NO314096B1 - System for skj¶ring av materialer i brönnboringer - Google Patents

Description

1. Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse gjelder hovedsakelig skjærings- eller fresings-verktøy for skjæring av materialer og nærmere bestemt skjæringsverktøyer som utnytter et trykksatt fluid for å skjære materialer i brønnboringer og andre oljefelt-konstruksjoner.

2. Bake; runnsteknikk

For å produsere hydrokarboner (olje og gass) fra jordformasjoner er det utformet brønnboringer til ønskede dybder. De første få hundre fot av brønnbo-ringen har typisk stor diameter, vanligvis mellom 12 og 18 tommer, samt er foret med en metalEforing som har et tykkelsesmål på omkring en halv tomme eller mer, for å hindre innrasing i oljebrønnen. Oljebrønnen, som typisk er mellom ni og tolv tommer i diameter, blir så utboret for å fjerne hydrokarboner fra underjordiske formasjoner. Etter at brønnboringen er blitt boret til den ønskede dybde, innsettes et metallrør, som vanligvis på fagområdet betegnes som boringsrør eller rørled-ning inn i brønnboringen med sement innsprøytet i mellomrommet (ringrommet) mellom foringsrøret og brønnboringen. Forgrenede eller laterale brønnboringer blir ofte utboret fra en hovedbrønnboring for å danne avvikende eller horisontale brønnboringer for forbedret hydrokarbon-produksjon fra underjordiske formasjoner.

Flere skjærings- og utfresingsarbeider utføres for å forberede en brønnbo-ring for produksjon og også under brønnboringens produserende levetid. Noen eksempler på slik skjæring og utfresing er angitt nedenfor.

I mange anvendelser blir forgrenede eller laterale brønnboringer utformet etter at brønnboringen er blitt foret. Dette krever da utfresing eller utskjæring av et avsnitt (vindu) i foringsrøret i en forutbestemt dybde for å innlede utboringen av den laterale brønnboring. Det er ytterst ønskelig å skjære ut slike vinduer med tilstrekkelig presisjon for å opprettholde den endelige sammenføyningstetthet på forbindelsesstedet. I eldre brønnboringer kan forbindelsen mellom hoved-brønn-boringen og den laterale brønnboring ha erodert og kan således kreve fjerning av visse materialer for å reparere et slikt forbindelsessted eller for å utføre sekundære arbeidsprosesser. Det er ønskelig å fjerne materialene fra forbindelsesstedet med presisjon for å kunne rekonstruere forbindelsen på korrekt måte. Det er derfor ønskelig å ha et nedhullsverktøy for skjæring eller utfresing og som etter ønske og relativt nøyaktig kan skjære ut vinduer i foringsrøret nede i borehullet, samt også fjerne ønskede materialmengder omkring skjøtestedet. Foreliggende oppfinnelse frembringer et slikt nedhulls-skjæreverktøy.

Etter at brønnboringen er blitt foret, kan utstyr av forskjellig type, slik som

foringshengere, permanente pakninger, reguleringsutstyr for fluidstrømning, innfø-res i brønnboringen og må da utfreses for å kunne utføre sekundære arbeidsope-rasjoner. Annet utstyr, som egentlig er utført for å kunne tas ut uten å bearbeides, kan iblant allikevel ikke fjernes fra brønnboringen på grunn av feilaktig arbeidsfunksjon for slikt utstyr eller kraftig korrosjon, og disse innretninger må derfor bearbeides. I tillegg har sedimenter en tendens til langsomt å avsette seg langs innsiden av produksjonsrør, hvilket reduserer det effektive strømningstverrsnitt for slike rør. Fra tid til tid må slike sedimenter rømmes for å opprettholde den ønskede fluidstrømning gjennom produksjonsrørledninger.

Forskjellige typer nedhulls skjærings- og bearbeidingsverktøy er blitt anvendt i olje- og gassindustrien. Disse verktøy er blitt brukt for slike arbeidsoppga-ver som fjerning av materialer fra det indre av brønnboringer, innbefattet skjæring av eksisterende foringer, boring gjennom permanent innsatte pakninger, samt fjerning av løse rørskjøter. Utfresningsverktøy er blitt anvendt for å rømme opp sammenfallende foringsrør, for å fjerne grader eller andre uønskede deler fra vinduer i foringene, for å anbringe ledekiler for utboring av avvikende brønnboringer og for å utføre andre opprømningsarbeider.

Tidligere kjente skjærings- eller fresingsverktøy omfatter vanligvis et verk-tøyslegeme som er innrettet for å føres inn i brønnboringen. Flere skjærblader er anbrakt på legemet med visse mellomrom og rager ut i fra dette. Hver av disse skjærblader har typisk et basisområde med en ledende flate i forhold til rotasjons-retningen. Et egnet hardt skjærmaterial, slik som karbid er festet til skjærbladets skjærekant. For å utføre en skjærings- eller fresingsoperasjon, anbringes verktøy-et på det ønskede sted inne in brønnboringen og bringes i rotasjon for å skjære ut det tilsiktede materiale. Vekten på verktøyet og rotasjonshastigheten bestemmer skjærehastigheten. Verktøybladene er utført for å skjære ut i materiale i små seg-menter, slik at skjærsponene kan transporteres til jordoverflaten ved sirkulering av et fluid i brønnboringen, eller falle ned til brønnboringens bunn.

Skjæreelementene i slikt tidligere kjent utstyr må forbli i hard kontakt med det materiale som skal utskjæres, hvilket eroderer skjæreelementene. Driftsleve-tiden for slike skjæreelementer kan derfor ved visse anvendelser bli forholdsvis kort. I slike tilfeller må skjæreverktøyet gjenvinnes for forandring av skjæreelementet. Denne type arbeidsoperasjon kan føre til dødtid for brønn og rigg, hvilket kan koste flere tusen dollar pr. dag.

Skjæreområdet på tidligere anvendte skjæreverktøy er forholdsvis stort og således dårlig egnet for å skjære ut relativt nøyaktige partier eller vinduer i foringene. Det er også vanskelig å orientere slike tidligere anvendte skjæreverktøy til å utføre kontorutskjæringer av områder inne i brønnboringen.

Foreliggende oppfinnelse er rettet på mange av de mangler som foreligger ved de tidligere kjente skjære- og freseverktøy for bruk nede i borehull, og frembringer skjæreverktøy hvor skjæreelementet er forholdsvis lite, kommer ikke i kontakt med den overflate som skal skjæres og kan skjære ut materialer forholdsvis nøyaktig. Et slikt lite skjæreelement gjør nøyaktige utskjæringer mulig, mens manglende overflatekontakt vil forlenge dets utnyttbare levetid. Skjæreelementet kan posisjoneres og orienteres i brønnboringen for kontinuerlig å skjære ut materialer i samsvar med en forutbestemt profil eller skjærebane. Skjæreverktøyet i henhold til foreliggende oppfinnelse kan også utnyttes for å skjære andre konstruksjoner, slik som nedlagte rør og plattformer til havs.

Det ville også være fordelaktig å kunne «se» (avbilde) et bestemt arbeidssted, fastlegge hvilken spesiell arbeidsprosess som behøver å utføres basert på avbildningsinformasjonen og derpå utføre arbeidet, fortrinnsvis ved hjelp av verk-tøy som er blitt ført ned hulls samtidig som avbildningsutstyret. Den teknikk som anvendes nå, går ut på å føre avbildningsutstyret ned i borehullet, samle opp av-bildningsinformasjon og derpå trekke avbildningsutstyret ut av borehullet før nød-vendig verktøy eller verktøyer føres ned i hullet for å gjøre vedkommende arbeid. Skjæreverktøyet i henhold til foreliggende oppfinnelse føres fortrinnsvis inn sam-men med en egnet avbildningsinnretning, som gjør det mulig å avbilde arbeidsstedet før, under og etter skjærearbeidet. Dette gjør det mulig for operatøren å bestemme den type skjæring som behøver å utføres, sende de korrekte signaler til skjæreverktøyet og utføre skjærearbeidet under en enkelt innføring i borehullet, slik at tidstap reduseres.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse gjelder et nedhulls skjæreverktøy for skjæring av materialer på et arbeidssted i borehullet. Skjæreverktøyet omfatter et skjæreelement som er innrettet for å avgi et høytrykksfluid. En drivenhet i verktøyet omfatter flere trykktrinn anordnet i serie, og hvor hvert slikt trinn øker fluidtrykket ut over det forutgående trinn, inntil det ønskede høye trykk er oppnådd. Høytrykksfluidet avgis gjennom skjæreelementet som en jetstrøm for å utføre skjæringen av et materiale. En pulsenhet i verktøyet er anordnet for å pulsere fluidet før det avgis. Pulsede jetstrømmer krever lavere trykk sammenliknet med ikke-pulsede jetstrømmer for å utføre samme skjærearbeidet. En reguleringsenhet i verktøyet inneholder utstyr som styrer skjæreelementet, drivenheten og pulseringsenheten. Driften av utstyret i reguleringsenheten styres av en mikroprosessor-basert nedhullskrets i samsvar med programmerte instruksjoner. Dette program kan inneholde forutbestemt ut-skjæringsmønster eller profil. Nedihullskretsen kommuniserer med en datamaskin på jordoverflaten gjennom et toveis telemetrisystem. En avbildningsanordning kan inngå i skjæreverktøyet for nedhullsbruk for å oppta avbildninger av arbeidsstedet før, under og etter skjærearbeidene.

Foreliggende oppfinnelse angir en fremgangsmåte for skjæring av et materiale på et arbeidssted i en brønnboring ved hjelp av et skjæreverktøy som har et skjæreelement som er innrettet for å avgi et høytrykksfluid. Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen går da ut på at: (a) skjæreverktøyet innføres i en brønn-boring, (b) skjæreelementet posisjoneres en forutbestemt avstand fra det materialet som skal skjæres, (c) høytrykksfluidet avgis fra skjæreelementet ved et forut bestemt trykk som er tilstrekkelig for å skjære materialet, og (d) skjæreelementet beveges i samsvar med et forutbestemt mønster for å skjære materialet langs et bestemt mønster.

Foreliggende oppfinnelse angir også fremgangsmåter for å utplassere et skjæreverktøy undervann og skjære bærende konstruksjonsdeler som er nedlagt i en sjøbunn for å frigjøre en konstruksjon tii sjøs fra sjøbunnen eller for skjære ut partier av slike undervannskonstruksjoner. I tillegg angir foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å skjære ut avsnitt av nedlagte rør for å lette fjerning av slike rør fra et borehull.

Særtrekk ved foreliggende oppfinnelse er blitt sammenfattet på et ganske bredt grunnlag for at den følgende mer detaljerte beskrivelse av oppfinnelsesgjen-standen kan bli bedre forstått, og for at dens bidrag til fagområdet kan bli erkjent. Det foreligger ytterligere særtrekk ved oppfinnelsen som vil bli beskrevet i det føl-gende og som vil være gjenstand for etterfølgende patentkrav.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

For detaljert forståelse av foreliggende oppfinnelse, skal det henvises til følgende detaljerte beskrivelse av foretrukkede utførelser, gitt i sammenheng med de vedføyde tegninger, hvor tilsvarende elementer er gitt samme henvisningstall, og hvor: Fig. 1 viser skjematisk en utførelse av skjæreutstyr hvor skjæreelementet for skjæreverktøyet nede i borehullet er vist posisjonert i en brønnboring for å utfø-re et skjærearbeide. Fig. 2A viser en måte hvorpå skjæreelementet kan posisjoneres i skjære-verktøyet nede i borehullet i fig. 1, for å skjære i et arbeidsstykke på undersiden av skjæreverktøyet. Fig. 2B-C viser en alternativ måte å posisjonere skjæreelementet i skjære-verktøyet nede i borehullet for å skjære materialet på undersiden av skjæreverk-tøyet. Fig. 3 viser skjematisk et eksempel på en forutbestemt profil av et avsnitt av den foring som skal utskjæres, og som kan være lagret i et datalager tilordnet skjæreutstyret i fig. 1 for senere bruk. Fig. 4 er en skjematisk skisse av borehullsverktøyet i fig. 1 inntil en forgren-ing og med et nedhulls avbildningsverktøy tilsluttet for å oppnå avbildninger av arbeidsområdet. Fig. 5 viser et funksjonelt blokkskjema som gjelder arbeidsfunksjonen for det skjæreutstyr som er vist i fig. 1-3. Fig. 6A-B viser to forskjellige fremgangsmåter for frigjøring av en konstruksjon til havs og som understøttes på rørformede legemer innleiret i sjøbunnen, ved bruk av skjæreverktøyet i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Fig. 6C er en delvis uttrukket skisse av skjæreverktøyet i fig. 6 A-B.

Fig. 7 anskueliggjør en fremgangsmåte for fjerning av nedlagte rør fra en brønnboring ved anvendelse av skjæreverktøyet i henhold til foreliggende oppfinnelse.

DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKKEDE UTFØRELSER

Fig. 1 er en skjematisk skisse av utstyr 10 for å skjære eller bearbeide materialer i en brønnboring (borehull) 22. I alminnelighet omfatter skjæreutstyret 10 et nedhullsverktøy som avgir en høytrykks jetstråle gjennom et skjæreelement for å skjære materialer nede i borehullet. En nedhulls drivenhet tilfører høytrykks-fluidet til skjæreelementet. Utstyret 10 kan programmeres for kontinuerlig å posisjonere jetstrålen til å skjære materialer i samsvar med forut fastlagte profiler. En nedhullskrets styrer arbeidsfunksjonen for nedhullsinnretningene og oppretter toveis kommunikasjon med en datamaskin på jordoverflaten.

Av fig. 1 vil det fremgå at utstyret 10 omfatter et nedhulls-skjæreverktøy (som her er betegnet som «skjæreverktøyet») 20 innført fra en plattform 11 for en derrik 12 i et borehull 22 ved hjelp av en egnet innføringsanordning 24, slik som en kveilet rørledning, sammensatte rørstykker eller trådline. Skjæreverktøyet 20 har et hylster 26, som er innrettet for forbindelse med innføringsanordningen 24 over et egnet forbindelsesstykke 19. Hylsteret 26 inneholder de forskjellige elementer av skjæreverktøyet 20, som omfatter en skjæreelementseksjon 28, en drivseksjon 34 for tilførsel av trykksatt fluid til skjæreelementseksjonen 28, en reguleringsenhet 36 som styrer den vertikale og radiale posisjonering av regule-ringselementseksjonen 28 samt en nedhulls elektronikkseksjon 38, som rommer kretser og datalager som er tilordnet nedhullsverktøyet 20.

Skjæreelementseksjonen 28 rommer et skjæreelement 30 som ender i et munnstykke eller sonde 32 som er innrettet for å avgi et fluid ved relativt høyt trykk og i form av en høytrykks jetstråle med forholdsvis lite tverrsnitt. De fleste nedhulls skjærearbeider krever skjæring eller fresing av metallmaterialer som er mindre enn en tomme tykke, og for dette er høyt trykk på seksti tusen pund eller mindre vanligvis tilstrekkelig. For tykkere materialer, er høyere trykk påkrevd. Munnstykket 32 kan gjøres tilstrekkelig sterkt til å motstå utløpstrykk som er større enn 200 000 psi. Skjæreelementseksjonen 28 er dreibar omkring en skjøt 31 som forbinder skjæreelementseksjonen 28 med en fluiddrivende seksjon, som her i sin helhet er angitt ved henvisningstall 34. Fluidet kan være vann eller brønnboringsfluid, eller eventuelt et hvilket som helst annet fluid som har liknende egenskaper. Slipende materiale kan være blandet med fluidet for å forbedre dets skjæreegenskaper.

Drivseksjonen 34 omfatter fortrinnsvis flere underseksjoner Pi-Pn i serie. Hver slik påfølgende seksjon øker fluidtrykket utover trykket i den forutgående seksjon med en forutbestemt verdi. Den siste seksjon Pn avgir fluidet inn i skjæreelementseksjon 28 ved det ønskede trykk. Drivseksjonen 34 kan også inneholde en innretning som pulserer fluidtilførselen gjennom en eller flere drivseksjoner P-i-Pn, slik at det fluid som tilføres skjæreelementet 30 er pulsert med en forutbestemt takt eller frekvens. Høytrykkspulsede jetstråler er vanligvis mer effektive ved skjæring av materialer enn ikke-pulsede jetstråler. Skjæreelementet 30 kan være et teleskopisk legeme, slik at det kan beveges aksialt (langs verktøyets lengdeakse) inne i skjæreelementseksjonen 28. Denne bevegelse er beregnet på å muliggjøre posisjonering av sonden 32 i den ønskede dybde inntil brønnborings-foringen 23. Skjæreelementseksjonen 28 av skjæreelementet 30 kan dreies for å anbringe munnstykket 32 i radial plassering inne i brønnboringen 22. Disse beve-gelser av munnstykket gir frihetsgrader langs aksial og radial retning i brønnbo-ringen 22, hvilket gjør det mulig å oppnå nøyaktig posisjonering av munnstykket 32 på et hvilket som helst sted inne i brønnboringen 22. En hvilken som helst annen ønskelig bevegelse av et skjæreelement i verktøyet 20 kan inngå for oppfinnelsens formål.

En kontrollseksjon 36, fortrinnsvis plassert ovenfor drivseksjonen 34 inneholder innretninger for å stille munnstykket 32 i en ønsket posisjonering. En eller flere slike innretninger dreier skjæreelementseksjonen 28 til radial innstilling av munnstykket 32. Hvilke som helst egnede hydraulisk drevne innretninger eller elektriske motorer anvendes fortrinnsvis for å utføre slike funksjoner. Alle slike egnede innretninger kan imidlertid også anvendes for oppfinnelsens formål. Regu-leringsseksjon en 36 omfatter fortrinnsvis også følere for å frembringe informasjon om verktøyets helning, dets munnstykkeposisjonering i forhold til det materiale som skal skjæres samt i forhold til ett eller flere kjente referansepunkter i verk-tøyet. Slike følere kan imidlertid anbringes på hvilke som helst andre ønskede steder i verktøyet 20.1 den konfigurasjon som er vist i fig. 1, kan skjæreelementet 30 skjære materialer langs det indre av brønnboringen, hvilket kan omfatte foringen 23 eller et område omkring et forbindelsessted mellom brønnboringen 22 og en forgrenet brønnboring 37, slik som vist i fig. 4.

I anvendelse hvor materialet som skal skjæres ligger under skjæreverktøyet 20, kan skjæreelementet 30 være utformet for tilpasning til slike anvendelser. Fig. 2A viser en konfigurasjon av et skjæreelement 30' som er konstruert for å skjære materialer på undersiden av skjæreverktøyet 20.1 denne utførelse avgir sonden 32' fluidet nedover i hullet langs verktøyaksen. Skjæreelementet 30<*> kan beveges hvor som helst lateralt inne i seksjonen 28'. Piler A-A angir at skjæreelementet kan beveges lateralt, mens pilene B-B angir at skjæreelementet 30 kan beveges langs en sirkelbane inne i seksjonen 28'. Den viste skjæreelement-konfigurasjon i fig. 2A er hensiktsmessig for utførelse av rømningsarbeider i rørformede legemer, slik som en produksjonsrørledning. Opprømming er påkrevd når det indre av slike rørledninger er foret med sedimenter.

For å fjerne gjenstander slik som permanente pakninger eller pakninger som ellers ikke kan fjernes på grunn av at de sitter fast i brønnboringen, er det ønskelig å skjære bort bare de pakningselementer og tilhørende forankringer, hvis slike foreligger, som vanligvis ligger mellom pakningslegemet og det indre av brønnboringen. Pakningene og forankringene befinner seg i inngrep med brønn-foringen. Tidligere anvendte verktøy skjærer oftest gjennom hele pakningen, hvilket vanligvis krever ytterst lang tid. Pakningene kan fjernes relativt raskt ved å bare skjære gjennom pakningselementene og eventuelle tilhørende forankringer. Ved slike anvendelser blir skjæremunnstykket 30 plassert på oversiden av vedkommende pakningselement alene. Fig. 2B-C viser en konfigurasjon av et skjæreelement 30" hvis munnstykke 32" kan være plassert på et hvilket som helst sted inne i brønnboringen. Piler C-C angir at sonden 32" kan beveges radialt inne i seksjonen 28", mens den sirkulære bevegelsesbane som angis av pilene D-D angir at skjæreelementet kan dreies inne i brønnboringen 22. Fig. 2C viser posi-sjoneringen av skjæreelementet 30" etter at det er blitt forskjøvet radialt en forutbestemt avstand. Som det vil fremgå av fig. 2C, rager munnstykket 32" her utenfor seksjonen 28" hvilket vil tillate verktøyet 20 å skjære materialer av større omfang enn diameteren av verktøyet 20 hvor som helst i brønnboringen 22 på undersiden av verktøyet 20.

Som vist i fig. 1, er elektriske kretser og nedhulls effektforsyninger for drift og styring av arbeidsoperasjonen for det skjærende element 30, drivenheten 34, samt innretninger og følere anbrakt i seksjon 34, fortrinnsvis plassert i en felles seksjon 38 for elektriske kretser. Elektrisk forbindelse mellom den elektriske kretsseksjon 38 og andre elementer er ført gjennom egnede ledere og koplingsstykker.

En reguleringsenhet 70 på jordoverflaten og anbrakt på et passende sted på riggplattformen 11 styrer fortrinnsvis driftsfunksjonen for skjæreutstyret 10. Reguleringsenheten 70 omfatter en egnet datamaskin, tilordnet datalager, en opptaker for å ta opp data, samt en fremviser eller overvåker 72. Egnede alarminnret-ninger 74 er koplet til overflate-reguleringsenheten 70 og aktiveres etter ønske av reguleringsenheten 70 når visse forutbestemte driftstilstander opptrer.

Arbeidsfunksjonen for skjæreutstyret 10 vil nå bli beskrevet i forbindelse med utskjæring av et avsnitt eller vindu i et foringsrør, under henvisning til fig. 1 og 3. Verktøyet 20 føres ned i borehullet og plasseres slik at munnstykket 32 befinner seg inntil det avsnitt som skal skjæres ut. Stabilisatorer 40a-b plasseres da for å sikre minimal radialbevegelse av verktøyet 20 i brønnboringen 22. En utskjæringsprofil 80 (fig. 3) som fastlegger koordinatene for omkretsen av det avsnitt som skal skjæres ut, er lagret i et datalager som er tilordnet utstyret 10. Et slikt datalager kan være anordnet i den elektriske kretsseksjon 36 eller i reguleringsenheten 70 på jordoverflaten.

Et eksempel på en slik profil 80 er vist i fig. 3. Pilene 82 viser de vektorer som har sammenheng med profilen 80. Profilen 80 er fortrinnsvis fremvist på monitoren 72 på jordoverflaten. En operatør orienterer munnstykkespissen 32 på et sted innenfor det avsnitt av brønnforingen 23 som skal skjæres ut. De ønskede verdier for fluidtrykk og pulstakt føres inn i overflate-reguleringsenheten 70 ved hjelp av en egnet innretning, slik som et tastatur, eller velges ut i fra forutregistrer-te data, fortrinnsvis i form av en meny. Skjæreverktøyet 20 blir så aktivert for å frembringe det påkrevede trykk og eventuelt den tilsiktede pulstakt. Drivseksjonen 34 bringer fluidet til å pulsere i en forutbestemt takt og fluidtrykket til å stige til en forutbestemt verdi. Fluidet til verktøyet 20 tilføres fortrinnsvis fra jordoverflaten gjennom rørledningen 24. Alternativt kan brønnboring-fluidet anvendes.

Hvis det avsnitt som skal utskjæres er et som skal forbli i stilling etter at det er blitt utskjært, eventuelt på grunn av at det foreligger en sementbinding, eller hvis det utskårne avsnitt kan falle ned til brønnboringsbunnen som avfall, så kan utstyret 10 innstilles slik at munnstykkespissen 32 vil følge profilen 80, enten ved hjelp av manuell styring fra operatørens side eller på grunn av at det anvendes en datamaskinmodell eller et program i utstyret. Hvis avsnittet må skjæres i små biter eller skjærespon for å transporteres til jordoverflaten av et sirkulerende fluid, beveges skjæreelementet inne i profilen med en forutbestemt hastighet og i et forut fastlagt mønster, slik som en matrise. Slike skjæremetoder sikrer at materialene vil bli oppskåret i stykker som er tilstrekkelig små til å kunne transporteres av sirkulerende fluider. Under arbeidsprosessene til de nedhullskretser som inneholdes i den elektriske kretsseksjon 38 kommunisere med overflate-reguleringsenheten 70 gjennom toveis telemetriutstyr, som fortrinnsvis inneholdes i en seksjon 39. Fig. 4 viser nedhullsverktøyet i fig. 1, med en avbildningsinnretning 90 festet på undersiden av skjæreseksjonen 28. Avbildningsverktøy for avbildning av det indre av et borehull har vært kjent på dette fagområdet og vil derfor ikke bli detaljert beskrevet her. Avbildningsinnretningen 90 anvendes for å bekrefte formen av det utskårne avsnitt av brønnforingen eller forgreningsstedet etter at skjærearbeidet er blitt utført. Avbildningsinnretningen 90 kan også anvendes for å avbilde det området som skal skjæres og frembringe den ønskede utskjæringsprofil, samt derpå bekrefte den utskårne profil etter skjærearbeidet. Alternativt kan avbildningsinnretningen 90 anbringes i eller på ethvert egnet sted på oversiden av skjæreelementseksjonen 28. Fig. 5 er et funksjonelt blokkskjema av reguleringskretsen 100 for skjæreutstyret 10 (se fig. 1). Nedhullsdelen av reguleringskretsen 100 omfatter fortrinnsvis en mikroprosessor-basert nedhullsreguleringskrets 110. Denne nedhullsreguleringskrets 110 bestemmer posisjonering og orientering av verktøyet, slik som vist i blokk 112. Nedhullsreguleringskretsen 110 styrer posisjonering og orientering av skjæreelementet 30 (fig. 1), slik det er angitt ved boks 114.1 drift mottar nedhullsreguleringskretsen 110 informasjon fra andre nedhullsinnretninger og fø-lere, slik som dybdeindikatoren 118 og orienteringsinnretninger, slik som aksele-rometere og gyroskop.

Nedhullsreguleringskretsen 110 kommuniserer med reguleringsenheten 70 på jordoverflaten over telemetriutstyret 39 nede i borehullet, samt over en data-eller kommunikasjonsforbindelse 85. Nedhullsreguleringskretsen 110 styrer fortrinnsvis arbeidsfunksjonen for nedhullsinnretningene, slik som drivenheten 34, stabilisatorene 40a-b og andre ønskede innretninger nede i borehullet. Nedhullsreguleringskretsen 110 omfatter datalager for lagring av data og programmerte instruksjoner. Overflate-reguleringsenheten 70 omfatter fortrinnsvis en datamaskin 130, som håndterer data, en opptaker 132 for å ta opp avbildninger og andre data, samt en inngangsinnretning 134, slik som et tastatur eller en berøringsskjerm for å føre inn instruksjoner samt for å fremvise informasjon på monitoren 72. Overflate-reguleringsenheten 70 kommuniserer med nedhullsverktøyet over overflate-tele-metri 136.

Fig. 6A-6B anskueliggjør to fremgangsmåter for å løsgjøre en plattform-struktur 300 til sjøs fra sjøbunnen 318 ved å anvende skjæreverktøy av den art som er beskrevet ovenfor. Som vist i fig. 6A, er plattformstrukturen 300 til sjøs un-derstøttet av flere konstruksjonslegemer 310 som er forbundet med en basis 312, samt derpå strekker seg nedover gjennom vann 316 inntil de er nedlagt i sjøbunnen 318 i en forutbestemt dybde.

For å løsgjøre plattformen 300, nedføres et skjæreverktøy 324 fra platt-formbasisen 312, ved hjelp av slikt utstyr som en kveilet rørledning 326 med en sporfølgingsenhet 323 som styres av reguleringsenheten 70 på jordoverflaten (vist i fig. 1) eller fra en undervannsregulator 325, langs utsiden av konstruksjonslegemet 310 inntil den når et ønsket avskjæringspunkt 328 på konstruksjonslegemet 310. Den sporfølgende enhet 323 kan være sporfølgerstykker (ikke vist) på skjæreverktøyet 324, og som gjør det mulig for skjæreverktøyet 324 å forbli heftet til konstruksjonslegemet 310, eller en robot-innretning som leder skjæreverktøyet 324 langs utsiden av konstruksjonslegemet 310. Dette konstruksjonslegemet 310 kan være av en hvilken som helst form som anvendes i industrien. Noen eksempler omfatter et rørformet legeme og et legeme av l-bjelketype. Skjæreverktøyet 324 er også innrettet for å vandre aksialt og radialt langs konstruksjonslegemet 310, under styring fra overflate-reguleringsenheten 70 (vist i fig. 1).

Jordmateriale 320 som omgir skjærepunktet 328 blir fjernet, slik at skjære-verktøyet 324 kan anbringes i sin skjærestilling inntil konstruksjonslegemet 310. Tidligere kjente fremgangsmåter utnytter vanligvis et undervanns utgravingsverk-tøy (ikke vist) for å klargjøre et område på omtrent førti fot i diameter og tjue fot i dybde omkring det område som skal skjæres.

I henhold til foreliggende oppfinnelse kan imidlertid denne kostnadskreven-de og tidskrevende fremgangsmåte elimineres ved bruk at skjæreverktøyet 324 selv for å klargjøre en veibane. For å fjerne jordmaterialet 320, kan verktøymunn-stykket eller -munnstykkene 32 orienteres i retning nedover, slik som vist ved heltrukne og stiplede linjer i fig. 6C, og en regulert mengde trykksatt fluid kan utlø-ses for å fjerne jordmaterialet 320 ut av veien for skjæreverktøyet 324, når det fremføres mot skjærepunktet 328. Skjæreelementet 32 blir så orientert hovedsakelig vinkelrett på den overflate som skal skjæres (slik som vist i fig. 1) for å skjære av bærekonstruksjonsdelen. En annen fremgangsmåte for posisjonering av skjæreverktøyet 324 er å anvende en vibrasjonskilde som kan inngå i undervanns-regulatoren 325. Vibrasjonene gjør det mulig for skjæreverktøyet 324 å bevege seg lett gjennom jordmaterialet 320 frem til det ønskede skjærepunkt 328. Så snart jordmaterialet 320 er blitt fjernet, fortsetter skjæreverktøyet 324 nedover langs ytterflaten av konstruksjonslegemet 310 inntil det når det forutbestemte skjærepunkt.

Skjæreverktøyet 324 utfører så det påkrevde skjærearbeidet, slik som

en omkretsskjæring, omkring utsiden av konstruksjonslegemet 310. For å utføre denne skjæring beveges skjæreverktøyet 324 rundt omkretsen av konstruksjonslegemet 310, mens en stråle av høytrykksfluid rettes fra skjæreverktøyets munnstykke 32 mot den forutbestemte skjærelinje under styring fra overflate-reguleringsenheten 70 eller undervanns-regulatoren 325. Hvis en robotaktig innretning anvendes, kan utstyret programmeres slik at robotinnretningen beveger skjære-verktøyet til et ønsket sted og derpå beveger verktøyet slik at det bringes til å skjære konstruksjonselementet langs det forutbestemte skjæremønster. Skjære-verktøyet 324 trekkes så tilbake ved hjelp av den kveilede rørledning 326 eller ved hjelp av robotinnretningen, i samsvar med det foreliggende utstyr, eller skjære-verktøyet 324 kan posisjoneres på nytt langs det neste konstruksjonselement 310. Denne prosess fortsettes inntil alle konstruksjonselementer 310 er blitt avskåret.

En annen foretrukket fremgangsmåte ved løsgjøring av en plattform 300 til sjøs er vist i fig. 6B. I dette eksempel er konstruksjonselementene 310 hule og har en slik dimensjon at skjæreverktøyet 324 kan fremføres til den ønskede skjærestilling 328 gjennom innsiden av strukturlegemet 310. Skjæreverktøyet 324 senkes fra basisen 312 for plattformen 300 gjennom det hule konstruksjonslegeme 310, ved hjelp av en slik innretning som en kveilet rørledning 326, inntil skjæreverktøyet 324 befinner seg i den ønskede skjærestilling 328. En egnet forankringsinnretning (ikke vist) anvendes så på en slik måte at skjæreverktøyet 324 fastholdes i ønsket nivå inne i konstruksjonslegemet 310 mens skjæreverktøyets munnstykke 32 dreies aksialt omkring den indre diameter av konstruksjonslegemet 310 mens det ut-fører skjærearbeidet.

Skjæreverktøyet 324 utfører så den ønskede skjæring (slik som beskrevet overfor) langs den indre diameter av konstruksjonslegemet 310, og gjenvinnes deretter ved hjelp av den kveilede rørledning 326 for plassering på nytt inne i det neste konstruksjonslegemet 310. Denne prosess gjentas inntil alle konstruksjonslegemer 310 er blitt avskåret. Denne fremgangsmåte kan anvendes for å skjære ut bare visse partier av slike konstruksjonslegemer, slik som et vindu.

En annen foretrukket fremgangsmåte i forbindelse med skjæreprosesser i et borehull 358 ved anvendelse av et skjæreverktøy av den art som verktøyet i henhold til foreliggende oppfinnelse, er anskueliggjort i fig. 7. Et typisk borehull 358 inneholder innlagte rør 350 som kan variere i lengde. I dette eksempel omfatter de innlagte rør 350 tre forskjellige rør 352, 354 og 356 hvor det kan være sement mellom rørene. For å fjerne de innlagte rør 350 fra borehullet 358, blir de nedlagte rør 350 først trukket en avstand d ut fra borehullet 358, slik at bunnen av et første avsnitt s av de innlagte rør 350 befinner seg over jordoverflaten 364. Dette avsnitt s av de innlagte rør 350 blir så innbyrdes forbundet på et sted 360 over den nedre ende av avsnittet s. Denne forbindelse kan opprettes på mange forskjellige måter som er kjent innenfor fagområdet, slik som ved boring gjennom de innlagte rør 350 og innsetting av en forbindelsesstang 361. Et skjæreverktøy (ikke vist) anvendes så for å skjære gjennom de innlagte rør 350 på et sted under for-bindelsesstangen 361 nær den nedre ende av seksjonen s av de innlagte rør 350. Denne seksjon s blir da fjernet og forflyttet til et annet sted. Denne prosess gjentas for ytterligere seksjoner s av de innlagte rør 350 inntil den ønskede andel av innlagte rør 350 er blitt fjernet fra borehullet 358.

Claims (9)

1. Skjæreverktøy innrettet til å anbringes i en brønnboring for skjæring av et materiale i brønnboringen, omfattende en skjæreenhet med et skjæreelement innrettet til å avgi et høytrykksfluid, og en drivenhet i skjæreverktøyet, idet nevnte drivenhet tilfører fluidet til munnstykket ved trykk som er tilstrekkelig til å skjære materialet, karakterisert ved at skjæreverktøyet videre omfatter en posisjoneringsinnretning i skjæreverktøyet, som er innrettet til å posisjonere munnstykket i en forutbestemt stilling i brønnboringen for å bevirke skjæringen av materialet, og til å bevege skjæreelementet i radial og aksial retning i forhold til brønnboringen, og at drivenheten omfatter en innretning for å pulsere fluidet før nevnte fluid avgis fra skjæreelementet.

2. Skjæreverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at det er tilordnet en elektrisk reguleringskrets for styring av skjæreenhetens arbeidsfunksjon.

3. Skjæreverktøy ifølge krav 2, karakterisert ved at minst et parti av reguleringskretsen inngår i skjæreverktøyet.

4. Skjæreverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at den elektriske reguleringskrets videre omfatter en overflate-reguleringskrets som befinner seg i datakommunikasjon med den elektriske reguleringskrets i skjæreverktøyet, for å styre arbeidsfunksjonen for skjæreverktøyet.

5. Skjæreverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at drivenheten er en fluiddrevet drivenhet som omfatter flere påfølgende trinn, slik at fluidtrykk ved hvert trinn kan økes for derved å øke fluidtrykket til en forutbestemt størrelse.

6. Skjæreverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at det omfatter en overflate-reguleringsenhet for å styre skjæreverktøyets arbeidsfunksjon, idet nevnte overflate-reguleringsenhet har lagret i seg en skjæreprofil som fastlegger et parti av det materiale som skal skjæres av skjæreverktøyet.

7. Skjæreverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre har lagret inne i verktøyet en skjæreprofil som fastlegger et parti av det arbeidsområde som skal skjæres av skjæreverktøyet.

8. Fremgangsmåte for skjæring av et materiale på et arbeidssted i en brønn-boring ved hjelp av et skjæreverktøy med et skjæreelement utstyrt med et munnstykke innrettet til å avgi fluid under trykk, hvor skjæreverktøyet fremføres nær arbeidsstedet og fluid avgis fra munnstykket ved et forutbestemt trykk som er tilstrekkelig til å frembringe skjæring av materialet, karakterisert ved at munnstykket posisjoneres en forutbestemt avstand fra det materiale som skal skjæres, at munnstykket beveges i samsvar med et forutbestemt mønster for utskjæring av en ønsket materialmengde på arbeidsstedet, og at fluidet pulseres før det avgis gjennom munnstykket.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det for styring av skjæreverktøyets arbeidsfunksjon benyttes et reguleringssystem som omfatter en reguleringsenhet inne i skjæreverktøyet og en overflatereguleringsenhet på jordoverflaten.