NO302192B1 - Indikasjonsanordning for bruk i et borehull - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en indikasjonsanordning for bruk i et bore-

hull for bestemmelse av posisjonen til et første brønnverktøy i forhold til et andre brønnverktøy i borehullet, hvor det første verktøy innbefatter en langsgående fluidgjennomstrømningskanal.

I forbindelse med borearbeider har ledekiler lenge vært i bruk for styring av

en borkrone i en vinkel i forhold til sementerte foringsrør. Ledekilen kan plasseres i foringsrøret over bunnen av brønnboringen ved anvendelse av en brønnpakning som kan nedføres separat eller sammen med ledekilen, i én enkelttur. I et slikt tilfelle blir freseverktøyet, ledekilen og pakningen nedført som en enhet i borehul-

let, og pakningen monteres i ønsket dybde. Fresen løsgjøres deretter fra lede-

kilen, og freseprosessen innledes. Fresen forflyttes nedad langs ledekilens skrå-

flate, for å bringes i anlegg mot foringsrørveggen og gjennombore denne. På

grunn av fresens, foringsrørmaterialets og ledekilens beskaffenhet må det imid-

lertid påses at bare foringsrørveggen gjennombores. Hvis fresen føres for langt gjennom foringsrøret, vil det omgivende formasjonsmateriale bevirke at fresen fortsetter inn i ledekilen slik at denne eller fresen til sist ødelegges. Hvis forings-

røret ikke er fullstendig gjennomboret, vil borskjæret eller borkronen som deretter nedføres i hullet, ikke følge den ønskete retning.

Under hittil kjente prosesser ved bruk av ledekile blir fresens dybdeposisjon

i stor grad anslått av operatøren ved overflaten. Men slike bestemmelser er i noen grad basert på gjettning, fordi avvikelser i foringsrøret osv. iblant kan gi et feilaktig inntrykk av den faktiske dybde. Fordi fresens dybdeposisjon hittil i stor grad er blitt bestemt ut fra den totale nedføringslengde i borehullet, har feilbereg-ninger forekommet.

Som eksempler på teknikkens stilling kan nevnes følgende publikasjoner:

US 4 397 355, US 4 031 957, US 3 339 636, US 3 095 040 og US 2 633 331. Av disse viser US 4 031 957 og 3 095 040 anordninger som kan benyttes til å indike-

re. Imidlertid viser ingen av disse publikasjoner noen anordning for indikering av når det første verktøy når en forutbestemt posisjon i forhold til et andre verktøy. Freseoperasjoner av ovennevnte art krever nøyaktige skjærelengder. Dersom det ikke freses en tilstrekkelig lengde av foringsrøret, vil den neste freseoperasjon bli vanskeliggjort. Dersom det utføres et lengre snitt enn nødvendig, vil ledekilen bli ødelagt.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å avhjelpe de ovennevnte mangler ved kjente ledekile-konstruksjoner, og dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en indikasjonsanordning av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i den karakteriserende del av det etterfølgende krav 1. Fordelaktige utføringsformer av anordningen er angitt i de øvrige etterfølgende krav.

Andre formål, særtrekk og fortrinn ved oppfinnelsen vil fremgå av den etter-følgende, detaljerte beskrivelse i tilknytning til de medfølgende tegninger.

En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til tegningene, hvor: Figur 1 viser et vertikal-delsnitt av et borehull med en montert ledekileanordning av kjent type. Figur 2 viser et vertikal-delsnitt av den kjente ledekileanordning, hvor starterfresen er løsgjort fra ledekilen og under nedadgående bevegelse langs denne. Figur 3 viser et vertikal-delsnitt av den kjente ledekileanordning, hvor en del av foringsrørveggen er gjennomboret av starterfresen. Figur 4 viser et vertikal-delsnitt av en ledekileanordning ifølge foreliggende oppfinnelse, hvor starterfresen er løsgjort fra ledekilen og under nedadgående bevegelse langs denne. Figur 5 viser et forstørret snitt av en plugg i anlegg mot skjæreblokken ifølge oppfinnelsen. Figur 6 viser et forstørret snitt av pluggen, hvis ytterende er bortkappet av skjæreblokken.

Figur 7 viser et snitt av pluggen ifølge oppfinnelsen.

Figur 8 viser et tverrsnitt, langs linjen 8-8 i figur 7, av pluggen.

Figur 9 viser et perspektivriss av pluggen ifølge oppfinnelsen.

Indikasjonsanordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes med et vilkårlig antall brønnverktøy, når det er nødvendig å bestemme den innbyrdes stilling av et brønnverktøy og et annet verktøy. Men for tydelighetens skyld er oppfinnelsen i det etterfølgende beskrevet i tilknytning til en enkeltturs-ledekileanordning av kjent type som vist i figur 1-3. Dette ledekileapparat 10 omfatter i hovedtrekk en ankerpakning 12 som er forbundet med den nedre ende av en ledekile 14. En starter- fres 16 er løsgjørbart forbundet med den øvre ende av ledekilen 14 slik at hele montasjen 10, under én enkelt nedføring av borerørstrengen 20, kan plasseres i ønsket nivå og innretting i foringsrøret 18 i et borehull. I freseverktøyet 16 er det anordnet en langsgående kanal 22 for fremføring av trykkfluid gjennom røret 23, for setting av ankerpakningen 12. Ved frigjøring av fresen 16 fra ledekilen 14 vil røret 23 løsgjøres fra freseverktøyet 16 og tillate fri bevegelse og dreiing av frese-verktøyet 16. Når ankerpakningen 12 er montert i ønsket stilling, frigjøres frese-verktøyet 16 fra ledekilen 14, og starterfresen 16 kan derved forflyttes nedad langs ledekileflaten 24 som vil omstyre fresen 16 inn i foringsrøret 18, for boring av et nytt hull gjennom foringsrørveggen. På grunn av freseverktøyets 16 egenart er det viktig at freseprosessen bare foregår til foringsrørveggen er gjennomboret.

I motsatt fall kan ledekileflaten 24 eller fresen 16 påføres skade. Tidligere er den riktige dybde for fresingen blitt anslått på grunnlag av borstrengens 20 nedførings-lengde. Denne metode har imidlertid ofte vist seg utilfredsstillende.

Det er i figur 4-9 vist en indikasjonsanordning 30 ifølge oppfinnelsen for nøyaktig bestemming av tidspunktet for avbryting av freseprosessen. Som tidligere nevnt, er freseverktøyet 16 forsynt med en langsgående kanal 22 hvorigjennom borefluid e.l. tilføres under trykk for å strømme gjennom freseverktøyet 16. Kanalen 22 innbefatter en innsnevring ved enden av verktøyet 16 som innledningsvis er forbundet med røret 23 hvorigjennom fluid fremføres til ankerpakningen 12. Indikasjonsanordningen 30 innbefatter en plugg 32 som fortrinnsvis er innskrudd i en sideport 34 i omkretsveggen av fresen 16. Åpningen 34 danner fluidforbindelse mellom sentralkanalen 22 og verktøyets ytterside. Som tydeligst vist i figur 7-9, omfatter pluggen 32 en sokkeldel 36 og et bruddhode 38. Et bruddspor 40 som strekker seg rundt bruddhodet 38, danner et skille mellom bruddhodet 38 og sokkeldelen 36. Sokkeldelen 36 kan være forsynt med nøkkel-spor 42 som vil lette innføringen av pluggen 32 i åpningen 34 og den etterfølgen-de fjerning av den avkappete pluggen 32 ved anvendelse av et egnet nøkkelele-ment (ikke vist).

I pluggen 32 er det anordnet en delvis utboring 44 som munner ut mot

innerenden av pluggen 32. Etter innføringen i åpningen 34 vil delutboringen stå i forbindelse med den sentrale fluidkanal 22 i verktøyet 16. Delutboringen 44 strekker seg til et punkt, utenfor verktøyets 16 omkretsvegg, i pluggen 32. Fortrinnsvis

vil delutboringen strekke seg ut over bruddsporene 40 i pluggens 32 bruddhode 38. Delutboringen 44 vil på denne måte åpnes når bruddhodet 38 fjernes, som beskrevet i det etterfølgende.

Det fremgår av figur 4-6 at indikasjonsanordningen 30 ifølge oppfinnelsen

også omfatter en skjæreblokk 46 som er forankret til ledekileflaten 24. Skjæreblokken 46 er plassert på ledekileflaten 24 i en slik posisjon at pluggen 32 vil bringes i anlegg mot skjæreblokken 46 samtidig med at fresen 16 gjennomborer foringsrørveggen 18. Den nøyaktige posisjon kan lett bestemmes fordi tykkelsen av foringsrøret 18, dimensjonen av fresen 16 og hellingen av ledekileflaten 24 er kjent. Videre er pluggen 32 fortrinnsvis plassert nedenfor fresbladene, og vil der-

for bringes i anlegg mot skjæreblokken 46 innen fresen berører blokken 46.

Ved anvendelse av indikasjonsanordningen 30 på et ledekileapparat 10

eller i en flerverktøy-prosess kan posisjonen av et første verktøy, i dette tilfelle freseverktøyet 16, i forhold til et andre verktøy, ledekilen 14, bestemmes helt enkelt ved overvåking av fluidtrykket i borstrengen 20. Borefluid av kjent trykk overføres gjennom innerkanalen 22, for styring av forskjellige borehullsverktøy.

Selv om enden av verktøyet 16 er åpen for å muliggjøre avleding av fluid til foringsrøret, vil kanalinnsnevringen tillate opprettholdelse av et visst trykk i kana-

len 22. Etter at freseverktøyet 16 er løsgjort fra ledekilen 14, senkes borstrengen 20, hvorved fresen 16 forflyttes nedad langs ledekileflaten 24 og inn i foringsrøret 18. Under fresens 16 nedadgående bevegelse langs ledekileflaten 24, vil pluggen 32 til sist bringes i anlegg mot skjæreblokken 46. Under verktøyets fortsatte, nedadgående bevegelse vil pluggen 32, under innvirkning av den nedadrettete kraft, skyves mot skjæreblokken 46, til pluggens 32 bruddhode 38 adskilles fra sokkelen 36. Hvis det er anordnet et bruddspor 40, vil hodet 38 knekkes langs sporet 40.

Samtidig med at hodet 38 avkappes, åpnes delutboringen 44 og danner derved en fluidbane fra innerkanalen 22 til verktøyets ytterside. Da fluidet i kana-

len 22 befinner seg under trykk, vil opprettelsen av kanalen medføre et målbart trykkfall i kanalen 22, og dette er merkbart på overflaten. Trykkfallet som måles av operatøren, indikerer at freseprosessen skal avbrytes og verktøyet opphentes.

Indikasjonsanordningen 30 kan utskiftes og gjenanvendes i etterfølgende prosesser. Den knekkete pluggen 32 kan fjernes ved å gripe sporene 42 på sokkelen 36 og dreie denne for utskruing av den gjenværende del av pluggen 32. For ytterligere prosesser kan en ny plugg 32 innføres i åpningen 34.

Claims (14)

1. Indikasjonsanordning for bruk i et borehull for bestemmelse av posisjonen til et første brønnverktøy (16) i forhold til et andre brønnverktøy (14) i borehullet, hvor det første verktøy (16) innbefatter en langsgående fluidgjennomstrømnings-kanal (22),karakterisert veden indikasjonsplugg (32) som er montert i en sideport (34) som er utformet i omkretsveggen til det første brønnverktøy og som danner fluidforbindelse mellom kanalen (22) og det indre av brønnforings-røret (18), idet pluggen sperrer for fluidforbindelse mellom kanalen (22) og det indre av foringsrøret, og midler (38, 40, 46) for selektiv åpning av sideporten for opprettelse av fluidforbindelse mellom kanalen (22) og det indre av foringsrøret slik at det oppstår et ved overflaten målbart fluidtrykkfall i kanalen, idet porten åpnes når det første brønnverktøy når en forutbestemt posisjon i forhold til det andre brønnverktøy.

2. Indikasjonsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat pluggen innbefatter en delutboring (44) med åpning mot kanalen (22) og som strekker seg utenfor omkretsveggen til det første brønnverktøy (16).

3. Indikasjonsanordning ifølge krav 2,karakterisert vedat pluggen (32) er utskiftbart montert i sideporten (34).

4. Indikasjonsanordning ifølge krav 3,karakterisert vedat pluggen (32) er innskrudd i sideporten (34) og utstyrt med nøkkelåpninger (42) som vil lette fjerning og innføring av pluggen.

5. Indikasjonsanordning ifølge krav 2,karakterisert vedat pluggen (32) innbefatter et bruddhode (38) som strekker seg utenfor omkretsveggen til det første brønnverktøy (16), og at delutboringen (44) strekke seg inn i bruddhodet (38).

6. Indikasjonsanordning ifølge krav 5,karakterisert vedat midlene for selektiv åpning av sideporten (34) omfatter en skjæreblokk (46) som er montert i forutbestemt posisjon på det andre brønnverktøy (14), idet skjæreblokken (46), ved anlegg mot pluggen (32), åpner sideporten (34).

7. Indikasjonsanordning ifølge krav 6,karakterisert vedat skjæreblokken (46) avskjærer hodet (38) når det første brønnverktøy (16) når den forut-bestemte posisjon, for å åpne delutboringen (44) og opprette fluidforbindelse mellom fluidkanalen (22) og det indre av foringsrøret (18) slik at fluidtrykkfallet oppstår.

8. Indikasjonsanordning ifølge krav 5,karakterisert vedat pluggen (32) er forsynt med et bruddspor (40) nær bruddhodet (44).

9. Indikasjonsanordning ifølge krav 7,karakterisert vedat det første brønnverktøy (16) er et freseverktøy.

10. Indikasjonsanordning ifølge krav 9,karakterisert vedat det andre brønnverktøy (14) er en ledekile med en ledeflate (24), og at skjæreblokken (46) er montert på ledekileflaten (24).

11. Indikasjonsanordning ifølge krav 9,karakterisert vedat pluggen (32) er montert på freseverktøyet (16) nedenfor verktøyets freseflate.

12. Indikasjonsanordning ifølge krav 11,karakterisert vedat skjæreblokken (46) er slik montert på ledekilens (14) ledeflate (24), at pluggen (32) kommer til anlegg mot skjæreblokken (46) før freseflaten kommer til anlegg mot skjæreblokken (46).

13. Indikasjonsanordning ifølge krav 12,karakterisert vedat en i ett med ledekilen utformet ankerpakning (12) for forankring av ledekilen i borehullet.

14. Indikasjonsanordning ifølge krav 13,karakterisert vedat freseverktøyet (16) er løsbart forbundet med den øvre ende av ledekilen, slik at freseverktøyet (16) og ledekilen (14) kan nedføres i borehullet i en enkelttur.