NO310211B1 - Forlengningsrör-opphengsanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en forlengningsrør-opphengsanordning i henhold til ingressen i krav 1.

Forlengningsrør-oppheng har lenge vært benyttet ved utvinningsoperasjoner av petroleum for strukturelt å sammenkople en nedre ende av en rørvare med stor diameter, slik som en foringsrørstreng, til en rørvare med forholdsmessig mindre diameter, slik som et forlengingsrør. I en typisk applikasjon sementeres foringsrørstrengen på plass i brønnboringen, og brønnoperatøren søker å henge opp et forlengingsrør med mindre diameter konsentrisk inne i brønnboringen fra den nedre enden av foringsrørstrengen.

Et forlengingsrør kan kjøres ned i brønnboringen fra en arbeidsstreng, og forlengingsrøret koples så strukturelt til den nedre enden av foringsrørstrengen med et forlengingsrøroppheng. I en typisk applikasjon, kan sement eller annet fluid deretter pumpes ned i hullet gjennom det strukturelt sammenknyttede forlengingsrør. Fluid kan deretter tvinges oppad i ringrommet mellom forlengingsrøret og brønnboringen. Følgelig skaper forlengingsrør-opphenget, som er strukturelt avstandsplassert i ringrommet mellom den nedre ende av foringsrøret og den øvre ende av forlengings-røret, en innsnevring, eller hindring, for denne oppadrettede strømning av sement eller annet fluid.

Mens forskjellige mekanismer har vært benyttet for å innsette et forlengingsrør-oppheng for strukturell sammenkopling med et foringsrør, har hydraulisk innsatte forlengingsrør en betydelig fordel overfor andre typer innsettingsmekanismer for oppheng. Konven-sjonelle forlengingsrør-oppheng innbefatter således et hylseformet stempel som beveger seg aksielt i forhold til forlengingsrør-opphenghuset. I en typisk applikasjon, kan fluidtrykket inne i brønnboringen og dermed inne i forlengingsrør-opphenghuset valgvis økes inntil den hydrauliske kraft levert til det hylseformede stempel avskjærer en tapp, som deretter tillater at stemplet beveger seg aksielt for å få kamflatene til å presse kilene på forlengingsrør-opphenget til bitene i inngrep med foringsrøret.

Av tidligere kjent teknikk innen området kan nevnes det som fremgår av publikasjonene GB A 2.231.603, US 4.732.212 og US 5.086.845, som alle beskriver forlengingsrør-oppheng, men som særlig skiller seg fra foreliggende oppfinnelse med hensyn til de fordypninger/forhøyninger på opphengshuset og de i forhøyningene gjennomgående stempelboringer, hvis funksjon og oppbygging vil bli beskrevet i det etterfølgende.

De som har kunnskap innenfor teknikken med å konstruere forlengingsrør-oppheng innser at i mange applikasjoner kan ringrommet mellom foringsrøret og forlengelses-røret være forholdsvis tynt. Den radielle tykkelse av forlengingsrør-opphengshuset som rommer det hylseformede stempel er følgelig begrenset. En økning i tykkelsen av forlengingsrør-opphengshuset er ønskelig for å oppnå en høy trykkytelse for forlengingsrør-opphenget, som dermed gir mulighet for at en høyere bittkraft kan påføres mellom kilene og foringsrøret uten fare for at forlengingsrør-opphenget brister. På den annen side er en minskning i den radielle tykkelse av forlengingsrør-opphengshuset ønsket for å gjøre strømningshindringen i ringrommet mellom foringsrøret og forlengingsrøret minst mulig. Følgelig har utformingen av tidligere forlengingsrør-oppheng innebåret en balansering av en akseptabel strømningsbegrensning skapt av forlengingsrøropphenget med en ønsket maksimal trykkytelse for forlengingsrør-opphenget.

Et annet problem med mange typer forlengingsrør-oppheng er at kilene ikke blir strukturelt hindret i for tidlig å bevege seg radielt utad. I de fleste applikasjoner er dette ikke et problem ettersom det ikke skapes en kraft som ville bevirke utadrettet bevegelse av kilene før fluidtrykket forsettelig ble øket for å innsette forlengingsrør-opphenget, som forklart ovenfor. I enkelte applikasjoner er det imidlertid ønskelig å rotere arbeidsstrengen og dermed forlengingsrør-opphenget mens forlengingsrøret senkes inne i en avviksbrønn. Denne rotasjon av forlengingsrøret og opphenget skaper en sentrifugalkraft som tenderer til å presse kilene radielt utad før forlengingsrør-opphenget forsettelig innsettes eller innspennes. Denne for tidligere radielle utadrettede bevegelse av kilene sløver kiletennene på grunn av den dreiemessige kontakt av kiletennene med foringsrøret. Noen få tidligere forlengingsrør-oppheng hindrer imidlertid effektivt denne for tidlige radielle utadrettede bevegelse av opphengkilene.

Ulempene med den tidligere kjente teknikk blir overvunnet med den foreliggende oppfinnelse, og forbedrede teknikker vises i det etterfølgende, for å danne et hydraulisk innsatt forlengingsrør-oppheng, og for strukturelt å sammenkople et forlengingsrør-oppheng med et foringsrør. I samsvar med den foreliggende oppfinnelse kan forlengingsrør-opphenget oppnå en høy trykkytelse mens det fortsatt gjør strømnings-begrensningen skapt av forlengingsrør-opphenget minst mulig.

En utførelse av en forlengingsrør-opphengsenhet innbefatter et enhetlig hus som har øvre gjenger for sammenkopling med en kopling i den nedre ende av en arbeidsstreng, og nedre gjenger for sammenkopling med et forlengingsrør. Huset har med fordel en boring med hovedsakelig jevn diameter for kommunikasjon med boringen i forlengingsrøret, slik at opphengshuset ikke begrenser betydelig strømningen av fluider (eller verktøy) inn i boringen i forlengingsrøret.

Et antall kiler, eller holdekiler, er omkretsmessig plassert jevnt omkring opphengshuset. I det omkretsmessige rom mellom tilstøtende holdekiler er den ytre overflate av opphengshuset forsenket, som dermed skaper et antall strømningsbaner utvendig av det innsatte forlengingsrør-opphengshus mellom de omkretsmessig avstandsplasserte holdekiler. Holdekilene beveges utad til inngrep med foringsrøret av et antall holdekile-aktuatorer, som kan omfatte et antall stempler vært rommet inne i opphengshuset på et sted aksielt i avstand fra holdekilene og omkretsmessig i avstand mellom hus-forsenkningene. Et radielt tykt parti av opphengshuset innbefatter et par sylindriske boringer som hver er vinklet i forhold til opphengshusets senterakse. Et tilsvarende par stempler er hvert tettende bevegelig inne i en sylindrisk boring inne i huset som svar på et fluidtrykk innvendig av opphengshuset. Den øvre ende av hvert stempel kontakter en skjærhylse når fluidtrykk økes. Aksiell bevegelse av skjærhylsen presser hvert av det antall holdekiler radielt utad til bitende inngrep med foringsrøret. Inntil skjærhylsen beveger seg aksielt som svar på bevegelsen av de mange stempler, hindres holdekilene i å bevege seg radielt utad ved den strukturelle sammenkopling av ører på siden av hver holdekile og veggene av en tilsvarende spalt i opphengshuset.

Det er formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret hydraulisk forlengingsrør-opphengsenhet som har både en høy fluidtrykkytelse og en lav fluidstrømningsbegrens-ning.

Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en hydraulisk forlengingsrør-opphengsanordning som utnytter et antall fluidtrykkreagerende stempler som hvert er rommet inne i opphengshuset for aksielt å bevege en hylse og dermed bevirke utadrettet bevegelse av hver av et antall holdekiler. Hver av de fluidtrykkreagerende stempler er anordnet i en respektiv sylindriks boring som har en hovedsakelig jevn diameter inne i opphengshuset for å gjøre produksjonskostnaden for enheten minst mulig.

Det er et trekk ved oppfinnelsen at opphengshuset har et antall omkretsmessig avstandsplasserte forsenkning som er plassert i avstand mellom respektive omnkretsmessig avstandsplasserte holdekiler for å gjøre strømningsbegrensningen skapt av den innsatte opphengsanordning minst mulig.

Et annet trekk ved oppfinnelsen er at hver av de mange sylindriske boringer inne i opphengshuset for å motta et respektivt stempel kan vinkles i forhold til senteraksen gjennom opphengshuset for å øke fluidtrykkytelsen for opphengsanordningen.

Nok et trekk ved den foreliggende oppfinnelse er at føringselementer er anordnet på opphengshuset for å samvirke med hver av de mange holdekiler for å hindre kilene i å bevege seg for tidlig radielt utad.

En betydelig fordel med anordningen i samsvar med oppfinnelsen er at trykkytelsen for forlengingsrør-opphengsanordningen kan økes betydelig uten å øke kostnaden for anordningen noe særlig, uten å øke fluidstrømningsbegrensningen skapt av anordningen og uten å ufordelaktig påvirke påliteligheten til opphengets innsettingsoperasjon.

Den foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved de i karakteristikken til krav 1 angitte trekk. Fordelaktige utførelsesformer fremgår av de uselvstendige kravene.

Ovenfor nevnte og ytterligere formål, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse, der referanse gis til figurene i de vedlagte tegninger. Figur 1 viser et riss i halvt snitt av en utførelse av en forlengingsrør-opphengsanordning i samsvar med den foreliggende oppfinnelse.

Figur 2 viser et tverrsnittsriss tatt langs linjen 2-2 i figur 1.

Figur 3 viser et tverrsnittsriss tatt langs linjen 3-3 i figur 1.

Figur 4 viser et tverrsnittsriss som viser de bevegelige føringsflater på forlengingsrør-opphengshuset for å hindre en holdekile i å bevege seg for tidlig radielt utad. Figur 5 viser et snittriss av et parti av forlengingsrør-opphengsanordninger vist i figur 1, med stemplet og holdekilen illustrert i deres innsatte posisjon. Figur 1 viser et riss i halvt snitt av en egnet forlengingsrør-opphengsanordning 10 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Forlengingsrør-opphengsanordningen kan benyttes til strukturelt å sammenkople første og andre brønnrørvarer av forskjellige diametere i en brønnboring, og nærmere bestemt for strukturelt å avhenge en andre brønnrørvare fra den nedre ende av et første rør med større diameter. Forlengingsrør-opphengsanordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse har forskjellige applikasjoner, og en egnet applikasjon er beskrevet her. Forlengingsrør-opphengsanordningen kan kjøres ned i en brønnboring som har et foringsrør (en første rørvare) allerede sementert på plass. Anordningen 10 kan opphenges fra en rørformet arbeidsstreng, med et forlengingsrør (en andre rørvare) koplet til anordningen 10. Når forlengingsrør-opphengsanordningen er blitt posisjonert i brønnboringen som forklart i det etterfølgende, kan opphengsanordningen 10 strukturelt festes til foringsrøret, slik at forlengingsrøret med mindre diameter vil strukturelt opphenges i brønnboringen fra opphengsanordningen, som i sin tur er festet til den nedre ende av foringsrøret. Fagmannen vil forstå at det opphengte forlengingsrør kan deretter strukturelt festes inne i brønnboringen ved å sementere forlengingsrøret på plass, i hvilket tilfelle opphengsanordningen 10 tjener formålet av å avhenge forlengingsrøret inne i brønnboringen før sementering av forlengingsrøret.

Forlengingsrør-opphengsanordningen 10 innbefatter et enhetlig hus 12 som har tildannede øvre gjenger 14 for strukturell sammenkopling med en egnet kopling (ikke vist), hvilken kopling kan henges opp i enden av arbeidsstrengen (ikke vist). Den nedre ende av huset 12 har lignende gjenger 16 for strukturelt å sammenkople huset 12 med et forlengingsrør (ikke vist), eller et annet rørformet element. Fagmannen vil forstå at gjenger slik som 14 og 16 blir vanlig benyttet for å sammenkople forlengingsrør-oppheng med arbeidsstrengene eller med rørvarer opphengt fra opphengsanordningen. Enhver type kopling kan imidlertid benyttes, for å sammenkople huset 12 med enten arbeidsstrengen eller forlengingsrøret. Huset 12 innbefatter en sentral gjennomgående boring med forholdsvis stor diameter og dannet av den innvendige flate 18 i huset med jevn diameter, som gir hovedsakelig full boringskommunikasjon mellom brønnboringen over opphengsanordningen og innsiden av forlengingsrøret opphengt i opphengsanordningen.

Forlengingsrør-opphengsanordningen 10 som vist i figur 1 er av typen som innbefatter tre omkretsmessig avstandsbeliggende holdekilder jevnt plassert omkring husets 12 omkrets. En av holdekilene 20 er billedlig vist i figur 1. Fagmannen vil forstå at tre slike holdekiler kan anordnes, hver omkretsmessig i 120° avstand omkring huset 12. Hver av holdekilene innbefatter rader med tenner 21 som er forsynt for bitende inngrep med den innvendige overflate av foringsrøret. Aktivisering av anordningen 10 til den innsatte posisjon, som forklart i det etterfølgende, bevirker at hver av holdekilene beveger seg^ radielt utad i forhold til huset 12, slik at holdekilene gripende kontakter foringsrøret og dermed fikserer posisjonen til anordningen 10 inne i brønnboringen, og dermed fester forlengingsrøret opphengt i anordningen 10 i brønnboringen.

Figur 2 viser et betydningsfullt trekk ved den foreliggende oppfinnelse som fører til at opphengsanordningens hus 12 har en forholdsvis høy trykkytelse og en forholdsvis lav strømningsbegrensning for fluid som passer i ringrommet mellom foringsrøret og forlengingsrøret. Partier av det enhetlige hus 12 i nærheten av de mange holdekiler 20

har en ytre overflate 90 dannet av sirkelbuer som har sitt senter langs senteraksen 34 for enheten. En lomme, som vist i figur 2, er dannet inne i hver av disse buer for opptak av en respektiv holdekile, som omtalt senere. Den ytre flate av huset er vesentlig forsenket i den omkretsmessige avstand mellom disse holdekiler, som dermed skaper forsenkede ytre flater 22, 24 og 26. Hver av disse forsenkede ytre flater er også en bueformet flate som har et senter langs senteraksen 34. Hver av de forsenkede ytre flater 22, 24 og 26 gir et vesentlig strømningsareal for fluider mellom den utvendige flate av huset 12 og den innvendige flate av foringsrøret. Følgelig reduserer de forsenkede flater 22, 24 og 26 betraktelig fluidstrømningsbegrensningen gjennom enheten 10 sammenlignet med tidligere kjente forlengingsrør-opphengsanordninger med en ytre overflate med jevn diameter.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er den radielle tykkelse av huset 12 (den radielle avstand mellom flatene 18 og 22) innad av hver forsenkning betydelig mindre enn den radielle tykkelse av huset 12 (den radielle avstand mellom flatene 18 og 90) som rommer hver av holdekilene. For å gi rom for fluidstrømningsbanen med ønsket tverrsnitt forbi anordningen 10, kan den radielle tykkelse av huset nær hver fluidstrømningsfordypning være mindre enn 70%, og med fordel mindre enn om lag 55%, av tykkelsen av opphengshuset nær hver respektive holdekile. Tykkelsen av forsenkningen må kontrolleres for å gi den ønskede integritet for huset til å motstå høye indre fluidtrykk og hindre sprengning av opphengshuset. I mange applikasjoner, vil det forholdsvis tynne ringrom mellom foringsrøret og opphengshuset ikke tillate at tykkelsen av opphengshuset nær hver forsenkning er mindre enn 40% av hele tykkelsen av huset som omgir en respektiv holdekile.

Det vises fortsatt til figur 2 hvor en lomme som har en hovedsakelig firkantet form med skrå sider er anordnet i det parti av huset 12 med fullstendig diameter for opptak av en respektiv hodekile 20. Følgelig er tre slike lommer 28, 30 og 32 vist i figur 2 for opptak av tre respektive holdekiler 20. Hver lomme har en skrå sidevegg 92 og 94, og en lommebunnjilate 96. De avskrådde sidevegger 92 og 94 er også avbildet i figur 1. Fagmannen vil forstå at de skråstilte flater 92 og 94 virker som kamflater for å tvinge holdekilene radielt utad etter hvert som holdekilene beveger seg aksielt langs disse flater. Slik kammende virkning er konvensjonell for det tidligere kjente brønnutstyr med holdekiler, og blir følgelig ikke omtalt i detalj nedenfor. Lommens bunnflate 96 er tilstrekkelig dyp slik at, før aktivisering av forlengingsrør-opphengsanordningen, forløper tennene 21 på hver holdekile 20, som vist i figur 1, ikke radielt utad fra flaten 90.

Det vises igjen til figur 1, der hvert av de omkretsmessig avstandsbeliggende stempler 36 holdes inne i huset 12. Hvert stempel 36 ligger med fordel aksielt innad fra kilene 20, og er plassert inne i det parti av huset 12 med fullstendig diameter ved en omkretsposisjon hovedsakelig i flukt med en av holdekilene 20. For den avbildede utførelse er to slike stempler 36 anordnet for hver av de tre kiler. Figur 3 viser følgelig seks stempelboringer 38, 40, 42, 44, 46 og 48 inne i huset 12. Hvert hull er anordnet for mottak av et respektivt stempel 36. Som vist i figurene 1 og 3 har den avbildede holdekile 20 en kilesenterlinje 100, og to stempelboringer 46 og 48 ligger i avstand på motsatte sider av senterlinjen 100, men er hver fortsatt i hovedsak fluktende omkretsmessig med holdekilen 20 og er plassert inne i det parti av huset 12 med full diameter.

Hvert fluiddrevet stempel 36 innbefatter et parti 37 med en sirkulær tverrsnittsform, og bærer en tetningsanordning 64 på seg. Anordningen 64 kan bestå av enhver egnet tetning for dynamisk tettende inngrep med en sylindrisk tetningsflate i hver stempelboring. En egnet tetningsanordning innbefatter en eller flere elastomere O-ringer og støtteringer. Stemplet 36 blir drevet ved å sørge for fluidkommunikasjon mellom den indre strømningsbane 35 inne i huset 12 og hver stempelboring, slik at fluidtrykk virker på fluidtrykkflaten 64 i hvert stempel 36. Den motsatte endeflate 68 på stemplet overfører kraft til hylsen 50. Den ytre overflate av stemplet mellom tetningen 64 og flaten 67 innbefatter med fordel en skruelinjeformet gjenge eller annen diskontinuerlig (ikke-sylindrisk) flate for å hindre fluid nær stemplet og nedstrøms fra tetningen i å bli innfanget inne i huset 12. Følgelig utgår fluidtrykket utvendig av anordningen 10 på en side av tetningsenheten 64, mens fluidtrykket inne i anordningen 10 virker på den motsatte side av tetningen 64.

Figur 1 viser hylsen 50 som er aksielt bevegelig i forhold til huset 12 og er vist i sin uinnsatte stilling. Figur 5 viser den samme hylse 50 forflyttet aksielt til sin innsatte posisjon. Den nedre ende 72 av hylsen 50 innbefatter en stempelkontaktende flate 70.

Oppadbevegelse av hylsen 50 i forhold til huset 12 er begrenset av stoppflaten 78 forsynt med huset 12. Når hylsen 50 beveger seg oppad, kan fluid mellom hylsen 50 og stoppflaten 78 fritt bevege seg til ringrommet mellom legemet 12 og foringsrøret, eller kan strømme inn i de forsenkede kanaler 80 forsynt inne i huset 12. Figur 5 viser følgelig hylsen 50 i sin innsatte posisjon, med hylsen 50 i inngrep med stoppflaten 78. For at hylsen 50 skal bevege seg aksielt i forhold til huset 12, må kraften gitt av de mange stemplene 36 først avskjære tappen 74 som sammenknytter hylsen 50 og huset 12, som dermed hindrer aksiell bevegelse av hylsen 50 inntil trykket på innsiden av enheten 10 er blitt øket til et forhåndsvalgt nivå.

Hylsen 50 er strukturelt sammenknyttet med et antall langstrakte stropper 84 ved festeelementer 76. Stropper, eller stag, 84 sammenknytter i sin tur strukturelt hylsen 50 og en respektiv en av de mange holdekiler 20. En stor T-hodeforbindelse 88 er anordnet mellom den nedre ende av hvert stag og hver av de respektivt holdekiler, som derved tillater at hver holdekile svinger noe i forhold til staget og beveger seg radielt utad til inngrep med foringsrøret. Hver av stroppene, eller stagene 84 glir således inne i et respektivt spor 98 tildannet i den ytre flate av huset 12.

Som vist i figur 1, har hver av stempelboringene en hovedsakelig sylindrisk - tetningsflate som, sammenlignet med andre boringsformer, reduserer betydelig kostnaden ved tildanning av hver stempelboring i huset 12. Hver stempelboring er med fordel tildannet omkring en stempelboringsakse 85 som, som vist i figur 1, er vinklet noe i forhold til senterlinjen 34 gjennom huset 12. Den svake helning av stempelbo-ringsaksen 85 letter tildanningen av boringen inne i huset ved en vanlig boreoperasjon. Det er også antatt at ved å vinkle aksen 85 i forhold til aksen 34 forøkes den strukturelle integritet for huset 12 sammenlignet med en konstruksjon der stempelboringens akse er parallell med husets akse 34. En fluidpassasje 86 er anordnet for å gi fluidkommunikasjon mellom innsiden av huset 12 og flaten 64 på hvert stempel, og denne fluidpassasje dannes med fordel langs en skråakse 87 som, lik aksen 85, kan tildannes i huset 12 ved en konvenjsonell maskineringsoperasjon.

Figur 4 viser et parti av anordningen 10 omtalt ovenfor, og viser nærmere bestemt en egnet føringsmekanisme for å hindre holdekilen 20 i å bevege seg radielt utad inntil skjærtappen 74 er blitt avkappet. Hver av holdekilene 20 kan forsynes med et par utstikkende ører 52 og 54 som hver passer i en tilsvarende spalt i huset 12. Spalten for øret 52 er dannet av sidevegger 56 og 58 i huset 12, mens den tilsvarende spalt for øret 54 er dannet av sidevegger 60 og 62 i huset 12. Disse spalter inne i huset forløper langs hovedsakelig den aksielle lengde av kamflatene 92 og 94 på det hus som tvinger holdekilene radielt utad. Nærmere bestemt hindrer føringsflatene 56 og 62 på huset at hver holdekile beveger seg radielt utad for tidlig. Helningen av spaltene inne i huset gjør at holdekilene beveger seg utad når kilene beveger seg aksielt i hylsen 50 mot stoppflaten 78. En lignende teknikk er blitt benyttet i utvalgte tidligere kjente opphengsanordninger for å hindre utilsiktet radiell utadrettet bevegelse av opphengskilene.

Betjeningen av verktøyet kan kort beskrives som følger. Det skal antas at et foringsrør allerede er sementert i en brønnboring, og at operatøren ønsker å henge opp et forlengingsrør fra brønnboringen og deretter sementere forlengingsrøret på plass. Forlengingsrøret kan henges opp i den nedre ende av anordningen 10 som vist i figur 1, og den øvre ende av anordningen 10 kan koples til en arbeidsstreng for å senke anordningen 10 ned på plass. Mens anordningen sendes på plass, kan det være ønskelig å dreie arbeidsstrengen og dermed enheten 10 og forlengingsrøret. Denne dreining er spesielt ønskelig når man forsøker å tvinge forlengingsrøret inn i en svært avvikende eller et horisontalt borehull. Etter som arbeidsstrengen dreies skapes en sentrifugalkraft som tenderer til å presse hver av holdekilene radielt utad til inngrep med foringsrøret. Denne radielle bevegelse forhindres imidlertid av føringsflatene som sammenknytter hver holdekile med huset 12, som vist i figur 4. For å redusere slittasje på den ytre flate 90 av huset 12, kan et antall omkretsmessig avstandsplasserte og aksielt avstandsplasserte karbidinnsatsknotter 102 presses inn i sylinderiske fordypninger i huset 12. Kun to slike knotter 102 er vist i figur 1, skjønt ytterligere knotter med fordel ville være anordnet både over og under hver av holdekilene. Ved å minske slittasjen på den ytre flaten 90 av huset 12, hindres tennene 21 på holdekilene i å bli slitt under denne rotasjon.

Når anordningen 10 er korrekt plassert i brønnboringen på dens ønskede sted i forhold til foringsrøret, kan trykket inne i brønnboringen, og dermed inne i huset 12, økes som dermed øker den oppadrettede kraft som overføres til hylsen 50 av de mange stempler 3a. Når dette indre trykk har nådd en forutbestemt verdi, vil skjærtappen 74 bli avkappet, som dermed tillater at hylsen 50 beveger seg radielt oppad mot stoppflaten 78. For å oppnå et pålitelig inngrep av enheten 10 og foringsrøret, kan innvendig fluidtrykk deretter betydelig økes ettersom, som tidligere bemerket, det enhetlige legemet 12 er utformet til pålitelig å motstå høye fluidtrykk. Når hylsen 50 beveger seg oppad, presses hver av kilene 20 ytterligere radielt utad til bitende inngrep med foringsrøret, som vist i figur 5. Mens dette høye fluidtrykk opprettholdes i enheten 10, kan en sementvelling pumpes ned borehullet og gjennom huset 12 og forlengingsrøret, slik at sementvellingen utgår i bunnen av forlengingsrøret og presses så tilbake oppad i ringrommet mellom forlengingsrøret og brønnboringen. Under denne sementpumpings-operasjon kan fluid som var i ringrommet mellom forlengingsrøret og brønnboringen lett strømme forbi den innsatte opphengsanordning ved føring gjennom et forsenket område 22, 24 og 26 tildannet på huset 12 mellom de omkretsmessig avstandsplasserte holdekiler. Når sementvellingen er blitt presset oppad gjennom ringrommet mellom foringsrøret og forlengingsrøret og forbi enheten 10, kan sementpumpeoperasjonen avsluttes og sementen gitt mulighet for å herde, som dermed fikserer posisjonen til forlengingsrøret i forhold til foringsrøret permanent. Når holdekiler 20 er blitt innsatt som beskrevet her, kan trykket inne i opphengshuset 12 reduseres (selv om forlengings-røret ikke sementeres på plass) og de innsatte holdekiler vil fortsatt pålitelig opphenge den andre rørvare, for eksempel forlengingsrøret inne i brønnboringen. Holdekilenes kamflater, den statiske friksjon mellom de bevegelige komponenter i opphengssanordningen, og den aksielle last på den innsatte opphengsanordning er således vanligvis tilstrekkelig til å opprettholde opphenget pålitelig innspent i brønnboringen selv om stemplene 36 deretter ikke er i presset inngrep med hylsen.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen innbefatter således å danne et opphengshus som har en senterakse, en gjennomgående boring for kommunikasjon med brønnrørvaren opphengt i opphengshuset, og et antall omkretsmessig avstandsplasserte, forsenkede ytre flater på opphengshuset som tjener som fluidstrømningsbane på utsiden av opphengshuset for fluidstrømning mellom opphengshuset og foringsrøret. Et antall holdekiler er omkretsmessig plassert på opphengshuset, og et antall stempler er rommet inne i opphengshuset hver på et omkretsmessig sted hovedsakelig i flukt med et av de mange holdekiler og plassert i avstand mellom et par fordypninger. En hylse er strukturelt sammenkoplet med opphengslegemet av et skjærelement, og dette skjærelement blir deretter avskåret ved et forhåndsvalgt fluidtrykknivå for å gi mulighet for aksiell bevegelse av hylsen i forhold til opphengshuset. Et antall stempelboringer er skråstilt inne i opphengshuset i forhold til dets senterakse, og hvert av et antall stempler er plassert inne i en respektiv en av de skrå stempelboringer i boringsinngrep med hylsen når skjærtappen er blitt avkappet. Som forklart ovenfor, er den radielle posisjon av de mange forsenkede ytre flater på det indre hus kontrollert slik at den radielle tykkelse av opphengshuset nær hver forsenket ytre flate er mindre enn om lag 70% av tykkelsen av en del av opphengshuset omkretsmessig nær inntil en respektiv holdekile. Forskjellige modifikasjoner kan foretas på forlengingsrør-opphengsanordningen som beskrevet ovenfor og fremgangsmåten ved innsetting av forlengingsrør-opphenget. Ethvert antall omkretssmessig avstandsplasserte stempler kan anordnes for aksiellt å bevege hylsen, skjønt med fordel er en eller flere stempler omkretsmessig plassert hovedsakelig i flukt med hver av de mange kiler. Mens hver av de mange stempelboringer inne i selve anordningen teoretisk kunne ha enhver tverrsnittsform, er den sirkulære tverrsnittsform svært foretrukket for å redusere maskineringskostnader. Fagmannen ville forstå av det som er vist ovenfor at to eller flere, og fortrinnsvis tre eller flere, omkretsmessig avstandsplasserte holdekiler er anordnet på opphengshuset, og at ethvert ønsket antall stempler kan aksielt avstandsplasseres inne i opphengshuset fra hver av holdekilene. Følgelig kan den ønskede kraft for å bevirke utad bevegelse av holdekilene være en funksjon av holdekilens kamvinkel, det valgte antall og tverrsnitts-messige tetningsareal av stemplene og fluidtrykket generelt inne i opphengshuset. Et fluidisolasjonselement, slik som et annet stempel, kunne også bli brukt for å adskille trykkflaten på hvert stempel 36 og brønnfluidene, slik at fra trykksiden ville tetningene 64 utsettes for et rent hydraulisk fluid isteden for et brønnfluid. Uansett, ville slike isoleringsanordninger fortsatt føre til at stemplet 36 funksjonelt står i fluidkommunikasjon med det indre av opphengshuset.

Dersom det er kjent at forlengningsrør-opphengsanordningen vil bli brukt i en applikasjon der forlengingsrøret ikke behøver å bli dreid til korrekt posisjonering av forlengingsrøret i forhold til foringsrøret, behøver føringsflatene på opphengshuset som hidrer for tidlig radiell bevegelse av hver kile i forhold til huset ikke bli brukt. Forskjellige mekanismer kan anordnes for strukturelt å sammenkople den aksielt bevegelige hylse og hver av de mange kiler. Likeledes kan forskjellige mekanismer benyttes for å oppnå radiell utadrettet bevegelse av hver av de flere holdekiler for bitende inngrep med foringsrøret som svar på aksiell bevegelse av en hylse eller lignende element støttet på foringsrørhuset. Fagmannen ville forstå at, mens oppfinnelsen er blitt beskrevet i betydning av innsetting av en forlengingsrør-opphengsanordning i foringsrør for å henge opp et forlengingsrør i foringsrøret, kan den samme opphengsanordning benyttes for strukturelt å sammenkople anordningen med forskjellige brønnrørelementer forskjellig fra et foringsrør. Likeledes kan forskjellige rørelementer forskjellig fra forlengingsrør henges opp i forlengingsrør-opphengsanordningen.

Claims (12)

1. Forlengningsrør-opphengsanordning (10) for opphenging i en brønnboring fra en arbeidsrørstreng for strukturelt å sammenkople et første brønnrør i brønnboringen og et andre brønnrør plassert inne i brønnboringen konsentrisk i forhold til det første brønnrør, omfattende et opphengshus (12) med en øvre kopling for sammenkopling med arbeidsrørstrengen og en nedre kopling for sammenkopling med det andre brønnrør, der opphengshuset (12) har en senterakse og en gjennomgående boring for fluidkommunikasjon mellom brønnboringen over opphengshuset og det andre brønnrør, karakterisert ved at: En ytre flate av opphengshuset danner et flertall omkretsmessig avstandsplasserte fordypninger (22, 24, 26) for fluidstrømning mellom opphengshuset (12) og det første brønnrør, og opphengshuset (12) har videre et flertall langsgående stempelboringer (38, 40, 42, 44, 46) gjennom forhøyninger i den ytre flaten av opphengshuset som hver er omkretsmessig avstandsplassert omkring opphengshuset (12); et flertall holdekiler (20) omkretsmessig avstandsplassert omkring opphengshuset (12) i langsgående utsparinger i nevnte forhøyninger, der hver av holdekilene (20) har en ytre flate for gripende inngrep med en indre overflate av det første brønnrør; et antall stempler (36) som hvert er rommet i en respektiv en av flertallet stempelboringer (38, 40, 42, 44, 46) og bevegelig i forhold til opphengshuset (12), der hvert av de flere stempler (36) har en fluidtrykkflate (64) i fluidkommunikasjon med den gjennomgående boring i opphengshuset (12); og en hylse (50) aksielt bevegelig i forhold til opphengshuset (12) som reaksjon på bevegelse av minst et av de flere stempler (36), der hylsen er sammenkoplet med hver av de flere holdekiler (20) for å bevirke radielt utad rettet bevegelse av hver av de flere holdekiler (20) som reaksjon på aksiell bevegelse av hylsen (50) for å sette forlengningsrør-opphenganordningen (10) i det første brønnrør.

2. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert av de flere stempelboringer (38, 40, 42, 44, 46) i opphengshuset (12) har en hovedsakelig sylindrisk tetningsflate; og hvert av de flere stempler (36) har en hovedsakelig sirkulær tverrsnittsutforming for tettende inngrep med den hovedsakelig sylindriske tetningsflate av en respektiv stempelboring (38, 40, 42, 44, 46).

3. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert av de flere stempler (36) har en kraftoverføring som hver er motsatt av fluidtrykkflaten for kontakt med en stempelkontaktende flate av hylsen (50).

4. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 3, karakterisert ved at hvert av de flere stempler (36) videre innbefatter: en stempeltetning (64) båret av stemplet for tettende inngrep med den hovedsakelig sylindriske tetningsflate av en respektiv stempelboring (36, 38, 40, 42, 44, 46); og en diskontinuerlig ytre flate på stemplet motsatt fluidtrykkflaten i forhold til tetningen (64) for å opprettholde fluidkommunikasjon mellom stempeltetningen (64) og et ringrom mellom opphengshuset (12) og det første brønnrøret.

5. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter et flertall karbidknotter (102) montert på opphengshuset (12) og som forløper radielt utad fra en ytre flate (98) av opphengshuset (12) for å hindre slittasje på opphengshuset (12), der opphengshuset (12) innbefatter en stoppflate (78) for å begrense aksialbevegelse av hylsen (50) i forhold til opphengshuset (12); og en skjærtapp (74) som sammenknytter hylsen (50) og opphengshuset (12) for avskjæring for å tillate aksiell bevegelse av hylsen (50) i forhold til opphengshuset (12) som reaksjon på et valgt fluidtrykk inne i opphengshuset (12).

6. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hvert av de flere stempelboringer (38, 40, 42, 44, 46) har en stempelboringsakse (85) skråstilt i forhold til opphengshusets senterakse (34).

7. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 6, karakterisert ved at opphengshuset (12) innbefatter et flertall fluidpassasjer (86) for å opprettholde fluidkommunikasjon mellom den gjennomgående boring inne i opphengshuset (12) og en av stempelboringene (38, 40, 42, 44, 46), der hver fluidpassasje (86) har en passasjeak.se (87) skråstilt i forhold til husets senterakse (34).

8. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av de flere stempler (36) er omkretsmessig innrettet i forhold til en respektive av de flere holdekiler (20) som ligger omkretsmessig i avstand mellom et par forsenkninger.

9. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at holdekildene (20) hver har utvendige tenner (21) for bitende inngrep med det første brønnrøret; og et flertall av sammenknyttende elementer for strukturelt å sammenknytte hylsen (50) og en av de flere holdekiler (20).

10. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter et svingelement for svingbart å forbinde et av de mange sammenkoplende elementer med en av de mange holdekiler (20) for å tillate svingebevegelse av en respektiv holdekile (20) i forhold til det korresponderende sammenkoplende element.

11. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at opphengshuset (12) videre innbefatter føringsflater for å hindre utilsiktet radiell bevegelse av hver av de flere holdekilder (20) i forhold til opphengshuset (12).

12. Forlengningsrør-opphengsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at hver av de flere fordypninger (22, 24, 26) i opphengshuset (12) har en radiell dybde på minst 40% av tykkelsen av et parti av opphengshuset (12) omkretsmessig nær inntil en respektiv holdekile (12).