NO310433B1 - Innstillbar stabilisator for avviksboring - Google Patents
Innstillbar stabilisator for avviksboring Download PDFInfo
- Publication number
- NO310433B1 NO310433B1 NO19975264A NO975264A NO310433B1 NO 310433 B1 NO310433 B1 NO 310433B1 NO 19975264 A NO19975264 A NO 19975264A NO 975264 A NO975264 A NO 975264A NO 310433 B1 NO310433 B1 NO 310433B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- stabilization
- stabilizer
- stabilizing
- blade
- drill string
- Prior art date
Links
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 title claims description 117
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title description 18
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 43
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 40
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 40
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 208000031872 Body Remains Diseases 0.000 claims 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 1
- 230000009118 appropriate response Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
-
- 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
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
- E21B17/1014—Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well
-
- 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
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
- E21B44/005—Below-ground automatic control systems
-
- 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
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/062—Deflecting the direction of boreholes the tool shaft rotating inside a non-rotating guide travelling with the shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Steroid Compounds (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en enhet for styring av en roterende borestreng i et borehull, i henhold til ingressen i de selvstendige krav 1, 2 og 3.
De tidligste fremstøt for å bore avvikende etter petroleum-hydrokarboner benyttet mekaniske ledekiler, som ble brukt for å avbøye en roterende borestreng fra vertikalen i en tidligere vertikal brønnboring. Hovedulempen med å bruke ledekiler er at retningsstyring på kronen og borestrengen går tapt når borestrengen blir bøyd bort eller avledet av ledekilen. I tillegg er ledekile-operasjoner tidkrevende, og derfor kostbare.
En annen metode ved retningsboring benytter bruken av et bøyd eller bøybart rørstykke i forbindelse med en brønnmotor eller turbin. Det bøyde rørstykket har en bøy utformet i dette for å posisjonere borkronen noen få grader fra den vertikale akse gjennom resten av borestrengen. En brønnmotor er koplet mellom det bøyde rørstykket og borkronen eller er innarbeidet i selve det bøyde rørstykket. Borestrengen og brønnmotoren kan roteres for å få kronen til å smuldre opp formasjonen og bore rett frem ved samme vinkel og assimut for det eksisterende borehull. Når det er ønsket å endre boreretningen stoppes rotasjonen av borestrengen og kronen blir rotert med boremotoren. Denne operasjonsmåte er kjent som "glide"-måten, fordi borestrengen glir istedenfor å rotere i forhold til borehullets sidevegg. I den avvikende del av borehullet erfarer borestrengen tilstrekkelig friksjonskontakt med sideveggen i borehullet for å gjøre det vanskelig å påsette tilstrekkelig vekt mot kronen, som fører til reduserte inntrengningsgrader sammenlignet med rotasjonsboring. Eksempler på bøyd rørstykke eller motor-retningsawikende systemer og fremgangsmåter er vist i US-patent nr. 5311953 i navn Walker; 5139094 i navn Prevedel et al; og 5050692 i navn Beimgraben.
I et annet avviksboringssystem og fremgangsmåte, er et par stabilisatorer anordnet i borestrengen og bragt i avstand over borkronen. Forskjellen i diameteren mellom den øvre stabilisator og stabilisatoren nær borkronen, om den er innstillbar eller fast, og avstanden mellom stabilisatorene, gir sidekrefter som hjelper til å bøye borkronen fra borehullets vertikalakse. Slike stabilisatorarrangementer blir brukt både ved rotasjonsboring og nedihulls motorarrangementer. Dersom stabilisatorene er innstillbare og benyttet ved overflate-rotasjonsboring, må hvert stabilisatorblad rage fra stabilisatorhuset den samme avstand for å opprettholde symmetri og unngå eksentrisitet og tilhørende røff kjøring. Om boring blir utført med en boremotor, blir ingen slik begrensning påsatt den øvre stabilisator, over boremotoren, fordi den ikke blir rotert. Eksempler på stabilisatorarrangementer er funnet i US-patent nr. 5332048 i navn Underwood et al; 5293945 i navn Rosenhauch et al; 5181576 i navn Askew et al; og 4754821 i navn Swietlik.
En variant på den innstillbare stabilisatorløsning er å anordne stabiliseirngslegemer som har faste stabiliseirngsblader, men har stempler som virker mellom borestrengen eller stabilisatorrørstykket og de faste stabiliseringslegemer for å fremkalle eksentrisiteter mellom de øvre og nedre stabilisatorer og resultere i siderettede avbøyningskrefter. Disse arrangementer krever flere stempelaktiviseringer pr.omdreining av borestrengen og oppviser dermed mekaniske og pålitelighetsmessige ulemper. Eksempler på slike arrangementer kan finnes i US-patent nr. 5038872 i navn Shirley og 3593810 i navn Fields.
Et behov foreligger dermed for en avviksboreenhet eller system for bruk med en effektiv, roterende borestreng som tillater at boreren kan styre nøyaktig kronens bane under boreoperasjon.
Det er et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret enhet for å styre en roterende borestreng i et borehull.
Dette og andre formål med den foreliggende oppfinnelse gjennomføres ved å tilveiebringe en stabilisatorrørstuss for feste i en borestreng proksimalt til en borkrone. Et stabiliseirngslegeme er roterbart båret av stabilisatorrørstykket, der stabilisatorlegemene forblir stort sett stasjonære i forhold til borehullet når borestrengen roterer. Minst et stabilisatorblad blir båret av stabilisatorlegemet, og stabilisatorbladet er radielt utførbart fra stabilisatorlegemet og til inngrep med borehullets sidevegg.
I samsvar med den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er minst tre stabilisatorblader avstandsplassert på omkretsen av stabilisatorlegemet. Hvert stabilisatorblad er valgvis forlengbart og inntrekkbart uavhengig av det andre.
I samsvar med den foretrukne utførelse av oppfinnelsen blir hvert stabilisatorblad båret i en langsgående slisse i stabilisatorlegemet, der slissen har en skrånende bunn slik at relativ lengdebevegelse mellom stabilisatorbladet og stabilisatorlegemet bevirker forlengelse eller tilbaketrekking av stabilisatorbladet. En motor er koplet mellom hvert stabilisatorblad og stabilisatorlegemet for å besørge relativ lengdeveis bevegelse mellom dem.
I samsvar med den foretrukne utførelse av oppfinnelsen innbefatter stabilisatorrørstykket en fast stabilisator i en ende motsatt av borkronen. En ledeskrue kopler motoren til stabilisatorbladet, der rotasjon av ledeskruen med motoren besørger relativ lengdeveis bevegelse.
Foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved de i karakteristikken til de selvstendige krav 1, 2 og 3 angitte trekk. Fordelaktige utførelsesformer fremgår av de uselvstendige kravene. Fig. 1 viser et lengderiss av et borehull som viser styreenheten ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et oppriss av stabiliseirngsdelen av den forbedrede styreenhet ifølge fig. 1.
Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom stabiliseringsdelen ifølge fig. 2.
Fig. 4A-4D viser tverrsnittsriss av borehullet og styreenheten, tatt langs snittlinjene 4-4 ifølge fig. 1. Fig. 5 viser et flytskjema som avbilder betjeningen og styringen av den innstillbare stabilisator i styreenheten ifølge fig. 1.
Det vises nå til figurene, og spesielt til fig. 1, hvor et lengdesnitt av borehullet 1 med en styreenhet plassert i denne er avbildet. Styreenheten innbefatter et stabilisatorrørstykke 3 som er konvensjonelt koplet med en gjenget verktøy skjøt i en konvensjonell roterende borestreng (ikke vist). En borkrone 5, av enten typen med faste eller rullende skjær, er festet til den nederste ende av stabilisatorrørstykket 3. En fast stabilisator 7 er båret av stabiliseringsrørstykket 3, og i avstand fra kronen 5. En innstillbar stabilisator 9, innbefattende et antall stabiliseringsblader 11, bæres av stabilisatorrørstykket 3 ved sin nedre ende, nær borkronen 5. Alternativt kan den øvre stabilisator 7 være en innstillbar stabilisator også, som videre øker allsidigheten til styreenheten ifølge oppfinnelsen.
Fig. 2 og 3 er høyderiss og lengderiss respektivt av den innstillbare stabilisator 9 på styreenheten ifølge oppfinnelsen. Et stort sett sylindrisk stabilisatorlegeme 13 er koplet til utsiden av det stort sett sylindriske stabilisatorrørstykke 3 med lågere og tetninger 15, som tillater at stabiliseirngslegemet 13 roterer i forhold til stabilisatorrørstykket 3 og bibeholder smøremiddel i det ringformede gap mellom dem.
I samsvar med den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er minst fire stabilisatorblader I IA, 1 IB, 11C, 1 ID opptatt i langsgående slisser 17 i stabilisatorlegemet 13 og er fastholdt i dette med et not og fjær-arrangement. Hver langsgående slisse 17 har en skrånende bunn 17 A, som danner en rampe der relativ lengdeveis bevegelse mellom stabiliseringsbladene 11 A-I ID og rampen 17A forårsaker radiell utvidelse eller tilbaketrekking av stabilisatorbladene 11 A-I ID fra stabiliseirngslegemet 13. Forbundet med hver spalt 17 er en elektrisk motor 19 på 0,373 kW. Motoren 19 roterer en ledeskrue 21, som kontakter en kulemutter (ikke vist) båret i hvert stabiliseirngsblad II A-I ID for å bevirke relativ lengdeveis bevegelse.
I samsvar med den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er hver ledeskrue 21 utformet til å gi etter når stabilisatoren 9 utsettes for aksielle forkilingsbelastninger på 44.180 N pr. stabiliseirngsblad for å hindre den innstillbare stabilisator 9 fra å bevirke at borestrengen setter seg fast i borehullet. Fordi hvert stabiliseirngsblad 11 A-I ID er utstyrt med sin egen aktuator, i form av motor 19 og ledeskrue 21, er stabilisatorbladene uavhengig forlengbare og inntrekkbare i forhold til stabiliseringslegemet 13. Motorer 19 er fortrinnsvis trinn- eller servomotorer tilpasset til å styre nøyaktig rotasjonen av ledeskruen 21 og forlengelsen av hvert stabiliseirngsblad 11 A-I ID fra stabiliseirngslegemet 13.
En mikroprosessor eller styreenhet 23 er koplet til hver motor 19 for å styre rotasjonen til motoren 19 og ledeskruen 21, og dermed forlengelse av stabiliseirngsbladene HA-UD fra stabiliseirngslegemet 13. Mikroprosessoren 23 båret i stabiliseirngslegemet 13 inneholder vanlige innretninger for å avlese posisjonsdata fra enkodere forbundet med hver motor 19 for å fastslå forlengelsen av hvert stabiliseirngsblad 1 lA-1 ID. Mikroprosessor eller styrer 23 og motorer 19 blir drevet av et batteri 25 båret i stabiliseirngslegemet 13. Batteriet 25 blir med fordel ladet ved induktiv kopling med et antall ladespiraler 27 omkretsmessig avstandsplassert i stabiliseringsrørstykket 3. Ladespiraler 27 blir med fordel aktivisert med en konvensjonell bore-fluid-drevet generator båret av stabiliseringsrørstykket 3 eller en separat måle-mens-det bores (MWD) anordning annet steds i borestrengen.
Figurene 4A-4D er tverrsnittsriss av borehullet 1 og stabiliseringslegemet 13 og bladene 11 A-I ID, tatt langs snittlinjen 4-4 ifølge fig. 1, som avbilder ulike utforminger av stabiliseirngsbladene 11 A-I ID som har varierende effekter på banen til borkronen 5. For hensiktsmessighets skyld er det øvre stabiliseirngsblad merket 1 IA, det høyre stabiliseirngsblad merket 1 IB, det nedre stabiliseirngsblad er merket 11C og venstre stabiliseringsblad merket 11D.
I fig. 4A er stabiliseringsenheten 9 utformet til å minske vinkelen, eller redusere awiksstørrelsen eller avbøyningen fra vertikalen. I denne utforming blir det øvre stabiliseirngsblad 11A forlenget forbi stabiliseringslegemet 13 og til kontakt eller inngrep med sideveggen i borehullet 1, mens det nedre stabiliseirngsblad 11C er nærmest fullstendig tilbaketrukket. I samsvar med den foretrukne utførelse av den foreliggende oppfinnelse, er motsatte stabiliseirngsblader 11 A-I 1C utkjørbare til en diameter større enn målet på kronen 5 eller borehullet 1. Naturligvis er motstående stabiliseirngsblader 1 IA, 11C aldri samtidig fullt utkjørt for å unngå forkiling i borehullet 1. Det samme gjelder for motstående stabiliseirngsblader 11B,1 ID, som i fallvinkel-utformingen er utkjørt til en mellomliggende grad mindre enn målet på kronen 5 og borehullet 1.
I fig. 5B er stabilisatoren 9 avbildet i en utforming til å bygge vinkelen, eller øke awiksstørrelsen eller avbøyningen fra vertikalen i borehullet 1.1 denne utforming er det nedre stabilisatorblad 11C nær fullstendig utkjørt, og øvre stabilisatorblad 1 IA er nesten tilbaketrukket. Igjen blir høyre og venstre stabilisatorblader 11B,1 ID forlenget til en mellomliggende grad mindre enn målet på kronen 5 og borehullet 1.
Fig. 4C viser stabilisatoren 9 i en utforming for å dreie kronen 5 til venstre hvor høyre stabilisator 1 IB er nesten fullstendig utkjørt og venstre stabilisatorblad 1 ID er inntrukket, som tillater endringer i assimut på kronen 5. Øvre og nedre stabiliseirngsblader 11 A,l 1C er utkjørt til en mellomliggende grad som er mindre enn målet på kronen 5 og borehullet 1 for å holde vinkelen.
Likeledes avbilder fig. 4D stabilisatoren 9 i en utforming til å dreie kronen 5 til venstre hvor venstre stabiliseirngsblad 1 ID er nesten fullstendig utkjørt og høyre stabiliseirngsblad 1 IB er nesten fullstendig inntrukket, mens de øvre og nedre stabiliseirngsblader 1 IA, 11C er utkjørt til en midlere grad for å holde vinkelen.
Mens figurene 4A-4D viser kun 4 av utformingene av stabilisatoren 9 for styreenheten ifølge oppfinnelsen, fordi hvert stabiliseirngsblad 11 A-I ID er utkjørbare uavhengig av de andre, er et praktisk talt ubestemt utvalg av stabiliseringsutforminger og borkrone-baner mulige. Naturligvis er den praktisk talt ubegrensede justerbarhet på stabilisatoren 9 gjort mulig ved å kople stabilisatorlegemet 13 for rotasjon til stabilisatorrørstykket 3, hvor det forblir stort sett stasjonært i forhold til borehullet 1 når borestrengen roterer. Dette tillater at forskjells- eller assymetrisk forlengelse av stabiliseirngsbladene HA-UD, som i sin tur tillater det vide spekter av baner oppnådd med de ulike utforminger av stabilisatoren 9.
Naturligvis kan stabiliseirngslegemet 13 ikke forventes å forbli i helhet stasjonær i forhold til sideveggen av borehullet. Friksjon påstøtt mellom den indre diameter av stabiliseirngslegemet 13 og den ytre diameter av stabiliseringsrørstykket 3 er mindre enn den mellom stabiliseirngsbladene 11 A-I ID og sideveggen av borehullet slik at stabiliseirngslegemet 13 gjør omlag en omdreining for hver 100 til 500 fot som bores. Når denne langsomme rotasjon foregår, vil den øvre stabilisator 1 IA tendere til å bevege seg mot orienteringen av den høyre stabilisator 1 IB og det samme er tilfelle for stabiliseirngsbladene 11C og 1 ID. Etterhvert som orienteringen av stabilisatorbladene 11 A-I ID endrer i forhold til sideveggen av borehullet 1, må korreksjoner foretas for å opprettholde kronens 5 bane på den ønskede kurs.
Et treakset akselorometer med hvert akselorometer innrettet på ortogonale akser er båret av stabiliseirngslegemet 13 og koplet til mikroprosessoren 23 for å tillate måling av helningsvinkelen til stabiliseringslegemet 13 og den rotasjonsmessige orientering av stabiliseirngslegemet 13 og bladene 11 A-I ID. Mikroprosessoren 23 blir programert til å korrigere for endringer i orientering av stabiliseringsrørstykket 13 automatisk, eller kan gjennom MWD-anordningen kommunisere denne informasjon til overflaten for riktig respons. Dersom MWD-anordningen blir brukt, bæres en AM radiosender og mottaker (ikke vist) av stabiliseirngslegemet 13 for å tilveiebringe toveis radiokommunikasjon mellom mikroprosessoren 23 og telemetriseksjonen for MWD-anordningen, som i sin tur kan stå i kommunikasjon med overflaten gjennom en av flere konvensjonelle telemetri- eller lednings-teknikker.
Likeledes er det ofte fordelaktig å forsettelig endre utformingen av stabilisatoren 9 for å korrigere for uforventede endringer i borkronebane på grunn av uventede endringer i formasjonsmaterialet, borekarakteristikkene til kronen 5 o.l. Således bestemmes den passende utforming av stabilisatoren 9 ved overflaten, eller blir forhåndsprogrammert inn i mikroprosessoren 23 eller en MWD-anordning i borestrengen som står i kommunikasjon med mikroprosessoren 23. Motorene 19, ledeskruene 21 og stabiliseirngsbladene 11 A-I ID blir deretter justert passende for den ønskede bane eller banekorreksjon.
Fig. 5 viser et flytskjema som avbilder styringssekvensen og betjeningen av styreenheten ifølge den foreliggende oppfinnelse. Med henvisning til fig. 1-5 vil betjeningen av styreenheten ifølge oppfinnelsen bli beskrevet. Først blir en krone satt sammen på en borestreng for å bore et intervall av det vertikale borehull til avlednings-eller avbøyningspunktet hvor det er ønsket å fortsette retningsboringen. Dersom
knekkpunktet likeledes er grunt for slik ikke å redusere levetiden på borkronen før eller kort etter avbøyning, kan den vertikale borestreng innbefatte stabiliseringsrørstykket 3, sammen med faste og innstillbare stabilisatorer 7,9.1 det vertikale parti av borehullet er stabiliseirngsbladene 11 A-I ID fullstendig tilbaketrukket eller plassert ved en forlengelse som er mindre enn målet på kronen 5 og borehullet 1, hvorved stabilisatorene 7,9 ganske enkelt fungerer som sentreringsinnretninger.
Ved avbøyningspunktet blir stabilisatoren 9 og stabilisatorbladene 11 A-I ID innstilt ved utformingen tilpasset for avbøyning av banen, som,reflektert ved trinnet 101 i fig. 5. Den kontrollerte uoppretthet forårsaket av de avstandsbeliggende stabilisatorer 7,9 forårsaker avbøyning av stabiliseringsrørstykket 3 og borkronen 5 fra den vertikale akse gjennom borehullet 1, og avviksboringen er påbegynt.
Som reflektert i trinn 103 i fig. 5 overvåkes stabiliseirngslegemet 13 av mikroprosessoren 23 alene eller sammen med MWD-anordningen, som kan være i kommunikasjon med overflaten, for rotasjon i forhold til borehullet 1. Dersom rotasjon av stabiliseirngslegemet 13 detekteres, kommuniseres denne informasjon til eller gjennom mikroprosessoren 23, som tar korrigerende virkning for å ominnstille utformingen av stabiliseringsbladene 11 A-I ID for å kompensere for rotasjon av stabiliseirngslegemet 13 i borehullet 1.
Dersom ingen rotasjon av stabiliseirngslegemet 13 detekteres ved trinn 105 i fig. 5, blir det bestemt om en endring av banen er ønsket. En slik endring i bane blir programmert i mikroprosessoren 23 og utløst ved målinger fra akselerometerne båret av stabiliseirngslegemet 13, eller ved overvåkningsdata fra en MWD-anordning som indikerer at en endring i bane er passende, eller kan kommuniseres til mikroprosessoren 23 via telemetri fra overflaten når det er en overflatedetektert eller overvåket indikasjon at en endring i banen er påkrevet.
Dersom ingen dreining av stabiliseringslegemet 13 er detektert er heller ikke en baneendring eller korreksjon påkrevet som reflektert i flytskjemaet i fig. 5, og mikroprosessoren 23 fortsetter å overvåke begge tilstander for passende respons i tilfelle av forekomsten av en av tilstandene.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et antall fordeler overfor tidligere kjente styreenheter og systemer. En hovedfordel er at styresystemet er tilpasset for bruk med effektive overflate-rotasjonsboringsteknikker og deres tilhørende høyhastighets penetrering. Styreenheten ifølge oppfinnelsen krever ikke kompliserte hydrauliske og mekaniske systemer for å utføre avbøyningen av kronen eller endringer i dens bane under boreoperasjonen.
Oppfinnelsen har blitt beskrevet med henvisning til foretrukne utførelser.
Claims (10)
1.
Enhet for styring av en roterende borestreng i et borehull (1), der enheten har et stabiliseringsrørstykke (9) for feste i en borestreng (3), et stabiliseirngslegeme (13) roterbart båret av stabiliseringsrørstykket, der stabiliseirngslegemet forblir stort sett stasjonært i forhold til borehullet når borestrengen roterer, karakterisert ved at: minst et stabiliseirngsblad (11) er båret av stabiliseringslegemet, der stabiliseirngsbladet er radielt forlengbart fra stabiliseirngslegemet og til inngrep med sideveggen i borehullet; og
et ettergivende element (21) koplet til hvert stabiliseirngsblad for å bevege stabiliseirngsbladet i forhold til stabiliseringslegemet, idet det ettergivende elementet er konstruert for å gi etter som reaksjon på en valgt aksiell belastning for å tillate stabiliseirngsbladet å klappe sammen til minimum radiell utstrekning.
2.
Enhet for styring av en roterende borestreng i et borehull (1), der enheten har et stabiliseringsrørstykke (9) for feste i en borestreng (3), et stabiliseringslegemet (13) roterbart båret av stabiliseringsrørstykket, der stabiliseirngslegemet forblir stort sett stasjonært i forhold til borehullet når borestrengen roterer, karakterisert ved: minst etpar stort sett motstående stabiliseirngsblader båret av stabiliseringslegemet, der stabiliseirngsbladene er uavhengig radielt utførbare fra stabiliseirngslegemet og til inngrep med sideveggen i borehullet; og et ettergivende element (21) koplet til hvert stabiliseirngsblad for å bevege stabiliseringsbladet i forhold til stabiliseringslegemet, idet det ettergivende elementet er konstruert for å gi etter som reaksjon på en valgt aksiell belastning for å tillate stabiliseirngsbladet å klappe sammen til minimum radiell utstrekning.
3-
Enhet for styring av en roterende borestreng i et borehull (1), der enheten har et stabiliseringsrørstykke (9) for feste i en borestreng (3), et stabiliseirngslegeme (13) roterbart båret av stabiliseringsrørstykket, der stabiliseirngslegemet forblir stort sett stasjonært i forhold til borehullet mens borestrengen roterer, karakterisert ved at: minst en langsgående spalt (17) er utformet på utsiden av stabiliseringslegemet, der spalten har en skrånende bunn (17A); minst et stabiliseirngsblad (11) båret i spalten i stabiliseringslegemet,
der stabiliseringsbladet er uavhengig radielt utførbart fra stabiliseringslegemet og til inngrep med sideveggen i borehullet ved langsgående bevegelse i spalten som har den skrånende bunn; og et ettergivende element (21) koplet til hvert stabiliseirngsblad for å bevege stabiliseirngsbladet i forhold til stabiliseringslegemet, idet det ettergivende elementet er konstruert for å gi etter som reaksjon på en valgt aksiell belastning for å tillate stabiliseirngsbladet å klappe sammen til minimum radiell utstrekning. en motor (19) båret av stabiliseirngslegemet og koplet til stabiliseirngsbladet for å bevirke lengdeveis bevegelse av stabiliseirngsbladet i spalten; en kilde for elektrisk kraft båret av stabiliseringsrørstykket, og i elektrisk kommunikasjon med motoren.
4.
Enhet ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hvert stabiliseirngsblad blir båret i en langsgående spalt i stabiliseringslegemet, spalten har en skrånende bunn, og der relativ langsgående bevegelse mellom stabiliseirngsbladet og stabiliseirngslegemet forårsaker forlengelse eller tilbaketrekking av stabiliseirngsbladet.
5.
Enhet ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at den videre omfatter minst tre stabiliseringsblader plassert i avstand på omkretsen av stabiliseringslegemet.
6.
Enhet ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatter en motor (19) koplet mellom hvert stabiliseirngsblad og stabiliseirngslegemet for å bevirke relativ lengdeveis bevegelse mellom dem.
7.
Enhet ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at stabiliseringsrørstykket innbefatter en fast stabilisator (7) i en ende motsatt av borkronen.
8.
Enhet ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den omfatter fire stabiliseirngsblader avstandsplassert på omkretsen av stabiliseringslegemet.
9.
Enhet ifølge krav 3, karakterisert ved at den omfatter fire stabilisatorblader avstandsplassert i fire langsgående spalter i omkretsen av stabiliseirngslegemet og fire motorer båret av stabiliseringslegemet.
10.
Enhet ifølge krav 3, karakterisert ved at en ledeskrue (21) kopler motoren til stabiliseirngsbladet, der rotasjon av ledeskruen med motoren besørger langsgående bevegelse av stabiliseirngsbladet i spalten.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US44600695A | 1995-05-19 | 1995-05-19 | |
PCT/US1996/006878 WO1996036788A1 (en) | 1995-05-19 | 1997-12-18 | Adjustable stabilizer for directional drilling |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO975264D0 NO975264D0 (no) | 1997-11-17 |
NO975264L NO975264L (no) | 1998-01-02 |
NO310433B1 true NO310433B1 (no) | 2001-07-02 |
Family
ID=23770975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19975264A NO310433B1 (no) | 1995-05-19 | 1997-11-17 | Innstillbar stabilisator for avviksboring |
Country Status (25)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5836406A (no) |
EP (1) | EP0828914B1 (no) |
JP (1) | JPH11505306A (no) |
KR (1) | KR19990014916A (no) |
CN (1) | CN1192796A (no) |
AP (1) | AP9701158A0 (no) |
AR (1) | AR002051A1 (no) |
AT (1) | ATE237070T1 (no) |
AU (1) | AU718280B2 (no) |
BR (1) | BR9608774A (no) |
CA (1) | CA2221301C (no) |
CO (1) | CO4520208A1 (no) |
DE (2) | DE69627321T2 (no) |
DK (1) | DK0828914T3 (no) |
EA (1) | EA000595B1 (no) |
EE (1) | EE9700293A (no) |
ES (1) | ES2114839T3 (no) |
IL (1) | IL118274A0 (no) |
IN (1) | IN188195B (no) |
NO (1) | NO310433B1 (no) |
OA (1) | OA10635A (no) |
PE (1) | PE31097A1 (no) |
SK (1) | SK154297A3 (no) |
WO (1) | WO1996036788A1 (no) |
ZA (1) | ZA963934B (no) |
Families Citing this family (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5941323A (en) * | 1996-09-26 | 1999-08-24 | Bp Amoco Corporation | Steerable directional drilling tool |
US6607044B1 (en) | 1997-10-27 | 2003-08-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Three dimensional steerable system and method for steering bit to drill borehole |
US6213226B1 (en) | 1997-12-04 | 2001-04-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Directional drilling assembly and method |
US6920944B2 (en) * | 2000-06-27 | 2005-07-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus and method for drilling and reaming a borehole |
CA2231922C (en) * | 1998-03-11 | 2003-12-02 | Canadian Downhole Drill Systems Inc. | Downhole sub with kick pad for directional drilling |
FR2780753B1 (fr) * | 1998-07-03 | 2000-08-25 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif et methode de controle de la trajectoire d'un forage |
US7283061B1 (en) | 1998-08-28 | 2007-10-16 | Marathon Oil Company | Method and system for performing operations and for improving production in wells |
US20040239521A1 (en) * | 2001-12-21 | 2004-12-02 | Zierolf Joseph A. | Method and apparatus for determining position in a pipe |
NO309491B1 (no) * | 1999-06-24 | 2001-02-05 | Bakke Technology As | Anordning ved verktöy tilpasset for å endre boreretningen under boring |
WO2001027435A1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-04-19 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus for transferring electrical energy between rotating and non-rotating members of downhole tools |
FR2813340B1 (fr) * | 2000-08-29 | 2002-12-06 | Geoservices | Dispositif pour deplacer radialement deux organes l'un par rapport a l'autre et dispositif de forage en comportant application |
CA2345560C (en) * | 2000-11-03 | 2010-04-06 | Canadian Downhole Drill Systems Inc. | Rotary steerable drilling tool |
US6564883B2 (en) * | 2000-11-30 | 2003-05-20 | Baker Hughes Incorporated | Rib-mounted logging-while-drilling (LWD) sensors |
US7014100B2 (en) * | 2001-04-27 | 2006-03-21 | Marathon Oil Company | Process and assembly for identifying and tracking assets |
US7036611B2 (en) | 2002-07-30 | 2006-05-02 | Baker Hughes Incorporated | Expandable reamer apparatus for enlarging boreholes while drilling and methods of use |
CN100432367C (zh) * | 2002-09-10 | 2008-11-12 | 中国地质大学(武汉) | 自动垂直钻具 |
US7252152B2 (en) * | 2003-06-18 | 2007-08-07 | Weatherford/Lamb, Inc. | Methods and apparatus for actuating a downhole tool |
US7481282B2 (en) * | 2005-05-13 | 2009-01-27 | Weatherford/Lamb, Inc. | Flow operated orienter |
US7571769B2 (en) * | 2007-02-23 | 2009-08-11 | Baker Hughes Incorporated | Casing window milling assembly |
US7637321B2 (en) * | 2007-06-14 | 2009-12-29 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for unsticking a downhole tool |
GB2450498A (en) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Schlumberger Holdings | Battery powered rotary steerable drilling system |
US8720604B2 (en) * | 2007-08-15 | 2014-05-13 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for steering a directional drilling system |
US8763726B2 (en) * | 2007-08-15 | 2014-07-01 | Schlumberger Technology Corporation | Drill bit gauge pad control |
US8066085B2 (en) | 2007-08-15 | 2011-11-29 | Schlumberger Technology Corporation | Stochastic bit noise control |
US20100038141A1 (en) * | 2007-08-15 | 2010-02-18 | Schlumberger Technology Corporation | Compliantly coupled gauge pad system with movable gauge pads |
US8534380B2 (en) * | 2007-08-15 | 2013-09-17 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for directional drilling a borehole with a rotary drilling system |
US8727036B2 (en) * | 2007-08-15 | 2014-05-20 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for drilling |
US8757294B2 (en) * | 2007-08-15 | 2014-06-24 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for controlling a drilling system for drilling a borehole in an earth formation |
GB2456421B (en) | 2008-01-17 | 2012-02-22 | Weatherford Lamb | Flow operated orienter |
US10119377B2 (en) * | 2008-03-07 | 2018-11-06 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Systems, assemblies and processes for controlling tools in a well bore |
US9194227B2 (en) * | 2008-03-07 | 2015-11-24 | Marathon Oil Company | Systems, assemblies and processes for controlling tools in a wellbore |
DE502008000598D1 (de) * | 2008-04-28 | 2010-06-10 | Bauer Maschinen Gmbh | Anschlussvorrichtung zum Bilden einer Fluidzuführung |
US8746368B2 (en) * | 2008-08-13 | 2014-06-10 | Schlumberger Technology Corporation | Compliantly coupled gauge pad system |
US8850899B2 (en) | 2010-04-15 | 2014-10-07 | Marathon Oil Company | Production logging processes and systems |
US9534445B2 (en) | 2011-05-30 | 2017-01-03 | Alexandre Korchounov | Rotary steerable tool |
US8887798B2 (en) | 2011-08-25 | 2014-11-18 | Smith International, Inc. | Hydraulic stabilizer for use with a downhole casing cutter |
US9493991B2 (en) | 2012-04-02 | 2016-11-15 | Baker Hughes Incorporated | Cutting structures, tools for use in subterranean boreholes including cutting structures and related methods |
US9567813B2 (en) | 2013-07-18 | 2017-02-14 | Baker Hughes Incorporated | Coring tools exhibiting reduced rotational eccentricity and related methods |
WO2015084318A2 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | Halliburton Energy Services Inc. | Adjustable straight blade stabilizer |
US9657521B2 (en) | 2014-06-02 | 2017-05-23 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Directional system drilling and method |
CN105625968B (zh) | 2014-11-06 | 2018-04-13 | 通用电气公司 | 导向系统及导向方法 |
US9879485B2 (en) * | 2014-12-12 | 2018-01-30 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Stabilizer |
CN105134077B (zh) * | 2015-09-18 | 2018-03-09 | 中国地质大学(北京) | 一种微型电机驱动下的小直径静态推靠垂直钻井系统 |
CN106917585A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-07-04 | 天津中新安德科技有限公司 | 一种旋转钻井导向装置 |
USD877780S1 (en) * | 2017-09-08 | 2020-03-10 | XR Lateral, LLC | Directional drilling assembly |
USD863919S1 (en) | 2017-09-08 | 2019-10-22 | XR Lateral, LLC | Directional drilling assembly |
US10954725B2 (en) | 2019-02-14 | 2021-03-23 | Arrival Oil Tools, Inc. | Multiple position drilling stabilizer |
US10914052B1 (en) * | 2019-07-24 | 2021-02-09 | Facebook, Inc. | Systems and methods for laying underground fiber optic cable |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3092188A (en) * | 1961-07-31 | 1963-06-04 | Whipstock Inc | Directional drilling tool |
US3545825A (en) * | 1968-05-01 | 1970-12-08 | James E Hamilton | Adjustable drill pipe stabilizer tool |
US3593810A (en) * | 1969-10-13 | 1971-07-20 | Schlumberger Technology Corp | Methods and apparatus for directional drilling |
US3595326A (en) * | 1970-02-03 | 1971-07-27 | Schlumberger Technology Corp | Directional drilling apparatus |
US4131167A (en) * | 1976-04-19 | 1978-12-26 | Richey Vernon T | Releasable drill string stabilizer |
US4105262A (en) * | 1977-04-22 | 1978-08-08 | Richey Vernon T | Releasable drill string stabilizer |
US4270618A (en) * | 1979-04-20 | 1981-06-02 | The Robbins Company | Earth boring apparatus |
US4394881A (en) * | 1980-06-12 | 1983-07-26 | Shirley Kirk R | Drill steering apparatus |
US4638873A (en) * | 1984-05-23 | 1987-01-27 | Welborn Austin E | Direction and angle maintenance tool and method for adjusting and maintaining the angle of deviation of a directionally drilled borehole |
US4600063A (en) * | 1984-05-29 | 1986-07-15 | Dailey Petroleum Services Corp. | Double-taper slip-on drill string stabilizer |
ATE32930T1 (de) * | 1985-01-07 | 1988-03-15 | Smf Int | Durchflussferngesteuerte vorrichtung zum betaetigen insbesondere von stabilisatoren in einem bohrstrang. |
DE3534662A1 (de) * | 1985-09-28 | 1987-04-09 | Huneke Karl | Lenkbarer vortriebskopf einer vorrichtung zum herstellen einer durchdringung im erdboden |
GB8526876D0 (en) * | 1985-10-31 | 1985-12-04 | Swietlik G | Locking device |
US4635736A (en) * | 1985-11-22 | 1987-01-13 | Shirley Kirk R | Drill steering apparatus |
EP0317605A1 (de) * | 1987-06-16 | 1989-05-31 | Preussag AG | Vorrichtung zur führung eines bohrwerkzeugs und/oder eines bohrgestänges |
US5050692A (en) * | 1987-08-07 | 1991-09-24 | Baker Hughes Incorporated | Method for directional drilling of subterranean wells |
US5038872A (en) * | 1990-06-11 | 1991-08-13 | Shirley Kirk R | Drill steering apparatus |
US5139094A (en) * | 1991-02-01 | 1992-08-18 | Anadrill, Inc. | Directional drilling methods and apparatus |
US5181576A (en) * | 1991-02-01 | 1993-01-26 | Anadrill, Inc. | Downhole adjustable stabilizer |
US5265684A (en) * | 1991-11-27 | 1993-11-30 | Baroid Technology, Inc. | Downhole adjustable stabilizer and method |
WO1993012319A1 (en) * | 1991-12-09 | 1993-06-24 | Patton Bob J | System for controlled drilling of boreholes along planned profile |
GB9204910D0 (en) * | 1992-03-05 | 1992-04-22 | Ledge 101 Ltd | Downhole tool |
US5311953A (en) * | 1992-08-07 | 1994-05-17 | Baroid Technology, Inc. | Drill bit steering |
US5318137A (en) * | 1992-10-23 | 1994-06-07 | Halliburton Company | Method and apparatus for adjusting the position of stabilizer blades |
US5332048A (en) * | 1992-10-23 | 1994-07-26 | Halliburton Company | Method and apparatus for automatic closed loop drilling system |
US5318138A (en) * | 1992-10-23 | 1994-06-07 | Halliburton Company | Adjustable stabilizer |
-
1996
- 1996-05-09 IN IN843CA1996 patent/IN188195B/en unknown
- 1996-05-14 CO CO96024229A patent/CO4520208A1/es unknown
- 1996-05-15 IL IL11827496A patent/IL118274A0/xx unknown
- 1996-05-16 PE PE1996000337A patent/PE31097A1/es not_active Application Discontinuation
- 1996-05-16 AR ARP960102595A patent/AR002051A1/es unknown
- 1996-05-17 ZA ZA963934A patent/ZA963934B/xx unknown
- 1996-05-20 ES ES96920206T patent/ES2114839T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-20 EP EP96920206A patent/EP0828914B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-20 AT AT96920206T patent/ATE237070T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-05-20 EA EA199700397A patent/EA000595B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-05-20 CA CA002221301A patent/CA2221301C/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-20 DK DK96920206T patent/DK0828914T3/da active
- 1996-05-20 KR KR1019970708262A patent/KR19990014916A/ko not_active Application Discontinuation
- 1996-05-20 BR BR9608774A patent/BR9608774A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-05-20 CN CN96195046A patent/CN1192796A/zh active Pending
- 1996-05-20 SK SK1542-97A patent/SK154297A3/sk unknown
- 1996-05-20 EE EE9700293A patent/EE9700293A/xx unknown
- 1996-05-20 AU AU58588/96A patent/AU718280B2/en not_active Ceased
- 1996-05-20 DE DE69627321T patent/DE69627321T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-20 JP JP8534983A patent/JPH11505306A/ja active Pending
- 1996-05-20 DE DE0828914T patent/DE828914T1/de active Pending
-
1997
- 1997-06-26 US US08/882,798 patent/US5836406A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-17 NO NO19975264A patent/NO310433B1/no not_active IP Right Cessation
- 1997-11-19 OA OA70131A patent/OA10635A/en unknown
- 1997-12-18 AP APAP/P/1997/001158A patent/AP9701158A0/en unknown
- 1997-12-18 WO PCT/US1996/006878 patent/WO1996036788A1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1192796A (zh) | 1998-09-09 |
EP0828914A1 (en) | 1998-03-18 |
KR19990014916A (ko) | 1999-02-25 |
NO975264D0 (no) | 1997-11-17 |
AP9701158A0 (en) | 1998-01-31 |
DK0828914T3 (da) | 2003-08-04 |
EE9700293A (et) | 1998-06-15 |
EP0828914B1 (en) | 2003-04-09 |
IL118274A0 (en) | 1996-09-12 |
WO1996036788A1 (en) | 1996-11-21 |
BR9608774A (pt) | 1999-07-06 |
DE69627321T2 (de) | 2004-02-12 |
DE828914T1 (de) | 1998-10-22 |
DE69627321D1 (de) | 2003-05-15 |
OA10635A (en) | 2002-09-16 |
CO4520208A1 (es) | 1997-10-15 |
SK154297A3 (en) | 1998-08-05 |
MX9708905A (es) | 1998-03-31 |
IN188195B (no) | 2002-08-31 |
ES2114839T1 (es) | 1998-06-16 |
AU5858896A (en) | 1996-11-29 |
EA000595B1 (ru) | 1999-12-29 |
AR002051A1 (es) | 1998-01-07 |
US5836406A (en) | 1998-11-17 |
JPH11505306A (ja) | 1999-05-18 |
CA2221301C (en) | 2005-10-18 |
NO975264L (no) | 1998-01-02 |
PE31097A1 (es) | 1997-09-24 |
ES2114839T3 (es) | 2003-12-16 |
ATE237070T1 (de) | 2003-04-15 |
CA2221301A1 (en) | 1996-11-21 |
AU718280B2 (en) | 2000-04-13 |
ZA963934B (en) | 1996-07-31 |
EA199700397A1 (ru) | 1998-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO310433B1 (no) | Innstillbar stabilisator for avviksboring | |
US5931239A (en) | Adjustable stabilizer for directional drilling | |
AU2020288277B2 (en) | Hybrid rotary steerable drilling system capable of easily deflecting | |
RU2757378C2 (ru) | Буровая компоновка с использованием саморегулируемого отклоняющего устройства и датчиков отклонения для бурения наклонных скважин | |
US9464482B1 (en) | Rotary steerable drilling tool | |
US7866415B2 (en) | Steering device for downhole tools | |
AU2016384579B2 (en) | Rotary steerable drilling tool | |
US11441358B2 (en) | Directional drilling system with cartridges | |
US9657561B1 (en) | Downhole power conversion and management using a dynamically variable displacement pump | |
AU2016384580B2 (en) | Downhole power conversion and management using a dynamically adjustable variable displacement pump | |
US9650834B1 (en) | Downhole apparatus and method for torsional oscillation abatement | |
US11118407B2 (en) | Mud operated rotary steerable system with rolling housing | |
RU2773910C2 (ru) | Роторная управляемая система с резцами | |
US11105192B1 (en) | Variable build motor | |
GB2355275A (en) | Adjustable gauge for downhole drilling assembly | |
GB2258875A (en) | Drill bit steering | |
MXPA97008905A (en) | Adjustable stabilizer for drilling direction | |
WO2018067273A1 (en) | Downhole apparatus and method for torsional oscillation abatement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |