NO312474B1 - Aktivt regulert, styrbart rotasjonssystem og fremgangsmåte for boring av brönner - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt fremgangsmåter og anordninger for boring av brønner, særlig brønner for produksjon av petroleumsprodukter, og nærmere bestemt angår den et aktivt regulert, styrbart (i betydningen retnings-styrbart, engelsk: "steerable") rotasjonsboresystem som kan kobles direkte til en rotasjonsborestreng eller kan innkobles i en rotasjonsborestreng sammen med en slammotor og/eller truster og/eller fleksibel overgang for å muliggjøre selektiv frakobling av det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem fra rotasjonsborestrengen, for eksempel for slammotordrevet boring, med eller uten borestreng-rotasjon, og for å muliggjøre presisjonsregulering av retningen for en boring som bores av en borkrone og presisjonsregulering av rotasjonshastigheten, idet et dreiemoment og vekt på borkrone overføres til borkronen. For slammotorhastig-het- og -dreiemoment-regulering, er en regulerbar tømmeventil anordnet i slammotorens fluidkrets for regulerbart å tømme eller avlede en del av borefluid-strømmen fra slammotorens fluidkrets til ringrommet eller for å lede en del av borefluidstrømmen forbi slammotorens rotor. Denne slammotor-tømme- eller omløps-reguleringsventil kan styres automatisk som reaksjon på følersignaler fra det styrbare rotasjonsboresystem eller kan drives som reaksjon på signaler fra overflaten eller begge deler. For regulering av vekt på borkrone, er en borefluid-drevet truster anordnet i borestrengen og er plassert over eller under det styrbare rotasjonsboresystem. Trusteren har en likeledes regulerbar tømme- eller omløps-ventil i sin borefluidkrets som er selektiv justerbar ved hjelp av det styrbare rotasjonsboresystemets reguleringskrets i den hensikt å regulere den nedadvirkende, mekaniske kraft, dvs. borkronens vekt mot formasjonen som bores. Tømme- eller omløpsventilene til slammotoren og trusteren blir begge uavhengig regulert nedihull ved hjelp av reguleringssystemet til det styrbare rotasjonsboreverktøy som reaksjon på tilbakemeldingssignaler fra forskjellige følere og kan også selektivt reguleres ved hjelp av telemetri fra overflaten. Denne oppfinnelsen gjelder også et aktivt regulert, styrbart rotasjonsboresystem som innbefatter en turbindrevet elektrisk motor-drivmekanisme for geostasjonær posisjonering av en borkrone under dens rotasjon ved hjelp av rotasjonsborestrengen, slammotoren, eller begge deler og har evnen til selektiv anvendelse av den elektriske motor som en bremse når dreiemomentet til borkrone/formasjon-samvirkningen domineres i forhold til indre friksjon.

En olje- eller gassbrønn har ofte en undergrunnsseksjon som bores retningsmessig, dvs. som skråner i vinkel i forhold til vertikalretningen og idet skråningen har en spesiell kompassretning eller azimut. Selv om brønner med awiksseksjoner kan bores ved hvilket som helst ønsket sted, så som for "horisontal" borehullorientering eller awiks-grenboringer fra et hovedborehull, for eksempel, blir et betydelig antall awiksbrønner boret i marine omgivelser. I slikt tilfelle blir et antall awiksborehull boret fra en enkelt offshore-produksjonsplattform på en slik måte at borehull-bunnene fordeles over et stort område av en produk-sjonshorisont som plattformen typisk plasseres sentralt over, og brønnhodene for hver av brønnene plasseres på plattformkonstruksjonen.

Uansett om brønnboring utføres på land eller i marine omgivelser, eksi-sterer det ved brønnboringsaktiviteter i dag behov for boring med større rekkevidde, hvilket avstedkommes i henhold til den foreliggende oppfinnelse, ved at det oppnås bedre overføring av vekt og dreiemoment til borkronen under boroperasjoner. Høy ytelse/kraft-boring oppnås også ved hjelp av foreliggende oppfinnelse, ved at den virker til at god overføring av vekt og dreiemoment til borkronen blir regulert ved hjelp av det styrbare rotasjonsboresystem som nærmere angitt nedenfor. Under forhold der brønnen som bores har en sammensatt bane, vil den spesielle egenskap som det styrbare rotasjonsboresystemet ifølge denne oppfinnelse har til å styre borkronen mens borkronen roteres ved hjelp av verktøy-kragen sette borepersonellet i stand til lett å navigere brønnboringen som bores fra ett undergrunns-oljereservoar til et annet. Det styrbare rotasjonsboreverktøy ifølge foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å styre brønnboringen både med hensyn til skråvinkel og med hensyn til azimut, slik at to eller flere aktuelle under-grunnssoner kan gjennomskjæres på kontrollerbar måte av brønnboringen som bores.

En typisk fremgangsmåte for boring av et retningsborehull, er å fjerne borestrengen og borkronen som den innledende, vertikale seksjon av brønnen ble boret med, idet det anvendes konvensjonelle rotasjonsboreteknikker, og kjøre inn en slammotor med et bøyd hus ved borestrengens nedre ende, som driver borkronen som reaksjon på sirkulasjon av borefluid. Det bøyde huset danner en bøyevinkel slik at aksen under bøyepunktet, som svarer til borkronens rotasjonsakse, har en "verktøyflate"-vinkel i forhold til en referanse, sett ovenfra, verktøy-flate-vinkelen, eller simpelthen "verktøyflaten", bestemmer den azimut eller kompassretning som avviks-borehullseksjonen vil bli boret i når slammotoren drives. Etter at verktøyflaten er blitt bestemt ved sakte rotasjon av borestrengen og observasjon av utgangssignalet fra forskjellige orienteringsanordninger, senkes slammotoren og borkronen, med borestrengen rotasjonsfast for å opprettholde den valgte verktøyflate, og boreflu id pumpene, "slampumper", aktiveres for å ut-vikle fluidstrømning gjennom borestrengen og slammotoren, for derved å gi rotasjonsbevegelse til slammotor-utgangsakselen og borkronen som er festet i denne. Nærværet av bøyevinkelen bringer borkronen til å bore langs en kurve inntil en ønsket borehull-skråvinkel er opprettet. For å bore en borehullseksjon langs den ønskede skråretningen og azimut, roteres borestrengen slik at dens rotasjon overlagres slammotor-utgangsakselens rotasjon, hvilket bringer bøye-seksjonen til bare å kretse rundt borehull-aksen, slik at borkronen borer rett fremover ved den skråvinkel og azimut som måtte være opprettet. Om ønskelig kan de samme retningsboreteknikker benyttes når brønnboringens maksimale dybde nærmer seg, for å krumme brønnboringen til horisontalretning og deretter forlenge den horisontalt inn i eller gjennom produksjonssonen. Måling under boring - "MUB"-systemer inngår vanligvis i borestrengen over slammotoren for å overvåke utviklingen av borehullet som bores, slik at korrigerende foranstaltninger kan foretas dersom forskjellige borehull-parametere antyder avvik fra den pro-sjekterte plan.

Det kan oppstå forskjellige problemer når seksjoner av brønnboringen bores med ikke-roterbare borestreng og med en slammotor som drives ved hjelp av borefluidstrøm. Reaksjonsdreiemomentet som skyldes drift av en slammotor, kan føre til at verktøyflaten gradvis endres, slik at borehullet ikke fordypes i ønsket azimutretning. Uten korrigering, kan brønnboringen forlenges til et punkt der den er for nærme en annen brønnboring, brønnboringen kan bomme på det ønskede "undergrunnsmål", eller brønnboringen kan simpelthen bli for lang på grunn av "vandring". Disse uønskede faktorer kan føre til uakseptable borekostnader for brønnboringen og kan redusere dreneringseffekten ved fluid produksjon fra en aktuell undergrunnsformasjon. Dessuten kan en ikke-roterende borestreng føre til øket friksjonsmotstand, slik at det blir mindre kontroll over "vekt på borkrone" og borehastigheten kan minske, hvilket kan føre til betydelig høyere borekostnader. Selvsagt er en ikke-roterende borestreng mer tilbøyelig til å kjøre seg fast i brønn-boringen enn en som roterer, særlig der borestrengen strekker seg gjennom en permeabel sone som fører til betydelig oppbygging av slamkake på borehull-veggen.

To patenter av interesse for gjenstanden for foreliggende oppfinnelse, er US patenter 5,113,953 og 5,265,682. '953-patentet omhandler en retningsbore-anordning og fremgangsmåte der borkronen er koblet til den nedre ende av en borestreng via et universalledd, og borkroneakselen blir svingbart rotert i den styrbare boreverktøymansjetten med en hastighet som er lik og motsatt borestrengens rotasjonshastighet. Foreliggende oppfinnelse er betydelig mer avansert enn gjenstanden for '953-patentet, ved at vinkelen til borkroneakselen eller -stammen i forhold til vektrøret ifølge foreliggende oppfinnelse, er variabel istedenfor å være fast. Dessuten er tilveiebringelsen av et bremsesystem (elektrisk, mekanisk eller hydraulisk) i det styrbare rotasjonsboreverktøy ifølge foreliggende oppfinnelse, en annen betydelig fordel overfor teknikkens stilling. For øvrig skiller nærværet av forskjellige posisjonsmålesystemer og posisjonssignal-aktiverbar regulering i det styrbare rotasjonsboresystemet ifølge oppfinnelsen, den fra teknikkens stilling. Foreliggende oppfinnelse skiller seg også fra teknikkens stilling ved sammenstillingen av boresystem-regulerbar slammotor og truster-anordning og en fleksibel overgang som kan være anordnet i hvilken som helst hensiktsmessig sammenstilling for å muliggjøre selektiv drift av retningsregulert boring ved hjelp av rotasjonsborestrengen, slammotoren, eller begge deler, og å sørge for presisjonsregulering av vekt på borkrone og nøyaktighet av borkrone-orientering under boring.

'682-patentet omhandler et system for å opprettholde en nedihull-instrumentpakke i en rullestabilisert orientering ved hjelp av et løpehjul. Den rullestabiliserte instrumentering brukes for modulering av fluidtrykk til et sett av radialstempler som blir sekvensmessig aktivert for å tvinge borkronen i ønsket retning. Borkrone-styresystemet ifølge '682-patentet skiller seg fra konseptet ifølge foreliggende oppfinnelse særlig med hensyn til de forskjellige innretninger som

anvendes for å avvike borkronen i ønsket retning. Således beskriver '682-patentet en mekanisme som bruker stempler til å tvinge borkronen i en ønsket sideretning i borehullet. I motsetning til dette, holder det styrbare rotasjonsboresystemet ifølge

foreliggende oppfinnelse borkronen rettet i en ønsket borehull-retning, til tross for rotasjon av vektrøret, ved å anvende et løpehjul til å drive en vekselstrømsgenera-tor, hvis utgangseffekt driver en elektrisk motor for drift av borkrone-akselaksen av et universalledd med den samme rotasjonsfrekvens som borkroneakselen drives rotasjonsmessig ved hjelp av verktøymansjetten. Det styrbare rotasjonsboresystem ifølge foreliggende oppfinnelse anvender også et bremsesystem (elektrisk, hydraulisk eller mekanisk) til å regulere borkroneakselens rotasjon når dreiemomentet til borkrone/formasjon-vekselvirkningen dominerer i forhold til indre friksjon. Innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse kan verktøyets følere og elektronikk roteres sammen med boreverktøymansjetten eller kan holdes geostasjonær sammen med aksen til det styrbare rotasjonsboresystemets borkroneaksel.

Det er et hovedtrekk ved foreliggende å tilveiebringe en ny fremgangsmåte for boring av en brønn og samtidig retningsstyring av en borkrone ved hjelp av en aktivt regulert, rotasjonsboranordning for retningsboring.

Det er også et hovedtrekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en boranordning som drives av en rotasjons-borestreng og tillater selektiv boring av krumme brønnboringsseksjoner ved presisjonsstyring av borkronen som roteres av borestrengen og boreverktøyet.

Det er også et trekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en aktivt regulert, retningsstyrt rotasjonsboranordning med en borkroneaksel som drives i rotasjon ved hjelp av mansjetten under boring og som er montert i en mellom-posisjon langs sin lengde for svingeledd-bevegelse i mansjetten for å oppnå geostasjonær posisjonering av borkroneakselen og borkronen i forhold til verktøy-mansjetten for derved kontinuerlig å rette den derved opplagrede borkrone i ønsket skråvinkel og azimut for boring av en buet eller krum brønnboring.

Det er et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en aktivt regulert, retningsstyrt rotasjonsboranordning med en forskyvningsstamme som roteres i motsatt retning i forhold til verktøymansjettens rotasjonsbevegelse og med samme rotasjonsfrekvens, for derved å overføre rotasjonsbevegelse til borkroneaksen om dens universal-dreieopplagring for å holde borkroneakselen geostasjonær.

Det er et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en aktivt regulert, retningsstyrt rotasjonsboranordning der det i verktøyet er anordnet en boreflu idd revet turbin som står i drivforbindelse med en vekselstrømsgenerator for generering av tilstrekkelig elektrisk kraft til å drive en motor som motvirker det resistente dreiemoment mellom mansjetten eller huset til boreverktøyet og forskyvningsstammen som roterer i motsatt retning i verktøymansjetten og bevirker geostasjonær posisjonering av den bevegelige borkroneaksel med sikte på å styre borkronen.

Det er et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en aktivt regulert, retningsstyrt rotasjonsboranordning med en integrert (engelsk; on-board) elektronisk kraft- og reguleringssystem-krets som er montert gjennom hele verk-tøylengden og som er roterbart sammen med den verktøydrevne verktøymansjett.

Det er enda et ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en aktivt regulert, retningsstyrt rotasjonsboranordning med følere og elektronikk som er roterbare sammen med dets vektrør eller geostasjonært på linje med dets forskyvningsstamme.

Det er også et trekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en aktivt regulert, retningsstyrt rotasjonsboranordning i hvilket det er et elektrisk, hydraulisk, eller mekanisk regulert bremsesystem for å holde forskyvningsstammen og borkroneaksen geostasjonær under boring.

Det er et enda ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en utføringsform av den aktivt regulerte, retningsstyrte rotasjonsboranordning med en bremse som regulerer den borefluiddrevne turbin og som reguleres basert på sanntidmåling av verktøyflaten; og

Det er et annet trekk ved en utføringsform av foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en aktivt regulert, retningsstyrt rotasjonsboranordning med en over-føringsmekanisme som forbinder bremsen med den borefluiddrevne turbin og sørger for passende avledning av energi ved hjelp av bremsen og samtidig tillater den borefluiddrevne turbin å arbeide ved en effektiv rotasjonshastighet for optimal generering av effekt.

I korthet oppnås de forskjellige formål og trekk ved foreliggende oppfinnelse gjennom tilveiebringelse av en aktivt regulert, retningsstyrt rotasjonsboreverktøy med en mansjett eller et hus som er direkte forbundet med en rotasjons-borestreng som drives av rotasjonsbordet i en borerigg. Selv om beskrivelsen er spesielt rettet mot et elektronisk energisert og aktivt regulert, styrbart rotasjonsboreverktøy, er det ikke meningen å begrense foreliggende oppfinnelse til dette. Denne oppfinnelse er like anvendbar på hydraulisk regulerte, styrbare rotasjonsboreverktøy og styrbare rotasjonsboreverktøy som innbefatter både elektroniske og hydrauliske reguleringstrekk. En borkroneaksel som det er koblet en borkrone til, er montert i mansjetten ved hjelp av en flerretnings-opplagring og er direkte roterbar ved hjelp av verktøymansjetten i bore-øyemed. En nedre seksjon av borkroneakselen rager ut fra den nedre ende av mansjetten og danner støtte for borkronen. Ifølge konseptet ved denne oppfinnelse, blir borkroneakselen motsatt rotert i forhold til verktøymansjetten om dens dreie-opplagring og holdes således rettet i en gitt retning, som skråner med en variabel vinkel i forhold til verktøyaksen og således tillater borkronen å bore en brønnboring langs en kurve som bestemmes av den valgte vinkel. En rett boring kan bores enten ved å sette vinkelen mellom borkroneaksel-aksen og verktøyaksen til null eller ved å rotere borkroneaksel-aksen om verktøyaksen med en annen frekvens. Vinkelen mellom aksen til borkroneakselen og aksen til borverktøymansjetten oppnås ved hjelp av en forskyvningsstamme som roterer motsatt i forhold til mansjetten og som holder borkroneaksel-aksens geostasjonær. Det styrbare rotasjonsborevektøy ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter en mekanisme som opereres nedihull for regulerbar endring av denne vinkel etter ønske med sikte på regulerbar styring av borkronen som roteres av verktøyet. Dreiemoment overføres fra verktøy-mansjetten til borkroneakselen direkte gjennom universal-leddet. Når mansjetten roteres ved hjelp av borestrengen, vil motstands-dreiemomentet Tres som virker mellom mansjetten og forskyvningsstammen og dens opplagringer, hvilket hovedsakelig skyldes friksjon, søke å rotere forskyvningsstammen sammen med mansjetten, slik at det bores et overmål-hull. For å hindre dette eller, nærmere bestemt, å holde borkroneakselen stasjonær til tross for mansjettens rotasjon, anvendes en elektrisk motor som drives av en slamdrevet turbin og vekselstrøms-generator som genererer tilstrekkelig effekt til å motvirke motstands-dreiemomentet. En elektrisk, hydraulisk eller mekanisk bremse anvendes for å motvirke effekten av samvirkningen mellom formasjonen og borkronen, hvilken sam-virkning kunne føre til et dreiemoment motsatt det styrbare rotasjonsboresystemets indre motstands-dreiemoment. Dessuten er motoren og bremsen servo-styrt for å sikre at verktøyflaten opprettholdes i nærvær av ytre forstyrrelser. Ettersom den alltid skal holdes geostasjonær, må forskyvningsstammen alltid bli trinnbart rotert (pivotally rotated) med en hastighet lik eller motsatt mansjettens rotasjonshastighet, i forhold til mansjetten. Ifølge en annen utførelsesform av denne oppfinnelse, er en boreflu idd revet turbin driftsmessig forbundet med den elektromagnetiske bremse. For å tillate turbinen å rotere med høyere hastigheter som er mer egnet for drift av en aksial turbin, anvendes en overføringsmekanisme som har en tannhjulsutveksling mellom turbinen og forskyvningsstammen slik at forskyvningsstammen roteres ved saktere hastighet og med høyere effekt for å oppnå geostasjonær posisjonering av borkroneakselen.

For å bedre fleksibiliteten til det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsbore-verktøy, har verktøyet evnen til selektivt å inkorporere mange elektroniske føle-, måle-, tilbakemelding- og posisjoneringssystemer. Et tredimensjonalt posi-sjoneringssystem hos verktøyet kan anvende magnetiske følere for avføling av jordens magnetfelt og kan anvende akselerometere og gyroskopiske følere for nøyaktig bestemmelse av verktøyets posisjon til enhver tid. For regulering vil det styrbare rotasjonsboreverktøy typisk være utstyrt med tre akselerometere og tre magnetometere. En enkelt gyroskopisk føler vil typisk være anordnet i verktøyet for å gi rotasjonshastighet-tilbakemelding og for å medvirke til å stabilisere forskyvningsstammen, selv om et antall gyroskopiske følere like gjerne kan anvendes uten å avvike fra ånden og rammen til denne oppfinnelsen. Signalbehandlings-systemet til elektronikken i verktøyet oppnår sann tid-posisjonsmåling mens verk-tøyet roterer og mens det roterer borkroneakselen og borkronen under boroperasjoner. Verktøyets følere og elektronikkbehandlingssystem sørger også for kontinuerlig måling av azimut-retningen og den virkelige skråvinkel etter hvert som boring skrider frem, slik at umiddelbare korreksjons-foranstaltninger kan bli tatt i sann tid, uten å nødvendiggjøre avbrytelse av boreprosessen. Verktøyet innbefatter en posisjonsbasert reguleringssløyfe som bruker magnetiske følere, akselerometere og gyroskopiske følere for å avgi posisjonssignaler for regulering av motoren og bremsen til verktøyet. Med hensyn til bremsing, bør man være klar over at den elektriske motor for drift av forskyvningsstammen også reguleres av verktøyets innvendige reguleringssystem for å gi en bremsefunksjon etter behov for å motvirke effekten av samvirkningen mellom formasjonen og borkronen som fører til et dreiemoment motsatt verktøyets indre motstands-dreiemoment. Også med hensyn til driftsmessig fleksibilitet, kan verktøyet innbefatte et måle under boring (MUB)-system for tilbakekopling eller-melding, fortrengningsmotor/turbin, gammastråle-detektorer, resistivitetslogging, densitet- og porøsitetslogging, sonisk logging, fremsyns- og kringsyns-instrumentering, skråvinkel ved borkrone-målingen, borkrone-rotasjonshastighet-måling, vibrasjon under motoren-følere, vekt på borkronen, dreiemoment på borkronen, borkrone-sidekraft, et myk-vekt-system med en truster som reguleres av verktøyet for maksimere boreffektivitet, en variabel diameter-stabilisator som reguleres av verktøyet, eller en slammotor-tømmeventil som reguleres fra verktøyet for å regulere borehastighet og dreiemoment. Verktøyet kan også omfatte andre måleanordninger som er nyttige for brønnboring og -komplettering.

Verktøyets konstruksjon tilføyer nedihull myk-dreiemoment innvendig for å minimere borkrone-slitasje og for å oppnå maksimal boreeffektivitet. Programvare anvendes i verktøyets driftsreguleringssystem-elektronikkfor å minimere stick-slip. Dessuten gir verktøyet mulighet for programmering av verktøyet fra overflaten for derved å opprette eller endre verktøy-azimut og skråvinkel og å opprette eller endre borkroneakselens bøyevinkel i forhold til verktøymansjetten. Elektronikk-minnet til verktøyets integrerte elektronikk er i stand til å opprettholde, utnytte og overføre en komplett brønnboringprofil og oppnå geostyringsevne nedihull, slik at det kan anvendes fra avspark-til forlenget rekkevidde-boring. Dessuten kan en fleksibel overgang anvendes med verktøyet for å frakople det styrbare rotasjons-boreverktøy fra resten av bunnhull-sammenstillingen og borestrengen og tillate navigering fra det styrbare rotasjonsboresystem.

I tillegg til andre føler- og måler-trekk ved denne oppfinnelse, kan det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboreverktøy også være forsynt med en induksjons-telemetrispole eller -spoler for overføring av logge- og boreinformasjon som innhentes under boreoperasjoner til MUB-systemet toveis gjennom den fleksible overgang, motoren, trusteren og andre måle-overganger. For induksjonstelemetri omfatter det styrbare rotasjonsboreverktøy typisk en induktor i verktøymansjetten. Verktøyet innbefatter også sendere og mottagere plassert med forutbestemt innbyrdes aksial avstand, for derved å bevirke forplantning av signaler over en forutbestemt avstand gjennom undergrunnsformasjonen nær brønnboringen og således måle dens resistivitet. Et slikt system er beskrevet i US-patent 5 594 343 som det herved henvises til.

Elektronikken til verktøyets resistivitetssystem er, i likhet med elektronikken til de forskjellige måle- og reguleringssystemer, istand til å rotere sammen med verktøyets rotasjonskomponenter og vil således også motstå virkningene av borestreng-rotasjon. Alternativt kan visse komponenter i det styrbare rotasjonsborverk-tøyets elektronikk-system være geostasjonært.

I den foretrukne utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse er en borefluiddrevet turbin koplet i drivforbindelse med en vekselstrømsgenerator for å ut-vikle elektrisk energi fra effekten til det strømmende borefluid. For optimal turbin-og vekselstrømsgeneratordrift kan en mekanisk overføring være innskutt mellom turbinen og generatoren. En elektrisk motor, som ikke er mekanisk sammenkoplet med turbinen eller generatoren, har sin elektriske tilførselsinngang forbundet med generatorens elektriske utgang, idet et elektrisk reguleringssystem befinner seg i sammenstillingen med motoren for styring av driften av denne. Dessuten har en bremse som ikke er mekanisk sammenkoplet med turbinen eller generatoren tilgjengelig for å holde borkroneaksel-aksen geostasjonær når formasjonsfriksjons-effekten dominerer. Motorens rotasjonsutgang brukes til å drive det styrbare rotasjonsboreverktøyets geostasjonære stamme, slik at turbin og generator-drift ikke direkte kan interferere med drift av motoren og borkroneaksel-orienterings-kontrollen. Med sikte på mekanisk effektivitet, anvender borkroneaksel-posisjo-neringssystemet ifølge den foretrukne utførelse, en universal-borkroneaksel-opplagring som anvender kuler og ringer som danner et kroklignende ledd som gir borkroneakselen både effektiv opplagring i aksial-retningen og dreiemoment og minimerer samtidig friksjon ved universal-leddet. Universal-leddets friksjon blir også minimert ved å sikre nærvær av smøreolje rundt dets komponenter og ved å utelukke borefluid fra universal-leddet som tillater betydelig syklisk styreregu-leringsbevegelse av borkroneakselen i forhold til verktøy-mansjetten etter hvert som boring skrider frem. Istedenfor universal leddet av kule- og ringetypen, kan universal-leddet ha form av et ledd av rille- typen eller et universal-ledd som innbefatter riller og ringer.

Det styrbare rotasjonsboreverktøyets elektriske motor drives ved hjelp av elektrisk strøm som genereres av borefluidstrømning gjennom en turbin. For å styre det elektriske effekt uttak kan turbinen ha variabel virkningsgrad, hvilket oppnås ved å bevege statoren i forhold til rotoren. Turbinen kan også ha flere trinn eller den kan være utstyrt med bremsing så som ved hjelp av en resistor-belastning.

Slik at en måte hvorved de ovenfor angitte trekk, fordeler og formål ved foreliggende oppfinnelse oppnås skal bli forstått i detalj, kan man få en nærmere beskrivelse av den ovenfor kort oppsummerte beskrivelse, med henvisning til den foretrukne utførelsesform av denne som er vist i de medfølgende tegninger, hvilke tegninger inngår som en del herav.

I tegningene:

Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon som viser en brønn som bores i henhold til den foreliggende oppfinnelse og viser avvik av det nedre parti av brønnboringen ved hjelp av det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem og fremgangsmåte herav; Fig. 2 er en skjematisk illustrasjon som viser en brønn under boring ved hjelp av det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem og fremgangsmåte herav; og under anvendelse av en slammotor i rotasjonsborestrengen, plassert over det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem, og idet det styrbare boresystemets verktøy-mansjett rotereres med en hastighet som er forskjellig fra borestrengens rotasjonshastighet; Fig. 3 er en skjematisk illustrasjon lik den i fig. 2, og viser slammotoren plassert under det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem og med direkte rotasjon av borkronen med den hastighet som er forskjellig fra borestrengen; Fig. 4 er en skjematisk illustrasjon som viser en en truster plassert i borestrengen umiddelbart over det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem for regulering av vekt på borkrone mens borerotasjonshastighet og -dreiemoment reguleres av det styrbare rotasjonsboresystem; Fig. 5 er en skjematisk illustrasjon som viser en truster plassert i en borestreng umiddelbart under det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem; Fig. 6 er en skjematisk illustrasjon som viser en truster plassert i en borestreng umiddelbart under en slammotor og tilkoplet over det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem og anordnet for rotasjon av det styrbare rotasjonsboresystem med en rotasjonshastighet som er forskjellig fra borestrengens rotasjonshastighet; Fig. 7 er en skjematisk illustrasjon som viser en truster plassert i en borestreng umiddelbart over en slammotor og med slammotoren plassert over det aktivt regulerte, styrbare styrbare rotasjonsboresystem; Fig. 8 er en skjematisk illustrasjon som viser det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem plassert i en borestreng og viser en slammotor tilkoplet under det styrbare rotasjonsboresystem og en truster som er tilkoplet under slammotoren slik at slammotoren gir støtte for borkronen; Fig. 9 er en skjematisk illustrasjon som viser det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem plassert i en borestreng og viser en truster tilkoplet under det styrbare rotasjonsboresystem og viser også en slammotor som er tilkoplet under trusteren og bærer borkronen; Fig. 10 er en skjematisk illustrasjon av det styrbare rotasjonsboresystem ifølge foreliggende oppfinnelse, med en fleksibel overgang innkoplet i borestrengen dermed og viser bøyning av den fleksible overgang; Fig. 11 er en skjematisk illustrasjon av det styrbare rotasjonsboresystem ifølge fig. 10 og viser den fleksible overgangens rettlinjede tilstand; Fig. 12 er en skjematisk illustrasjon i lengdesnitt, som viser et aktivt regulert, styrbart rotasjonsboresystem som representerer den foretrukkede utførelses-form av den foreliggende oppfinnelse og som har en turbindrevet vekselstrøms-generator hvis elektriske utgangsstrøm utnyttes til å drive en elektrisk motor som har en motor-utgangsaksel driftsmessig forbundet med en flerretnings-borkroneaksel-opplagring og posisjoneringsmekanisme for å holde borkroneakselens lengdeakse geostasjonær og igjen forutbestemt vinkel i forhold til verktøy-mansjettens rotasjonsakse; Fig. 13 er en skjematisk illustrasjon i snitt, som viser en turbin som kan anvendes for turbinene i fig. 12 og 14, og viser turbinstator-posisjonering i forhold til rotoren for regulering av turbinens virkningsgrad og effekt-utgang; Fig. 14 er et skjematisk lengdesnitt av et aktivt regulert, styrbar rotasjonsboresystem og representerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse og viser en turbin som er driftsmessig forbundet med en vekselstrøms-generator, idet turbinen og generatoren befinner seg i den samme seksjon av vektøymansjetten som motoren, forskyvningsstammen og borkroneakselen og viser dessuten en mekanisme som gir dreieopplagring i alle retninger i verktøy-mansjetten for borkroneakselen; Fig. 15 er et skjematisk lengdesnitt av et aktivt regulert, styrbar rotasjonsboresystem som representerer en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse og viser en turbin som er driftsmessig forbundet med en tannhjulskasse via en turbin-drivaksel som strekker seg gjennom boresystemets elektronikk, følere og bremseseksjon og med tannhjulskassens utgang driftsmessig forbundet med en forskyvningsstamme for å oppnå geostasjonær posisjonering av aksen til en borkroneaksel; Fig. 16 er et delvis lengdesnitt som viser en ytterligere alternativ utførelses-form av foreliggende oppfinnelse og viser et styrbart rotasjonsboreverktøy med et hydraulisk drevet system for orientering av verktøyets borkroneaksel under boroperasjoner; Fig. 17 er et lengdesnitt som viser det nedre parti av det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem ifølge fig. 12 mer detaljert; Fig. 18 er et lengdesnitt som viser det øvre parti av det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem ifølge fig. 12 mer detaljert; Fig. 19 er et tverrsnitt langs linjen 19-19 i fig. 17; Fig. 20 er et tverrsnitt langs linjen 20-20 i fig. 18; Fig. 21 er et delvis tverrsnitt av en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, og viser et universal-ledd av en rille-type for opplagring av borkroneakselen i alle retninger i verktøymansjetten og for å overføre driv-rotasjon til borkroneakselen for rotasjon av borkronen; Fig. 22A er en skjematisk illustrasjon i tverrsnitt, som viser borkroneaksel-posisjoneringsringene relativt posisjonert for rettlinjet boring og viser sammenfallende lengdeakser for borkroneakselen og verktøymansjetten for null-vinkling av borkroneakselen; Fig. 22B er et snitt langs linjen 22B-22B i fig. 22A og viser det koaksiale forhold til borkroneaksel-posisjoneringsringene for rettlinjet boring; Fig. 22C er en skjematisk illustrajson i tverrsnitt, som viser borkroneaksel-posisjoneringsringene plassert i posisjoner for maksimal forskyvning og således maksimal sideposisjonering av borkroneakselens senterlinje for maksimal vinkling av borkroneakselen i forhold til verktøymansjetten; Fig. 22D er et snitt langs linjen 22D-22D i fig. 22C, og viser borkroneaksel-posisjoneringsringenes forskjøvne aksial-forhold for maksimal forskyvning og således boring ved maksimal krumningshastighet; Fig. 23 er en skjematisk blokkdiagram-illustrasjon som viser regulerings-oppbyggingen av den foretrukkede utførelsesform av det styrbare rotasjonsboresystem ifølge foreliggende oppfinnelse, og viser konseptet med turbindrevet bremsing og bremseregulering med sikte på styring av borkronen som orienteres av verktøyet; Fig. 24 er en skjematisk blokkdiagram-illustrasjon som viser regulerings-oppbyggingen av en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, med en borefluid-drevet turbin og bremse for regulering av borkrone-posisjonering i forhold til verktøymansjetten og en posisjonssignal-påvirkbar bremseregulatorfor regulering av bremsen og for regulering av turbin-virkningsgraden; og Fig. 25 er et tverrsnitt langs linjen 25-25 i fig. 21, og viser en rillet drivforbindelse mellom borkroneakselen og boreverktøymansjetten.

Idet det nå vises til tegningene og først til fig. 1, er det vist en brønnboring 10 som bores ved hjelp av en rotasjons-borkrone 12 som er tilkoplet ved den nedre ende av en borestreng 14 som strekker seg oppad til overflaten der den drives av rotasjonsbordet 16 i en typisk borerigg (ikke vist). Borestrengen 14 innbefatter typisk et borerør 18 med en eller flere vektrør 20 innkoplet med sikte på å påføre vekt på borkronen 12. Brønnboringen 10 er vist å ha en vertikal eller hovedsakelig vertikal øvre seksjon 22 og en avvikende, buet eller horisontal nedre seksjon 24 som bores under kontroll av et aktivt regulert, styrbart rotasjonsbore-verktøy generelt vist ved 26, som er konstruert i samsvar med foreliggende oppfinnelse. For å fremskaffe den fleksibilitet som er nødvendig i den buete seksjon 24 av brønnboringen 10, kan en nedre seksjon av borerør 28 benyttes til å for-binde vektrørene 20 med boreverktøyet 26, slik at vektrørene vil forbli i den vertikale seksjon 22 av brønnboringen 10. Den nedre seksjon 24 av brønn-boringen 10 vil ha avveket fra den vertikale seksjon 22 ved hjelp av boreverktøyets 26 styreaktivitet i samsvar med de her angitte prinsipper. Som vist ved 28 i fig. 1, kan borestrengen, umiddelbart nær det styrbare rotasjonsboreverktøy, innbefatte en fleksibel overgang, og som vist i fig. 10 og 11, som kan gi det styrbare rotasjonsboresystem forbedret bore-nøyaktighet. I samsvar med den vanlige praksis, blir borefluid eller "-slam" sirkulert ved hjelp av overflatepumper ned gjennom borestrengen 14 der den strømmer ut gjennom dyser som er anordnet i borkronen 12 og tilbake til overflaten gjennom et ringrom 30 mellom borestrengen 14 og veggen til brønnboringen 10. Som nærmere beskrevet nedenfor, er det styrbare rotasjonsboreverktøy 26 konstruert og innrettet til å bringe borkronen 12 til å bore langs en buet bane som er bestemt ved boreverktøyets 26 kontroll-innstillinger. Vinkelen til borkroneakselen som bærer borkronen 12 i forhold til boreverktøyets 26 rørformete mansjett opprettholdes selv om borkronen og boreverktøyet roteres ved hjelp av borestrengen 14, for derved å bevirke at borkronen styres for boring av en awiks-brønnboring. Styring av borverktøyet avstedkommes selektivt med hensyn til skråvinkel og meed hensyn til azimut, dvs. venstre og høyre. Dessuten kan det styrbare boreverktøyets 26 innstillinger endres etter ønske for å bringe borkronen til selektivt å endre banen til brønn-boringen som bores for derved å rette awiksbrønnboringen for presisjonsstyring av borkronen og således presisjonskontroll eller -regulering av brønnboringen som bores.

Fig. 2 og 3 er skjematiske illustrasjoner som viser det styrbare rotasjonsboresystem ifølge foreliggende oppfinnelse anbrakt i en brønnboring 10 som bores og viser dessuten en fremgangsmåte for boring der en slammotor M anvendes i rotasjonsborestrengen, enten over det styrbare borevektøy som vist i fig. 12, eller under det styrbare borevektøy som vist i fig. 3. Dette særegne arrangement tillater rotasjon av borestrengen 14 med ønsket rotasjonshastighet og rotasjon av slammotor-utgangen med en annen rotasjonshastighet for å gi optimal borekarakteristika uten å føre til for stor utmatting av borestrengen. Når det styrbare rotasjonsboresystem ifølge foreliggende oppfinnelse koples direkte til borestrengen, er borkronens hastighet den samme som borestrengens hastighet. Dette begrenser borkronens maksimale rotasjonshastighet, ettersom forhøyet rotasjonshastighet av borestrengen kunne begrense borestrengens effektive levetid på grunn av utmatting. Når slammotoren M i fig. 2 og 3 kjøres i kombinasjon med det styrbare rotasjonsboresystem, kan boreriggens rotasjonsbord settes ved en optimal rotasjonshastighet for borestrengen og slammotoren vil kunne tilføye rotasjonshastighet til borkronen som drives av slammotor-utgangen. Rotasjonsbordet kan drives med en rotasjonshastighet på for eksempel 50 omdreininger pr. minutt, for å gjøre det mulig å bryte friksjonen mellom borehullet og borestrengen, en rotasjonshastighet som ikke vil bregrense borestrengens effektive levetid på grunn av utmatting, mens borkronens rotasjonshastighet kan økes ved hjelp av slammotoren for å gi bedre borekarakteristika og derved muliggjøre boring med utvidet rekkevidde. Det styrbare rotasjonsboresystem kan drives ved slammotorens regulerte rotasjonshastighet når det befinner seg under slammotoren og kan roteres ved borestreng-hastighet hvis det er koplet direkte til borestrengen. Hvis slammotoren befinner seg under det styrbare rotasjonsboreverktøy, blir dens rotasjonsutgang overført direkte til borkronen. Styrekarakteristika under boring vil ha større presi-sjon når slammotoren er plassert over det styrbare rotasjonsborevektøy av den grunn at avstanden fra det styrbare rotasjonsboreverktøy til borkronen er en hoved-reguleringsfaktor med hensyn til styringspresisjon.

Det skal bemerkes at det styrbare rotasjonsboresystem ifølge foreliggende oppfinnelse kan innkoples i en borestreng i tilknytning til andre boreverktøy så som slammotorer, som ovenfor beskrevet, for regulering av rotasjonshastighet og dreiemoment, og trustere for regulering av vekt på borkrone. Dessuten kan arrangementet av disse komponenter i en borestreng velges av borepersonell i henhold til et bredt spekter av karakteristika, så som trangheten til den buete brønnboring-seksjon som bores, karakteristikaene til formasjonen som bores, beskaffenheten til boreutstyret som anvendes for boring, og den dybde hvorved boring finner sted. Den skjematiske illustrasjon på fig. 4 viser det styrbare rotasjonsboreverktøy 26 innkoplet i borestrengen 14 sammen med en borefluid-drevet truster T, som er anordnet for regulering av vekt på borkrone. Trusteren står hovedsakelig av et hydraulisk styrt stempel, idet den nedre del av bunnhull-sammenstillingen er forbundet med stemplet. Koplingen 27 mellom det styrbare rotasjonsboreverktøy 26 og trusteren T kan være en enkel rørkopling, eller en verktøyseksjon som tillater integrering av regulerings-trekkene, -elektronikken, -hydraulikken, eller en kombinasjon av elektronikk- og hydraulikk-reguleringer, mellom det styrbare rotasjonsboreverktøy og trusteren. Om ønskelig kan koblingen 27 ha form av den fleksible overgang vist i fig. 10 og 11. Som vist i fig.

5, er en truster T innkoplet under det styrbare rotasjonsboreverktøy 26 og denne kan plasseres i vinkel i forhold til boreverktøyets 26 mansjett ved å justere posisjonen til verktøyets borkroneaksel. I dette tilfelle gir borkroneakselen støtte for trusteren mens trusteren gir støtte for borkronen samtidig som den regulerer vekt på borkrone. Som vist i fig. 6, er arrangementet av det styrbare rotasjonsboresystem 26 og trusteren T som vist i fig. 4. Dessuten er en slammotor M koplet til borestrengen 14 over trusteren for derved å besørge rotasjon av trusteren og mansjetten til det styrbare rotasjonsboreverktøy med den rotasjonshastighet som er forskjellig fra borestrengens rotasjonshastighet, og samtidig regulere vekt på borkronen. Den skjematiske illustrasjon ifølge fig. 7 viser en slammotor M som er tilkoplet over det styrbare rotasjonsborevektøy 26 og viser en truster T innkoplet i borestrengen 14 over slammotoren. Om ønskelig kan koplingen mellom enten det styrbare rotasjonsboreverktøy og slammotoren eller mellom slammotoren og trusteren eller begge utgjøres av en fleksibel overgang av den art som er angitt i fig. 10 og 11. Fig. 8 viser det styrbare rotasjonsboreverktøy innkoplet i borestrengen 14 og med en slammotor M koplet til verktøyet geostasjonære borkroneaksel og således utsatt for vinkelstilling i forhold til verktøymansjetten sammen borkroneakselen. En truster T er anbrakt under slammotoren M for å bære borkronen og for å regulere vekt på borkronen. Trusteren T er plassert i forhold til mansjetten til det styrbare rotasjonsboreverktøy 26 ved hjelp av slammotorens M utgangsaksel og slammotoren er plassert for regulert styring ved hjelp av det styrbare rotasjonsboreverktøyets borkroneaksel. Den skjematiske illustrasjon på fig. 9 viser det styrbare rotasjonsboreverktøy 26 innkoplet i borestrengen 14 og med den truster T opplagret og orientert ved hjelp av borkronen i forhold til verktøymansjetten. En slammotor M er plassert under trusteren slik at dens utgangsaksel både bærer og driver borkronen. Borkronen styrer således av det styrbare rotasjonsboreverktøy og blir rotasjonsdrevet ved hjelp av både rotasjonshastigheten til borestrengen og rotasjonshastigheten til slammotor-utgangsakselen. Dette gjør det mulig å rotere borkronen med en hastighet som er større enn eller lik borestrengens rotasjonshastighet, samtidig som vekt på borkrone kontrolleres av trusteren.

Som skjematisk vist i fig. 9, kan trusteren T være utstyrt med en reguleringsventil D1 i sin fluid-krets mens en reguleringsventil D2 kan være anordnet i slammotorens M fluid-krets. Disse reguleringsvenner blir selektivt posisjonert av reguleringskretsen til det styrbare rotasjonsboresystem, skjematisk antydet med linjen C, tillater således integrering av trusteren og/eller slammotoren i reguleringssystemet til det styrbare rotasjonsboresystem. På denne måte blir slammotoren og trusteren utsatt for tilbakekoplings-påvirkbar regulering på samme måte som det styrbare rotasjonsboresystemet. Reguleringsventilen D2 i slammotoren M kan reguleres ved hjelp av det styrbare rotasjonsboresystem for å regulere rotasjonshastigheten til slammotorens utgangsaksel og derved regulere dreiemoment ved borkronen. Trusterens reguleringsventil D1 blir selektivt posisjonert av reguleringssystemet til det styrbare rotasjonsboresystem for å regulere vekt på borkrone. Således sørger det styrbare rotasjonsboresystem ifølge foreliggende oppfinnelse for effektiv styring av borkronen og for forbedrete borekarakteristika ved effektiv regulering av dreiemoment på borkronen og regulering av vekt på borkronen for derved å begunstige høy awiksboring.

Fig. 10 og 11 viser en borkrone 14 med et aktivt regulert, styrbart rotasjonsboresystem 26 som er innkoplet i denne for styring av en borkroneaksel med en tilkoplet borkrone 12. Borestrengen 14 innbefatter også en slammotor M for øking av borkronens 12 rotasjonshastighet og en fleksibel overgang 28 som har til oppgave å forbedre presisjonen ved styringen som oppnås ved hjelp av det styrbare rotasjonsboresystem. Den fleksible overgang 28 besørger også selektiv fråkopling av det styrbare rotasjonsboresystem fra borestrengen for derved å øke dennes styreevne.

I fig. 12, 14 og 15 er det ved 26 vist et aktivt regulert, styrbart rotasjonsboresystem som er konstruert i samsvar med den foreliggende oppfinnelsens prinsipper, som ovenfor nevnt, og representerer den foretrukkede utførelsesform. Det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem 26 har en rørformet mansjett eller hylse 32 som ved sin øvre ende danner en innvendig gjenget seksjon 34 som gjør det mulig å kople den direkte til den fleksible overgang 28 eller til den roterende utgangsakselen til en slammotor og truster, avhengig av den måten hvorved det styrbare boreverktøy 26 skal anvendes. Idet det henvises til den alternative utførelsesform ifølge fig. 14, er det innenfor det øvre parti av mansjetten 32 anordnet et elektromagnetisk induksjonssystem 36 og et elektrisk ledningskommunikasjonsledd 38 for å sørge for kommunikasjon av signaler fra det styrbare rotasjonsboreverktøy 26 til et oppihull MUB-system for tilbakesending av nedihull-data til overflaten i sann tid og for å lette kommunikasjon av reguleringssignaler fra borereguleringsutstyr ved overflaten til verktøyet under boroperasjoner. Mansjetten 32 danner også en elektronikk- og føler-bæreseksjon 40 med forskjellig følerutstyr i. Bæreseksjonen 40 kan danne en holder 42 i hvilken det er plassert et magnetometer, akselerometer, og gyroskopisk føler med evne til å avgi elektroniske utgangssignaler som utnyttes dynamisk for styring av verktøyet. Et antall elektroniske komponenter i det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem 26 kan også inngå i elektronikk- og føler-bæreseksjonen 40. For eksempel kan et formasjonsresistivitet-målesystem 41 være plassert i mansjetten 32 for rotasjon sammen med mansjetten og vil innbefatte vertikalt, med innbyrdes avstand anordnet sendere og mottakere for å muliggjøre elektromagnetiske signaler for bestemmelse av formasjonsresistivitet. Fremgangsmåten og an-ordningen for måling av resistivitet hos jordformasjonen som bores, og å gjøre dette mens rotasjonsboreoperasjoner foregår, kan hensiktsmessig være av en slik form som er angitt i US patent 5,594,343 som det herved henvises til. Anord-ningen og elektronikken til resistivitetsmålesystemet kan rotere med mansjetten 32, eller det kan rotere med andre komponenter av det aktivt regulerte rotasjons-boreverktøy. Systemet for resistivitetsmåling kan også være fysisk beliggende ved hvilket som helst annet ønsket sted i verktøyet 26 etter ønske, for å forbedre fremstilling eller bruk av det styrbare rotasjonsboresystem. Forskjellige andre føle-og målesystemer kan også inngå i elektronikk- og føler-bæreseksjonen 40, innbefattende for eksempel et gammastråle-målesystem eller et sonisk imaginerings-system. Boreverktøyet 26 kan også innbefatte rotasjonshastighet-følerutstyr, borkroneaksel-vibrasjonsfølere og lignende. Dessuten kan elektroniske data-behandlingssystemer også inngå i verktøyets elektronikkpakke for å motta og behandle forskjellige inndata til denne og frembringe utgangssignaler som benyttes for styringsregulering og for regulering av andre faktorer som påtreffes under brønnboring. Elektronikkdata-behandlingssystemene kan være selektivt plassert i verktøyet slik at de kan roteres sammen med verktøymansjetten eller roteres motsatt i verktøymansjetten sammen med borkroneakselen og dens driftskomponenter.

Som vist i fig. 12 og 14 er det, umiddelbart over eller under elektronikk- og føler-bæreseksjon 40, anordnet en fluiddrevet turbinmekanisme generelt vist ved 48 med en stator 50 som fortrinnsvis er anordnet i fast forhold til rørmansjetten 32 og en rotor 52 som er montert for rotasjon i forhold til statoren 50. Som vist i fig. 13 er rotorens 52 og statorens 50 relative posisjoner justerbare, den ene eller andre eller både rotoren og statoren kan utsettes for posisjonsreguleringsbevegelse, med den hensikt regulertbart å variere turbinens 48 virkningsgrad og således utgangseffekt. Rotoren 52 er utstyrt med en turbin-utgangsaksel 54 som er anordnet i driftsmessig forhold til en vekselstrømsgenerator 56 via en overføring 58. Ettersom turbin-utgangsakselen 54 er driftsmessig forbundet med overføringen 58, kan turbinvirkningsgrad-reguleringen oppnås ved å montere statoren 50 slik at den regulerbart kan beveges ved hjelp av borestystem-elektronikken som reaksjon på turbinens utgangseffekt-behov. Turbinen kan også bremses elektrisk for å begrense dens frie spinn, for derved å øke den tilgjengelige effekt fra turbinen. Varmen som utvikles under slik elektrisk bremsing vil bli effektivt avledet av borefluidet som strømmer gjennom verktøyet. Borefluid-strømmen gjennom verktøyet virker også til å avkjøle verktøyets forskjellige innvendige komponenter, så som elektronikkpakken, vekselstrømsgeneratoren og borkroneaksel-posisjonerings-motoren. I én utføringsform av foreliggende oppfinnelse virker generatoren 56, som vist i fig. 14, som motstand mot turbin-utgangseffekt og p.g.a. dens motstand, utnyttes generatoren 56 som en elektromagnetisk bremse. I samsvar med den foretrukne utføringsform av denne oppfinnelse, er generatoren 56 utstyrt med en overføringsmekansime 58 som tillater turbinen 48 å arbeide med optimal rotasjonshastighet for effektiv drift av generatoren. Generatoren 56 avgir en elektrisk utgangseffekt som er elektrisk forbundet med den elektriske motorens 60 drifts- og reguleringskrets, slik at den elektriske energi som genereres av den turbindrevne generatoren 56 anvendes til å drive den elektriske motor 60.

Rotasjonsutgangen fra en tannhjulskasse eller utveksling 61 som drives av den elektriske motor 60 er driftsmessig forbundet med en forskyvningsstamme 62 som drives rotasjonsmessig av den elektriske motoren 60 innvendige rotor, og til hvilken det er festet et rotasjons-drivhode 64 med en eksentrisk plassert posisjoneringsholder 66 i som opptar en ende 68 av en borkroneaksel 70. Forskyvningsstammen 62 og rotasjons-drivhodet 64 roterer motsatt mansjettens 32 rotasjon for å holde borkroneakselens 70 akse geostasjonært under boring. Borkroneakselen 70 er montert for rotasjon i rørmansjetten 32 mellom dens ender for bevegelse i alle retninger om et dreie-tapp-lignende universalledd 72 som fortrinnsvis er av den kule-dreieutforming og -funksjon som er vist i fig. 17 og 19 og beskrevet nedenfor, og kan om ønskelig, være av rilleutformingen vist i fig. 21 og 25, som også er nærmere beskrevet nedenfor. Visse komponenter av elektronikk-databehandlingssystemene kan være plassert geostasjonært i rotasjonsdrivhodet 64. For eksempel kan akselerometerne, de magnetiske følere og gyroskopisk føler være anbrakt i rotasjonsdrivhodet 64. En helnings- eller skråvinkelføler er plassert på rotasjonsdrivhodet 64 for derved å fremskaffe en måling som angir drivhodets posisjon i borehullet.

For å muliggjøre nøyaktig nedihullstyring av det styrbare rotasjonsboresystem, oppretter den nøyaktige posisjon av boreverktøyets rotasjonskomponenter en kjent posisjonsindeks hvorfra styrekorrigering bestemmes. Som slike, er det ønskelig at posisjonsindikeringsfølerne anbringes i geostasjonært forhold til borkroneakselens rotasjons-drivsystem. Følgelig kan forskyvningsstammens 62 rotasjonsdrivhode 64 være utstyrt med forskjellige posisjonsindikatorer, så som akselerometere, magnetometere, og gyroskopiske følere som er anordnet i fast forhold til rotasjonsdrivhodet 64 eller hvilken som helst annen komponent som roterer sammen med dette. Disse posisjonsindikeringskomponenter eliminerer behovet for presisjonsplassering av borestrengen og mansjetten 32 til det styrbare rotasjonsboresystemet 26 etter hvert som boreoperasjonen skrider frem og letter sanntid-posisjonssignal-tilbakekobling til boresystemets signalbehandlingspakke, slik at sporingskorrigeringer kan utføres automatisk ved hjelp av det styrbare rotasjonsboresystemets reguleringssystem for å opprettholde ønsket bane for borkronen.

I den skjematiske illustrasjon på fig. 14, er en alternativ utføringsform av foreliggende oppfinnelse vist generelt ved 26A, der like komponenter, sammenlignet med utføringsformen ifølge fig. 12, er vist med like henvisningstall. Det skal bemerkes at hovedforskjellen mellom utføringsformen ifølge fig. 12 og 14 er plasseringen av turbinen 48 og generatoren 56 i forhold til det styrbare rotasjonsboresystemets 26 elektronikk- og føler-bæreseksjon 40.1 den rørformede verktøymansjetten 32 som vist i fig. 14, er elektronikk- og føler-bæreseksjonen 40 plassert over turbinen 48. Statoren 50 og rotoren 52 til turbinen 48 på fig. 14 kan være relativt justerbare, med statoren 50 fortrinnsvis lineært bevegelig i mansjetten 32 i forhold til rotoren 52 for justering av virkningsgraden og følgelig utgangseffekten til turbinen. Turbin-utgangsakselen 54 er driftsmessig forbundet med en vekselstrømsgenerator 56 som kan ha en overføring 58 som virker til at turbinen og generatoren løper med passende hastigheter for optimalt utgangs-dreiemoment. Varmen som utvikles av motordrift og bremsing og av system-elektronikken, vil kontinuerlig bli avledet av borefluidet som kontinuerlig strømmer gjennm det styrbare rotasjonsboresystem. Generatoren 56 driver en elektrisk motor 60. Den elektriske motorens 60 utgangsaksel virker som en forskyvningsstamme 62 og er utstyrt med et rotasjons-drivhode 64 med en posisjoneringsholder 66 som ligger eksentrisk i dette og opptar borkroneakselens 70 drevne ende 68 for rotasjon av borkroneakselen om dens universalledd-opplagring 72 på den ovenfor beskrevne måte i forbindelse med den foretrukne utføringsform i fig. 12. Når det gjelder flerretnings- eller universalledd-opplagringen 72 for borkroneakselen 70, skal man huske på at flerretnings- eller universal-opplagringen kan være av kuletypen som vist i fig. 17 og 19, eller av rilletypen som vist i fig. 21 og 25.

I den skjematiske illustrasjon på fig. 15, er en annen alternativ utføringsform av foreliggende oppfinnelse generelt vist ved 26B, der like komponenter, sammenlignet med utføringsformen ifølge fig. 12, også er vist med like henvisningstall. Det styrbare rotasjonsboresystem 26B innbefatter en langstrakt, rørformet verktøy-mansjett 32 som er innrettet for tilkobling til en borestreng eller rotasjonskomponenter i en borestreng, slik at verktøymansjetten 32 roteres under brønnbore-operasjoner. I verktøymansjetten 32 er en turbin, generelt vist ved 48, montert og omfatter en rotor- og statorenhet, idet rotoren drives av borefluidstrømning 49 gjennom verktøymansjetten. Som skjematisk vist, er elektronikken og følerne og bremsemekanismen 35 til det styrbare rotasjonsboresystem festet i verktøy-mansjetten 32 ved hjelp av monteringselementer 33, slik at det finnes et ringrom 37 som danner en strømningsbane som borefluid kan strømme gjennom. Varme som utvikles i elektronikken og følerne og bremsemekanismen 35 under drift, føres bort av borefluidet som kontinuerlig strømmer gjennom det styrbare rotasjonsboresystem 26B. Turbinrotoren gir driv-rotasjon til en drivaksel som roteres med en hastighet som er optimal forturbin-operasjon, men likevel typisk for stor for forskyvningsstamme- og borkroneaksel-rotasjon og har et utgangs-dreiemoment som er utilstrekkelig for geostasjonær posisjonering av borkroneakselens akse. Følgelig har en tannhjulsutveksling 39, som også er sentralt montert i verk-tøymansjetten 32, sin inngangsmekanisme koblet til turbin-drivakselen og har sin utgang koblet for å gi driv-rotasjon til en forskyvningsstamme 62. Forskyvningsstammen 62 er, på samme måte som vist i fig. 14, utstyrt med et rotasjons-drivhode 64 som danner en eksentrisk posisjoneringsholder 66 som opptar den øvre ende 68 av en universal-roterbar borkroneaksel 70. Borkroneakselen 70 er montert i verktøymansjetten 32 ved hjelp av et universalledd 72 på samme måte og i samme hensikt som ovenfor beskrevet.

Idet det nå henvises til fig. 16, skal man huske på at rammen til foreliggende oppfinnelse er ment å omfatte styrbare rotasjonsboreverktøy som har hydraulisk drevet forskyvningsstamme-rotasjonsregulering og borkrone-posisjoneringsregulering, samt turbin/generator-drevet motorregulering som angitt i utføringsformene ifølge fig. 12 og 14. Som vist i fig. 16, er en turbin 48 montert i verktøymansjetten 32 og innbefatter en stator 50 og rotor 52, hvor rotorens utgangsaksel 54 er driftsmessig koblet til en hydraulikkpumpe 53. Turbinen 48 kan være montert i verktøymansjetten 32 over elektronikk- og føler-bæreseksjonen 40 som vist, eller under denne seksjon. En hydraulikkmotor 55 er montert i verktøy-mansjetten 32 og drives av hydraulikk-trykkfluid fra pumpen 53 for drift av for-skyvninsstammen 62. Om ønskelig kan hydraulikkmotoren 55 innbefatte et bremsesystem eller være kombinert med et bremsesystem, for å virke som en motor og bremse på en måte og for den hensikt som her beskrevet. Dessuten kan hydraulikkmotorens 55 rotasjonsutgang endres ved hjelp av en tannhjulskasse 57 for derved å tilveiebringe den ønskede rotasjonshastighet og effekt for effektiv styring under boring.

I fig. 17 og 18 er mekanismen for det aktivt regulerte, styrbare rotasjons-boreverktøy 26 i fig. 12 vist detaljert og representerer den foretrukne utføringsform av denne oppfinnelse. I den nedre ende av den rørformede verktøymansjett 80 er det anordnet en borkroneaksel-støtteholder 82 som avgrenses av en rørformet

forlengelse 84 av verktøymansjetten 80. I holderen 82 er det en rørformet hylse 86 med en trykkring 90 som er fjærbelastet mot en borkroneaksel-rotasjonsring 94 og

danner et sfærisk flatesegment 92. Borkrone-rotasjonsringen 94 er plassert rundt borkroneakselen 96 og danner et motsvarende sfærisk flatesegment 98 som står i lagerforbindelse med trykkringens 90 sfæriske flatesegment 92, for derved å bringe trykkringen 90 til å overføre trykk-kraft fra borkroneaksel-rotasjonsringen 94 til den rørformede verktøymansjetten 80 og samtidig tillate borkroneakselen å dreie om dreiepunktet 99 som det sfæriske flatesegmentet 92 er generert rundt. En i segmenter oppdelt holder 97 er anordnet i et sirkulært holderspor 101 i borkroneakselen 96 og er festet i det sirkulære holderspor 101 ved hjelp av en overliggende, sirkulær seksjon av borkroneaksel-rotasjonsringen 94. En andre trykkring 100 er anbrakt rundt borkroneaksien 96 og danner et sfærisk flatesegment 106 som i sin tur er sentrert rundt dreiepunktet 99, idet den vender i samme retning som trykkringens 90 sfæriske flatesegment 92. Den andre trykkringen 100 danner en plan, trykkoverførende skulderflate 102 som ligger trykkoverførende an mot borkroneaksel-rotasjonsringen 94 og med den seg-menterte holderen 97. En andre borkroneaksel-rotasjonsring 104 er plassert rundt borkroneaksel 96 og danner et sfærisk flatesegment 107 som er konsentrisk med det sfæriske flatesegment 98 og er anordnet i trykk-kraft-overførende anlegg mot trykkringens 100 sfæriske flatesegment 106, for derved å tillate rotasjon av borkroneakselen 96 om dreiepunktet 99 som begge de sfæriske flatesegmenter 92 og 106 er generert om. Borkroneaksel-rotasjonsringen 104 holdes i anlegg mot trykkringen 100 ved hjelp av en fjær som posisjoneres ved hjelp av en første kule-holderring 108. Trykkringene 90 og 100 kan endre plassering og diametere i forhold til dreiepunktet 99.

Kjeden av trykkringer mellom verktøymansjetten 80 og borkroneakselen 96 er en foretrukket utføringsmekanisme som virker til å overføre aksialkrefter fra verktøymansjetten 80 til borkroneakslen 96, og til å oppta borkroneakselen 96 aksialt og radialt i aksel-støtteholderen 82. Denne toveis-kraftoverføringsutførelse gjør at borkroneakselen 96 kan dreie om dreiepunktet 99 og at aksen til borkroneakselen forblir geostasjonær samtidig som den roterer i en spesifisert retning. Alternative metoder for overføring av krefter innbefatter vinkelkontakt-radiallagre, som også tillater dreiebevegelse av borkroneakselen om dreiepunktet 99, eller en kombinasjon av koniske trykkringer og vinkelkontakt-radiallagre som likeledes vil tillate kraftoverføring og dreiebevegelse.

Den første kule-støttering 108 danner en sirkelspor-segmentflate 110 med et antall lommer i tettsittende forhold til et antall kulelagre 112 som er opptatt i sfæriske lagerspor 114 i borkroneakselen 96. Kule-støtteringen 108 er rotasjonsmessig fastholdt i forhold til verktøymansjetten 80 ved bruk av et antall kiler eller riller som vist ved 211 i fig. 19. En andre sirkulær kule-støttering 116 er slik plassert at en sirkelspor-segmentflate 118 på denne danner et antall lommer i løstsittende forhold til kulelagrene 112 og er også rotasjonsmessig fastholdt i forhold til verktøymansjetten 80 ved hjelp av riller 211. Den andre kule-støttering 116 er i sin tur opplagret i en holderhylse 120 som er fastskrudd til verktøy-mansjettens 80 rørforlengelse 84.

En alternativ utføringsform for overføring av dreiemoment mellom mansjetten 182 og borkroneakselen 188 er vist i fig. 25 der mansjetten 182 overfører dreiemoment til borkroneakselen 188 via plane eller sirkulære kontaktflater 301 på borkroneaksel-forlengelsene 300. Et antall borkroneaksel-forlengelser 300 kan eksistere, enten som enhetlige deler av borkroneakselen 188 eller som tilleggs-stykker som fastholdes i borkroneakselen.

Kombinasjonen av kule-støttering 108, kulelagre 112 og sfæriske lagerspor 114 vist i fig. 17 og 19 danner en innretning for overføring av bore-dreiemoment fra verktøymansjetten 80 til borkroneakselen 96, og i sin tur til borkronen. De overdimensjonerte spor-segmentflater 110 og 118 i kule-støtteringene 108 og 116 tillater dreiebevegelse av borkroneakselen 96 om dreiepunktet 99 samtidig som bore-dreiemoment overføres fra verktøymansjetten 80 til borkroneakslen 96.

Denne utføringsform overføres således trykk- og dreiemoment-belastninger mellom verktøymansjetten 80 og borkroneakselen 96 samtidig som den tillater borkroneakselens akse å forbli geostasjonær mens den roteres av verktøy-mansjetten 80 for å oppnå boring i en valgt retning.

Ved sin nedre ende er den rørformede verktøymansjetten 80 utstyrt med midler for avtetting av utvendig boreslam fra innvendig smøre- og beskyttelsesolje rundt universalleddet. En passende innretning for å oppnå slik avtetting, er en tetningsenhet 126 av belgtype som danner en effektiv sperre for utelukkelse av borefluid fra universalledd-enheten samtidig som den opptar dreiebevegelse av borkroneakselen 96 i forhold til verktøymansjetten 80.

Vinkelposisjonering av borkroneakselen 96 i forhold til den rørformede verktøymansjetten 80 oppnås ved hjelp av en eksentrisk posisjoneringsmekansime generelt vist ved 128 i fig. 17. Forskyvningsstammen 130 er roterbart opplagret i verktøymansjetten 80 ved hjelp av lagre 142 og er utstyrt med en forskyvningsmekanisme for å oppnå vinkelforskyvning av borkroneakselens 96 lengdeakse i forhold til verktøymansjettens 80 lengdeakse. En foretrukket metode for å skape denne forskyvning er vist i fig. 22A-D, der forskyvningsstammen er rotasjonsmessig festet til en ytterring 400 som har en forskjøvet innvendig flate 401, idet denne sirkulære innerflate har en forskjøvet senterlinje og danner en vinkel med innerringens 406 ytterdiameter slik det klarere fremgår av fig. 22B. I fig. 22A oppveier ytter- og innerringenes forskyvning hverandre, hvilket medfører at senteret til borkroneakselaksen 402 (innrettet på linje med innerringens 406 innerdiameter 407) innrettes på linje med forskyvningsstammens lengdeakse. Følgelig faller innerringens (borkroneakselens) 406 senter 405 sammen med ytterringens (forskyvningsstammens) 404 senter 404, slik at det styrbare rota-sjonsboreverktøy borer en rettlinjet brønnboring.

Hvis innerringen 406 roteres 180° i forhold til ytterringen 400 som vist i fig. 22C og 22D, så vil den resulterende geometri for ytter- og inner-ringene 400 og 406 addere ytter- og innerringenes forskyvninger og føre til at borkroneakselens akse 402 gjennom punktet 405 når sin maksimale forskyvning 403 i forhold til ytterringen 400, slik at borkroneakselen befinner seg ved sin maksimale vinkel i forhold til vektrøret for boring i en ønsket retning. For å oppnå en mindre vinkel på borkroneakselen i forhold til verktøymansjetten enn den som forekommer med ring-innstillingen ifølge fig. 22C og 22D, kan borkroneaksel-posisjoneringsringene ha hvilken som helst rotasjonsposisjon mellom ringposisjonene ifølge fig. 22A og 22B og ringposisjonene ifølge fig. 22C og 22D for derved å bore en boring som har en mindre krumningsgrad som bestemmes av ringenes 400 og 406 relative posisjoner. Vinkelforholdet mellom borkroneakselens lengdeakse og vektrøret er variabel mellom 0° og en forut bestemt maksimumsvinkel som avhenger av borkroneaksel-posisjoneringsringenes relative posisjoner. Disse ringene kan roteres i forhold til hverandre ved hjelp av forskjellige mekaniske eller elektriske midler, innbefattende, men ikke begrenset til, en tannhjulsmotor.

Man skal også huske på at én av forskyvningsmekanismens ringer kan være avgrenset av den eksentriske holderen 134 til det konsentriske drivelementet 132 ved den nedre ende av forskyvningsstammens 130 som vist i fig. 17. Når forskyvningsstammens 130 eksentriske holder 134 roteres av det konsentriske drivelementet 132, utsetter den eksentriske holderen 134 borkroneakselens 96 øvre ende for side-posisjonering i forhold til forskyvningsstammens 130 rotasjonsakse som bestemt av de relative posisjoner til ringene 400 og 406 på fig. 22A-22D, hvilket fører til at borkroneakselen 96 roteres om sin universalopplagring slik at dens lengdeakse 133 blir posisjonert i vinkel med den rørformede verktøy-mansjettens 80 rotasjonsakse 135 som vist i fig. 17. Ettersom forskyvningsstamme-drivmotoren, uansett hvorvidt den er elektrisk, hydraulisk eller en drivturbin, roterer motsatt den rørformede drivaksel og det konsentriske driv-element til forskyvningsstammen 130 med den samme rotasjonsfrekvens som rotasjonsfrekvensen til den rørformede verktøymansjetten 80, opprettholder det konsentriske drivelementet 132 borkroneakselens 96 lengdeakse 133 i en geostasjonær vinkel i forhold til den rørformede verktøymansjettens 80 rotasjonsakse. Ettersom verktøymansjetten 80 står i direkte rotasjons-drivforhold til borkroneakselen 96, vil rotasjon av verktøymansjetten 80 ved hjelp av borestrengen eller ved hjelp av en slammotor som er forbundet med borstrengen, bringe borkroneakselen 96 til å rotere den til borkroneakselen tilkoblede borkrone med en helningsvinkel og azimut som er opprettet ved slik orientering av borkroneakselen. Dette bringer borkronen til å bore et buet borehull som tillates å fortsette sin krumning inntil det tidspunkt hvor en ønsket borehull-helning er blitt opprettet. Boreverktøyet blir så regulert ved hjelp av signaler fra overflaten eller ved hjelp av tilbakekoblingssignaler fra dets forskjellige integrerte reguleringssystemer, slik at dets styre-reguleringsmekanisme nøytraliseres og det resulterende borehull som bores vil fortsette rett frem langs den valgte skråvinkel og azimut som er opprettet av det krumme borehull. "Ring i en ring"-borkroneaksel-justeringstrekket letter borkroneaksel-vinkeljustering etter hvert som boreoperasjoner skrider frem, uten at det er nødvendig å avslutte boring eller tilbaketrekke boreutstyret fra brønn-boringen.

For å gi plass til utsving av borkroneakselen 96 uten å være til hinder for fluidstrømning gjennom strømningskanalen 148 i borkroneakselen, er forskyvningsstammen 130 utstyrt med en forskjøvet strømningskanalseksjon 150 som leder strømmende borefluid fra den rørformede drivakselens strømningskanal 152 og tillater ubegrenset strømning av borefluid gjennom forskyvningsstammen 130 selv når borkroneakselen 96 derved er blitt posisjonert for sin maksimumsvinkel i forhold til verktøymansjetten 80. En rørformet trykk-kompensator 154 er anordnet rundt forskyvningsstammen 130 som vist i fig. 18 og skiller et oljekammer 158 fra et ringformet kammer 159 og er ment å inneholde et beskyttende oljemedium i oljekammeret 158. Trykk-kompensatoren 154 er forbundet med og forseglet til den nedre ende 164 av en rørformet elektronikkbærer 166 som også er vist i tverrsnitt-illustrasjonen i fig. 20. Den rørformede elektronikkbærer 166 avgrenser en tyngde-seksjon 168 som strekker seg rundtløpende i området på ca. 90 grader som vist i fig. 20 og sørger for fastholding av forskjellige systemreguleringskomponenter så som et magnetometer, en gyroskopisk anordning, et akselerometer, et resistivi-tetsføler-arrangement og lignende. Dessuten tilveiebringer tyngdeseksjonen 168 motvektkrefter under akselrotasjon for forskyvning av sidebelastningene til rotasjons-borkroneaksel-aktivering og minimerer derved vibrasjoner i det styrbare rotasjonsboreverktøy under dets drift. Et delvis rundtløpende rom 170 er avgrenset innvendig av verktøymansjetten 80 og utvendig av den rørformede elektronikkbærer 166 og gir rom for det styrbare rotasjonsboreverktøyets elektronikksystem 172. Elektronikksystemet 172 og de forskjellige system-reguleringskomponenter blir ved hjelp av drivmotoren rotert i motsatt retning med den samme rotasjonshastighet som verktøymansjettens 80, slik at elektronikk- og system-regulerings-komponentene er hovedsakelig geostasjonære under boreoperasjoner.

Idet det nå vises til fig. 21, er en alternativ utføringsform av foreliggende oppfinnelse med et rillet universalledd vist generelt ved 180, som har en verk-tøymansjett 182 som er innrettet til å kobles til en borestreng for rotasjon på den ovenfor beskrevne måte. Verktøymansjetten 182 avgrenser en langstrakt rør-forlengelse 184 i hvilken det er anordnet en innvendig holder 186 med en flerretnings-drivforbindelse eller universalledd som muliggjør vinkelstilling av borkroneakselen 188 i forhold til verktøymansjetten 182 for geostasjonær posisjonering av borkroneakselen og borkronen for boring av en buet brønnboring. En skulder i den innvendige holder 186 danner støtte for en trykkring 190 med et sfærisk flatesegment 192. En borkroneaksel-rotasjonsring 194 er plassert rundt borkroneakselen 188 og avgrenser et sfærisk flatesegment 196 som er anordnet i kraftoverførende og dreibart bevegelig forhold til trykkringen 190. Borkroneaksel-rotasjonsringen 194 avgrenser en sirkulær utsparing i hvilken det er anbrakt en sirkulær trykkflens 200. En andre trykkring 204, som også omslutter borkroneakselen 188, er plassert med én aksial ende anordnet i anlegg mot den sirkulære trykkflens 200 og borkroneaksel-rotasjonsringen 194. Den andre trykkringens 204 sirkulære endeflate avgrenses av et sirkulært, sfærisk flatesegment 206, som er et segment av en kule som er konsentrisk med det sfæriske flatesegment 192. Det sirkulære sfæriske flatesegment 206 ligger an mot et utvendig, oppadvendt sfærisk flatesegment 207 på en nedre trykkring 208 slik at posisjonering av borkroneakselens 188 lengdeakse i forhold til verktøymansjettens 182 lengdeakse foregår om dreiepunktet 209.

Oppbyggingen av system-reguleringen av det styrbare rotasjonsboresystemet ifølge foreliggende oppfinnelse er i fig. 23 vist ved hjelp av blokkdiagram-illustrasjon. System-elektronikken 240 innbefatter et programmerbart elektronisk minne og prosessor 242 som er programmert med passende algoritmer for ønsket verktøyflate-beregning, som bestemmer den borehull-krumning som er ønsket for å styre borehullet som bores til en aktuell undergrunnssone. System-elektronikken er programmerbar nede i hullet og programmerbar under boring for å sette borepersonell i stand til selektivt å styre borkronen etter hvert som boringen skrider frem.

Etter hvert som styrbar brønnboring skrider frem, innhentes forskjellige data og input til system-elektronikken for å benyttes i verktøyflate-beregning. Data fra magnetometere 244 forsyner system-elektronikken med verktøymansjettens posisjon i forhold til jordens magnetfelt. Data fra én eller flere gyroskopiske følere 246 forsyner system-elektronikken med vinkelhastigheten til utgangsakselen, dvs. det styrbare rotasjonsboresystemets borkroneaksel. I reguleringsøyemed er dataene fra magnetometerene og de gyroskopiske følere tilgjengelig for system-elektronikken ved å velge en ELLER -port-krets 248 som kan aktiveres automatisk av system-elektronikken og aktiveres selektivt av reguleringssignaler fra overflaten. Minst én og fortrinnsvis flere akselerometere 250 er anordnet i det styrbare rotasjonsboresystem og gir data-input til system-elektronikken som identifiserer verktøymansjettens posisjon i sann tid i forhold til tyngdekraft.

Under anvendelse av de forskjellige data-input fra magnetometere, gyroskpiske følere og akselerometere, beregner system-elektronikken 240 den momentant ønskelige vinkel mellom verktøymansjettens risslinje og forskyvningsstammens risslinje og overfører signaler til en motor-kontroller 252 som representerer den ønskede vinkel.

En vinkelposisjonføler 260, for eksempel en omgjører, er anbrakt i den rørformede verktøymansjetten og er posisjonert i ikke-roterbart forhold rundt et parti av drivakselen til den børsteløse likestrømsmotoren/bremsen 256 som kan drive forskyvningsstammen i rotasjon eller bremse forskyvningsstammens rotasjon som reguleres av system-elektronikken 240 avhengig av forskjellig signal-input. Hensikten med vinkelposisjon-føleren eller -omgjøreren 260 er å identifisere motor/bremse-akselens sanntid-posisjon ved ethvert gitt tidspunkt i forhold til verktøymansjetten og å kommunisere motor/bremseposisjon-signaler til motor-kontrolleren 252 via signalleder 257. Det skal erindres at motorakselen drives i en rotasjonsretning motsatt rotasjonen til den rørformede verktøymansjetten ved hjelp av borestrengen som den rørformede verktøymansjetten er koplet til og med den samme frekvens som verktøymansjettens rotasjonsfrekvens. Vinkelposisjons-føleren eller-omgjøreren kan være av en form som vist og beskrevet i US-patent 5 375 098 som det herved henvises til. Motorens/bremsens 256 utgangsaksel driver en tannhjulkasse 262 for derved å tillate motoren å arbeide ved sin optimale rotasjonshastighet for ønsket dreiemoment og for å tillate utgangsakselen 258 å roteres i synkront forhold til verktøymansjett-rotasjonshastigheten. Det er anordnet en bryter/utløser 264, så som en Hall-effekt-føler eller annen utløsnings-krets, som, når den utløses, angir forskyvningsstammens virkelige posisjon i forhold til verktøymansjetten. Bryterens/utløserens signaler sendes til motor-kontrolleren 252 via signal-leder 265 for identifisering av eventuell borkrone-posisjonsendring, som er nødvendig for at borkronen skal følge en programmert buet bane under styrbare boroperasjoner. Alternativt kan vinkelposisjon-føleren 260 være montert på tannhjulkassens 262 utgangsaksel.

I fig. 24 er system-reguleringskonstruksjonen for den alternative utførelses-form ifølge fig. 14 vist, der drivkraften for kontra-rotasjonsregulering av forskyvningsstammen og således geostasjonær posisjonering av borkronens rotasjonsakse, oppnås ved hjelp av en borefluiddrevet turbin og bremse og blir regulert delvis ved regulering av turbinens virkningsgrad. Denne del av system-reguleringskonstruksjonen for opprettelse av et reguleringssignal som representerer ønsket vinkel mellom verktøymansjettens risslinje og forskyvningsstammens riss- eller referanselinje er hovedsakelig av den form som ovenfor er beskrevet i forbindelse med fig. 23. Dette vinkelreguleringssignal tilføres en bremsekontroller 266 som også mottar posisjon-inngangssignal via utløsningssignal-lederen 268 fra en utløser krets 270 via en omgjører-signal-leder 272 fra en omgjører 274. Reguleringssignal-utgangen fra bremsekontrolleren 266 sendes til en virkningsgrad-reguleringskrets 276 for regulering av turbinens 278 virkningsgrad og sendes til en bremse 280 for regulerbar bremsing av turbinens 278 utgangsaksel og således for regulering av rotasjonen til akselen som avføles av omgjøreren. For å sikre at den turbin-roterte og bremse-regulerte aksel, typisk forskyvningsstammen, roteres med riktig hastighet for effektiv posisjoneringsregulering av borkroneakselen, kan inngangen til en tannhjulskasse 280 være forbundet med den turbindrevne og bremsete akselen og kan ha en hensiktsmessig utveksling for drift av dens utgangsaksel 282 innenfor ønsket hastighetsområde for effektiv borkroneaksel-posisjonering og effektiv buet borehulls-boring.

Et alternativt valg er å la systemet innbefatte en turbin-reguleringsmekanisme som kan modifisere effekten som produseres av turbinen ved å endre dens virkningsgrad. Som vist ved 276 og 278 i blokkdiagrammet av system-reguleringskonstruksjonen ifølge fig. 24 og skjematisk i fig. 13, kan dette trekk oppnås ved å anordne turbinens 48 rotor 52 i en stator 50 som danner en konisk flate 53, og ved å bevege statoren 50 lineært i forhold til rotoren 52, for derved å utgjøre en selektivt variabel turbin. Monteringssystemet for turbinen 48 i det styrbare rotasjonsboreverktøy vil bevirke at statoren 50 monteres i verktøy-mansjetten for regulert lineær bevegelse som reaksjon på system-elektronikken og bremsekontrolleren. Monteringssystemet for statoren aktiveres av boreverktøyets reguleringselektronikk, dvs. posisjonssignal som reaksjon på bremsekontroller 266 og virkningsgrad-regulering 276 som vist i fig. 24, slik at dens justerbare posisjonering kan oppnås med boreverktøyet nede i hullet og kan oppnås mens bore-verktøyet er i drift for effektiv bibehold av turbinens rotasjonshastighet og dreiemoment innenfor ønskede grenser for effektiv drift.

En slik turbin-reguleringsmekanisme vil bli brukt til å redusere turbinens utgangseffekt ved høyere volumstrømmer. Ved lavere volumstrømmer vil turbinen arbeide ved sin maksimale virkningsgrad for å sikre at turbin-kraften alltid er større enn motstandskraften. Ettersom turbin-reguleringsmekanismen hovedsakelig vil reagere på volumstrøm-variasjoner, trenger dens reaksjons-båndbredde ikke være meget høy.

Det fremgår klart av det ovenstående at den foreliggende oppfinnelse er en som er velegnet til å oppnå alle de formål og trekk som her er angitt, sammen med andre formål og trekk som er innebygget i den her viste anordning.

Claims (38)

1. Fremgangsmåte for boring av en brønn (10) og samtidig retningsstyring av en borkrone (12) ved hjelp av en aktivt regulert, rotasjonsboreanordning for retningsboring omfattende

langsgående notering av en verktøymansjett (32, 80) som er forbundet med en borestreng (14), hvilken verktøymansjett definerer en lengdeakse (135); langsgående kontra-rotering av en forskyvningsstamme (62,130) for å justere en lengdeakse (133) hos en borkroneaksel (70, 96) som eropp-lagret i verktøymansjetten (32, 80); der den langsgående kontra-rotasjonen av forskyvningsstammen forårsaker tverrgående dreierotasjon av borkroneakselens langsgående akse (133) om et dreiepunkt (99) inne i verk-tøymansjetten (32,80); hvori energien for kontra-rotasjon av forskyvningsstammen (62,130) tilveie-bringes av borefluidstrøm (49) gjennom verktøymansjetten (32,80); og hvori borkroneakselen (70,96) drives i rotasjon av verktøymansjetten (32,80) og er tilpasset for å bære borkronen (12); og overføring av styringskontrollsignaler til forskyvningsstammen (62,130) som forårsaker synkron dreierotasjon av borkroneakselaksen (133) om dreiepunktet (99) ved hjelp av kontra-rotasjon av forskyvningsstammen (62,130) med hensyn til rotasjonen av verktøymansjetten (32,80), for derved å opprettholde borkroneakselens akse (133) hovedsakelig geostasjonær og selektivt aksielt skråstilt i forhold til verktøymansjettens langsgående akse (135).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori at overføringen av styrereguleringssignaler omfatter: avføling av verktøymansjettens posisjon og orientering og av borkroneaksel-aksens (32, 80) vinkelposisjon i forhold til verktøymansjettens akse (135) og generering av sanntid-posisjonssignaler; elektronisk behandling av sanntid-posisjonssignalene og generering av styresignaler; og regulering av forskyvningsstammen (62,130) ved hjelp av styresignalene.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at overføringen av styrereguleringssignalene videre omfatter: overføring av reguleringssignaler fra et overflatested til integrert elektronikk i det styrbare rotasjonsboresystem; og regulering av forskyvningsstammen (62,130) ved hjelp av styresignalene.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinnet med bibehold av borkroneakselens lengdeakse ytterligere omfatter: selektiv posisjonering av borkroneakselens akse (133) ved en hvilken som helst valgt posisjon mellom 0° og en maksimumsvinkel i forhold til verktøy-mansjettaksen (135) som reaksjon på reguleringsstyringssignalene.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at trinnet med selektiv posisjonering av borkroneakselens akse (133) utføres som reaksjon på nevnte styrereguleringssignaler under boring.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at den videre omfatter: selektiv roterbar posisjonering av en første ring (400) beliggende eksentrisk med lengdeaksen (135) til forskyvningsstammen (62,130) i borkronen; og selektiv roterbar posisjonering av en andre ring (406) plasser konsentrisk med borkroneakselaksen (133), hvori den første og andre ringens innbyrdes inngripende forhold etablerer en valgt vinkel for borkroneakselaksen (133) med hensyn til verktøymansjettens (32,80) langsgående akse (135).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den videre omfatter selektiv endring av de første og andre ringenes (400, 406) relative posisjoner under boring og derved endring av vinkelen til borkronens lengdeakse (133) i forhold til verktøymansjettens lengdeakse (135), og derved endring av styrebanen til brønnboringen (10) som bores mens boring foregår.

8. Anordning for aktivt regulert retningsstyrt rotasjonsboring av brønner, karakterisert ved: en verktøymansjett (32,80) som er innrettet for å tilkoples en borestreng (14) for rotasjon ved hjelp av borestrengen og som definerer en verktøy-mansjetts langsgående akse (135); en borkroneaksel (70,96) med en langsgående akse (133), der borkroneakselen er båret inne i verktøymansjetten (32,80) for tverrgående dreiebevegelse i forhold til borkroneakselens langsgående akse (133) om et dreiepunkt (99) ved hjelp av en eksentrisk posisjoneringsmekansime (128), der borkroneakselen også er innfestet slik at borkroneakselen er roterbar drevet om borkroneakselens langsgående akse (133) ved hjelp av verktøy-mansjetten via et universalledd (74,112,116) plassert mellom borkroneakselen og verktøymansjetten; og hvori borkroneakselen er tilpasset for å innfeste en borkrone (12); midler (244,246,250) inne i verktøymansjetten for dynamisk avføling av vinkelposisjonen til borkroneakselens (70,96) lengdeakse (133) i forhold til verktøymansjettens (32,80) lengdeakse (135) og som avgir borkrone-akselposisjonssignaler; midler (240) for behandling av borkroneakselposisjonssignalene fra avfølingsmidlene for å tilveiebringe en ønsket vinkelstilling av den langsgående aksen (133) av borkroneakselen (70,96) i forhold til den eksentriske posisjoneringsmekanismens (128) langsgående akse (135); og midler (256) som reagerer på en ønsket vinkelposisjon; der midlene (256) er tilveiebrakt med energi fra boreslamstrøm (49) gjennom verktøy-mansjetten (32,80), der midlene (256) forårsaker synkron dreierotasjon av borkroneakselen (70,96) om dreiepunkt (99) og som opprettholder den langsgående aksen (133) for boreakselen hovedsakelig geostasjonær og selektivt aksielt skråstilt i forhold til verktøymansjettens langsgående akse (135) under langsgående rotasjon av borkroneakselen ved hjelp av verktøy-mansjetten.

9. Anordning ifølge krav 8, hvori den eksentriske posisjoneringsmekanismen (128) omfatter en forskyvningsstamme (62,130) roterbar inne i verktøymansjetten (32,80) og har en drivforbindelse forskjøvet fra borkroneaskelen (70,96), der den forskjøvede drivforbindelsen mellom forskyvningsstammen og borkroneakselen muliggjør påføring av roterende bevegelse til borkroneakselen om borkroneakselens akse (133) og også dreiebevegelse av borkroneakselen tverrgående i forhold til borkroneakselens akse (133) om et dreiepunkt (99) inne i verktøymansjetten; og omfatter ytterligere midler (262,280) for påføring av kontra-rotasjon av forskyvningsstammen (62,130) med den samme rotasjonsfrekvensen som verktøymansjetten.

10. Anordning ifølge krav 9, hvori forskyvningsstammen (62,130) definerer en lengdeakse som faller sammen med verktøymansjettens (32, 80) lengdeakse (135) og har en variabel drivforbindelse med borkroneakselen (70, 96) for selektiv justering av vinkelforholdet til borkroneakselens lengdeakse i forhold til verktøymansjettens lengdeakse mellom 0° og en forutbestemt maksimumsvinkel.

11. Anordning ifølge krav 10, hvori den omdreiningsmessige kontra-rotasjons-og i en aksiell retning skrå-holdelsesinnretning omfatter: posisjons-målemidler (260, 264) som avgir posisjonssignaler som representerer sanntid-posisjonen til verktøymansjetten (32, 80) og vinkelposisjonen til borkroneakselen i forhold til verktøymansjetten under rotasjon av verktøymansjetten og borkroneakselen; elektronikk-signalbehandlingsmidler (240) som behandler posisjonssignalene og avgir korrigeringssignaler når borkroneakselens vinkelposisjon i forhold til verktøymansjetten er utenfor tillatelige grenser; og midler (252, 256) som reagerer på korrigeringssignalene for justering av borkroneakselens vinkelposisjon i forhold til verktøymansjetten til tillatelige grenser.

12. Anordning ifølge krav 10, hvori den variable drivforbindelsen omfatter: forskyvningsstammen (62, 130) danner en borkroneaksel-drivholder (64, 132) som opptar en første ende (68) av borkroneakselen (70, 96) og hvori borkroneakselens drivholder er eksentrisk med lengdeaksen (135); et par eksentriske ringer (400, 406) i innbyrdes inngrep beliggende i bor-kroneakseldrivholderen med en av de innbyrdes inngripende eksentriske ringer (406) i kraftoverføringskontakt med borkroneakselen (70, 96) og den andre eksentriske ring (400) i kraftoverførende kontakt med borkroneaksel-drivholderen (64, 132), idet de innbyrdes inngripende eksentriske ringer er relativt posisjonerbare for etablering av vinkelposisjonering av rotasjons-aksen (135) til verktøymansjetten (32, 80) og lengdeaksen til borkroneakselen (133); og midler (252, 256, 266, 280) for selektiv posisjonering av de innbyrdes inngripende ringer.

13. Anordning ifølge krav 9, hvori midlene som bevirker kontra-rotasjon av forskyvningsstammen omfatter: en rotasjonsmotor (256, 278) i verktøymansjetten (32, 80) i rotasjons-drivforbindelse med forskyvningsstammen; midler i verktøymansjetten som gir kraft for drift av rotasjonsmotoren; og midler (252, 266, 280) som regulerer driften av rotasjonsmotoren basert på sanntid-måling av borkroneakselens rotasjons- og vinkelposisjon i forhold til boreverktøymansjetten.

14. Anordning ifølge krav 13, hvori posisjonsbaserte signalledere (265, 268) integrert med det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem, hvori posisjonsindikeringssignaler overføres av magnetometere (244), akselerometere (250) og gyroskopiske følere (246); og hvori posisjonsindikeringssignalene behandles av en systemelektronikk-pakke (240), og systemelektronikkpakken tilveiebringer motor-regulering-utgangssignal for regulering av rotasjonsmotorens drift (256, 278).

15. Anordning ifølge krav 13, hvori rotasjonsmotoren (250) er en elektrisk motor (60); og midlene som driver den elektriske motor er en turbindrevet vekselstrøm-generator (56) som er anbrakt i verktøymansjetten (32, 80) for tilveiebringelse av elektrisk strøm til den elektriske motor (60).

16. Anordning ifølge krav 15, ytterligere omfattende: bremsemidler (256) i verktøymansjetten for selektiv påtrykking av rotasjonsbremsekraft på forskyvningsstammen (62,130).

17. Anordning ifølge krav 13, hvori rotasjonsmotoren (256) er en hydraulisk motor (55) med rotasjons-bremseevne for påføring av rotasjonsbremsekraft på forskyvningsstammen (62,130); og midlene for drift av hydraulikk i motoren (55) er en borefluiddrevet turbin (48) som befinner seg i boreverktøymansjetten (32, 80) for tilveiebringelse av rotasjonsutgangseffekt rotasjonsmessig forbundet med en hydraulikkpumpe (53).

18. Anordning ifølge krav 8, hvori universal-leddet (72) er anbrakt i verktøymansjetten (32, 80) og bærer borkroneakselen (70, 96) for dreiebevegelse i forhold til verktøymansjetten (32, 80); og universal-leddet (72) har kraftoverførings-bæremidler som tillater dreiebevegelse av borkroneakselen (70, 96) om dreiepunktet (99) beliggende sammenfallende med verktøymansjettens (33,80) lengdeakse (135) og overfører krefter fra borkroneakselen til verktøymansjetten og fra verktøy-mansjetten til borkroneakselen.

19. Anordning ifølge krav 18, hvori tetningsmidler (126) i tettende inngrep med verktøymansjetten og borkroneakselen og som avgrenser et avtettet innvendig kammer i hvilket universal-leddet (72) er anbrakt; og et beskyttelses- og smøre-fluid-medium som befinner seg i det avtettede innvendige kammer og beskytter og smører universal-leddet.

20. Anordning ifølge krav 19, tetningsmidlene er et belg-tetningselement (126) av rørformet konfigurasjon hvis ene ende er avtettet mot verktøymansjetten (32, 80) og dens andre ende er avtettet mot borkroneakselen, hvilket belg-tetningselement adskiller det avtettede innvendige kammer fra borefluidet i brønnen som bores.

21. Anordning ifølge krav 8, hvori et universal-ledd (72) som dreibart bærer borkroneakselen (70, 96) er anbrakt i verktøymansjetten (32, 80), og at universal-leddet omfatter: midler (116) i verktøymansjetten (32, 80) som danner innvendige spor (118); borkroneakselen (70, 96) danner utvendige spor (114) innrettet til å korrespondere med de innvendige forsenkninger (118); og et antall dreie-kuleelementer (112) i inngrep med de innvendige lommer (118) og de utvendige spor (114) og som bærer borkroneakselen (70, 96) for dreiebevegelse av dens lengdeakse mellom 0° og en forutbestemt maksimumsvinkel i forhold til verktøymansjettens lengdeakse (135) og om et dreiepunkt (99) i verktøymansjetten (32, 80) og sammenfallende med lengdeaksen (133,135) til borkroneakselen og verktøymansjetten.

22. Anordning ifølge krav 21, hvori det videre omfatter trykk-kraft-overføringsring-midler innskutt mellom borkroneakselen (70, 96) og verktøymansjetten (32, 80) og som danner sfæriske flateinnretninger generert om nevnte dreiepunkt (99), hvilke trykk-kraft-overføringsring-innretninger tillater dreiebevegelse av borkroneakselen i verktøymansjetten og samtidig overfører rotasjonskrefter mellom borkroneakselen og verktøymansjetten, om aksene (133,135).

23. Anordning ifølge krav 21, hvori trykk-kraft-overføringsring-innretningene omfatter: en første trykkring (90) som er innskutt mellom borkroneakselen (70, 96) og verktøymansjetten (32, 82) i trykk-kraft-overføringsforbindelse med verk-tøymansjetten, hvilken første trykkring (90) danner et konkavt sfærisk flatesegment (92) som er orientert om dreiepunktet (99); en første borkroneaksel-rotasjonsring (94) som er innskutt mellom borkroneakselen og verktøymansjetten og danner et konvekst sfærisk flatesegment (98) i buebevegelig anlegg mot den første trykkringens (90) konkav sfæriske flatesegment (92); en første holder (97) som står i kraftoverførende forbindelse med borkroneakselen og sikrer den første trykkring (90) og den første borkroneaksel-rotasjonsring (94) i kraftoverførende forbindelse med verktøymansjetten (32, 82) og borkroneakselen (70, 96); en andre trykkring (100) som er innskutt mellom verktøymansjetten og borkroneakselen i kraftoverførende forbindelse med holderen (97), hvilken andre trykkring danner et konkavt sfærisk flatesegment (106) orientert om dreiepunktet (99); en andre borkroneaksel-rotasjonsring (104) som er innskutt mellom verktøy-mansjetten og borkroneakselen og danner en konvekst sfærisk flatesegment (107) i buebevegelig kraftoverførende anlegg mot den andre trykkringens (100) konkavt sfæriske flatesegment (106); og midler (108) som fastholder den andre trykkring og den andre borkroneaksel-rotasjonsring i fast forbindelse i forhold til verktøymansjetten.

24. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: minst ett magnetometer (244) som er anbrakt i verktøymansjetten og avgir elektroniske utgangssignaler for dynamisk styring av boresystemet ved selektiv orientering av borkroneakselen under rotasjon av denne ved hjelp av verktøymansjetten.

25. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: gyroskopiske følemidler (246) som er anbrakt i verktøymansjetten og avgir elektroniske signaler for retting av borkroneakselen i en ønsket vinkel for et tidsrom.

26. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: verktøymansjetten (32, 80) har en referanse; og akselerometer-innretninger (250) som er anbrakt i verktøymansjetten og avgir elektroniske signaler som representerer vinkelen mellom verk-tøymansjett-referansen og tyngdefeltet.

27. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: et elektronisk reguleringssystem (240) som er anbrakt i verktøymansjetten og kan roteres ved hjelp av verktøymansjetten under boring.

28. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: en truster (T) som er innkoplet i borestrengen i tilgrensning til verktøy-mansjetten og som aktiveres som reaksjon på styresignaler fra det styrbare rotasjonsboresystem for regulering av vekt på borkrone og dreiemoment under drift av det styrbare rotasjonsboresystem.

29. Anordning ifølge krav 28, hvori det videre omfatter: system-elektronikk (C) som er anbrakt i verktøymansjetten og har programmerbar truster-reguleringskrets; en borefluid-reguleringsventil (D1) som er anbrakt i trusteren (T) og regulerbart forbundet med system-elektronikken, hvilken reguleringsventil er selektivt aktiverbar ved hjelp av systemelektronikken for regulering av borefluid-aktivering av trusteren og for minimering av fastsetting og glipping av borkronen og for regulering av dreiemoment under boring.

30. Anordning ifølge krav 29, hvori system-elektronikken (C) omfatter programmerbare kretser som kan programmeres med den komplette brønnprofil til brønnen som bores og som tilveiebringer det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem med geostyringsevne nedihull for å tillate bruk av det aktivt regulerte, styrbare rotasjonsboresystem for boring av hele brønnboringens awikseksjon.

31. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: en slammotor (M) som er forbundet med borestrengen over verktøy-mansjetten og oppretter en forskjellig rotasjonshastighet av verktøy-mansjetten sammenlignet med borestrengens (14) rotasjonshastighet.

32. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: en slammotor (M) som er innkoplet i borestrengen under verktøymansjetten (26) og oppretter en forskjellig rotasjonshastighet for borkronen sammenlignet med borestrengens (14) og verktøymansjettens (32, 80) rotasjonshastighet.

33. Anordning ifølge krav 32, hvori det videre omfatter: system-elektronikk (c) i verktøymansjetten; en reguleringsventil (D2) som er anbrakt i slammotoren (M) og regulerbart forbundet med system-elektronikken, hvilken reguleringsventil er selektivt aktiverbar ved hjelp av system-elektronikken for regulering av borefluid-aktivering av slammotoren.

34. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: en truster (T) som er innkoplet i borestrengen (14) i tilgrensning til verktøymansjetten (26) og regulerer vekt på borkrone under drift av det styrbare rotasjonsboresystem; og en slammotor (M) som er innkoplet i borestrengen og oppretter en forskjellig rotasjonshastighet for borkronen sammenlignet med borestrengens rotasjonshastighet.

35. Anordning ifølge krav 34, hvori det videre omfatter: reguleringsventiler (D1, D2) i fluid-kretsene til trusteren og slammotoren regulerbart aktivert av system-elektronikken (c) for regulering av virkningsgraden til trusteren og slammotoren for justering av vekt på borkrone, rotasjonshastighet og dreiemoment på borkroneakselen og borkronen.

36. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: en fleksibel overgang (28) som er innkoplet i borestrengen (14) i tilgrensning til verktøymansjetten (26) for å bedre nøyaktigheten av vinkelposisjonering av borkroneakselen i forhold til verktøymansjetten.

37. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: måle-følerinnretninger (64, 166) beliggende nær borkronen (12), hvilke måle-følerinnretninger tillater posisjonsavføling og måling nær borkronen og letter boresystem-regulert styringsavgjørelser nedihull.

38. Anordning ifølge krav 8, hvori det videre omfatter: akselerometer-innretninger (250) som er integrert med borkroneakselen og avgir posisjoneringssignaler som reflekterer borkroneakselens (70, 96) skråstilling under boring.