NO303295B1 - Innretning for forankring av utstyr i en innerboring i en r÷rlengde - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for forankring av utstyr

i en indre boring i en rørlengde av en underjordisk brønn-strømningsledning, innbefattende et sylindrisk hus, en konisk flate på utsiden av huset, hvilken koniske flate avsmalner mot en nedre husende, et radielt ekspanderbart tetnlngslegeme som er anordnet på utsiden av huset, og som har et innvendig konisk parti med en konisitet motsatt husets koniske flate, hvilket tetnlngslegeme kan ekspandere radielt og bevege seg i lengderetningen relativt huset, og en forankringsanordning anordnet rundt tetningslegemet for forankringssamvirke med rørlengden.

I denne beskrivelse skal begrepet "ledning" forstås å vedrøre brønnrør, produksjonsrør,.foringsrør etc. Begrepet "ytterligere verktøy" skal forstås å være innretninger av type som benyttes for å utføre brønnboringsoperasjoner, såsom for-ankringshylseinnsatser, klaffventiler, reguleringsventiler for mottrykk, kulefangende stubber, oppfangingsstubber av ledeplatetypen, åpningsflottørsko av ventiltypen, åpnings-flottørsko, sementeringssettesko, plugger og strømningsrør og lignende utstyr. Begrepet "partikkellignende" skal forstås å vedrøre sand eller sandlignende partikler som danner en meget slipende overflate.

I den senere tid har brønnboringsutstyr typisk vært tilveiebragt i en spesialisert rørstubb, som så settes inn i rørstrengen. Tidligere kjente konstruksjoner har ikke vært helt tilfredsstillende, fordi noen kunder benytter rør-strenger med spesielle gjenger som ikke passer med gjengene på den spesialiserte rørstubben, eller som krever skjæring av spesialgjenger på den spesialiserte stubben.

US-PS 4.248.400 er typisk for tidligere kjente innretninger,

i hvilke en landingshylse føres inn i brønnboringen på en rørstreng og festes inne i en omgivende brønnledning. Land-ingshylsen er låst i et spesielt utdreiet spor i den omgiv-

ende ledning. US-PS 4.399.873 viser en annen landingsanord-ning som kjøres inn i den indre boring i en pakning for å tilveiebringe en landingsskulder inne i pakningen ved låsing-en av innretningen i et spor i pakningens boring.

US-PS 4.600.058 viser innretninger som fortsatt krever fjern-ing av visse komponentdeler for festing av ulike typer av verktøy dertil.

Slike tidligere kjente innretninger har den ulempen at de krever spesielle formingsoperasjoner av den omgivende ledning eller spesielle koblinger, og gjengene i den omgivende ledning er heller ikke helt tilfredsstillende, fordi de ikke er helt modulære til å kunne motta ytterligere verktøy, de tilveiebringer ikke motstand mot trykk utøvet på innretningen fra under som over innretningen når denne settes inn i ledningen, og/eller de tilveiebringer ikke et meget effektivt tetningssystem for avtetting langs den glatte sylindriske indre boring i brønnledningsseksjonen.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en innretning for forankring av utstyr inne i boringen i en seksjon av en underjordisk brønnledning. Innretningen omfatter et sylindrisk hus og en konisk avsmalnet overflate rundt det ytre av huset som er radielt større ved den øvre ende og avsmalnet til en radielt mindre nedre ende. Et tetnlngslegeme er plassert utvendig rundt huset. Tetnlngslegemet er omvendt konisk relativt den nevnte koniske flate rundt huset og er

selektivt langsgående bevegelig relativt huset, fra en første, løs stilling i ledningen og til en andre, satt stilling i ledningen, idet tetnlngslegemet er radielt ekspanderbart under bevegelse relativt huset. Forankringsmidlene er plassert utvendig rundt legemet for å sikre innretningen

relativt ledningen, mot oppover- og nedover-bevegelse i ledningen. Et i begge retninger virkende forankringssystem er tilveiebragt slik at en kraft mottatt på den ene eller andre ende av innretningen vil drive innretningen til ytterligere

forankringsinnkobling med ledningen. Et metall til metall primært og elastomerisk sekundært tetningssystem er tilveiebragt på innretningen, idet den sekundære elastomeriske tetning har null utstøtning og glidelegemet har en duktilitet på fra mellom omkring 1% til omkring 15%.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med nærmere henvisning til de vedlagte tegninger, hvor

Fig. 1 viser et delvis snitt av innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse, i form av en forankringsinnretning for verktøy, hvilken innretning er vist i den

ikke forankrede stilling relativt en ledning, og fig. 2 viser et riss lik det i fig. 1 med innretningen i en

forankringstilstand (ledningen er utelatt).

I fig. 1 og 2 er det inne i et brønnforingsrørs ledningsdel C vist en innretning 10. Som vist i fig. 1 har innretningen 10 ved en ende et opptak AT for et ytterligere verktøy. Ved den nedre enden er det innskrudd et opptak AT for et ytterligere verktøy. Det vil bli forstått at slike komponenter AT kan ha et antall ulike utforminger.

Innretningen 10 omfatter et sylindrisk hus 11 der en ende har gjenger 12 for feste av opptaket AT. En passasje 13 går gjennom det indre av huset 11 for å tillate fluidforbindelse derigjennom eller for føring, ved hjelp av en kabel eller lignende, av ledninger og verktøy derigjennom. Huset 11 har i sin sentrale del et omløpende spor 14 for mottak av for eksempel en enhet inneholdende en chevronpakning eller andre hensiktsmessige tetningssinnretninger for å virke som en tetningsbøssing under vanlige sementeringsoperasjoner av underjordiske brønner. Huset 11 har også, under sporet 14, et elastomert O-ring-tetteelement 15 for tilveiebringelse av tetning mellom huset 11 og enten et innsettingsverktøy (ikke vist), anbragt der under innsettingsoperasjonen, eller et ytterligere verktøy AT båret inne i innretningen 10. Gjengene 16 er tilveiebragt ved den nederste enden av innretningen 10 på huset 11, for festing dertil av enten et nedre ytterligere verktøy AT eller for innstillingsverktøyets mekanisme, som kan være av kjent konstruksjon og operasjon, og som benyttes under innsetting av innretningen 10 relativt ledningen C. Når slike innsettingsverktøy er festet til gjengene 16, kan slike innsettingsverktøy ha en forskyvnings-hylse i innkobling med den nedre enden 29 av tetningsringen 18 som ligger rundt det ytre av huset 11, slik at en del av innstillingsverktøyet som er festet til gjengene i kombi-nasjon med hylsedelen av innsettingsverktøyet i operasjonell kontaktinnkobl ing med den nedre ende 29 av tetningsringen 18, vil tillate relativ langsgående bevegelse mellom tetningsringen 18 og huset 11, som beskrevet nærmere nedenfor.

Huset 11 har en elastomer 0-ring 17 som skal hindre fluidforbindelse mellom huset 11 og tetningsringen 18.

Tetningsringen 18 har på innsiden en serie skralletenner 19 for samvirke med skralletenner 19a anbragt på en skrallering 20. Skralleringen 20 er anbragt inne i en fordypning som går rundt utsiden av huset 11 med en skrå bunn 21, idet skralleringen 20 har en samsvarende profilert avfasing 21a. En forspennende innretning, slik som en elastomer 0-ring 30 er anbragt over ringen 20 og tjener til å forspenne ringen 20 mot utoverstilling, nedover langs den skrå bunn eller avfasing 21.

i Husets 11 sentrale del har et konisk parti 25 som er konisk avsmalende nedover. En tilsvarende omvendt konisk flate 26 er tilveiebragt inne i ringen 18.

Tetteringen 18 har en tettekileoverflate 28 ved sin øvre ende som når innretningen 10 er manipulert til innstilt stilling relativt ledning C, tilveiebringer en metall til metall tetning mellom det ytre av tetteringen 18 og den indre jevne sylindriske boringen i ledningen C. Denne metall til metall- tetning tilveiebringer det primære tetningssystem for innretningen 10. En sekundær elastomer tetning er tilveiebragt i form av en elastomer 0-ring som er plassert inne i tetteringen 18 like under tetteflaten 28. På grunn av at tetteringen 18 har en duktilitet på fra mellom omkring 1 til 15%, er metall til metall-tetteoverflaten 28 vesentlig duktil, for dermed å muliggjøre at den andre elastomere tetning vil være ikke ekskluderende.

Forankringsanordningen 22 er festet rundt tetteringen 18 ved hjelp av gjengene 23a, 23b. Anordningen har en partikkel-materialoverflate 24, 24a som øker forankringsvirkningen når innretningen 10 er fastkoblet i ledningen C.

For å manipulere innretningen 10 fra den ikke satte tilstand i fig. 1 til den satte tilstand i fig. 2 blir et tradisjonelt setteverktøy (ikke vist) festet til innretningen 10 ved toppen av brønnen før rørlengden plasseres i en lednings-streng. Plasseringen av innretningen 10 relativt lednings-delen identifiseres og setteverktøyet, som er festet til gjengene 16 og operativt tilknyttet den nedre enden 29 av tetteringen 18, manipuleres for å forårsake relativ langsgående bevegelse mellom huset 11 og tetteringen 18. Når slik bevegelse initiseres, vil skralletennene 19 og 19a forårsake en skrallevirkning og skralleringen 20 vil tillate bevegelse av tetteringen 18 relativt huset 11 i kun én retning. Denne bevegelse overføres til tetteringen 18 som beveges langs husets 11 koniskef late 25, hvorved forankringsanordningen 22 og tennene 24 der går til forankringskobling mot ledningen C. Tettekileoverflaten får kontakt med den sylindriske innervegg i ledning C slik at det tilveiebringes en metall til metall-tetning derimellom, mens 0-ringen 27 tetter mot ledningen C under metall til metall-tetningen. Det foreligger nå en primær såvel som en sekundær tetning mellom innretningen 10 og ledningen C. Det vil forstås at skralleringen 20 vil tillate bevegelse av tetteringen 18 relativt huset 11 i kun én retning og vil forhindre bevegelse mellom ringen 18 og huset 11 i den motsatte retningen. Det forspennende ringele-ment 30 vil presse skralleringen 20 nedover og utover langs-etter avfasingen 21 for å opprettholde låsekobling mellom huset 11 og tetteringen 18.

Når innretningen er i satt tilstand som vist i fig. 2, vil hydraulisk trykk eller mekanisk kraft overført til eller igjennom innretningen 10 ved den øverste enden av huset 11, bli overført gjennom huset 11, skralleringen 12, tetteringen 18 og til slutt inn i forankringsanordningen 22 for å holde og fortsatt drive forankringsanordningen 22 til forankringssamvirke med ledningen C. En forankringsinnkobling i begge retninger vil også være tilveiebragt i det tilfellet at slike tilsvarende krefter er rettet mot eller blir overført igjennom den nederste enden av huset 11. Slike krefter vil bli overført fra huset 11 til tetteringen 18 igjennom tennene 19, 19A, og direkte til forankringsanordningen 22. Krefter som virker på innretningen 10 enten oppover eller nedover mens innretningen er i satt stilling relativt ledningen C, vil ytterligere tilføre forankringskraft igjennom innretningen 10 til ledningen C, og sikre forankring og tettende integritet av innretningen 10 relativt ledningen C.

Claims (4)

1. Innretning for forankring av utstyr i en indre boring i en rørlengde(C) av en underjordisk brønnstrømningsledning, innbefattende et sylindrisk hus (11), en konisk flate (25) på utsiden av huset (11), hvilken koniske flate (25) avsmalner mot en nedre husende, et radielt ekspanderbart tetnlngslegeme (18) som er anordnet på utsiden av huset (11), og som har et innvendig konisk parti med en konlsitet motsatt husets koniske flate (25), hvilket tetnlngslegeme (18) kan ekspandere radielt og bevege seg i lengderetningen relativt huset (11), og en forankringsanordning (22) anordnet rundt tetnlngslegemet (18) for forankringssamvirke med rørlengden (C),karakterisert vedat det på forankringsanordningens (22) utside som samvirker med den omgivende rørlengde (C) er anordnet et partikkellignende karbidmateriale (24,24a) for øking av forankringsvirkningen.

2. Innretning ifølge krav 1,karakterisert vedat det mellom huset (11) og tetnlngslegemet (18) er anordnet en sperreanordning (19a,20,21,21a) som tillater bevegelse mellom huset (11) og tetnlngslegemet (18) i én retning og motvirker slik bevegelse i den motsatte retning.

3. Innretning ifølge krav 2,karakterisert vedmidler (AT,11,20,22,18) for overføring av en nedadrettet kraft som utøves på innretningen, gjennom huset (11), sperreanordningen (19a,20,21,21a), tetnlngslegemet (18) og forankringsanordningen (22) til rørlengden, og midler (16,20, 22,18) for overføring av oppadrettet kraft utøvet på innretningen, gjennom huset (11), tetnlngslegemet (18) og forankringsanordningen (22) til rørlengden når innretningen er i en stilling innsatt i rørlengden.

4 . Innretning ifølge krav 1,karakterisert vedat den innbefatter en tettekileoverflate (28) på tetnlngslegemet (18) for dannelse av en metall-mot-metall-tetning mot rørlengden når innretningen er i sin innkoplede tilstand, og en elastomer 0-ring (27) rundt tetningslegemet (18) for tetningssamvirke med rørlengden når innretningen er i sin innkoplede stilling i rørlengden.