NO302137B1

NO302137B1 - Anordning for sementering av et foringsrör i en brönn

Info

Publication number: NO302137B1
Application number: NO891981A
Authority: NO
Inventors: Brock W Watson; T Austin Freeman
Original assignee: Halliburton Co
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1998-01-26
Also published as: DE68916379D1; US4858687A; DE68916379T2; NO891981D0; EP0371576A1; EP0371576B1; NO891981L

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning for sementering av et foringsrør i en brønn, innbefattende en avstrykerplugg, en sementeringsplugg og en foringsrørventil, med samvirkende rotasjonslåsetenner på avstrykerpluggen, sementeringspluggen og foringsrørventilen, slik at pluggene og ventilen etter sementering og avstryking kan innta en rotasjonslåst stilling i kontakt med hverandre for utboring.

Man har tidligere fjernet et pluggsett og restsement fra foringsrør som er sementert i en brønnboring ved hjelp av utboring, under utnyttelse av borkroner med tenner. Tennene på borkronen har vist seg å være effektive med hensyn til utboring av pluggsettet, selv om de enkelte plugger i pluggsettet har kunnet rotere i forhold til hverandre og forings-rørventilen.

Ønsket om å kunne anvende polykrystalline kompakte diamant-borkroner (PDC) for utboring av pluggsettet og restsement har imidlertid gjort det nødvendig å benytte et ikke-roterende pluggsett under sementeringen av foringsrør, for derved å lette utboringen av pluggsettet og restsementen. Av en eller annen årsak virker ikke tennene på en PDC-borkrone så effektivt på vanlige pluggsett, som benyttes i forbindelse med sementering av foringsrør, som de vanlige borkroner med tenner gjør. Benytter man imidlertid et ikke-roterende pluggsett under sementeringen av foringsrør, så vil PDC-borkroner kunne gå gjennom pluggsettet, restsement og ventil på omtrent samme raske måte som kjent for vanlige borkroner med tenner.

Fra US 4.711.300 er det kjent en anordning som nevnt innled-ningsvis, med en sementeringsplugg og ventil.

Oppfinnelsen vedrører således en anordning som nevnt innled-ningsvis, kjennetegnet ved at avstrykerpluggen i sin nedre ende og sementeringspluggen i sin respektive øvre og nedre ende har en uthulning hvori det er innsatt en respektiv med rotasjonslåsetenner forsynt innsats, og at foringsrørventilen innbefatter et hus hvor selve ventilenheten er innstøpt med et sementmateriale hvori det også, i ventilens øvre ende, er innstøpt en innsats med oppragende rotasjonslåsetenne for inngrepssamvirke med tennene på sementeringspluggens nedre innsats.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et snitt gjennom pluggsettet, og fig. 2 viser et snitt gjennom en foringsrørventil, som er representativ for et typisk utstyr som benyttes i forbindelse med pluggsettet. Fig. 1 viser et pluggsett 10. Pluggsettet innbefatter en avstrykerplugg 12 og en sementeringsplugg 14.

Den øvre avstrykerplugg 12 er utformet med et legeme 16 som har en i hovedsaken sylindrisk ytterflate 18, en første innvendig uthulning 20 og en andre innvendig uthulning 22. Dessuten innbefatter pluggen et elastomert avstrykerelement 24. Dette er utformet med flere avstrykerlepper 26. Videre innbefatter pluggen en ringformet anti-rotasjon-innsats 28 utformet med flere tenner 30 på den ene enden. Innsatsens boring er betegnet med 32. Legemet 16 kan være av et hvilket som helst egnet, lett gjennomborbart materiale, eksempelvis plast, aluminium etc. På lignende måte kan innsatsen 28 være av et hvilket som helst egnet, lett gjennomborbart materiale, såsom plast, aluminium etc. Innsatsen 28 kan være fastholdt i hulningen 22 i legemet 16 ved hjelp av egnede midler, såsom klebemidler, ved hjelp av en skrueforbindelse osv. Tennene 30 på innsatsen 28 kan være tilveiebragt på ulike måter, eksempelvis ved maskinering, støpeforming eller lignende, når innsatsen 28 er støpt i plast, osv.

Den nedre plugg, sementeringsplugen 14, innbefatter et legeme 36 med en i hovedsaken sylindrisk ytterflate 37 og med et boringsavsnitt 38, et andre boringsavsnitt 40, et tredje boringsavsnitt 42 og et fjerde boringsavsnitt 44. Videre innbefatter pluggen et elastomert avstrykerelement 46 med flere avstrykerlepper 48. Pluggen innbefatter også en ringformet øvre anti-rotasjon-innsats 50 som på den ene enden har flere tenner 52. Innsatsens boring er betegnet med 54. Videre innbefatter pluggen en elastomer membran 56 og en ringformet nedre anti-rotasjon-innsats 58. Denne innsats 58 har tenner 60 på den ene enden og en gjennomgående boring 62.

Som for den øvre plugg 12 kan den nedre plugg 14 ha et legeme 36 og øvre og nedre innsatser 50 og 58 utformet av et hvilket som helst egnet materiale, såsom plast, aluminium etc. Innsatsene 50 og 58 kan holdes på plass i legemet 36 ved hjelp av egnede midler, eksempelvis ved hjelp av klebemidler, skrueforbindelser etc. Tennene 52 og 60 på de respektive innsatser 50 og 58 kan også her være utformet på egnet måte, eksempelvis ved maskinering, støpeforming osv.

Den elastomere membran 56 holdes på plass i legemet 36 i den nedre plugg 14 derved at den er klemt mellom en skulder 64 på legemet 36 og den øvre enden 66 til den nedre innsats 58. Skulderen har en ringformet ribbe og en slik ringformet ribbe 68 forefinnes også på den øvre enden 66 til innsatsen 58. Disse ribbene biter tak i membranen 56.

Fig. 2 viser en vanlig føringsrørventil 100 for bruk i forbindelse med pluggsettet 10. Ventilen 100 innbefatter et ringformet hus 102, sementmateriale 104, og selve ventilenheten 106 med et tilhørende anti-rotasjon-innsatselement 108. Elementet 108 har som vist flere tenner 110.

Geometrisk sett er utformingen av tennene 30 på innsatsen 28 i den øvre plugg 12 og tennene 52 på innsatsen 50 i den nedre plugg 14 tilpasset både tennene 60 på innsatsen 58 i den nedre plugg 14 og tennene 110 på innsatselementet 108 i ventilen 100. Det skal også nevnes at geometrien til de forskjellige tenner 30,52,60 og 110 er slik at, når de er i inngrep, vil torsjonsskjærarealet være lik 1005é av tverrsnittsarealet til den respektive innsats, slik at det derved oppnås en stor torsjonsmotstand.

Selv om det her er vist en spesiell ventil 100, så kan naturligvis andre ventilutførelser benyttes i forbindelse med pluggsettet 10. Betingelsene er bare at ventilen innbefattet en anti-rotasjon-innsats 108 for inngrepsamvirke med den nedre anti-rotasjon-innsats 58 i den nedre plugg 14.

Virkemåten til oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere. Ventilen 100 er satt inn i en foringsrørstreng (ikke vist) ved hjelp av den antydede gjengeboring 112 og den antydede gjenge 114.

Når man ønsker å sementere foringsrøret, med ventilen 100 plassert i brønnboringen, pumpes den nedre pluggen 14 i pluggsettet 10 ned gjennom foringsrøret. Slik pumping skjer ved hjelp av sementmassen. Pluggen 14 vil lande på det sementaktige materiale 104 og på ventilenheten 108. Tennene 60 på innsatsen 58 går til samvirke med tennene 110 på innsatsen 108. Når den nedre plugg 14 pumpes gjennom foringsrøret vil avstrykeren 46 stryke av borefluidum på veggen i foringsrøret.

Etter at den nedre plugg 14 er landet på ventilen 100 økes sementtrykket helt til den elastomere membran 56 i den nedre plugg 14 brister. Sement kan da pumpes videre ned.

Etter at den ønskede sementmengde er pumpet gjennom forings-røret og gjennom den nedre plugg 14 og ventilen 100, pumpes den øvre plugg 12 ned gjennom foringsrøret. Den elastomere avstryker 24 vil avstryke sement fra veggen i foringsrøret. Den øvre plugg 12 lander på den nedre plugg 14 og tennene 30 på innsatsen 28 går til inngrepssamvirke med tennene 52 på innsatsen 50 i den nedre plugg 14.

Etter en passende periode, som må til for at sementen skal herde, kjøres en borkrone ned gjennom foringsrøret for utboring av den øvre plugg 12, den nedre plugg 14, materialet 104 og ventilenheten 106.

Som følge av samvirket mellom tennene 30 med tennene 52 og tennene 60 med tennene 110, vil en rotasjon av pluggsettet 10 minimaliseres under utboringen, med tilhørende avkorting av utboringstiden.

Under sementeringen kan man eventuelt bare benytte den øvre plugg 12 i pluggsettet 10, eller det kan benyttes flere nedre plugger 14.

Claims

1. Anordning for sementering av et foringsrør i en brønn, innbefattende en avstrykerplugg (12), en sementeringsplugg (14) og en foringsrørventil (100), med samvirkende rotasjonslåsetenner (30,60,110) på avstrykerpluggen (12), sementeringspluggen (14) og foringsrørventilen (100), slik at pluggene og ventilen etter sementering og avstryking kan innta en rotasjonslåst stilling i kontakt med hverandre for utboring,karakterisert vedat avstrykerpluggen (12) i sin nedre ende og sementeringspluggen (14) i sin respektive øvre og nedre ende har en uthulning hvori det er innsatt en respektiv med rotasjonslåsetenner (30,52,60) forsynt innsats (28,50,58), og at foringsrørventilen (100) innbefatter et hus (102) hvor selve ventilenheten (106) er innstøpt med et sementmateriale (104) hvori det også, i ventilens (100) øvre ende, er inn-støpt en innsats (108) med oppragende rotasjonslåsetenner (110) for inngrepssamvirke med tennene (60) på sementeringspluggens (14) nedre innsats (58).

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat de to plugger (12,14) og deres innsatser (28,50,58) er av plast.

3. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat de to plugger (12,14) og deres innsatser (28,50,58) er av aluminium.

4 . Anordning ifølge krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat den nevnte fjerde innsats (108) er av plast eller aluminium.

5. Anordning ifølge et av kravene 1-4,karakterisert vedat samtlige tenner (30,52,60,110) er slik utformet og dimensjonert at det ved inngrep ved torsjon skjærpåkjente areal vil være lik 100$ av tverrsnittsarealet til den respektive innsats.

6. Anordning ifølge et av kravene 1-5,karakterisert vedat innsatsene (28,5 0,58) i de to plugger (12,14) er innfestet i de respektive uthulninger med klebemiddel.

7. Anordning ifølge et av kravene 1-5,karakterisert vedat innsatsene (28,5 0,58) i de to plugger (12,14) er skrudd inn i de respektive uthulninger.