreflate mot den ringformede tetning i både den ekspanderte og ikke-ekspanderte stilling.

Med fordel omfatter bærehylsen fingere som bærer den ringformede tetning og mer foretrukket omfatter bærehylsen minst to typer fingere. Vanligvis omfatter tetningsanordningen to radialt ekspanderbare bærehylser.

Med fordel er tetningsanordningen en pakningsanordning for bruk i et produksjonsrør, ffiringsrør, forlengelsesrør eller lignende. Vanligvis blir forskyvningsinnretningen plassert mellom det indre element og tetningsenheten. Med fordel blir fingrene forbundet til en ende av deres respektive bærehylse.

Vanligvis omfatter den første type av fingere et stort sett triangulært bæreelement, og endeflaten av dette danner en bæreflate og den andre type finger omfatter med fordel et stort sett triangulært bæreelement som er hovedsakelig T-formet sett ovenfra, hvis ende danner en bæreflate, hvor den andre siden av bæreelementet danner en bæreflate. Mer foretrukket er hver andre finger av bærehylsen av den første type finger eller den andre type finger, respektivt.

Med fordel hviler bæreflatene på den andre type fingre i en innkjøringsposisjon på bæreflatene til de første typer fingre. Vanligvis hviler bæreflatene til den andre type fingre i en innkjøringsposisjon hviler på minst noen av bæreflatene til den første type fingre.

Vanligvis er det minst to pakningsanordninger forbundet ved hjelp av en dor. Med fordel er en ringformet hylse plassert mellom de minst to pakningsanordninger og produksjonsrøret der den ringformede hylse er plassert i en lengderetning mellom to tetningsenheter, der den ringformede hylse med fordel tilveiebringer en tetningsflate mot produksjonsrøret.

Alternativt er en isoleringsplugg anordnet som omfatter en pakningsanordning som kunne bli kjørt på et borerør, kveilrør eller wireline. Innsetting av plugget kan skje ved hydrauliske eller mekaniske innretninger. Vanligvis blir et tetningsinnsettende stempel festet til en dor som stikker ut gjennom en øvre ende av den enkelte pakningsanordning av pluggen. Med fordel er doren festet til et innsettingsverktøy slik at når doren blir trukket oppad mot en hylse montert mot den øvre enden av den enkelte pakningsanordning eller isoleringsbruk, blir den ringformede tetning aktivisert og ekstruderes utad til å kontakte fåringsrørveggen eller brønnrøret. Endelige innsetningslaster på pluggen kan innstilles via enten en mekanisk skjærinnretning når satt mekanisk eller via det endelige hydrauliske trykk når satt med hydrauliske innretninger. Tetningsinnsetningsstempelet ville opprettholdes i den innstilte posisjon via låsing av hydraulikken på plass for en hydraulisk innstilling eller med kilebelter eller en skrallemekaniske for mekaniske innstillinger.

For opphenting av pluggen ville den ringformede tetning bli deaktivisert via frigjøring av det hydrauliske trykk eller ved å frigi skralle/slipp mekanismen.

For høye differensialtrykk ville innsettingskraften være tilstrekkelig høy til å svenke fåringsrøret eller brønnrøret med den enkelte tetningsenhet eller isoleringsplugg, dermed slitasjefure tetningsenheten inn i brønnen som leverer en stor motstand mot bevegelse opp eller ned i brønnen.

I samsvar med en fjerde side er det tilveiebrakt en isoleringsplugg for plugging av et brønnrør, der isoleringspluggen omfatter en tetningsanordning i samsvar med den tredje side og en tetningsaktiviserende mekanisme, der tetningsaktiveringsmekanismen er betjenbar til å ekspandere den ringformede tetning radialt utad mot brønnrøret for først å tette mot en indre boring av denne og deretter elastisk å videre plastisk deformere brønnrøret.

I samsvar med en femte side er det tilveiebrakt en fremgangsmåte ved plugging av et brønnrør omfattende innsetting av en isoleringsplugg i brønnrøret til et ønsket sted og ekspandere en tetningsinnretning av isoleringspluggen i en radielt utad retning mot brønnrøret ved å betjene en tetningsaktiviseringsmekanisme til isoleringspluggen slik at tetningsinnretningen først tetter mot en indre boring i brønnrøret og deretter elastisk og videre plastisk deformerer brønnrøret.

Tetningsaktiviseringsmekamismen kan omfatte en hydraulisk eller mekanisk innretning, men omfatter fortrinnsvis en hydraulisk innretning. Isoleringspluggen kan kjøres inn i brønnrøret på borerør, kveilrør eller wireline.

I samsvar med en sjette side er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å tilveiebringe en nedihulls metall mot metall tetning mellom to konsentrisk anordnede rørvarer, omfattende trinnene av: a) ekspandere radielt utad det innerste rør gjennom elastisk og deretter plastisk deformasjon inntil det kontakter den indre boring i det andre rør; og b) fortsatt ekspansjon av det første rør slik at det først elastisk og deretter plastisk ekspanderer det andre rør radielt utad.

Utførelser av de seks sider vil nå bli beskrevet kun gjennom eksempel med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Figur 1 viser en skjematisk fremstilling av en anordning i samsvar med en første side som ledes gjennom et fåringsrør på wireline, borerør eller kveilrør mot et sted der den vil bli betjent; Figur 2 viser en skjematisk fremstilling av anordningen ifølge Figur 1 nær inntil stedet i fåringsrøret med hvilket den vil bli betjent; Figur 3 viser en skjematisk fremstilling av anordningen ifølge Figur 1 under dens betjening; Figur 4 er en kurve for pumpet volum på X-aksen mot innsettingstrykket på Y-aksen som indikerer ekspansjonen av et rørformet element vist i Figur 3; Figur 5 viser en skjematisk fremstilling av anordningen ifølge Figur 1 under fortsatt betjening; Figur 6 viser en tabell med pumpet volum mot innsettingstrykket som indikerer ekspansjonen av rørelementet vist i Figur 5, der rørelementet nå har passert den elastiske grense og går gjennom permanent plastisk deformasjon; Figur 7 viser en skjematisk fremstilling av anordningen ifølge Figur 1 etter fortsatt betjening, med rørelementet som foretar kontakt med f&ringsrørveggen; Figur 8 viser en tabell med pumpet volum mot innsettingstrykket for fremstillingen vist i Figur 7; Figur 9 viser en skjematisk fremstilling av anordningen ifølge Figur 1 etter fortsatt betjening; Figur 10 viser en kurve over pumpet volum hvor innsettingstrykket for fremstillingen vist i Figur 9; Figur 11 viser en skjematisk fremstilling av anordningen ifølge Figur 1 etter fortsatt betjening; Figur 12 viser en andre utførelse av en anordning i samsvar med den første side som viser en variabel lengde ekstruderbart forlengelsesrør/foringsrør reparasjonsdel; Figur 13 viser en tredje utførelse av en anordning i samsvar med den første side som innbefatter en rørmottager og tetningsenhet (også kjent som en tetningsenhet) og på grunn av de store belastninger påført retningsenheten er fåringsrøret vist med en forsenket profil inntil hvilket rørelementet vil bli plastisk deformert; Figur 14a viser en skjematisk fremstilling av tetningsenheten ifølge Figur 13, etter at anordningen har blitt betjent, som viser den plastiske deformasjon av rørelementet inn i fordypningen i fåringsrørveggen; Figur 14b viser en detaljert skjematisk fremstilling av en del av fremstillingen ifølge Figur 14a som viser den plastiske deformasjon av rørelementet inn i fordypningen i fåringsrørveggen; Figur 15a viser en skjematisk fremstilling av en fjerde utførelse av en anordning i samsvar med den første side, som innbefatter et nippelprofil for innsettelse i et forlengelsesrør; Figur 15b viser en detaljert skjematisk fremstilling av en del av anordningen ifølge Figur 15a som igjen viser den plastiske deformasjon av rørelementet inn i fordypningen i foringsrørveggen som vil motstå alvorlig sidebelastning; Figur 16a viser en skjematisk fremstilling av en femte utførelse av en anordning i samsvar med den første side, som innbefatter et rørelement med en forlengelse av et midlertidig fåringsrør for å bli satt over en utvasket del av et borehull under en ledesko; Figur 16b viser en detaljert skjematisk fremstilling av en del av fremstillingen ifølge Figur 16a som igjen viser den plastiske deformasjon av rørelementet inn i fordypningen i fåringsrørveggen; Figur 17 viser et første eksempel på en fremgangsmåte for føring av en anordning i samsvar med den første side, ved utnyttelse av wireline og som eventuelt inneholder brønntelemetri for styring av trykket og strømningsfølere og logisk kontroll av hydraulikken, og dette utstyr kan også inneholde et fluid reservoar som føder pumpen og genererer trykket; Figur 18 viser et andre eksempel på en fremgangsmåte for føring av en anordning i samsvar med den første side, som benytter borerør eller kveilrør, og i dette eksempel kan trykket og strømmen påføres og overvåkes fra overflaten av borehullet; Figur 19 viser en skjematisk fremstilling av en sjette utførelse av en anordning i samsvar med den første side, som innbefatter et foringsrør parti oppbygd av et smibart materiale som er i stand til høy grad av plastisk ekspansjon; Figur 20 viser en skjematisk fremstilling av utførelsen ifølge Figur 19, der forlengelsesrøret har blitt ekspandert og danner en barriere, beslektet med en kake, inne i et parti av borehullet med åpent hull og som eventuelt er heftet på plass; Figur 21 viser en skjematisk fremstilling av en første utførelse av et rørelement slik som et foringsrør eller forlengelsesrørstreng som har blitt kappet nede i hullet og som vil ha en "tilbakekobling" operasjon utført på den i samsvar med den andre side; Figur 22 viser en skjematisk fremstilling av en svenke-muffeanordning i samsvar med den andre side som blir senket over den øvre enden av rørelementet ifølge figur 21; Figur 23 viser en skjematisk fremstilling av en ekspansjonspakning i samsvar med den andre side som blir senket i posisjon inne i svenke-muffeanordningen ifølge Figur 22; Figur 24 er en mer detaljert skjematisk fremstilling av pakningen ifølge Figur 23 som blir aktivisert inne i svenke-muffeanordningen; Figur 25 viser en skjematisk fremstilling av pakningen ifølge Figur 24 etter aktivisering og etter at det rørformede element har blitt svenket inn i tildanningene tilveiebrakt inne i svenke-muffeanordningen; Figur 26 viser en skjematisk fremstilling av det rørformede element ifølge Figur 25 etter at pakningen har blitt fjernet fra dette; Figur 27 er et mer detaljert lengdesnittriss av pakningen ifølge Figur 23 før aktivisering i innkjøringskonfigurasjonen og inne i et rørformet element; Figur 28 er et ytterligere lengdesnittriss av pakningen ifølge Figur 27 før aktivisering inn i innkjørings-konfigurasjonen; Figur 29 er et lengdesnittriss av en svært lik pakning til pakningen ifølge Figur 28 etter aktivisering i innsettingskonfigurasjonen; Figur 30 er et delvis lengdeveis snittriss av tetningsenheten og det indre element i pakningen ifølge Figur 29 i innkjøringsposisjonen; Figur 31 er et delvis lengdesnittriss av tetningsenheten og det indre element av pakningen ifølge Figur 29 i innsetningsposisjonen; Figur 32 er et perspektiv avbildning av bærerringen for tetningsanordningen til pakningen ifølge Figur 29; og

Figur 33 viser fingre av bærerringen i detalj, hvor

Figur 33a viser en første fingertype sett fra siden; Figur 33b viser en andre fingertype fra siden;

Figur 33c viser den andre fingertype av figur 33b ovenfra.

Figur 1 viser en anordning som kan benyttes for å gi en fremgangsmåte i samsvar med den første og sjette side. Anordningen blir generelt betegnet med 1.

Anordningen 1 omfatter et legeme eller hoveddel 5 som blir kjørt inn i et foringsrør, forlengelsesrør eller rør 7 eller et borehull (ikke vist) ved hjelp av wireline (ikke vist i Fig. 1, men se Fig. 17), kveilrør (ikke vist) eller borerør (ikke vist i Fig. 1, men se

Fig. 18), eller andre egnede ledeinnretninger, og som er festet til hoveddelen 5 i dens øvre ende 5t. Hoveddelen 5 er vanligvis rørformet og omfatter med fordel hydraulisk logikk for å styre innsettingssekvensen.

En foringsrør-reparasjonsdel 9 eller rørelement 9 (heretter referert til som rørelement 9) er vist i Fig. 1. Rørelement 9 er en sylinder og er anordnet koaksialt omkring hoveddelen 5. Rørelementet 9 blir festet i sin øvre 9U og nedre 9L ende til hoveddelen 5 med enhver egnet innretning, slik som hydraulisk aktiviserte sentraliserende tapper 11. Anordninger 1 omfatter også et par tetningselementer 13 som er i form av pakningselementer 13, og som typisk blir anordnet aksialt innad av tappene 11 og støttesegmenter av stål som hindrer ekstrudering av tetningspakningselementene 13. Med fordel er tetningspakningselementene 13 de i 116 eller 214, 215 beskrevet senere i forbindelse med Fig. 27-31. På denne måte omfatter anordningen 1 et kammer 15 som er avgrenset i volum av indre flater av pakningselementer 13, den indre omkrets av rørelementer 9 og den ytre overflate av hoveddelen 5. Kammeret 15, som vist i Fig. 1, er avtettet med pakningselementer 13 med hensyn til miljøet utenfor kammeret 15.

En port 17 er dannet i sideveggen av hoveddelen 5 slik at en indre boring av hoveddelen 5 står i fluidkommunikasjon med kammeret 15. Hoveddelen 5 innskrenker også motstående hydrauliske krefter mellom tetninger 13 når trykk pådras i kammeret 15.

I en utførelse kan anordningen 1 kjøres inn i et forlengelsesrør eller borehull på kveilrør eller borerør og i dette tilfellet står porten 17 i fluidkommunikasjon med innsiden av kveilrøret eller rørstrenger respektivt.

I en annen utførelse kan imidlertid anordningen 1 bli kjørt inn i fåringsrøret eller borehullet på wireline, og i denne utførelsen står porten 17 i fluidkommunikasjon med en motorpumpe og fluidreservoar verktøy som blir kjørt inne i boringsrøret eller borehullet med anordningen, hvor detaljer omkring dette vil bli beskrevet senere.

Alternativt, i nok en utførelse, kan kun en øvre tetningsanordning 13 bli anordnet dersom den nedre enden av f6ringsrør reparasjonsstykke/rørelementet 19 var lukket eller på en eller annen måte tettet.

En fremgangsmåte vil nå bli beskrevet.

Anordningen 1 blir ledet inn i fåringsrøret eller borehullet med enhver egnet innretning, så som wireline, kveilrør eller borerør inntil den når stedet inne i foringsrøret eller borehullet med hvilke betjening av anordningen er ment. Dette sted er vist i Fig. 2 som å være et sted inne i fåringsrøret 7 eller borehullet der det enten er skade på fåringsrøret 7, vist ved 19, eller hvor åpningen 19 i fåringsrøret 7 kreves å bli tettet. Ved dette punkt blir isoleringstetninger aktivisert fra overflaten (i situasjonen hvor borerøret eller kveilrøret blir benyttet) for å tillate hydraulisk fluid å bli pumpet under trykk med boringen i kveilrøret eller borerøret, slik at hydraulisk fluid strømmer gjennom porten 17 inn i kammeret 15. I tilfellet hvor wireline blir benyttet for å lede anordningen 1 inn i borehullet betjenes pumpemotoren for å pumpe hydraulisk fluid fra fluidreservoaret inn i kammeret 15 gjennom porten 17. Dette bevirker at pakningselementene 13 beveger seg utad for å tette mot en indre omkrets av endene i 9U, 9L til rørelementet 9. En høytrykks tetning blir dermed dannet mellom pakningselementene 13 og rørelementet 9. Trykket mellom pakningselement tetningene 13 og dermed ved kammer 15 fortsetter å øke slik at rørelementet 9 i utgangspunktet erfarer elastisk ekspansjon, og så plastisk ekspansjon i en utad rettet retning som er vist i Figur 3 og kurven i Figur 4. Rørelementet 9 ekspanderer utover sitt flytpunkt, gjennomgår plastisk deformasjon og dette er vist i kurven ifølge Figur 6 inntil rørelementet 9 presser mot en indre overflate av fåringsrøret 7, som vist i Figur 5. Pakningselementet 13 og tilhørende støtteringer av stål (ikke vist) fortsetter også å bevege seg utad slik at kammeret 15 blir avtettet. Om ønsket kan trykket i fluidet inne i kammeret 15 ventileres ut ved dette punkt.

Alternativt kan økningen i trykket inne i kammeret 15 opprettholdes slik at rørelementet vist fortsetter å bevege seg utad mot foringsrøret 7, slik at fåringsrøret 7 starter å erfare elastisk ekspansjon og denne situasjon er vist i Figur 7 og i kurven ifølge Figur 8. Som det vil forstås, når rørelementet 9 foretar kontakt med foringsrørveggen 7, øker trykket på grunn av motstanden i fåringsrørveggen 7 inntil foringsrørveggen 7 gjennomgår elastisk deformasjon, vanligvis i området av opp til 1/2 %. Trykket kan økes opp til ønsket nivå, som kan være mange tusen psi.

Økningen i pumpevolumet og innstillingstrykket til fluidet kan videreføres inntil et ønsket nivå av plastisk ekspansjon av rørelementet 9 har skjedd, og med ffiringsrøret 7 som kun har gjennomgått elastisk ekspansjon, når trykket til fluidet reduseres, vil fåringsrøret 7 opprettholde en trykkraft innad mot det plastisk ekspanderte rørelement 9 og denne situasjon er vist i Figur 7 og i kurven vist i Figur 8. Dermed, med fåringsrøret 7 gjennomgått elastisk deformasjon, avlastes trykket på tetningene (i form av pakningselementet 13 og tilhørende støtteringer av stål) og lokaliseringstappene 11 vil automatisk trekkes tilbake. Rørelementet 19 holdes på sikker måte ettersom det har gjennomgått plastisk deformasjon og boringsrøret 7 forblir i elastisk deformasjon. Fåringsrøret 7 gjennomgår plastisk deformasjon til typisk 80% av sin flyt (om lag opp til 0,4% elastisk ekspansjon).

Eventuelt kunne foringsrørvegger 7 flyte ved 1% plastisk ekspansjon og dette er vist i Figur 9 og 10.

Hydraulisk logikk og tilhørende ventiler og bryterarrangementer er anordnet inne i trykksystemet plassert inne i hoveddelen 5, og logikken er anordnet slik at når trykket avlastes frigjøres tappene 11.

Frigjøringen av trykket i fluidet bevirker de hydraulisk aktiviserte sentraliseringstapper 11 å trekke seg tilbake radielt innad i hoveddelen 5, og dette bevirker også at pakningselementene 13 trekker seg tilbake radielt innad mot hoveddelen 5 slik at tetningen mellom hoveddelen 5 og rørelementet 9 avlastes, og hoveddelen 5 er fri for inngrep med rørelementet 9. Hoveddelen 5 kan så trekkes tilbake oppad fra borehullet, og som vist i Fig. 11 holdes rørelementet i kompresjon med kraften av den elastiske kompresjon av røret 7 over hele lengden og omkretsen til rørelementet 9.

Arrangementet av de doble pakningselementer 13 er mest egnet for forholdsvis korte lengder av rørelementer 9 i området opp til noen få meters lengde. Denne forholdsvis korte lengden av rørelement 9 er egnet for bruk i vannavstengninger over perforeringer eller rørlekkasjer, og reparasjon av skadde foringsrør eller forlengelsesrør 7.

For å redusere ringspenningene erfart ved nettopp endene til rørelementet 9 eller fåringsrør-reparasjonsstykke 9 og for å sikre at hele lengden av reparasjonsstykket 9 blir fullstendig ekspandert, er det å foretrekke å kappe lengdeveis anordnede slisser (ikke vist) plassert i avstand omkring omkretsen til nettopp enden av foringsrør-reparasjonsstykke 9.

En alternativ utførelse er vist i Figur 12 og tilveiebringer en variabel lengde ekstruderbart rørelement 9. Som vist i Figur 12 er rørelementet 9 av enhver egnet lengde. Utførelsen ifølge Figur 12 omfatter en øvre hoveddel 21 og nedre hoveddel 23 der begge disse omfatter hydraulisk aktiviserte sentreringstapper 11 og tetningselementer 13 i form av pakningselementer 13 som med den første utførelsen av anordningen 1. Porten 17 blir båret på den øvre hoveddel 21 og den andre utførelsen blir betjent på en lignende måte med den første utførelsen 1. Imidlertid er kilebelter 50 anordnet på den øvre hoveddel 21 og virker mellom den øvre hoveddel 21 og den indre flate av den øvre ende til det ekstruderbare rørelement 9 for å sikre at det ikke er noe uønsket slipp derimellom når trykket inne i kammeret 15 øker. Indre låsepaler, innad stikkende kiler eller annet egnet arrangement (generelt betegnet med 52) er anordnet på den indre overflate av den nedre ende i bruk av rørelementet 9 og som virker til å stoppe den nedre hoveddel 23 fra å springe ut av den nedre enden til den nedre hoveddel 23 når trykket inne i kammeret 15 øker. Den nedre hoveddel 23 kan hentes opp fra innsiden av rørelementet 9 etter at rørelementet 9 har blitt ekspandert, for eksempel ved en oppfiskingsoperasjon eller den nedre hoveddel 23 kan pumpes ut fra den nedre enden til rørelementet 9.

En tredje utførelse av en anordning er vist i Figur 13 som omfatter en hoveddel 5 med øvre og nedre pakningselementer 13 og øvre og nedre sett med hydraulisk aktiviserte sentraliseringstapper 11. Hoveddelen bærer også en port 17 plassert mellom to pakningselementer 13 og betjenes på en lignende måte med anordningen 1. Imidlertid er rørelementet 9 integrert dannet med en tetningsenhet 25 i sin nedre ende, som kan benyttes som en rørmottager og tetningsanordning. Det skal bemerkes i Figur 13 at fåringsrøret 7 har blitt pre-formet med en rekke fordypninger 27 som er aksialt brakt i avstand langs et kort lengde av foringsrørets 7 innvendige overflate. I eksemplene vist i Figur 13 er det fire fordypninger 27, men ethvert passende antall fordypninger 27 kan anordnes. Alternativt behøver ingen fordypninger å være anordnet og i dette scenario blir rørelementet 9 ekspandert inntil forlengelsesrøret 7 eller foringsrøret 7 ekspanderer plastisk for å sikre at en metall mot metall tetning skapes med høy kvalitet.

Hvor forsenkninger er anordnet, som tydeligst vist i Fig. 14b, vil rørelementet 9 ekspandere inn i fordypningene 27, og inngrepet derimellom vil tilveiebringe rørelementet 9 med en mye høyere motstand mot sideveis bevegelse gjennom ffiringsrøret. I eksempelet gitt i Fig. 14a benyttes rørelementet 9 til å sette rørmottageren og tetningsenheten (også kjent som en tetningsboringsmottager) inne i fåringsrøret 7.

Som vist i Fig. 15a og 15b festes den nedre enden av rørelementet 9 til en nippelprofil 29 og kan dermed benyttes til å sette nippelprofilen 29 inne i fåringsrøret 7.

En ytterligere alternativ utførelse er vist i Fig. 16a og Fig. 16b hvor den nedre enden av det rørformede element 9 er festet til en temporær fåringsrørdel 31. I dette eksempel blir den temporære fåringsrørdel 31 satt tvers over en utvasket del under fQringsrør skoen i nettopp enden av fåringsrøret 7.

Som tidligere beskrevet kan anordningen 1 bli ledet inn i borehullet ved hjelp av et borerør 33 eller kveilrør med trykk styrt fra overflaten, og i dette eksempel er borerøret 33 vist i Fig. 18.

Alternativt kan anordningen 1 bli ledet inn i borehullet ved hjelp av wirelinen 35, og i dette eksempel er anordningen 1 koblet til den nedre enden av et følerverktøy 37 som kan benyttes til å indikere trykket i fluidet som pumpes inn i og gjennom porten 17. Den øvre enden av følerverktøyet 37 er koblet til den nedre enden av en motorpumpe og hydraulisk fluidreservoar 39, hvis øvre ende er koblet til den nedre enden av telemetriverktøy 41 som kan benyttes til å indikere posisjonen av denne nedre hulls enhet til operatøren på overflaten.

Fig. 19 viser en ytterligere utførelse av en anordning. Denne utførelsen tilveiebringer en variabel, og i dette eksempel, forlenget lengde foringsrør i formen av et ekstruderbart rørelement 9. Som vist i Fig. 19 er rørelementer 9 av hver passende lengde. Utførelsen ifølge Fig. 19 omfatter en øvre hovedseksjon 21 og en nedre hovedseksjon 23 der begge disse omfatter hydraulisk aktiviserte sentreringstapper 11 og tetningselementer 13 i formen av pakningselementer 13, som med den første utførelsen av anordningen 1. Porten 17 blir båret på den øvre hovedseksjon 21, og utførelsen ifølge Fig. 19 blir betjent på en lignende måte med den første utførelsen igjen. Imidlertid er kimebelter 50 anordnet på den øvre hovedseksjon 21 og virker mellom den øvre hovedseksjon 21 og den indre flate av den øvre enden til det ekstruderbare prøveelement 9 for å sikre at det ikke er noen uønsket slipp derimellom når trykket inne i kammeret 15 øker. Indre låsepaler, innad stikkende kiler eller annet egnet arrangement (generelt betegnet med 52) er anordnet på den indre overflate av den nedre ende i bruk av rørelementet 9 og som virker til å stoppe den nedre hovedseksjon 23 fra å springe ut av den nedre enden av den nedre hovedseksjonen 23 når trykket inne i kammer 15 øker. Den nedre hovedseksjon 23 kan hentes opp fra innsiden av rørelementet 9 etter at rørelementet 9 har blitt ekspandert, for eksempel ved en oppfiskingsoperasjon, eller en nedre hovedseksjon 23 kan pumpes ut fra den ene enden av rørelementet 9.

Trykket inne i kammeret 15 økes som tidligere slik at rørelementet 9 ekspanderer til å møte den indre overflate av seksjonen med åpent hull i borehullet, som kan være en større diameter enn borkrone diameteren, som vist i Fig. 20. Tappene 55 kan eventuelt være anordnet som vist i Fig. 19 og 20, gjennom sideveggen til rørelementet 9 (med egnede tetningsarrangement derimellom) slik at tappene tvinges inn i formasjonen for å øke grepet mellom formasjonen og rørelementet 9. Tappene 55 (om de er tilstede) blir fortrinnsvis kjørt inn i borehullet slik at de stikker ut innad fra rørelementet, slik at ingen hindring er gitt ved tappene 55 på den ytre overflate av rørelementet 9 når anordningen blir kjørt inn i borehullet. Rørelementet 9 ifølge Fig. 19 og 20 er fortrinnsvis tildannet av et forholdsvis høyt svivbart og dermed forholdsvis høyt ekstruderbart metall, slik at det kan gjennomgå en forholdsvis stor grad av plastisk deformasjon uten å briste. I tillegg, under tilsetningssekvensen av rørelementet 9, kan det hydrostatiske trykk inne i borehullet, som i en stor utstrekning skapes av fluidmengdene som var blitt introdusert i borehullet fra overflaten reduseres (ved å trekke tilbake et volum av disse fluider fra borehullet) slik at når rørelementet 9 ekspanderes og trykket tas av, er det en trykkoverbalanse mellom innsiden av borehullet og formasjonstrykket. Denne trykkoverbalanse vil likevel ytterligere hjelpe til å holde rørelementet 9 på plass.

Derfor kan det ses at anordningen 1 kan utstyres med en uavbrutt sentral dorseksjon som kobles til både den øvre og nedre ende av rørelementet 9, slik som hoveddelen 5 i et stykke ifølge den første utførelsen vist i Fig. 1, eller kan utstyres med delte øvre 21 og nedre 23 hovedseksjoner som er respektivt koblet til den øvre og nedre ende av rørelementet 9, slik som utførelsen vist i Fig. 12. I dette siste scenario blir de motstående krefter på tetningen 13 holdt av for eksempel kilebelter (som indikert for den øvre tetning 13), eller en stopper (som indikert for den nedre tetning 13). Lengden til det rørformede element 9 er variabelt, også avhengig av innføringsteknikk, brønn geometri osv.

Ekspansjonen av rørelementet 9 mot indre overflate av boringsrøret 7 kan tilveiebringe en høy integritet for hydraulisk lyd og/eller gasstetning derimellom, og dette vil spesielt være tilfellet når rørelementet 9 ekspanderes inn i fordypningene 27. Imidlertid kan tetningen med høy integritet blir ytterligere hjulpet av tilveiebringelsen av et eller flere elastomere bånd eller ringer mot den ytre omkrets av rørelementet 9.

En første utførelse av et svenke-foringsrør tilbakekoblingssystem 100 er vist i Fig. 21-26 og er i samsvar med den andre, tredje og sjette side. Fig. 21 viser et borehull 102 med en diameter på 12 % tommer som har tidligere blitt foret med et 9 7/8 tomme diameter foringsrørstreng 104. Det skal imidlertid bemerkes at utførelsene beskrevet nedenfor kan benyttes med forskjellig dimensjonerte borehull 102 og/eller f6ringsrørstrenger 104. Normalt, som fagmannen vil innse, forløper foringsrørstrengen 104 hele veien opp til overflaten. I dette tilfellet har imidlertid den øvre del av foringsrørstrengen (ikke vist) blitt kappet bort fra den nedre del av f6ringsrørstrengen 104 og har blitt fjernet fra borehullet 102. Under noen omstendigheter kan ffiringsrørstrengene bli avskrudd, men i omstendigheter hvor foringsrørstrengen ikke kunne bli avskrudd, ville svenke-foringsrør tilbakekoblingssystemet 100 bli benyttet. Fig. 22 viser at et tilbakekoblings-foringsrørsett 106 har blitt kjørt inn i borehullet 1+2, der fåringsrørstrengen 106 har en svenking-muffeanordning 108 montert i sin nedre ende. Svenke-muffeanordningen 108 er dannet av et forholdsvis sterkt materiale så som P110 kvalitet stål og omfatter et antall (slik som tre som vist i Fig. 22) av innvendig fordypninger 110 eller profiler tildannet på sin indre boring. Resten av den indre boring av muffeanordningen 108 har en diameter bare noe større enn den ytre diameter av ffiringsrørstrengen 104 slik at muffeanordningen 108 slipper over den øvre enden av fåringsrørstrengen 104 som en hylse.

Fig. 23 viser den neste sekvens av endelser hvor et hovedelement omfattende et pakningsverktøy 112 blir kjørt på den nedre enden av en streng med borehull 114, ned gjennom den øvre ffiringsrørstreng 106 inntil pakningsverktøyet 112 er innrettet med den ringformede fordypning 110 av muffeanordningen 108. Pakningsverktøyet 112 omfatter et par tetningselementer 116 som med fordel er lengdeveis brakt i avstand ved den avstand som er noe større enn den lengdeveis avstand mellom den øverste ringformede fordypning 110 og den nederste ringformede fordypning 110. Et arrangement med åpninger 118 som forløper hele veien gjennom sideveggen til muffeanordningen 108 er anordnet mellom de i lengderetningen avstandsplasserte par med tetningselementer 116.

Fig. 24 viser at tetningselementer 116 har blitt aktivisert for å danne en tetning mellom den ytre overflate av pakningsverktøyet 112 og den indre overflate av fåringsrørstrengen 104 slik at det ringformede område eller kammer mellom paret tetningselementer 116 er avtettet i forhold til det ringformede området utenfor paret med tetningselementer 116. Figur 24 viser også at vann pumpes gjennom den gjennomgående boring i borestrengen 114, inn i den sammenknyttende boring til pakningsverktøy 112 og gjennom åpninger 118 og inn i det ringformede område eller kammer mellom paret med tetningselementer 116. Vannet fortsettes å bli pumpet inn i det foran nevnte kammer inntil trykket når det ønskede nivå slik som opp til, eller kanskje til og med mer enn 30.000 psi. Etter hvert som dette hydrauliske trykk øker, vil kraften skapt av det bevege eller svenke f6ringsrørstrengen 104 inn i de ringformede fordypninger 110 som vist i Fig. 25. Følgelig er foringsrørstrengen 104 nå tilbakekoblet til fSringsrørstrengen 106.

Paret med tetningselementer 116 blir så deaktivisert og borerørstrengen 114 og dermed pakningsverktøyet 112 blir fjernet fra fåringsrørstrengene 104,106.

Således, som vist i Fig. 26, er fåringsrørene 104 permanent ekspandert inn i den indre profil eller fordypninger 110 av muffeanordningen 108 med først elastisk deformering og deretter plastisk deformering som dermed oppnår en mekanisk og trykktett skjøt. Faktisk, etter opphenting av borerøret 114 og ekspansjons verktøyet 112, har den resulterende skjøt sammenlignbar mekanisk integritet med den opprinnelige foringsrørstreng 104 og gjør ingen reduksjon i innvendig diameter. Videre er den resulterende skjøt som skapes en metall mot metall tetning.

Det skal også bemerkes at foringsrørstrengene 104, 106 kunne være en streng av forlengelsesrør eller produksjonsrør eller lignende. Fig. 27 viser en første utførelse av et pakningsverktøy 112 i samsvar med både den andre og den tredje side, selv om den nedre ende av borerørstrengen 114 er utelatt for tydelighets formål. Det skal bemerkes at pakningsverktøyet 112 er bredt det samme som pakningsverktøyet 210 ifølge Fig. 28 og 29, skjønt fagmannen vil erkjenne at paret med kileelementer 122 til pakningen 112 er anordnet i motsatt retning av paret med kileelementer 222 i pakningen 210. Imidlertid påvirker ikke dette betjeningen av pakningsverktøyet 112 sammenlignet med pakningen 210. Følgelig vil kun pakningen 210 bli beskrevet i detalj. Fig. 28 viser et pakningsverktøy 210 i samsvar med den andre, tredje, femte og sjette side plassert i en ringformet rom, så som et produksjonsrør 211 og kan modifiseres ved å tilveiebringe de avstandsbrakte tetninger til utførelsene ifølge den første side. Pakningen 210 omfatter et første, øvre, indre element 212 som virker som et stempel, et andre, nedre, indre element 213 som også virker som et stempel, en første tetningsanordning 214 og en andre tetningsanordning 215, som vil bli beskrevet i detalj lenger ned. De to indre elementer 212 og 213 er teleskopisk koblet sammen ved hjelp av en dor 217. En ringformet hylse 218 er plassert mellom pakningen 210 og produksjonsrøret 211 i lengderetningen mellom to tetningsanordninger 214 og 215. Den indre hylse 218 tilveiebringer den tettende flate mot produksjonsrøret 211.

Det indre, øvre element 212 vil nå bli beskrevet med henvisning til Fig. 30. Det indre element 212 er hovedsakelig sylindrisk og omfatter bevegbare forbindelsesorganer i begge ender for teleskopisk kobling til doren 217 og annet utstyr så som rør, styreinnretninger etc. respektivt. I tillegg omfatter det indre element 212 et kileelement 222.

Tetningsanordningen 214 (se Fig. 28) er glidbart plassert på utsiden av det indre element 212, og omfatter en øvre bærehylse 220, en nedre bærehylse 221 og en tetning 223. Tetningen 223 omfatter en ringformet ekspanderbar ring, fortrinnsvis tilvirket av ekspanderbart og temperaturbestandig materiale.

Mellom tetningsanordningen 214 og det indre element 212 er det plassert forskyvningsinnretninger 219 (vist i Fig. 30 og 31) Forskyvningsinnretningene 219 betjener glidebevegelsen av tetningsenheten 214 i forhold til det indre element 212. I denne utførelsen er forskyvningsinnretningen en hydraulisk drift og Fig. 30 og 31 viser øvre hydrauliske kammer 219au og nedre hydrauliske fluid kammere219al som blir valgvis trykkpådratt med respektive hydrauliske fluid levert fra overflaten via hydrauliske ledninger (ikke vist). For eksempel, for å aktivisere tetningsenheten, blir trykksatt fluid presset inn i kammeret 219al som tvinger det indre element 212 nedad fra posisjonen vist i Fig. 30 til posisjonen vist i Fig. 31 som dermed tvinger tetningen 223 til å ekspandere utad fordi kileelementet 222 sin virkning på den.

Bærehylsene 220, 221 danner de ekspanderbare deler av tetningsenheten sammen med tetningen 223. Bærehylsen 220, 221 omfatter fortrinnsvis fingere av to ulike typer hvor hver andre finger er av samme type. Fingrene er alle forbundet til en åpen ende 230 av bærehylsen. Dette er vist i detalj i Fig. 32.

Den første fingertype 231 omfatter et langstrakt element 232. I enden motsatt av enden 230 til bærehylsen 220 omfatter den første finger 231 et stort sett triangulært bæreelement 233 hvis endeflate danner en bæreflate 234.

Den andre fingertype 241 omfatter et langstrakt element 42. I enden motsatt av enden 230 til bærehylsen 220 omfatter den andre finger 241 et stort sett triangulært bæreelement 243. Bæreelementet 243 er avvikende fra bæreelementet 233 ved at det er stort sett T-formet sett ovenfra (Fig. 33c). Enden til bæreelementet 243 danner en bæreflate 244, og den andre siden av bæreflaten 433 danner en bæreflate 245. Med fordel ligger tverrstengene til de T-formede bæreelementer 243 av den forskjellige andre type fingere 241 beliggende inntil hverandre ved innkjøringsposisjonen.

Betjeningen av pakningen vil nå bli beskrevet med henvisning til Fig. 30 og 31.

Fig. 30 viser en øvre del av pakningen 210 i innkjøringsposisjonen. Her hviler den ringformede tetning 223 spesielt på bæreflatene 244 til den andre type fingere 241. Bæreflatene 245 til den andre typen fingere 241 er videre hvilende å bæreflaten 234 til den første typen finger 231. Ringtetningen 223 er i den radielt innad retning hvilende på kileelementet 222 og i den radielt utad retning hvilende på den ringformede hylse 218 [Fig. 28).

Når den ønskede posisjon til pakningen 210 i produksjonsrøret 211 er funnet, blir en trykkraft påført pakningen 210 ved hjelp av fortrenings- eller forskyvningsinnretninger 219. Trykkraften medfører i en nedad rettet forskyvning av bærehylsen 220 og komprimering av bærehylsen 221 i Fig. 30. Følgelig klatrer bærehylsen 221 sammen med ringtetningen 223 på kileelementet 222 som en bevirker den ringformede tetning 223 og fingeren 231, 241 på bærerhylsene 220, 221 til å ekspandere radialt.

Ekspansjonen av bærehylsene 220, 221 er vist i Fig. 31. Den ringformede tetning 223 blir nå ekspandert til en større radius, men har hovedsakelig den samme form som den tidligere form. Dette skyldes bærehylsene 220, 221. Ettersom fingrene til bærehylsene 220, 221 har deres innbyrdes avstand øket, har tverrstengene av de T-formede bæreelementer 243 av den forskjellige andre typen fingere 241 delvis innbyrdes avstand øket. Den ringformede tetning 223 er nå hvilende på både bæreflatene 234 til den første type finger 231 og bæreflaten 244 til den andre typen finger 244. Med fordel er bæreflatene 245 også fortsatt hvilende på bæreflatene 234, selv om kontaktflaten mellom dem har avtatt.

Følgelig er den ringformede tetning 223 fortsatt båret i den ønskede stilling på en måte som vil hindre ekstruderinger av tetninger 223, selv under høye trykk.

Følgelig bevirker ekspansjon av tetningsenhetene 214, 215 at hylsen 218 blir presset ut mot foringsrøret eller produksjonsrøret med en stor kraft, og tetningen 223 er nå i innsetningsposisjonen. Betjeningen fra innsetningsposisjonen til innkjøringsposisjonen oppnås ved å redusere trykkraften på forskyvningsinnretningene 219 ved hjelp av å avlaste trykket i kammeret 219al og øke trykket i kamrene 219au som bevirker at det indre element 212 beveger seg oppad igjen til posisjonen vist i Fig. 13. Når den ringformede tetning 223 glir ned kileelementet 222 vil radiusen på tetningen 223 avta og følgelig vil fingrene 231, 241 på hylsen 220,221 gå tilbake til deres opprinnelige stilling.

I Fig. 33a og 33c er bæreflatene 232 og 244 vist hovedsakelig vinkelrett på deres respektive avlange elementer 232 og 242. Disse bæreflater kan naturligvis ha en vinkel med dere avlange elementer. Det skal bemerkes at produksjonsrøret 211 kunne være en fåringsrørstreng eller forlengelsesrørstreng eller lignende.

Alle utførelsene beskrevet heri har den store fordel at de skaper en metall mot metall tetning nede i brønnen.

Modifikasjoner og forbedringer kan foretas på utførelsene uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. For eksempel kan pakningsverktøyet 112 og/eller pakningsverktøyet 210 ifølge figurene 27 og 28 respektivt bli modifisert til å tilveiebringe en plugg (ikke vist) i samsvar med en fjerde side, og i dette tilfellet kunne utførelser av denne omfatte en enkelt tetningsanordning 116 og 214/215 respektivt, hvor pluggen kunne bli kjørt på borerøret, kveilrøret eller wirelinen. Innsetting av pluggen ville skje via hydrauliske eller mekaniske innretninger. Et tetningsinnsettende stempel (ikke vist) kunne bli festet til en dor (ikke vist) som stikker ut gjennom toppen av den enkelte tetningsanordning av pluggen. Denne dor ville bli festet til et innsetningsverktøy slik at når doren blir trukket oppad mot en hylse (ikke vist) som viser på toppen av tetningsanordningen, aktiviseres tetningen og ekstruderes utad til å kontakte for eksempel foringsrørveggen.

Endelige innspenningsbelastinger av pluggen ville variere avhengig av differensial trykkbehovene. Disse endelige innsetningsbelastninger kunne bli satt via enten en mekanisk skjærtapp (ikke vist) når satt mekanisk eller via endelig hydraulisk trykk når satt med hydraulikk. Det tetningsinnsettende stempel ville bli opprettholdt i sin innsatte posisjon via låsing av hydraulikken på stedet for en hydraulisk innsetting eller med kilebelter eller en skrallemekanisme for mekaniske innsettinger.

For opphenting av pluggen ville tetningen blir deaktivisert via frigjøring av det hydrauliske trykk eller ved frigjøring av skralle/kilebelte mekanismen.

For høye differensialtrykk ville innsetningskraften være tilstrekkelig høy til å svekke foringsrøret med den enkelte tetningsanordning som dermed slitasjesetter tetningsanordningen inn i brønnen som leverer en stor motstand mot bevegelse opp eller ned i brønnen.

Claims (13)

1. Anordning for å feste et første rørelement til et andre rørelement allerede plassert inne i et ffiringsrør eller borehullet til en brønn, idet anordningen omfatter:- et par tetningsinnretninger montert på hovedelementet og forbundet med det andre rørelementet, hvori paret av tetningsinnretninger er i stand til aktivisering for å tette mot den indre boring av det andre rørelement; og en trykkstyreinnretning betjenbar til å øke trykket inne i det andre rørelement mellom paret av tetningsinnretninger slik at betjening av trykkstyreinnretningene bevirker at det andre rørelement beveger seg radialt utad til å ligge an mot en indre overflate av det første rørelement slik at det andre rørelement gjennomgår elastisk deformasjon og også plastisk deformasjon.

2. Anordning ifølge krav 1, hvori paret av tetningsinnretninger er i stand til innretting nede i hullet med en eller flere profiler utformet på en overflate av det første rørelement.

3. Anordning ifølge krav 1, hvori hovedelementet er tilveiebrakt med en eller flere fluidporter eller åpninger dannet i dets sidevegg, slik at et fluid er i stand til å bli pumpet gjennom det første rørelement, gjennom den ene eller flere fluidporter og inn i et kammer som er definert mellom den ytre overflate av hovedelementet, den indre boring av én av det første og andre rørelement, og paret av tetningsinnretninger.

4. Anordning ifølge enten krav 2 eller 3, hvori paret med tetningsinnretninger er i lengderetningen plassert i avstand fra hverandre på hovedelementet, og paret med tetningsinnretninger er anordnet slik at de er plassert lenger fra hverandre enn lengdestrekningen av den ene eller flere profiler.

5. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 1 til 4, hvori hovedelementet og paret med tetningsinnretninger er i stand til å kjøres inn i og trekkes ut av brønnen av et avlangt element.

6. Anordning ifølge krav 2 eller ifølge et hvilket som helst av kravene 3 til 5 når avhengig av krav 2, hvori en muffeanordning er tilveiebrakt ved eller mot den nedre ende av det første rørelement, og den ene eller flere profiler blir dannet på en indre boring av muffeanordningen.

7. Anordning ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvori muffen er dannet fra et metallmateriale.

8. Fremgangsmåte for å feste et første rørelement til et andre rørelement allerede plassert inne i et foringsrør eller borehullet til en brønn, idet fremgangsmåten omfatter:- innsette det første rørelement i borehullet slik at en nedre ende av dette er i tett nærhet med og er plassert koaksialt utenfor en øvre ende av det andre rørelement; anordne et par tetningsinnretninger på hovedlegemet; senke hovedelementet ned i brønnen gjennom det første rørelement med et avlangt element og ytterligere senke hovedelementet inn i det andre rørelement; aktivisere paret av tetningsinnretninger for å tette mot den indre boring av det andre rørelement; og øke trykket inne i det andre rørelement mellom paret av tetningsinnretninger slik at trykkøkningen bevirker at det andre rørelement beveger seg radialt utad til å ligge an mot en indre overflate av det første rørelement, hvori det andre rørelement gjennomgår elastisk deformasjon og også plastisk deformasjon.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvori hovedelementet senkes til det er i nærhet med den øvre ende av det andre rørelement inntil hovedelementet generelt er tilpasset til en eller flere profiler dannet på en indre overflate av det første rørelement; hvor paret av tetningsinnretninger er i lengderetningen plassert i avstand fra hverandre på hovedelementet og paret av tetningsinnretninger er anordnet slik at de er plassert lenger fra hverandre enn lengdestrekningen av den ene eller flere profiler, og hovedelementet senkes inn i de første og andre rørelementer inntil paret av tetningsinnretninger skrever over den ene eller flere profiler.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9, hvori et fluid benyttes til å tilveiebringe trykket, hvorved fluidet pumpes gjennom det første rørelement, gjennom én eller flere fluidport som er tilveiebrakt i en sidevegg av hovedelementet og inn i et kammer definert mellom den ytre overflate av hovedelementet, den indre boring av det andre rørelementet, og paret av tetningsinnretninger.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av krav 8 til 10, som ytterligere omfatter trinnet til trekking av det avlange element, hovedelementet og paret av tetningsinnretninger ut av brønnen.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 9, eller ifølge et hvilket som helst av krav 10 eller 11 når avhengig av krav 9, som ytterligere omfatter ekspandering eller svenking av ett eller flere omkretsmessige partier av det andre rørelement inn i et respektivt antall av den ene eller flere profiler av det første rørelement for å danne en skjøt mellom det første rørelement og det andre rørelement når trykket har økt til et tilstrekkelig nivå.

13. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av krav 8 til 12, hvori trykket, strømningsvolumet, dybden og diameteren av det første rørelement ved ethvert gitt tidspunkt overvåkes og registreres med enten brønninstrumentering eller overflateinstrumentering.