NO20140460A1 - Hybrid Borkrone - Google Patents

Abstract

En boremetode for boring av borehull i undergrunnen, med rotasjonsteknikk, perkusjonsteknikk, hydraulisk spyling eller annen teknikk i kombinasjon med bruk av elektrisk utladning generert ved høyspennings pulser mellom elektroder av motsatt polaritet karakterisert ved at den elektriske utladning skjer gjennom bergmatrix med nok energi til å sprekke opp bergmatrix på hullbunnen der utgravningen eller brytingen av borehullet foregår før eller idet utgravnings- eller brytingsteknikken anvendes. Det gjelder også et bunnhullssystem (BHA) som består av en borekrone med sine nødvendige støttesystemer så som energiforsyning og kontrollsystemer, idet nevnte borekrone er av rotasjonstype, hydraulisk spyletype, perkusjonstype eller en hvilken som helst annen type med et eller flere elektrodepar integrert idet hvert par består av en høyspennings og en jordingselektrode.

Description

Patent område

[0001] Oppfinnelsen forholder seg til grunnboring ved en kombinasjon eller kombinasjoner av metoder, nemlig bryting med elektropuls assistert ved mekaniske brytingsmetoder og borhode for slik boring, også kalt elektropulsassistert mekanisk bryting og borhode for slik boring. Oppfinnelsen forholder seg med andre ord til bryting av berg eller fjell, fra de mykeste til de hardeste, herunder utvinning av mineraler inkludert olje og gass såvel som å lage hull og tunneller og graving innen anlegg, bygging og konstruksjon.

Bakgrunn

[0002] Å bruke kombinasjoner av teknologi som metode for å grave eller bryte fjell er kjent fra før. For eksempel kombinerer US Pat 5016718 forskjellige mekaniske brytingsmetoder ved en roterende ringformet PDC skjærbit med en noe tilbaketrukket rulleborekrone som bryter sentervolumet innenfor ringen, idet skjær ved denne utforming får utgjøre brytingsmetoden ved radii som har en betydelig rotasjonshastighet og hammereffekt eller perkusjon nær bitsenter der rotasjonshastigheten går mot null samtidig som rulleborekrona får arbeide på et sylindervolum av matrix som er destabilisert ettersom det reiser seg frittstående, uten sidestøtte opp fra hullbunnen ettersom ringen skjæres og på den måte tilrettelegger for lavere spesifikk brytingsenergi sammenlignet med om samme volum skulle brytes med en konvensjonell borekrone og/eller tilrettelegger for økt borehastighet.

[0003] Bryting av fjell og maskineri for slik bryting ved bruk av høyspent elektrisk puls er også kjent fra før. US Pat 7784563 viser en boremekanisme bygd på anvendelse av slik høyspent elektrisk puls som bringes til å gå repetitivt med høy frekvens på eller nær hullbunn.

[0004] Denne oppfinnelsen anvender videre en kombinasjon av brytings- eller gravemetoder ved hydraulisk spyling av hullbunnen gjennom dyser som er anrettet på borekronekroppen og rettet slik at spylingen utnytter svekkelse av matrix som forekommer nær pulsbanen og på den måten løsgjør fjellmatrix som er påvirket men ikke helt løsgjort ved den elektriske puls og dermed øker borehastigheten. Avslutningsvis beskriver US Pat 7784563 en kombinasjon av en elektropuls borekrone og en mekanisk borekrone representert ved inkorporerte PDC-skjær eller hammereffektelementer som har et roterende, aksielt eller annet bevegelsesmønster og er anbragt på borekronekroppen i et integrert arrangement med de elektriske elektrodene. Konseptmessig handler US Pat 7784563 om elektropulsbasert bryting eller graving med hydraulisk spyling og/eller mekanisk interaksjon definert i en assisterende rolle med formål å effektivisere volumawirkningen som i hovedsak skjer ved elektropuls og kun i et begrenset omfang eller ikke i det hele tatt forestå egen bryting. Vesentlig ved konseptet er det også at borehullet forutsettes fylt med en høyresistivitet sirkulerende væske av type transformatorolje eller lignende som har begrensede egenskaper i forhold til å løfte utborete partikler, d.e. cuttings til overflaten.

[0005] Det er på bakgrunn av begrensninger og mangler inkorporert i forgående documenter og oppfinnelser som beskrevet over at den foreliggende oppfinnelse har blitt gjort. Den foreliggende oppfinnelse har til hensikt å fremvise et hitinntil ubeskrevet borekronekonsept.

Beskrivelse av oppfinnelsen

[0006] Den foreliggende oppfinnelse gjelder et redskap basert på to eller tre teknologier; mekanisk skjær eller slip slik som ved en PDC-borekrone og elektropulsbryting eller -sprekking av fjell, samt i noen utforminger også mekanisk perkusjon eller hammereffekt, med formål å foreta bryting og/eller graving i et hvilketsomhelst format, i det følgende fokusert på boring; nevnte boring beskrevet som vertikal, awiksboring eller horisontal, eller en hvilkensomhelst kombinasjon av disse, og med hvilkensomhelst diameter eller lengde, den nye kombinasjon av teknologiene heretter kalt «det elektropulsassisterte PDC borekrone konseptet» eller «ePDC-bit».

[0007] Oppfinnelsen inkorporerer en PDC eller diamant skjærbit slik disse i hovedsak er kjent fra eksisterende dokumentasjon for boring av et ordinært, fullprofil borehull eller en del av et slikt fullprofil hulltverrsnitt, videre inkorporereres tilgjengelighet av høyspennings elektropuls ved hullbunnen, repetitive med høy frekvens og som et minimum med tilstrekkelig pulsenergiinnhold til å sprekke opp insitu den aktuelle bergtype på de steder dette er ønskelig, og videre, i noen utforminger, en tilstrekkelig tilgjengelighet av en væske med tilstrekkelig høy resistivitet som omgir elektrodene når pulsen går og et perkusjonshammerredskap som lager korte hull med liten diameter inn i hullbunnen med formål høyspent elektrodeposisjonering.

[0008] Definisjon av høy frekvens, høy spenning og tilstrekkelig pulsenergi refererer alle til tidligere dokumentasjon, typisk innenfor områdene 10°-10<3>Hz for puls repetisjonsfrekvens, 10°- 10<3>KV for puls høyspenning og 10-<2->10<2>KJ energi pr puls, men ikke nødvendigvis begrenset til disse verdier.

Kort beskrivelse av tegningene

[0009] Fig.1 (VI-A1.1) viser en borekrone 1 sett nedenfra, dvs borekronas skjærflate ifølge Versjon I med et antall PDC kuttere 2 for boring av et fullt hulltverrsnitt og same antall elektrodepar 5 for brytingsassistanse, hvert par posisjonert umiddelbart foran en PDC kutter med senterlinjen mellom elektrodene parallel med PDC kutterens frontplan i en avstand fra nevnte frontplan gitt ved en funksjon av kutterens kuttedybde; borekrona forøvrig sammensatt av en borekronekropp 1 med PDC kuttere 2 installert på overflaten og elektrodepar 5 forsenket i seg, et sett av røde høyspenningselektroder og et sett av blå jordingselektroder, og høyresistivitet væskedyser 4 inkorporert i seg.

[0010] Fig.2 (VI-A1.1 Perpendicular Orientation)) viser det samme som Fig.1 men er uten de blå jordingselektrodene idet borekronekroppen 1 med PDC kutterne 2 nå fungerer som jordingselektrode. Ved denne utforming er hver av de røde høyspenningselektrodene 3 posisjonert på borekronekroppen 1 foran en PDC kutter på en linje vinkelrett ut fra kuttersenter og i en avstand fra nevnte kutter gitt ved nevnte kutters kuttedybde og er utrustet med isolasjon slik at den er tilstrekkelig elektrisk isolert fra borekronekroppen unntatt ved overflaten av nevnte kropp der elektroden er eksponert og elektrisk kabelforbindelse gjennom borekronekroppen til en elektrisk terminal på baksiden av borekrona.

[0011] Fig.3 (VII-A) viser forsiden av en PDC borekrone med dens ringformete skjærflate 1 med PDC kuttere 2 installert sammen med hydrauliske dyser 4, og dens indre tilbaketrukne overflate 1 hvorpå er montert en høyspennings elektrode 6 i senter av nevnte indre overflate i form av en stang som peker ut gjennom borekronas tilbaketrukne overflate og er innkapslet i elektrisk isolasjon og en passende mekanisk beskyttelse.

[0012] Fig.4 (VII-A Segmented) viser forsiden av en PDC borekrone med sin segmentert ring formete skjærflate 1 for forbedret fjerning av utboret material, med PDC kuttere 2 installert sammen med hydrauliske dyser 4, og dens indre tilbaketrukne overflate 1 hvorpå i senter er montert en høyspennings elektrode 3,6 i form av en stang som peker ut gjennom borekronas tilbaketrukne overflate og er innkapslet i elektrisk isolasjon og en passende mekanisk beskyttelse.

[0013] Fig.5 (VII-C/CS) viser skjærflaten 1 for 4 ringformete PDC borekroner, to av dem market VII-C og VII-CC med full ringform og to med segmentert ringform market VII-CS og VII-CSC, med og uten en høyspenningselektrode 6 i senter market henholdsvis VII-CC, VII-CSC og VII-C, VII-CS med PDC kuttere 2, hydrauliske dyser 4, høyspenningselektroder 3 og jordingselektroder (blå) 9 installert i forskjellige mønstre og posisjoner, alle med formål å knuse eller bryte bergvolumet som stikker opp i senter av borekrona ved eller nær ringens forside der PDC-bryting finner sted

[0014] Fig.6 (VII-B) viser forsiden av en rotasjons PDC borekrone med skjærflate 1A sammen med dens tilbaketrukne ikke-skjærende senterseksjons-forside 1A som tilsammen utgjør en eksentrisk borekronekropp i forhold til borehullet med fotavtrykk på hullbunnen i form av en sector av det ringformete borehull som den vil skjære når den roterer, og med PDC kuttere 2 og hydrauliske dyser 4 installert, og en høyspennings elektrode 6 installert som en fremstikkende stang i rotasjonssenter på den tilbaketrukne forside 1A med dens elektriske isolasjonsarrangement og mekanisk beskyttelse idet den fungerer som et elektrodepar med borekronekroppen 1A som jordingselektrode, idet også nevnte ringformete skjærflate 1A er utstyrt med knotter 17,18 med forskjellig form på ringens indre periferi hvis formål er å fungere som fokalpunkt for de elektriske pulsene til å sikte strømbanene mot når pulsen går.

[0015] Fig.7 (VII-A) viser på nytt skjærflaten fra Fig.3 for en roterende PDC ringformet borekrone med PDC kutterelementer 2, hydrauliske dyser 4 og senterelektrode 6, og en vertikalprojeksjon av en full klokkeform borekrone snittet i sitt senterplan. Vertikalsnittet viser hvordan ringskjærflaten 1 og den tilbaketrukne flåtten 1 tilsammen utgjør en klokkeformet borekrone 7 med dens PDC ringkuttere og en fjærbelastet, bevegelig senterelektrode 6, sistnevnte vist i sin mest tilbaketrukne posisjon 6 og i sin mest fremskutte posisjon 6 med fjæren 9 som besørger bevegelse av elektroden ettersom høyden på bergvolumet 10 i senter av borekrona varierer, også hvordan nevnte bergvolum 10 er antatt å bygge seg opp inni klokkeformen ettersom ringskjæringen avanserer for etter hvert å bli brutt ned gjennom gjentatt anvendelse av elektropuls. Vertikalprojeksjonen viser også utgangsåpningene 8 i klokkeformen som utborete partikler fra bergmatrix i borekronesenter forutsettes å unnslippe gjennom fra under klokkeformen 7.

[0016] Fig.8 (VII-A) gjentar konseptet fra Fig.7 med tillegg av en detalj i form av en leppe 11 som er bygd på indre periferi av den ringformete PDC skjærflate for å gi borekronekroppen som fungerer som jordingselektrode et bedre definert fokus for strømbanene som oppstår når pulsen går, og dermed legge tilrette for mer effektiv bryting av bergmatrix i senter av borehullet under klokkeformen.

[0017] Fig.9 (VII-AP) viser samme ringformete PDC skjærflate 1 som Fig.7 med tilbaketrukken senterseksjon 1 og inkorporerte fokusknotter 17,18 likedan som på Fig.6 men i vertikalprojeksjonen nå med senterelektroden definert i form av en kombinasjon av en elektrode 6 og et hydraulisk perkusjonsbor 12 som er istand til å lage et 020-50 mm grunt hull i senter av senter-bergmatrix volume ettersom det reiser seg inni klokkeformen alt mens det sirkuleres en separate høyresistivitets væske gjennom perkusjonsboret og ut langs boret med borepartiklene før den dumpes i hovedslamstrømmen i borehullet, videre vises den klokkeformete borekroneformen 7 med hydrauliske dyser 4, kuttere 2 og utgang 8 for utborete partikler, alt sammen neddykket i hovedslamstrømmen i borehullet som kan være av vanlig type. Nytt i Fig.9 er også det indikerte EPB brytingsmønster for sentervolumet ved at et bergmatrixsylindervolum er tillat å reise seg inni klokkeformen ettersom ringsjæringen avanserer for så å brytes planmessig med EPB 15 når perkusjonsboret har lagd hull i det, hyppig eller mindre hyppig etter det som finnes mest effektivt i en gitt situasjon ide ten med dette kan regulere bl.a. perkusjonsboredybde og elektropulsbehov, og dermed energiforbruk og pulsgeneratordimensjonering.

[0018] Fig.10 (VII-AP-1) viser samme borekroneforside og vertikalprojeksjon som i Fig.9 kun med tillegg ved at den separate høyresistivitetsvæske 20 blir injisert inn i perkusjonsborehullet 14 etterat det er ferdigstilt idet hullet blir tettet nær hullåpningen av en annulær pakning 13 som holder væsken på plass.

[0019] Sylindervolumet av bergmatrix 10 inni klokkeformen forutsetter et samspill mellom PDC ringskjæringen, perkusjonsboredybden i senter av sylindervolumet, utskiftning av væske i perkusjonsborehullet fra borehullsslam til høyresisivitetsvæske og til slutt tidspunkt for elektropulsanvendelsen i form av en puls eller et tog av pulser før prosessen begynner på nytt, som er øyeblikksbildet som figuren gjengir idet perkusjonsboret som dobler og også er høyspenningselektrode er vist på et dybdenivå i forhold til PDC kutterne på ringflaten som forutsettes å representere best tenkelige forutsetninger for oppsprekking av bergmatrix under nevnte ringskjærflate.

[0020] Fig.11 (VII-AP) gjentar Fig.9 men med det ordinære borehullsslam brukt for hele operasjonen, d.e. ringskjæring med PDC og det sentrale perkusjonshull idet nevnte ordinære borehullsslam kan være olje- eller vannbasert slam ut fra det som etter vanlige vurderinger trengs i det aktuelle borehull uten noen spesielle krav til resistivitet idet det legges til grunn at perkusjonsborehullets lille dimensjon og trange annulærtverrsnitt vil begrense den elektriske strøm lekkasje gjennom væsken uansett resistivitet tilstrekkelig til å sikre elektrisk strømgang gjennom matrix når pulsen går og dermed bryting av sentervolum og tilstrekkelig oppsprekking av matrix under PDC ringskjærflaten.

[0021] Fig 12 (VII-AP-1) gjentar Fig.10 men viser dessuten skjematisk en energimodul 19, lokalisert bak borekrona som inkorporerer pulsgenerator for EPB-funksjonen, hydraulisk energy for perkusjonsfunksjonen samt forsyning av høyresistivitetsvæske, av hvilke de to sistnevnte eventuelt kan kombineres.

[0022] Fig.13 (VII-AP-1) gjentar Figs.10, 12 kun med tillegg av en sekundær indre PDC ringskjærflate 21 inni og øverst klokkeformen 7 som har til formål å skjære det sentrale bergmatrixvolum dersom det av en eller annen grunn ikke har blitt brutt ved EPB-anvendelsen 6 og/eller perkusjonsboret 12.

[0023] Fig.14 (VII-AP-1a) gjentar Fig 13 men med den endring at nå er nevnte sekundære ringskjærflate inni klokkeformen lokalisert på en separat kropp 21 adskilt fra borekronekroppen og utformet slik at den kan beveges aksielt frem og tilbake inni klokkeformen ved hydraulisk stempelkraft bakfra 22 og sin egen energiforsyning idet den 21 har en øverste hvileposisjon som er identisk til den beskrevne i Fig. 10 og i denne posisjonen fungerer so mi Fig.10 mens den 21 i sin laveste eller mest fremskutte hvilestilling har sin PDC skjærflate lokalisert flush i forhold til leppene 11, 16 på ringskjærflaten og dermed sammen med ringskjærflaten 1 å se til utgjør nærmest en vanlig PDC full hullprofil borekrone. Senterelektrode eller senter elektrode-perkusjonsbor 12, 6 konfigurasjonene berøres ikke og forblir anvendelige for oppsprekking under borekrona også med borekrone som beskrevet under Fig.14.

[0024] Fig.15 (VII-AP-1a) gjentar Fig.14 inkludert den beskrevne sekundære ringskjærflate montert på et bevegelig stempel inni klokkeformen som i sin mest fremskutte posisjon utgjør nærmest en vanlig full hullprofil PDC borekrone unntatt for senterelektroden 6 og perkusjonsboret 12 som forblir intakt og istand til å fungere

[0025] Fig.16 (VII-BP-1) gjentar Fig.6 med forside som utgjør kun en sektor av en ringflate montert på nærmest en utriggerarm-type borkronekropp og den i

Fig 10 beskrevne senterelektrodekonfigurasjon og viser at oppfinnelsen kan fungere også med senterelektrode 6 og perkusjonsbor 12 med eller uten egen væskeforsyning 20 også for denne type PDC ringsektor borekrone med skjærflate 1A eller en hvilkensomhelst annen type skjær eller brytingsflate som skaper mye forbedret utgangsareal 23 som utborete partikler kan unnslippe gjennom.

Oppfinnelsens utforminger

[0026] Version I (VI) er en PDC borekrone slik de vanligvis ser ut med kuttere installert for fullprofil hullboring men i tillegg med et eller flere EPB elektrodepar integrert i borekronekroppen med full elektrisk integritet idet elektrodeparet eller -parene har en posisjon på overflaten av borekronekroppen og en energiforsyning tilstrekkelig til at elektropuls som bringes til å gå mellom elektrodene som et minimum sprekker opp bergmatrix lokalt og videre arrangert på borekronekroppen slik at PDC kutterne hver for seg møter løsgjort eller som et minimum oppsprukket bergmatrix langs sine rotasjonsbaner.

[0027] Version II (VII) av den nye oppfinnelsen inkorporerer en PDC borekrone eller en diamantborekrone som de vanligvis forekommer med borekronekropp og kuttere tilrettelagt for delprofil laging av borehullet, nevnte delprofil for eksempel utformet som en ringflate tilsvarende det som er vist i US Pat 5016718, eller en segmentert ringflate eller en hvilkensomhelst eksentrisk skjærflate, symmetrisk eller asymmetrisk arrangert på hullbunnen med bunnhulls fotavtrykk av en hvilkensomhelst form eller størrelse når den ikke roterer idet den bryter bergmatrix i et ringformat når den roterer og skaper et ringformet hull med et uberørt sylindrisk matrix sentervolum, og en eller flere elektropuls elektrodepar inkorporert og posisjonert med sikte på for det første å forholde seg til og bryte nevnte matrix sentervolum idet tilgjengelig pulsenergi er tilstrekkelig for dette og dessuten å sprekke opp bergmatrix lokalt straks under ringflaten som skjæres av PDC kuttere slik at kutterne blir stilt overfor generelt løsgjort eller som et minimum oppsprukket matrix materiale langs sine rotasjonsbaner og dessuten videre posisjonert mellom segmenter når ringflaten er segmentert og foran nevnte fotavtrykk når det er aktuelt.

[0028] Version III (VIII) gjelder en kombinasjon av VI og VII idet anvendelsen av elektropuls som beskrevet under VI er inkorporert på borekronekroppen som beskrevet under VII som et tillegg

[0029] Version IV (IV) er avslutningsvis den inverterte VII med bryting av ringflaten med elektropuls og sentervolumet utgravd med PDC kuttere eller annen mekanisk eller hydraulisk metode.

[0030] Videre inkorporerer alle versjonene VI-VIV en eller flere bunnhulls elektropulsgeneratorer integrert med borekronekroppen eller arrangert som en såkalt bit sub umiddelbart bak borekrona med elektrisk energiforsyning produsert lokalt ved en boreslamdrevet generator eller batteri eller med kabel fra overflaten på et passende spenningsnivå. Alle versjoner inkorporerer også hydraulisk spyling på et passende energinivå, gjennom dyser anbragt på borekronekroppen slik at strålen treffer hullbunn på steder der elektropuls oppsprekking forventes å skje og med stråleretning slik at sannsynligheten blir størst mulig for å bryte løs og transportere løsgjorte eller nær løsgjorte matrixpartikler ut fra under borekrona så raskt som mulig og i størst mulig omfang.

[0031] Version I, i en utforming, heretter kalt Form Vl-A, viser et antall av elektroder organisert i par, hvert par bestående av en høyspenningselektrode og en jordingselektrode og posisjonert på en ellers ordinær PDC borekrone overflate foran borekronens kutter eller kuttere slik de forekommer plassert over borekronefronten slik at elektrodeparene som er orienterte vinkelrett i forhold til kutterplanet eller parallellt med nevnte plan eller nær dette, passerer over bergmatrix i hullbunnen når borekrona roterer før kutterne forholder seg til nevnte matrix idet avstanden mellom elektrodepar og kutter tilpasses slik at den er lik eller større enn maksimum utstrekning av sprekkstrukturen som den aktuelle elektropuls skaper i retning av kutteren

[0032] I en foretrukket form, heretter kalt Form VI-A1 er avstanden mellom elektrodene tilpasset slik at forventet sprekkdybde ligner eller er litt større enn forventet skjærdybde for den etterfølgende kutter. Gitt som et eksempel en kutterdiameter og -dybde på henholdsvis 15 mm og 4 mm Form VI-A1 ville være tilrettelagt med omlag 16mm elektrodegap og et elektrodegap pr kutter posisjonert ikke mindre enn 8 mm foran nevnte kutter hvis orientert parallellt med kutterplanet eller med en av elektrodene i nevnte gap lokalisert like ved kutteren hvis orienter vinkelrett i forhold til kutterplanet, begge avstander gitt ved det som er typisk utstrekning for en elektropuls sprekkstruktur, henholdsvis sideveis i forhold til en linje mellom elektrodene i det aktuelle elektrodegap og langs nevnte linje.

[0033] Formen med et elektrodegap pr kutter, heretter kalt VI-A1.1 kunne eventuelt modifiseres og forenkles dersom PDC borekrona hadde sine kuttere organisert langs to linjer på borekronekroppen konfigurert likedan som to meridianer på jordoverflaten med en passende avstand seg imellom, en ledende og en etterfølgende sett i rotasjonsretningen. Den etterfølgende kutterlinje ville da ha bergmatrix å forholde seg til som hadde mistet noe av sin sidestøtte på grunn av matrixavvirkning i den ledende kutterlinje og derfor ikke ha samme behov for elektropuls oppsprekking som kutterne i lederlinjen, dessuten ha fordel av tilfeldige sprekker som ble skapt med sikte på men ikke utnyttet av kutterne i lederlinjen. Dette definerer en annen form for oppfinnelsen, heretter kalt VI-A1.2 med antall elektrodegap redusert med omlag 50% i forhold til antall kuttere. For begge formene VI-A1.1 og VI-A1.2 gjelder valg av puls repetisjonsfrekvens i forhold til rotasjonshastighet på et nivå slik at minst en puls ville gå i løpet av tiden det ville ta for en kutter å bevege seg gjennom sprekksonen og avpasset slik at pulsen inntraff idet kutteren var i ferd med å bevege seg inn i sonen.

[0034] Enda en annen form kunne utformes ved å bruke et større elektrodegap, orientert som før men med en oppsprekkingssone stor nok til å spenne over 2 eller 3 kuttere eller så mange som det ville være praktisk mulig å få til ved den aktuelle fasong og kurvatur av borhodekroppen, heretter kalt Form B -utgavene, B2 for en forventet sprekksone stor nok til å spenne over 2 kuttere, B3 for 3 kuttere og så videre. Slike større elektrodegap ville skape bredere og lengre sprekksoner og dermed legge til rette for større kutterhastighet og høyere RPM, men også dypere sprekker som ville kreve større kutterdybde fordi sprekkonsentrasjonen ville være å finne på bestemte dybder i bergmatrix der også kutterinduserte skjærkrefter burde være lokaliserte for å få full effekt av oppsprekkingen.

[0035] Elektrodene i alle A- og B- versjoner og former forestilles montert i hull i PDC borekronekroppen, synlige men ikke utstikkende i sine korrekte posisjoner. Gitt et elektrisk ledende borekronekroppmateriale må høyspenningselektroden eller elektrodene føres fram med tilstrekkelig elektrisk isolasjon omkring seg for å beholde integritet i forhold til nevnte kropp mens på den annen side borkronekroppen selv inkludert kutteren eller kutterne kunne være jordet og med en dertil dedikert vorte eller vorter, eller kutteren eller kutterne selv utgjøre jordingselektroden, særlig ved den nevnte Form VI-A1.1 med elektrodegapet vinkelrett orientert i forhold til kutterplanet der jordingselektroden med fordel kunne utgjøres av kutteren selv. Isolasjonskvalitet, tykkelse og spesifikk resistans for å beholde den nevnte elektriske integritet ville avhenge av elektrodegapets lengde, minst for Form VI-A1.1 som dermed etter dette kriterium fremstår med en fordelaktig utforming.

[0036] Ved PDC skjærborekroner forekommer det store mekaniske krefter i interaksjonen mellom borekrone og bergmatrix som bæres av kutterne og kroppene som de er montert på, og til syvende og sist borekronekroppen som svever i en liten avstand over hullbunnen nominelt gitt ved høyden på kutterne og kroppene de er montert på minus kuttedybden, dog kompromisset ved utborete partikler som beveger seg radielt ut under borekronekroppen og berører denne på vei ut. Ved alle oppfinnelsens utforminger som er diskutert hittil forekommer det viktig med hensyn til elektroden eller elektrodene at de maksimalt har overflate flush med borekronekroppens overflate eller helst er montert tilstrekkelig tilbaketrukket for å med sikkerhet unngå de nevnte mekaniske krefter, eller montert med mulighet til å gli i sine holdere med frihet til å bevege seg slik at de alltid har bunnhullskontakt dog uten å ta del i den mekaniske interaksjon mellom borekrone og bergmatrix, eller som et maksimum kun ta en liten del av kreftene som opptrer der.

[0037] Gitt elektrodegapslengde som dem nevnt for Form VI-A1.1 med nevnte vinkelrette orientering i forhold til kutterplanet tilstrekkelige elektropulsparametre ville eksempelvis være i laveste kategori blant de indikerte parameterområdene, nemlig 10-100KV pulsspenning, økende med økende stedlig trykk, og 50-500J pulsenergi. Puls repetisjonsfrekvens bør være så høy som mulig, fortrinnsvis over 100Hz med alle elektrodegapene koblet parallelt. Gitt som et eksempel en PDC borekrone med 50 kuttere ville således i Form VI-A1.1 med nevnte vinkelrett orienterte elektrodegap ha 50 stk elektrodegap av ca 16 mm lengde som hver for seg ville kreve lav spenning, i starten kun 10-20KV, men en nedihulls pulsgenerator med stor nok lagerkapasitet til å betjene alle 50 gapene i parallell og med maksimum state of the art puls repetisjonsfrekvens.

[0038] Konsept A av Versjon II, heretter kalt VII-A av den nye oppfinnelsen foreligger i form av en klokkeformet borekronekropp med full klokkeform og full ringformet skjærflate eller segmentert klokkeform og segmentert ringformet skjærflate med PDC kuttere og hydrauliske dyser montert på skjærflatene og videre med en stavformet høyspennings elektrode montert gjennom klokkeformens senter og pekende ned mot senter av bergmatrix sylindervolumet som vokser inni klokkeformen etterhvert som bergmatrix brytes og fjernes under ringskjærflaten idet nevnte høyspennings elektrode sammen med jordingselektroder plassert langs klokkeformåpningen eller en jordingselektrode i form av den klokkeformete borkronekroppen selv utgjør et elektrodepar, svært likt den nevnte US Pat 5016718 hybrid drillbit, kun med den nevnte senterelektrode i stedet for dens rulleborekrone. Strømbanene vil ved anvendelse av elektropuls i dette arrangement søke vei radielt fra høyspenningselektroden gjennom det nevnte bergmatrix sylindervolum og ut til klokkeskallet fortrinnsvis ved klokkeåpningen hvilket søkes avhjulpet eller i det minste påvirket ved at senterelektroden er elektrisk isolert slik at kun stavenden er eksponert og fungerer som elektrode og dermed påvirker strømbanen til fordel for jordingspunkt lavest mulig inni klokkeformen, enten i form av spesielle jordingspunkt plassert der eller selve klokkeåpningen og med dette søker å omforme det nevnte sylindervolum til en kjegle, en lav kjegle eller en høy kjegle avhengig av EPB brytingens effektivitet sammenlignet med ringskjæringens. EPB effektiviteten kan forbedres og økes ved å forme innerperiferien av klokkeåpningen med knotter eller en kraftig leppeformet profil som fungerer som fokalpunkt for strømbanene og hjelper strømgangen til å gå nær hjørnet der den ringformete skjærkutteflaten møter klokkeformens innside. I forståelsen av oppsprekking i tilknytning til elektropulsbaner er det dokumentert en sprekkstruktur som, gitt velvalgt pulskarakteristikk bl.a. strekker seg en betydelig distanse forbi elektrodene hvilket i denne forbindelse er vesentlig ettersom oppsprekking med det kan forventes også å skje bortom jordingselektroden, altså gjelde for bergmatrix lokalt under ringskjærflaten, mer så og nærmere PDC kutterne hvis kjegleformen holdes lav. Lav kjegleform kan være spesielt signifikant ettersom VII-A -formen særlig for store hulldiametre vil kreve store elektrodegap og dermed større og dypere sprekkstruktur sammenlignet med vanlige PDC skjærdybder. Det kan imidlertid også virke i retning av dypere PDC avvirkning enn vanlig siden formasjonen er mer svekket i dybden under ringskjærflaten og dermed medvirke til å øke ROP (borehastigheten).

[0039] Konsept B av Versjon II, heretter kalt VII-B av den nye oppfinnelsen foreligger i form av en PDC borekrone slik de vanligvis ser ut med kuttere installert på en skjærflate som utgjør kun en del av bunnhullsarealet, nevnte skjærflate gitt en hvilkensomhelst oppdeling, størrelse og fasong, symmetrisk i borehullet eller asymmetrisk, og posisjonert hvordansomhelst eksentrisk i forhold til hulltverrsnittet dog slik at den ved rotasjon avvirker et ringformet areal som også definerer hullets ytterperiferi og videre med en stavformet høyspennings elektrode montert i borehodekroppens rotasjonssentrum og pekende ned mot senter av bergmatrix sylindervolumet som vokser innenfor nevnte ringskjærflate etterhvert som bergmatrix brytes og fjernes under ringskjærflaten, idet nevnte høyspennings elektrode sammen med jordingselektroder plassert langs nevnte skjærflate eller en jordingselektrode i form av borkronekroppen selv utgjør et elektrodepar som tilføres pulsenergi tilstrekkelig til å bryte i stykker nevnte bergmatrix sylindervolum innenfor ringskjærflaten og videre å sprekke opp bergmatrix under PDC kutterne slik at PDC kutterne møter lokalt oppsprukket bergmatrix når de roterer i borehullet.

[0040]

[0041] En annen utgave av den klokkeformete borekroneversjonen, heretter kalt Form VII-C anvender et eller flere elektrodepar plassert på indre periferi av den nevnte ringformete PDC skjærflate i eller nær klokkeåpningsplanet, elektrodene i hvert par, begge elektrisk isolert fra borekronekroppen, plassert motsatt av hverandre på en og samme diameter og pekende mot hverandre, hvis mer enn et par fordelt langs indre periferi av klokkeformen, fortrinnsvis jevnt men ikke nødvendigvis og kalt VII-C1, VII-C2 ... etter antallet av elektrodepar. Anvendt elektropuls med passende energiinnhold vil skjære av det nevnte indre sylindervolum under klokkeformen etter hvert som det dannes og forvolde oppsprekking som strekker seg forbi selve elektrodegapet, under ringskjærflaten og eventuelt forbi avhengig av hvor mye pulsenergi som tilføres. I sammenheng med den nevnte segmenterte klokkeform foreligger det ytterligere et elektrodemønster som kan benyttes alene eller i tillegg til foranstående, heretter kalt VII-CS, ved elektroder av motsatt polaritet som anbringes isolert fra borehodekroppen, mellom klokkesegmentene, i eller nær ringskjærplanet, foe eksempel en elektrode på indre ringperiferi og den andre på ytre ringperiferi slik at strømbanen blir diagonal over ringskjærflaten. Ytterligere en utforming, heretter kalt VII-CC eller VII-CSC, også relevant for det segmenterte klokkeform konseptet ville være likedan som VII-C eller VII-CS men med en høyspenningselektrode anbragt i senter av den klokkeformete borehodekroppen, alle elektrodene elektrisk isolerte fra borehodekroppen.

[0042] Elektropuls dimensjonert for VII-A og VII-B utformingene vil alle være forventet å fungere med et elektrisk energinivå i den høyere del av det indikerte energiområde, for det første fordi de større elektrodegapene krever det og for det andre fordi oppsprekking er ønsket i forlengelsen av elektrodegapene, spesielt bortom jordingselektroden når man ser det fra høyspenningselektroden i senter av borkronekroppen; det samme gjelder VII-C utformingene men i mindre utpreget grad.

[0043] Gitt som et eksempel en 12VS" borekrone med 2" ringtykkelse og 8%" diameter for sylinder-bergvolumet inni klokkeformen; dette definerer direkte et elektrodegap S = 20 cm for VII-B utgaven. Gitt en indre sylinderhøyde 0-5 cm det tilsvarende måltall S -10. Tilsvarende verdier for en 8V2" borekrone beregnes til henholdsvis S =10 cm og S~5 cm. Elektrodegap i denne størrelsesorden krever erfaringsmessig pulsspenning i omrodet 100-1000KV og pulsenergi i området 1-10KJ. Såfremt VII-A utformingen kun har et elektrodegap og VII-B utformingen kun et eller noen få og under den betraktning at sylindervolumet i økende grad ville bli destabilisert ettersom sylinderhøyden økte ville de virkelige energiverdiene begge kunne bli lavere. Ringtykkelse i forhold til indre sylinderdiameter er dessuten et tema for optimalisering, også forbundet med pulsenergivurderingen.

[0044] Vurderingen av nevnte sylinderhøyde krever oppmerksomhet spesielt for VII-A og VII-B utformingene med en senterelektrode og selve borekroppen som jordingselektrode. En balanse er nødt til å eksistere mellom på den ene side PDC produktiviteten på ringskjærflaten uttrykt ved den ROP som kan oppnås på en oppsprukket bergmatrix og på den andre side volumawirkning pr puls og pulsfrekvens som kan oppnås med EPB på det indre sylindervolum, også kalt kjernevolumet. Hvis ROP = 10 m/t skulle bli valgt som et rimelig samlet måltall viser analyse at 10 cm<3>pr puls ville være tilstrekkelig for EPB-avvirkningen for å holde følge i et 1214" borehull, hvilket er vel under det en nivå en anser oppnåelig etter teknikkens stand, endatil i de hardeste bergtyper så som granitt. Følgelig, gitt denne ROP ville kjerneseksjonen tendere til å bli flat eller nærme seg null høyde hvilket ville være til fordel for sprekkstrukturen under ringskjærflaten ettersom sprekkene, skapt med en viss dybde under senterseksjonen rutinemessig og med vel definert dybde også ville forekomme under ringseksjonen, bortom jordingselektroden som sett fra rotasjonssenter. Dette ville i sin tur virke i retning av økt PDC avvirkning på ringskjærflaten og økt ROP hvilket EPB avvirkningen før eller siden kanskje ikke ville være i stand til å følge opp, hvilket da ville føre til at kjerneseksjonen ville få større høyde som etter hvert ville øke EPB avvirkningen siden kjerneseksjonen ville miste sidestøtte, men samtidig svekke sprekkdannelsen under ringflaten fordi retning og elektrodegaplengde ville tilsi mindre oppsprekkingeeffektivitet under ringskjærflaten; samlet sett muligens under visse forhold selvregulerende men i alle fall en balanse som krever oppmerksomhet. Fremstillingen forutsetter en aksielt bevegelig senterelektrode så som men ikke nødvendigvis en stavformet, fjærbelastet elektrode som kunne være roterende med borkronekroppen eller ikke roterende, med nok bevegelsesfrihet aksielt til å bevege seg også forbi ringskjærplanet for det formål å skape best mulig sprekkstruktur der PDC-brytingen foregår. Som tillegg til denne fremstilling er å si at en høyspennings senterelektrode i en klokkeformet PDC borekrone synes å være en heller enkel ting å fremstille hvilket bidrar til å gjøre utgavene VII-A og VII-B til foretrukne varianter av den nye oppfinnelsen.

[0045] En annen utforming, heretter kalt VII-AP eller VII-BP inkorporerer et lite perkusjonsbor med den nevnte senterelektrode, en elektrode i form av et perkusjonsbor eller en elektrode ved siden av et perkusjonsbor eksempelvis i form av en rørkappe utenpå borstangen men ikke nødvendigvis begrenset til dette, med egen drivvæske og sin egen energiforsyning som fungerer parallelt med PDC rotasjon og EPB idet perkusjonsboret lager et lite senterhull i sylindervolumet av bergmatrix som reiser seg inni klokkeformen ettersom PDC aktiviteten på ringskjærflaten får denne til å avansere fremover; lite senterhull i denne forbindelse å forstås som en diameter 5 - 25% av borehullsdiameter, med dybdebegrensning ved en avstand<1>/2-1x borehullsdiameter forbi ringskjærplanet sett i aksialretning, og med elektropulser tilrettelagt for å gå av mens perkusjonsboret arbeider eller etterpå, kontinuerlig, intervallvis eller synkronisert med perkusjonsboringen eller med den samlede hulllaging ettersom det finnes best i en gitt situasjon.

[0046] Konseptene VII-AP og VII-BP der høyspenningselektroden er innelukket og begrenset til bunnen av et lite, trangt perkusjonsboret hull i senter av borehullet tilrettelegger for en økt sannsynlighet for at strømbanene som følger av elektropulsen vil gå gjennom matrix og være effektive både med hensyn til å bryte det nevnte kjernevolum og besørge oppsprekking under ringskjærflaten, særlig når perkusjonshullet fordypes forbi ringskjærplanet uansett hva for borehullsvæske som blir brukt, høyresistivitetsvæske eller ordinært boreslam siden det vil være kun et minimum av elektrisk lekkasje opp gjennom et trangt tverrsnitt langs perkusjonsborstangen og rundt toppen av kjernevolumet og fram til innsiden av borkronekroppen. Utforming VII-AP og VII-BP antas ut fra dette å være funksjonsdyktig ved alle typer av borehullsvæske.

[0047] Videre utvikling av konseptene VII-AP og VII-BP, heretter kalt VII-AP-1 og VII-BP-1, defineres ved anvendelse av en egen høyresistivitetsvæske så som transformatorolje eller en syntetisk olje men ikke begrenset til dette, som pumpes ned gjennom perkusjonsborstangen og fortrenger annen væske som måtte befinne seg i perkusjonsborhullet mens det blir laget idet væsken også fungerer som transportør av utborete partikler ut av perkusjonshullet og/eller etterpå når elektropulsen går, eventuelt med en annulær pakning som forsegler ringrommet rundt borstangen øverst etter at perkusjonsboringen er ferdig og pulsen skal gå når det er relevant. Ved dette arrangement antas det at den elektriske lekkasje gjennom væsken vil bli bragt ned mot null. Operative opplegg så som perkusjonsboring av det nevnte lille senterhull, innledningsvis med drivvæske i form av boreslammet som er i bruk som deretter blir erstattet med høyresistivitetsvæske før perkusjonshullet blir stengt og pulsen går er fullt tenkbare, eller modifisert for bruk av ren høyresistivitetsvæske også som drivvæske for perkusjonsboret. Når pulsen eller pulsene gar gått og det nevnte kjernevolum er brutt vil høyresistivitetsvæsken gå tapt og returnere til overflaten som en liten andel av den generelle slamstrøm. Legger man eksempelvis til grunn et 020 mm perkusjonshull med en 012 mm borstang vil væsketapet utmåles til 314 US GAL pr 100m borehull hvilket med letthet kan være lagret i BHA når BHA går i hullet eller endatil forsynt fra overflaten i en liten separat slange.

[0048] Bruken av en senterelektrode, ved VII-AP utforming inni klokkeformen og ved VII-BP utforming i senter av borkronekroppen definerer en sekundær ringflate rundt elektroden og innenfor indre periferi av ringskjærflaten og lokalisert øverst i det indre rom der det nevnte kjernevolum reiser seg ettersom PDC ringskjæringen avanserer der denne flaten faktisk utgjør begrensningen for hvor høyt kjernevolumet kan bli. Såfremt EPB fungerer som beskrevet i forhold til det nevnte kjernevolum, ved utforming VII-AP i kombinasjon med perkusjonsboret, vil denne indre ringflate aldri komme i kontakt med bergmatrix. Men skulle det ikke fungere vil boreprogresjonen stanse når slik kontakt inntreffer. For å avbøte dette utrustes den nevnte indre ringflate generelt med egne PDC kuttere som vil fungere som en ordinær PDC borekrone dersom noe slikt skulle inntreffe.

[0049] Ved den endelige versjon av VII-A konseptet er nevnte indre ringflate med påmonterte PDC-kuttere gjort til undre begrensningsflate for en separat del av borkronekroppen med fasong så som men ikke begrenset til fasongen av et hydraulisk stempel som er anbragt i et hulrom øverst i borkronekroppen med frihet til og drivmekanisme bak som gjør at det kan beveges aksielt ned på en kontrollert måte inni klokkeformen idet det roterer med borkronekroppen og aksielt glir mot klokkeformen på ytre periferi inntil nevnte indre ringflate er flush med ringskjærflaten, og låses i denne posisjon, hydraulisk eller på annen måte; senterelektrode med perkusjonsbor når det er relevant medbragt og fortsatt operativt uavhengig av den nevnte bevegelse og uavhengig av hva for posisjon den nevnte indre ringflate har.

[0050] Ved den endelige versjon av VII-B konseptet er nevnte indre ringflate med påmonterte PDC-kuttere gjort til undre begrensningsflate for en separat del av borkronekroppen med fasong så som men ikke begrenset til fasongen av et hydraulisk stempel som er anbragt i et hulrom øverst i borkronekroppen med frihet til og drivmekanisme bak som gjør at det kan beveges aksielt ned på en kontrollert måte i forhold til borkronekroppen idet det roterer med borkronekroppen og aksielt glir mot føringer på borkronekroppen på sin ytre periferi inntil nevnte indre ringflate er flush med ringskjærflaten, og låses i denne posisjon, hydraulisk eller på annen måte; senterelektrode med perkusjonsbor når det er relevant medbragt og fortsatt operativt uavhengig av den nevnte bevegelse og uavhengig av hva for posisjon den nevnte indre ringflate har.

[0051] De nevnte VII-A klokkeform borekroner og de nevnte VII-B sektor borekroner vil ved dette ha egenskapen «byttbar under boring» fra hardformasjonsbor basert på ringskjæring og EPB og perkusjonsbor når det er inkludert til sedimentbor eller ordinærformasjonsbor med fullprofil PDC-bit og som sådan tilpasset for rask boring gjennom mykere og middels harde formasjoner og lignende fjell der PDC-bit er kjent for å fungere meget godt, dog for sistnevnte med oppsprekkingsmuligheten i behold som vil påvirke grenseoppgangen for hva en PDC bit kan mestre, og reversert tilbake til hybrid format med EPB og eventuelt perkusjon når harde geologiske lag krever det, ofte tynne men krevende nok til å stanse ordinære borkroner; d.e. full reverserbarhet ettersom harde og myke geologiske formasjoner måtte kreve det. Som gitt ved utformingene VII-AP-1 og VII-BP-1 er den nye oppfinnelsen fullt kompatibel med bruk av ordinært boreslam. Med dette som utgangspunkt defineres det endelige raffinement ved den nye oppfinnelse, heretter kalt VII-AP-1a og VII-BP-1a; som virkelig «ombyttbar under boring» myk- og hardformasjons borkroner, benevnt BHA når støttemodul bak borkrona er inkludert, med operasjonsområde fra de mykeste sediment til det hardeste fjell, og som sådan unike.

[0052]

[0053] EGENSKAPER FOR INDUSTRIELL UTNYTTELSE

[0054] Egenskapen som den nye oppfinnelsen fører med seg til å modifisere berggrunnen ved hjelp av elektropuls, straks under borekrona mens boring pågår, på bunnen av borehullet, enten det er stort eller lite, og redusere berggrunnens styrke ved å sprekke den opp før eller senest idet den blir eksponert for borekronas brytende krefter slik de forekommer for eksempel ved mekaniske kuttere som er montert på en roterende borekronekropp men ikke begrenset til akkurat denne form for bryting, enten brytingen skjer i et fullt hulltverrsnitt eller i et ringformet tverrsnitt idet elektropuls er tilveiebragt ved en nedihulls pulsgenerator eller flere pulsgeneratorer, spesielt når høyspenningselektroden eller elektrodene ved den nevnte elektropulsmetoden er ført fram til en posisjon nær brytingsplanet gjennom kombinasjon med en perkusjonshammer slik at den på egenhånd avanserer dypt ned i berggrunnen på nivå med PDC kutterne når pulsen går av, eller til og med foran dem, eller nær dette; denne egenskapen utgjør et helt nytt fundament for bryting av berg, spesielt hardt fjell, en ny kategori av brytingsmetoder for alle slags brytingsformat og alle slags kombinasjoner av geologiske formasjoner på alle slags dyp som etter enhver kvalifisert vurdering må forventes å skape økte ytelser og økt produktivitet, raskere og billigere boring og økt energieffektivitet enn det som fins i eksisterende teknologi.

Claims (43)

1. En boremetode for boring av borehull i undergrunnen, ved rotasjonsteknikk, perkusjonsteknikk, hydraulisk spyling eller en hvilken som helst annen kjent teknikk i kombinasjon med bruk av elektrisk utladning generert ved høyspennings elektriske pulser mellom elektroder av motsatt polaritetkarakterisert vedat utladning skjer gjennom bergmatrix med nok energi til å sprekke opp matrix på bunnen av borehullet der hullfordypningen skjer før eller når boremetoden anvendes

2. En boremetode i henhold til krav 1 der den elektriske utladning skjer på hullbunnen ved et flertall av elektrodepar, hvert par bestående av to elektroder av motsatt polaritet der hvert par har som formål og er posisjonert slik at de kan frembringe oppsprekkingseffekten til fordel for en spesifikk eller en spesifikk gruppe av brytingselement slik de er definerte ved den aktuelle boremetode.

3. En boremetode i henhold til krav 1 der den elektriske utladning skjer på hullbunnen ved et eller et flertall av elektrodepar, hvert par bestående av to elektroder av motsatt polaritet som er posisjonert slik at det skjer generell oppsprekking av berggrunnen på hullbunnen der utgravingen finner sted

4. En boremetode i henhold til krav 1-2 der fremherskende oppsprekkingsmønstre har blitt tilpasset fremherskende brytingsmønstre så som men ikke begrenset til sprekkdybde og skjærdybde med sikte på å oppnå en maksimal virkningseffekt for oppsprekkingsteknikken i forhold til brytingsteknikken

5. En boremetode i henhold til krav 1 der en elektrode av det eller de nevnte elektrodepar er et brytingselement eller brytingselementene på borkronekroppen eller hele borkronekroppen inkludert alle brytingselementene

6. En boremetode for boring av borehull i undergrunnen, ved bryting med rotasjonsteknikk, perkusjonsteknikk, hydraulisk spyling eller en hvilken som helst annen kjent teknikk eller teknikker i kombinasjon med bruk av elektrisk utladning generert ved høyspennings pulser mellom elektroder av motsatt polaritet der hulldannelsen skjer i et ringformet format idet en bergmatrix kjerne får reise seg inni den utgravde ringen ettersom boringen avanserer og den elektriske puls anvendelse er strukturert ved midler så som men ikke begrenset til pulsenergi, puls posisjonering og antall pulser slik at kjernen brytes ned og det skjer oppsprekking av bergmatrix under den omgivende ringskjærflaten

7. En boremetode i henhold til krav 6 der senterelektroden eller elektrodene er istandsatt for å penetrere en avstand inn i bunnhullsmatrix, gjennom den nevnte kjernekropp og videre fra null til en full hulldiameters avstand forbi den nevnte ringskjærflate ved en separat boremetode så som men ikke begrenset til et perkusjonsbor, med elektrisk puls eller pulser anvendt med elektroden eller elektrodene posisjonert inni det eller de nevnte liten-diameter senterhull med tilstrekkelig energiinnhold til å bryte ned kjernen og sprekke opp bergmatrix under ringskjærflaten

8. En boremetode i henhold til krav 7 der det eller de nevnte liten-diameter senterhull er gjennomstrømmet og fylt med en utvalgt høyresistivitetsvæske før eller når den elektriske utladning finner sted

9. En boremetode i henhold til krav 6 eller krav 7 der det befinner seg kun en elektrode i det nevnte ringformete senter så som men ikke nødvendigvis høyspenningselektroden av et elektrodepar

10. En boremetode for boring av borehull i undergrunnen som det blir sirkulert en hvilken som helst normal type boreslam i, ved bryting med rotasjonsteknikk, perkusjonsteknikk, hydraulisk spyling eller en hvilken som helst annen kjent teknikk eller teknikker i kombinasjon med bruk av elektrisk utladning generert ved høyspennings pulser mellom elektroder av motsatt polaritet der utladningen skjer på hullbunnen ved et eller et flertall av elektrodepar, hvert med elektroder av motsatt polaritet som er posisjonert så at det skjer oppsprekking og/eller bryting av bergmatrix på hullbunnen der utgravingen finner sted og hvor en elektrode så som men ikke nødvendigvis høyspenningselektroden eller -elektrodene av elektrodeparet eller -parene er istandsatt til å penetrere en avstand inn i bunnhullsmatrix som kan være fra null til en full borhulldiameters avstand forbi ringskjærflaten ved en separat boremetode så som men ikke begrenset til et eller flere liten-diameter senter borehull i forskjellige posisjoner implementert med et perkusjonsbor-anlegg og med elektriske puls eller pulser iverksatt mens den nevnte elektrode eller elektroder er posisjonert inni det eller de nevnte liten-diameter borehull slik at den elektriske utladning skjerf gjennom brergmatrix med tilstrekkelig energi til å sprekke opp eller bryte ned matrix der eller nær der hvor fordypning av hullet finner sted før eller mens den aktuelle boreteknikk forholder seg til de aktuelle bergmatrixvolum.

11. En boremetode i henhold til krav 10 der jordingselektroden av det eller de nevnte elektrodepar er borhodekroppen selv inkludert kutterelementene

12. En boremetode i henhold til krav 10 eller krav 11 som inkluderer gjennomstrømning av det eller de nevnte liten-diameter borehull med en høyresistivitets væske

13. En boremetode i henhold til krav 10 eller krav 11 og krav 12 som inkluderer gjennomstrømning av det eller de nevnte liten-diameter borehull med en høyresistivitets væske etter at det eller de nevnte liten-diameter hull har nådd full, intendert dybde og før eller senest når elektrisk puls eller pulser blir iverksatt

14. En boremetode i henhold til krav 10, krav 12-13 som inkluderer stengning av det eller de nevnte liten-diameter borehull ved en lukkemekanisme så som men ikke begrenset til en annulær pakning etter at det eller de nevnte liten-diameter hull har nådd full, intendert dybde og blitt fylt med den nevnte høyresistivitet væske men før eller senest når elektrisk puls eller pulser blir iversatt og med dette sørge for at den elektriske utladning skjer gjennom bergmatrix med nok energiinnhold til å bryte og/eller sprekke opp matrix der hullfordypningen finner sted før eller senest når det skjer.

15. En boremetode i henhold til krav 10 eller krav 11, eller den ene eller den andre av disse krav i kombinasjon med den ene, andre eller tredje eller hvilken som helst kombinasjon av krav 12-14 der borehullsdannelsen har ringformet format med en full klokkeform borkronekropp eller kropper eller en segmentert klokkeform borkronekropp eller kropper med et eller flere ringkjerne volum av bergmatrix som reiser seg inni klokkeformen eller -formene ettersom utgraving skjer på ringskjærflaten eller flatene og hvor det eller de nevnte liten-diameter borehull blir iverksatt ned i det eller de nevnte kjernevolum av bergmatrix

16. En boremetode i henhold til krav 15 der det ringformete utgravingsformat blir implementert ved en boremetode så som men ikke begrenset til rotasjons PDC teknikk eller diamantborkrone eller en hvilken som helst annen metode med en utgravingsflate som kan være av en hvilken som helst fasong, størrelse eller form og utgjøre kun en sektor eller sektorer av ringtverrsnitt som den graver ut

17. En boremetode i henhold til hvilken som helst av kravene 10-16 som bruker kun en senterelektrode for hver ringformete utgravingsenhet så som men ikke nødvendigvis en høyspenningselektrode.

18. En boremetode i henhold til krav 15 eller krav 16 i kombinasjon med krav 17 som antar en bevegelig del av borkronekroppen lokalisert i rotasjonssenter av borkronekroppen i en hvilken som helst avstand større eller lik null avstand opp fra ringskjærflaten med frihet og evne til å bevege seg fram langs borkronekroppens rotasjonsakse i retning av ringskjærflaten og tilbake idet den bevegelige del selv har et ringformet tverrsnitt definert ved en ytre diameter lik ringskjærflatens indre diameter eller nær dette og en indre diameter lik ytre diameter til det nevnte liten-diameter eller nær dette, og videre posisjonert så som men ikke nødvendigvis i et hulrom i borkronekroppen med forsiden flush med øverste del av klokkeformens indre rom når den er i sin øvre posisjon og når klokkeform er relevant, og i en likedan posisjon i øvre del av borkronekroppen når klokkeformen ikke er relevant, og med sin forside flush med ringskjærflaten når den er i sin nedre posisjon slik at den i denne posisjon sammen med ringskjærflaten utgjør en fullprofil borkrone så som men ikke begrenset til en fulldiameter PDC borkrone når klokkeformen er relevant og en full sektor borkrone når den ikke er relevant, kun kompromisset ved senterelektroden eller senterelektrode/utgravingsredskap-kombinasjonen som forblir funksjonsdyktig i borkronens rotasjonssenter, nevnte bevegelige del viderekarakterisert vedet arrangement av kutterelementer så som men ikke begrenset til PDC-kuttere på sin undre ringoverflate, dermed en indre PDC ekskavator, og et arrangement for energiforsyning til å bevege seg så som men ikke nødvendigvis et hydraulisk system bakom med stempel eller stempler som skaffer bevegelse forover og bakover i forhold til borkronekroppen, nevnte boremetodekarakterisert vedsin evne til å tilpasse seg til den skiftende borbarhet som alltid erfares i ved boring i varierende geologiske formasjoner så som men ikke begrenset til å bore som en full-tverrsnitts PDC bit i mykere eller mellom-harde formasjoner der EPB-støtte kan nyttes eller ikke nyttes ut fra beslutninger på boredekket, og med ringformet bryting i hardere formasjoner med full EPB assistanse for bryting av kjernevolum og oppsprekking foran ringskjærflaten, med anledning til å skru dette av og på mens boring pågår ettersom det besluttes på boredekket.

19. Et bunnhullssystem (BHA) bestående av en borkrone og de nødvendige støttesystemer for borkrona så som men ikke begrenset til borkronas energiforsyning og kontrollsystem, der nevnte borkrone er av type rotasjonsborkrone, hydraulisk spyling -borkrone, perkusjonsborkrone eller en hvilken som helst annen type borkrone med et eller flere elektrodepar integrert, hvert par bestående av en høyspenningselektrode og en jordingselektrode og viderekarakterisert veddets eller deres posisjonering på eller nær ved brytingsoverflaten for borhodekroppen og dets eller deres tidspunktplan for iverksetting av elektrisk puls samt puls energinivå idet nevnte nivå er tilstrekkelig for elektropuls oppsprekking av bergmatrix under borkrona og nevnte posisjon og tidspunktplan er slik at oppsprekking skjer umiddelbart foran borkronas kutterelement før eller senest idet utgraving begynner på det oppsprukne areal av hullbunnen.

20. En borkrone i henhold til krav 18 der den elektriske utladning foregår over hele bunnhullsflaten ved et flertall av elektrodepar, hvert par bestående a to elektroder av motsatt polaritet idet de hver for seg er tilrettelagt og plassert slik at de besørger oppsprekking av bergmatrix til fordel for et spesifikt eller en spesifikk gruppe av kutterelementer slik de er definerte ved den aktuelle boremetode.

21. En borkrone i henhold til krav 18-19 der fremherskende oppsprekkingsmønstre har blitt tilpasset fremherskende brytingsmønstre så som men ikke begrenset til oppsprekkingsdybde og skjærdybde for å oppnå maksimal virkning av oppsprekkingen i forhold til den aktuelle utgravingsteknikk.

22. Et bunnhullssystem (BHA) bestående av en borkrone og de nødvendige støttesystemer for borkrona så som men ikke begrenset til borkronas energiforsyning og kontrollsystem, der nevnte borkrone er av type rulleborkrone, diamantborkrone eller PDC borkrone eller hybrid kombinasjoner av eksempelvis rulle- og PDC- borkrone utviklet for enhver slags rotasjon i borehullet, single koaksial i forhold til borehullet, multi koaksial eller ikke-koaksial eller rotasjon på en hvilken som helst annen måte, en perkusjons-eller knusing-borkrone, hydraulisk spyling eller en hvilken som helst annen type borkrone med et eller flere elektrodepar integrert, hvert par bestående av en høyspenningselektrode og en jordingselektrode og posisjonert slik at ved anvendelse av dets eller deres pulsenergi skapes det en elektrisk puls eller et flertall pulser som er som et minimum i stand til å sprekke opp bergmatrix under hele borkrona eller som et minimum nær dette

23. En borkrone i henhold til krav 18 eller krav 21 der en av de nevnte elektroder i de nevnte elektrodepar er selve brytingselementet eller -elementene, eller brytingselementene sammen med borkronekroppen som de er montert på

24. En borkrone i henhold til krav 21 eller krav 22 der en av elektrodene i elektrodeparet eller -parene er lokalisert i senter eller sentrene av borkronerotasjonen eller -rotasjonene

25. En borkrone i henhold til krav 23 der den nevnte senterelektrode er lokalisert i senter av borehullet

26. En borkrone i henhold til krav 23 der nevnte senterelektrode eller -elektroder er høyspenningselektroden eller-elektrodene av elektrodeparet eller-parene.

27. Et bunnhulls system (BHA) bestående av en borkrone og de nødvendige støttesystemer for borkrona så som men ikke begrenset til borkronas energiforsyning og kontrollsystem, der nevnte borkronekropp er av en full eller segmentert klokkeform-type, en enkel klokke eller flere ved siden av hverandre eller et flertall klokke-inni-klokke -arrangement med åpninger skjært i klokkeformen eller segmenter av klokkeformen fjernet for å slippe utborete partikler ut og indre dybde av klokkeformene av en hvilken som helst størrelse fra null dybde til en dybde lik mange hulldiametre, alle med klokkeåpningen enten den er en full åpning eller kun et segment eller segmenter av en åpning, tilrettelagt for og påmontert kutterelement som når den roterer samlet utgjør en ringskjærflate med avvirkning ved PDC, diamant, perkusjon eller knusing eller en hvilken som helst annen avvirkningsmetode og som pr klokkeform utgjør en skjærflate som graver hull i form av en ring når den roterer og alle med en eller flere elektrisk pulsenergi elektrodepar installert på eller ved ringskjærflaten, mellom klokkesegmenter og/eller inni klokkeformen eller -formene, og forsynt med tilstrekkelig pulsenergi til å bryte ned kjernevolumet eller volumene av bergmatrix som reiser seg inni klokkeformen eller -formene ettersom ringskjæringen avanserer og sprekke opp bergmatrix under ringflaten eller — flatene

28. Et bunnhulls system (BHA) bestående av en roterende borkronekropp og de nødvendige støttesystemer for borkrona så som men ikke begrenset til borkronas energiforsyning og kontrollsystem, der nevnte borkronekropp inkorporerer en eller flere eksentrisk skjær- eller bryte-flate eller -flater av en hvilken som helst fasong, størrelse eller form men arrangert på borkronekroppen på en eller flere utrigger arm eller armer slik at den graver i et eller flere ringformat og definerer hullets ytter- og innerperiferi eller periferier når borkronekroppen roterer rundt sin akse eller akser idet det innenfor nevnte innerperiferi eller periferier reiser seg kjernevolum av bergmatrix etter hvert som ringskjæringen avanserer, nevnte kjernevolum begrenset i aksialretningen av utriggerarmenes høyde som kan være hva som helst fra null høyde til flere diameters høyde idet det brytes et enkelt ringformet hull eller flere ringformete hull, inni hverandre eller side om side med PDC kuttere, diamant kuttere, med hydraulisk spyling, perkusjon eller en hvilken som helst annen metode, og en eller flere elektrisk pulsenergi elektrodepar installert på eller ved ringskjærflaten eller -flatene og/eller innenfor indre kontur eller konturene av ringskjærflaten eller -flatene og forsynt med pulsenergi tilstrekkelig til å bryte ned det nevnte kjernevolum eller -volumene innenfor de eller den nevnte kontur (ene) og sprekke opp bergmatrix under ringskjærflaten eller -flatene.

29. En borkrone i henhold til krav 26 eller kkrav 27 der den ene elektroden av elektrodeparet eller -parene er et brytingselement eller brytingselementene på borkronekroppen eller hele borkronekroppen inkludert de nevnte brytingselementene.

30. En borkrone i henhold til krav 28 der borkronekroppen har kun en ringskjærflate som er konsentrisk i forhold til borehullet og kun en elektrode posisjonert i senter av borkrone og borehull

31. En borkrone i henhold til krav 29 der den nevnte elektrode er bevegelig langs rotasjonsaksen for borkronekroppen mellom endestopp ved en mekanisme så som men ikke nødvendigvis en mekanisk fjær i et lederør og således alltid har kontakt mot bergmatrix, med fremste endestopp definert opp til lengden av en hulldiameter foran ringskjærflaten og dens bakre endestopp definert flush med toppen av det indre rom i klokkeformatet når det er aktuelt eller der den eller de nevnte utriggerarm eller armene møter borkronekroppens senterseksjon når det er relevant idet den utgjør et elektrodepar med borkronekroppen som den andre elektrode

32. Et bunnhullsystem (BHA) med en borkrone i henhold til krav 29 der den nevnte senterelektrode er i form av ekskavatoren i et separat hull-skapende redskap eller arrangert i kombinasjon med nevnte ekskavator så som men ikke begrenset til borstangen i et perkusjonsredskap, heretter kalt Sentersystemet (CA) og dets støttesystem som kan omfatte komponentsystem så som men ikke begrenset til energiforsyning inkludert energikilde, kontrollsystem, styresystem, og viderekarakterisert vedat CA er bevegelig mellom endestopp langs rotasjonsaksen for borkronekroppen ved en mekanisme så som men ikke begrenset til en hydraulisk stempelkraft mekanisme, med fremre endestopp definert opp til en hulldiameter-lengde forbi ringskjærflaten og bakre endestopp definert flush med toppen av indre klokkeform når det er aktuelt og der de nevnte utriggerarmene møter senter av borkronekroppen når det er aktuelt idet CA utgjør et elektrodepar med ringskjærflaten eller selve borkronekroppen som den annen elektrode og er i stand til å lage et liten-diameter hull så som men ikke begrenset til 015-30 mm i kjernevolumet av bergmatrix som reiser seg innenfor indre kontur av ringskjærflaten etter hvert som den avanserer, med maksimal dybde som gitt ved endestopp og ellerskarakterisert vedpulsenergiforsyning tilstrekkelig til å bryte ned det nevnte kjernevolum av bergmatrix og sprekke opp bergmatrix under ringskjærflaten

33. Et bunnhullssystem (BHA) i henhold til krav 31 som inkorporerer et kontroll- og styresystem som forestår forsyning av det benyttede boreslam, hva det nå måtte være, inn i senterhullet mens det blir laget og ut fra det nevnte hull medbringende utborete partikler for deretter å absorberes i den generelle slamsirkulasjon i borehullet, nevnte kontrollsystem viderekarakterisert vedstyring av den elektriske puls, så som men ikke begrenset til når puls skal gå, hvor mange og med hvilket energiinnhold, om de skal gå under boring eller etter boring og dybdenivå der puls skal aktiveres.

34. Et bunnhullssystem (BHA) i henhold til krav 31 som inkorporerer et væskereservoar og det nødvendige væske transportsystem så som men ikke begrenset til rør, ventiler, manifolder, styring og kontrollsystem for forsyning til det nevnte CA av en separat høyresistivitet elektrisk isolerende væske som skal på plass i det nevnte liten-diameter senterhullet, enten mens det blir laget eller etter at det har blitt laget, i sistnevnte tilfelle idet den fortrenger annen væske som er der fra før.

35. Et bunnhullsystem (BHA) i henhold til krav 33 som inkorporerer et styrings- og kontrollsystem som besørger forsyning av den borehulls sirkulasjonsvæske som i et gitt tilfelle måtte være i bruk, kjent som boreslam, til det nevnte liten-diameter senterhull idet nevnte slam tas fra hovedslamstrømmen og brukes som sirkulasjonsmedium under boring av senterhullet inkludert løfter utborete partikler ut og dumper dem i nevnte hovedstrøm, viderekarakterisert vedstyring og kontroll av annulær stengning av senterhullet etter at gjenværende slam har blitt fortrengt med høyresistivitets elektrisk isolerende væske som lukkes inne i hullet før elektropuls programmet iverksettes med en eller flere pulser med energinivå tilstrekkelig til å bryte ned kjernevolumet og sprekke opp formasjonen under ringskjærflaten

36. Et bunnhullssystem (BHA) i henhold til krav 34 som inkorporerer i CA en annulær lukkemekanisme og styre- og kontrollsystem for operasjon av denne, så som men ikke nødvendigvis en annulær pakning som ekspanderes for nevnte stengning ved eller nær åpningen så som men ikke nødvendigvis etter at hullet er ferdigstilt og fylt med høyresisti vitet isolerende væske, nevnte kontrollsystem viderekarakterisert vedstyring av elektropulsanvendelsen slik at puls går av når pakningen har blitt satt med puls energinivå, puls tidspunkt og elektrodeposisjon tilrettelagt for best mulige effekt i forhold til bryting av kjernevolum og oppsprekking av bergmatrix under ringskjærflaten

37. En borekrone i henhold til krav 30-35 der nevnte senterelektrode er høyspenningselektroden

38. En borekrone i henhold til krav 26-27 der ringskjærflaten ved nedre ende av borekronekroppen er forsynt med en leppeformet utvidelse innover til en mindre indre diameter enn indre diameter lengre oppe på borekronekroppen, idet nevnte mindre diameter har utstrekning oppover kun et kort stykke slik at berøring mellom borekronekropp og kjernevolum foregår kun over et sylinderareal gitt ved indre leppediameter og leppehøyden

39. En borekrone i henhold til krav 37 der nevnte leppekonstruksjon er oppdelt langs sin periferi i alternerende leppeløse segment og segment med intakt leppe så at berøringsflate mellom borekronekropp og kjernevolum er definert som overflatearealet på den del av de intakte segment som vender mot kjernevolumet

40. En borekrone i henhold til krav 38 der nevnte intakte segmenter hver for seg er reduserte i sideveis utstrekning til de har mer eller mindre en kileform hvorved berøring med kjernevolumet blir i form av et punkt eller en kort linje, dette med formål å konsentrere og ha bedre kontroll på strømbanene som følger av den elektriske puls

41. Et bunnhullssystem (BHA) i henhold til krav 30 eller krav 31 som inkorporerer en sekundær skjærflate med ringform eller ringsektorform, heretter kalt sekundærringflaten (SR), definert ved en ytre diameter lik ringskjærflatens indrediameter eller nær dette og en indre diameter lik CA ytre diameter eller nær dette og lokalisert koaksialt med borekronekroppen øverst i det indre rom av borekronekroppen der kjernevolumet reiser seg når boring pågår idet SR er utrustet med brytingselement for roterende bryting, perkusjon, hydraulisk spyling eller hvilken som helst annen avvirkningsmekanisme.

42. En drillbit i henhold til krav 40 der SR utgjør nedre ende av en separat kropp så som men ikke begrenset til en sylindrisk annulær kropp eller en kropp som et segment av en slik annulær sylinder, som er installert i øvre ende av en klokkeform borekronekropp eller nevnte borekronekropp med utriggerarm eller annen tilsvarende borekronekropp og rundt nevnte CA som har en glidende pasning overfor det indre hull i den annulære sylinder, viderekarakterisert vedat nevnte annulære sylinder har frihet og er utstyrt med hjelpemidler slik at den kan bevege seg aksielt ned i det nevnte indre rom i retning ringskjærflaten nederst og opp hvor i sin øverste posisjon den er flush med den øverste utstrekning inni klokkeformen når det er aktuelt og den sentrale del av borekronekroppen når utrigger-konseptet er aktuelt og viderekarakterisert vedved at den er utrustet med så som men ikke begrenset til hydrauliske stempel som befordrer bevegelse ned og opp, og som låser den i posisjon når det er aktuelt

43. En borekrone i henhold til krav 41 der endestopp nedover for den nevnte SR er slik at ytre periferi for SR er flush med og har et minimum av klaring i forhold til indre periferi for ringskjærflaten idet nevnte ringskjærflate og SR overflaten har kurvatur og kontur som når de er i denne posisjon endrer utseende og funksjon slik at den fremstår som nær en ordinær state-of -the-art fullprofil borekrone av den aktuelle type, eksempelvis men ikke nødvendigvis en PDC bit og viderekarakterisert vedat CA fortsatt fungerer og kan bevege seg, lage hull og iverksette elektriske pulser ved det nevnte SA liten-diameter perkusjonsbor med pulsavgang på nivåer foran borefronten.