NO306221B1 - Brönnverktöy for generering av trykkpulser i et borefluidum som strömmer gjennom en borestreng - Google Patents
Brönnverktöy for generering av trykkpulser i et borefluidum som strömmer gjennom en borestreng Download PDFInfo
- Publication number
- NO306221B1 NO306221B1 NO923797A NO923797A NO306221B1 NO 306221 B1 NO306221 B1 NO 306221B1 NO 923797 A NO923797 A NO 923797A NO 923797 A NO923797 A NO 923797A NO 306221 B1 NO306221 B1 NO 306221B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- well tool
- tool according
- blade
- blades
- portions
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims description 30
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 29
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 2
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/14—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
- E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/14—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
- E21B47/18—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
- E21B47/20—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry by modulation of mud waves, e.g. by continuous modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører et brønnverktøy for generering av trykkpulser i et borefluidum som strømmer gjennom en borestreng, hvilket verktøy innbefatter et langstrakt legeme for plassering i et vektrør i borestrengen; et antall blad som er avstandsplassert rundt legemet, der hvert blad er utformet med et uavhengig fremre parti og et uavhengig bakre parti, hvorved det dannes et sett av fremre partier og et sett av bakre partier, idet settet av bakre partier er montert for rotasjon i en første retning relativt legemet; midler for generering av et dreiemoment på bladpartiene og låsemidler for løsgjørbar låsing av de fremre bladpartier idet bladene vekselvis låses i første og andre stillinger, nemlig en første stilling som tilveiebringer en strømlinje-formet bane gjennom de fremre og bakre bladpartier og en andre stilling som tilveiebringer en begrenset borefluidum-strømningsbane mellom de fremre og bakre bladpartier, idet bevegelsen mellom de første og andre stillinger genererer trykkpulser.
Når oljebrønner eller andre borehull blir boret er det ofte nødvendig å bestemme orienteringen til boreverktøyet slik at det kan styres i den korrekte retning. I tillegg kan det være nødvendig med informasjon vedrørende beskaffenheten av det strata som bores, f.eks. temperaturen eller trykket i bunnen av borehullet. Det foreligger således et behov for målinger av boreparametere, tatt i bunnen av borehullet, og overføring av disse til overflaten.
En metode for å ta de data som tas i bunnen av borehullet opp til overflaten, er å trekke tilbake borestrengen fra hullet, og å senke instrumentering innbefattende et elektronisk minnesystem ned i hullet. Den relevante informasjon innkodes i minnet for avlesning når instrumenteringen er hevet til overflaten. Blant ulempene med denne metode er den be-traktelige tid, arbeidet og utgift som inngår i å trekke ut og sette inn borestrengen. Videre er oppdatert informasjon om boreparametrene ikke tilgjengelig mens boringen foregår.
Et meget foretrukket alternativ er å bruke et verktøy som foretar måling mens det bores, der følere eller transduktorer plassert i den nedre enden av borestrengen kontinuerlig eller intermitterende overvåker forutbestemte boreparametere og verktøyet overfører den rette informasjon til en over-flatedetektor mens boringen skrider frem. Vanligvis blir slike MWD-verktøy plassert i et sylindrisk borevektrør nær inntil borkronen, og bruker et telemetrisystem der informa-sjonen overføres til overflatedetektoren i form av trykkpulser gjennom boreslammet eller fluidet som sirkuleres under trykk gjennom borestrengen under boreoperasjoner. Digital informasjon overføres ved hensiktsmeesig tidsharmonisering av trykkpulsene. Informasjon mottas og dekodes av en trykktrans-duktor og computer på overflaten.
Boreslam eller -fluid benyttes til å avkjøle borkronen, til å frakte borkaks fra bunnen av boringen til overflaten og til å balansere trykket i fjellformasjonene. Borefluid pumpes med høyt trykk ned i senter av borerøret og gjennom dyser i borkronen. Det returnerer til overflaten via ringrommet mellom utsiden av borerøret og veggen i borehullet.
I et antall kjente MWD-verktøy skapes en negativ trykkpuls i fluidet ved temporært å åpne en ventil i borevektrøret for delvis å bypasse strømningen gjennom kronen, idet den åpne ventil tillater direkte kommunikasjon mellom høytrykksfluidet inne i borestrengen og fluidet med lavere trykk som returnerer til overflaten via strengens utside. Høytrykksfluidet skaper imidlertid alvorlig slitasje på ventilen, og ofte kan pulsmengder på kun opptil omlag 1 puls pr. sek. oppnås med denne metode.
Alternativt kan en positiv trykkpuls skapes ved temporært å begrense strømningen gjennom nedløpet inne i borestrengen ved delvis å sperre nedløpsbanen.
US-A-4914637 (Positec Drilling Controls (Ltd.) viser et antall utførelser av MWD-verktøy som har en trykkmodulator for å generere positive trykkpulser. Verktøyet har et antall blader plassert med lik avstand rundt et sentralt legeme, der "bladene er delt i et plan vinkelrett til legemets lengdeakse for å få et sett med stasjonære halv-blader og et sett med roterende halv-blader. En temporær innsnevring i fluidstrømm-en forårsakes ved å la de roterende halv-blader dreie seg en begrenset vinkel, slik at de er ute av flukt med de stasjonære halv-blader, idet dreiningen styres av en solenoidaktivisert låsemekanisme. I en utførelse rettes borefluidet gjennom vinklede vinger framfor de delte eller splittede blader for å tildele kontinuerlig moment mot de roterende halv-blader, slik at de roterende halv-blader roterer en forutbestemt vinkel i den samme retning hver gang låsen frigjøres, og dermed roteres suksessivt inn i og ut av flukt med de stasjonære halv-blader. De roterende blader er mekanisk sammenknyttet til et roterbart sylindrisk hus via en sentral aksel. De låsende midler omfatter en aksielt glidbar aktuatorstav som har pal innretninger som forløper vinkelrett til denne, der pal innretningene griper i rekkefølge tapper som stikker ut fra innsiden av det sylindriske hus når stangen glir mellom to aksielle posisjoner, slik at huset tillates å rotere en forutbestemt vinkel.
I US-A-4914637 vil det, fordi de roterende halv-blader alltid beveger seg i den samme retning med hensyn til de stasjonære halvblader, oppstå en saksevirkning mellom den førende kant av de roterende halvblader og den bakre kant av de stasjonære halvblader ved grenseflaten mellom halvbladene, når de roterende halvblader beveger seg fra den posisjon hvor de er ute av flukt med de stasjonære halvblader til den fluktende posisjon med det neste stasjonære halvblad. Dermed vil ethvert rusk eller annet fremmed materiale som finner sin veg inn i boreslammet, bli fanget ved grenseflaten mellom bladene når saksevirkningen skjer og således forkile hele verktøyet, eller forårsake betraktelig skade på bladene. Den fore liggende oppfinnelse sikter mot å overvinne denne ulempe ved å anordne en innretning for å bevege den ene eller begge de to sett med halvblader slik at hver suksessive inkremental rotasjon av ett sett med halvblader i forhold til det andre sett halvblader skjer i den motsatte retning til den forutgående inkrementale rotasjon i forhold til det andre sett med halvblader.
I tillegg aktiviseres låseinnretningen ifølge US-A-4914637 ved bevegelse av pal innretningen i kun aksialretningen, og tappene og pal innretningen er utsatt for betraktelig moment når huset når enden av sin rotasjon og pal innretningen griper den neste påfølgende tapp. Følgelig krever pal innretningen en vesentlig støtte på den glidbare aktuatorstav for å motstå momentet, og tappene og pal innretningen er utsatt for betraktelig slitasje og belastning. En utførelse ifølge den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en sperreinnretning som aktiviseres ved radiell bevegelse av pal innretningen, slik at momentet utøvet på sperreinnretningen
reduseres betraktelig, og sperreinnretningen krever ikke en slik omfangsrik og vesentlig støtte på aktuatorstaven.
Videre er den mekaniske leddforbindelse mellom de roterende blader og låseinnretningen i US-A-4914637 komplisert og innbefatter et antall momentoverføringspunkter hvor spen-ninger og bruddsvikt i anordningen kan oppstå. I foretrukken utførelse sikter den foreliggende oppfinnelse mot å til-veiebringe en mye mer direkte forbindelse mellom låse- eller sperreinnretningen og de roterende blader.
EP-A-0325047 (Russell et al) beskriver et verktøy som foretar måling mens det bores. Det benyttes en turbin med krumme impellerblader, der impelleren roterer kontinuerlig under virkningen av den nedadrettede strømning med høyt trykk. Hvert impellerblad-er delt i to partier i et plan vinkelrett på impellerens rotasjonsakse. En elektrisk generator drives av impellerenheten og et parti av impellerbladet kan foreta begrenset vinkelforskyvning i forhold til det andre parti omkring rotasjonsaksen som svar på en endring i generatorens belastning. Når de to partier av impellerbladet er ute av normal flukt, gir de øket motstand mot strømningen av borefluidet, slik at når vinkelforskyvningen i det ene parti varierer med hensyn til det andre parti, så vil trykket falle over impellerenheten. Gjenopprettelseskraften for å returnere det ene parti av impellerbladene til normal flukt med det andre parti sørges for av en fjær eller en elastomer tetning: dersom gjenopprettelseskraften er for svak kan en stor trykkpuls utvikles, men det er en lang forsinkelse før partiene er gjeninnrettet slik at trykkpulsmengden kun kan være svært lav. Dersom gjenopprettelseskraften er for stor kan pulshastigheten være tilstrekkelig hurtig for effektiv dataoverføring, men trykkpulsene vil være mye svakere. Videre kan bladene ikke holdes fast i den ikke-fluktende posisjon særlig lenge ettersom det vil være en naturlig tendens til at bladpartiene gjeninnretter seg.
I samsvar med foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et brønnverktøy for generering av trykkpulser i et borefluidum som strømmer gjennom en borestreng, hvilket verktøy innbefatter et langstrakt legeme for plassering i et vektrør i borestrengen; et antall blad som er avstandsplassert rundt legemet, der hvert blad er utformet med et uavhengig fremre parti og et uavhengig bakre parti, hvorved det dannes et sett av fremre partier og et sett av bakre partier, idet settet av bakre partier er montert for rotasjon i en første retning relativt legemet; midler for generering av et dreiemoment på bladpartiene; og låsemidler for løsgjørbar låsing av de fremre bladpartier, idet bladene vekselvis låses i første og andre stillinger, nemlig en første stilling som tilveiebringer en strømlinjeformet bane gjennom de fremre og bakre bladpartier, og en andre stilling som tilveiebringer en begrenset borefluidium-strømningsbane mellom de fremre og bakre bladpartier, idet bevegelsen mellom de første og andre stillinger genererer trykkpulser, hvilket brønnverktøy er kjennetegnet ved at de nevnte fremre bladpartier er montert for rotasjon i den nevnte første retning og de nevnte låsemidler løsbart låser de fremre bladpartier, idet de fremre og bladpartier er vekselvis roterbare i den samme retning mellom de første og andre stillinger.
Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselv-stendige patentkrav.
En utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i nærmere detalj gjennom et eksempel, med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 er et lengdesnitt av en utførelse av et brønnverktøy
for å generere trykkpulser i et borefluid;
fig. 2 viser detaljer ved bladarrangementet på verktøyet
ifølge fig. 1;
fig. 3 er et snitt tatt langs linje C-C i fig. 1;
fig. 4 er et snitt tatt langs linje D-D ifølge fig. 1;
fig. 5 er et snitt tatt langs linje A-A ifølge fig. 1;
fig. 6 er et snitt tatt langs linje B-B ifølge fig. 1;
fig. 7 er et snitt tatt langs linje E-E ifølge fig. 1;
fig. 8 er et snitt tatt langs linje F-F ifølge fig. 1; og fig. 9 er et snitt tatt langs linje G-G ifølge fig. 1.
En foretrukken utførelse av oppfinnelsen er vist i fig. 1. Et brønnverktøy, generelt indikert med henvisningstallet 100, har et strømlinjet hus 103 som vender mot en nedad rettet strømning av borefluid. En standard fiskerørsende 101 går ut fra huset, og tillater at verktøyet kan manipuleres eller kan hentes opp dersom verktøyet må bringes til overflaten. Et brønnfilter 102 bestående av en serie radialvinger er festet på huset 103 for å sentralisere dette i borevektrøret. En roterbar hylse 107 strekker seg nedstrøms huset, og en stasjonær indre hylse 124 forløper koaksielt med den roterbare hylse 107. Ved sin oppstrømsende er den roterbare hylse avtettet mot huset 103 med en roterende fjærbelastet leppetetning 104, og bæres på den indre hylse av kulelagere 106 med dype spor. Ved sin nedstrømsende er den roterbare hylse avtettet mot et sperrehus 127 med en roterende fjærbelastet leppetetning 144, og er båret på den indre hylse av en lagerenhet 105, mens sperrehuset 127 er holdt fast med den indre hylse ved hjelp av en låsekile 122. Leppetetningene 104 og 144 hindrer inntrengning av borefluid i lageret 106 og lagerenheten 105. Lagerenheten 105 innbefatter et nåle-rullelager 117, en avstandsbøssing 118, et aksiallager 119 og en aksial-lager-bærering 120.
Den roterbare hylse 107 er utført med et antall blader 116, der hvert blad omfatter et fremre bladparti 116a og et bakre bladparti 116b. Den roterbare hylse er delt i et plan vinkelrett på lengdeaksen til verktøyet slik at det bakre parti 107b av den roterbare hylse og det fremre parti 107a av den roterbare hylse kan rotere i forhold til hverandre, og dermed det bakre bladparti 116b og det fremre bladparti 116a kan rotere i forhold til hverandre. Når de fremre og bakre bladpartier er innrettet danner de et sett med krumme strømlinjede blader, mellom hvilke borefluidet kan strømme med en lav motstandskoeffisient. Formen på hvert fluktende blad kan sees tydeligere i fig. 2. Når den relative rotasjon av de fremre og bakre bladpartier er slik at de bakre bladpartier ligger i en posisjon med maksimum skjevstilling med hensyn til de fremre bladpartier, økes motstandskoeff-isienten svært mye, og en trykkpuls overføres gjennom borefluidet.
Bladene 116 er krummet i forhold til strømningsretningen for borefluidet, slik at den resulterende løftekomponent som virker på bladene tenderer til å rotere hylsen 107 på dens lågere omkring den indre hylse 124. Dermed leveres et kontinuerlig vridningsmoment til bladpartiene 116a og 116b, og hoveddrivkraften for å skape trykkpulsene avledes direkte fra energien i borefluidet, slik at et ytterligere energibe-hov fra brønnbatterier eller en turbin er svært lite.
Hvert fremre bladparti har et hovedsakelig plant bakre endelag 112 som forløper generelt vinkelrett på fluidstrøm-ningsretningen og hvert bakre bladparti har et hovedsakelig plant fremre endelag 115 som forløper hovedsakelig vinkelrett på retningen av fluidstrømmen. Disse bakre og fremre endelag 112 og 115 danner tilstøtende flater av bladpartiene når bladpartiene er i flukt, og innehar et slitasjemotstandig materiale som reduserer slitasjen på flatene til bladpartiene. De fastholder også leppetetninger i hylsen 107. I tillegg bærer nåle-rullelageret 109 de fremre og bakre bladpartier av den roterbare hylse på den indre hylse 124, og en gummikrave 125 er anordnet i den ringformede fordypning på den indre hylse i langsgående innretting med delingen i den roterbare hylse, for å motstå erosjon på grunn av turbulens i dette området.
En kamaksel 111 er opptatt i den indre hylse 124 slik at den kan rotere koaksielt inne i den indre hylse på nåle-rullelageret 108 i den fremre ende av kamakselen og på kulelageret 128 i nedstrømsenden av kamakselen. Kulelagrene 128 er montert mellom kamakselen og en låsemutter 123 som bærer sperrehuset 127 på den indre hylse 124. To ytterligere sett med nåle- rullelagere 126a og 126b er anordnet langs lengden av kamakselen 111, der et av disse sett med nåle-rullelagere 126a er lengdeveis innrettet med vektrøret 125. Dermed viser fig. 3 et tverrsnitt av verktøyet tatt langs linjen C-C. Det andre sett med nåle- rullelagere er vist tydeligere i fig. 4.
En sperremekanisme 129 er anordnet på nedstrømsenden av kamakselen. Sperremekanismen holdes på kamakselen ved hjelp av en mutter 130 og låses til kamakselen ved hjelp av en kile 131. Sperremekanismen omfatter en skralle 132 og en pal 133, der palen er betjenbar til å bevege seg lengdeveis bakover og fremover inn i og ut av inngrep med skrallen eller sperrehak-ene 132. Palen er forbundet til en plunger 138 i en hul solenoid 121, og en returfjær 134 virker også på palen, slik at solenoiden trekker plungeren og dermed palen i én retning, og fjæren 134 frembringer returkraften i den motsatte retning. Solenoiden holdes inne i en solenoidkanister eller beholder 136, som er anordnet med en fri justeringsring 137 og en fast justeringsring 139. En tapp 140 setter den relative posisjon for justeringsringene, og en festetapp 141 fester den faste ring til husets vegg.
Fig. 5 og 6 er tverrsnittsriss av verktøyet tatt langs henholdsvis linje A-A og linje B-B. For tydelighets skyld er den roterbare hylse 107 vist uten bladene 116 i fig. 5 og 6. Det vises først til fig. 5, der kamakselen 111 er anordnet med tre knaster 113 plassert i lik vinkelavstand rundt dens omkrets. Den indre hylse 124 har to diamentralt motstående langsgående spalter 114 hvor det i hver av disse er plassert to sperreruller 110. Det fremre parti 107a av den roterbare hylse har innvendig utstikkende tenner 142. Etterhvert som kamakselen roterer, kontakter en knast 113 en indre rulle 110a og kamfører den utad, og kamfører dermed også den ytre rulle 110b utad slik at den stikker utforbi den ytre kant av den indre hylse 124 og inn i banen til de indre tenner 142 på den roterbare hylse 107a. Når hylsen 107a roterer under konstant vridningsmoment, griper en indre tann 142 den ytre rulle 110b og videre rotasjon hindres inntil kamakselen beveges videre.
Som vist i fig. 6 er et lignende arrangement anordnet for å styre bevegelsen av det bakre parti 107b av den roterbare hylse. Sperreruller 143 er plassert i langsgående spalter 147 i den indre hylse 124. Kamakselen er anordnet med tre knaster 145 med lik avstand fra hverandre, og den roterbare hylse har innvendig utstikkende tenner 146. Spaltene 147 i det bakre parti av den roterbare hylse er omkretsmessig forskjøvet gjennom en vinkel på 90° med hensyn til spaltene 114 i det fremre parti av den roterbare hylse.
I posisjonen vist i fig. 5 og 6 er både det fremre og det bakre parti av den roterbare hylse låst mot rotasjon. Det kontinuerlige vridningsmoment levert til begge partier ved hjelp av krumningen på bladene, tenderer til å rotere partiene av den roterbare hylse med urviseren som vist med piler 150, men kamakselen 111 holdes i en posisjon der en av knastene 113 griper ett av settene med sperreruller 110 slik at en ytre rulle 110b samvirker med den fremre kant av en tann 142 og hindrer rotasjon av det fremre parti 107a av den roterbare hylse, og dermed av det fremre bladparti 116a. Med kamakselen 111 holdt i denne posisjon griper en av knastene 145 den indre rulle 143a i et av settene med sperreruller 143 slik at en ytre rulle 143b samvirker med den fremre kant av en tann 146 og hindrer rotasjon av det bakre parti 107b av den roterbare hylse, og dermed av det bakre bladparti 116b.
Kamaksel-sperremekanismen blir så betjent til å frigi kamakselen, noe som vil bli beskrevet i nærmere detalj nedenfor. Det bakre parti 107b av den roterbare hylse, som forsøker å rotere med urviseren, utøver et dreiemoment på kamakselen ved hjelp av sperrerullene 143, som det kan sees i fig. 6. Når kamakselen er frigjort, roterer den med urviseren gjennom en vinkel på omlag 30° og når rullene 143 beveger seg innad er det bakre parti av den roterbare hylse fritt til å rotere inntil en innvendig tann 146 samvirker med det annet, diamentralt motstående sett av sperreruller 143. Kamakselen blir så holdt stasjonær: i denne resulterende posisjon vil partiet 107a, i et forsøk på å rotere med urviseren, utøve et dreiemoment på kamakselen ved hjelp av sperrerullene 110. Når kamakselen frigjøres ved hjelp av sperremekanismen 129, roterer den igjen med urviseren gjennom en vinkel på omlag 30° , og når rullene 110 beveger seg innad, er det fremre parti av den roterbare hylse fri til å rotere inntil en innvendig tann 142 griper det annet sett med ruller 110. Kamakselen låses i en stasjonær posisjon nok engang. Styringen av bevegelsen til kamakselen til rotasjoner i trinn på 30° , styrer bevegelsen av den roterbare hylse i inkrementale rotasjonstrinn. Det bakre parti 107b beveger seg med urviseren gjennom en forutbestemt vinkel og deretter beveger det fremre parti 107a seg gjennom denne vinkel i den samme retning, slik at de bakre bladpartier 116b beveger seg fra en posisjon hvor de er i flukt med fremre bladpartier til en posisjon med maksimal skjevstilling, og deretter beveger de fremre bladpartier 116a seg fra en skjevstilling tilbake til flukt med de bakre bladpartier, dvs. de bakre bladpartier beveger seg ut av flukt når kamakselen frigjøres og deretter beveger de fremre bladpartier seg til å fange disse opp neste gang kamakselen frigis.
Alternative utførelser av oppfinnelsen er påtenkt, der de bakre bladpartier beveger seg f.eks. med urviseren til en posisjon ute av flukt med de fremre bladpartier, og deretter når den roterbare hylse neste gang er fri til å bevege seg, beveger de bakre bladpartier seg mot urviseren tilbake til flukt med de fremre bladpartier i deres opprinnelige stilling.
Når den roterbare hylse stoppes av en sperrerulle, spres stoppkraften ut over lengden av rullen, og absorberes av spaltenes sider som holder rullene, slik at denne sperreinnretning er svært slitesterk.
Det vises også til fig. 7 som viser kamaksel-sperremekanismen 129 i nærmere detalj, der skrallen 132 omfatter et fremre fortannet skrallehjul 151 og et bakre fortannet skrallehjul 152. Hvert skrallehjul har seks tenner i lik avstand på sin omkrets, og det bakre hjul holdes med hensyn til det fremre hjul med sine tenner 30 ute av flukt med tennene til det fremre hjul. De fremre og bakre skrallehjul kan tildannes som en integrert enhet. I posisjonen vist i fig. 1 og 7 griper palen 133 tennene på det fremre skrallehjul 151 og kamakselen holdes stasjonær. Når solenoiden betjenes for å trekke plungeren 138 og palen 133 tilbake, frigjøres det fremre skrallehjul og kamakselen er fri til å rotere gjennom 30° inntil den neste påfølgende tann på det bakre skrallehjul foretar inngrep med palen 133. Når solenoiden deaktiviseres virker fjæren 134 til å returnere plungeren 138 til dens utgangsstilling, slik at kamakselen er fri til å rotere gjennom ytterligere 30° inntil den neste påfølgende tann på det fremre skrallehjul foretar inngrep med palen 133. Dermed styres kamakselen til å rotere trinnvis med inkrementale vinkler på 30°.
Som vist i fig. 8 hindres palen 133 i å dreie og blir glidbart styrt av tapper 135 som er festet til solenoid-kanisteren 136.
Fig. 9 viser en innretning for å justere enheten slik at den sviktsikre posisjon, der bladpartiene er i flukt, oppnås. De faste og frie justeringsringer 139 og 137, har huller utboret for å tillate ±5° justering. Hullene 153 i den frie ring er 25° fra hverandre, og hullene 154 i den faste ring er 24° fra hverandre. Justeringstappen 140 setter posisjonen til den frie ring 137 med hensyn til den faste ring 139.
Fortrinnsvis er midler anordnet for å redusere torsjonsmessig vibrering i den roterbare hylse med et dempningsfluid slik som olje holdt inne i den roterbare hylse.
Claims (11)
1.
Brønnverktøy (100) for generering av trykkpulser i et borefluidum som strømmer gjennom en borestreng, hvilket verktøy (100) innbefatter et langstrakt legeme for plassering i et vektrør i borestrengen; et antall blad (116) som er avstandsplassert rundt legemet, der hvert blad (116) er utformet med et uavhengig fremre parti (116a) og et uavhengig bakre parti (116b), hvorved det dannes et sett av fremre partier og et sett av bakre partier, idet settet av bakre partier er montert for rotasjon i en første retning relativt legemet; midler for generering av et dreiemoment på bladpartiene (116a,b); og låsemidler (110,143) for løsgjørbar låsing av de fremre bladpartier (116a), idet bladene (116) vekselvis låses i første og andre stillinger, nemlig en første stilling som tilveiebringer en strømlinjeformet bane gjennom de fremre og bakre bladpartier (116a,b), og en andre stilling som tilveiebringer en begrenset borefluidium-strømningsbane mellom de fremre og bakre bladpartier (116a,b), idet bevegelsen mellom de første og andre stillinger genererer trykkpulser,karakterisertved at de nevnte fremre bladpartier (116a) er montert for rotasjon i den nevnte første retning og de nevnte låsemidler (110,143) løsbart låser de fremre bladpartier (116a), idet de fremre og bladpartier (116a,b) er vekselvis roterbare i den samme retning mellom de første og andre stillinger.
2.
Brønnverktøy ifølge krav 1,karakterisertved at bladpartiene (116a,b) er montert på et roterbart legeme (107) og at låsemidlene er radielt bevegbare for vekselvist samvirke og frikopling med/fra tenner (142,146) på det roterbare legemet.
3.
Brønnverktøy ifølge krav 2,karakterisertved at låsemidlene er radielt bevegbare under påvirkning av kammingsmidler (113,145).
4 .
Brønnverktøy ifølge krav 3,karakterisertved at låsemidlene er opplagret i langsgående spor (114,147) i en stasjonær hylse (144) som er plassert i det nevnte roterbare legemet (107).
5.
Brønnverktøy ifølge krav 3 eller 4,karakterisert vedat låsemidlene innbefatter minst én tapp (110,143) anordnet i hvert av de nevnte spor, hvilken tapp kan beveges radielt påvirket av de nevnte kammingsmidler.
6.
Brønnverktøy ifølge et av kravene 3 til 5,karakterisert vedat kammingsmidlene innbefatter kammer (113,145) på en roterbar kamaksel (111).
7.
Brønnverktøy ifølge et av kravene 3 til 6,karakterisert vedat kammingsmidlene kan betjenes med en elektrisk aktuator (121).
8.
Brønnverktøy ifølge krav 7,karakterisertved at den elektriske aktuator er et solenoid.
9.
Brønnverktøy ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat de fremre og bakre bladpartier (116a,b) er krummet for tilveiebringelse av et dreiemoment.
10.
Brønnverktøy ifølge et av de foregående krav,karakterisert vedat hvert bakre bladparti (116b) har en i hovedsaken plan, fremre endeflate som strekker seg i hovedsaken i rett vinkel på fluidumsstrømningsretningen.
11.
Brønnverktøy ifølge et av kravene 2 til 10,karakterisert vedmidler for redusering av tor-sjonsvibrasjon i det roterbare legemet, idet et dempefluidum er anordnet inne i det roterbare legemet (107).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB919120854A GB9120854D0 (en) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | Downhole tool |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO923797D0 NO923797D0 (no) | 1992-09-30 |
NO923797L NO923797L (no) | 1993-04-02 |
NO306221B1 true NO306221B1 (no) | 1999-10-04 |
Family
ID=10702253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO923797A NO306221B1 (no) | 1991-10-01 | 1992-09-30 | Brönnverktöy for generering av trykkpulser i et borefluidum som strömmer gjennom en borestreng |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0535815B1 (no) |
DE (1) | DE69210155T2 (no) |
GB (1) | GB9120854D0 (no) |
NO (1) | NO306221B1 (no) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6970398B2 (en) | 2003-02-07 | 2005-11-29 | Schlumberger Technology Corporation | Pressure pulse generator for downhole tool |
US9000939B2 (en) | 2011-09-27 | 2015-04-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mud powered inertia drive oscillating pulser |
CN102562035B (zh) * | 2012-01-12 | 2015-09-30 | 中国海洋石油总公司 | 井下工程参数随钻测量装置 |
CN103410500B (zh) * | 2013-07-26 | 2016-02-10 | 西南石油大学 | 一种井下钻柱振动随钻监测装置和方法 |
CA2988875A1 (en) | 2016-12-14 | 2018-06-14 | David P. Kutinsky | Downhole vibration tool |
BR112022011611A2 (pt) | 2019-12-18 | 2022-08-30 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Válvula de cisalhamento oscilante para telemetria de pulso de lama e operação da mesma |
BR112022024019A2 (pt) | 2020-06-02 | 2022-12-20 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Unidade de liberação de válvula dependente do ângulo para um pulsador de válvula de cisalhamento |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1268052A (en) * | 1986-01-29 | 1990-04-24 | William Gordon Goodsman | Measure while drilling systems |
US4847815A (en) * | 1987-09-22 | 1989-07-11 | Anadrill, Inc. | Sinusoidal pressure pulse generator for measurement while drilling tool |
GB2214541B (en) * | 1988-01-19 | 1991-06-26 | Michael King Russell | Signal transmitters |
GB9101576D0 (en) * | 1991-01-24 | 1991-03-06 | Halliburton Logging Services | Downhole tool |
-
1991
- 1991-10-01 GB GB919120854A patent/GB9120854D0/en active Pending
-
1992
- 1992-09-11 EP EP92308277A patent/EP0535815B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-11 DE DE69210155T patent/DE69210155T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-30 NO NO923797A patent/NO306221B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO923797L (no) | 1993-04-02 |
DE69210155D1 (de) | 1996-05-30 |
NO923797D0 (no) | 1992-09-30 |
EP0535815A1 (en) | 1993-04-07 |
DE69210155T2 (de) | 1996-09-19 |
GB9120854D0 (en) | 1991-11-13 |
EP0535815B1 (en) | 1996-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5189645A (en) | Downhole tool | |
US5357483A (en) | Downhole tool | |
US5941323A (en) | Steerable directional drilling tool | |
EP1988252B1 (en) | Locking clutch for downhole motor | |
AU2008361682B2 (en) | Locking clutch for downhole motor | |
US8960329B2 (en) | Steerable piloted drill bit, drill system, and method of drilling curved boreholes | |
GB2552104B (en) | Adjustable depth of cut control for a downhole drilling tool | |
US5119344A (en) | Downhole tool | |
EP3247861B1 (en) | Apparatus and method for drilling a directional borehole in the ground | |
NO311444B1 (no) | Fremgangsmåte og apparat for orientert boring, med en motor anordnet nede i borehullet og uavhengig borestreng ogverktöymontasje | |
AU2012393002C1 (en) | Torque transfer mechanism for downhole drilling tools | |
US20210277743A1 (en) | Fluid pulse generation in subterranean wells | |
NO306221B1 (no) | Brönnverktöy for generering av trykkpulser i et borefluidum som strömmer gjennom en borestreng | |
NO325067B1 (no) | Lasbar motorsammenstilling for bruk i et bronnhull | |
GB2271790A (en) | Mud pulse telemetry tool | |
GB2252992A (en) | Downhole tool | |
US11821311B2 (en) | Tilting anti-rotation system | |
AU2013228003B2 (en) | Locking clutch for downhole motor | |
BR112019000724B1 (pt) | Conjunto de perfuração orientável rotativo e método para perfurar uma seção desviada de um furo de poço | |
NO301785B1 (no) | Trykkmodulator for overföring av signaler i form av trykkpulser i en fluidström |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |