NO20181379A1

NO20181379A1 - Apparat innbefattende en ekspansjonsdel

Info

Publication number: NO20181379A1
Application number: NO20181379A
Authority: NO
Inventors: Craig D Johnson; Peter Besselink; L Mcd Schetkys; Barrie Hart
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2002-07-17
Also published as: BR0201817A; NO343316B1; CA2745733A1; NO20171933A1; GB2371066A; CA2367810C; CA2367810A1; CA2745733C; GB2371066B; JP2002332791A; NO344423B1; GB0200856D0; EP1223305A2; EP1223305A3; DE60226185D1; BR0201817B1; GB2371066B8; GB2371066A8; NO20140642L; JP3958602B2

Abstract

En ekspanderbar anordning omfatter et flertall av ekspanderbare celler. Cellene kan være bistabile celler eller andre typer av celler som er ekspandert fra en sammentrukket posisjon mot en ekspandert posisjon. I tillegg kan cellene være kombinert med låsmekanismer for å holde konstruksjonen i en ekspandert posisjon.

Description

OMRÅDE FOR OPPFINNELSEN

Denne oppfinnelse angår generelt ekspanderbare anordninger, og spesielt et apparat med anordninger formet fra èn eller flere ekspanderbare celler som tilrettelegger overgang av anordningen fra en sammentrukket tilstand til en ekspandert tilstand tilpasset bruk i en olje og/eller gassbrønn boring.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

I en varietet av anvendelser og miljøer, vil det være fordelaktig å ha en anordning som er i stand til å overgå fra en sammentrukket tilstand til en ekspandert tilstand. Slike anordninger kan omfatte plandeler, rørformede deler, rektangulære deler og en varietet av andre utforminger. Eksemplifiserende anvendelser innbefatter medisinske anvendelser og hvor ekspanderbare anordninger, slik som stenter, er utplassert ved et ønsket sted og så ekspandert. Andre eksemplifiserende anvendelser omfatter bruken av ekspanderbare anordninger i gjenvinningen av forskjellige fluider, for eksempel olje fra underjordiske steder.

For eksempel er fluider slik som olje, naturgass og vann oppnådd fra underjordiske geologiske formasjoner (et ”reservoar”), ved boring av en brønn som penetrerer den fluidbærende formasjonen. Når en brønnboring har blitt boret til en viss dybde er borehullveggen typisk oppstøttet for å forhindre kollaps. Under boringen og bruken av en brønnboring, er forskjellige rørformede deler, slik som forlengningsrør, fôringsrør, sandfiltre etc. utplassert innen brønnboringen.

Forskjellige fremgangsmåter har blitt utviklet for radielt å ekspandere rør ved for eksempel trekking av en ekspansjonsstamme (spindel) gjennom røret for plastisk å deformere røret i en radiell utover retning. En slik tilnærming krever imidlertid en stor mengde av kraft for å oppnå den ønskede ekspansjon.

EP 1031329 A2 beskriver en fremgangsmåte for en stent som omfatter å føre en første føringstråd inn i en vaskulitt. For det andre er et ballongkateter som inneholder to styretråd-lumen tredd langs styretråden inn i stilling ved bifurkasjon. Den ytre åpning av den andre styretråd-lumen støter mot den proksimale enden av bifurkasjonen. Deretter blir en andre styretråd tredd gjennom det første ballongkateter og ut i den ytre åpning av den andre styretråd-lumen. Deretter blir en andre standard stent leveringsballongkateter ført langs den andre styretråden til en posisjon inne i bifurkasjon.

WO 98/32412 A beskriver et ekspanderbart rør med celler bestående av en tynn avstiver (8) som er dreibart tilkoblet en tykk avstiver (9).

Den medisinske industri, oljeindustrien og en varietet av andre industrier benytter visse typer av ekspanderbare anordninger eller vil dra fordel av bruken av ekspanderbare anordninger i et antall av anvendelser. Det er imidlertid meget få eksisterende anordninger som er lett ekspanderbare ved et ønsket sted. Av anordningene som eksisterer er vesentlig krefter påkrevet for å skape ekspansjonen. Vesentlig plastisk deformasjon oppstår også hvilket kan begrense utvelgelsen av tilgjengelig materiale for en gitt ekspanderbar anordning. Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot å overvinne, eller i det minste redusere, virkningen av én eller flere av problemene som fremlagt ovenfor.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse angår generelt ekspanderbare anordninger som kan være benyttet for eksempel i underjordiske miljøer. I en utførelse av oppfinnelsen omfatter den ekspanderbare anordningen én eller flere ekspanderbare celler som tilrettelegger ekspansjon av anordningen. Ved hjelp av eksempel kan et rør være formet med et flertall av ekspanderbare celler som tilrettelegger radiell ekspansjon av anordningen fra en kollapset eller sammentrukket tilstand til en ekspanderbar tilstand. En varietet av celletyper og celleutforminger kan være benyttet avhengig av anvendelsen og ønskede parametere til denne ekspanderbare anordningen. I henhold til et eksempel på utførelse av foreliggende oppfinnelse innbefatter et apparat for anvendelse i en olje- eller gassbrønnboring en ekspansjonsdel med et flertall celler som er ekspanderbare fra en lukket posisjon til en åpen posisjon der ekspansjonsdelen omfatter celler som har ulike konfigurasjoner.

I ett annet eksempel på utførelse av foreliggende oppfinnelse omfatter apparatet et rør der celler kan være lokalisert eksentrisk i røret.

I henhold til andre eksempler på utførelse av foreliggende oppfinnelse kan celler som har ulike konfigurasjoner for eksempel ha ulike størrelser, eller ha ulike lengder, eller ha begge deler.

I henhold til et annet eksempel på utførelse av foreliggende oppfinnelse er celler som har ulike konfigurasjoner plassert i en rad langs ekspansjonsdelen.

I henhold til et annet eksempel på utførelse av foreliggende oppfinnelse er ekspansjonsdelen konfigurert for bruk i et borehull.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Oppfinnelsen vil heretter beskrives med referanse til de vedføyde tegninger, hvori like referansenummer angir like elementer, og:

Fig. 1A og 1B er illustrasjoner av krefter påtvunget for å lage en bi-stabil konstruksjon;

Fig. 2A og 2B viser kraftbøyningskurver til to bi-stabile konstruksjoner;

Fig. 3A – 3F illustrerer ekspanderte og kollapsede tilstander av tre bi-stabile celler med forskjellige tykkelsesforhold;

Fig. 4A og 4B illustrerer et bi-stabilt ekspanderbart rør i sin ekspanderte og kollapsede tilstand;

Fig. 4C og 4D illustrerer et bi-stabilt ekspandert rør i kollapset og ekspandert tilstand innen en brønnboring;

Fig. 5A og 5B illustrerer en ekspanderbar pakningstype av utplasseringsanordning;

Fig. 6A og 6B illustrerer en mekanisk pakningstype av utplasseringsanordning; Fig. 7A – 7D illustrerer en ekspanderbar utplasseringsanordning av senketypen; Fig. 8A – 8D illustrerer en utplasseringsanordning av stempeltypen;

Fig. 9A og 9B illustrerer en utplasseringsanordning av pluggtypen;

Fig. 10A og 10B illustrerer en utplasseringsanordning av kuletypen;

Fig. 11 er en skisse av en brønnboring som benytter et ekspanderbart bi-stabilt rør;

Fig. 12 illustrerer en motordrevet radiell valseutplasseringsanordning;

Fig. 13 illustrerer en hydraulisk drevet radiell valseutplasseringsanordning;

Fig. 14 er et tverrsnittriss av en utførelse av pakningen til den foreliggende oppfinnelse;

Fig. 15 er et tverrsnittriss av en annen utførelse av pakningen til den foreliggende oppfinnelse;

Fig. 16 er et sideelevasjonsriss av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse i en sammentrukket tilstand;

Fig. 17 er et sideelevasjonsriss av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse i en ekspandert tilstand;

Fig. 18A-C er skjematiske riss av en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

Fig. 19 er et perspektivriss av en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

Fig. 20 er et skjematisk riss av en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

Fig. 21 er et skjematisk riss av en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

Fig. 22A-B er partielle sideelevasjonsriss av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse i henholdsvis den sammentrukne og ekspanderte posisjon;

Fig. 23A-B er partielle sideelevasjonsriss av en utførelse av den foreliggende oppfinnelse i henholdsvis de sammentrukne og ekspanderte posisjoner;

Fig. 24A-B er sideelevasjonsriss av en alternativ utførelse av en ekspanderbar celle i henholdsvis sin sammentrukne og ekspanderte posisjon;

Fig. 25A-B er sideelevasjonsriss av en celle i likhet med den som illustrert i fig. 24A-B utplassert i sin henholdsvis sammentrukne og ekspanderte posisjoner; Fig. 26A-B illustrerer en annen utførelse av ekspanderbare celler fremvist henholdsvis i deres sammentrukne og ekspanderte posisjoner;

Fig. 27A-B illustrerer en annen utførelse av ekspanderbare celler fremvist i henholdsvis deres sammentrukne og ekspanderte posisjoner;

Fig. 28A-B illustrerer en annen utførelse av ekspanderbare celler fremvist i henholdsvis deres sammentrukne og ekspanderte posisjoner;

Fig. 29A-B illustrerer en annen utførelse av ekspanderbare celler fremvist i henholdsvis deres sammentrukne og ekspanderte posisjoner;

Fig. 30A-B illustrerer en annen utførelse av en ekspanderbar celle fremvist i henholdsvis sin sammentrukne og ekspanderte posisjon;

Fig. 31A-C illustrerer en celle med energilagringsdeler som flytter seg fra en sammentrukket tilstand til en ekspandert tilstand;

Fig. 32A-32B illustrerer en annen utførelse av cellen illustrert i fig.31A-C i henholdsvis en sammentrukket posisjon og en ekspandert posisjon;

Fig. 33 illustrerer en annen eksemplifiserende ekspanderbar celleutforming; Fig. 34 illustrerer en annen eksemplifiserende ekspanderbar celleutforming;

Fig. 35A-D illustrerer en eksemplifiserende låsmekanisme som flytter seg gjennom forskjellige stadier fra en lukket posisjon til en åpen, låst posisjon;

Fig. 36A-D illustrerer en annen utførelse av låsmekanismen i fig.35;

Fig. 37 illustrerer en låsmekanisme kombinert med en ekspanderbar celle;

Fig. 38A-B illustrerer en ekspanderbar celle kombinert med en låsmekanisme i henholdsvis en sammentrukket og ekspandert posisjon;

Fig. 39 illustrerer en ekspanderbar celle med en annen utførelse av en låsmekanisme;

Fig. 40A-B illustrerer henholdsvis en individuell ekspanderbar celle og et flertall av ekspanderbare celler kombinert med tilhørende låsmekanismer;

Fig. 41A-B illustrerer en annen utførelse av kombinerte ekspanderbare celler og låsmekanismer i henholdsvis sammentrukne og ekspanderte posisjoner; og Fig. 42 er en skjematisk fremvisning av kombinasjonen av ekspanderbare celler med avvikende størrelser og utforminger i en enkel ekspanderbar anordning.

Idet oppfinnelsen er mottakelig for forskjellige modifikasjoner og alternative former, har spesifikke utførelser av denne blitt vist ved hjelp av eksempel i tegningene og er heri beskrevet i detalj. Det skal imidlertid forstås at beskrivelsen heri av spesifikke utførelser ikke er antatt å begrense oppfinnelsen til de spesielle former som er fremlagt, men tvert imot er intensjonen å dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter, og alternativer som faller innen ånden og området av oppfinnelsen som definert ved de vedføyde kravene.

DETALJERT BESKRIVELSE AV EKSEMPLIFISERENDE UTFØRELSER

Det følgende beskriver en varietet av ekspanderbare anordninger som benytter ekspanderbare celler for å tilrettelegge ekspansjon av anordningen fra en sammentrukket tilstand til en ekspandert tilstand. Forskjellige ekspansjonsteknikker, ekspanderbare celleutforminger og låsmekanismer er beskrevet, og beskrivelsen er typisk relatert til én eller flere eksemplifiserende anvendelser. For eksempel er cellene beskrevet for bruk i rørkomponenter, slik som rør benyttet i oljeproduksjonsindustrien. Denne anvendelsen er imidlertid kun en eksemplarisk anvendelse for å vise anvendbarheten av de forskjellige celle- og låsmekanismer beskrevet heri. Beskrivelsen skal ikke betraktes som begrensende for anvendelsen av slike ekspanderbare anordninger til de spesielle miljøer og anvendelser beskrevet heri. Teknikkene for å formulere ekspanderbare anordninger kan isteden ha et bredt område og anvendelser i andre miljøer og industrier.

Som beskrevet nedenfor kan eller kan ikke eksemplariske ekspanderbare anordninger omfatte bi-stabile celler. Enten bi-stabile eller ikke, tilrettelegger de ekspanderbare cellene ekspansjon av en gitt anordning mellom en sammentrukket tilstand og en ekspandert tilstand for en varietet av operasjoner eller prosedyrer. Utvelgelsen av en spesiell type av ekspanderbare celler avhenger av et mangfold av faktorer innbefattende miljø, grad av ekspansjon, materialer tilgjengelig etc.

Bi-stabile anordninger benyttet i den foreliggende oppfinnelse kan ha fordelen av et prinsipp illustrert i fig.1A og 1B. Fig.1A viser en stang 10 festet ved hver ende til stive støtter 12. Hvis stangen 10 er utsatt for en aksial kraft starter den å deformere som vist i fig.1B. Etter som den aksielle kraften økes når stang 10 til slutt sin Euler bøyningsgrense og bøyer seg til én av de to stabile posisjoner vist som 14 og 15. Hvis den bøyde stangen nå klemmes i den bøyde posisjonen, kan en kraft ved rette vinkler til langaksen bevirke at stangen beveger seg enten til enhver av de stabile posisjonene men ikke til noen annen posisjon. Når stangen er utsatt for en lateral kraft må den bevege seg gjennom en vinkel� før den bøyer seg til sin nye stabile posisjon. Bi-stabile systemer er kjennetegnet ved en kraftbøyningskurve slik som de som vist i fig.2A og 2B. Den utvendige påfølgende kraft 16 bevirker at stangen 10 i fig.1B beveger seg i retningen X og når et maksimum 18 ved begynnelsen av flytting fra en stabil utforming til den andre. Ytterligere nedbøyning krever mindre kraft fordi systemet nå har et negativt fjærforhold og når kraften blir null er nedbøyningen til den andre stabile posisjonen spontan.

Kraftbøyningskurven for dette eksempel er symmetrisk og illustrert i fig.2A. Ved innføring av enten en pre-kurvatur i stangen eller et asymmetrisk tverrsnitt kan kraft-nedbøyningskurven gjøres asymmetris som vist i fig.2B. I dette system er kraften 19 påkrevet for å bevirke at stangen inntar en stabil posisjon større enn kraften 20 påkrevet for å bevirke den reverserende bøyning. Kraften 20 må være større enn null for at systemet har bi-stabile egenskaper.

Bi-stabile konstruksjoner, noen ganger referert til som mothakeanordninger, har blitt benyttet i industrien for slike anordninger som fleksible skiver, over senterklemmer, nedholdningsanordninger og hurtigfrigjøringssystemer for strekkabler (slik som i en seilbåts akter-stag).

I stedet for å benytte de stive støttene som vist i fig.1A og 1B, kan en celle være konstruert hvor begrensningene er fremskaffet av krummede avstivere forbundet ved hver ende som vist i fig.3A – 3F. Hvis begge avstivere 21 og 22 har den samme tykkelse som vist i fig.3A og 3B, er kraft-nedbøyningskurven lineær og cellene forlenges når sammen-trykket fra sin åpne posisjon i fig.3B til sin lukkede posisjon i fig.3A. Hvis celleavstiverne har forskjellige tykkelser, som vist i fig.

3C – 3F, har cellen kraft-nedbøyningsegenskapene som vist i fig.2B, og forandrer seg ikke i lengde når den beveger seg mellom sine to stabile posisjoner. Et ekspanderbart bi-stabilt rør kan således være konstruert slik at ettersom den radielle dimensjonen ekspanderer, forblir den aksielle lengden konstant. I et eksempel, hvis tykkelsesforhold er over omkring 2:1, motstår den tyngre avstiveren langsgående forandringer. Ved å forandre forholdet av tykke-til-tynne avstiver dimensjoner, kan åpnings- og lukningskreftene forandres. For eksempel illustrert i fig.3C og 3D et tykkelsesforhold på omkring 3:1, og fig.3E og 3F illustrerer et tykkelsesforhold på omkring 6:1.

Et ekspanderbart borings-bi-stabilt rør, slik som fôringsrør, en rørdel, en kopling eller rør, kan være konstruert med en rekke av periferisk bi-stabile forbundne celler 23 som vist i fig.4A og 4B, hvor hver tynn avstiver 21 er forbundet til en tykk avstiver 22. Den langsgående fleksibiliteten av et slikt rør kan være modifisert ved å forandre lengden av cellene og ved å forbinde hver rekke av celler med et ettergivende ledd. Videre kan kraft-nedbøynings-egenskapene og den langsgående fleksibiliteten også forandres ved utformingen av celleformen. Fig.4A illustrerer et ekspanderbart bi-stabilt rør 24 i sin ekspanderte utforming idet fig.4B illustrer det ekspanderbare bi-stabile rør 24 i sin sammentrukne eller kollapsede utforming. Innen denne applikasjonen er betegnelsen ”kollapset” benyttet for å identifisere utformingen av det bi-stabile elementet eller anordningen i den stabile tilstanden med den minste diameteren, det er ikke ment å innebære elementet eller anordningen er skadet på noen måte. I den kollapsede tilstanden er bi-stabilt rør 24 lett innført i en brønnboring 29, som illustrert i fig.4C. Ved plassering av det bi-stabile rør 24 ved et ønsket brønnboringssted, er det ekspandert, som illustrert i fig.4D. Geometrien til de bi-stabile cellene er slik at rørtverrsnittet kan være ekspandert i den radielle retningen for å øke den totale diameteren til røret. Etter som røret ekspanderer radielt deformerer de bi-stabile cellene elastisk inntil en spesifikk geometri er oppnådd. Ved dette punktet beveger de bi-stabile cellene seg, for eksempel snepper, til en endelig ekspandert geometri. Med noe materialer og/eller bi-stabile celleutforminger, kan nok energi være frigjort i den elastiske deformasjonen av cellen (etter som hver bi-stabile celler snepper forbi den spesifikke geometrien) slik at de ekspanderende cellene er i stand til å initiere ekspansjonen av tilstøtende bi-stabile celler forbi den kritiske bi-stabile cellegeometrien. Avhengig av nedbøyningskurvene, kan et parti eller til og med en hel lengde av bi-stabilt ekspanderbart rør være ekspandert fra et enkelt punkt.

På samme måte hvis radielle trykkrefter er utøvet på et ekspanderbart bi-stabilt rør, trekker seg sammen radielt og de bi-stabile cellene deformerer elastisk inntil en kritisk geometri er oppnådd. Ved dette punktet snepper de bi-stabile cellene til en endelig kollapset struktur. På denne måten er ekspansjonen av det bi-stabile røret reversibelt og repeterbar. Derfor kan det bi-stabile røret være et gjenbrukbart verktøy som valgfritt er forandret mellom den ekspanderte tilstand som vist i fig. 4A og den kollapsede tilstand som vist i fig.4B.

I den kollapsede tilstand, som i fig.4B, er det bi-stabile ekspanderbare rør lett innført i brønnboringen og plassert i posisjon. En utplasseringsanordning er så benyttet for å forandret utformingen fra den kollapsede tilstanden til den ekspanderte tilstanden.

I den ekspanderte tilstanden, som i fig.4A, kan utformingsstyring av de elastiske materialegenskapene til hver bi-stabile celle være slik at en konstant radiell kraft kan være påført av rørveggen til den styrende brønnboringsoverflaten. Materialegenskapene og den geometriske formen til de bi-stabile cellene kan være konstruert for å gi visse ønskelige resultater.

Et eksempel på utforming for visse ønskede resultater er en ekspanderbar bi-stabil rørstreng med mer enn en diameter ut gjennom lengden av strengen. Dette kan være nyttig i borehull med varierende diameter, enten konstruert på denne måten eller som et resultat av ikke planlagte hendelser slik som formasjonsutvaskinger eller nøkkelseter innen borehullet. Dette kan også være fordelaktig når det er ønskelig å ha et parti av den bi-stabile ekspanderbare anordningen lokalisert på innsiden av en fôret seksjon av brønnen, idet et annet parti er lokalisert i en ikke fôret seksjon av brønnen. Fig.11 illustrerer et eksempel på denne tilstanden. En brønnboring 40 er boret fra overflaten 42 og omfatter en fôret seksjon 44 og en åpenhullseksjon 46. En ekspanderbar bi-stabil anordning 48 med segmenter 50, 52 med forskjellige diametere er plassert i brønnen. Segmentet med en større diameter 50 er benyttet for å stabilisere åpen-hulls-seksjonen 46 til brønnen, idet segmentet med en redusert diameter 52 er lokalisert på innsiden av den fôrede seksjonen 44 til brønnen.

Bi-stabile ringer eller koplinger 24A (se fig.4C) kan være konstruert for å tillate seksjoner av det bi-stabile ekspanderbare røret og forbindes sammen til en streng med nyttige lengder som anvender de samme prinsippene som illustrert i fig.4A og 4B. Denne bi-stabile kopling 24A innbefatter også en bi-stabil celleutforming som tillater en å ekspandere radielt ved å benytte den samme mekanisme som for den bi-stabile ekspanderbare rørformede komponent. Eksemplifiserende bi-stabile koplinger har en diameter noe større enn de ekspanderbare rørformede seksjonene som forbindes. Den bi-stabile koplingen er så plassert over endene til de to seksjonene og mekanisk festet til de ekspanderbare rørformede seksjonene. Mekaniske festeanordninger slik som skruer, nagler eller bånd kan være benyttet for å forbinde koplingene til de rørformede seksjonene. Den bi-stabile koplingen er typisk konstruert for å ha et ekspansjonsforhold som er kompatibelt med de ekspanderbare rørformede seksjonene, slik at den fortsetter å forbinde de to seksjonene etter ekspansjonen av de to segmentene og koplingen.

Alternativt kan den bi-stabile koplingen ha en diameter mindre enn de to ekspanderbare rørformede seksjonene som er forbundet. Koplingen er så innført på innsiden av endene av rørene og mekanisk festet som omtalt ovenfor. En annen utførelse vil innbefatte maskineringen av endene til de rørformede seksjonene på enten deres indre eller ytre overflate for å danne en ringformet fordypning i hvilken koplingen er lokalisert. En kopling konstruert for å passe inn i fordypningen er plassert i fordypningen. Koplingen vil så være mekanisk festet til endene som beskrevet ovenfor. På denne måten danner koplingen en relativt glattformet forbindelse med rørseksjonene.

En transportanordning 31 transporterer de bi-stabile ekspanderbare rørlengdene og bi-stabile koplinger inn i brønnboringen og til den korrekte posisjonen. (Se fig.

4C og 4D). Transportanordningen kan benytte én eller flere mekanismer slik som vaierlinekabel, kveilet rør, kveilet rør med vaierlineleder, borerør, rørdel eller fôringsrør.

En utplasseringsanordning 33 kan være innbefattet i den totale sammenstillingen for å ekspandere det bi-stabile ekspanderbare røret og koplingene. (Se fig- 4C og 4D). Utplasseringsanordningen kan være av et mangfold av typer slik som et oppblåsbart pakningselement, et mekanisk pakningselement, en ekspanderbar svenke, et stempelapparat, en mekanisk aktuator, enn elektrisk solenoid, et pluggtypeapparat, for eksempel en konisk utformet anordning trukket eller skjøvet gjennom røret, et kuletypeapparat eller en utvider av roterende type som videre beskrevet nedenfor.

Et oppblåsbart pakningselement er vist i fig.5A og 5B og er en anordning med en oppblåsbar blære, element eller belger innlemmet i den bi-stabile ekspanderbare rørformede system-bunn-hulls-sammenstillingen. Illustrasjonen i fig.5A, er det oppblåsbare pakningselement 25 lokalisert på innsiden av hele lengden, eller et parti, av den initialt kollapsede tilstanden av bi-stabilt rør 24 og enhver bi-stabil ekspanderbar kopling (ikke vist). Når det bi-stabile ekspanderbare rørformede systemet er ved den riktige utplasseringsdybden, er det oppblåsbare pakningselement 25 ekspandert radielt ved pumping av fluid inn i anordningen som vist i fig. 5B. Oppblåsnings fluidet kan pumpes fra overflaten gjennom rør eller borerør, en mekanisk pumpe, eller via en elektrisk brønnhulls pumpe som er drevet via vaierlinekabel. Etter som det oppblåsbare pakningselementet 25 ekspanderer tvinger det bi-stabile ekspanderbare røret 24 til også å ekspandere radielt. Ved en viss ekspansjonsdiameter, bevirker det oppblåsbare pakningselementet at de bi-stabile cellene i røret når en kritisk geometri hvor den bi-stabile ”sneppe-” effekten er initiert, og det bi-stabile ekspanderbare rørsystemet ekspanderer til sin endelige diameter. Til slutt er det oppblåsbare pakningselementet 25 redusert og fjernet fra det utplasserte bi-stabile ekspanderbare røret 24.

Et mekanisk pakningselement er vist i fig.6A og 6B og er en anordning med et deformerbart plastelement 26 som ekspanderer radielt ved sammentrykking i den aksielle retningen. Kraften for å trykke sammen elementet kan være fremskaffet gjennom en kompresjonsmekanisme 27, slik som en skruemekanisme, kam, eller et hydraulisk stempel. Det mekaniske pakningselementet utplasserer de bi-stabile ekspanderbare rørene og koplingene på den samme måte som det oppblåsbare pakningselementet. Det deformerbare plastelementet 26 påfører en utvendig radiell kraft til den indre periferi av de bi-stabile ekspanderbare rørene og koplingene, som igjen tillater dem å ekspandere fra en sammentrukket posisjon (se fig.6A) til en endelig utplasseringsdiameter (se fig.6B).

En ekspanderbar svenke er vist i fig.7A – 7D og omfatter en rekke av fingere 28 som er anordnet radielt rundt en konisk spindel 30. Fig.7A og 7C viser henholdsvis side- og toppris. Når spindelen 30 er skjøvet eller trukket gjennom fingrene 28 ekspanderer de radielt utover, som illustrert i fig.7B og 7D. En ekspanderbar svenke er benyttet på den samme måte som et mekanisk pakningselement for å utplassere et bi-stabilt ekspanderbart rør og kopling.

Et stempeltypeapparat er vist i fig.8A – 8D og omfatter en rekke av stempler 32 som vender radielt utover og benyttes som en mekanisme for å ekspandere de bistabile ekspanderbare rørene og koplingene. Når aktivert påfører stempel 32 en radielt rettet kraft for å utplassere den bi-stabile ekspanderbare rørformede sammenstillingen ifølge det oppblåsbare pakningselementet. Fig.8A og 8C illustrerer stemplene tilbaketrukket idet fig.8B og 8D viser stemplene forlenget. Stempeltypeapparatet kan aktueres hydraulisk, mekanisk eller elektrisk.

En pluggtypeaktuator er illustrert i fig.9A og 9B og omfatter en plugg 34 som er skjøvet eller trukket gjennom de bi-stabile ekspanderbare rørene 24 og koplingene som vist i fig- 9A. Pluggen er dimensjonert for å ekspandere de bi-stabile cellene forbi deres kritiske punkt hvor de vil sneppe til en endelig ekspandert diameter som vist i fig.9B.

En kuletypeaktuator er vist i fig.10A og 10B og opererer når en overdimensjonert kule 36 er pumpet gjennom det midtre av de bi-stabile ekspanderbare rørene 24 og koplingene. For å forhindre fluidtap gjennom cellesporene, er en ekspanderbar elastomerbasert fôring 38 ført på innsiden av det bi-stabile ekspanderbare rørsystemet. Fôring 38 virker som en tetning og tillater kulen 36 å hydraulisk pumpes gjennom det bi-stabile rør 24 og koplingene. Virkningen med pumping av kulen 36 gjennom de bi-stabile ekspanderbare rørene 24 og koplingene er å ekspandere cellegeometrien utover det kritiske bi-stabile punktet, som tillater at full ekspansjon foregår som vist i fig.10B. Når de bi-stabile ekspanderbare rørene og koplingene er ekspandert, er elastomerhylsene 38 og kule 36 trukket tilbake.

Radielle rulletypeaktuatorer kan også være benyttet for å ekspandere de bi-stabile rørformede seksjoner. Fig.12 illustrerer et motordrevet ekspanderbart radielt rulle-(valse-) verktøy. Verktøyet omfatter én eller flere sett av armer 58 som er ekspandert til en innstilt diameter ved hjelp av en mekanisme og dreieledd. På enden av hvert sett av armer er en valse 60. Sentraliserer 62 kan være festet til verktøyet for å lokalisere dette riktig på innsiden av brønnboringen og det bi-stabile røret 24. En motor 64 fremskaffer kraften for å rotere hele sammenstillingen, og således vender valsen(ene) periferisk på innsiden av brønnboringen. Aksen til valsen(ene) er slik at valsen(ene) tillates å rotere fritt når brakt i kontakt med den indre overflaten av røret. Hver valse kan være konisk formet i snitt for å øke kontaktområdet til valseoverflaten til den indre veggen av røret. Valsene er initialt trukket tilbake og verktøyet er ført på innsiden av det sammentrukne bi-stabile røret. Verktøyet er så rotert av motoren 64, og valser 60 er flyttet utover for å kontakte den indre overflaten av det bi-stabile røret. Når valsen er i kontakt med røret er de dreiet utover en større avstand for å påføre en utvendig radiell kraft til det bi-stabile røret. Utoverbevegelsen av valsene kan utføres via sentrifugalkraft eller en passende aktuatormekanisme koplet mellom motoren 64 og valsene 60.

Den endelige dreieposisjon er justert til et punkt hvor det bi-stabile røret kan være ekspandert til den endelige diameter. Verktøyet er så langsgående flyttet gjennom det sammentrukne (kollapsede) bi-stabile rør, idet motoren fortsetter å rotere dreiearmene og valsene. Valsene følger en grunn skrueformet bane 66 på innsiden av det bi-stabile røret, som ekspanderer de bi-stabile cellene i deres bane. Når det bistabile røret er utplassert, er verktøyrotasjonen stoppet og valsene trukket tilbake. Verktøyet er så trukket tilbake fra det bi-stabile røret ved en transportanordning 68 som også kan benyttes for å innføre verktøyet.

Fig. 13 illustrerer en hydraulisk drevet radiell valseutplasseringsanordning. Verktøyet omfatter én eller flere valser 60 som er brakt i kontakt med den indre overflaten av det bi-stabile røret ved hjelp av et hydraulisk stempel 70. Den utvendige radielle kraften påført av valsene kan være øket til et punkt hvor det bi-stabile røret ekspanderer til sin endelige diameter. Sentraliserer 62 kan være festet til verktøyet for å lokalisere dette riktig på innsiden av brønnboringen og det bi-stabile røret 24.

Valsene 60 er initialt trukket tilbake og verktøyet er ført inn i det sammentrukne bistabile røret 24. Valsene 60 er så utplassert og skjøvet mot den indre veggen av det bi-stabile røret 24 for å ekspandere et parti av røret til sin endelige diameter. Hele verktøyet er forskjøvet eller trukket langsgående gjennom det bi-stabile røret 24 som ekspanderer hele lengden av bi-stabile celler 23. Når det bi-stabile røret 24 er utplassert i sin ekspanderte tilstand er valsene 60 trukket tilbake og verktøyet er trukket tilbake fra brønnboringen ved transportanordningen 68 benyttet for å innføre dette. Ved å forandre aksen til valsene 60, kan verktøyet roteres via en motor etter som det beveger seg langsgående gjennom det bi-stabile røret 24. Kraft for å operere utplasseringsanordningen kan trekkes fra én eller en kombinasjon av kilder slik som: elektrisk kraft tilført enten fra overflaten eller laget i et batteriarrangement sammen med utplasseringsanordningen, hydraulisk kraft anordnet ved overflaten eller brønnhulls pumper, turbiner eller en fluidakkumulator, og mekanisk kraft tilført gjennom en passende forbindelse aktuert ved bevegelse anvendt ved overflaten eller lagret nede i brønnhullet slik som i en fjærmekanisme. Det bi-stabile ekspanderbare rørsystemet er konstruert slik at den indre diameteren til det utplasserte røret er ekspandert for å opprettholde et maksimalt tverrsnitts areal langs det ekspanderbare røret. Denne egenskap muliggjør at monoboringsbrønner konstrueres og tilrettelegger eliminasjon av problemer forbundet med tradisjonelle brønnfôrings rørs-systemer hvor fôrings-rørutsidediameteren må være avtrappet nedover mange ganger, som begrenser adkomsten i lange brønnboringer.

Det bi-stabile ekspanderbare rørsystemet kan være anvendt i flere anvendelser, slik som en ekspanderbar åpen hullfôring når det bi-stabile ekspanderbare røret 24 er benyttet for å opplagre en åpen hullformasjon ved å utøve en ekstern radiell kraft på brønnboringsoverflaten. Ettersom bi-stabilt rør 24 er radielt ekspandert, beveger røret seg i kontakt med overflaten som danner brønnboring 29. Disse radielle krefter hjelper til med å stabilisere formasjonene og tillater boringen av brønner med færre konvensjonelle fôrings strenger. Fôringen med åpent hull kan også omfatte et materiale, for eksempel en omvikling, som reduserer fluidmengdetapet fra brønnboringen inn i formasjonene. Omviklingen kan være laget fra en varietet av materialer innbefattende ekspanderbare metall og/eller elastomermaterialer.

Ved å redusere fluidtapet inn i formasjonene, kan kostnadene med boringsfluider reduseres og risikoen for å tape sirkulasjon og/eller borehullkollaps minimaliseres. Fôringer kan også være benyttet innen brønnboringsrørene for formål slik som korrosjonsbeskyttelse. Et eksempel på et korrosivt miljø er miljøet som er resultatet når karbondioksid er benyttet for å øke oljeutvinning fra en produserende formasjon. Karbondioksid (CO2) reagerer lett med ethvert vann (H2O) som er tilstede for å danne kullstoffholdig syre (H2CO3). Andre syrer kan også genereres, spesielt hvis sulfursammensetninger er tilstede. Rør benyttet for å injisere karbondioksidet så vel som de som er benyttet i produksjonsbrønner er utsatt for i høy grad forhøyede korrosjonshyppigheter. Den foreliggende oppfinnelse kan benyttes for å plassere beskyttelses fôringer, for eksempel et bi-stabilt rør 24, innen et eksisterende rør for å minimalisere korrosjonsvirkningene og for å forlenge det nyttige livet til brønnboringsrørene.

Annen eksemplifiserende anvendelse innbefatter bruken av det bi-stabile røret 24 som en ekspanderbar perforert fôring. Det åpne bi-stabile cellene i det bi-stabile ekspanderbare røret tillater ubegrenset strømning fra formasjonen idet en konstruksjon tilveiebringes for å stabilisere borehullet.

Enda en annen anvendelse av det bi-stabile røret 24 er som et ekspanderbart sandfilter hvor de bi-stabile cellene er dimensjonert for å virke som et sandkontrollfilter. Et filtermateriale kan også være kombinert med det bi-stabile røret som forklart nedenfor. For eksempel kan et ekspanderbart filterelement være festet til det bi-stabile ekspanderbare røret. Det ekspanderbare filterelementet kan være formet som en vikling rundt bi-stabilt rør 24. Det er blitt funnet at påføringen av ringspenningskrefter på veggen til et borehull vil i seg hjelpe til med å stabilisere formasjonen og redusere eller eliminere innstrømningen av sand fra de produserende soner, selv om intet ytterligere filterelement er benyttet.

De ovenfor beskrevne bi-stabile ekspanderbare rør kan lages på mange måter slik som: kutting av passende formede baner gjennom veggen til et rør for derved å skape en ekspanderbar bi-stabil anordning i sin sammentrukne tilstand; skjæring av mønstre i et rørformet rør for derved å skape en ekspanderbar bi-stabil anordning i sin ekspanderte tilstand og så sammenpressing av anordningen til sin sammentrukne tilstand; skjæring av passende baner gjennom et platemateriale, valsing av materialet til en rørform og forbinding av endene for å danne en ekspanderbar bi-stabil anordning i sin sammentrukne tilstand; eller skjæring av mønstre i et platemateriale, valsing av materialer til en rørformet form, forbinding av de tilstøtende endene for å danne en ekspanderbar bi-stabil anordning i sin ekspanderte tilstand og så sammentrykking av anordningen til sin sammentrukne tilstand.

Konstruksjonsmaterialene for de bi-stabile ekspanderbare rørene kan innbefatte de som typisk er benyttet innen olje- og gassindustrien slik som karbonstål. De kan også være laget av spesielle legeringer, slik som en monel, inconel, hastelloy eller tungsten baserte legeringer) hvis anvendelsen krever dette.

Utformingene vist for det bi-stabile røret 24 er illustrative for driften av en bi-stabil basiscelle. Andre utforminger kan være passende, men konseptet som er presentert er også gyldig for disse andre geometrier.

I fig.14 og 15 er en pakning 80 formet av bi-stabile celler illustrert. Pakningen 80 har et rør 82 formet av bi-stabile celler 83, slik som de som tidligere omtalt. I tillegg har pakningen 80 minst en tetning 84 langs minst et parti av sin lengde. En eksemplifiserende tetning 84 kan innbefatte én eller flere lag posisjonert innvendig, utvendig, eller begge deler med hensyn til røret 82. I tillegg kan laget(ene) være sammenblandet med åpningene formet i cellene.

Fig. 14 illustrerer en utførelse med en innvendig og en utvendig tetning 84. Fig.15 illustrerer en pakning 80 med kun en innvendig tetning 84. Tetningen 84 kan være formet av en elastomer eller annet materiale. Videre tillater egenskapene til tetningen 84 at den i det minste stemmer overens med ekspansjonsforholdet til røret 82. Folder eller andre konstruksjonsegenskaper av tetningene 84 kan være benyttet for å tilrettelegge ekspansjonen.

Et harpiks eller katalysator 85 kan også være benyttet for å tillate at tetningen 84 herder etter størkning. I en alternativ utførelse er et harpiks eller annet flytbart materiale plassert mellom lagene til tetninger 84 (som i fig.14). Når pakningen 80 er plassert i brønnen og ekspandert kan det flytbare materialet herdes eller på annen måte forandres for å forbedre tetningsegenskapene til pakningen 80. I noen anvendelser krever herdning av harpiksen eller annet materiale oppvarming av materialet ved hjelp av et betjeningsverktøy. Pakningen 80 kan ekspanderes som beskrevet heri, og kan omfatte en varietet av bi-stabile celler. I en bruksutførelse er pakningen 80 utplassert på et innføringsverktøy som innbefatter et ekspandere verktøy. Pakningen 80 er posisjonert ved det ønskede stedet og ekspandert for å tette mot veggene til fôringsrøret eller annet rør. Pakningen 80 er typisk forbundet til et rør eller annen ledning som strekker seg ned i brønnhullet under pakningen 80. Pakningen 80 tilveiebringer en tetning i ringrommet for å forhindre eller begrense fluidstrømning langsgående i brønnen (den typiske bruk for pakninger). Den foreliggende oppfinnelse kan også virke som et brønnanker som innbefatter eller ekskluderer tetningen 84.

I fig.16, er en alternativ utførelse illustrert hvor pakningen 80 danner et parti til en ledning. I den viste utførelse, har en brønnledning 90 (slik som et rør) et parti (merket som pakning 80) som er skåret for å danne de bi-stabile cellene. Pakningspartiet 80 har en tetning 84 derpå som tidligere beskrevet. I fig.16, er et parti av tetnings materialet 84 illustrert som fjernet for å avdekke de bi-stabile cellene 83 i det underliggende rør 82. I fig.17, er pakningspartiet 80 illustrert i sin ekspanderte tilstand. Det skal bemerkes at i typiske anvendelser ekspanderer ikke brønnledning 90 som ikke har bi-stabile celler dannet deri. En utførelse for å feste brønnledningen til pakningen 80 er således for å danne pakning 80 som en integral del av brønnledningen 90 (det skal bemerkes at en sveiset forbindelse ligner denne utførelse og er en alternativ fremgangsmåte for å forme den foreliggende oppfinnelse). Andre fremgangsmåter innbefatter konvensjonelle fremgangsmåter med ikke integral forbindelse.

I alternative utførelser har brønnledningen et flertall av bi-stabile cellepakninger 80 formet derpå. I enda en annen alternativ utførelse er et parti eller partier 91 til brønnledningen i tillegg til pakningspartiene 80 formet av bi-stabile celler slik at disse andre partier også gjennomgår ekspansjon (se fig.17). De andre partiene kan eller kan ikke ha et materiale påført dertil. For eksempel kan det andre partiet ha en skjerm eller filtermateriale påført dertil for å tilveiebringe et brønnsandfilter. Med referanse til fig.18A-C, er en alternativ utforming av foreliggende oppfinnelse illustrert i et skjematisk, delvis tverrsnitts riss. Den ekspanderbare pakning er vist i henholdsvis den tilbaketrukne og ekspanderte tilstand, og i delvis sideelevasjonsriss (fig.18C). Den viste pakning innbefatter et fundamentrør 82 formet av tynne avstivere 21 og tykke avstivere 22 som danner bi-stabile celler 23(83 som tidligere beskrevet. Riller 92 er festet til rør 82 ved en kant og strekker seg generelt langsgående i den viste utførelse (se fig.18C). Hver rille er spesielt festet til røret 82 ved de tykke avstiverne 22, og bredden av rillene er slik at de overlapper minst den tilstøtende rille når røret 82 er i den ekspanderte tilstand. Selv om illustrert som å ha en rille festet til hver av de tykke avstiverne, kan pakningen ha en rille festet til vekslende tykke avstivere eller i andre utforminger. Dessuten kan rillene strekke seg i en retning forskjellig fra den langsgående retningen. Rillene 92 glir over hverandre under ekspansjon slik at utsiden av rør 82 er belagt med de overlappende riller 92.

En tetning 84 kan være festet til rillene 92 for å tilveiebringe tetningen for pakningen. Selv om vist i figurene som foldet kan tetning 84 ha andre egenskaper som tilrettelegger dens evne til å ekspandere med rillene 92 og røret 82. Tetningen 84 kan også ha andre egenskaper tidligere nevnt (for eksempel harpiks, innvendig tetning, etc. )

Det skal bemerkes at selv om beskrevet som en pakning kan den foreliggende oppfinnelse være benyttet for å tilveiebringe isolasjon over en lang lengde i motsetning til en tradisjonell pakning eller brønnhulls verktøy som generelt tetter kun en relativt kort langsgående distanse. Den foreliggende oppfinnelse kan således være benyttet på en måte i likhet med en fôring for å tilveiebringe isolasjon for en utvidet lengde.

I fig.19 er et perspektivriss av pakning 80 (eller isolasjonsanordning) med et flertall av riller 82 festet dertil justert i et overlappende arrangement som tidligere beskrevet. Rør 82 innbefatter endeforlengelser 94 som strekker seg langsgående fra de fjerneste cellene. Rillene 92 kan være festet til endeforlengelse 94, til visse partier av de tykke avstiverne 22 og/eller til visse tykke avstivere 22. I en utførelse er for eksempel avstiverne 92 festet til de tykke avstiverne som er langsgående innrettet med endeforlengelsen 94. Selv om generelt vist som festet ved en kant av riller 92, kan rillene også være festet til røret 82 ved en posisjon mellomliggende kantene.

I fig.20 er et ekspanderbart rør (eller ledning) 90 illustrert posisjonert i en brønn 100. Ledningen 90 innbefatter et flertall av adskilte pakninger 80 eller ekspanderbare tetningsanordninger. De ekspanderbare pakningene 80 engasjerer brønnboringsveggen og forhindrer ringformet strømning derved. Derfor er ethvert mikroringrom formet mellom det ekspanderbare røret 90 og brønn 100 (som kan innbefatte en fôring) forseglet i den langsgående retningen for å begrense eller forhindre uønsket strømning derved. Ledning 90 kan innbefatte én eller flere slike pakninger, som ønsket, for å styre strømningen. Videre kan pakningen 80 være adskilt ved regelmessig intervaller eller ved annen forhåndsbestemt avstand for å styre strømningen i ringrommet etter behov.

I et eksempel, illustrert skjematisk i fig.21, er de individuelle skjøtene til rør 90 sammenkoplet ved en pakning 80 for å inndele i felter hver ledningsskjøt fra den tilstøtende skjøt(ene). Pakningen 80 kan være en separat kopling som vist i fig.21 eller kan være formet som del av skjøten. Pakningen 80 kan følgelig være posisjonert ved en ende av skjøten 90, i midten av skjøten 90, eller ved ethvert annet sted langs sin lengde. I en utførelse er både ledning 90 og pakninger 80 (i fig.20 og 21), formet av bi-stabile celler.

Med generelt referanse til fig.22A-B, er en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse omtalt. Anordningen vist i disse figurer kan benyttes som en pakning, henger, fôrings del, eller annen anordning som krever ekspansjon og er generelt referert til heri i referanse til disse figurer som et ekspanderbart rør 120 for enklere beskrivelse. Det ekspanderbare røret 120 omfatter en rekke av celler 122 formet deri, slik som ved laserkutting, strålekutting, vannstrålekutting eller andre fremstillingsmetoder. Cellene 122 er orientert slik at et antall av langsgående avstivere 24 er formet på det ekspanderbare røret 120. Således, som vist i figurene, ligger de langsgående avstiverne 124 mellom langsgående lengder av celler 122 med cellene 122 som har relativt tynne avstivere 126 som forløper mellom tilstøtende langsgående avstivere 124. Som vist i figurene, etter som de tilstøtende langsgående avstiverne 124 er flyttet langsgående i forhold til hverandre, (for eksempel i motsatte retninger), åpner cellene 122 for å ekspandere konstruksjonen radielt. Ikke alle de langsgående avstivere 124 må flytte seg, vekslende langsgående avstivere 124 kan være flyttet idet andre avstivere forblir stasjonære. Den generelle bevegelse av de langsgående avstiverne 124 sørger for ekspansjonen av cellene 122 og det ekspandere røret 120. Denne type av celler er et eksempel på en ekspanderbar celle som ikke er bi-stabil.

En lås-mekanisme 128 kan være benyttet for å holde den ekspanderte posisjonen til det ekspanderbare røret 120. Som vist i fig.22A-B, kan det ekspanderbare røret omfatte én eller flere lås-mekanismer 128 adskilt langs lengden av det ekspanderbare røret 120 og adskilt radielt omkring det ekspanderbare røret 120. En utførelse av låsmekanismen er vist i fig.23A-B. I den viste utførelse omfatter låsmekanismen 128 en sperre (eller finger) 130 som strekker seg fra en langsgående avstiver 124 og samarbeider med et sett av sperretenner 132 anordnet på annen langsgående avstiver 124. Sperretennene 132 strekker seg fra et rampeareal 134 til den langsgående avstiver 124 for å tilrettelegge for den relative bevegelse av sperren 130 til den langsgående avstiver 124 med sperretenner 132. Sperretennene 132 tillater generelt bevegelse av sperren 130 derpå i en første retning forbundet med ekspansjonen av det ekspanderbare røret 120 og forhindrer bevegelsen av sperren 130 i den motsatte retningen. I den ekspanderte posisjonen virker sperren 130 som en låst avstiver som forhindrer tilbaketrekning av det ekspanderbare røret 120. For å øke den strukturelle integriteten av det ekspanderbare røret 120 og for å motvirke krefter som har en tendens til å flytte det ekspanderbare røret 120 fra en ekspanderbar tilstand eller posisjon til en redusert posisjon. Det ekspanderbare røret 120 kan innbefatte et flertall av låsmekanismer 128.

Selv om vist som en sperre, kan låsmekanismen som et alternativ har færre adskilte posisjoner, slik som en, hvor sperren låser i kun den helt ekspanderte posisjon. I en annen utførelse kan sperren omfatte en elastisk finger forspent mot en forlenget posisjon som snepper inn i et spor i en tilstøtende langsgående avstiver 124. Likeledes kan de tilstøtende avstivere 124 hver ha elastiske sperrer som arbeider for å lås anordningen i kun den ekspanderte posisjon når røret 120 oppnår den ekspanderte posisjon. Dette er kun for eksempel på mange mulige alternativer for låsmekanismen 128.

Forskjellige andre rørekspansjonsmekanismer og ekspanderbare celler kan også være benyttet slik som ekspanderbare rør og andre anordninger. Detaljer av en type av ekspanderbare celler er for eksempel illustrert i fig.24A, 24B, 25A og 25B. I denne utførelse, som i andre utførelser, er cellen gått over fra en komprimert tilstand til en ekspandert tilstand.

Under bevegelse fra den komprimerte tilstand til den ekspanderte tilstand og avhengig av miljøforholdene så vel som de benyttede materialer, materialtykkelse og andre konstruksjonsparametere av cellen og anordningen formet fra cellen, kan noen områder av cellen og avstiverne erfare plastisk deformasjon. I fig.24A, 24B, 25A og 25B er alternative utførelser av en celle illustrert i komprimerte og ekspanderte tilstander. I disse utførelser har en av avstiverne 21 (vist som den tynnere øvre avstiver), reduserte partier 140 som tjener som fleksible hengsler eller skjøter. De fortynnede partier 140 er fortrinnsvis plassert ved områder hvor plastisk deformasjon av avstiveren sannsynligvis vil oppstå etter som avstiveren beveger seg fra en komprimert til en ekspandert tilstand. De fortynnede partiene 140 kan således for eksempel være plassert nær krysningspunktet til avstiverne 21, 22 for å sørge for et område som er mindre følsomt for plastisk deformasjon. Selv om figurene viser flertallet av fortynnede partier 140, kan avstiveren innbefatte et enkelt fortynnet parti 140 for eksempel ved et område med økt plastisk deformasjon. De fortynnede partiene 140 kan også være plassert i andre posisjoner langs avstiverne 21, 22 for andre formål. De fortynnede områder 140 danner forbindelser 142 derimellom som omfatter partier som er generelt tykkere enn de fortynnede partier 140. Plassering av et flertall av fortynnet parti 140 langs lengden av en avstiver 21, 22 produserer et flertall av forbindelser 142.

En annen faktor for å bestemme posisjoneringen av de fortynnede partier 140 er antallet, plasseringen, og utformingen av forbindelsene (leddene). Selv om vist i figurene som har en enhetlig tykkelse kan forbindelsene 142 også ha en variasjon i tykkelse for ytterligere å avpasse ekspansjonen, sammentrekningen og andre egenskaper til cellen som ønsket. Derfor har i et bredt aspekt av oppfinnelsene, minst én av avstiverne 21, 22 en tykkelse som varierer. Andre faktorer kan også overveies ved plassering av de fortynnede partier 140 og tykkelsesvariasjonene til avstiverne 21, 22. De fortynnede partiene kan også forekomme ved krysningen av avstiverne 21, 22.

I fig.24A og 24B er en celle med tre forbindelser 142 illustrert; og i fig.25A og 25B er en celle med to forbindelser illustrert. Selv om fig.24A-25B omtaler kun en enkelt-celle, kan cellene være innlemmet i et verktøy, slik som et rør, med et flertall av celler slik som den som vist i fig.4A og 4B. Figurene illustrerer en enkel celle for klarere å vise basiskonseptet og celleutformingen. Håndtakene vist i figurene er ikke en del av cellekonstruksjonen, men er kun benyttet på testceller for å tilrettelegge testing av cellene.

Med generelle referanse til fig.26A og 26B, er en annen utførelse av ekspanderbare celler, angitt som ekspanderbare celler 150, illustrert. Hver ekspanderbare celle 150 omfatter en tykk avstiver 152 og én eller flere tynne avstivere 154, for eksempel to tynne avstivere 154. I den illustrerte utførelse omfatter hver ekspanderbare celle 150 et par av tynne avstivere, og hver tynn avstiver 154 har et par av ender 156 dreibart koplet til respektive tilstøtende tykke avstivere. Ender 156 kan omfatte bolter som er dreibart mottatt i tilhørende kontakter 158.

Etter som flertallet av ekspanderbare celler 150 er flyttet fra den sammentrukne tilstand illustrert i fig.26A til den ekspanderte tilstand illustrert i fig.26B, deformerer tynne avstivere 154 tilstrekkelig for å tillate dreining av bolter 156 i deres tilhørende kontakter 158. Som best illustrert i fig.26B, har parene av tynne avstivere 154 som danner hver celle 150 utliggende ender 156 dreibart koplet til øvre festeområder 160 til den nedre tykke avstiver 152. De motstående endene til hvert par av tynne avstivere 154 er dreibart koplet til et nedre festeområde 162 til den neste oppover tilstøtende tykke avstiver 152. Det skal bemerkes at posisjonsbetegnelser slik som øvre og nedre er kun benyttet for å tilrettelegge forklaring av lokaliseringen av forskjellige egenskaper i forhold til de fremskaffede figurer og skal ikke tolkes som ved grensene.

I en annen utførelse illustrert i fig.27A og 27B omfatter et flertall av ekspanderbare celler, merket med referansenummer 164, hver en tykk avstiver 166 og én eller flere tynne avstivere 168. Hver tykk avstiver 166 er generelt bueformet og forbundet til en tilhørende tykk avstiver 168 ved et fast forbindelsesområde 170 anbrakt ved et generelt sentralt sted langs det ytre eller konvekse partiet av den bueformede tykke avstiveren. De ytre endene av hver tynn avstiver 168 er dreibart koplet til den neste tilstøtende tykke avstiveren 166 via en dreieforbindelse 172 som kan omfatte en kule og kontakt.

Etter som flertallet av celler er flyttet fra den sammentrukne tilstanden illustrert i fig. 27A til den ekspanderte tilstanden illustrert i fig.27B, bøyer eller deformerer tynne avstivere 168 seg etter som deres ytre ender dreier ved hver dreieforbindelse 172. Som med mange av de andre cellene beskrevet heri, når de tynne avstiverne 168 beveger seg fordi deres punkt med størst bøyning, har den lagrede fjærenergien en tendens til å tvinge cellene 164 til deres stabile ekspanderte tilstand illustrert i fig.27B. Således, som med de bi-stabile cellene illustrert i fig.26A og 26B beveger celler 164 seg mellom en stabil sammentrukket tilstand og en stabil ekspandert tilstand.

En annen ekspanderbar celleutførelse illustrert i fig.28A og 28B. I denne utførelsen er hver ekspanderbare celle 174 formet av en tykk avstiver 176 og en tynn avstiver 178. Hver tynn avstiver 178 har et par av ender 180 som er dreibart koplet til en tykk avstiver. For eksempel kan en gitt tykk avstiver omfatte et par av kontakter 182 for dreibart å motta mål eller kuleformede ender 180. I tillegg er tynn avstiver 178 fast koplet til tilstøtende tykk avstiver 176 i et vekslende mønster. For eksempel omfatter hver celle i den illustrert utførelse tre faste koplinger 184 som veksler mellom tilstøtende avstivere 176. Med denne utforming er de ekspanderbare cellene 174 igjen bevegelig mellom en stabil sammentrukket tilstand som illustrert i fig. 28A og en stabil ekspandert tilstand som illustrert i fig.28B.

Med referanse til fig.29A og 29B, en annen ekspanderbar celleutforming illustrert. I denne utførelse omfatter hver av et flertall av ekspanderbare celler 186 en tykk avstiver 188 og minst et par av henholdsvis stablede tynne avstivere 190, 192. Tynne avstivere 190, 192 er generelt anbrakt i en stablet orientering og forbundet ved en forbindelsesdel 194. Tynn avstiver 192 omfatter et par av ender 196 festet til en tilhørende tykk avstiver 188. Et mellomliggende forbindelsesområde 198 til tynn avstiver 192 er festet til den neste tilstøtende tykke avstiver 188, som best illustrert i fig.29B. Tynn avstiver 190, har på den ene side uforbunden ender 200. Ender 200 er fanget i et tilstøtende inngrep med et skårområde 202 formet i den samme tykke avstiver 188 til hvilken ende 196 er festet. Etter som flertallet av ekspandere celler 186 er flyttet fra den sammentrukne tilstand illustrert i fig.29A til den ekspanderte tilstand illustrert i fig.29B, deformerer hvert par av tynne avstivere 190 og 192 til et nedbøyningspunkt hvor lagret energi i de tynne avstiverne er maksimalisert. Etter som de tynne avstiverne er flyttet forbi dette nedbøyningspunktet, er den lagrede energi frigjort for å tilrettelegge ekspansjon av cellene til deres ekspanderte tilstand.

Selvfølgelig, med enhver av disse typer av bi-stabile celler, kan graden av ekspansjon være begrenset ved en ekstern barriere. For eksempel, hvis de bi-stabile cellene er benyttet for å forme et rør, kan røret være ekspandert mot en brønnboringsvegg som forhindrer cellene fra å bevege seg til deres helt ekspanderte tilstand. Størrelsen av røret er typisk valgt for å tillate ekspansjon av cellene i det minste forbi punktet for maksimal deformasjon. Således avhengig av det benyttede materialet, kan cellene i virkeligheten samarbeide for å påføre en utover rettet radiell kraft mot brønnboringsveggen.

Med referanse generelt til fig.30A og 30B er annen ekspanderbar celleutforming illustrert. Hver ekspanderbar celle 204 omfatter et par av bueformede tynne avstivere 206 dreibart koplet til en tilhørende tykk avstiver 208 ved et generelt sentralisert forlenget område 210 via dreieender 212. Generelt motstående dreieender 212, tynne avstivere 206 omfatter ytre dreieenhet 214 som er dreibart koplet til den neste tilstøtende tykke avstiver 208. Dreieenhet 212 og 214 kan være formet i en varietet av utforminger, slik som kuleskjøter, tappforbindelsesledd, etc. Fjerning av hver tynn avstiver 206 er forhindret ved passende bånd 216 og 218 anbrakt ved henholdsvis dreieender 212 og 214. Båndet 216 og 218 er koplet mellom den tynne avstiver 206 og de tilhørende tykke avstivere 208.

I fig.31A-31C er en annen type av ekspanderbar celle 220 illustrert. I denne utførelsen er en tykk avstiver 222 koplet til én eller flere tynne avstivere 224 ved én eller flere fjærelementer 226. I den spesielle utførelsen som er illustrert, er to fjærelementer 226 formet generelt i formen av et horn, med fundamentet til hvert horn forbundet til tykk avstiver 222 og spissen av hvert horn koplet til den tilstøtende tynne avstiver 224. I denne utførelsen er en tynn avstiver 224 forbundet til hvert fjærelement 226 ved en fleksibel hengsel 228. De to tynne avstivere 224 er koplet til hverandre gjennom en senterbjelke 230 og et par av fleksible hengsler 232. Etter som celler 220 er ekspandert fra en sammentrukket tilstand, illustrert i fig. 31A, til en ekspanderbar tilstand, illustrert i fig.31C, bøyer fjærelementet 226 seg utover og lagrer fjærenergi. Med denne utforming gjennomgår tynne avstivere 224 typisk ikke vesentlig informasjon under bevegelse fra den sammentrukne tilstand til den ekspanderte tilstanden. Fjærelementene 226 er heller elastisk deformert etter som de tvinges utover under bevegelse av senterbjelke 230 fra den sammentrukne tilstanden til den ekspanderte tilstanden. Når fjærelementet 226 er bøyd utover, lagrer de fjærenergi i det minste til punktet for maksimal bøyning illustrert i fig. 31B hvor tynne avstivere 224 er generelt parallelle med tykk avstiver 222. Når senterbjelke 230 beveger seg forbi dette punktet for maksimalt lagret fjærenergi, har fjærelementet 226 en tendens til å frigjøre den lagrede energien og bevege seg innover og derved tvinge tynne avstivere 224 og senterbjelker 230 til den ekspanderte posisjon illustrert best i fig.31C. Deformasjon av hengsler 228 og 232 tilrettelegger dreiningen av tynne avstivere 224 fra den sammentrukne tilstanden til den ekspanderte tilstanden.

En dobbel horncelleutforming er illustrert i fig.32A og 32B. I denne utforming er et flertall av tykke avstivere 236 koplet sammen via tynne avstivere 238 og hornfjærdeler 240. Spesielt er hver tynn avstiver 238 koplet til to hornfjærdeler 240 for å tillate lagring av en større mengde av energi. Dette større energilageret sørger for tilført positiv energi for åpning av celler 234 til deres ekspanderte posisjoner som illustrert i fig.32B.

I det illustrerte eksempel har hver dobbel horncelle 234 to ytre hornfjærdeler 240 koplet til en tykk avstiver 236, og to indre hornfjærdeler 240 koplet til den enste tilstøtende tykke avstiver 236. En tynn avstiver 238 er koplet til hvert samarbeidene par av indre og ytre hornfjærdeler via passende hengselområder 242. Således, etter som de doble horncellene 234 er flyttet fra den sammentrukne tilstand illustrert i fig.32A til den ekspanderte tilstanden illustrert i fig.32B, er samarbeidende par av indre og ytre hornfjærdeler 240 bøyd utover til et punkt hvor de tynne avstiverne 238 er generelt innrettet. Påfølgende til dette ekspansjonspunktet, starter hornfjærdelene 240 å frigjøre den lagrede fjærenergien å tvinge tynne avstivere 238 mot den fullstendige ekspanderte tilstanden.

Andre former av fjærelementer kan også være benyttet for å tilrettelegge ekspansjon av en varietet av celletyper. For eksempel er i fig.33 en ekspanderbar celle 244 illustrert hvor tilstøtende tykke avstivere 246 er koplet til en tynn avstiver 248 ved en annen type av fjærdeler 250. Fjærdeler 250 kan være kveilet, bølgeformet eller anordnet langs andre baner som tilrettelegger overgangen av tynn avstiver 248 fra den sammentrukne tilstanden illustrert i fig.33 til en ekspandert tilstand. Annen type av fjærsystemet er illustrert i fig.34 som en ekspanderbar celle 252. Et par av tykke avstivere 254 er koplet ved et par av bølgeformede tynne avstivere 256. Utformingen av tynne avstivere 256 innbefatter et flertall av fjærelementer 258 som både tilrettelegger bøyning av de tynne avstiverne 256 og ekspansjon av cellene 252 ved lagring og så frigjøring av fjærenergi. Fjærenergien er frigjort etter som de tynne avstiverne går over forbi et punkt med maksimal bøyning mot den fullstendige ekspanderte tilstanden.

For å feste den totale anordning, for eksempel rør, i den ekspanderte posisjon, kan en låsmekanisme være benyttet for å forhindre de individuelle cellene fra å trekke seg sammen. Eksemplifiserende låsmekanismer kan være forbundet med individuelle celler, eller de kan være lokalisert ved én eller flere posisjoner langs den ekspanderbare anordningen. I fig.35A-35D, er en type av låsmekanismen 258 illustrert. I denne utførelse er en stolpe 260 glidbart mottatt i en tilhørende fordypning 262. En sperrefinger 264 strekker seg generelt tverrgående mot stolpen 260. Spesielt omfatter sperrefinger 264 en inngreps ende 266 som oppholder seg i et fordypet område 268 til stolpe 260 når den totale anordning og låsmekanisme 258 er i en sammentrukket tilstand som illustrert i fig.35A.

Etter som anordningen, for eksempel rør, er ekspandert, er sperrefinger 264 bøyet bort fra en tilstøtende bæreoverflate 270, som illustrert best i fig.35D. Sperre fingere 264 fortsetter å gli langs siden av stolpen 260 etter som anordningen er ekspandert til en maksimal grad illustrert i fig.35C. Når ekspansjonskraften er frigjort er enhver vesentlig bevegelse av stolpe 260 mot den sammentrukne posisjonen blokkert ved sperrefinger 264, som illustrert i fig.35D. Etter som stolpe 260 forsøker å bevege seg mot sin sammentrukne tilstand, er inngreps ende 260 presset fast inn i innblandede inngrep med siden av stolpe 260. I tillegg begrenser bæreoverflate 270 bevegelsen av sperrefinger 264 i den sammentrukne retning. Sideveggen til stolpe 260 kan omfatte tenner eller andre innblandede egenskaper som hjelper til med å forhindre bevegelse av stolpe 260 tilbake mot den sammentrukne tilstanden.

En annen eksemplifiserende låsmekanisme 272 er illustrert i fig.36A-36D. I denne utførelse er en gaffelsperre 274 formet i den ekspanderbare anordningen, slik som i veggen av et ekspanderbart rør. Gaffelsperre 274 omfatter et par av klør 276 som hver har en divergerende ende 278. I den sammentrukne tilstand er klør 276 mottatt i en åpning 280 med et generelt timeglassformet profil. Med andre ord tar divergerende ender 278 plass i et divergent eller ekspandert parti 282 til åpning 280 og må trekkes gjennom et smalt eller begrenset parti 284 når anordningen ekspanderes.

Under ekspansjon av røret og anordning, er divergente partier 282 trukket gjennom begrenset område 284 (se fig.36B og 26C). Når klør 276 er trukket klar av åpning 280, fjærer divergente partier 282 straks igjen utover til deres normale posisjon. I denne posisjon, er divergente partier 282 bredere enn inngangen til åpning 280, og gaffelsperre 274 er forhindret fra å gå inn igjen i åpning 280. Den totale anordningen er således holdt i sin ekspanderte tilstand.

En annen eksemplifiserende låsmekanisme 284 er illustrert i fig.37. Låsmekanismen 284 er konstruert til bruk med hornstilceller. I det spesifikt illustrerte eksempel er et spor 286 formet mellom et par av fjær-del horn 288 innen en tykk avstiver 290 til en ekspanderbar celle 292. En kile 294 strekker seg fra en tilstøtende tykk avstiver 296 inn i spor 286. Etter som celle 292 er ekspandert, er kile 294 trukket utover gjennom spor 286. Størrelsen av kilespissen 298 og sporutløpet 300 er valgt for å innvirke når celle 292 er i sin ekspanderte tilstand. Dette forhindrer bøyning av horn 288 mot spor 286 og derved hemmer sammenbrudd av den ekspanderte celle.

Med referanse generelt til figurer 38A-41B er en mengde av ekspanderbare celleog låsmekanismekombinasjoner illustrert. Med spesifikk referanse til fig.38A og 38B, omfatter en utførelse av den ekspanderbare celle 302 tykke avstivere 304 som er koplet sammen ved tynne avstivere 306 via fjærdeler 308. Hver tykke avstiver 304 omfatter én eller flere for eksempel to, sperre fingere 310 som glir langs en tilhørende sperreoverflate 312 formet på ekspanderte områder av de tynne avstiverne 306 (se fig.38B).

Sperreoverflate 312 kan innbefatte sperretenner for å engasjere enden av den tilhørende sperrefinger 310. Etter som den ekspanderbare cellen 302 er gått over fra sin konsentrerte tilstand, som illustrert i fig.38A, til en ekspanderbar tilstand, som illustrert i fig.38B, er sperre fingere 310 bøyet bort fra en bære overflate 314 idet de glir langs tilhørende sperreoverflater 312. Endene av sperre fingrene 310 tillater ikke glidende bevegelse av tilhørende sperreoverflater 312 tilbake mot den sammentrukne tilstanden. Dessuten kan man basere seg på sperreoverflater 314 for å begrense enhver bøyning av fingere 310 tilbake mot den sammentrukne posisjon. Således når den ekspanderbare cellen er i sin ekspanderte tilstand, virker hver av sperre fingrene 310 mot en tilhørende sperreoverflate 312 for å opplagre cellen mot sammenbrudd.

En annen utførelse av systemet er illustrert i fig.39 og benytter fingere i formen av sperrepaler 316. I denne utførelse er hver sperrepal formet i en passende tykk avstiver 304 ved å skape et åpent område 318 utformet for å motta et tilhørende parti 320 til tynn avstiver 306 når den er i den sammentrukne posisjon. Hver sperrepal 316 kan omfatte et flertall av tenner 322 posisjonert for å engasjere tilhørende tenner 324 som strekker seg fra partiet 320. I tillegg kan et avlastningssnitt 326 være formet langs sperrepal 316 generelt motstående åpent areal 318. Avlastningssnitt 326 tillater sperrepal 316 å bøye seg etter som tenner 322 er trukket forbi tenner 324 under overgang av cellen fra en konsentrert tilstand til en ekspandert tilstand. Tenner 322 og 324 er konstruert for å forhindre lukning av cellen når ekspansjon starter. Sperrepalen 316 sperrer således effektivt langs partiet 320 som holder cellen ved hver ytterligere ekspansjonsgrad. Som et alternativ til tenner, kan sperrepalen 316 og samarbeidende parti 320 utnytte andre typer av innblandede egenskaper for å forhindre sammentrekning av cellen.

Låsmekanismene kan også benyttes i samarbeid med ekspanderbare celler som ikke nødvendigvis er bi-stabile celler. For eksempel omfatter i fig.40A en ekspanderbar celle 330 en tynn avstiver 332 anbrakt i en ekspanderbar ”wishbone” type utforming mellom de tykke avstiverne 334 til hvilke den er forbundet. En låsmekanisme 336 samarbeider med én eller flere av de ekspanderbare tynne avstivere 332 for å holde de ekspanderbare cellene 330 ved en ekspandert posisjon. Som illustrert i fig.40B kan en låsmekanisme 336 være kombinert med hver ekspanderbare celle 330, eller det kan være flere ekspanderbare celler for hver låsmekanisme 336.

I denne utførelse omfatter låsmekanisme 336 en stolpe 338 med eksterne tenner 340. Stolpe 338 er glidbart mottatt innen en åpning 342 definert ved én eller flere fleksible fingere 344 med inngrepsspisser 346 som engasjerer tenner 340. Fingere 344 bøyer seg utover for å tillate tenner 340 å gli forbi inngrepsspisser 346 etter som cellen er ekspandert, men inngrepsspisser 346 forhindrer stolpe 338 fra å bevege seg i en retning mot den sammentrukne tilstanden. Således når ekspanderbare celler 330 er ekspandert, forhindrer låsmekanismen 336 sammentrekning av cellen.

En lignende konstruksjon er illustrert i fig.41A og 41B. Denne utforming kombinerer den ekspanderbare cellen beskrevet med referanse til fig.40A og en låsmekanisme av typen beskrevet i fig.36A-36D. Således, etter som flertallet av ekspanderbare celler 330 er flyttet fra den konsentrerte tilstand illustrert i fig.41A til den ekspanderte tilstand illustrert i fig.41B, er den tynne avstiveren av ”wishbone-” typen (ønskebein) ekspandert. Samtidig er klør 276 trukket fra deres tilhørende åpning 280 til en posisjon som forhindrer gjeninntreden av gaffel 273 i åpning 280. Låsmekanismen kan være konstruert slik at klør 276 er trukket tilbake fra og blokkert fra å gå inn igjen i åpning 280. Alternativt kan klør 276 være konstruert for innblanding med tilhørende tenner eller andre innblandingsegenskaper 350 anbrakt langs den ytre grense av hver åpning 280 for å forhindre returbevegelse av klør 276 inn i åpning 280.

Det skal også bemerkes at ekspanderbare anordninger, slik som ekspanderbare rør, kan være formet med en varietet av celler og låsmekanismer som har avvikende utforminger, slik som forandringer i størrelse eller type, som illustrert skjematisk i fig.42. For eksempel ved å stable celler av forskjellig lengde eller eksentrisk forskyvning i et ark eller rør, er det mulig å konstruere en åpning skjevhet inn i konstruksjonen. Den ekspanderbare anordningen kan være konstruert for å tillate visse cellerekker åpne før andre rekker av celler eller for at cellene åpner i et forhåndsbestemt mønster eller ved en forhåndsbestemt hyppighet. For eksempel i fig. 2 omfatter en ekspanderbar anordning 352 rekker av ekspanderbare celler 354. Forskjellige rekker 354 har imidlertid celler med forskjellige lengder, for eksempel celler 356, 358 og 360. Dette tillater visse cellerekker å åpne før tilstøtende cellerekker fordi i det minste med visse celleutforminger, påvirker lengden av cellen kraften påkrevet for den ekspanderbare cellen. Innlemming av forskjellige rekker av celler i en ekspanderbar anordning tillater brukeren å kjenne ekspansjonshastigheten for en gitt utplasseringskraft og tilrettelegger konstruksjonen av anordninger som har celler som åpner i en forhåndsbestemt sekvens. I tillegg kan bruken av forskjellige typer av celler forbedre elastisiteten av den ekspanderbare anordning når utplasseringskraften ikke er enhetlig langs lengden av anordningen.

Det vil forstås at den foregående beskrivelse er av eksemplifiserende utførelse for denne oppfinnelse, og at oppfinnelsen ikke er begrenset til de viste spesifikke former. For eksempel kan de ekspanderbare cellene være kombinert i en variasjon av rør og andre ekspanderbare konstruksjoner; størrelsen og formen av de ekspanderbare cellene og låsmekanismene kan justeres; materialtypene som benyttes kan forandres avhengig av den spesifikke anvendelse; og en variasjon av mekanismer kan være benyttet for å ekspandere cellene. De forskjellige cellene kan også være formet av en variasjon av teknikker innbefattende laserskjæring, stråleskjæring, vannstråleskjæring og andre formasjonsteknikker. Disse og andre modifikasjoner kan gjøres i utformingen og arrangementet av elementene uten å avvike fra området til oppfinnelsen som utdypet i de vedføyde kravene.

Claims

1. Ekspanderbar borehulls-anordning, omfattende:

et ekspansjonselement som har en flerhet celler som kan ekspanderes fra en lukket stilling til en åpen stilling i et borehull, idet hver celle har en tynn avstiver (168) svingbart koplet til en tykk avstiver (166); karakterisert ved at

den tynne avstiveren og den tykke avstiveren til hver celle er svingbart koplet av en leddforbindelse eller en kule (180) og sokkelforbindelse (182).

2. Ekspanderbar borehulls-anordning ifølge krav 1, hvor den tynne avstiveren er koplet mellom en fast ende og en svingbar ende.

3. Ekspanderbar borehulls-anordning ifølge krav 1, hvor ekspansjonselementet omfatter et rør som gjennomgår radial ekspansjon under ekspansjon av flerheten av celler.

4. Fremgangsmåte for å ekspandere en borehulls-anordning, omfattende:

å opprette flere bi-stabile celler i en vegg av anordningen ved å kople tynne avstivere til tilsvarende tykke avstivere gjennom leddforbindelsen eller ballog sokkelforbindelsene; og karakterisert ved

å påføre en ekspansjonskraft på veggen i en retning som tilveiebringer en overgang av flerheten av bi-stabile celler fra en lukket tilstand til en ekspandert tilstand i et borehull.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, videre omfattende å danne en flerhet låsmekanismer i veggen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, hvor opprettingen omfatter å kople hver tynne avstiver til en tilsvarende tykk avstiver gjennom en svingbar hengselforbindelse.

7. Fremgangsmåten ifølge krav 4, hvor opprettingen omfatter å opprette en flerhet bi-stable celler i et rør.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, hvor påføringen omfatter å påføre en kraft i en radial utadgående retning.