NO312777B1 - Ledekile-anordning - Google Patents

Ledekile-anordning Download PDF

Info

Publication number
NO312777B1
NO312777B1 NO19980042A NO980042A NO312777B1 NO 312777 B1 NO312777 B1 NO 312777B1 NO 19980042 A NO19980042 A NO 19980042A NO 980042 A NO980042 A NO 980042A NO 312777 B1 NO312777 B1 NO 312777B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
guide wedge
milling tool
casing
milling
unit according
Prior art date
Application number
NO19980042A
Other languages
English (en)
Other versions
NO980042D0 (no
NO980042L (no
Inventor
Bruce Mcgarian
Manfred Steinkamp
Original Assignee
Smith International
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9513922.6A external-priority patent/GB9513922D0/en
Application filed by Smith International filed Critical Smith International
Publication of NO980042D0 publication Critical patent/NO980042D0/no
Publication of NO980042L publication Critical patent/NO980042L/no
Publication of NO312777B1 publication Critical patent/NO312777B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • E21B7/06Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/061Deflecting the direction of boreholes the tool shaft advancing relative to a guide, e.g. a curved tube or a whipstock
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/10Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/01Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for anchoring the tools or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/04Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion
    • E21B23/0411Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells operated by fluid means, e.g. actuated by explosion specially adapted for anchoring tools or the like to the borehole wall or to well tube
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B29/00Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
    • E21B29/06Cutting windows, e.g. directional window cutters for whipstock operations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører en enkeltturs ledekile-enhet, dvs. en ledekile-enhet som kan bli innført fullstendig i en brønnboring, innsatt og betjent til å frese et vindu i foringsrøret i brønnboringen og åpne opp en sidebrønn i den omgivende formasjon i et enkelt løp.
Ved boring av olje- og gassbrenner er det av og til nødvendig å danne en forgrening som løper ut fra en eksisterende boring. Slike forgreninger (vanligvis kjent som "sidebrønner") blir vanligvis dannet ved å lokalisere en tilspissende deflektorinnretning (kjent som en "ledekile") i den eksisterende boring, og deretter bruke ledekilen til å avbøye et freseverktøy sideveis fra aksen i den eksisterende boring for å frese et vindu i det omgivende foringsrør. Når vinduet har blitt utfrest, kan boring av den omgivende formasjon fortsette ved bruk av freseverktøyet eller freseverktøyet kan bli trukket ut fra brønnen og erstattet med en passende formasjons-boreanordning.
Ulike forsøk har vært gjort for å øke effektiviteten i formasjonen ved en sidebrønn ved bruk av et ledekilesystem. US-A-5109924 beskriver en vindusfresenhet for å foreta en utskjæring og fresing av vinduet i et løp, og US-A-5425419 viser et system hvor et deflektorhode i toppen av ledekilen blir brukt for å lokalisere freseverktøyet. IUS-A-53835222, vises en ledekile med en rampeflate som strekker seg med en vinkel i forhold til brønnboringens akse, der nevnte vinkel er større enn vinkelen til en tilstøtende hovedavbøyende flate til brønnboringens akse. Rampeflaten tjener dermed til raskt å bevege et freseverktøy sideveis mot brønnboringens foringsrør ved at det kun kreves liten nedihulls aksiell bevegelse. Rampeflaten er slik konfigurert at freseverktøyet enten støter mot eller forblir med en avstand fra den innoverrettede flaten i brønnboringens foring idet freseverktøyet passerer fra rampeflaten til ledekilens hovedavbøyende flate. En bøydning av ledekilen idet freseverktøyet beveger seg videre langs rampeflaten forhindres ved hjelp av en bæreflate på ledekilen som støter opp mot brønnboringsforingens innvendige overflate. Straks freseverktøyet har beveget seg fra rampeflaten til den hovedavbøyende flate, begynner fresingen av et vindu i foringsrøret.
Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å forbedre de kjente teknikker ved å forme en sidebrønn eller avgrening ved hjelp av et ledekilesystem. Den foreliggende oppfinnelse tar særskilt sikte på å bevare effektiviteten til freseverktøyets endeblader ved den initielle åpningen av et vindu. Det er videre et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe en ledekilesammenstilling som omfatter en pakning eller forankring og som kan kjøres inn i en brønn, settes og opereres i en enkelt tur.
Den foreliggende oppfinnelse frembringer en enkelt turs ledekileenhet for å danne et vindu i et brønnboringsforingsrør, der ledekilesammenstillingen omfatter: en ledekile med et freseverktøy festet til den øvre ende og en pakning eller forankring festet til sin nedre ende, der pakningen, (ekspansjonspakningen) eller forankringen er innsettbar for å fiksere ledekilens dybde forut for, men i løpet av samme tur som, operasjonen av freseverktøyet for å forme vinduet i brønnboringens foringsrør, der ledekilens øvre ende er utformet med en rampeflate som strekker seg med en vinkel i forhold til brønnboringens akse som er større enn vinkelen på hovedavledningsflaten på ledekilen til brønnboringens akse, der ledekilenheten er kjennetegnet ved at, når i bruk, rampeflaten møter den hovedavledende flate ved et sted radielt i avstand fra den indre vendte overflate av brønnboringens foringsrør med en avstand mindre enn freseverktøyets diameter, der nevnte indre vendte overflate til brønnboringens foringsrør er den overflaten på foringsrøret som definerer foringsrørets innvendige dimensjoner.
Foretrukne trekk ved oppfinnelsen fremgår av kravene 2-13.
Rampeflaten kan for eksempel strekke seg med en vinkel på 5° i forhold til brønnboringens akse, mens den hovedavbøyende flate på leddkilen kan strekke seg med en vinkel på 2,8° i forhold til ledekilens akse. Rampeflaten posisjoneres for å komme i inngrep av et freseverktøy idet freseverktøyet senkes og vil bringe freseverktøyet radielt i inngrep i borehullet inn i inngripen med brønnens foringsrør. Når freseverktøyet senkes vil den forholdsvis bratte vinkelen på rampen tvinge freseverktøyet sideveis inn i en inngropen med foringsrøret for derved å muliggjøre en rask gjennomtrengning av foringsrøret. Selv om noe av den initielle fresingen utføres av endebladene, utføres størstedelen av den initielle fresingen av sidebladene idet freseverktøyet skyves sideveis av rampene. Endebladenes effektivitet bevares på den måten ved åpningen av vinduet.
Kontaktpunktet eller grenseflaten mellom den foran nevnte rampe og avbøyende flate er fortrinnsvis lokalisert med et radielt mellomrom fra brønnboringsforingsrørets ytre vendte overflate med en avstand som i det alt vesentlige er lik freseverktøyets diameter, der brønnboringsforingsrørets nevnte ytre vendte flate er overflaten på det foringsrøret som definerer de ytre dimensjonene til foringsrøret slik at nevnte punkt i det alt vesentlige tilsvarer freseverktøyets skjæring fullstendig gjennom brønnboringens foringsrør ved bruk.
Generelt vil sidebrønnen ha en påkrevet retning og følgelig vil forbindelsen mellom ledekilen og ekspansjonspakningen eller forankringen hindre relativ dreining mellom dem slik at, etter at enheten har blitt kjørt inn i brønnboringen til nødvendig dybde, kan enheten bli orientert med passende innretninger (f.eks. ved bruk av signaler utledet fra et verktøy som foretar måling mens det bores og som eventuelt kan danne del av enheten) før innsetting av ekspansjonspakningen eller forankringen. Når pakningen eller forankringen har blitt innsatt, vil orienteringen av siden av ledekilen i forhold til bakke-koordinatene, som vil bestemme retningen på sidebrønnen, være fast i kraft av den ikke-dreibare forbindelsen mellom ledekilen og ekspansjonspakningen eller forankringen.
I en spesielt foretrukken utførelse av oppfinnelsen blir freseverktøyet festet direkte til den øvre ende av ledekilen ved frigjørbare festeorganer, f.eks. skjærbolter. Følgelig, etter at pakningen eller forankringen har blitt innsatt og innsettingen verifisert ved passende belastning av borestrengen, kan en oppadrettet eller nedadrettet belastning påføres borestrengen som er tilstrekkelig til å frigjøre de frigjørbare festeorganer hvoretter fresing kan fortsette.
For å forhindre for stor slitasje av rampeflaten er rampeflaten med fordel herdet, hardsidet eller forsynt med slitasjemotstandige innsatser.
Med fordel innbefatter freseverktøyet en hovedfres som har endeblader på sin endeflate og sideblader på dens radielle periferi. Under den første fase av foringsrørpenetreringen når freseverktøyet blir kjørt opp rampeflaten freser begge endebladene og sidebladene foringsrøret. Hoveddelen av den initielle fresing utføres imidlertid av sidebladene. Overgangen mellom rampeflaten og den hovedavbøyende flate er plassert slik at foringsrøret vil bli brutt gjennom den kombinerte virkning av ende- og sidebladene ved det øyeblikk når den førende kant av freseverktøyet passerer fra rampeflaten på den hovedavledende flate på ledekilen. Deretter vil fortsatt nedadrettet bevegelse av ledekilen resultere i progressiv åpning av vinduet som bruker hovedsakelig endebladene på hovedfresen. Disse blader vil være forholdsvis usløve ved den første gjennombrytning av foringsrøret ettersom mye av fresingen under den første gjennombrytning vil gjennomføres av sidebladene. Kontakt mellom hovedfresen og rampeflaten vil også være via sidebladene og følgelig vil endebladene være usløve ved slik kontakt. Ved starten av hovedfasen av endefresen vil endebladene følgelig være i stort sett som ny tilstand og godt egnet for den påfølgende oppåpning av vinduet som blir utført i hovedsak ved bruk av endebladene.
Med fordel innbefatter enheten en eller flere tilleggsfreser som befinner opp i hullet i forhold til hovedfresen. Slike tilleggsfreser kan f.eks. innbefatte en eller flere vannmelonfreser.
I en spesielt foretrukken utførelse av oppfinnelsen er pakningen eller forankringen en hydraulisk pakning og innretningene for innsetting av pakningen omfatter en hydraulisk trykkgenerator som befinner seg opp i hullet av ledekilen og en kappbar forbindelse mellom den hydrauliske trykkgenerator og den hydrauliske pakning. Den kappbare forbindelse kan hensiktsmessig ta formen av et kappbart rør som i utgangspunktet rager gjennom en boring i den nedre del av ledekilen og langs flaten av den øvre del av ledekilen. Når den hydrauliske pakning har blitt innsatt, blir den kappbare forbindelse kappet for å tillate at fresing kan starte. Enhver komponent av den kappbare forbindelse som gjenstår i en posisjon som vil komme i konflikt med freseoperasjonen, vil bli ødelagt under freseoperasjonen.
I en spesielt foretrukken utførelse av oppfinnelsen omfatter den hydrauliske kraftgenerator et innsettingsverktøy som har en sylinder fylt med hydraulisk fluid og i kommunikasjon med den kappbare forbindelse, og et stempel som kan påvirkes med slamtrykk levert gjennom borestrengen hvorpå ledekile-enheten er montert for å trykksette det hydrauliske fluid. Fortrinnsvis er en strømningsfølsom by-pass ventil montert i borestrengen over innsettingsverktøyet slik at slam kan sirkuleres gjennom borestrengen når enheten blir senket ned i brønnen. Deretter kan slamstrømningsgraden økes til å avstenge by-pass ventilen og tillate at statisk trykk blir påført stempelet i innsettingsverktøyet.
Med fordel er den hydrauliske trykkgenerator forbundet til en kappbar forbindelse via et kammer lokalisert på innsiden av freseverktøyet. I en spesielt foretrukken utførelse av oppfinnelsen innbefatter hovedfresen sirkulasjonsporter som, under fresing, gjør at slam fra kammeret i freseverktøyet kan sirkuleres til utsiden av freseverktøyet. Følgelig er freseverktøyet forsynt med en avleder som i utgangspunktet isolerer sirkulasjonsportene fra kammeret for slik å tillate hydraulisk trykk generert av den hydrauliske trykkgenerator å bli kommunisert til den delbare forbindelse. Med fordel er stempelet i den hydrauliske trykkgenerator bevegelig til en by-pass stilling som tillater slam å strømme forbi stempelet og til kammeret i freseverktøyet etter at innsetting av den hydrauliske pakning har blitt ferdigstilt. Med fordel åpner bevegelse av stempelet i den hydrauliske trykkgenerator inn i sin by-pass stilling samtidig sirkulasjonsportene i freseverktøyet til dets kammer.
I en spesielt foretrukken utførelse av oppfinnelsen blir avlederen som i utgangspunktet isolerer sirkulasjonsportene i hovedfresen fra dets kammer i sin utgangsstilling med en frigjørbar festeanordning, f.eks. en skjærring eller skjærtapper, og blir frigjort fra sin utgangsstilling ved virkning av stempelet i den hydrauliske trykkgenerator. Med fordel, stempelet i den hydrauliske trykkgenerator, ved bevegelse fra sin trykkgenererende stilling til sin by-pass stilling beveger automatisk strømningslederen fra sin utgangsstilling til sin åpne stilling for å tillate sirkulasjon av boreslam gjennom sirkulasj onsportene.
Oppfinnelsen vil bedre forstås fra den følgende beskrivelse av en foretrukken utførelse av denne, gitt kun som et eksempel, med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: fig. 1 viser en første utførelse av oppfinnelsen; fig. 2 viser en andre utførelse av oppfinnelsen; fig. 3 viser innretningene for kobling av hovedfresen i fig. 1 eller fig. 2 til dens ledekile; fig. 4 viser et tverrsnittsriss, i en større målestokk, av innsettingsverktøyet og hovedfresen av utførelsen ifølge fig. 1 med de indre komponenter i denne i deres utgangsstilling; og fig. 5 viser et riss i en større målestokk av hovedfresen og nedre del av innsettingsverktøyet som viser de indre komponenter i deres sluttstilling. Det vises først til fig. 1 hvor den illustrerte enkelt-turs ledekile-enhet omfatter en multisyklus by-pass ventil 1; en vannmelonfres 2; en fleksibel skjøt 3; et innsettingsverktøy 4; en hovedfres 5; en ledekile 6 og en hydraulisk ekspansjonspakning 7. By-pass ventilen 1, vannmelomfresen 2, den fleksible skjøten 3, innsettingsverktøyet 4 og hovedfresen 5 er sammenkoblet med konvensjonelle tappforbindelser, og ledekilen 6 er koblet til den hydrauliske ekspansjonspakning 7 med en alminnelig tappforbindelse. Hovedfresen 5 er koblet til ledekilen med en egnet frigjør festeinnretning beskrevet i nærmere detalj senere. Ved bruk blir den komplette enhet kjørt ned i en brønn på egnet rør til nødvendig dybde, blir korrekt orientert, f.eks. ved bruk av informasjon fra et verktøy som måler mens det bores som befinner seg over by-pass ventilen, og deretter innsettes ekspansjonspakningen. Forbindelsen mellom hovedfresen 5 og ledekilen 6 blir deretter frigjort for å tillate utfresing av et vindu i det omgivende foringsrør, og starten på boringen av en sidebrønn, ved bruk av hovedfresen 5. Vinduet dannet av hovedfresen 5 åpnes og rengjøres med vannmelonfresen 2.
Når montert, er hovedfresen 5 forbundet til den ytterste øvre ende av ledekilen 6 ved hjelp av frigjørbare festemidler, f.eks. skjærbolter 8, 9 som vist i fig. 3. For dette formål dannes den øvre ende av ledekilen 6 med en tang 10 som har forsenkede huller i seg for opptak av skjærbolter 8, 9. Skjærboltene gjør inngrep med gjengede boringer forsynt i en blokk 11 som er sveiset til eller integrert med et legeme 12 i hovedfresen. Hovedfresen utformes med et stort antall endeblader 13 som rager tvers over dens endeflate og et antall sideblader 14 som rager langs sidene av legemet 12 bort fra endebladene 13. Blokken 11 befinner seg mellom tilstøtende sideblader 14. Styrken på skjærboltene 8, 9 blir valgt slik at hele enheten kan sikkert kjøres ned i brønnen og pakningen 7 innsettes og testes uten å avskjære boltene 8, 9. Deretter blir en passende belastning opp eller ned påført enheten for å avskjære boltene 8, 9 og derved frigjøre hovedfresen 5, innsettingsverktøyet 4, fleksiskjøten 3, vannmelonfresen 2 og ventilen 1 fra ledekilen. Utfresing av foringsrøret kan deretter fortsette som beskrevet nedenfor.
Det skal bemerkes at den innvendige diameter av foringsrøret 15 omspennes av kombinasjonen av hovedfresen 5 og tangen 10. Det følger fra dette at diameteren til hovedfresen 5 vil være mindre enn den innvendige diameter fra foringsrøret 15. F.eks., i foringsrøret 15 som har en indre diameter på 220 mm, kunne den effektive diameter på ledekilen og hovedfresen til sammen være i størrelsesorden 203 mm med det resultat at fresediameteren ville være i størrelsesorden 197 mm. Som et resultat ville klaringsdiameteren på vinduet som skal freses med hovedfresen 5 være mindre enn den indre diameter av foringsrøret 15. Imidlertid kan vannmelonfresen 2 ha en effektiv diameter som er lik den innvendige diameter av foringsrøret 15 (uten noen nødvendig klaring) og følgelig vil vinduet frest med hovedfresen 5 bli åpnet opp til full diameter med vannmelonfresen.
Det refereres tilbake til fig. 1, by-pass ventilen 1, vannmelonfresen 2 og fleksiskjøten kan være standardgjenstander kjent for fagmannen innenfor boringsindustrien, og deres beskaffenhet, oppbygning og virkemåte vil være godt kjent for fagmannen. Innsettingsverktøyet 4 og hovedfresen 5 er vist i nærmere detalj i fig. 4.
Det vises til fig. 4 der innsettingsverktøyet 4 er en hydraulisk trykkgenererende anordning som omfatter en sylinder 16 og et stempel 17 glidende og tettende montert i sylinderen 16. Stempelet 17 er vist i eller nær inntil dens utgangsstilling. Sylinderen 16, over stempelet 17, danner et slamkammer 18 som er forbundet via de sentrale boringer i fleksiskjøten 3 og vannmelonfresen 2 til by-pass ventilen 1. Sylinderen 16 under stempelet 17 danner et hydraulisk kammer 19 som i utgangspunktet er fylt med hydraulisk fluid. For det formål av å fylle sylinderen 19 er stempelet 17 fortrinnsvis forsynt med et påfyllingsrør 20 som har et avtagbart endelokk 21.
Kammeret 19 er forbundet til den hydrauliske pakning ved hjelp av et kammer 20 dannet i hovedfresen og en fleksibel slange 21 som løper fra en nippel 22 festet til hovedfresen langs siden av den øvre del av ledekilen 6 og deretter gjennom en aksiell boring 23 forsynt i ledekilen. I den nedre ende av ledekilen åpner røret 21 inn i aktiviseringskammeret 24 i den hydrauliske pakning 7. Den hydrauliske pakning 7 kan være av enhver egnet utforming. Kammeret 20 blir under freseoperasjonen benyttet til å kommunisere borefluid fra strengen til sirkulasjonsportene 25 forsynt i hovedfresen. For å forhindre tap av hydraulisk fluid gjennom sirkulasjonsportene 25 før fortsettelsen av freseoperasjonen blir en strømningsavleder 26 plassert inne i kammeret 20, og i utgangsstillingen som vist, isolerer kammeret 20 fra sirkulasjonsportene 25. Strømningsavlederen 26 blir holdt i sin utgangsstilling med en skjærring 27.
I bruk blir hele enheten illustrert i fig. 1, sammen med ethvert nødvendig orienteringsutstyr, kjørt ned i brønnen til ønsket dybde, blir rotert for å bringe siden på ledekilen til den ønskede retning, og den hydrauliske pakning blir så innsatt. For å innsette pakningen økes strømningsmengden gjennom strengen til å lukke by-pass ventilen og til å muliggjøre at en statisk høyde kan genereres inne i strengen. Den statiske høyde blir påført stempelet 17 for å trykksette det hydrauliske fluid i det hydrauliske kammer 19. Trykksatt hydraulisk fluid strømmer fra kammeret 19 via kammeret 20, nippelen 22 og slangen 21 til betjeningskammeret 24 i den hydrauliske pakning.
Etter at et passende borestrengstrykk har blitt opprettholdt i en tidslengde som er passende for å innsette pakningen 7, kan innsettingen av pakningen bli testet ved å påsette en passende oppad og nedad belastning på strengen. Dersom denne test verifiserer at pakningen er innsatt, blir en større oppad- eller nedadrettet last strengen for å avskjære boltene 8, 9 som forbinder hovedfresen 5 til ledekiletangen 10. Fresen blir så trukket bort fra ledekilen for å bryte slangen 21 eller bryte endekoblingen mellom slangen 21 og nippelen 22. Fortrinnsvis er brudet i slangen 21 enten ved eller nær inntil nippelen 22 eller befinner seg over punktet hvor slangen 21 entrer kanalen 23. Brudd i slangen 21 gjør at hydraulisk fluid som gjenstår i kammeret 19 kan pumpes til ringrommet med det resultat at stempelet 17 vil bevege seg hurtid nedad under påvirkningen av strengtrykket i kammeret 18. Stempelet 17 vil deretter slå strømningsavlederen 26 og bryte skjærringen 27 som gjør at strømningsavlederen 26 og stempelet 17 inntar posisjonene vist i fig. 5.1 disse posisjoner har stempelet 17 beveget seg ut av sylinderen 16 for å etablere en strømningskanal rundt stempelet 17 som indikert med pilene A. Portene 28 anordnet i stempelet 17 tillater strømning fra utsiden av stempelet til dets innside og dermed til kammeret 20 via innsiden av strømningsavlederen 26. Fluktende porter 29 og 30 i strømningsavlederen 26 og montasjehylsen 31 tillater strømning fra kammeret 20 til sirkulasjonsportene 25. Følgelig, med komponentene i utformingen vist i fig. 5 kan fluid fra strengen strømme utad gjennom sirkulasjonsportene 25 for å avkjøle og smøre bladene 13, 14 og fortrenge rusk og rask fra bladene for sirkulasjon opp ringrommet til brønnhodet.
Når boltene 8, 9 har blitt avskåret og sirkulasjonsportene 25 åpner som beskrevet ovenfor, kan freseverktøyet bli rotert og senket til å fortsette dannelsen av foringsrørvinduet. For dette formål har ledekilen 6, straks under tangen 10, en rampeflate 32 som forløper ved en forholdsvis stor vinkel, f.eks. 5°, til brønnboringens lengdeakse. Rampeflaten 32 er herdet eller er overflatebelagt med hardt materiale eller er forsynt med slitasjemotstandige innsatser, f.eks. wolfrarnkarbid eller diamant for å hindre for stor slitasje av rampeflaten 32 som et resultat av kontakt av sidebladene 14 på hovedfresen. Sidebladene 13, 14 på hovedfresen er likeledes hardgjort eller av hardt og slitasjemotstandig materiale, f.eks. wolfrarnkarbid, slik at de ikke vil slites for mye som et resultat av gnidekontakt med rampeflaten 32. Når freseverktøyet blir senket, er virkningen av rampeflaten 32 å fortrenge eller forskyve hovedfresen 5 sideveis av brønnboringen som dermed bringer den ytre kant av endebladene 13 og sidebladene 14 til inngrep med brønnforingsrøret. Brønnforingsrøret, som er forholdsvis bløtt sammenlignet med materialet i bladene 13,14, vil freses bort ved virkningen av bladene. Selv om noe av den første fresing vil utføres av endebladene 13, blir hovedandelen av den første fresing utført med sidebladene 14 mens hovedfresen blir skjøvet sideveis av rampen 32.
Den hovedavledende flate 33 på ledekilen møter rampeflaten 32 ved et punkt 34 som stort sett tilsvarer hovedfresens brytning gjennom foringsrøret. Den hovedavledende flate 33 forløper ved en forholdsvis liten vinkel, f.eks. 2,8° i forhold til aksen gjennom brønnboringen. Fortsatt nedadrettet bevegelse av freseverktøyet utfører åpning av det ønskede vindu. Under denne fase av operasjonen (dvs. etter gjennombrytning av foringsrørvinduet og inntil vinduet er fullstendig) blir hovedandelen av fresingen utført med endebladene 13, sidebladene 14 blir brukt til å rengjøre sidene av vinduet som har blitt åpnet med endebladene 13 og til å opprettholde måldiameteren. Det skal bemerkes at endebladene 13 som er nødvendige for å utføre hovedandelen av fresingen under vindustildanningen er ikke utsatt, ved noe trinn, gnidende kontakt med overflaten av ledekilen og følgelig opprettholder maksimal skarphet for å utføre den nødvendige endefresing. Sidebladene 14, som har skapt den første gjennombrytning av vinduet, er nødvendig for å utføre forholdsvis liten skjærende virkning under resten av den vindusformende operasjon og følgelig dersom disse blader er sløve som et resultat av gnidende kontakt med ledekilen, er dette ikke kritisk for virkningen av verktøyet.
Som nevnt ovenfor, er målet på hovedfresen 5 noe mindre enn den for foringsrøret i hovedbrønnboringen. Dersom det er ønsket å ha den maksimalt mulige diameter på sidebrønnen, velges vannmelonfresen til å være av en maksimal størrelse som kan opptas av hovedbrønnboringen med det resultat at vinduet og sideboringen vil åpnes opp ved vannmelonfresen når vannmelonfresen passerer gjennom deler av passasjen tidligere frest med hovedfresen 5.
Det vises nå til fig. 2 hvor en alternativ utførelse av oppfinnelsen som kan i visse tilfeller være av anvendelse er vist. I denne utførelsen er den hydrauliske pakning 7 av den tidligere utførelse skiftet ut med en nedre utløser ("trip anchor") forankring som ikke krever hydraulisk innspenning. Følgelig er innsettingsverktøyet og de hydrauliske forbindelser beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 1 ikke påkrevet for arrangementet ifølge fig. 2. Hovedfresen 36 ifølge fig. 2 arrangementet er festet til en tang 37 forsynt på ledekilen 38 på samme måte som hovedfresen 5 er festet til tangen 10 på ledekilen ifølge utførelsen i fig. 1, som mer bestemt vist i fig. 3. Ledekilen 38 oppviser den samme rampeflate 32, hovedavledningsflate 33 og overgangspunkt 34 som ledekilen 6 i fig. 1 og følgelig når den nedre trippanker 35 har blitt innsatt og skjærboltene som kobler fresen 36 og tangen 37 har blitt brutt, vil fresingen bli utført som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 1. Det vil naturligvis forstås at en eller flere ytterligere freser, f.eks. en vannmelonfres som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 1, vanligvis vil være festet til enheten ifølge fig. 2 over fresen 36. F.eks. kan en vannmelonfres som illustrert i fig. 1, sammen med en fleksiskjøt som vist i fig. 1 forbindes over fresen 36 ved hjelp av egnede koblinger.
I tilfellet av begge utførelser i fig. 1 og fig. 2 skal det forstås av fagmannen at etter oppåpning av det ønskede vinduet i foringsrøret, og den første fresing av sidebrønnen, kan den fortsatte fresing av sidebrønnen bli utført ved bruk av hovedfresen 5 eller 36 dersom den nødvendige størrelse på sidebrønnen og formasjonen tillater bruk av et slikt verktøy. I alternativet kan freseverktøyet fjernes fra brønnboringen og en passende borestreng benyttet for å fortsette boringen av sidebrønnen.
Generelt vil det være ønskelig for ledekilen å være fjernbar etter at sidebrønnen har blitt dannet, og for dette formål er den øvre ende av ledekilen fortrinnsvis utformet med gjenger på bakflaten 39 av denne slik at et utvinningsverktøy som har en hunngjenge utformet i den førende ende av denne kan senkes over den øvre ende av ledekilen for å gjøre inngrep med skruegjengene og muliggjøre at ledekilen kan gjenvinnes. Dersom gjenvinning av ledekilen er nødvendig, vil innretningen være anordnet for å muliggjøre løsgjøring av ledekilen fra dens tilhørende pakning eller forankring eller, i alternativene, vil pakningen eller forankringskonstruksjonen tillate opphenting ved bruk av konvensj onelle opphentingsteknikker.

Claims (13)

1. Enkelt-turs ledekile-enhet for å tildanne et vindu i en brønnborings foringsrør, der ledekile-enheten omfatter: en ledekile (6) med et freseverktøy (5) festet til sin øvre ende og en ekspansjonspakning eller forankring festet til sin nedre ende, ekspansjonspakningen eller forankringen (7) er innsettbar for å fiksere dybden til ledekilen (6) før, men under den samme tur som operasjonen av freseverktøyet (5) for å tildanne vinduet i foringsrøret i brønnboringen, den øvre ende av ledekilen (6) er utformet med en rampeflate (32) som forløper ved en vinkel til aksen gjennom brønnboringen som er større enn vinkelen på hovedavledningsflaten (33) på ledekilen (6) til brønnboringens akse, karakterisert ved at, ved bruk, rampeflaten møter den hovedavledende flate ved et sted radielt i avstand fra den indre vendte overflate av brønnboringens foringsrør ved en avstand som er mindre enn freseverktøyets diameter, der nevnte indre vendte overflate i brønnboringens foringsrør er den overflaten på foringsrøret som definerer foringsrørets innvendige dimensjoner.
2. Enkelt-turs ledekile-enhet ifølge krav 1, karakterisert v e d at stedet er radielt plassert i en avstand fra den ytre vendte overflate av brønnboringens foringsrør ved en avstand stort sett lik diameteren av freseverktøyet (5), der nevnte ytre vendte overflate til brønnboringens foringsrør er den overflaten til foringsrøret som definerer foringsrørets ytre dimensjoner, slik at nevnte punkt hovedsakelig tilsvarer det freseverktøyet skjærer fullstendig igjennom brønnboringens foringsrør ved bruk.
3. Enkelt-turs ledekile-enhet ifølge krav 1 eller 2, karakterisert v e d at rampeflaten (32) er herdet, har harde flater eller er forsynt med slitasjemotstandige innsatser.
4. Ledekile-enhet ifølge et av de foranstående krav, karakterisert ved at forbindelsen mellom ledekilen (6) og ekspansjonspakningen eller forankringen (7) forhindrer relativ dreining mellom dem slik at, etter at enheten har blitt kjørt ned i brønnboringen til ønsket dybde, kan enheten bli orientert før innspenning av ekspansjonspakningen eller forankringen (7) og forbindelsen mellom ledekilen (6) og pakningen eller forankringen (7) vil deretter opprettholde ledekilen i den ønskede orientering.
5. Ledekile-enhet ifølge et av de foranstående krav, karakterisert ved at freseverktøyet (5) er festet direkte til den øvre ende av ledekilen (6) ved frigjørbare festeorganer, f.eks. skjærbolter (8, 9).
6. Ledekile-enhet ifølge et av de foranstående krav, karakterisert ved at freseverktøyet (6) innbefatter en hovedfres som har endeblader på sin endeflate og sideblader på sin radielle periferi.
7. Ledekile-enhet ifølge et av de foranstående krav, karakterisert ved at enheten innbefatter en eller flere tilleggsfreser, f.eks. vannmelonfreser (2) som befinner seg oppad i hullet i forhold til hovedfresen (5).
8. Ledekile-enhet ifølge et av de foranstående krav, karakterisert ved at ekspansjonspakningen eller forankringen (9) er en hydraulisk ekspansjonspakning og innretningene for innsetting av ekspansjonspakningen omfatter en hydraulisk trykkgenerator (4)som befinner seg oppe i hullet fra ledekilen (6) og en kappbar forbindelse (21, 22) mellom den hydrauliske trykkgenerator og den hydrauliske pakning (7).
9. Ledekile-enhet ifølge krav 8, karakterisert ved at den hydrauliske trykkgenerator (4) omfatter en sylinder (16) fylt med hydraulisk fluid og i kommunikasjon med den kappbare forbindelse (21, 22), og et stempel (17) som kan påvirkes med slamtrykk levert gjennom borestrengen på hvilken ledekile-enheten er montert for å trykksette det hydrauliske fluid.
10. Ledekile-enhet ifølge krav 9, karakterisert ved at den hydrauliske trykkgenerator (4) er forbundet til den kappbare forbindelse (21, 22) via et kammer (20) som befinner seg på innsiden av freseverktøyet (5).
11. Ledekile-enhet ifølge krav 10, karakterisert ved at hovedfresen innbefatter sirkulasjonsporter (25) som, under fresing, gjør at slam fra kammeret (20) i freseverktøyet kan sirkuleres til utsiden av freseverktøyet (5) og at freseverktøyet er forsynt med en avleder (26) som i utgangspunktet isolerer sirkulasjonsportene (25) fra kammeret for slik å tillate hydraulisk trykk generert av den hydrauliske trykkgenerator (4) å bli kommunisert til den kappbare forbindelse (21, 22).
12. Ledekile-enhet ifølge krav 11, karakterisert ved at stempelet (11) i den hydrauliske trykkgenerator (4) er bevegelig til en omløps- eller by-pass stilling som gjør at slam kan strømme forbi stempelet (17) og inn i kammeret (20) i freseverktøyet (5) etter at innspenning av den hydrauliske ekspansjonspakning har blitt ferdigstilt og bevegelse av stempelet i den hydrauliske trykkgenerator (4) inn i sin by-pass stilling samtidig åpner sirkulasjonsportene (25) i freseverktøyet til dets kammer (20).
13. Ledekile-enhet ifølge et av kravene 1-7, karakterisert v e d at ekspansjonspakningen eller forankringen (7) er en nedre utløserforankring ("trip anchor").
NO19980042A 1995-07-07 1998-01-05 Ledekile-anordning NO312777B1 (no)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9513922.6A GB9513922D0 (en) 1995-07-07 1995-07-07 Single trip whipstock system
GBGB9516352.3A GB9516352D0 (en) 1995-07-07 1995-08-09 Single trip whipstock system
PCT/GB1996/001627 WO1997003274A1 (en) 1995-07-07 1996-07-08 Single trip whipstock assembly

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO980042D0 NO980042D0 (no) 1998-01-05
NO980042L NO980042L (no) 1998-03-04
NO312777B1 true NO312777B1 (no) 2002-07-01

Family

ID=26307347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19980042A NO312777B1 (no) 1995-07-07 1998-01-05 Ledekile-anordning

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6050334A (no)
EP (1) EP0837978B1 (no)
AU (1) AU710673B2 (no)
CA (1) CA2225207C (no)
NO (1) NO312777B1 (no)
WO (1) WO1997003274A1 (no)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2386930C (en) 1999-10-18 2008-01-22 Schlumberger Technology Corporation Positioning and conveying well apparatus and method
CA2288494C (en) 1999-10-22 2008-01-08 Canadian Downhole Drill Systems Inc. One trip milling system
US6715567B2 (en) 2001-05-02 2004-04-06 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and method for forming a pilot hole in a formation
US6755248B2 (en) * 2002-03-28 2004-06-29 Baker Hughes Incorporated One trip through tubing window milling apparatus and method
US7077212B2 (en) * 2002-09-20 2006-07-18 Weatherford/Lamb, Inc. Method of hydraulically actuating and mechanically activating a downhole mechanical apparatus
BE1015123A3 (fr) * 2002-09-26 2004-10-05 Security Dbs Ensemble destine a un carottage ou forage devie.
WO2006070204A2 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Its Tubular Services (Holdings) Limited Improvements in or relating to a whipstock system
US8453737B2 (en) * 2006-07-18 2013-06-04 Halliburton Energy Services, Inc. Diameter based tracking for window milling system
US7905279B2 (en) * 2008-04-15 2011-03-15 Baker Hughes Incorporated Combination whipstock and seal bore diverter system
US8069920B2 (en) * 2009-04-02 2011-12-06 Knight Information Systems, L.L.C. Lateral well locator and reentry apparatus and method
US8844620B2 (en) * 2009-12-31 2014-09-30 Smith International, Inc. Side-tracking system and related methods
CA2830721C (en) 2011-03-01 2016-06-28 Smith International, Inc. High performance wellbore departure and drilling system
WO2012142543A2 (en) 2011-04-15 2012-10-18 Smith International, Inc. System and method for coupling an impregnated drill bit to a whipstock
RU2481452C2 (ru) * 2011-06-22 2013-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Отклоняющее устройство для вырезки окна в обсадной колонне скважины
US9140083B2 (en) 2012-06-20 2015-09-22 International Tubular Services Limited Hydraulically triggered anchor
US20140166366A1 (en) 2012-12-13 2014-06-19 Smith International, Inc. Single-trip lateral coring systems and methods
WO2014109962A1 (en) 2013-01-08 2014-07-17 Knight Information Systems, Llc Multi-window lateral well locator/reentry apparatus and method
BR112016005605B1 (pt) 2013-10-09 2021-09-08 Halliburton Energy Services, Inc Parafuso de cisalhamento de configuração dupla, conjunto de fundo de poço e método
GB2522874A (en) * 2014-02-07 2015-08-12 Well Engineering Technology Fzco Milling apparatus
US10151164B2 (en) 2014-03-31 2018-12-11 Schlumberger Technology Corporation Single-trip casing cutting and bridge plug setting
US10006264B2 (en) 2014-05-29 2018-06-26 Weatherford Technology Holdings, Llc Whipstock assembly having anchor and eccentric packer
US10214998B2 (en) 2014-11-13 2019-02-26 Halliburton Energy Services, Inc. Shear mechanism with preferential shear orientation
WO2017086936A1 (en) 2015-11-17 2017-05-26 Halliburton Energy Services, Inc. One-trip multilateral tool
WO2017146736A1 (en) 2016-02-26 2017-08-31 Halliburton Energy Services, Inc. Whipstock assembly with a support member
US10513911B2 (en) 2016-08-09 2019-12-24 Baker Hughes, A Ge Company, Llc One trip diverter placement, treatment and bottom hole assembly removal with diverter
AU2016433796B2 (en) 2016-12-28 2023-02-23 Halliburton Energy Services, Inc. Hydraulically assisted shear bolt
US10227823B2 (en) * 2017-05-03 2019-03-12 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Window mill hydraulic line connection
US10280706B1 (en) 2018-08-31 2019-05-07 Harvey Sharp, III Hydraulic setting tool apparatus and method
US11142996B2 (en) * 2019-03-13 2021-10-12 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Milling and whipstock assembly with flow diversion component
CN110439550B (zh) * 2019-07-22 2022-04-08 同济大学 一种倾斜式土壤采样系统
CN111255402B (zh) * 2020-03-12 2021-08-10 西南石油大学 一种一体式无损开窗侧钻工具总成
US11585155B2 (en) * 2021-06-04 2023-02-21 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Mill, downhole tool with mill, method and system
US20230265718A1 (en) * 2022-02-18 2023-08-24 Halliburton Energy Services, Inc. Multi pass two-part drilling/running and activation tool
US12065911B2 (en) 2022-02-18 2024-08-20 Halliburton Energy Services, Inc. Two-part drilling/running and activation tool
US11933174B2 (en) 2022-02-25 2024-03-19 Saudi Arabian Oil Company Modified whipstock design integrating cleanout and setting mechanisms
CN118361202A (zh) * 2024-06-18 2024-07-19 大庆辰平钻井技术服务有限公司 侧钻开窗装置及超短半径u型地热井钻井方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2216963A (en) * 1939-10-09 1940-10-08 Joseph E Sinclair Means for cutting windows in well casings
US2940522A (en) * 1957-03-05 1960-06-14 Us Industries Inc Cutting tool
US4397355A (en) * 1981-05-29 1983-08-09 Masco Corporation Whipstock setting method and apparatus
US4429741A (en) * 1981-10-13 1984-02-07 Christensen, Inc. Self powered downhole tool anchor
US5035292A (en) * 1989-01-11 1991-07-30 Masx Energy Service Group, Inc. Whipstock starter mill with pressure drop tattletale
DE3942438A1 (de) * 1989-12-22 1991-07-11 Eastman Christensen Co Vorrichtung zum bohren einer neben- oder ablenkbohrung eines insbesondere verrohrten bohrlochs
GB9003047D0 (en) * 1990-02-10 1990-04-11 Tri State Oil Tool Uk Insert type window mill
US5322135A (en) * 1993-07-23 1994-06-21 Meridian Oil, Inc. Open hole coring method
US5425419A (en) * 1994-02-25 1995-06-20 Sieber; Bobby G. Whipstock apparatus and methods of use
US5595247A (en) * 1994-04-06 1997-01-21 Tiw Corporation Retrievable through tubing tool and method
US5383522A (en) * 1994-05-16 1995-01-24 Atlantic Richfield Company Whipstock and method
US5379845A (en) * 1994-06-06 1995-01-10 Atlantic Richfield Company Method for setting a whipstock in a wellbore
US5443129A (en) * 1994-07-22 1995-08-22 Smith International, Inc. Apparatus and method for orienting and setting a hydraulically-actuatable tool in a borehole
US5551509A (en) * 1995-03-24 1996-09-03 Tiw Corporation Whipstock and starter mill
US5592991A (en) * 1995-05-31 1997-01-14 Baker Hughes Inc. Method and apparatus of installing a whipstock
US5816324A (en) * 1996-05-03 1998-10-06 Smith International, Inc. Whipstock accelerator ramp
US5771972A (en) * 1996-05-03 1998-06-30 Smith International, Inc., One trip milling system

Also Published As

Publication number Publication date
EP0837978B1 (en) 1999-12-22
US6050334A (en) 2000-04-18
AU6365096A (en) 1997-02-10
NO980042D0 (no) 1998-01-05
CA2225207C (en) 2003-11-25
NO980042L (no) 1998-03-04
WO1997003274A1 (en) 1997-01-30
AU710673B2 (en) 1999-09-23
CA2225207A1 (en) 1997-01-30
EP0837978A1 (en) 1998-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO312777B1 (no) Ledekile-anordning
EP3523497B1 (en) Downhole test tool and method of use
CA2271795C (en) Whipstock
CA2334741C (en) Casing drilling shoe
CA2151706C (en) Method and apparatus for setting a whipstock
NO337758B1 (no) Ledekile
NO342637B1 (no) Fremgangsmåte for komplettering
CN104736793B (zh) 用于使得管状件在井眼中膨胀的膨胀组件、顶部锚固件和方法
NO325890B1 (no) Fremgangsmate og anordning for boring og fôring av en bronn med en sementflyter
NO314773B1 (no) Apparat for fresing av et hull i en fôring
NO342918B1 (no) Trinnvise sementeringsfremgangsmåter som brukes ved samtidig boring og fôring
NO325410B1 (no) Slagindikator og fremgangsmate for angivelse av et slag i ekspansjonssystem med rorformet utbedringsfôring
NO325658B1 (no) Fremgangsmåte, apparat og system for fresing av fôringsrør ved bruk av kveilrør
NO334681B1 (no) Fôringsrørsko for nedihulls bruk samt brønnkompletteringsfremgangsmåte.
NO310523B1 (no) Opphentbar ledekile-forankringssammenstilling
US8069920B2 (en) Lateral well locator and reentry apparatus and method
NO20110538L (no) Fremgangsmate og apparat for a danne og komplettere bronnboringer
US3429387A (en) Pump out drill bit
NO343389B1 (no) Skjærepil, fremgangsmåte for skjæring av en kveilerørstreng i en brønnboring samt en kveilerørsammenstilling
NO20111590A1 (no) Foringsrorkrone, boresammenstillinger og fremgangsmater til bruk ved forming av bronnboringer med ekspanderbart foringsror
NO336615B1 (no) Hylsesammenstilling for et gjennomboringsspolelegeme og fremgangsmåte til trykktesting av et gjennomborings-spolelegeme
GB2303158A (en) Single trip whipstock assembly
NO20140332A1 (no) Kuttesammenstilling og fremgangsmåte for kutting av kveilerør
NO20151342A1 (no) System og fremgangsmåte for kabelassistert avvirkning av rør i en petroleumsbrønn
RU2173761C2 (ru) Однопроходное устройство с уипстоком для образования окна в обсадной трубе скважины

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees