NO20121279L - Forbedret bronn-restfanger og tilhorende utboringsanordning - Google Patents

Abstract

En restfangeranordning for brønnutboring inneholder modulære restmottakere som er holdt i huset på en måte som tilrettelegger stabling og en generelt bølgeformet strømningsbane for å tilrettelegge dropping av rester inn i mottakerne ettersom det gjenværende fluid beveger seg opp verktøyet for endelig filtrering før fluidet går ut av verktøyet for å strømme opp til overflaten i et reverserende sirkulasjonsmønster tilbake til utboringsanordningen under restfangeren. Modulene kan også være innrettet med klaffeventiler ved toppen av hver modul for å forhindre rester i verktøyet fra å falle til utboringsanordningen hvis sirkulasjon er stengt av. Utboringsanordningen er utformet for å ha en ut-av-senter returbane fortrinnsvis så stor som passasjen gjennom utboringslegemet for å hjelpe til med sirkulasjon og skjæreytelse.

Description

OMRÅDET FOR OPPFINNELSEN

[0001]Området for denne oppfinnelse er oppfangingsverktøy for brønnrest og mer nøyaktig de som reverserende sirkulerer inne i en utboringsanordning for å fange borekakser ettersom det kommer opp gjennom verktøyet.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

[0002]Utboringsoperasjoner nede i brønnen genererer borekaks som er fanget i verktøyer forbundet med en utboringsanordning som vanligvis er referert til i indu-strien som skrotfangere (engelsk junk catchers). Det er mange utforminger for slike verktøy. Noen har utvendige tetninger som styrer borekaks som kommer opp fra en utboringsanordning rundt utsiden av verktøyet tilbake inn i verktøyet slik at det sirkulerende fluid kan gå ut idet restene er fanget i verktøylegemet. Eksempel på denne utforming er USP 6,176,311 og 6,607,031. En annen utforming inn-befatter etablering av en omvendt sirkulasjon med stråler som slipper ut på utsiden av et verktøylegeme mot en utboringsanordning og virker som eduktorer for å trekke fluidet gjennom utboringsanordningen og inn i et filtrert seksjons sentral passasje. Når det restmettede fluid går ut av den sentrale passasjen avtar hastigheten og rest faller inn i en ringformet passasje og fluidet fortsetter å gå mot toppen av verktøyet. På veien ut av toppen er de gjenværende rester etterlatt på et filter og kan falle inn i det samme ringformede rom som fanger de store rester videre ned verktøyet ettersom det nå filtrerte fluid er trukket av strålen ved toppen av verktøyet for å gå tilbake ned rundt utsiden av verktøyet mot utboringsanordningen slik at syklusen kan repeteres.

[0003]Figur 1 illustrerer basisen for denne kjente utforming. En utboringsanordning 10 genererer borkaks som er fjernet med reverserende (omvendt) sirkulasjon som går opp passasje 12 og går ut ved 14 inn i et bredt sted 16 i verktøylege-met 18. Det tyngre borekaks faller inn i ringformet rom 20 rundt passasjen 12 idet fluidstrømmen med noe mindre borekaks fortsetter opp verktøylegemet 18 inntil det når et filter 22. De gjenværende rester er fanget på utsiden av filteret 22 og faller eventuelt til ringformet rom 20. Det rene fluid er trukket av stålene 24 matet av fluidet pumpet fra overflaten gjennom en streng (ikke vist). Utslipp fra strålene 24 kombinert med fluid trukket av disse stråler går nå tilbake ned rundt verktøy- legemet 18 mot utboringsanordningen 10 og det gjenværende går opp til overflaten på utsiden av rørstrengen som går fra overflaten (ikke vist).

[0004]Figur 2 viser en detalj av skrotfangeren i figur 1. Hva som er vist er den nedre ende like over utboringsanordningen 10. En skrudd forbindelse 26 holder bunnovergangen 28 til verktøylegemet 18. Rest 30 faller typisk ned i ringformet rom 20 og kiler rør 32 som danner passasjen 12 og forhindrer evnen til å relativt rotere bunnovergangen 28 med hensyn til legemet 18 for å få den skrudde forbindelse 26 til å løsne. At skrudd forbindelse 26 må åpnes slik at restene 30 kan spyles ut av verktøyet når den er brakt til overflaten. Det skal bemerkes at røret 32 er festet til bunnovergangen 28 og i de siste anstrengelser for å få den skrudde forbindelse løsnet har skåret røret eller har på annen måte bevirket at det brister eller svikter når rest 30 blir komprimert i ringformet rom 20.

[0005]Et annet problem var at rør 32 var prefabrikkert til en bestemt lengde som begrenset volumet av det ringformede rom 20. Et annet problem oppsto når over-flatepumpene ble avstengt og rest på filteret 22 kan falle igjennom hatten 34 gjennom sideåpningene 36 under denne.

[0006]Med å gå tilbake til figur 7 er detaljert riss av utboringsanordningen 10 fra figur 1 vist med en sentral passasje 38 som fører til sirkulasjonsutløp 40 hvor fire av disse kan ses i det tilhørende bunnriss. Passasjer 40 er mye mindre enn passasje 38 som mater disse. Dette arrangement fungerte godt for normal brønn-utboring med sirkulasjon som gikk ned passasje 38 til utløp 40 når et verktøy eller annen brønnboringsobstruksjon ble utboret på en tradisjonell måte. Imidlertid i forbindelse med restfangeren vist i figur Ivar det et problem siden sirkulasjons-mønstrene er reversert for restfangeren i figur 1 og borekaks er reverserende sir-kulert inn i legemet til utboringsanordningen 10 som fører til plussing av passasj-ene 40. Utboringsanordningene i figur 7 hadde blader 42 med innsatser 44 og teksturer! karbidflater imellom for å hjelpe til med utboringsoperasjon.

[0007]Den foreliggende oppfinnelse sørger for større kapasitetsvariasjon for verk-tøyet illustrert i figur 1 som fører til en modulutforming med passasjer som viser "dog legs" for å fremme dropping av rester inn i ringformede fangervolumer lokalisert under dog legs. En alternativ bruk av en modul tilnærming med innrettede moduler som har klaffventiler som kan fallstenge når sirkulasjon stopper for å forhindre rest fra å falle tilbake til utboringsanordningen. Utboringsanordnings- utformingen har blitt forandret for å legge til rette for omvendt sirkulasjon uten pluggeproblemene i tidligere kjente utforminger illustrert i figur 7. Disse andre aspekter med den foreliggende oppfinnelse vil lettere fremkomme for de som er faglært på området fra en gjennomgang av beskrivelsen av de foretrukne utførel-ser og tilhørende tegninger som fremkommer nedenfor idet det skal forstås at det fullstendige beskyttelsesområdet for oppfinnelsen er gitt ved kravene.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0008]En restfangeanordning for brønnutboring inneholder modulrestmottakere som er holdt i huset på en måte som tilrettelegger stabling og en generelt bølge-formet strømningsbane for å tilrettelegge dropping av rester inn i mottakerne ettersom det gjenværende fluid beveger seg opp verktøyet for endelig filtrering før fluidet går ut av verktøyet for å strømme opp til overflaten eller i et reverserende sirkulasjonsmønster tilbake til utboringsanordningen under restfangeren. Modulene kan også være innrettet med klaffventiler ved toppen av hver modul for å forhindre rester i verktøyet fra å falle til utboringsanordningen hvis visse sirkula-sjoner avstengt. Utboringsanordningen er utformet for å ha en ut-av-senter returbane fortrinnsvis så stor som passasjen gjennom utfresningslegemet for å hjelpe til med sirkulasjon og utboringsytelse.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009]Figur 1 er et seksjonsriss av en eksisterende utforming av en restfanger som benytter omvendt sirkulasjonsstrømningsmønster;

[0010]figur 2 er et detaljert riss av den nedre ende i figur 1 som viser måten som den enkle restfanger konstruksjonen og passasjen langs siden av den og måten den er festet til huset;

[0011]figur 3 er en versjon av de indre for restfanging som viser en bølgeformet strømningsbane opp verktøylegemet;

[0012]figur 4 er et detaljert riss av to moduler vist i figur 3;

[0013]figur 5 viser en innrettet modulutforming som inneholder klaffetypeventiler ved toppen av hver modul;

[0014]figur 6 er et ytterligere detaljert riss av modulen i figur 5 som viser hvorledes den er festet til verktøylegemet;

[0015]figur 7 er en seksjon og enderiss av en utboringsanordning benyttet i forbindelse med en restfangeanordning slik som vist i figur 1 og 5;

[0016]figur 8 er en seksjon og et enderiss av en utboringsanordning som kan benyttes i forbindelse med en restfanger, for eksempel som vist i figur 3 og 5.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSE

[0017]Figur 5 viser en utfresningsanordning 50 med en utførelse av restfanger-verktøy 52 montert over den. I denne utførelse er det moduler 54 og 56 som viser innhusing 55 selv om ytterligere moduler kan være benyttet. Modulene 54 og 56 er vist i større målestokk i figur 4 og uten huset 55 slik at strømningsmønsteret lettere kan sees. Fluid mettet med rester fra utfresningsanordningen 50 går inn i passasje 58 i modul 54. Lokalisert ved siden av passasje 58 er passasje 60 med begge passasjer åpne ved den øvre ende 62 av modul 54. Øvre ende 62 er avfaset og nedre ende 64 av modulen 56 er også avfaset på en tilpasset måte og etterlater en åpning 66 mellom ender 62 og 64. Passasje 58 fortsetter opp verkøyet inn i passasje 66 til modul 56. Passasje 60 i modul 54 har en lukket bunn 68. Når rest-mettet fluid går ut av passasje 58 ved toppen 62 avtar hastigheten og fluidstrøm-men må håndtere en dobbelbøye for å fortsette inn i passasje 66. Kombinasjonen av en senket hastighet og å gjøre den doble bøyen til en posisjon over passasjen 60 tillater rest å falle inn i passasje 60 hvor de er samlet inntil verktøyet 52 er fjernet til overflaten.

[0018]I mellomtiden fortsetter strømning opp verktøyet 52 gjennom passasje 66 inntil fluidstrømmen når den øvre ende 70 hvor det er en annen hastighetsreduk-sjon slik at enhver enda lettere rest som fremdeles er med kan ha en annen sjanse til å falle ut inn i passasje 72 som har en lukket bunn som er del av modul 56. Det skal bemerkes at den øvre ende 70 er kvadrert istedenfor å være avfaset på grunn av at i dette eksempel er det toppmodulen. Ideen er at mellom moduler er det en overkrysningseffekt for å tillate kombinasjonen av reduksjon av hastighet ved å entre et større tverrsnittsareal av verktøyet for å fungere i forbindelse med tyngdekraft for å la restene falle ned i en mottaker i posisjon rett under den strømmende strømmen. Etter at den strømmende strømmen passerer den øvre ende 70 entrer den en utvidet tverrsnittssone 72, vist i figur 3. Den går så gjennom et filter 74 og er så trukket av eduktorer 76 hvis utslipp går to veier; opphulls i et ringformet rom representert ved pil 78 eller nedhulls rundt det ringformede rom på utsiden av verktøylegemet 52 mot borkronen 50. Streng 80 mater fluid til eduktorstrålene 76 ettersom prosessen med utboring fortsetter og til slutt er verktøyet 52 fjernet fra brønnen og tatt fra hverandre ved skjøte som er anbrakt mellom modulene slik som 54 og 56.

[0019]Den foretrukne fastgjøringsteknikk er vist i figur 6 selv om den er i sammen-heng med en annen modul utforming. Figurer 5 og 6 går sammen som en alternativ modulutforming. Den nederste modul 82 er vist i begge figurer og er typisk av det foretrukne festesystem for hver modul. Som vist i figur 6 omgir verktøyhuset 84 røret 86. I denne utførelse er det en enkel passasje 88 i rør 86 med restfangeren i ringformet rom 90 etter at fluidstrømmen skyver klaffeventilen 92 åpen lokalisert over en filterseksjon 94. Sentralisereren 96 kan være montert til røret 86 for å holde det ringformede rom 80 rundt røret 86 rimelig enhetlig i dimensjon over lengden av røret 86. Røret 86 avslutter ved 96 og like over den lokaliseringen er en eller flere setteskruer eller festeanordninger 98 skrudd gjennom huset 84. Et plugget rengjøringshull 100 er også anordnet. Ved overflaten etter utboring er huset 84 brukket av ved sin topp 102 og nær dens bunn ved gjenge 104. Den pluggede rengjøring 100 er åpnet for å spyle rester ut så mye som mulig til ende 102. Etter at dette er gjort er setteskruene eller festeanordningen 98 løsnet og røret 86 skal kunne komme rett ut. Siden røret 86 fra sin nedre ende 96 til klaffeventilen 92 kun er holdt i hus 84 med setteskruene 98 er dets frigjøring mye enklere enn den tidligere kjente utforming vist i figur 2 hvor røret var integral med en overgang 28 som var skrudd ved 26 og tilstedeværelsen av komprimerte rester rundt røret 20 enten skadet røret eller den gjengede forbindelse ettersom anstrengelser ble gjort for å frigjøre den.

[0020]Modulutformningen i figurer 5 og 6 med fortrinnsvis sentralt monterte moduler med et filter 94 og en klaff 92 er utformet for å la strømning gå tilbake ved å omløpe den lukkede klaff 92 og å gå igjennom filter 94, hvis sirkulasjon er stengt av slik at rest fremdeles kan falle inn i det ringformede rom 90 rundt hver modul og væsken kan gå gjennom filteret 94 fordi klaffene 92 alle er lukket og ført ut av utboringsanordningen 50 etter som verktøyet 52 er trukket ut av hullet. Idet rør-ene 86 er vist i deres foretrukne sentraliserte orientering, kan de være forskjøvet fra hverandre også.

[0021]Nå med å gå til utformingen av utboringsanordningen og figurer 7 og 8, som nevnt før var problemet med figur 7 utformingen at utløpene 40 ville tilstoppes med rester som kunne overopphete og ganske enkelt stoppe utboringsanordningen i en sammenfiltring av borekaks. Et annet problem med den tidligere utforming var at bladene 42 kom til kort fra senteret 140 og etterlot kun en rekke av grunnkarbid-partikler i det området. Ved utboring av en pakning for eksempel var effekten ujevn utboring. Utboringsanordninger som kun benyttet en sentral boring for å motta omvendt sirkulasjonsstrømning når utboringen led fra å ha ingen utboring pågå-ende nær deres sentre for på den måten å etterlate en kjerne av ikke-utboret verktøy ettersom utboringen gikk fremover. Utboringsanordninger til den foreliggende oppfinnelse i figur 8 har en hovedboring 106 fortrinnsvis sentrisk lokalisert med en bøy 108 slik at inngangen for borekaks 110 er nær periferien 112. Et nett-verk av passasje 114 styrer borekakse fra virkningen av karbidpartikkelrekk- ene 116 til inngangen 110. Passasjen 114 styrer også motsirkulasjonsfluid som kommer ned på utsiden av verktøyet inn i inngangen 110. Det er to hovedfordeler med denne utforming. En er at inngangen 110 er nær til eller selv større enn boringen 106 for å redusere hvis ikke eliminere problemet med klumpdannelse av borekaks i figuren 7 utformingen fra mindre innløp 40 sammenlignet med hoved-passasjen over dem 38. En annen fordel er at det forskjøvede innløp 110 sørger for partikkelrekke 116 som ellers på periferien ved omkrets 112 for å ta opp slak-ket av et tapt parti av borkaksstruktur ved eller nær periferien for fremdeles å opp-nå effektiv utboring ved periferien i motsetning til lokalisering av innløpet i senteret som vil bidra til en ikke-utfresningssone eller en kjerneeffekt av utboring utvendig av et brønnverktøy uten sentre.

[0022]De som er faglært på området vil forstå at forbedringene av restfanger-verktøyet som benytter modulutformingene gjør de mer sannsynlig for å fraskilles ved overflaten for rengjøring når mettet med borekaks som kan komprimeres. En plugget renseåpning 100 sørger for et insiellt forsøk på å spyle borekakset klar av omgivende modulhus før løsgjøring av setteskruene 98 for å tillate fjerning med en uttrekningskraft ved den motsatte ende slik som nær sentralisereren 96. Modulutforming kan innbefatte en strømningsbane med en restmottaker i hver modul og en sinusaktig bane for strømning koplet med plutselige utvidelser av strømnings-arealet hvor bøyer er slik at den reduserte hastighet vil fungere sammen med tyngdekraft for å sørge for at rest faller rett ned til en innrettet restmottaker i en gitt modul nedenfor. Alternativt ved å benytte moduler som vist i figur 6 kan strømnin-gen komme rett opp gjennom modulene og på grunn av åpninger mellom modulene hvor hastigheten avtar kan rest fremdeles falle bort og skyves til periferien når de faller ned inn i det ringformede oppsamlingsareal delvis gjort mulig ved sentrali-sering 96 rundt røret 86. Når det ikke er noen sirkulasjon stenger kraften 92 og drenering til utboringsanordningen 50 kan skje igjennom filtrene 94 i hver modul. På denne måten er en våt streng ikke trukket og rester er ikke tillat å falle tilbake inn i utboringsanordningen 50 når sirkulasjonen stopper. Utboringsanordningen reduserer tilstopping med rester med innløpet 110 så stort som eller større enn boringen 106 og forskyvningen fra senterlokaliseringen av denne tillater tilstøtende avskjæringsstruktur nær periferien og kompenserer for sonen med tapt borekaks struktur hvor innløpet 110 er lokalisert. Dette reduserer fjerneboringseffekten sammenlignet med tidligere kjente utforminger med sentrale innløp.

[0023]Bruken av modulutforming sørger for evnen til å tilpasse det antatte nivå av borekaks med lagerkapasiteten for å holde disse inntil utboringen er utført. Monte-ringsteknikken tilrettelegger fjerning når verktøyet er mettet med borekaks med minimal risiko for skade på modulene og hurtig gjensammenstilling er tilrettelagt.

[0024]Beskrivelsen ovenfor er illustrativ for den foretrukne utførelse og mange modifikasjoner kan gjøres fra de som er faglært på området uten å avvike fra oppfinnelsen hvis området skal bestemmes fra det bokstavlige og ekvivalente området av kravene nedenfor.

Claims (5)

1. Utboringsanordning (50) for utboring nede i brønnhullet i forbindelse med en restfanger (52), nevnte utboringsanordning (50) omfatter: et legeme med en langsgående akse og som videre omfatter en avkuttingsstruktur ved og over en periferi av en nedre ende derav og som har en innvendig passasje (106) som strekker seg fra nevnte nedre ende og som fører til restfangeren (52) som opplagrer nevnte legeme og derved tillater at strømning går inn i nevnte passasje tilstøtende nevnte nedre ende for å føre rester gjennom nevnte passasje (106) til restfangeren (52) som opplagrer nevnte legeme; karakterisert ved at nevnte passasje (105) omfatter en forskyvning (108) fra nevnte langsgående akse ved nevnte nedre ende av nevnte legeme som har i det minste så stort tverrsnittsareal som tverrsnittsarealet som strekker seg fra nevnte forskyvning (108) til en ende av nevnte utboringsanordning (50) ved nevnte restfanger (52).

2. Utboringsanordning (50) ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte forskyvning (108) avslutter nær den ytre periferi av nevnte ende av nevnte utboringsanordningslegeme.

3. Utboringsanordning (50) ifølge krav 2, karakterisert ved at den gjenværende ytre periferi av nevnte utboringsanordning (50) i innret-ning med nevnte forskyvningsavslutning er vesentlig dekket i avkuttingsstruktur.

4. Utboringsanordning (50) ifølge krav 3, karakterisert ved at nevnte avkuttingsstruktur omfatter passasjer langs nevnte ende som fører til nevnte forskyvningsavslutning.

5. Utboringsanordning (50) ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte avkuttingsstruktur omfatter knust karbid.