NO309904B1 - Ledekileenhet for foringsrør - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår ledekiler, særlig de som kan være anordnet ved hjelp av et foringsrør, og nærmere bestemt de som kan brukes i kombinasjon med en hylse i foringsrøret.

Ledekiler er lenge blitt brukt til avleding av et freseverktøy for å skjære en ny åpning gjennom et foringsrør. I disse installasjoner anbringes typisk en pak-ning i foringsrøret som har en knast eller en annen styremekanisme for å orientere ledekilen. Pluggen eller pakningen anbringes i foringsrøret og deretter blir ledekilen festet til pakningen i den hensiktsmessige orientering for den nye awiksbane som skal freses og endelig bores. Deretter brukes et freseverktøy til å skjære gjennom foringsrøret. Når foringsrøret er gjennomskåret, blir freseverktøyet fjer-net til overflaten og boring med den riktige borkrone begynner.

Forskjellige konstruksjoner av ledekiler og monteringssystemer for disse er vist i US patentene nr. 2 506 799, 5 154 231, 3 397 746, 5 335 737, 5 341 873 og 5 115 872.

US patentene nr. 5 156 220, 5 090 481, 4 991 654 og 4 880 059 viser bruken av forskyvningshylser som kan åpnes selektivt for frilagte perforeringer i et foringsrør, som så kan tillate strømning inn i foringsrøret. Patent nr. 4 991 654 (Brandel) viser bruken av oppløsbare plugger i åpningene. US patentene 4 397 360 og 4 807 704 viser bruken av ledekiler for å danne sideborehull fra hovedborehullet.

Det skal bemerkes at noen foringsrør, særlig i awiksborehull, ikke kan sementeres. Foringsrørpakninger montert utvendig i forhold til en seksjon eller seksjoner av foringsrør kan brukes til å isolere foringsrøret fra borehullet.

Ulempen med dagens konstruksjoner er at det må benyttes en separat fres til å skjære igjennom foringsrøret, og som deretter må trekkes tilbake til overflaten slik at det kan monteres en borkrone for å muliggjøre fortsatt boring inn i formasjonen. Formålet med oppfinnelsen er i første rekke å avhjelpe ovennevnte ulem-pe, og dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en anordning som angitt i de etterføl-gende krav. Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse søker å eliminere frese-trinnet ved å tilveiebringe et foringsrør med en hylse som kan omstilles mellom en åpen og lukket stilling for selektivt å åpne et vindu i foringsrøret. Vinduet kan lukkes under sementeringsoperasjonen og kan deretter åpnes for utforming av av-viksborehullet ned fra ledekilen. Skulle det være ønskelig, kan hylsen, ved ethvert tidspunkt etter boring av awiksborehullet og produksjon fra dette, lukkes fullt ut. Ledekilene som kan benyttes med dette system kan være montert fra foringsrøret direkte og kan også oppvise en gjennomgående boring for å muliggjøre produksjon fra reservoarer nedenfor ledekilen.

Et foringsrør er forsynt med en omstillingshylse som kan tettes. En ledekile kan innføres i foringsrøret og kan være anordnet ned fra foringsrøret på et forutbestemt sted slik at den er orientert mot et åpent vindu i foringsrøret når omstillingshylsen selektivt beveges oppad. Ved å tilveiebringe et åpent vindu for ledekilen orientert mot vinduet, kan en borkrone nedsenkes gjennom foringsrøret for samvirkning med ledekilen for umiddelbar igangsetting av boringen av awiksborehullet. Borkronen skjærer gjennom all sement, hvis slik er tilstede, og inn i formasjonen. I ledekilen er anordnet en boring for å muliggjøre produksjon fra reservoarer nedenfor ledekilen mens den er på plass. Skulle det bli nødvendig, kan forskyvningshylsen deretter stenges for å isolere awiksborehullet som er boret med ledekilen gjennom det åpne vindu. Figurene 1A-D viserforingsrørsegmentet, der vinduet og forskyvningshylsen er vist.

Figurene 2A-D viser nedføringsstillingen.

Figur 3 viser nedre ende av foringsrøret i snitt, der anordningen for ledekilen i oppløftingsstillingen er vist. Figurene 4A-F viser foringsrøret ifølge Figurene 1 og 2, med hylsen i åpen stilling og ledekilen anordnet i en stilling klar til boring.

Hoveddelen 10 er vist i Figurene 1A-D. En hylse 12 er vist i lukket stilling over et vindu 14. Vinduet 14 er på forhånd dannet i hoveddelen 10 og kan strekke seg så mye som omtrent 140° langs omkretsen. Det skal bemerkes at vinduet 14 ikke er fremstilt ved hjelp av et freseverktøy, men er dannet i et spesielt utformet segment av hoveddelen 10.

I den foretrukkede utføringsform er Chevron-pakninger 16 og 18 tilstede ved henholdsvis den øvre og nedre ende av vinduet 14. Huset 20 holder fast Chevron-tetningene 16 og 18 til hoveddelen 10. Forskyvningshylsen 12 har ett eller flere spor 26 nær sin øvre ende og ett eller flere spor 28 nær sin nedre ende for selektivt inngrep med et omstillingsverktøy (ikke vist), av en kjent type. Bruk av omstillingsverktøyet (ikke vist) kan flytte hylsen 12 fra stillingen vist i Figur 1B, hvor vinduet 14 er lukket, til stillingen vist i Figur 4B, hvor vinduet 14 er åpent. En fagmann på området vil forstå at forskjellige typer av andre tetninger enn en stabel av motstående Chevron-tetninger kan brukes som tetningsenheten 16 eller 18.

Ledekilen 30 er vist i Figurene 4A-F i den anbrakte stilling. Ledekilen 30 har en sentral boring 32 som strekker seg til en avsmalning 34 ved øvre ende 36.

I boringen 32 er det også et spor 38 som kan brukes til å feste ledekilen 30 til et nedføringsverktøy slik at den kan anbringes i den stilling som er vist i Figur 3 fra overflaten. Sporet 38 kan også brukes til fiskeoperasjoner for å medvirke til fjerning av en ledekile 30 som sitter fast, kun ved å trekke opp. I normale operasjo-ner fjernes ledekilen 30 ved å trekke i sporet 38. En ring 33 kan brukes til å lette fjerning av nedre segment 41 med øvre segment 39. Ledekilen 30 har et øvre segment 39 og et nedre segment 41. En knast 67 opprettholder øvre segment 39 i en bestemt orientering i forhold til nedre segment 41 ved hjelp av et kilespor (ikke vist) slik at segmentene 39 og 41 kan translere, men ikke rotere i forhold til hver-andre.

En lokaliseringsanordning 42 er festet til nedre ende 40 av ledekilen 30. Lokaliseringsanordningen 42 er vist i den anbrakte stilling i Figur 4E. I den anbrakte stilling har kraven 44 en flate 46 som er vist hektet på en tilpasset flate 48 på lokaliseringsanordningen 42. Under nedføringsstillingen vist i Figurene 2A-D, blir imidlertid kravens 44 flate 50 sidestilt nær dorens 54 flate 52 for å gå klar av flaten 90 (se Figur 4F). Under nedføringsstillingen bringes derfor hylsen 56, som har en øvre ende 58, til inngrep med palen 60, og holder den innad mot motkraf-ten fra spennfjæren 62. Under nedføring rir samtidig en pal 64 på ledekilens 30 flate 66. Ledekilen 30 har et spor 68 hvor det sitter en splittring 70 som i nedfø-ringsstillingen er sidestilt mot et spor 73, idet et spor 74 ikke er innrettet på linje med sporet 68. Når det endelig er låsing, som vist i Figur 4E, kommer sporene 68 og 74 til inngrep for å tillate splittringen 70 å ekspandere og sikre stillingen til låsepalen eller -palene 64 inn i et spor 76 på hoveddelen 10. Ledekilen 30 har en avsmalnende flate 78 nær flaten 66 slik at låsepalene 64 under låseoperasjonen blir kamstyret utad langs flaten 78 inn i sporet 76 for å sikre inngrep mellom ledekilen 30 og hoveddelen 10 for støtte i lengderetningen (se Figur 4E).

Ledekilen 30 har en lokaliseringspal 84 som er utformet for inngrep med et lokaliseringsspor 82 for passende innretting mellom avsmalningen 34 og vinduet 14 på kjent måte. Lokaliseringspalene 84 er spent utad ved hjelp av fjærer 86 for å sikre og orientere ledekilen 30 mot rotasjonskrefter under boreoperasjonen gjennom vinduet 14. Lokaliseringspalene 84 kan forskyves radielt innad inntil de blir innrettet på linje med deres passende spor i hoveddelen 10, ved hvilket punkt fjærene 86 skyver palene 84 utad inn i deres tilpassede spor. Fordi palene 84 er montert til lokaliseringsanordningen 42 på en slik måte at de ikke kan rotere i forhold til lokaliseringsanordningen 42, vil utadrettet bevegelse av låsepalene 84 inn i deres respektive spor effektivt danne en rotasjonslås.

Ved nedføring av verktøyet blir enheten av ledekilen 30 med lokaliseringsanordningen 42 nedført i hoveddelen 10 med et passende nedføringsverktøy. Enheten nedføres i en første retning til nedenfor stillingen vist i Figurene 2A-D, og bringes deretter opp i en andre og motsatt retning (se Figur 3). Kraven 44 blir først midlertidig forskjøvet inn i sporet 88 slik at den kan gå klar av flaten 90 etterhvert som enheten av ledekilen 30 og lokaliseringsanordningen 42 nedføres nedover i den første retning i hoveddelen 10. Når enheten av ledekilen 30 og lokaliseringsanordningen 42 er bragt tilbake opp i den andre retning, har kravene 44 en flate 92 som ligger an mot hoveddelens 10 avsmalnende flate 94. Dette fører til bevegelse av kravene 44 nedover inn i sporet 96 til den stilling som er vist i Figur 4D. Omstilling av kravene 44 nedover inn i sporet 96 flytter den øvre ende 50 bort fra inngrepspalene 60, hvilket tillater dem å bevege seg radielt utad inn i sporet 98 på hoveddelen 10.

Palene 60 har et ragende segment 100 som, når det er låst inn i sporet 98, danner den opprinnelige støtte i lengderetningen for ledekilen 30. Når det deretter anbringes vekt ned på det øvre segment 39, beveger det seg i den første retning i forhold til nedre segment 41 etterhvert som avsmalningen 78 kamstyrer låsepalene 64 og splittringen 70 kommer inn i sporet 74. Kort beskrevet sørger lokaliseringsanordningen, i kombinasjon med hoveddelen 10, for hensiktsmessig orientering av ledekilen 30 gjennom bruk av lokaliseringspalene 84 som passer inn i et spesielt spor som er maskinert inn i hoveddelen 10. Det gis støtte for ledekilen 30 i lengderetningen ved hjelp av låsepalene 64. Inngrepspalene 60 gir bare midlertidig støtte til ledekilen 30 inntil låsepalene 64 strekker seg inn i hoveddelen 10. Det gis rotasjonsstøtte for ledekilen 30 ved hjelp av palene 84 som går inn i tilpassede fordypninger 82 i hoveddelen 10, for derved å virke som kiler som låser mot torsjonskrefter som under boreoperasjonen overføres gjennom vinduet 14 til ledekilen 30.

En fagmann på området vil forstå at ved å kombinere egenskapen ved bruk av ledekilen 30 sammen med en hoveddel som har et på forhånd utformet vindu som kan være selektivt dekket av en forskyvningshylse 12, kan tid og penger spa-res for brønnoperatøren. Årsaken til dette er at hele sidesporet kan utføres med færre turer ned i borehullet. Dette er en forbedring i forhold til tidligere teknikker hvor et freseverktøy først brukes til å lage åpningen i foringsrøret. Den blir så fjer-net og erstattet av en borkrone for faktisk å bore awiksborehullet. I foreliggende oppfinnelse åpnes vinduet med et omstillingsverktøy og ledekilen 30 anbringes med et nedføringsverktøy på én tur. Deretter begynner boring av et awiksborehull med en borkrone på en andre tur. En tredje tur for bruk av freseverktøyet kan utelates.

Det er også beskrevet en ny måte for anordning av ledekilen, som tillater hensiktsmessig anordning mot rotasjon og langsgående bevegelse og hensiktsmessig orientering, samt en gjennomstrømningsegenskap.

Claims (14)

1. Anordning for frembringelse av en sidegren i et borehull som strekker seg fra et overflatested, karakterisert ved at den omfatter: et i borehullet innførbart, rørformet hus (20) som strekker seg nær det sted hvor sidegrenen skal begynne, hvilket hus videre omfatter: et deksel som er selektivt bevegelig over en åpning (14) som er utformet i det rørformede hus (20) mellom en første stilling hvor åpningen (14) er dekket og en andre stilling hvor åpningen (14) er frilagt, en i huset (20) anordnet ledekile (30) med en avsmalnende styreflate på linje med åpningen, hvoretter en sidegren kan bores gjennom åpningen (14) når dekselet (12) er selektivt plassert i den andre stilling.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at dekselet (12) kan omstilles mellom den første og andre stilling fra overflaten av borehullet, hvilken åpning (14) er tett lukket når dekselet er i dets første stilling.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at huset (20) videre omfatter: en skulder, og ledekilen (30) omfatter minst én krave (44) som kan beveges forbi skulderen i en første retning, men som bringes til anlegg mot skulderen i en motsatt, andre retning.

4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at kraven (44) er forbundet med en hylse (12), idet ledekilen (30) videre omfatter minst én inngrepspal (60) som fastholdes mot radiell utadrettet bevegelse ved hjelp av hylsen (12) inntil kraven (44) beveger hylsen (12) for frigjøring av palen (64) radielt for inngrep med huset (20).

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at den videre omfatter: et inngrepsspor på huset, og idet inngrepspalen (60) er utformet for å hindre bevegelse av ledekilen (30) i den første retning når den er utskjøvet i inngrepssporet.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at den videre omfatter: minst én låsepal (64) på ledekilen og et tilpasset låsespor (76) på huset, og idet ledekilen tvinger låsepalen inn i låsesporet når ledekilen (30) påføres kraft i den første retning etter at inngrepspalen er støttet av inngrepssporet på huset.

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at: støtte for ledekilen (30) i lengderetningen overføres fra inngrepspalen (60) til låsepalen (64) som følge av bevegelse av ledekilen i den første retning etter at inngrepspalen er i inngrepssporet.

8. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at den videre omfatter: et orienteringsspor i huset (20), minst én orienteringsknast (67) i ledekilen (30), hvorved den avsmalnende styreflate på ledekilen er orientert mot åpningen i huset når knasten (67) er fremført i orienteringssporet.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at: orienteringsknasten (67) er spent utad, og orienteringsknasten gir motstand mot vinkelrotasjon av ledekilen i huset.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den videre omfatter: en toppseksjon som er selektivt bevegelig i forhold til en bunnseksjon på ledekilen (30), hvilken toppseksjon omfatter en avsmalnende flate (78) for kamstyring av låsepalen (64) og den avsmalnende styreflate, og hvilken toppseksjon er fastkilt til bunnseksjonen for å hindre relativ rotasjon mellom disse mens det tillates relativ langsgående bevegelse for å tillate den avsmalnende flate å kamstyre låsepalene (64).

11. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at den videre omfatter: en midlertidig indekseringsmekanisme som virker på topp- og bunnseksjo-nene for midlertidig å fastholde deres relative stillinger i en første stilling hvor låsepalen (64) er tilbaketrukket og en andre stilling hvor den avsmalnende flate har kamstyret låsepalen utad inn i huset.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at indekserings-mekan ismen omfatter: en splittring (70) i et spor (68) i toppseksjonen og et øvre og nedre motstående spor i bunnseksjonen, hvorved splittringen selektivt kan ekspandere inn i det ene eller det andre av de motstående spor for selektivt å feste toppseksjonen til bunnseksjonen i to stillinger.

13. Anordning ifølge krav 1 eller 12, karakterisert ved at den videre omfatter- en strømningsbane gjennom ledekilen for å tillate produksjon gjennom denne med ledekilen på plass.

14. Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at den videre omfatter: et innvendig spor i strømningsbanen for å lette inngrep med ledekilen (30) ved hjelp av et fiske- eller gjenvinningsverktøy for fjerning til overflaten.