NO311587B1 - Nöd-frakoplingsverktöy for bruk i en brönnrörledning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et nød-frakoblingsverktøy for bruk i en brønnrørledning, som angitt i innledningen til patentkrav 1.

Foreliggende oppfinnelse er således rettet mot et i en nødsituasjon anvendbart verktøy for anvendelse i et brønnbor-ingsrør for bruk i det tilfellet at boreenheten setter seg fast.

Under boring av brønner kan boreenheten sette seg fast nede i brønnen. Bare å trekke i borestrengen fra overflaten kan være utilstrekkelig til å frigjøre boreenheten, spesielt ved boreoperasjoner og nærmere bestemt ved horisontale boreoperasjoner der kveilrør inngår. Bare å trekke i borestrengen fra overflaten kan forårsake uforutsigbare spenningsbrudd i borestrengen på grunn av den ukontrollerte lokalisering eller kraft som er nødvendig for å dele røret, hvilket medfører kostbart utstyrstap og overgivelse av brønnen.

For å overvinne problemet med å fjerne fastsatte boreenheter, har forskjellige skjæranordninger, slik som vist i US-patent nr. 5070941, vært foreslått eller benyttet for å avskjære borestrengen.

I typiske boreapplikasjoner med kveilrør brukes en hydraulisk styreledning og en elektrisk kabel inne i kveilrøret til å aktivisere en nedre boreenhet.

Fra US-5236047 er det kjent et elektrisk drevet brønnkomplet-teringsapparat som blant annet innbefatter et nødfrakoplings-ledd bestående av to deler med elektrisk aktiviserte, samvirkende og frigjørbare låseinnretninger.

Fra GB-2199868 er det kjent en anordning for frigjøring av en perforator blant annet innbefattende en hydraulisk aktivisert frigjøringsinnretning med en sperreplugg mellom en fluidpassasje og frigjøringsinnretningen som først hindrer hydraulisk fluid i å aktivisere frigjøringen. Frigjøringen skjer aktivert ved hjelp av fluidet fra brønnhullet.

Fra US-5316094 er det kjent et hydraulisk system med en separat hydraulisk fluidpassasje med forbindelse gjennom kveilrør til overflaten, sammen med en elektrisk ledning.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot et forbedret frigjøringsverktøy som kan benytte enten den hydrauliske styreledning og/eller den elektriske kabel til å løsgjøre verktøyet og som bryter styreledningen og den elektriske kabel på et ønsket sted.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et nød-frakoblingsverktøy som aktiviseres ganske enkelt ved å påføre et forutbestemt hydraulisk trykk fra overflaten.

Det er et ytterligere formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et nød-frakoplingsverktøy som har ekstra hydrauliske og elektriske frigjøringsmekanismer.

Det er et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et nød-frakoplingsverktøy som har en hydraulisk styreledning og en elektrisk kabel som forløper gjennom dette og der styreledningen og kabelen deles under en trekkutsparing i verktøyet.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor et nød-frakoplings-vertøy som angitt i krav 1, med de kjennetegn som er angitt i patentkravets karakteristikk.

Et ytterligere trekk ved en fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen er angitt i patentkrav 2.

Fig. 1A,1B,1C er fortsettelser av hverandre og danner et sideriss i snitt av den foretrukne utførelse av oppfinnelsen; Fig. 2 er et tverrsnittsriss av fig. IA langs linjen 2-2; Fig. 3 er et tverrsnittsriss av fig. IA langs linjen 3-3; Fig. 4 er et tverrsnittsriss av fig. IA langs linjen 2-2; Fig. 5 er et tverrsnittsriss av fig. IB langs linjen 5-5; Fig. 6 er detaljen indikert i fig. 2; Fig. 7 er et høyderiss i detalj av fig. IB langs linjen 7-7; Fig. 8A og 8B er fortsettelser av hverandre og danner et høyderiss i snitt av den øvre husdel ifølge oppfinnelsen; og Fig. 9A og 9B er fortsettelser av hverandre og danner et høyderiss i snitt av den nedre husdel ifølge oppfinnelsen.

Den foreliggende oppfinnelse er spesielt nyttig når det bores med kveilrør, men den kan også benyttes i andre typer borestrenger.

Det vises nå til tegningene, spesielt fig. IA,IB og 1C, der henvisningstallet 10 generelt indikerer et verktøy ifølge foreliggende oppfinnelse. Verktøyet innbefatter en første husdel 12 og en nedre eller andre husdel 14. Delene 12 og 14 innbefatter første ender 16 og 18 som samvirker teleskopisk med hverandre. Hver del 12 og 14 har en andre ende 20 og 22, her som gjengeforbindelser, som er tilpasset for kopling i et brønnrør, eksempelvis et kveilrør. Samvirkende frigjørbare låseinnretninger, generelt indikert med henvisningstallet 24, er anordnet på den første og andre del 12 og 14 for frigjør-bar sammenlåsing av den første og andre del 12 og 14. En aktiviseringsinnretning generelt indikert med henvisningstallet 26, er anordnet for frigjøring av låseinnretningen 24 ved aktivisering. I tillegg går en hydraulisk styreledning 28 og en elektrisk ledning 30 gjennom innsiden av verktøyet 10. Hensiktsmessig kan den hydrauliske styreledning 28 og den elektriske ledning 30 i utgangspunktet være samlet i en enkelt kabel 31 (fig. 2 og 6) og adskilles i delen 12.

Det vises til fig. 1B,5,8B og 9A der de samvirkende frigjør-bare låseinnretninger 24 er best vist og innbefatter fortrinnsvis et antall paler 32 båret i vinduer 34 i den første husdel 12. Den andre husdel 18 innbefatter et låsehakk 36 for mottak av palene 32. Aktiviseringsinnretningen 26 innbefatter en hylse 38 med en støtte-skulder 40 som kan plasseres for påvirkning av palene 32 og låse dem i låsehakket 36 for frigjørbart å låse den første del 12 til den andre del 14. Hylsen 38 har en utsparing 42 som når den beveges til flukt med palene 32, tillater at palene trekker seg tilbake fra låsehakket 36 for frigjøring av låseinnretningen 24 .

Aktiviseringsinnretningen 26 kan innbefatte en eller flere frigjøringsmekanismer. Det vises nå til fig. 1B.8B og 9B der aktiviseringsinnretningen innbefatter et hydraulisk stempel 50 utsatt for hydraulisk aktivisering. Stempelet 50 kan aktiviseres ved hydraulisk aktivisering av fluid i boringen i verktøyet 10, men det foretrekkes å kommunisere og aktivisere stempelet 50 med det hydrauliske fluid i styreledningen 28. Den hydrauliske styreledning 28 innbefatter en fluidpassasje 52 i den øvre del 12 og en passasje 54 i den nedre del 14. I tillegg går en fluidpassasje 56 (fig. IB og 8B) fra passasjen 52 til en hydraulisk fluidsperrende innretning 58, her i form av en sprengplate, skjønt andre egnede innretninger slik som ventilutstyr kan benyttes. Sprengplaten 58 er konstruert til å briste ved et forutbestemt hydraulisk trykk ved en eller annen forutbestemt verdi over det hydrauliske driftstrykk i brønn-boreenheten, hvorved hydraulisk fluid pådras stempelet 50 ved virkning på stempeltetningene 51 og 53. Hydraulisk aktivisering av stempelet 50 oppad beveger hylsen 38 oppad, som dermed beveger den låste skulder 40 fra baksiden av palene 32 og innretter utsparingen 42 med låsepalene 32, slik at verktøydelene 12 og 14 dermed frigjøres. Dette gjør at delene 12 og 14 kan adskilles teleskopisk ved å trekke opp et brønnrør forbundet med enden 20 av den øvre del 12.

Det vises nå til figurene 1C,8B og 9B, hvortil det skal bemerkes at til å begynne med står fluidpassasjen 52 og 54 i fluidkommunikasjon når delene 12 og 14 er montert. Ved frigjøring av delene 12 og 14 danner passasjene 52 og 54 en langsgående glidbar, frigjørbar skjøt som er plassert under en trekkutsparing eller fiske-utsparing 62 (IB og 9A) i den nedre del 14. Dette sikrer at den hydrauliske styreledning 28 deles under utsparingen 62 for slik ikke å komme i konflikt med eventuelle påfølgende fiskeoperasjoner for å hente opp den nedre del 14 og en eventuell boreenhet tilkoplet nedenfor. Tetningene 64 og 66 er anordnet for tetning mellom de teleskopiske deler 12 og 14 for å gi tettende samvirke mellom passasjene 52 og 54.

I tillegg til hydraulisk frigjøring av frakoplingsverktøyet 10, kan verktøyet også frakoples elektrisk. En elektrisk ledning benyttes fra flerleder-kabelen 30 for elektrisk aktiviserende innretninger i verktøyet 10 for å engasjere den frigjørbare låseinnretning 26 (fig. IB) for frigjøring av låseinnretningene 24. F.eks. kan den elektriske ledning 70 (fig.IA) aktivisere en konvensjonell detonator 72 som i sin tur detonerer en eksplosiv ladning 74 som virker på aktiviseringsinnretningen 26, som kan innbefatte et andre stempel 76 som har avstrykere 78. Som best vist i fig. IA er hylsen 38 forbundet med en indre dor 80 med en C-sneppring 82 som avskjæres ved aktivisering av aktiviseringsinnretningen 26. Andre metoder som benytter et elektrisk signal for å aktivisere frigjøringsmekanismen, kan innbefatte en solenoid, en lineærmotor eller en termisk prosess. Etter aktivisering av det andre stempel 76 forflyttes hylsen 38 oppad slik at låsepalene 32 frigjøres og delene 12 og 14 igjen kan adskilles.

Imidlertid er det også ønskelig å kappe den elektriske kabel 30 på et sted under fiskeutsparingen 62. Således, som best vist i fig. IB og 7, er samvirkende kappeinnretninger anordnet på den første og andre del 12 og 14 i form av samvirkende avskjærere 90 og 92 plassert under utsparingen 62 for å kontakte og avskjære den elektriske ledning 30 når den første og andre del 12 og 14 koples fra hverandre.

I drift kan verktøyet 10 adskilles enten ved hydraulisk eller elektrisk aktivisering. Hydraulisk aktivisering utføres ved å trykksette det hydrauliske styrefluid i ledningen 28 til et forutbestemt trykk (større enn driftstrykket i en hvilken som helst boreenhet nedenfor) tilstrekkelig til å overvinne sprengplaten 58. Sprengning eller bristing av platen 58 tillater at hydraulisk fluid beveger stempelet 50 som dermed beveger hylsen 38 oppad, som avskjærer C-ringen 82, beveger låseskulderen 40 fra bak palene 32 og innretter utsparingene 42 med palene 32 som dermed frigjør verktøydelene 12 og 14. Delene 12 og 14 kan teleskopisk adskilles, hvorved den hydrauliske ledning 28 og den elektriske ledning 30 brytes under utsparingen 62.

Den elektriske frigjøringsmekanisme aktiviseres ved å sende et elektrisk signal ned i hullet gjennom ledningen 30 til ledningen 70 til detonatoren 72 som detonerer den eksplosive ladning 74 for å bevege stempelet 76. Oppadrettet bevegelse av stempelet 76 bevirker at hylsen 38 beveger seg oppad og frigjør låsepalene 32, slik at delene 12 og 14 kan adskilles.

Claims (2)

1. Nød-frakoblingsverktøy for bruk i en brønnrørledning, innbefattende et hus med en første del (12) og en andre del (14), hvilke deler (12,14) har en respektiv første ende (16,18) som samvirker teleskopisk med hverandre, og hvor hver del (12,14) har en andre ende (20,22) tilpasset for innkob-ling i en brønnrørledning, samvirkende, frigjørbare låseinnretninger (24,36) på de to deler (12,14) for frigjørbar sammenlåsing av den første og andre del (12,14), en aktiveringsinnretning (26) i huset for å frigjøre låseinnretningene (24,36) ved hydraulisk aktivering, og en hydraulisk sperreinnretning (58) som normalt hindrer hydraulisk fluidum i å aktivisere aktiviseringsinnretningen (26), karakterisert ved at nevnte andre husdel (14) har en trekkutsparing (62), at en hydraulisk fluidpassasje (28) beregnet for kobling til brønnoverflaten, strekker seg i huset for forbindelse med aktiveringsinnretningen (26) gjennom den hydrauliske sperreinnretning (58) når sperreinnretningen (58) åpnes ved et bestemt hydraulisk trykk i passasjen (28), hvilken passasje (28) innbefatter en i lengderetningen glidbar frigjøringsskjøt (52,54) under nevnte trekkutsparing (62), idet huset videre innbefatter en elektrisk aktiverbar innretning (74,76) for påvirkning av de frigjørbare låseinnretninger (24,36), en elektrisk ledning (30) beregnet for kobling til brønnoverflaten og forløpende i huset samt forbundet med den elektrisk aktiverbare innretningen (24,76), og en kappeinnretning (90,92) for den elektriske ledning (30) anordnet under trekkutsparingen (62) for kapping av den elektriske ledning (30) når de nevnte første og andre husdeler (12,14) kobles fra hverandre.

2. Frakoplingsverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at den hydrauliske sperreinnretning (58) innbefatter en sprengplate.