NO20121207A1 - Borekrone - Google Patents

Description

BOREKRONE

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder innen området av hydrokarbon leting. Mer spesifikt, den foreliggende oppfinnelsen gjelder en borekrone som vil være egnet for anvendelse for en boreprosess inne i et foringsrør.

Når det bores i underjordiske formasjoner, for formål av å lete etter hydrokarboner, er det kjent innen dette fagområdet å først gjøre en boring av en første seksjon av et brønnhull som har en første diameter og deretter fjerne borekronen fra brønnhullet. Et første rørelement med mindre diameter, kjent som foringsrørstreng, vil deretter bli plassert i brønnhullet og etterpå vil ringrommet mellom brønnhullet og det utvendige av foringsrørstrengen bli fylt opp med en sement. Formålet med sementen vil være å få isolert bestemte underjordiske strata fra hverandre. Det neste trinnet ved operasjonen vil innebære å føre en andre borekrone, som har en mindre diameter enn den første, gjennom foringsrørstrengen for dermed å kunne tillate boring av en andre seksjon av brønnhullet forbi den allerede oppnådde dybden for den første seksjonen. Denne sekvensen vil bli gjentatt så mange ganger det er nødvendig, med mindre og mindre komponenter, inntil den endelige ønskelige dybden for brønnhullet har blitt nådd.

Plassert på enden av hver foringsrørstreng vil det befinne seg en avrundet ledekomponent, kjent som en sko. Typisk vil den fremste kanten av skoen være laget av sement, for at det skal være mulig for den å bli boret gjennom av den neste borekronen på en lettvint måte.

Kostnadene ved oljeleting, spesielt i offshoreområder, er svært høye. Det vil derfor være av interesse for operatøren å minimere den tiden det tar å danne et brønnhull. Ved store dybder vil den tiden det tar for å gjøre en rundtur, med å dra ut en borekrone og erstatte den med en annen, kunne være mange timer. Denne «tur»-tiden anses for å være ikke-produktiv og bortkastet, og man vil kunne oppnå en stor fordel dersom, etter å ha boret ned til den dybden man hadde som mål, borekronen ikke må bli fjernet fra brønnhullet. På denne måten vil man kunne spare seg for turen.

En foreslått løsning innen fagområdet er å feste borekronen på den fremste enden av foringsrørstrengen, bore ned til den dybden man har som mål og deretter sementere foringsrørstrengen. Visse fremskritt i de senere årene har gjort at denne løsningen er mer levedyktig, innbefattet tilveiebringelse av førsteklasses foringsrørgjenger som vil kunne være i stand til å overføre det nødvendige dreiemomentet ved boring, og roterende drivverk på toppen som vil kunne være i stand til å overføre dreiemomentet direkte til den bakre enden av en foringsrørstreng er nå vanlig.

En begrensende faktor for mange av de tradisjonelle teknikkene kjent i faget vil være formen på borekronen. Borekroner er anordninger som har en generelt robust design for å kunne stå imot de påkjenningene som er i et nedihullsmiljø. Tradisjonelt vil de bli laget av såkalte harde materialer, så som stål eller matriks av wolframkarbid. Dersom en slik borekrone skulle bli brukt inne i den ovenfor beskrevne boreteknikken med foringsrørstreng så ville det ha vært nødvendig, etter sementering av foringsrørstrengen, at den borekronen som kommer etterpå måtte ha blitt ført gjennom den første borekronen før den kommer ut av enden på foringsrørstrengen. Imidlertid, de moderne borekronene som har blitt optimalisert for fjerning av steinene vil generelt ikke være i stand til å bore gjennom de materialene som de selv er laget av, uten at det vil oppstå et skadeomfang som vil gjøre det umulig å kunne gjennomføre en oppgave som består av å bore den neste seksjonen i steinformasjonen.

Det er mulig å bore gjennom disse tradisjonelle borekronene med et spesielt verktøy, kjent som en kvern, men dette verktøyet vil ikke være i stand til å gjøre en effektiv penetrering av de steinformasjonene som kommer etterpå, og i så fall ville kvernen ha måttet bli fjernet fra brønnhullet og bli erstattet med en passende borekrone. Under disse omstendighetene vil den fordelen som kan oppnås ved å kunne spare inn en tur ved boring med foringsrørstrengen være tapt.

En alternativ løsning på det ovenstående problemet har blitt beskrevet i PCT søknad med nummer PCT/GB99/01816. Her er det beskrevet en boresko for foringsrør, som har blitt tilpasset for å kunne bli festet til foringsrørstrengen. Boreskoen vil være omfattet en utvendig boreseksjon laget av et relativt hardt materiale, for eksempel stål, som har innbefattet en skjærkonstruksjon laget av av polykrystallinsk diamant (PCD) eller en matriks wolframkarbid. Verktøyet omfatter videre en innvendig seksjon laget av aluminium, som er et materiale som er kjent for å være lett å bore i. Boreskoen for foringsrøret vil videre være omfattet av et middel som på en kontrollert måte vil kunne fortrenge den utvendige boreseksjonen til en radiell posisjon, hvormed den ikke vil kunne forstyrre en eventuell påfølgende boring av skoen. Dette gjør det mulig å bore gjennom den innvendige seksjonen av aluminium ved å bruke en standard borekrone, og etterpå bli penetrert av en foringsrørstreng med en mindre diameter.

Den boreskoen for foringsrøret som har blitt beskrevet i PCT-søknad PCT/GB99/01816 er ekstremt dyr å fremstille på grunn av kravet om å innlemme en fortrengbar utvendig boreseksjon. I praksis vil dette verktøyet også kunne bli funnet å være følsomt for vibrasjoner slik at det ikke er spesielt robust, og som da vil kunne komme til forårsake mekanisk svikt i løpet av boreprosessen. En ytterligere ulempe med det verktøyet som er beskrevet er bruk av aluminium for den innvendige seksjonen. Slik som det også vil være med stål, når aluminium blir boret i vil det være en tendens til at det blir dannet lange tråder: Disse trådene vil deretter kunne pakke rundt seg selv, og rundt den sekundære borekronen, for dermed å gi en redusert effektivitet for en eventuell påfølgende boreprosess. Videre vil aluminium lett kunne bli erodert på grunn av effekten fra de borefluidene som nødvendigvis vil bli brukt til å rense borehullet.

En alternativ borekrone for en foringsrørstreng har blitt beskrevet i PCT/GB00/04936. Den beskrevne borekronen for en foringsrørstrengen har igjen blitt laget ved en kombinasjon av et relativt mykt materiale (som vil kunne bores) og et relativt hardt materiale. Spesielt vil den beskrevne borekronen være omfattet av en krone, hvorpå det er montert en flerhet av skjærende elementer. Kronen og de skjærende elementene vil være laget av et relativt mykt materiale, så som aluminium, kobber, nikkel eller en messinglegering. De skjærende elementene vil i hovedsak være dekket av fragmenter av relativt hardt materiale, så som wolframkarbid, PCD eller kubisk bornitrid. Når det blir brukt en andre borekrone for å bore gjennom den beskrevne borekronen for foringsrørstrengen, vil den andre boringen gå gjennom det relativt myke materialet og forårsake at fragmentene fra det relativt harde materialet faller bort fra kronen av verktøyet. Fragmentene vil deretter bli fjernet fra brønnhullet av det sirkulerende borefluidet.

I praksis, og som vil kunne erkjennes innenfor selve påføringen, vil direkte påføring av de relativt harde beleggene på materialene for krone og skjærelement kunne være vanskelig, og i noen kombinasjoner er det bare ikke praktisk å kunne gjøre det. For eksempel vil ikke ekstremt harde partikler av wolframkarbid lett kunne påføres kronseksjonene når disse har blitt laget av aluminium. Når det gjelder påføring vil det også kunne erkjennes at den beskrevne borekronen ikke uten videre vil være egnet for boring gjennom harde formasjoner. Når de blir satt ut til harde formasjoner, vil fragmentene fra det relativt harde materialet ha en tendens til å bli revet av fra kronseksj onen, og vil dermed raskt redusere effektiviteten i boreprosessen.

En tredje løsning som har blitt presentert i tidligere teknikk, er den som har blitt beskrevet i PCT søknad med nummer PCT/US2005/004106. Det beskrevne borekronesystemet på foringsrør er av tilsvarende form som det beskrevet i PCT/GB00/04936, imidlertid vil verktøyet nå være omfattet av en krone av stållegering, hvorpå det er montert en flerhet av borkaksstrukturer som er laget av PDC eller wolframkarbid. For å kunne legge til rette for boring gjennom borekronen på foringsrøret, vil dets innvendige overflate være profilert slik at det er egnet til å kunne ta i mot en spesiallaget andre borekrone som har en komplementær utvendig overflateprofil som passer til den innvendige overflateprofilen av borekronen på foringsrøret.

For å unngå skade når det bores gjennom stållegeringen vil skjærene på den sekundære borekronen være pålagt å ha en lav bladhøyde. Imidlertid, hvilket vil kunne erkjennes innen faget, vil lavere bladhøyder generelt føre til lavere borehastigheter. Dermed reduseres den hastigheten som de etterfølgende underjordiske formasjonene vil kunne bli boret gjennom med av den sekundære borekronen i dette systemet.

Dokumentet viser også at det vil være gunstig for gjennomboringsprosessen å modifisere de skjærstrukturene i borekronen som er på foringsrøret, og som befinner seg innenfor det området som har blitt konfigurert til å bli boret gjennom, for eksempel ved å lage en mengde av abrasivt materiale som er inneholdt i disse områdene som er mindre enn den gjennomsnittlige mengden av abrasivt materiale som er inneholdt ved hvert av skjærelementene i dette området fra et vesentlig karbidfritt materiale. Slike modifikasjoner på foringsrørets borekrone vil imidlertid kunne være ødeleggende for den hastigheten som den kan bore de underjordiske formasjonene ved, og dessuten for den avstanden som borekronen vil kunne bore før den vil bli slitt ut.

Kravet om en spesiallaget sekundær borekrone for å kunne bore gjennom de foringsrørsystemene som er i PCT søknadsnr. PCT/US2005/004106 har opplagte ulemper, siden det ved fravær av en slik borekrone vil det være nødvendig å suspendere boreoperasjonen. Under slike omstendigheter er det for operatørene kjent å ganske enkelt bruke en standard borekrone for oljefelt, og som man vil kunne ha tilgang til for å gjøre forsøk på bore gjennom borekronen på foringsrøret. Dette vil ofte føre til en mekanisk svikt på en standard borekrone, som igjen vil kunne føre til mer nedetid ettersom den ødelagte borekronen og tilhørende avfall vil måtte bli fjernet fra brønnhullet. Videre vil utforming av den spesiallagede sekundære borekronen muligens ikke være ideelt egnet for de særskilte formasjonene som må bores i den seksjonen som er nedenfor borekronen på foringsrøret.

Det erkjennes i den foreliggende oppfinnelsen at man vil kunne oppnå en betydelig fordel ved å tilveiebringe en borekrone som er i stand til effektiv boring i harde steinformasjoner, men som i seg selv er i stand til å kunne bli boret i av standard borekroner som brukes på oljefelt.

I et aspekt vil det derfor være et mål ved den foreliggende oppfinnelsen å kunne bli løst fra, eller i det minste få begrenset de foregående ulempene ved den nåværende teknikken som er for borekroner.

Oppsummerinfi av oppfinnelsen

I henhold til et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebragt en borekrone som vil være egnet for boring av et foringsrør i et brønnhull, der borekronen vil være omfattet av et monolittisk legeme laget av bronse og ett eller flere områder med et relativt hardt materiale som er montert på det monolittiske legemet, for dermed å tilveiebringe en skjærer som er egnet til å kunne skjære i jord eller stein.

Uttrykket relativt hardt materiale gir en indikasjon på at det materialet som skjæreren er laget av vil være hardere enn det materialet som det monolittiske legemet er laget av, det vil si bronse.

Ved å lage borekronen av bronse, vil man kunne tillate at borekronen kan bli boret gjennom fra den proksimale siden med en konvensjonell borekrone som passer til å bore i den neste seksjonen med steinformasjon. Videre vil bruk av bronse ha den ytterligere fordelen at når boringen har blitt gjort, så vil dette bidra til ytterligere spon. Denne sponen vil deretter bli fraktet bort med et borefluid, og vil derfor ikke virke som en hindring for eventuell påfølgende apparatur som vil bli avansert fremover inn i brønnen.

For det monolittiske legemet er det foretrukket å utvise en flytgrense på minst 45000 psi, selv om det er mest foretrukket at flytgrensen er på minst 60000 psi. Slike flytgrenser vil sikre at borekronen vil kunne bli brukt til å bore gjennom relativt harde formasjoner.

Egnede materialer for å kunne danne det monolittiske legemet vil være aluminium bronse og nikkel aluminium bronse.

Det monolittiske legemet vil fortrinnsvis være omfattet av en krone. Kronen vil kunne være omfattet av ett eller flere områder for å kunne strømme forbi. Fortrinnsvis vil kronen være omfattet av et mekanisk koplingsstykke som er egnet til å feste borekronen til en borestreng.

Eventuelt vil det monolittiske legemet kunne være omfattet av ett eller flere skjærelementer. Skjærelementene vil kunne omfatte en målingsblokk. Fortrinnsvis vil målingsblokkene omfatte en eller flere utsparinger som er egnet for å kunne ta i mot måleinnsettinger.

Det relativt harde materialet vil kunne bli montert på kronen, selv om det er foretrukket at det relativt harde materialet blir montert på den fremre kanten av det ene eller de flere skj ærelementene.

Det er foretrukket at det relativt harde materialet er omfattet av en eller flere prefabrikkerte skjærere som er montert inne i utsparingene. Når borekronen blir boret gjennom, vil de prefabrikkerte skjærene danne fragmenter som deretter vil bli fraktet vekk med et borefluid, og som derfor ikke vil virke som en hindring for en eventuell påfølgende apparatur som vil bli avansert fremover inn i brønnen.

Det relativt harde materialet vil kunne være omfattet av PDC. Alternativt vil det relativt harde materialet kunne være omfattet av wolframkarbid eller kubisk bornitrid.

I henhold til et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er det tilveiebragt en borekrone som er egnet for boring av et foringsrør i et brønnhull, der borekronen vil være omfattet av et monolittisk legeme som har blitt laget av en kobberlegering og ett eller flere områder med relativt hardere materiale montert på det monolittiske legemet, for derved å tilveiebringe en skjærer som vil være egnet for å skjære i jord eller stein.

Utførelsesformer av det andre aspektet ved oppfinnelsen vil kunne omfatte særtrekk for å kunne implementere de foretrukne eller valgfrie særtrekkene i det første aspektet ved oppfinnelsen eller vice versa.

I henhold til et tredje aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen vil det være tilveiebragt en fremgangsmåte for å fremstille en borekrone som vil være egnet for boring av et foringsrør i et brønnhull, der fremgangsmåten vil omfatte: - formstøping av bronse, for derved å danne et monolittisk legeme; - varmebehandling av den formstøpte bronsen; - montere på et relativt hardt materiale på det monolittiske legemet for dermed å tilveiebringe et middel til å skjære i jord eller stein.

Støping av det monolittiske legemet vil kunne omfatte støping av en aluminium bronse eller nikkel aluminium bronse.

Støping av bronse vil kunne omfatte en fremgangsmåte for støping som vil bli valgt ut fra den gruppen som vil være omfattet av sandstøping, sentrifugalstøping, kontinuerlig støping, permanent støping og støping i gips.

Varmebehandling av den støpte bronsen vil kunne tilveiebringe en flytgrense på minst 45000 psi for det monolittiske legemet, selv om det vil være foretrukket at flytgrensen er på minst 60000 psi.

Montering av det relativt harde materialet på det monolittiske legemet vil kunne være omfattet av at det vil bli dannet en eller flere utsparinger. Utsparingene vil kunne bli dannet på en fremre kant av ett eller flere skjærelementer. Alternativt vil utsparingene kunne bli dannet på kronen.

Montering av det relativt harde materialet på det monolittiske legemet vil videre kunne være omfattet av trinnet av å feste prefabrikkerte skjærere inne i den ene eller de flere utsparingene. Fortrinnsvis vil festet av de prefabrikkerte skjærerene være omfattet av å lodde skjærerene inne i den ene eller de flere utsparingene.

Fortrinnsvis vil fremgangsmåten av å fremstille en borekrone videre kunne være omfattet av å danne en mekanisk forbindelse på det varmebehandlete monolittiske legemet.

I henhold til et fjerde aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen vil det bli tilveiebragt en fremgangsmåte av å fremstille en borekrone som vil være egnet for boring av foringsrør i et brønnhull, der fremgangsmåten omfatter: - støping av en kobberlegering for så å danne et monolittisk legeme; - varmebehandling av den støpte kobberlegeringen;

montering av et realtivt hardt materiale på det monolittiske legemet for så å

tilveiebringe et middel for å skjære i jord eller stein.

Utførelsesformer av det fjerde aspektet ved oppfinnelsen vil kunne omfatte særtrekk for å implementere de foretrukne eller eventuelle særtrekkene ved det tredje aspektet ved oppfinnelsen eller vice versa.

Kort beskrivelse av tegningene

Aspekter og fordeler ved den foreliggende oppfinnelsen vil bli kunne bli innlysende ved å lese den følgende detaljerte beskrivelsen og ved henvisning til de følgende tegningene hvor: Figur 1 presenterer en betraktning fra toppen av en borekrone, i samsvar med en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen;

Figur 2 presenterer en betraktning fra siden av borekronen av Figur 1; og

Figur 3 presenterer et tverrsnitt gjennom borekronen, slik som presentert i Figur 2.

Detaljert beskrivelse

En borekrone i samsvar med et aspekt av den foreliggende oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til Figurer 1 til 3. Borekronen 1 er vist montert til en ende av et sylindrisk legeme 2 via en første gjenget endekopling 3 som er egnet til å kunne gå i pardannelse med legemet 2. Den motsatte enden av det sylindriske legemet 2 vil deretter bli montert på den nedre enden av en foringsrørstreng (ikke vist) via en andre gjenget endekopling 4 egnet til å gå i pardannelse med foringsrøret.

Selve borekronen 1 vil kunne være omfattet av fem skjærelementer 5 (ofte vist til som blader) som er plassert ved den motsatte enden av borekronen 1 til den første gjengete endekoplingen 3, nemlig på enden der det er plassert en krone 6. Det vil kunne erkjennes at antallet skjærelementer 5 vil kunne variere, slikt som er ansett for å være egnet for boreoperasjonen. Skjærelementene 5 strekker seg ut fra kronen 6 og hvert skjærelement 5 kan anses å være omfattet av en flerhet av forhåndsdannete skjærer 7 plassert innenfor korresponderende utsparinger lang med «en fremre kant» for skjærelementene 5.1 dette henseende vil den «fremre kanten» referere seg til den siden av skjærelementene 5 som direkte kommer i kontakt med grunnen eller steinformasjonen ved rotasjon av borekronen 1. De prefabrikkerte skjærerene 7 vil være fremstilt av et relativt hardt materiale (i forhold til det materiale som kronen og skjærelementene er laget av) og vil kunne være i form av spon, eller fragmenter av det harde materialet. Det harde materialet vil kunne være wolframkarbid eller kubisk bornitrid, selv om det foretrukne materialet er PCD. Ytterligere detaljer om hvordan de prefabrikkerte skjærerene 7 er festet til skjærelementene 5 er tilveiebragt nedenfor.

Skjærelementene 5 vil eventuelt kunne omfatte en målekloss 8 som er anordnet for å strekke seg vekk fra den fjerne enden av borekronen 1, slik som vil være kjent innen fagområdet. I den beskrevne utførelsesformen som foreligger, kan hver målekloss 8 anses å være omfattet av en flerhet av måle-innsettinger 9 som er plassert inne i tilsvarende utsparinger, for derved å kunne tilveiebringe fysisk beskyttelse for måleklossen 8.

Kronen 6 omfatter videre strømningsarealer 10, som gir anledning for at sirkulert fluid inne i brønnhullet skal kunne rense og smøre overflatene på borekronen 1.

Legemet 2 vil også kunne være omfattet av en stabilisator eller sentraliseringsenhet (ikke vist), som vil kunne holde borekronen 1 i sentrum av borehullet når den opereres, og opprømmingselementer (ikke vist), som har som funksjon å fjerne eventuelle uregelmessigheter eller hindringer fra hullets vegg.

Kronen 6, skjærelementene 5 og måleblokkene 8 vil bli laget som et monolittisk eller enhetlig legeme av en kobberbasert legering, slik at det vil ha en flytgrense på minst 45000 psi, selv om det vil være foretrukket at flygrensen er på minst 60000 psi, slik som er beskrevet i ytterligere detalj nedenfor. Den kobberbaserte legeringen vil fortrinnsvis være bronse, og spesielt aluminium bronse eller nikkel aluminium bronse, som tilsvarer henholdsvis materialkoder C95500 og C95800, i Unified Numbering System (UNS).

Det vil kunne erkjennes at mens, i den viste utførelsesformen, det slitesterke skjærmaterialet vil bli skaffet for den fremre kanten for ett eller flere skjærelementer 5 på borekronen 1, vil ikke oppfinnelsen være begrenset til denne konfigurasjonen. For eksempel vil de prefabrikkerte skjærerene 7 kunne bli anvendt direkte på kronen 6 i en utførelsesform som ikke har noen skjærelementer 5.1 en ytterligere alternativ utførelsesform, vil et ikke-kontinuerlig lag av det harde skjærmaterialet kunne belegge kronen 6 eller skjærelementene 5.1 dette tilfellet, vil overflaten på kronen 6 eller skjærelementene 5 kunne være omfattet av områder som ikke har blitt belagt. Imidlertid, ved rotasjon av borekronen 1, vil den kumulative effekten av de belagte områdene være en fullstendig periferisk dekning av den diameteren på foringsrøret som borekronen 1 befinner seg i.

I en ytterligere alternativ utførelsesform, vil kravet for det sylindriske legemet 2 bli fjernet, og borekronen 1 vil bli montert direkte på foringsrørstrengen, fortrinnsvis via den første gjengete påmonteringen 3.

Under bruk vil borekronen 1 bli kjørt inn i et brønnhull (ikke vist) fra overflaten, typisk samtidig med at den blir rotert. Borekronen 1 vil lede en foringsrørstreng (ikke vist) etter hvert som den avanserer fremover i det nettopp dannete brønnhullet til en forhåndsbestemt dybde. Når denne dybden nås vil foringsrøret bli sementert for styrke foringen for hullet.

Dersom det er påkrevet med boring utover denne første sammenstillingen, vil det bli kjørt en andre borekrone, og da fortrinnsvis en konvensjonell borekrone som vil være egnet for boring i den neste seksjonen med steinformasjon, som har en mindre diameter enn den første, fra overflaten og inn i brønnhullet innenfor foringsrørstrengen. Når man har nådd frem til den første sammenstillingen, vil den nye borekronen kunne bore gjennom bronsematerialet på den opprinnelige borekronen 1, og vil derfor kunne fortsette til et punkt forbi den dybden som er nådd av den opprinnelige borekronen 1 inne i brønnhullet. Det vil kunne erkjennes at borekronen 1, i et aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen, også kan brukes som den andre borekronen.

Beskaffenheten for bronsen er slik at, når den blir boret i, vil den ha en tendens til å bli gjort om til småspon, i motsetning til stål og aluminium som har en tendens til å danne lange tråder. Samtidig vil det harde materialet på de prefabrikkerte skjærerene 7 blir frigjort fra kronen 6 i form av små fragmenter. Spon og fragmenter vil således bli avsatt i brønnhullet når den opprinnelige borekronen 1 har blitt boret gjennom, og vil dermed ikke hindre brønnhullet eller den sekundære borekronen og vil derfor ikke være skadelig for den etterfølgende boreprosessen. På denne måten vil en ytterligere seksjon av hullet kunne bli boret forbi den tidligere oppnådde dybden, uten at det oppstår skade på den nye borekronen og uten at det vil være nødvendig å hente opp den første sammenstillingen fra hullet.

Fremgangsmåte for fremstilling

En fremgangsmåte for fabrikkering av borekronen 1 vil nå bli beskrevet. I første instans vil bronsematerialet bli støpt, for dermed å kunne danne et monolittisk eller enhetlig legeme som omfatter kronen 6 og hvor skjærelementene 5 og måleblokkene 8 vil befinne seg. En fremgangsmåte med sandstøping vil fortrinnsvis bli brukt, imidlertid vil alternative fremgangsmåter for støping kunne bli brukt, så som støpeteknikker sentrifugal, kontinuerlig, permanent støping i form eller gips.

Det monolittiske legemet vil deretter kunne bli varmebehandlet for å kunne gi borekronen 1 en flytgrense på minst 45000 psi, selv om det vil være foretrukket at flytgrensen er på minst 60000 psi. En herde- og tempereringsprosess kjent som TQ50 vil være den foretrukne fremgangsmåten for varmebehandling til bruk for å kunne oppnå disse ønskelige flytgrensene inne i det støpte bronsematerialet.

Det neste trinnet i fremstilling av borekronen 1 innebærer maskinering av det herdete monolittiske legemet, for å kunne danne utsparinger for å kunne ta i mot PDC-skjærerene 7. Utsparingene vil kunne bli dannet direkte på kronen 6 eller på skjærelementene 5, slik som er vist i den foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen. Der hvor måleblokkene 8 er, vil det også være innlemmet egnete utsparinger sammen med skjærelementene for målingsinnsettinger 9 som også vil bli maskinert på dette stadiet.

Eventuelt vil trinnet av å maskinere det herdete monolittiske legemet omfatte fremstilling av en mekanisk kopling 3 på det herdete monolittiske legemet, for dermed å kunne tillate at borekronen kan festes til en borestreng. Den mekaniske koplingen vil kunne være en gjenget endekopling.

Til slutt vil skjærerene 7 bli festet til det herdete monolittiske legemet. I den foretrukne utførelsesformen vil dette innebære at PDC-skjærerene blir loddet innenfor de maskinerte utsparingene ved hjelp av en egnet loddelegering. Kommersielt tilgjengelig Argo-braze™ 49 er en slik egnet loddelegering for å kunne feste PDC-skjærerene 7 innenfor utsparingene i det herdete monolittiske legemet. Dette er et spesiallaget loddefyllmiddel av metall, som vil være omfattet av 49 % sølv, 16 % kopper, 23 % sink, 4,5 % nikkel og 7,5 % mangan. Denne fremgangsmåten for lodding tilveiebringer en sterk binding mellom skjærerene 7 og det herdete monolittiske legemet, slik at skjærerene ikke blir revet vekk fra det herdete monolittiske legemet ved operasjon av borekronen 1. Som en følge av dette vil borekronen 1 være egnet for boring gjennom harde formasjoner uten noen betydelig reduksjon i virkningsgraden for borekronen.

Den kompletterte borekronen 1 vil deretter kunne bli festet til enten det sylindriske legemet 2 eller til foringsrørstrengen ved hjelp av den gjengete endekoplingen 3 og bli brukt til boring av en formasjon slik som er beskrevet tidligere.

Den foreliggende oppfinnelsen er iboende med betydelige fordeler, ved at den tiden som vil bli brukt for boreoperasjonen vil i stor grad kunne bli redusert, siden det ikke vil være noe behov for å implementere komplekse og rettidige opphentingsoperasjoner for å gjenopprette apparatur fra brønnhullet. Som en følge av dette vil det profittérbare trinnet ved produksjonen kunne begynne mye tidligere.

En ytterligere fordel vil være at, til forskjell fra de borekronene som er kjent innen fagområdet, vil borekronen av den foreliggende oppfinnelsen kunne være borbar med en annen standard borekrone, hvor risiko for skade på standard borekrone vil være minimal. Som en følge av dette vil det ikke være nødvendig å bruke en spesiallaget borekrone for å kunne bore gjennom den beskrevne borekronen.

Ytterligere signifikante fordeler ved den foreliggende oppfinnelsen ligger i anvendelsen av en bronselegering for å kunne fremstille borekronen. I første instans vil borekronen kunne bli fremstilt slik at den utviser den nødvendige flytgrense og bindingsstyrke med skjærerene for å gjøre borekronen egnet for boring gjennom harde formasjoner. Som beskrevet tidligere, når borekronen av bronse blir boret i vil den bli redusert til spon. Samtidig vil de prefabrikkerte skjærerene bli redusert til fragmenter. Spon og fragmenter vil deretter bli fraktet vekk av borefluidet, og vil derfor ikke virke som en hindring for eventuell påfølgende apparatur som vil bli avansert fremover og inn i brønnen.

Den foreliggende borekronen tilveiebringer en borekrone, og en fremgangsmåte for fremstilling av denne, og som vil være egnet for anvendelse i boreprosess med foringsrør. Borekronen omfatter et monolittisk legeme laget av bronse, for eksempel aluminium bronse eller nikkel aluminium bronse, og et relativt hardt materiale montert på dette. Det harde materialet vil kunne være omfattet av polykrystallinsk diamant (PDC), wolframkarbid eller kubisk bornitrid. I en utførelsesform vil det monolittiske legemet være omfattet av en krone og en flerhet av skjærelementer. Det harde materialet vil kunne bli montert direkte på kronen, eller alternativt på skjærelementene. Den beskrevne borekronen legger til rette for boring av harde steinformasjoner mens den fortsatt er i stand til å bli boret gjennom i av en standard borekrone for oljefelt.

Den foregående beskrivelsen av oppfinnelsen har blitt presentert for formål av å illustrere og beskrive, og er ikke ment å være uttømmende eller å være begrenset til den presise formen som er beskrevet for oppfinnelsen. De beskrevne utførelsesformene ble valgt og har blitt beskrevet for best å kunne forklare prinsippene ved oppfinnelsen, og dens praktiske anvendelse, for dermed å gjøre det mulig for andre fagfolk inne området å gjøre best mulig nytte av oppfinnelsen i forskjellige utførelsesformer og med forskjellige modifikasjoner som vil være egnet for den særskilte bruken man kan se for seg. Av denne grunn vil ytterligere modifikasjoner eller forbedringer kunne bli innlemmet uten å måtte avvike fra omfanget av oppfinnelsen, slik som har blitt definert i de vedføyde kravene.

Claims (33)

1. En borekrone som er egnet for boring av et foringsrør i et brønnhull, der borekronen vil være omfatte av et monolittisk legeme laget av bronse og ett eller flere områder av et relativt hardt materiale montert på det monolittiske legemet for dermed å kunne tilveiebringe en skjærer som vil være egnet til skjæring i jord eller stein.

2. Borekrone i henhold til krav 1, hvor det monolittiske legemet utviser en flytgrense på minst 45000 psi.

3. Borekrone i henhold til krav 1 eller 2, hvor det monolittiske legemet utviser en flytgrense på minst 60000 psi.

4. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det monolittiske legemet blir laget av en aluminium bronse.

5. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av krav 1 til 3, hvor det monolittiske legemet blir laget av en nikkel aluminium bronse.

6. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det monolittiske legemet vil være omfattet av en krone.

7. Borekrone i henhold til krav 6, hvor kronen vil være omfattet av ett eller flere strøm ved områder.

8. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av krav 6 eller 7, hvor kronen vil være omfattet av en mekanisk koplingsenhet som er egnet for å feste borekronen til en borestreng.

9. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av de foregående kravene, hvor det monolittiske legemet vil være omfattet av ett eller flere skjærelementer.

10. Borekrone i henhold til krav 9, hvor det ene eller de flere skjærelementene vil være omfattet av en måleblokk.

11. Borekrone i henhold til krav 10, hvor hver måleblokk vil være omfattet av en eller flere utsparinger som er egnet for å kunne ta i mot måleinnsettinger.

12. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av krav 6 til 8, hvor det relativt harde materialet vil være montert på kronen.

13. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av krav 9 til 11, hvor det relativt harde materialet vil være montert på den fremste kanten av det ene eller de flere skj ærelementene.

14. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det relativt harde materialet vil være omfattet av en eller flere prefabrikkerte skjærere montert inne i utsparingene.

15. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det relativt harde materialet vil være omfattet av polykrystallinsk diamant.

16. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det relativt harde materialet vil være omfattet av wolframkarbid.

17. Borekrone i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det relativt harde materialet vil være omfattet av kubisk bornitrid.

18. En fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone som er egnet for boring av foringsrør i et brønnhull, der fremgangsmåten vil være omfattet av: - formstøping av bronse for dermed å kunne danne et monolittisk legeme; - varmebehandling av den formstøpte bronsen; - montering av et relativt hardt materiale på det monolittiske legemet for derved å tilveiebringe et middel for å skjære i jord eller stein.

19. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til krav 18, hvor støping av det monolittiske legemet vil være omfattet av å støpe en krone.

20. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til krav 19, hvor støping av kronen av vil være omfattet av at det dannes ett eller flere strøm ved områder.

21. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til et hvilket som helst av kraene 18 til 20, hvor støping av det monolittiske legemet vil være omfattet av å støpe ett eller flere skjærelementer.

22. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til krav 21, hvor støping av ett eller flere skjærelementer vil være omfattet av støpe en måleblokk.

23. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til krav 22, hvor støping av måleblokken vil være omfattet av støpe en eller flere utsparinger som er egnet for å kunne ta i mot måleinnsettinger.

24. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til et hvilket som helst av kravene 18 til 23, hvor støping av bronse vil være omfattet av å støpe en aluminium bronse eller nikkel aluminium bronse.

25. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til et hvilket som helst av kravene 18 til 24, hvor støping av bronse vil være omfattet av en fremgangsmåte av å støpe valgt fra gruppen som er omfattet av sandstøping, sentrifugalstøping, kontinuerlig støping, permanent formstøping og gipsavstøping.

26. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til et hvilket som helst av kravene 18 til 25, hvor varmebehandling av den støpte bronsen tilveiebringer en flytgrense for det monolittiske legemet på minst 45000 psi.

27. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til et hvilket som helst av kravene 18 til 26, hvor varmebehandling av den støpte bronsen tilveiebringer en flytgrense for det monolittiske legemet på minst 60000 psi.

28. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til et hvilket som helst av kravene 18 til 27, hvor montering av det relativt harde materialet på det monolittiske legemet vil være omfattet av at det blir dannet ett eller flere utsparinger.

29. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til krav 28, når det er avhengig av et hvilket som helst av kravene 21 til 27, hvor det ene eller de flere utsparingene vil bli dannet på en fremre kant av det ene eller de flere skjærelementene.

30. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til krav 28, når det er avhengig av et av kravene 19 til 27, hvor det ene eller de flere utsparingene vil bli dannet på kronen.

31. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til et hvilket som helst av kravene 28 til 30, hvor montering av det relativt harde materialet på det monolittiske legemet vil være omfattet av at det blir festet prefabrikkerte skjærere inne i den ene eller de flere utsparingene.

32. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til krav 31, hvor festing av de prefabrikkerte skjærerene vil være omfattet av lodding av skjærerene innenfor den ene eller de flere utsparingene.

33. Fremgangsmåte for fremstilling av en borekrone i henhold til et hvilket som helst av kravene 18 til 32, hvor fremgangsmåten videre vil være omfattet av at det blir dannet en mekanisk kopling på det varmebehandlete monolittiske legemet.