NO20130958A1 - Kompositt bue-sentreringsenhet - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte som omfatter å tilveiebringe en sentraliseringsenhet anbrakt omkring et brønnboringsrør, hvori sentraliseringsenheten omfatter en første krage, en andre krage, mange buefjærer som kopler den første kragen til den andre kragen, og mange partikler anbrakt på en ytre overflate av minst én buefjær, hvori én eller flere av den første kragen, den andre kragen og buefjærene omfatter et komposittmateriale, og å plassere brønnboringsrøret i en brønnboring anbrakt i en undergrunnsformasjon. En fremgangsmåte som omfatter å tilveiebringe en sentraliseringsenhet anbrakt omkring et brønnboringsrør, hvori brønnboringsrøret omfatter en stoppkrage, et utspring eller en utknekking på den ene eller andre enden av sentraliseringsenheten, og hvori sentraliseringsenheten omfatter tre eller flere krager, mange buefjærer som omfatter mange andeler av buefjærer, hvori hver andel av buefjærer kopler to tilgrensende krager, og hvori én eller flere av kragene og buefjærene omfatter et komposittmateriale, og å plassere brønnboringsrøret i en brønnboring anbrakt i en undergrunnsformasjon.

Description

KOMPOSITT BUE-SENTRALISERINGSENHET

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse omhandler brønnboringsvedlikeholdsmetoder. Mer spesielt, en fremgangsmåte for å tilveiebringe en sentraliseringsenhet anbrakt omkring et brønnboringsrør og en sentraliseringsenhet for brønnboringsrør i undergrunnsformasjoner.

BAKGRUNN

Brønnboringer blir noen ganger boret inn i undergrunnsformasjoner som in-neholder hydrokarboner for å tillate utvinning av hydrokarbonene. Noen brønnbo-ringsbetjeningsmetoder anvender brønnboringsrør som blir senket ned i brønnbo-ringen for ulike formål gjennom hele brønnboringens levetid. Siden brønnboringer generelt ikke er perfekt vertikale, blir sentraliseringsenheter anvendt for å opprettholde brønnboringsrørene innrettet innen brønnboringen. Innretting kan hjelpe til med å forhindre enhver friksjon mellom brønnboringsrøret og siden av brønnbo-ringsveggen eller foringsrør, noe som potensielt reduserer enhver skade som kan forekomme. Vanlige fjær-sentraliseringsenheter anvender stoppkrager lokalisert ved den ene eller andre enden av sentraliseringsenheten for å opprettholde sent-raliseringsenhetens posisjon i forhold til brønnboringsrøret ettersom røret blir ført inn i og ut av brønnboringen. Fjær-sentraliseringsenheten kan være fri til å flytte seg innen grensene av stoppkragene. Fjær-sentraliseringsen hetene og stoppkragene er dannet av metaller, så som stål, for å tilveiebringe egnede egenskaper for sentraliseringsenheten.

OPPSUMMERING

Ifølge ett aspekt av foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en sentraliseringsenhet som omfatter en første krage; en andre krage; mange buefjærer som kopler den første kragen til den andre kragen; hvori én eller flere av den første kragen, den andre kragen og buefjærene omfatter et komposittmateriale. Sentraliseringsenheten kan videre omfatte mange partikler anbrakt på en ytre overflate av minst én buefjær. De fremre eller bakre kantene av den første kragen eller den andre kragen kan være kileformet eller vinklet. Sentraliseringsenheten kan videre omfatte en tredje krage, hvori de mange buefjærene omfatter en første andel av buefjærer og en andre andel av buefjærer, og hvori den første andelen av buefjærene kopler den første kragen til den tredje kragen og den andre andelen av buefjærene kopler den andre kragen til den tredje kragen. Minst én av de mange buefjærene kan ha en flertrinnsdesign som omfatter mange buede seksjoner. Tykkelsen av minst én buefjær kan variere langs lengden av buefjæren. Partiklene kan omfatte hovedsakelig sfæriske partikler, og kan ha en størrelse som spenner fra omkring 0,001 tommer til omkring 0,2 tommer. Partiklene omfatter et metall eller keram, og partiklene omfatter zirkoniumoksid. Partiklene kan være belagt med et overflatebeleggingsmiddel. Komposittmaterialet kan omfatte et fiber- og et matriksmateriale. Matriksmaterialet kan omfatte en harpiks som omfatter en herdbar harpiks og et herdemiddel. Fiberen kan omfatte en glassfiber, en celluloseholdig fiber, en karbonfiber, en grafittfiber, en metallfiber, en keramisk fiber, en metallisk-keramisk fiber, en aramidfiber eller en hvilken som helst kombinasjon derav, og fiberen kan belagt med et overflatebeleggingsmiddel.

I et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse omfatter en sentraliseringsenhet tre eller flere krager; mange buefjærer som omfatter mange andeler av buefjærer, hvori hver andel av buefjærer kopler to tilgrensende krager, og hvori én eller flere av kragene og buefjærene omfatter et komposittmateriale. Buefjærene i tilgrensende andeler kan være langsgående innrettet i et forskjøvet mønster. Antallet buefjærer i en første andel og en andre andel kan være forskjellig. Sentraliseringsenheten kan videre omfatte mange partikler anbrakt langs den ytre overflaten av minst én buefjær. Komposittmaterialet kan omfatte et fiber- og et matriksmateriale. Matriksmaterialet kan omfatte en harpiks som omfatter en herdbar harpiks og et herdemiddel. Fiberen kan omfatte en glassfiber, en celluloseholdig fiber, en karbonfiber, en grafittfiber, en metallfiber, en keramisk fiber, en metallisk-keramisk fiber, en aramidfiber eller en hvilken som helst kombinasjon derav. Fiberen kan være belagt med et overflatebeleggingsmiddel.

Ifølge et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte som omfatter å tilveiebringe en sentraliseringsenhet anbrakt omkring et brønnboringsrør, hvori sentraliseringsenheten omfatter: en første krage; en andre krage; mange buefjærer som kopler den første kragen til den andre kragen; hvori én eller flere av den første kragen, den andre kragen og buefjærene omfatter et komposittmateriale; og å plassere brønnboringsrøret i en brønnboring anbrakt i en undergrunnsformasjon. Sentraliseringsenheten kan videre omfatte mange partikler anbrakt på en ytre overflate av minst én buefjær. Minst én buefjærer kan ha en flertrinnsdesign som omfatter mange buede seksjoner. Partiklene kan omfatte hovedsakelig sfæriske partikler, og partiklene kan omfatte zirkonium oksid. Partiklene kan være belagt med et overflatebeleggingsmiddel. Sentraliseringsenheten kan være opprettholdt i posisjon på brønnboringsrøret ved anvendelse av stoppkrager, utspring, utknekkinger, eller en hvilken som helst kombinasjon derav. Sentraliseringsenheten kan rotere omkring brønnboringsrøret. Komposittmaterialet kan omfatte et fiber- og et matriksmateriale, og matriksmaterialet kan omfatte en harpiks som omfatter minst én komponent valgt fra gruppen bestående av: en ortoftalisk polyester, en isoftalisk polyester, en ftalisk/maelisk type polyester, en vinylester, en termoherdende epoksy, en fenolisk, et cyanat, et bismaleimid, et nadisk ende-dekket polyimid, et polysulfon, et polyamid, et polykarbonat, et polyfenylenoksid, et polysulfid, et polyetereterketon, et polyetersulfon, et polyamid-imid, et polyeterimid, et polyimid, et polyarylat, en flytende krystallinsk polyester, et polyuretan, en polyurea, og hvilke som helst kombinasjoner derav. Matriksmaterialet kan omfatte en harpiks som omfatter en herdbar harpiks og et herdemiddel. Den herdbare harpiksen kan omfatte minst én komponent valgt fra gruppen bestående av: en bisfenol A diglysidyleterharpiks, en butoksymetylbutyl glysidyleternar-piks, en bisfenol A-epiklorhydrinharpiks, en bisfenol F harpiks, en polyepoksidharpiks, en novolakkharpiks, en polyesterharpiks, en fenol-aldehyd-harpiks, en urea-aldehyd-harpiks, en furanharpiks, en uretanharpiks, en glysidyleterharpiks, og hvilke som helst kombinasjoner derav. Herdemidlet kan omfatte minst én komponent valgt fra gruppen bestående av: et cyklo-alifatisk amin, et aromatisk amin, et alifatisk amin, en imidazol, en pyrazol, et pyrazin, et pyrimidin, et pyridazin, en 1H-indazol, et purin, et ftalazin, et naftyridin, et kinoksalin, et kinazolin, et fenazin, et imidazolidin, et cinnolin, et imidazolin, et 1,3,5-triazin, en tiazol, et pteridin, en indazol, et amin, et polyamin, et amid, et polyamid, en 2-etyl-4-metyl imidazol, og hvilke som helst kombinasjoner derav. Fiberen kan være belagt med et overflatebeleggingsmiddel, og overflatebeleggingsmidlet kan omfatte minst én forbindelse valgt fra gruppen bestående av: et silazan, et siloksan, et alkoksysilan, et aminosilan, et silan, en silanol, en polyvinylalkohol, og en hvilken som helst kombinasjon derav. Brønnboringsrøret kan omfatte en stoppkrage, et utspring, eller en utknekking på den ene eller andre enden av sentraliseringsenheten. Fortrinnsvis, omfatter sentraliseringsenheten tre eller flere krager og mange buefjærer som omfatter mange andeler av buefjærer. Hver andel av buefjærer kan kople to tilgrensende krager. Én eller flere av kragene og buefjærene kan omfatte et komposittmateriale. Buefjærene i minst to tilgrensende andeler kan være langsgående innrettet i et forskjøvet mønster.

I et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåte å tilveiebringe en sentraliseringsenhet anbrakt omkring et brønnboringsrør, hvori brønnboringsrøret omfatter en stoppkrage, et utspring, eller en utknekking på den ene eller andre enden av sentraliseringsenheten, og hvori sentraliseringsenheten omfatter: tre eller flere krager; mange buefjærer som omfatter mange andeler av buefjærer, hvori hver andel av buefjærer kopler to tilgrensende krager, og hvori én eller flere av kragene og buefjærene omfatter et komposittmateriale; og å plassere brønnboringsrøret i en brønnboring anbrakt i en undergrunnsformasjon. Buefjærene i minst to tilgrensende andeler kan være langsgående innrettet i et forskjøvet mønster. Fremgangsmåten kan videre omfatte mange partikler anbrakt langs en ytre overflate av minst én buefjær. Komposittmaterialet kan omfatte et fiber- og et matriksmateriale. Matriksmaterialet kan omfatte en harpiks som omfatter en herdbar harpiks og et herdemiddel. Fiberen kan være belagt med et overflatebeleggingsmiddel, og overflatebeleggingsmidlet kan omfatte minst én forbindelse valgt fra gruppen bestående av: et silazan, et siloksan, et alkoksysilan, et aminosilan, et silan, en silanol, en polyvinylalkohol, og en hvilken som helst kombinasjon derav.

I et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse blir en sentraliseringsenhet produsert fra en prosess som omfatter: å danne mange komposittbuefjærer fra en fiber og en harpiks; anbringe mange partikler på en ytre overflate av komposittbuefjærene; herde komposittbuefjærene i en ønsket fasong for å danne mange herdede buefjærer; anbringe en første andel av en harpiks-fuktet fiber omkring en sylindrisk formkjerne for å danne mange krager; anbringe de mange herdede buefjærene på formkjernen med buefjærendene i kontakt med den første andelen av harpiks-fuktet fiber; anbringe en andre andel av den harpiks-fuktede fiberen omkring den sylindriske formkjernen; herde kragene for å danne en herdet sentraliseringsenhet; og presse formkjernen ut av den herdede sentraliseringsenheten. Fiberen kan bli levert som et filament, et garn, et tau, en roving, en tape, et stoff, eller en hvilken som helst kombinasjon derav. Fiberen i komposittbuefjæren kan være innrettet i en langsgående retning, og fiberen i kragene kan være innrettet i en periferiretning. Prosessen kan omfatte en automatisert prosess, og den automatiserte prosessen kan vurdere en diameter av fiberen, en stivhet av fiberen, en modul av fiberen, en kostnad for fiberen, eller en hvilken som helst kombinasjon derav.

Disse og andre trekk vil bli klarere forstått fra den følgende detaljerte beskrivelsen tatt i sammenheng med de ledsagende tegningene og kravene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

For en mer fullstendig forståelse av den foreliggende redegjørelsen og for-delene derav, blir referanse nå gjort til den følgende korte beskrivelsen, tatt i til-knytning til de ledsagende tegningene og detaljerte beskrivelse: Figur 1 er et bortskåret riss av en utførelsesform av et brønnboringsvedlike-holdssystem ifølge en utførelsesform. Figur 2 er et planriss av en sentraliseringsenhet ifølge en utførelsesform. Figurer 3A og 3B er planriss av sentraliseringsenheter ifølge utførelsesfor-mer. Figurer 4A, 4B og 4C er tverrsnittsriss av sentraliseringsenheter som omfatter buefjærer ifølge andre utførelsesformer. Figur 5 er et planriss av en sentraliseringsenhet ifølge enda en annen utfø-relsesform.

DETALJERT BESKRIVELSE AV UTFØRE LS ESFORMENE

I tegningene og beskrivelsen som følger er like deler typisk markert gjennom hele spesifikasjonen og tegningene med de samme respektive referanse-numrene. Tegningsfigurene er ikke nødvendigvis i riktig målestokk. Visse trekk ved oppfinnelsen kan være vist overdrevet i målestokk eller i ganske skjematisk form og noen detaljer av konvensjonelle elementer trenger ikke være vist for inter-esse av tydelighet og kortfattethet.

Med mindre spesifisert på annen måte, er en hvilken som helst anvendelse av en hvilken som helst form av begrepene "forbinde," "kontakte," "kople," "knytte til," eller et hvilket som helst annet begrep som beskriver en vekselvirkning mellom elementer ikke ment å begrense vekselvirkningen til direkte vekselvirkning mellom elementene og kan også inkludere indirekte vekselvirkning mellom de beskrevne elementene. I den følgende diskusjonen og i kravene, blir begrepene "som inkluderer" og "som omfatter" anvendt på en måte med åpne ender, og skulle således bli tolket til å bety "inkludert, men ikke begrenset til..." Referanse til opp eller ned vil bli gjort for formål av beskrivelse hvor "opp," "øvre," "oppover" eller "oppstrøms" betyr mot overflaten av brønnboringen og hvor "ned," "nedre," "nedover" eller "nedstrøms" betyr mot den terminale enden av brønnen, uavhengig av brønnbo-ringens orientering. De ulike karakteristikkene nevnt over, så vel som andre trekk og karakteristikker beskrevet mer detaljert under, vil lett være åpenbare for fag-personene med hjelp av denne redegjørelsen etter lesning av den følgende detaljerte beskrivelsen av utførelsesformene, og ved å referere til de ledsagende tegningene.

Fremlagt heri er en sentraliseringsenhet for anvendelse med et brønnbo-ringsrør. Sentraliseringsenheten kan omfatte ett eller flere komposittmaterialer. Den resulterende sentraliseringsenheten kan ha relativt lett vekt sammenlignet med en tradisjonell metallisk sentraliseringsenhet, noe som representerer en driftsmessig sikkerhetsfordel. Anvendelsen av komposittmaterialer kan sørge for en enklere og raskere fjerning av sentraliseringsenheten og/eller hvilke som helst sentraliseringsenhetkomponenter fra brønnboringen skulle en sentraliseringsenhet svikte innen brønnboringen sammenlignet med metalliske sentraliseringsenheter og/eller metalliske sentraliseringsenhetkomponenter. Videre kan komposittmaterialene sørge for anvendelsen av sentraliseringsenhetene i magnetisk sensitive applikasjoner (f.eks. måling under boring subs, kartlegging, etc). I tillegg kan evnen til å danne sentraliseringsenhetene fra et komposittmateriale tillate at sentraliseringsenheten blir hurtig tilvirket og skreddersydd for en spesiell applikasjon, som kan tillate at en sentraliseringsenhet blir optimalisert for en gitt anvendelse basert på betingelsene i en spesifikk brønnboring. Videre kan evnen til å anvende ulike konstruksjonsmaterialer så som ulike fibere, harpikser og/eller partikler sørge for en fleksibel design, kostnadseffektivitet og geometri som tidligere var utilgjengelig med tradisjonelle metalliske sentraliseringsenheter.

Med referanse til FIG. 1, er et eksempel på et brønnboringsdriftsmiljø vist.

Som avbildet, omfatter driftsmiljøet en borerigg 106 som er posisjonert på jordens overflate 104 og strekker seg over og rundt en brønnboring 114 som penetrerer en undergrunnsformasjon 102 for det formål å utvinne hydrokarboner. Brønnboringen 114 kan være boret inn i undergrunnsformasjonen 102 ved anvendelse av en hvilken som helst egnet boreteknikk. Brønnboringen 114 strekker seg hovedsakelig vertikalt bort fra jordens overflate 104 over en vertikal brønnboringsandel 116, avviker fra vertikal i forhold til jordens overflate 104 over en avbøyd brønnboringsan-del 136, og går over til en horisontal brønnboringsandel 118. I alternative driftsmiljøer, kan alt eller andeler av en brønnboring være vertikal, avbøyd ved en hvilken som helst egnet vinkel, horisontal og/eller krummet. Brønnboringen kan være en ny brønnboring, en eksisterende brønnboring, en rett brønnboring, en brønnboring med forlenget rekkevidde, en avsporet brønnboring, en multi-lateral brønnboring og andre typer brønnboring for boring og komplettering av én eller flere produk-sjonssoner. Videre kan brønnboringen bli anvendt for både produksjonsbrønner og injeksjonsbrønner. Brønnboringen kan bli anvendt for formål andre enn eller i tillegg til hydrokarbonproduksjon, så som anvendelser relatert til geotermisk energi.

En brønnboringsrørstreng 120 som omfatter en sentraliseringsenhet 200 kan være senket inn i undergrunnsformasjonen 102 for en rekke av boring, komplettering, overhaling eller behandlingsprosedyrer gjennom hele brønnboringens levetid. FIG. 1 illustrerer brønnboringsrøret 120 i form av en foringsrørstreng som blir senket inn i undergrunnsformasjonen. Det skulle bli forstått at brønnboringsrø-ret 120 som omfatter en sentraliseringsenhet 200 likeledes kan anvendes for en hvilken som helst type av brønnboringsrør som blir ført inn i en brønnboring, som inkluderer som ikke-begrensende eksempler utføringer, borerør, produksjonsrør-ledning, stavstrenger (rod strings) og kveilet rør. Sentraliseringsenheten 200 kan også bli anvendt for å sentralisere ulike subs og vedlikeholdsverktøyer. FIG. 1, brønnboringsrøret 120 som omfatter sentraliseringsenhet 200 blir ført inn i undergrunnsformasjonen 102 på en konvensjonell måte og kan påfølgende bli festet innen brønnboringen 114 ved å fylle et ringrom 112 mellom brønnboringsrøret 120 og brønnboringen 114 med et sementaktig materiale.

Boreriggen 106 omfatter en derrik 108 med et riggulv 110 som brønnbo-ringsrøret 120 strekker seg gjennom nedover fra boreriggen 106 inn i brønnbo-ringen 114. Boreriggen 106 omfatter en motordrevet vinsj og annet assosiert utstyr for å forlenge foringsrørstrengen 120 inn i brønnboringen 114 for å posisjonere brønnboringsrøret 120 ved en valgt dybde. Selv om driftsmiljøet avbildet i Figur 1 refererer til en stasjonær borerigg 106 for å senke og sette brønnboringsrøret 120 som omfatter sentraliseringsenheten 200 innen en land-basert brønnboring 114 kan, i alternative utførelsesformer, mobile overhalingsrigger, brønnboringsbetje-ningsenheter (så som kveilet rør enheter), og lignende bli anvendt for å senke brønnboringsrøret 120 som omfatter sentraliseringsenheten 200 inn i en brønnbo-ring. Det skulle bli forstått at et brønnboringsrør 120 som omfatter sentraliseringsenheten 200 alternativt kan bli anvendt i andre driftsmiljøer, så som innen et off-shore brønnboringsdriftsmiljø.

I alternative driftsmiljøer, kan en vertikal, avbøyd eller horisontal brønnbo-ringsandel være mantlet og sementert og/eller andeler av brønnboringen kan være umantlet. For eksempel kan umantlet seksjon 140 omfatte en seksjon av brønnbo-ringen 114 klar for å bli mantlet med brønnboringsrør 120. Sentraliseringsenheten kan være anbrakt på produksjonsrørledning i en mantlet eller umantlet brønn. En andel av brønnboringen 114 kan omfatte en utvidelsesboret seksjon. Som anvendt heri, refererer utvidelsesboring (underreaming) til forstørrelsen av en eksisterende brønnboring under en eksisterende seksjon, som kan være mantlet i noen utførel-sesformer. En utvidelsesboret seksjon kan ha en større diameter enn en seksjon oppover fra den utvidelsesborede seksjonen. Således kan et brønnboringsrør som passerer ned gjennom brønnboringen passere gjennom en passasje med mindre diameter fulgt av en passasje med større diameter.

Uavhengig av typen driftsmiljø som sentraliseringsenheten 200 blir anvendt i, vil det bli erkjent at sentraliseringsenheten 200 tjener til å hjelpe til med å lede og plassere brønnboringsrøret 120 gjennom brønnboringen 114. Som beskrevet mer detaljert under, omfatter sentraliseringsenheten 200 krager 202, 204, og mange buefjærer 206 som forbinder kragene 202, 204. Sentraliseringsenheten tjener til å sentrere brønnboringsrøret (f.eks. foringsrørstreng 120) innen brønnboringen 114 ettersom brønnboringsrøret 120 blir ført innen brønnboringen 114.

Flere krefter blir anvendt for å karakterisere sentraliseringsenheter 200. Buefjærene 206 tilveiebringer en kraft kjent som en "returkraft" for å radialt (dvs. lateralt) tvinge brønnboringsrøret bort fra brønnboringsveggen. På samme tid kan buefjærene 206 være lateralt komprimerbare slik at brønnboringsrøret kan bli flyt-tet langs det indre av brønnboringen til tross for nærværet i brønnboringen av rest-riksjoner med liten diameter og andre hindringer til langsgående bevegelse av brønnboringsrøret innen brønnboringen. Etter å ha møtt på en restriksjon innen brønnboringen i løpet av befordring, kan buefjærene bli komprimert for å entre restriksjonen. Kraften krevet for å komprimere buefjærene og føre sentraliseringsenheten inn i det indre av restriksjonen, som kan inkludere den innledende innfø-ringen i brønnboringen, blir referert til som "utgangskraften." Kontakten mellom buefjærene og brønnboringsveggen kan føre til en friksjonskraft. Kraften krevet for å overkomme friksjonskraften kan bli referert til som "den løpende kraften," som er den mengden kraft krevet for å flytte brønnboringsrøret langsgående langs brønn-boringen med sentraliseringsenheten fiksert til dens utside. Spesifikasjoner for mengden returkraft og riktig anvendelse av sentraliseringsenheter er beskrevet i et dokument med tittel, Specifications for Bow- Spring- Centralizers, API Spesifikasjon 10D, 5. utgave, American Petroleum Institute, Washington, D.C. (1994), som er inkorporert heri ved referanse i sin helhet. Generelt talt, blir foringsrørsentralise-ringsenheter dannet for å sentrere et brønnboringsrør med en spesiell ytre diameter (OD) innen en brønnboring eller ytre brønnboringsrør (f.eks. et foringsrør) med en spesiell nominell diameter.

Med referanse nå til FIG. 2, er sentraliseringsenheten 200 vist i større de-talj. Som beskrevet over, omfatter sentraliseringsenheten 200 første krage 202, andre krage 204, og mange buefjærer 206 som forbinder kragene 202, 204. Kragene 202, 204 og de mange buefjærene 206 kan være dannet av stål, et kompositt, eller et hvilket som helst annet lignende materiale med høy styrke. Kragene 202, 204, og/eller buefjærene 206 kan være dannet av et komposittmateriale. Kragene 202, 204 kan være generelt sylindrisk i fasong og kan ha en indre diameter valgt til å bli anbrakt omkring utsiden av et brønnboringsrør som de skal bli koplet til. Kragene 202, 204 kan ha en ønsket lengde 210, 212 basert på de mekaniske kravene av sentraliseringsenheten 200 og ved å ta hensyn til konstruksjonsmate-rialet og lengden nødvendig for å integrere buefjærene 206, som beskrevet mer detaljert under. Som anvendt heri, refererer lengden av sentraliseringsenheten og/eller én eller flere buefjærer til dimensjonen av sentraliseringsenheten 200 i den langsgående retningen av brønnboringsrøret 120, og bredden av sentraliseringsenheten 200 og/eller én eller flere buefjærer 206 refererer til dimensjonen i en retning vinkelrett på den langsgående retningen av brønnboringsrøret 120 langs overflaten av brønnboringsrøret 120. Lengden 210 av den første kragen 202 og lengden 212 av den andre kragen 204 kan være den samme eller forskjellig. De fremre og/eller bakre kantene 214, 216 av den første kragen 202 og/eller den andre kragen 204 kan være kileformet eller vinklet for å bistå i bevegelse av sentraliseringsenheten 200 gjennom brønnboringen (f.eks. gjennom en restriksjon og/eller etter å ha entret brønnboringen). Når stoppkrager blir anvendt for å opprettholde sentraliseringsenheten 200 i posisjon på brønnboringsrøret, kan de fremre og/eller bakre kantene av stoppkragene være kileformet og de fremre og/eller bakre kantene 214, 216 trenger ikke være kileformet.

I FIG. 3A, er det vist en multi-seksjon sentraliseringsenhet design med en tredje krage 302 anbrakt mellom den første kragen 202 og den andre kragen 204. En første andel 304 av mange buefjærer kan bli anvendt for å kople den første kragen 202 og den tredje kragen 302, og en andre andel 306 av de mange buefjærene kan bli anvendt for å kople den tredje kragen 502 og den andre kragen 204. Den tredje kragen 302 kan være lignende i design med kragene 202, 204. Kragene 202, 204, 302 og en hvilken som helst av buefjærandelene 304, 306 kan være dannet av stål, et kompositt, eller et hvilket som helst annet lignende materiale med høy styrke. Én eller flere av den første kragen 202, den andre kragen 204, den tredje kragen 302, den første andelen 304 av de mange buefjærene, og den andre andelen 306 av de mange buefjærene kan omfatte et komposittmateriale. Den første andelen 304 av buefjærene og den andre andelen 306 av buefjærene kan være koplet til den tredje kragen 302 ved anvendelse av en hvilken som helst av metodene fremlagt heri. Som vist i FIG. 3 A, kan antallet buefjærer i den første andelen 304 og den andre andelen 306 av buefjærer være det samme, og buefjærene i hver andel kan være innrettet langs den langsgående aksen av brønnboringsrøret. I FIG. 3B, er det vist at antallet buefjærer i den første andelen 306 og den andre andelen 304 av buefjærer kan være det samme, og buefjærene i hver andel kan være forskjøvet slik at buefjærene ikke innrettes langs den langsgående aksen av brønnboringsrøret 120. Antallet buefjærer i den første andelen og den andre andelen av buefjærer kan være forskjellig, og buefjærene i hver andel kan være forskjøvet slik at buefjærene ikke innrettes. For eksempel, kan den første andelen ha 5 buefjærer og den andre andelen kan ha 3 buefjærer. I dette eksemplet, kan buefjærene i den første andelen og den andre andelen være innrettet slik at ingen av buefjærene i den første andelen innrettes langs den langsgående aksen av brønnboringsrøret 120 med en hvilken som helst av buefjærene i den andre andelen. Anvendelsen av flere krager for å sørge for ytterligere buefjærer mellom den første kragen 202 og den andre kragen 204 kan øke returkraften uten en tilsvarende økning i utgangskraften, noe som tillater at de ønskede egenskapene blir skreddersydd basert på designen av sentraliseringsenheten 200. Som en videre fordel, kan en design hvor buefjærene i hver andel er arrangert i en langsgående forskjøvet innretting sørge for at returkraften blir øket uten en økning i utgangskraften.

Det vil bli erkjent at selv om en tredje krage 302 er illustrert, kan et hvilket som helst antall ytterligere krager være anbrakt mellom påfølgende andeler av buefjærene for å forbinde den første kragen 202 til den andre kragen 204. Mange krager kan være koplet ved mange andeler av buefjærer. Videre kan de mange seksjonene hver ha det samme antallet buefjærer eller et forskjellig antall buefjærer, og buefjærene i hver andel kan være innrettet langs en langsgående akse eller forskjøvet med hensyn til den langsgående aksen. Selv om en enkelt seksjon er beskrevet under for tydelighet, skal det bli forstått at de samme konseptene enkelt kan bli anvendt ved én fagperson for en multiseksjonsdesign.

Med returnering til FIG. 2, kan mange buefjærer 206 forbinde kragene 202, 204, og eventuelt én eller flere indre krager i en multi-seksjon design. Buefjærene 206 kan være dannet av et komposittmateriale som omfatter de samme komponentene som den første kragen 202 og/eller den andre kragen 204 eller forskjellige komposittmaterialer fra den første kragen 202 og/eller den andre kragen 204. Én eller flere av buefjærene kan være dannet av stål eller et lignende materiale med høy styrke. To eller flere buefjærer 206 kan bli anvendt for å kople kragene 202, 204. Antallet buefjærer 206 kan være valgt basert på brønnboringsrørets egenskaper (f.eks. vekt, størrelse), brønnboringens egenskaper (f.eks. orientering, slynging, etc), brønnboringens servicebetingelser (f.eks. temperatur, surhet, etc.) og/eller den ringformede avstanden tilgjengelig mellom brønnboringsrøret og den indre brønnboringsveggen. Antallet buefjærer 206 kan også bli valgt for å redusere utgangs- og/eller friksjonskreftene mens en øker returkraften tilgjengelig innen brønnboringen. Buefjærene 206 kan generelt strekke seg langsgående mellom kragene 202, 204. Ytterligere orienteringer kan imidlertid bli anvendt avhengig av den ønskede anvendelsen av sentraliseringsenheten. For eksempel er heliske og/eller vinklede orienteringer også mulig. Hver av buefjærene 206 kan omfatte de samme materialene og orientering. Hver buefjær eller en hvilken som helst kombinasjon av de mange buefjærene kan omfatte forskjellige materialer og orienteringer.

Buefjærene 206 kan generelt ha en buet profil mellom kragene 202, 204, selv om en hvilken som helst egnet fasong (f.eks. bakoverbøyd) som gir en tilba-ketrukkenhet fra brønnboringsrøret og en ønsket ret urkraft kan bli anvendt. FIG. 4A viser at buefjærene 206 kan ha en jevn bue mellom kragene 202, 204. Fjær-kraften som tilveiebringer returkraften kan så bli beskrevet ved kjente fjærligninger. FIG. 4B og FIG. 4C viser at buefjærene 206 kan ha en multi-trinn design. Buefjærene kan general ha en første buet seksjon 402 mellom kragene 202, 204 med en andre buet seksjon 404 anbrakt langs lengden av buefjæren mellom kragene 202,

204. Den andre buede seksjonen 404 kan være formet i en rekke fasonger, (f.eks. en bue med øket vinkel, en sinusoidal kurve, etc). Den andre buede seksjonen 404 kan generelt ha en øket fjærkonstant for å gi en øket returkraft til buefjæren. Som et resultat av multi-trinn designen, kan returkraften øke i trinn ettersom buefjæren 206 blir forskjøvet i en radial retning mot senteret av sentraliseringsenheten 200. Den innledende forskyvningen kan forekomme som et resultat av den dynamiske bøyingen av den større buede seksjonen 402 som vist i FIG. 4C. Ytterligere innadrettet forskyvning kan forårsake at den andre buede seksjonen 404 bøyes og presenterer en større returkraft. Mange buede seksjoner kunne bli implementert langs en buefjær 206 for å skape en returkraftprofil som ønsket. Hver av buefjærene 206 kan omfatte den samme fasongen. Hver buefjær eller en hvilken som helst kombinasjon av de mange buefjærene kan omfatte forskjellige fasonger.

Returkraften kan også bli skreddersydd basert på ytterligere hensyn som inkluderer, men ikke er begrenset til, tykkelsen av en buefjær og/eller bredden av en buefjær. En buefjær kan ha en enhetlig tykkelse langs lengden av buefjæren, eller tykkelsen kan variere langs lengden av buefjæren. Som vist i FIG. 4A, kan tykkelsen 406 av buefjæren 206 være hovedsakelig enhetlig langs lengden av buefjæren 206. Som anvendt heri refererer "hovedsakelig enhetlig" til en tykkelse som kan variere innen tilvirkningstoleransene for komponenten. Som vist i FIG. 4B og FIG. 4C, kan tykkelsen 410 av den første buede seksjonen 402 være mindre enn tykkelsen 408 av den andre buede seksjonen 404. Generelt kan returkraften øke ettersom tykkelsen av buefjæren øker. Likeledes kan returkraften øke ettersom bredden av buefjæren øker. Tykkelsen, bredden og lengden kan være begrenset basert på karakteristikkene av brønnboringsrøret og brønnboringen som sentraliseringsenheten blir anbrakt i. Videre designfaktorer som kan påvirke returkraften, utgangskraften og den løpende kraften kan inkludere, men er ikke begrenset til, typen av fiber eller fibere anvendt for å danne buefjærene, og/eller typen av matriksmateriale eller materialer anvendt for å danne buefjærene, hver av disse er diskutert mer detaljert under. Enda videre designfaktorer kan inkludere vinkelen for vikling av fibrene og tykkelsen av fibrene.

Med referanse igjen til FIG. 2, kan buefjærene ha mange partikler 220 anbrakt på den ytre overflaten av buefjærene 206. Som anvendt heri omfatter den "ytre overflaten" av buefjærene 206 de andelene av buefjærene forventet å kon takte en overflate av en brønnboring og/eller rør som sentraliseringsenheten er plassert inn i. Partiklene kan være anbrakt langs hele lengden av buefjærene eller bare de andelene forventet å kontakte brønnboringsveggen i løpet av befordring av sentraliseringsenheten og brønnboringsrøret innen brønnboringen. Som anvendt heri, refererer anbrakt på den ytre overflaten generelt til partiklene som er lokalisert ved den ytre overflaten av buefjærene 206 og kan inkludere partiklene som er innkapslet i den ytre overflaten, avsatt i og/eller på den ytre overflaten, og/eller belagt på den ytre overflaten. Partiklene kan generelt være bestandige mot erosjon og/eller abrasjon for å forhindre slitasje på kontaktpunktene mellom buefjæroverflatene og brønnboringsveggene eller indre overflater av brønnboring-en. Fasongen, størrelsen og sammensetningen av partiklene kan være valgt for å påvirke mengden friksjon mellom buefjærene og brønnboringsveggene i løpet av befordring av brønnboringsrøret som omfatter sentraliseringsenheten innen brønnboringen. Generelt kan partiklene være valgt for å redusere de løpende kref-tene krevet i løpet av befordring av brønnboringsrøret innen brønnboringen. Partiklene kan omfatte en lav overflateenergi og/eller friksjonskoeffisient, og/eller kan omfatte hovedsakelig sfæriske partikler. Partiklene kan ha en fordeling av størrel-ser, eller de kan alle ha omtrent den samme størrelsen. Partiklene kan være innen en fordeling av størrelser som spenner fra omkring 0,001 tommer til omkring 0,2 tommer, 0,005 tommer til omkring 0,1 tommer, 0,01 tommer til omkring 0,005 tommer. Partiklene kan være omkring 0,02 tommer til omkring 0,004 tommer. Partiklene kan omfatte et hvilket som helst materiale som er i stand til å motstå abrasjon og erosjon når anbrakt på en buefjær og brakt i kontakt med brønnborings-veggen. I en utførelsesform kan partiklene være dannet av metall og/eller keram. For eksempel kan partiklene omfatte zirkoniumoksid. Partiklene kan være belagt med et hvilket som helst av overflatebeleggingsmidlene diskutert under for å bistå i binding mellom partiklene og ett eller flere konstruksjonsmaterialer av sentraliseringsenheten eller hvilke som helst sentraliseringsenhetkomponenter.

Sentraliseringsenheten 200 kan være anbrakt omkring et brønnboringsrør 120 og holdt på plass ved anvendelse av en hvilken som helst teknikk kjent innen faget. Som vist i FIG. 5 kan stoppkrager 502, 504 bli anvendt for å bevare sentraliseringsenheten 200 på et brønnboringsrør 120. Stoppkragene 502, 504 kan være dannet av stål eller lignende materiale med høy styrke. Stoppkragene 502, 504 kan være konstruert av et komposittmateriale. Stoppkragene 502, 504 kan være generelt sylindrisk formet og kan ha en indre diameter valgt for å passe omkring utsiden av brønnboringsrøret 120 som de skal bli fiksert til. Stoppkragene 502, 504 kan være fiksert til utsiden av brønnboringsrøret ved anvendelse av settskruer 506 eller en hvilken som helst annen innretning kjent innen faget for slik formål. Stoppkragene kan være konstruert av et komposittmateriale og kan ta formen av en hvilken som helst av stoppkragene vist i U.S. Patentsøknad publikasjoner nr. US 2005/0224123 A1, med tittel "Integral Centraliser" og publisert 13. oktober, 2005, og US 2007/0131414 A1, med tittel "Method for Making Centralizers for Centralising a Tight Fitting Casing in a Borehole" og publisert 14. juni, 2007, begge disse er inkorporert heri ved referanse i deres helhet. Anvendelsen av stoppkrager 502, 504 kan tillate at sentraliseringsenheten 200 roterer med hensyn til brønnborings-røret 120 ettersom sentraliseringsenheten 200 ikke kan bli fiksert koplet til brønn-boringsrøret 120. En friksjonsanordning eller koplingsstykke (f.eks. en settskrue i én eller flere av kragene 202, 204) kan bli anvendt for å fiksert forbinde sentraliseringsenheten 200 til brønnboringsrøret 120.1 en utførelsesform, kan friksjonsan-ordningen eller koplingsstykket være dannet av et komposittmateriale.

Ytterligere tilknytningsmetoder kan bli anvendt for å kople sentraliseringsenheten til brønnboringsrøret. En utkraging kan bli tilformet på brønnboringsrøret ved anvendelse av et komposittmateriale som er i stand til å holde sentraliseringsenheten 200 på brønnboringsrøret. Egnede utkraginger og fremgangsmåter for fremstilling avdisse er fremlagt i U.S. Patentsøknad publikasjon nr. 2005/0224123 A1 til Baynham et al. og publisert 13. oktober, 2005, hele redegjørelsen i denne er inkorporert heri ved referanse. Utkragingene kan omfatte et komposittmateriale, som kan omfatte en keramisk basert harpiks som inkluderer, men ikke er begrenset til, typene fremlagt i U.S. Patentsøknad publikasjoner nr. US 2005/0224123 A1, med tittel "Integral Centraliser" og publisert 13. oktober, 2005, og US 2007/0131414 A1, med tittel "Method for Making Centralizers for Centralising a Tight Fitting Casing in a Borehole" og publisert 14. juni, 2007, begge disse ble inkorporert ved referanse over. Som vist i sentraliseringsenheten 200 ifølge Figur 1, kan minst ett vindu være anbrakt i en krage 202, 204, og kan bli anvendt for å kople sentraliseringsenheten 200 til et brønnboringsrør 120. Vinduet anbrakt i en krage 202, 204 kan omfatte en utskjæring av kragen 202, 204 som sørger for ad-komst gjennom kragen 202, 204. En utknekking kan være utformet innen vinduet for å kople sentraliseringsenheten 200 til brønnboringsrøret 120. Egnede konfigu- rasjoner, materialer og fremgangsmåter for å kople sentraliseringsenheten 200 til brønnboringsrøret 120 ved anvendelse av et vindu med en utknekking anbrakt deri er fremlagt i samtidig-løpende U.S. Patentsøknad nr. 12/964,605, levert 9. desem-ber, 2010, og med tittel "Integral Pull-Through Centralizer," hele redegjørelsen i denne er inkorporert heri ved referanse.

Med referanse til FIG. 5, kan stoppkragene 502, 504 eller andre innretninger for å holde sentraliseringsenheten 200 på brønnboringsrøret 120 være tilstrekkelig romlig atskilt til å tillate at sentraliseringsenheten 200 ekspanderer langsgående når den blir radialt komprimert. Den radiale, innadrettede komprimeringen av buefjærene 206 skaper en langsgående forlengelse av avstanden 514 mellom kragene 204, 204, og øker således den totale lengden av sentraliseringsenheten 200. Økningen i lengde av sentraliseringsenheten 200 er omtrent den samme som eller større enn den radiale avstanden 508 forflyttet ved buefjær 206 i løpet av komprimeringen. For å huse denne langsgående forflytningen, kan stoppkragene 502, 504 være romlig atskilt slik at summen av avstandene 510 og 512 er lik eller større enn den største radiale forflytningsavstanden 508 av de mange buefjærene 206. Summen av avstandene 510 og 512 kan være omkring 5 % til omkring 10 % større enn avstanden 508 for å sørge for driftsmessige toleranser i løpet av kop-ling av sentraliseringsenheten 200 til brønnboringsrøret 120 ved anvendelse av stoppkragene 502, 504.

Sentraliseringsenheten 200 kan være dannet av ett eller flere komposittmaterialer. Et komposittmateriale omfatter en heterogen kombinasjon av to eller flere komponenter som avviker i form eller sammensetning på en makroskopisk målestokk. Selv om komposittmaterialet kan utvise karakteristikker som ingen av komponentene innehar alene, bevarer komponentene deres unike fysiske og kjemiske identiteter innen komposittet. Komposittmaterialer kan inkludere et forsterknings-middel og et matriksmateriale. I et fiber-basert kompositt, kan fibere virke som for-sterkningsmidlet. Matriksmaterialet kan virke for å holde fibrene i en ønsket lokali-sering og orientering og også tjene som et last-overføringsmedium mellom fibere innen komposittet.

Matriksmaterialet kan omfatte en harpikskomponent, som kan bli anvendt for å danne en harpiksmatriks. Egnede harpiksmatriksmaterialer som kan bli anvendt i komposittmaterialene beskrevet heri kan inkludere, men er ikke begrenset til, termoherdende harpikser som inkluderer ortoftaliske polyestere, isoftaliske po lyestere, ftalisk/maelisk type polyestere, vinylestere, termoherdende epoksyer, fenoler, cyanater, bismaleimider, nadisk ende-dekkede polyimider (f.eks. PMR-15), og hvilke som helst kombinasjoner derav. Ytterligere harpiksmatriksmaterialer kan inkludere termoplastiske harpikser som inkluderer polysulfoner, polyamider, polykarbonater, polyfenylenoksider, polysulfider, polyetereterketoner, polyetersul-foner, polyamid-imider, polyeterimider, polyimider, polyarylater, flytende krystallinsk polyester, polyuretaner, polyurear, og hvilke som helst kombinasjoner derav.

Matriksmaterialet kan omfatte en to-komponent harpikssammensetning. Egnede to-komponent harpiksmaterialer kan inkludere en herdbar harpiks og et herdemiddel som, når kombinert, reagerer for å danne et herdet harpiksmatriks-materiale. Egnede herdbare harpikser som kan bli anvendt inkluderer, men er ikke begrenset til, organiske harpikser så som bisfenol A diglysidyleterharpikser, butok-symetylbutylglysidyleterharpikser, bisfenol A-epiklorhydrin harpikser, bisfenol F harpikser, polyepoksidharpikser, novolakkharpikser, polyesterharpikser, fenol-aldehyd harpikser, urea-aldehyd harpikser, furanharpikser, uretanharpikser, glysi-dyleterharpikser, andre epoksidharpikser, og hvilke som helst kombinasjoner derav. Egnede herdemidler som kan bli anvendt inkluderer, men er ikke begrenset til, cyklo-alifatiske aminer; aromatiske aminer; alifatiske aminer; imidazol; pyrazol; pyrazin; pyrimidin; pyridazin; 1H-indazol; purin; ftalazin; naftyridin; kinoksalin; kinazolin; fenazin; imidazolidin; cinnolin; imidazolin; 1,3,5-triazin; tiazol; pteridin; indazol; aminer; polyaminer; amider; polyamider; 2-etyl-4-metyl imidazol; og hvilke som helst kombinasjoner derav. Én eller flere ytterligere komponenter kan bli tilsatt matriksmaterialet for å påvirke egenskapene av matriksmaterialet. For eksempel kan én eller flere elastomere komponenter (f.eks. nitrilgummi) bli tilsatt for å øke fleksibiliteten av det resulterende matriksmaterialet.

Fibrene kan gi deres karakteristiske egenskaper, som inkluderer deres styrke-relaterte egenskaper, til komposittet. Fibere som er nyttige i komposittmaterialene anvendt for å danne en krage og/eller én eller flere buefjærer kan inkludere, men er ikke begrenset til, glassfibere (f.eks. e-glass, A-glass, E-CR-glass, C-glass, D-glass, R-glass og/eller S-glass), celluloseholdige fibere (f.eks. viskoserayon, bomull, etc), karbonfibere, grafittfibere, metallfibere (f.eks. stål, aluminium, etc), keramiske fibere, metallisk-keramiske fibere, aramidfibere, og hvilke som helst kombinasjoner derav.

Styrken av grenseflaten mellom fibrene og matriksmaterialet kan bli modifi-sert eller forbedret ved anvendelsen av et overflatebeleggingsmiddel. Overflatebeleggingsmidlet kan tilveiebringe en fysisk-kjemisk forbindelse mellom fiberen og harpiksmatriksmaterialet, og kan således ha en innvirkning på de mekaniske og kjemiske egenskapene av det endelige komposittet. Overflatebeleggingsmidlet kan bli påført til fibere i løpet av deres tilvirkning eller et hvilket som helst annet tidspunkt før dannelsen av komposittmaterialet. Egnede overflatebeleggingsmidler kan inkludere, men er ikke begrenset til, surfaktanter, anti-statiske midler, smøre-midler, silazan, siloksaner, alkoksysilaner, aminosilaner, silaner, silanoler, polyvinylalkohol, og hvilke som helst kombinasjoner derav.

En sentraliseringsenhet som omfatter et komposittmateriale kan være formet ved anvendelse av hvilke som helst teknikker kjent for å forme et komposittmateriale til en ønsket fasong. Fibrene anvendt i prosessen kan bli levert i en hvilken som helst av en rekke tilgjengelige former. For eksempel kan fibrene bli levert som individuelle filamenter viklet på trådsneller, garn som omfatter mange fibere viklet sammen, tau, rovings, taper, stoffer, annet bredt fibergods, eller hvilke som helst kombinasjoner derav. Fiberen kan passere gjennom et hvilket som helst antall valser, strammeenheter (tensioners), eller andre standardelementer for å bistå

i å lede fiberen gjennom prosessen til et harpiksbad.

En fiber kan først bli levert til et harpiksbad. Harpiksen kan omfatte en hvilken som helst av de harpiksene eller kombinasjon av harpikser kjent innen faget, som inkluderer de listet opp heri. Harpiksbadet kan være implementert på en rekke måter. For eksempel kan harpiksbadet omfatte et bestrykningskniv valsebad hvori en polert roterende sylinder som er anbrakt i badet plukker opp harpiks ettersom den dreier. Duktorstangen presser mot sylinderen for å oppnå en presis har-piksfilmtykkelse på sylinder og presser overskuddsharpiks tilbake til badet. Ettersom fiberen passerer over toppen av sylinderen og er i kontakt med sylinderen, kan fiberen kontakte harpiksfilmen og fukte ut. Harpiksbadet kan omfatte et im-mersjonsbad hvor fiberen blir delvis eller fullstendig dykket i harpiksen og så truk-ket gjennom et sett av avstrykere eller valse som fjerner overskuddsharpiks.

Etter å ha forlatt harpiksbadet, kan den harpiks-fuktede fiberen passere gjennom ulike ringer, maljer og/eller kammer for å lede den harpiks-fuktede fiberen til en formkjerne for å danne buefjærene. Fibrene kan bli viklet på formkjernen for å danne basisen for buefjærene ved anvendelse av en automatisert prosess som kan sørge for styring av retningen av viklingen og viklingsmønsteret. Viklingsprosessen kan bestemme tykkelsesprofilen av buefjærene i buefjærdannelsesproses-sen. Partiklene, som kan omfatte et overflatebeleggingsmiddel, kan være anbrakt på den ytre overflaten av buefjærene etter at fibrene forlater harpiksbadet og/eller når anbrakt på formkjernen.

De viklede fibrene kan bli tillatt å herde eller stivne til en ønsket grad på formkjernen før de blir skåret og fjernet fra formkjernen som en matte. Matten kan så bli delt inn i strimler med en ønsket dimensjon for å innledende forme buefjærene. Strimlene kan bli plassert i en formet støpeform for å herde i en ønsket fasong. Støpeformen kan omfatte en to-delt blokk støpeform hvor én eller flere av strimlene blir plassert og formet til en ønsket fasong på grunn av formen av den to-delte støpeformen. Partiklene, som kan omfatte et overflatebeleggingsmiddel, kan være anbrakt på den ytre overflaten av buefjærene når buefjærene blir plassert i støpeformen. Støpeformen kan så bli varmet for å varmeherde harpiksen til en endelig, herdet tilstand. Andre herdeteknikker kan bli anvendt for å forårsake at strimlene herder til en endelig, herdet tilstand. Etter fullførelse av herdeprosessen, kan støpeformen bli demontert og buefjærene fjernet.

Én eller flere krager kan så bli fremstilt ifølge en lignende prosess. Fiberen og/eller kombinasjonen av fibere anvendt for å danne én eller flere krager kan bli ført gjennom et harpiksbad som beskrevet over. De harpiks-fuktede fibrene kan så bli viklet på en sylindrisk formkjerne med en ønsket fasong, som kan være den samme eller forskjellig fra den sylindriske formkjernen anvendt for å danne buefjærene. Den sylindriske formkjernen som de harpiks-fuktede kragefibrene er viklet på kan ha en diameter omtrent den samme som diameteren av et brønnbo-ringsrør som den endelige sentraliseringsenheten skal bli anbrakt på. Fibrene kan være viklet på den sylindriske formkjernen for å danne en andel av kragene ved anvendelse av en automatisert prosess som kan sørge for styring av retningen av viklingen og viklingsmønsteret. Etter vikling av en andel av de harpiks-fuktede kragefibrene på de sylindriske formkjernene, kan buefjærene bli plassert på den sylindriske formkjernen i de ønsket posisjonene. Buefjærene kan bli holdt på plass ved anvendelse av midlertidige begrensende innretninger (f.eks. tape), eller harpiksen anvendt på kragefibrene kan være tilstrekkelig klebrig til å holde buefjærene på plass i løpet av resten av tilvirkningsprosessen.

Ytterligere harpiks-fuktede kragefibere kan så bli viklet på den sylindriske formkjernen, minst en andel av disse kan bli plassert på toppen av endene av buefjærene. På denne måten kan buefjærene være integrert formet inn i kragene. Fibrene kan bli viklet på den sylindriske formkjernen for å danne resten av kragene ved anvendelse av en automatisert prosess som kan sørge for styring av retningen av viklingen og viklingsmønsteret. Den formede sentraliseringsenheten kan så bli herdet for å gi en endelig, herdet tilstand i kragene og buefjærene. En varme-syklus kan bli anvendt for å termisk herde en termisk herdbar harpiks, og/eller et hvilket som helst annet antall av herdeprosesser kan bli anvendt for å herde en alternativ eller ytterligere harpiks anvendt i dannelsen av komposittsentraliserings-enheten. Den sylindriske formkjernen kan så bli presset ut av sentraliseringsenheten. Sentraliseringsenheten kan så bli anbrakt omkring et brønnboringsrør og festet på plass ved anvendelse av en hvilken som helst av fremgangsmåtene fremlagt over.

Viklingsprosessen anvendt for å danne buefjærene og/eller kragene kan bestemme retningen av fibrene og tykkelsen av buefjærene og/eller krager. Evnen til å styre retningen og mønsteret for vikling kan sørge for at egenskapene til den ferdige sentraliseringsenheten og/eller sentraliseringsenhetkomponentene innehar retningsegenskaper. Retningen av fibrene i kragene kan være forskjellig fra retningen av fibrene i buefjærene. Fibrene i kragene kan generelt være innrettet i en periferiretning, og fibrene i buefjærene kan generelt være innrettet langs den langsgående aksen av sentraliseringsenheten.

Sentraliseringsenhet-dannelsesprosessen kan være designet ved og eller styrt ved en automatisert prosess, som kan være implementert som programvare som opererer på en prosessor. Den automatiserte prosessen kan vurdere ulike ønskede egenskaper av sentraliseringsenheten som innlastede data og beregne en design av sentraliseringsenheten basert på egenskapene av de tilgjengelige materialene og de tilgjengelige tilvirkningsprosessene. I en utførelsesform, kan den automatiserte prosessen vurdere ulike egenskaper av materialene tilgjengelige for anvendelse i konstruksjonen av sentraliseringsenheten inkludert, men ikke begrenset til, diameteren, stivhet, moduler og kostnad for fibrene. De ønskede egenskapene av sentraliseringsenheten kan omfatte geometrien av sentraliseringsenheten, returkraften, den løpende kraften, utgangskraften og alle andre spesifikke vurderinger så som et ønsket valg av materialer. Anvendelsen av den au tomatiserte prosessen kan sørge for at sentraliseringsenheter blir designet for spesifikke anvendelser og tillate at den mest kostnadseffektive designen blir valgt på tilvirkningstidspunktet. Således kan evnen til å skreddersy designen av sentraliseringsenheten for å tilveiebringe et ønsket sett av egenskaper tilby en fordel ved sentraliseringsenheten og metoder fremlagt heri.

Flere sentraliseringsenheter kan bli anvendt med én eller flere brønnbo-ringsrørseksjoner. En brønnboringsrørstreng refererer til mange brønnboringsrør-seksjoner knyttet sammen for befordring innen brønnboringen. For eksempel, kan brønnboringsrørstrengen omfatte en foringsrørstreng ført innen brønnboringen for sementering. Brønnboringens foringsrørstreng kan passere gjennom brønnboring-en før den første foringsrørstrengen blir sementert, eller foringsrørstrengen kan passere gjennom én eller flere foringsrørstrenger som har blitt sementert på plass innen brønnboringen. Mange sentraliseringsenheter som beskrevet heri kan bli anvendt på brønnboringsrørstrengen for å sentralisere brønnboringsrørstrengen ettersom den blir ført innen brønnboringen. Antallet sentraliseringsenheter og deres respektive avstand langs en brønnboringsrørstreng kan bli bestemt basert på en rekke vurderinger som inkluderer egenskapene av hver sentraliseringsenhet (f.eks. returkraften, utgangskraften, den løpende kraften, etc), egenskapene av brønnboringsrøret (f.eks. størrelsen, vekten, etc), og egenskapene av brønnbo-ringen som brønnboringsrøret passerer gjennom (f.eks. forskjellen i den ringformede diameteren, slyngingen, orienteringen av brønnboringen, etc). Et brønnbo-ringsdesignprogram kan bli anvendt for å bestemme antallet og typen av sentraliseringsenhetene basert på de ulike innlastede data som beskrevet heri. Brønnbo-ringsdesignprogrammet kan være koplet med den automatiserte sentralisering-senhetdesignprosessen for å gi mange sentraliseringsenheter skreddersydd til betingelsene som hver seksjon av brønnboringsrør kan støte på i den respektive seksjonen av brønnboringen. Antallet sentraliseringsenheter og avstanden av sentraliseringsenhetene langs brønnboringsrøret kan variere langs lengden av brønnboringsrøret basert på de forventede betingelsene innen brønnboringen.

Minst én utførelsesform er fremlagt og variasjoner, kombinasjoner og/eller modifikasjoner av utførelsesformen(e) og/eller trekkene av utførelsesformen(e) gjort av en person som har vanlig kunnskap innen faget er innen omfanget av re-degjørelsen. Alternative utførelsesformer som resulterer fra å kombinere, integrere og/eller utelate trekk ved utførelsesformen(e) er også innen omfanget av redegjø- reisen. Der numeriske områder eller begrensninger er uttrykkelig angitt, skulle sli-ke uttrykte områder eller begrensninger bli forstått som å inkludere iterative områder eller begrensninger av lik størrelsesorden som faller innen de uttrykkelig angit-te områdene eller begrensningene (f.eks. vil fra omkring 1 til omkring 10 inkludere, 2, 3, 4, etc; større enn 0,10 inkluderer 0,11, 0,12, 0,13, etc). Foreksempel, når et numerisk område med en nedre grense, Ri, og en øvre grense, Ru, er fremlagt, er et hvilket som helst tall som faller innen området spesifikt fremlagt. Spesielt, er de følgende tallene innen området spesifikt fremlagt: R=Ri+k<*>(Ru-Ri), hvori k er en variabel som spenner fra 1 prosent til 100 prosent med et 1 prosent inkrement, dvs. k er 1 prosent, 2 prosent, 3 prosent, 4 prosent, 5 prosent, 50 prosent, 51 prosent, 52 prosent ..., 95 prosent, 96 prosent, 97 prosent, 98 prosent, 99 prosent eller 100 prosent. Dessuten er et hvilket som helst numerisk område definert ved to R tall som definert i det over også spesifikt fremlagt. Anvendelse av begrepet "eventuelt" med hensyn til et hvilket som helst element av et krav betyr at elementet er krevet, eller alternativt, elementet er ikke krevet, begge alternativene er innen omfanget av kravet. Anvendelse av bredere begreper så som omfatter, inkluderer og som har, skulle bli forstått som å tilveiebringe støtte for smalere begreper så som bestående av, bestående grunnleggende av og omfattet hovedsakelig av. Følgelig er beskyttelsesomfanget ikke begrenset ved beskrivelsen fremlagt over men er definert ved kravene som følger, det omfanget inkluderer alle ekvivalenter av gjenstanden ifølge kravene. Hvert eneste krav er inkorporert ettersom videre redegjørelse i spesifikasjonen og kravene er utførelsesform(er) av foreliggende oppfinnelse.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte som omfatter å: tilveiebringe en sentraliseringsenhet anbrakt omkring et brønnboringsrør, hvori sentraliseringsenheten omfatter: en første krage; en andre krage; flere buefjærer som kopler den første kragen til den andre kragen; og hvori én eller flere av den første kragen, den andre kragen og buefjærene omfatter et komposittmateriale; og plassere brønnboringsrøret i en brønnboring anbrakt i en undergrunnsformasjon.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, som videre omfatter mange partikler anbrakt langs en ytre overflate av minst én buefjær.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, hvori minst én buefjær har en flertrinnsdesign som omfatter mange buede seksjoner.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, hvori partiklene omfatter hovedsakelig sfæriske partikler.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 2 til 4, hvori partiklene omfatter zirkoniumoksid.

6. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 2 til 5, hvori partiklene er belagt med et overflatebeleggingsmiddel.

7. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1 til 6, hvori sentraliseringsenheten blir opprettholdt i posisjon på brønnboringsrøret ved anvendelse av stoppkrager, utspring, utknekkinger eller en hvilken som helst kombinasjon derav.

8. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1 til 7, hvori sentraliseringsenheten kan rotere omkring brønnboringsrøret.

9. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1 til 8 hvori komposittmaterialet omfatter et fiber- og et matriksmateriale.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, hvori matriksmaterialet omfatter en harpiks som omfatter minst én komponent valgt fra gruppen bestående av: en ortoftalisk polyester, en isoftalisk polyester, en ftalisk/maelisk type polyester, en vinylester, en termoherdende epoksy, en fenolisk, et cyanat, et bismaleimid, et nadisk ende-dekket polyimid, et polysulfon, et polyamid, et polykarbonat, et polyfenylenoksid, et polysulfid, et polyetereterketon, et polyetersulfon, et polyamid-imid, et polyeterimid, et polyimid, et polyarylat, en flytende krystallinsk polyester, et polyuretan, en polyurea, og hvilke som helst kombinasjoner derav.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 9 eller 10, hvori matriksmaterialet omfatter en harpiks som omfatter en herdbar harpiks og et herdemiddel.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvori den herdbare harpiksen omfatter minst én komponent valgt fra gruppen bestående av: en bisfenol A diglysidyleterharpiks, en butoksymetylbutyl glysidyleterharpiks, en bisfenol A-epiklorhydrinharpiks, en bisfenol F harpiks, en polyepoksidharpiks, en novolakkharpiks, en polyesterharpiks, en fenol-aldehyd-harpiks, en urea-aldehyd harpiks, en furanharpiks, en uretanharpiks, en glysidyleterharpiks, og hvilke som helst kombinasjoner derav.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 eller 12, hvori herdemidlet omfatter minst én komponent valgt fra gruppen bestående av: et cyklo-alifatisk amin, et aromatisk amin, et alifatisk amin, en imidazol, en pyrazol, et pyrazin, et pyrimidin, et pyridazin, en 1H-indazol, et purin, etftalazin, et naftyridin, et kinoksalin, et kinazolin, et fenazin, et imidazolidin, et cinnolin, et imidazolin, et 1,3,5-triazin, en tiazol, et pteridin, en indazol, et amin, et polyamin, et amid, et polyamid, en 2-etyl-4-metyl imidazol, og hvilke som helst kombinasjoner derav.

14. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 9 til 13, hvori fiberen er belagt med et overflatebeleggingsmiddel, og hvori overflatebeleggingsmidlet omfatter minst én forbindelse valgt fra gruppen bestående av: et silazan, et siloksan, et alkoksysilan, et aminosilan, et silan, en silanol, en polyvinylalkohol, og en hvilken som helst kombinasjon derav.

15. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1 til 14, hvori brønnboringsrøret omfatter en stoppkrage, et utspring eller en utknekking på den ene eller andre enden av sentraliseringsenheten, og hvori sentraliseringsenheten omfatter: tre eller flere krager; flere buefjærer som omfatter mange andeler av buefjærer, hvori hver andel av buefjærer kopler to tilgrensende krager, og hvori én eller flere av kragene og buefjærene omfatter et komposittmateriale

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, hvori buefjærene i minst to tilgrensende andeler er langsgående innrettet i et forskjøvet mønster.

17. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1 til 16, hvori minst én buefjær har mange partikler anbrakt på en ytre overflate og har en flertrinnsdesign som omfatter mange buede seksjoner.