NO314510B1 - Setteverktöy for et nedihullsverktöy - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen vedrører nedihullsverktøy, spesielt setteverktøy for hydrauliske forlengelsesrør og mer bestemt setteverktøy som kan tilpasses bueformede hydrauliske [forlengelsesrørhengere i awiksbrønnboringer, nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en anordning ifølge innledningen til krav 1, samt en fremgangsmåte ifølge innledningen til krav 18.

Typisk benyttes forlengelsesrør nedenfor foringer (dvs foringsrør) i brønnboringer for å forlenge foringen. Et forlengelsesrør er et foringsrørdel som er opphengt nede i hullet i et eksisterende foringsrør. I de fleste tilfeller strekker den seg nedover inn ved det åpne hullet og overlapper den eksisterende foringen med omtrent 60 - 120 m. Forlengelsesrøret sementeres noen ganger på plass. Tidligere ble hydrauliske forlengelsesrørhengere foretrukket av operatører i avviks-brønnboringer i stedet for mekaniske forlengelsesrørhengere. Dette fordi avviket i brønnboringen gjør det mindre sikkert at hengermekanismen vil bli skikkelig aktuert i en avviks-brønnboring. I stedet foretrakk brønnoperatører hydraulisk satte forlengelsesrørhengere i awiksbrønnboringer. I tidligere konstruksjoner ble forlengelsesrøret med et setteverktøy senket ned til posisjon og trykk inne i setteverktøyet ble benyttet for å sette den hydrauliske forlengelsesrørhengeren gjennom en sideveis port i denne. I tidligere konstruksjoner måtte strømningspassasjen gjennom setteverktøyet forhindres ved dets nederste ende slik at påført trykk i setteverktøyet på en korrekt måte ville nå den hydrauliske forlengelsesrørhengeren. Forhindringen for setteverktøyet måtte være nær bunnen for å tillate en sement-skrapeplugg å passere fullstendig gjennom setteverktøyet og forlengelsesrøret for å fjerne restsement herfra. Alternativt, dersom restsementen ikke ble fjernet, måtte skjære-eller freseoperasjoner foretas for å fjerne overflødig sement inne i forlengelsesrøret. Siden en sideveis port mot den hydrauliske forlengelsesrørhengeren forble åpen ved tidligere konstruksjoner, var en ytterligere tur ned i brønnboringen nødvendig, etter settingen av den hydrauliske hengeren, for åposisjonere et setteverktøy riktig for etterfølgende aktuering av annet nedihulls utstyr festet til forlengelsesrøret, slik som en ytre foringspakning.

Operasjonene som benyttet tidligere kjente konstruksjoner forlenget den nødvendige tiden for å fullføre plasseringen og sementeringen av et forlengelsesrør. Følgelig ble anordningen og fremgangsmåten ved den foreliggende oppfinnelse utviklet for å forbedre teknikker for setting av hydrauliske forlengelsesrørhengere. Samtidig ble anordningen og fremgangsmåten ved den foreliggende oppfinnelse utviklet for å tillate setting av

z

forlengelsesrørhengeren i en operasjon mens det samtidig tilveiebringes en klar bane gjennom setteverktøyet for å tillate passasje av sementskrapere dersom forlengetses-røret sementeres slik at den hydrauliske forlengelsesrør-hengeren kan settes og forlengelsesrøret sementeres i en operasjon, likesom setting av enhver foring eller isolasjons-pakning festet til forlengelsesrøret.

US-2,315,931 viser et setteverktøy med en boring med en sideveis åpning, der en kulus berøring med et obstruksjonselement forårsaker trykksetting av hydraulisk aktivert verktøy gjennom den sideveis aktiverte åpningen.

Det er således ifølge oppfinnelsen tilveiebragt et setteverktøy av den ovenfor beskrevne type og som inngitt i innledningen til det medfølgende krav 1. Setteverktøyet for å sette i det minste ett hydraulisk aktuert nedihulls-verktøy innbefatter et legeme med en gjennomgående boring og en sideveis åpning selektivt åpen eller lukket for selektiv strømnings- eller trykkommunikasjon mellom boringen og et hydraulisk aktuert verktøy. Setteverktøyet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved en obstruksjonsinnretning i boringen for selektivt mottak av et obstruksjonselement for fullstendig obstruksjon på grunn av kontakt med denne for å tillate trykksetting av det hydraulisk aktuerte verktøyet gjennom den sideveis åpningen, der obstruksjonsinnretningen selektivt er bevegelig fra en første til en andre posisjon i boringen for å tilveiebringe en hovedsakelig uhindret passasje i boringen i den andre posisjonen.

Foretrukne utførelsesformer av anordningen ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende krav 2-17.

Det er således ifølge oppfinnelsen tilveiebragt en fremgangsmåte av den ovenfor beskrevne type og som inngitt i innledningen til det medfølgende krav 18. Fremgangsmåte for å henge et nedihullsverktøy, innbefatter opphenging av et nedihullsverktøy på et setteverktøy, og innføring av nedihullsverktøyet med en hydraulisk aktuator hengende i en allerede eksisterende foring i en brønnboring. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved følgende trinn:

- fullstendig avstengning av en boring i setteverktøyet,

- påføring av trykk i setteverktøyets boring,

- kommunikasjon av det påførte trykket gjennom setteverktøyets legeme til den hydraulisk aktuerte mekanismen,

- setting av nevnte nedihullsverktøy,

- åpning av boringen i setteverktøyet,

- avstengning av trykkommunikasjon fra boringen i setteverktøyet mot den hydraulisk aktuerte mekanismen gjennom setteverktøyets legeme, som et resultat av åpningen av boringen.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av de medfølgende krav 19-22.

Et setteverktøy tillater setting av en hydraulisk forlengelsesrørhenger i en awiksbrønnboring. Etter settingen av forlengelsesrørhengeren gjennom trykk utviklet inne i setteverktøyet, rekonfigureres setteverktøyet for å tillate full boringspassasje derigjennom. I den foretrukne utførelsesformen avbrytes strømningskommunikasjon mot for-lengelsesrørhengeren etter at denne er satt slik at setteverktøyet kan ha en full boringsklaring for passasje av sementskrapere eller andre anordninger og at trykk så igjen kan påføres i setteverktøyet for å fullføre sementeringsoperasjonen for forlengelsesrøret, likesom for å aktuere eventuelle forings- eller isolasjonspakninger. Figurene IA - ID er ytre lengderiss av en forlengelsesrør-sammenstilling, som illustrerer bruk av den hydrauliske forlengelsesrørhengeren likesom foring og isolasjonspakninger. Figurene 2A - 2C er skjematiske lengderiss av en sammen-stilling av settetilbehør, som omfatter anordningen ifølge den foreliggende oppfinnelse i sammenstillingen. Figurene 3A - 3G illustrerer den delen av setteverktøyet som involverer anordningen og fremgangsmåten ved den foreliggende oppfinnelse i nedkjøringsposisjon. Figurene 4A - 4G illustrerer verktøyet i figur 3 i forflyttet posisjon med det hydrauliske forlengelsesrøret satt.

Figur 5 er et snitt langs linjen 5 - 5 i figur 3.

Figur 6 er et snitt langs linjen 6 - 6 i figur 3.

Figur 7 er en detalj av en veggseksjon vist i figurene 2B og 3B som illustrerer trykkutjevningsegenskapen ved den foretrukne utførelsesformen.

Anordningen A er illustrert i detalj i figurene 3 og 4. Figur 2B illustrerer hvordan anordningen A passer inn som en komponent i en serie av settetilbehør, der alle skal beskrives nedenfor. For å illustrere operasjonen av anordningen A vil en typisk sammenstilling av komponenter for setting av et forlengelsesrør beskrives, som vist i figur 1. En fagmann på området vil forstå at anordningen A kan benyttes med andre installasjoner og at komponentsammenstillingen illustrert i figur 1 kun er ment som en illustrasjon. Oet startes ved den øverste enden der en forlengelsessettehylse, slik som en Baker HR modell, produkt nr. 295-26, er indikert ved 10. Settehylsen 10 er forbundet med en Baker H isolasjonspakning 12, fortrinnsvis produkt nr. 281-02. Deretter benyttes en foringsskjøt eller -skjøter 14 og en slik skjøt eller skjøter 14 understøtter en indikeringsovergang 16. En foringskrage 18 forbinder overgangen 16 med en roterende hydraulisk fleksibel låsforlengelseshenger, slik som Baker Oil Tools produkt nr. 292-51, indikert ved 20. Nedenfor forlengelsesrørhengeren 20 er en foringspakning 22, fortrinnsvis Baker Oil Tools produkt nr. 301-09. Pakningen 22 er forbundet med indikeringsovergangen 24, som i sin tur kan understøtte en annen foringspakning 26, som kan være identisk med forings-pakningen 22 eller av annen konstruksjon. Nedenfor forings-pakningen 26 er en indikeringsovergang 28. Til slutt er indikeringsovergangen 28 forbundet med en forankringskrage 30, fortrinnsvis Baker Oil Tools produkt nr. 274-10. For-ankringskragen 30 er forbundet med en øvre flottørsko med ledeplate 32, fortrinnsvis Baker Oil Tools produkt nr. 999-03. Den øvre flottørskoen 32 er i sin tur forbundet med en settesko 34, fortrinnsvis Baker Oil Tools produkt nr 999-03.

Anordningen A ifølge den foreliggende oppfinnelse er illustrert i figur 2B. I figurene 2A - 2C, er denne en del av sammenstilling av verktøy benyttet for setting av forlengel-sesrørhengeren 20, likesom setting av pakningene 12,22 og 26. Sammenstillingen illustrert i figurene 2A - 2C omfatter en løftenippel 36, fortrinnsvis Baker Oil Tools produkt nr. 265-20, som i sin tur er forbundet med et forlengelsesrørsetteverktøy, en del av hvilket anordningen A er. Forlengelsesrørsetteverktøyet 38 har et frigjøringsavsnitt, fortrinnsvis Baker Oil Tools produkt nr. 266-66. Nedenfor anordningen A ifølge den foreliggende oppfinnelse, som illustrert i figur 2C, er det et vaskeverktøy 40, som i sin tur er forbundet med en indikatorfangfingeranordning 42. Et modell E Baker Oil Tools vaskeverktøy kan benyttes for enheten 40. Et "vaskeverktøy" er ment å omfatte alle typer av pakningssetteverktøy eller andre tetningsanordninger. Nedenfor indikatorfangfingeranordningen 42 er det et kulesete 44, etterfulgt av en ekspansjonsskjøt 46 og en sporet sentraliserer 48.

Det vises nå til figurene 3A - 3G idet setteoperasjonen for forlengelsesrørhengeren 20, vist i figur IB, ved bruk av anordningen i settestrengen illustrert i figurene 2A - 2C nå skal beskrives. En fagmann på området vil forstå at sette-sammenstillingen vist i figurene 2A - 2C innføres i forlengelsesrørsammenstillingen illustrert i figurene IA - ID for aktuering av forlengelsesrørhengeren 20. Et av trekkene ved anordningen A er den selektive kommunikasjonen fra den indre boringen 50 (se figur 3C) til forlengelsesrørhengeren 20.1 figurene 3A - 3G er forlengelsesrørets 20 innvendige vegg 52 illustrert for å vise sammensettingen når anordningen A er innført i sammenstillingen illustrert i figurene IA - ID. Den innvendige veggen 52 har en port 54 som kommuniserer med aktueringsmekanismen for kilene i forlengelsesrørhengeren 20. Som det ses av figur 3D er det fluidkommunikasjon mot forlengelsesrørhengeren 20 i nedkjøringsposisjonen av anordningen A vist i figurene 3A - 3G. Denne fluidkommunikasjonen skjer gjennom den tidligere nevnte porten 54 i forlengelsesrørhengerens 20 hus og fortsetter inn i kaviteten 56. Kaviteten 56 er definert av den indre veggen 52, øvre kopper 58 og 60, nedre kopper 62 og 64 og anordningens A ytre overflate som utgjøres av sammensatte seksjoner som beskrevet nedenfor. Koppene 58 - 64 er laget av elastisk materiale. De koppformede tetningene 58 og

60 er festet til en øvre for-bindelse 66. Den øvre forbindelsen 66 er gjenget for å lette forbindbarheten til forlengelsesrørsetteverktøyet 38 (se figur 2A). Den øvre forbindelsen 66 kommer i gjengeinngrep med en stoppring 68 ved en gjenge 70. En settskrue 72 sikrer inngrepet på gjengen 70. Den øvre tetningen 60 hviler på en skulder på ringen 209 (se figur 7). En kaus 76 fastholder tetningen 60 mot skulderen 74, idet inngrepet ytterligere avtettes mot den øvre forbindelsen 66 ved hjelp av en O-ring 78. En avstandsholder 80 holder tetningene 58 og 60 adskilt, mens en kaus 82, i sammenheng med O-ringen 84, tettende står i inngrep med tetningen 58 mot avstandsholderen 80. Stopp-ringen 68, når den er gjenget på gjengen 70, fastholder hele sammenstillingen som tidligere beskrevet på den øvre for-bindelsen 66. Ved den nedre enden, som vist i figurene 3F og 3G, er monteringssystemet for tetningene 62 og 64 nærmest identisk bortsett fra at tetningen 66 fastholdes av ringen 209 og tetningene 62 og 64 er invertert sammenlignet med posisjonen av terningene 58 og 60. I tillegg fastholdes tetningene 62 og 64 på den nedre forbindelsen 86 (se figurene 2B, 3F og 3G).

Forbindelsen mellom den øvre forbindelsen 66 og den nedre forbindelsen 86 fullføres av en rekke hylser. En stramme-mutter 88 (se figurene 3B og 3C) er en hylse som er festet til den øvre forbindelsen 66 ved en gjenge 90, med en settskrue 92 som fastholder forbindelsen. En hylse 94 står i inngrep med strammemutteren 88 ved en gjenge 96, idet en settskrue 98 fastholder forbindelsen. Ved sin nedre ende er hylsen 94 festet til den nedre forbindelsen 86 ved en gjenge 100, idet en settskrue 102 fastholder forbindelsen. Følgelig er forbindelsen mellom den øvre forbindelsen 66 og den nedre forbindelsen 86 fullstendig beskrevet og definerer nå kaviteten 56, som strekker seg mellom tetningene 60 og 62 ved dens øvre og nedre ekstremiteter og utover mot forlengelsesrørhengeren 20 ved dennes innvendige vegg 52 og innover mot den sammenstilte kombinasjonen av øvre forbindelse 66, strammemutteren 88, hylsen 94 og den nedre forbindelsen 86. Det skal bemerkes at tetningen 58 bakker opp tetningen 60, mens tetningen 64 bakker opp tetningen 62 i nedkjøringsposisjonen.

Det vises nå til den indre komponentsammenstillingen plassert inne i strammemutteren 88 idet en kuleføring 104 er festet mellom en skulder 106 på strammemutteren 88 og den nedre enden 108 av den øvre forbindelsen 66. En utkoplingskulelås 110 overlapper kuleføringen 104 og er i inngrep med denne ved gjengen 112. På grunn av gjengeforbindelsen 112 er kule-føringens 104 posisjon fiksert mot skulderen 106. Utløsnings-kulelåsen 110 er avtettet mot strammemutteren 88 ved en O-ring 114. En O-ring 116 tetter mellom utløsningskulelåsen 110 og en øvre kuleunderstøttelse 118. En O-ring 120 tetter mellom strammemutteren 88 og utløsningskulelåsen 110 rett nedenfor en sideveis port 122, som strekker seg gjennom strammemutteren 88. Utløsningskulelåsen 110 har i det minste en port 124 som flukter med minst en port 122 på strammemutteren 88 i nedkjøringsposisjon som vist i figur 3C. Kule-føringen 104 har en sideveis port 126 som flukter med portene 122 og 124 i nedkjøringsposisjon vist i figur 3C. Tetninger 130 og 132 tetter ikke i nedkjøringsposisjonen. Imidlertid tetter tetningene 130 og 132 mot den øvre kuleunderstøttelsen 118 i den forflyttede posisjonen vist i figur 4. En tetning 134 tetter mellom utløsningskulelåsen 110 og den øvre kule-understøttelsen 118. En tetning 136 tetter mellom den nedre enden av den øvre kuleunderstøttelsen 118 og en utløsnings-kule 138, som vist i figur 3D. Til slutt har kuleføringen 104 en port 140 som tillater fluidkommunikasjon inn i en kavitet 142. En fagmann på området vil forstå at trykk påført boringen 50 vil utøve trykk i kaviteten 142 likesom kaviteten 56 på grunn av de fluktende åpningene 122 og 124 (se figur 3C). Det kan videre sees at trykk påført i boringen 50 ledes til kaviteten 56 på grunn av tilstedeværelsen av O-ringene 116, 120, 130 og 132, som forhindrer det påførte trykket fra å unnslippe i andre retninger.

En fjær 144 hviler på en skulder 146 på strammemutteren 88, som vist i figur 3D. Den andre enden av fjæren 144 hviler på den øvre kuleunderstøttelsen 118 ved en skulder 148. Den øvre kuleunderstøttelsen 118 har en sfærisk nedre overflate 150, som står i tettende inngrep med en sfærisk overflate 152 på utløsningskulen 138, med tetningen 136 anordnet derimellom. Som vist i figur 3D har utløsningskulelåsen 110 en nedre ende 154 som i nedkjøringsposisjonen strekker seg bortenfor den øvre kuleunderstøttelsen 118, for derved effektivt åforhindre at utløsningskulen 138 roterer om en akse som passerer gjennom koordinatpunktet 157 og strekker seg vinkelrett på tegningen. For å lette beskrivelsen av utløsningskulens 138 sluttbevegelse er de to aksene i tegningens plan merket som X og Y (se figurene 3D og 3E). Som tidligere nevnt strekker den tredje aksen, som kan ses på som Z-aksen, seg vinkelrett på X- og Y-aksene, indikert i figurene 3D og 3E.

Utløsningskulen 138 har en sfærisk overflate 156 ved sin nedre ende, som butter mot en samhørende sfærisk overflate 158 på en nedre kuleunderstøttelse 160. Den nedre kuleunder-støttelsen 160 holdes fast på den nedre forbindelsen 86 ved hjelp av en skjærskrue 162 som strekker seg inn i et spor 164 i den nedre kuleunderstøttelsen 160. Skjærskruen 162 strekker seg også inn i en skjærring 166 som forhindres i nedover-bevegelse på grunn av dens inngrep med den nedre forbindelsens 86 øvre ende 168. Følgelig, i nedkjøringsposisjonen, fastholder skjærskruen eller -skruene 162 den nedre kule-understøttelsen 160 i fiksert posisjon, som i sin tur under-støtter utløsningskulen 138 og den øvre kuleunderstøttelsen 118. Fjæren 144 skyver denne sammenstillingen nedover og kraften påført av fjæren 144 motsettes av skjærskruen eller -skruene 162.

Nestet inne i den nedre kuleunderstøttelsen 166 er en utløsningsarm 170. Utløsningsarmen 170 er understøttet på ringen 166. Utløsningsarmen 170 har en øvre overflate 172 som strekker seg gjennom et hakk 174 på den nedre kuleunder-støttelsen 160, som best vist i figur 5. Følgelig, ved skjæring av skjærskruen eller skjærskruene 162, kan sammen-stillingen av den nedre kuleunderstøttelsen 160, utløsnings-kulen 138, og den øvre kuleunderstøttelsen 118 forflytte seg nedover langs X-aksen inn til overflaten 172 kommer i inngrep med utløsningskulen 138. Inngrepet mellom overflaten 170 og utløsningskulen 138 initierer en rotasjonsbevegelse om en akse Z, vinkelrett på aksene X og Y.

For å initiere slike bevegelser slippes en kule 176 fra overflaten inntil den finner sitt sete

mot setet 178 på ut-løsningskulen 138 og effektivt stenger av en port 180 i ut-løsningskulen 138. Fordi den øvre kuleunderstøttelsen 118 er i tettende inngrep med utløsningskulen 138 i nedkjøringsposisjon resulterer trykk påført i boringen 50 når kulen 176 har funnet sitt sete på setet 178 i et nedovelrettet trykk langs X-aksen påført på hovedsakelig hele den sfæriske over-flaten 152. Trykket som virker til å skjære skjærskruen 162 vil ses av et stempel skapt av O-ringen 134. Samtidig kommuniserer trykkoppbygningen i boringen 50 over kulen 176 gjennom kaviteten 56 med den hydrauliske forlengelsesrør-hengeren 20 illustrert i figur 1.

Dette påførte trykket setter først den hydrauliske forlengelsesrørhengeren 20. Ved ytterligere økning av trykk påført fra overflaten på over-flaten 152 med kulen 176 i sitt sete på setet 178, genereres til slutt en tilstrekkelig kraft til å skjære skruen eller skruene 162. Deretter forflytter utløsningskulen 138 seg langsetter X-aksen inntil den sfæriske overflaten 152 kommer fri fra utløsningskulelåsens 110 nedre ende 154. Det skal bemerkes at rotasjonsbevegelser om X-aksen forhindres av sperrer 182 og 184. Plasseringen av sperrene 182 og 184 kan best ses av figur 5. I figur 5 er X-aksen vinkelrett på tegningen, mens Y-og Z-aksene er vist. Utløsningskulen 138 har et par av motsatte flater 186 og 188 som respektivt vises motstående sperrene 182 og 184. Som vist i figurene 3D og 3E strekker sperrene 182 og 184 seg mellom den nedre kuleunder-støttelsen 160 og den øvre kuleunderstøttelsen 118. Ved disses posisjon på hver side av X-aksen fra utløsningskulen 138 forhindres rotasjon av utløsningskulen 138 om X-aksen gjennom forflytningsbevegelsen av sammenstillingen av den øvre kuleunderstøttelsen 118, utløsningskulen 138 og den nedre kuleunderstøttelsen 160. Til slutt kommer utløsnings-kulen 138 fri fra utløsningskulelåsens 110 nedre ende 154 og den sfæriske overflaten 156 kommer i inngrep med utløsnings-armens 170 øvre overflate 172. Siden utløsningsarmen

170 fastholdes mot nedoverbevegelse langs X-aksen av ringen 166 starter utløsningskulens 138 usentrerte inngrep med den øvre overflaten 172 en rotasjonsbevegelse om Z-aksen når sammen-stillingen av den øvre kuleunderstøttelsen 118, utløsnings-kulen 138 og den nedre kuleunderstøttelsen 160 fortsetter sin nedoverrettede bevegelse langs X-aksen. Det skal bemerkes at utløsningskulen 138 har en fullportsboring 190, som flukter med Y-aksen i nedkjøringsposisjon, som vist i figur 3D. Så snart utløsningskulen 138 initierer sin rotasjon

mot klokken etter å ha kommet i kontakt med den øvre overflaten 172 av utløsningsarmen 170 fortsetter utløsningskulens 138 rotasjonsbevegelse inntil den har gjort en 90° omdreining til posisjonen vist i figur 4E. Ved dette tidspunkt strekker ut-løsningsarmen 170 seg inn i boringen 192. Boringen 192 står på tvers av X-Y planet til boringen 190. Det er forlengelsen av utløsningsarmen 170 inn i boringen 192 som effektivt stopper utløsningskulens 138 rotasjon i posisjonen vist i figur 4E. Ved dette tidspunkt er boringen 190 fullstendig fluktende med boringen 50 og gir hovedsakelig en fri passasje gjennom anordningen A for ytterligere trinn som skal beskrives nedenfor. Dette fordi boringens 190 diameter er nesten like stor som boringen 50.

Det skal bemerkes at mens sammenstillingen av den øvre kule-understøttelsen 118, utløserkulen 138 og den nedre kuleunder-støttelsen 160 beveger seg nedover beveger porten 194 på den øvre kuleunderstøttelsen 118 seg ut av flukt med porten 124 på den stasjonære utløserkulelåsen 110. Til slutt passerer porten 194 forbi O-ringene 130 og 132 og avtetter effektivt boringen 50 gjennom anordningen A fra laterale porter 122 og 124 som til slutt fører mot kaviteten 56 og den hydrauliske forlengelsesrørhengeren 20. Denne avstengningen av tilgang til kaviteten 56 kan best ses ved å sammenligne figurene 3C og 4C. Figur 4C indikerer den øvre kuleunderstøttelsen 118 i forflyttet posisjon slik at et massivt avsnitt av den øvre kuleunderstøttelsen 118 er tilstede mellom tetningene 116 og 130.

Når utløserkulen 138 roterer mot klokken fra posisjonen vist i figur 3D til posisjonen vist i figurene 4D og 4E frigjøres kulen 176 fra setet 178 og passerer til slutt nedover i hullet gjennom boringen 190 etter at 90°-rotasjonen finner sted. Faktisk virker forlengelsen av utløserarmen 170 inn i boringen 192 som en rotasjonsvandringsstopp om X-aksen for utløserkulen 138 for å stoppe bevegelsen av utløserkulen 138 i posisjonen vist i figurene 4D og 4E. I en alternativ konstruksjon kan kulen 176 forbli på plass på setet 178 når utløserkulen roterer, dersom utløserkulen 138 utformes slik at den fullstendig opptar kulen 176 i seg.

Det skal bemerkes at fjæren 144 behjelper den nedoverrettede bevegelsen langs X-aksen av den øvre kuleunderstøttelsen 118 etter at skruen eller skruene 162 er skåret. Kuleføringen 104 har et antall fangfingre 196 som skyves til en orientering for å la kulen 176 passere mot setet 178 for riktig seteplassering av denne. Når den øvre kuleunderstøttelsen 118 forflytter seg skyves ikke lenger fremspringet 198 innover av den øvre kuleunderstøttelsen 118 noe som gir fang-fingerinnretningen 196 frihet til å bøyes radielt utover til avslappet tilstand. Deretter har fangfingrene 196 sprunget til side når en sementskraperplugg passerer herigjennom slik det vil beskrives nedenfor. Et fremspring 198 er anordnet på hver av fangfingrene 196 for å hjelpe disse til å opprettholde posisjonen vist i figur 3D. Deretter, etter at kulen 176 har passert gjennom passasjen 190 passerer ganske enkelt en sementskraperplugg forbi de avslappede fangfingrene 196 på grunn av sammenstillingen av den utsparede overflaten 199 motsatt av fremspringene 198.

En revidert detalj av den øvre forbindelsen 66 som tillater trykkutjevning etter aktuering av utløserkulen 138, som tidligere beskrevet. I den foretrukne utførelsesformen som er illustrert for anordningen A i figur 7 har den øvre for-bindelsen 66 en port 201 som kommuniserer med en kavitet 203. Kaviteten 203 er dannet av en utsparing 205 maskinelt i den øvre forbindelsen 66 og avsluttet ved en gjenge 207. En ring 209 er festet til den øvre forbindelsen 66 ved hjelp av gjengen 207. Derfor er kaviteten 203 definert mellom ringen 209 og den øvre forbindelsen 66. Et stempel 211 er bevegelig montert i kaviteten 203 og står i tettende inngrep med dette gjennom tetninger 213 og 215. Stempelets 211 startposisjon er vist i figur 7 og holdes slik ved hjelp av en skjærtapp 217, som strekker seg inn i stempelet 211. En ring 209 har en port 219 som kommuniserer med den motsatte enden av stempelet 211, deretter kaviteten 203. Ringen 209 er avtettet mot den øvre forbindelsen 66 av tetningen 214. Følgelig, etter at ut-løserkulen 138 er aktuert på den måten som er beskrevet ovenfor, fanges trykket først i kaviteten 56. Imidlertid, etter at trykket er redusert i boringen 50, oppstår det en trykkubalanse på stempelet 211 fordi stempelet i porten 219 utøver trykket i kaviteten 203. Til slutt er ubalansen av en tilstrekkelig størrelse til å skjære tappen 217 og forflytte stempelet 211 mot porten 201. Dette skaper effektivt en volumøkning i kaviteten 56 i en tilstrekkelig grad til å fri-gjøre det innestengte trykket heri uten virkelig fluid-kommunikasjon fra kaviteten 56 til boringen 50.

Det vises nå til figurene 1 og 2, idet hele prosedyren vil beskrives i detalj. Det første trinnet er å sette for-lengelsesrørhengeren 20 på den måten som tidligere er beskrevet. Først innføres settestrengen illustrert i figur 2 i forlengelsesrørstrengen illustrert i figur 1 og hakes fast til denne ved forlengelsesrørsetteverktøyet 38. Når trykk-settingen har bragt kulen 178 til setet aktuerer forlengelsesrørhengeren 20 ved omtrent 550 kg trykk. Trykket økes ytterligere og bevirker en frigjøring mellom settestrengen vist i figur 2 og forlengelsesrørstrengen vist i figur 1. Ytterligere trykkøkning skjærer skruene 162 og tillater utløserkulen 138 å rotere og kaviteten 56 å isoleres fra boringen 50. Nå med den samme strengen som i figur 2 fra-koplet fra forlengelsesrørstrengen i figur 1, men fremdeles fysisk plassert i denne, pumpes sement nedover gjennom sette-strengen i figur 2 og hele veien gjennom forlengelsesrør-strengen i figur 1 inntil sementen kommer ut fra setteskoen 38 og kommer opp i et ringrom mellom forlengelsesrørstrengen illustrert i figur 1 og den eksisterende foringen i brønn-boringen fra hvilken forlengelsesrørstrengen i figur 1 er hengt ved forlengelsesrørhengeren 20. Etter at passende mengde sement er pumpet ned i settestrengen i figur 2 slippes skraperpluggen 231 for å passere gjennom settestrengen i figur 2 og ned til forankringskragen 30, der den første skraperpluggen 231 finner sitt sete. Det skal bemerkes at tidligere når kulen 176 passerte gjennom utløserkulen 138 innfanges den senere lenger nede på forlengelsesrørsammen-stillingen i figur 1 nær den øvre flottørskoen 32. Selv om kulen 176 fanges ved den øvre flottørskoen 32 forhindrer den ikke fullstendig passasjen slik at sement kan pumpes rundt kulen 176. Når den første skraperpluggen 231 fanges på forankringskragen 30 bygges det opp trykk ved overflaten som indikerer at dette har skjedd. En liten mengde borefluid føres ned i brønnboringen bak den første skraperpluggen 231 og deretter følger tilleggssement den andre skraperpluggen 233. Settestrengen i figur 1 løftes inntil indikatorfangfingeranordningen 42 lander i en indikeringsovergang 28, noe som bringer vaskeverktøyet 40 i flukt med foringspakningen 26. Slammet som ble pumpet bak den første skraperpluggen 231 opptar volumet mellom forankringskragen 30 og indikeringsovergangen 28. Deretter pumpes sement gjennom vaskeverktøyet 40 inn i foringspakningen 26 for å blåse opp foringspakningen 26 mot det åpne hullet eller den eksisterende foringen (ikke vist). Deretter løftes vaskeverktøyet 40 for å bringe dette i flukt med foringspakningen 22 ved hjelp av flukting mellom indikatorfangfingeranordningen 42 og indikeringsovergangen 24. Ytterligere sement eller andre fluider pumpes ned for åblåse opp pakningen 22 på samme måte som pakningen 26. Vaskeverktøyet 40 løftes så for å bringe det til å flukte med pakningen 12 ved hjelp av fluktingen mellom indikatorfangfingeranordningen 42 og indikeringsovergangen 16. Igjen gjentas prosedyren der sement eller andre fluider benyttes for å blåse opp pakningen 12. Settesammenstillingen i figur 2 trekkes så tilbake fra forlengelsesrørsammenstillingen i figur 1. Deretter kan sirkulasjon eller reversert sirkulasjon for overflaten foretas for å fjerne eventuell restsement over forlengelsesrørsammenstillingen i figur 1 eller inne i settesammenstillingen i figur 2. Prosedyren beskrevet ovenfor kan også benyttes for å henge foringsrør som ikke er sementert.

Nettoresultatet av denne prosedyren er at i en sammenhengende operasjon kan forlengelsesrørhengeren 20 settes, idet sementeringsoperasjonen begynner umiddelbart etter. Med den sideveis porten mot forlengelsesrørhengeren 20 isolert kan trykksetting finne sted etter setting av forlengelsesrør-hengeren 20 for å utføre sementeringsoperasjonen. Basert på trinnene beskrevet ovenfor er sluttresultatet at ved full-føringen av sementeringsoperasjonen er forlengelsesrør-sammenstillingen 1 fullstendig sementert med alle pakninger satt og dens innvendige boring fri for sement. Deretter kan perforering finne sted i forlengelsesrørsammenstillingen i figur 1 og passende produksjonspakninger og produksjonsstreng installeres på vanlig måte for å starte produksjonsoperasjonene. Prosedyrene beskrevet ovenfor kan også benyttes for å henge forlengelsesrør som ikke er sementert.

Selv om det er beskrevet en sammenstilling som gjør det lettere å avstenge en sideveis port mot en forlengelsesrør-henger er det innenfor oppfinnelsens rekkevidde å benytte anordningen A ifølge den foreliggende oppfinnelse for andre formål eller for de reverserte bevegelser som er illustrert. For eksempel kan en sideveis port 194 først være i lukket tilstand, dvs. på den motsatte siden av O-ringen 116 fra det som ses i figur 3C, og kan forflyttes til åpen posisjon som et resultat av rotasjon av utløserkulen 138. Setteverktøyet kan benyttes for å aktuere andre anordninger nede i hullet enn forlengelsesrørhengere, slik som pakninger, broplugger etc. Alternativt er det også innenfor oppfinnelsens rekke-vidde at mekanismen for å aktuere utløserkulen 138 ganske enkelt arbeider uavhengig av åpningen og lukkingen av en åpning for å tillate fluidkommunikasjon mellom kaviteten 56 og boringen 50. Sagt på annen måte kan en sleideventil betjenes manuelt i motsetning til trigget for automatisk betjening som beskrevet i den foretrukne utførelsesformen ovenfor.

Elementer benevnt som en del kan være laget av flere deler og vice versa. Enkeltstående elementer kan opptre i multippel og vice versa slik som skjærskruer, deler, O-ringer etc.

Det skal bemerkes at ved å følge prosedyren beskrevet for sementering, der pakninger 26 og 22 settes i denne rekkefølgen, skraper vaskeverktøyet 40 sement ut av forlengelses-rørstrengen i figur 1 ettersom det arbeider seg opp for-lengelsesrøret inntil det til slutt fjernes ved enden etter settepakningen 12. Denne fra bunn-til-topp setteoperasjonen letter fjerningen av overskuddselement fra innsiden av for-lengelsesrørsammenstillingen illustrert i figur 1.

Claims (22)

1. Setteverktøy for å sette i det minste ett hydraulisk aktuert nedihulls-verktøy innbefattende: et legeme (66) med en gjennomgående boring (50) og en sideveis åpning (122) selektivt åpen eller lukket for selektiv strømnings- eller trykkommunikasjon mellom boringen og et hydraulisk aktuert verktøy, karakterisert v e d en obstruksjonsinnretning (138) i boringen (50) for selektivt mottak av et obstruksjonselement (176) for fullstendig obstruksjon på grunn av kontakt med denne for å tillate trykksetting av det hydraulisk aktuerte verktøyet gjennom den sideveis åpningen (122), der obstruksjonsinnretningen selektivt er bevegelig fra en første til en andre posisjon i boringen (50) for å tilveiebringe en hovedsakelig uhindret passasje (190) i boringen i den andre posisjonen.

2. Verktøy ifølge krav 1, karakterisert ved: en bevegelig (166) hylse bevegelig mellom en første og en andre posisjon med en sideveis port som er selektivt posisjonert fluktende med og ikke fluktende med en sideveis åpning på legemet (66) i henholdsvis den første og den andre posisjonen, ytre tetninger (116, 130) på legemet som spenner over den sideveis porten og er i kontakt med verktøyet, et bevegelig element understøttet av hylsen og bevegelig i forhold til hylsen mellom en første posisjon og en andre posisjon, der det bevegelige elementet når det beveges til den andre posisjonen ved å bevege hylsen mot dens andre posisjon bevirker at den sideveis porten og den sideveis åpningen ikke flukter mens det dannes en hovedsakelig uhindret passasje i legemets åpning.

3. Verktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at: aktuering av obstruksjonsinnretningen (138) fra den første mot den andre posisjonen aktuerer en forandring i orienteringen av den åpne eller lukkede sideveis åpningen (122), aktuering av obstruksjonsinnretningen (138) fra den første til den andre posisjonen forflytter en hylse montert på legemet (66) og utstyrt med en sideveis port, fra en første posisjon der åpningen (122) og porten ikke flukter og forhindrer fluid kommunikasjon.

4. Verktoy ifølge krav log3, karakterisert ved et vaskeverktøy (40) forbundet med legemet nedenfor obstruksjonsinnretningen (138) og i fiuidkommunikasjon med boringen (50), hvorved plassering av hylsen i den andre posisjonen, kan ytterligere hydraulisk aktuerte verktøy aktueres ved påført trykk gjennom boringen i legemet gjennom vaskeverktøyet uten behov for å fjerne legemet fra brønnboringen.

5. Verktøy ifølge krav 4, karakterisert ved et forlengelsesrør monterbart i en foring i en brønnboring, en hydraulisk aktuert henger (20) montert på forlengelsesrøret, i det minste en foringspakning (22) på forlengelsesrøret, idet den sideveis åpningen (122) på legemet (66) står i fiuidkommunikasjon med hengeren (20) når hylsen er i den første posisjonen, en tetningssammenstilling på legemet for å tette mellom legemet og hengeren rundt den sideveis åpningen, hvorved forflytning av hylsen til den andre posisjonen, settes hengeren på foringen og legemet frigjøres fra forlengelsesrøret og tillater vaskeverktøyet å plasseres for fluid-aktuering av pakningen uten fjerning av legemet fra forlengelsesrøret.

6. Verktøy ifølge krav 3, karakterisert ved at obstruksjonsinnretningen videre innbefatter, et bevegelig element (138) med en første boring og en andre boring og et sete som omskriver den første boringen, et ventilelement utformet konformt med setet for å blokkere den første boringen når det er i kontakt med setet, der det bevegelige elementet i en første posisjon har en første boring hovedsakelig fluktende med boringen i legemet.

7. Verktøy ifølge krav 6, karakterisert ved at det bevegelige elementet (138)er montert for translasjon og rotasjon fra den første posisjonen mot en andre posisjon.

8. Verktøy ifølge krav 7, karakterisert ved at hylsen understøtter det bevegelige elementet for translasjon og rotasjon.

9. Verktøy ifølge krav 8, karakterisert ved at det videre omfatter en første sperre på elementet for å forhindre rotasjon av det bevegelige legemet i forhold til hylsen inntil hylsen forflyttes en forhåndsbestemt strekning.

10. Verktøy ifølge krav 9, karakterisert ved at det videre omfatter: en andre sperre på legemet, idet det bevegelige elementet kommer i kontakt med den andre sperren etter å ha kommet klar av den første sperren, der den andre sperren bevirker at det bevegelige elementet roterer i forhold til den videre forflytningen av hylsen for å plassere den andre boringen på det bevegelige elementet hovedsakelig fluktende med boringen i legemet.

11. Verktøy ifølge krav 10, karakterisert ved at det bevegelige elementet videre omfatter et par av motsatte flater i kontakt med legemet for å forhindre at det bevegelige elementet roterer om en akse som strekker seg gjennom den første boringen når det bevegelige elementet er i den første posisjonen.

12. Verktøy ifølge krav 10, karakterisert ved at den andre boringen er anordnet på tvers av den første boringen på det bevegelige elementet, at den andre boringen har hovedsakelig samme størrelse som boringen i legemet og krysser den første boringen og at ventilelementet omfatter en sfære formet i størrelse med setet.

13. Verktøy ifølge krav 12, karakterisert ved at: legemet videre omfatter en kuleføring (104) for å føre kulen mot setet omfattende et antall fangfingre (196) orientert mot setet ved understøttelse fra hylsen, et skjørt element som selektivt fastholder hylsen til legemet i den første posisjonen, hvorved påføring av et forhåndsbestemt trykk i boringen av legemet, med kulen på setet, forflytter hylsen og det bevegelige elementet ved bryting av det skjøre elementet, noe som bevirker at det bevegelige elementet forflytter seg forbi den første sperren og deretter roterer ved kontakt med den andre sperren for å plassere den andre boringen hovedsakelig fluktende med boringen i legemet mens porten bringes til ikke å flukte i forhold til den sideveis åpningen i legemet.

14. Verktøy ifølge krav 13, karakterisert ved at hylsen er i et antall forbundne segmenter anordnet på motsatte sider av det bevegelige elementet, at legemet videre omfatter en forspenningsinnretning for å skyve hylsen i en retning fra den første til den andre posisjonen av hylsen mot det skjøre elementet, at den andre sperren entrer den første boringen når det bevegelige elementet roterer i det vesentligste 90° for åorientere den andre boringen med boringen i legemet, og at forflytningen av hylsen til den andre posisjonen under-minerer understøttelsen for fangfingrene og tillater disse åbøyes radielt utover for i det vesentligste å frigjøre en passasje hovedsakelig med samme størrelse som den andre boringen i det bevegelige legemet, idet kulen passerer gjennom den andre boringen som et resultat av rotasjonen av det bevegelige elementet.

15. Verktøy ifølge krav 3, karakterisert ved ytre tetninger på legemet som spenner over den sideveis åpningen for kontakt med det hydraulisk aktuerte nedihulls-verktøyet, avlastningsinnretning for avlastning av, i det minste delvis, trykk innfanget mellom de ytre tetningene etter at hylsen er forflyttet til den andre posisjonen.

16. Verktøy ifølge krav 15, karakterisert ved at avlastningsinnretningen omfatter et utjevningsstempel (211) bevegelig i en kavitet (203) og eksponert på den ene siden mot boringen i legemet og på en motsatt side mot det ytre av legemet mellom tetningene, hvorved bevegelse av stempelet øker volumet mellom de ytre tetningene og som et resultat reduserer trykket mellom disse.

17. Verktøy ifølge krav 16, karakterisert ved at det videre omfatter: en skjærtapp (217) som holder stempelet (211) i en første posisjon, hvorved en trykkubalanse, bevirket ved reduksjon av trykket i boringen i legemet, skjærtappen brytes og tillater stempelet (211) å bevege seg for å redusere trykket utenfor legemet mellom tetningene.

18. Fremgangsmåte for å henge et nedihullsverktøy, innbefattende: opphenging av et nedihullsverktøy på et setteverktøy, innføring av nedihullsverktøyet med en hydraulisk aktuator hengende i en allerede eksisterende foring i en brønnboring, der fremgangsmåten videre er karakterisert ved ved følgende trinn: fullstendig avstengning av en boring i setteverktøyet, påføring av trykk i setteverktøyets boring, kommunikasjon av det påførte trykket gjennom setteverktøyets legeme til den hydraulisk aktuerte mekanismen, setting av nevnte nedihullsverktøy, åpning av boringen i setteverktøyet, avstengning av trykkommunikasjon fra boringen i setteverktøyet mot den hydraulisk aktuerte mekanismen gjennom setteverktøyets legeme, som et resultat av åpningen av boringen.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved slipping av en kule ned på et sete i et bevegelig element for å utføre avstengningen, føring av det bevegelige elementet for å forflytte dette når et forhåndsbestemt trykk er overskredet, bryting av et skjørt element for å tillate forflytningen, frigjøring av det skjøre elementet for rotasjon etter en forhåndsbestemt forflytning, bringe en boring i det bevegelige elementet i flukt med boringen i setteverktøyet på grunn av rotasjonen.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved følgende trinn: innfanging av trykk mellom setteverktøyet og nedihullsverktøyet fra lukketrykkommunikasjonstrinnet, bevegelse av et stempel for å ekspandere det innfangede volumet mellom setteverktøyet og nedihullsverktøyet, reduksjon av det innfangede trykket ved stempelbevegelsen.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved følgende trinn: opphenging av et vaskeverktøy på setteverktøyet under innføringen av nedihullsverktøyet, reposisjonering av vaskeverktøyet nær et verktøy nede i hullet etter åpningen av boringen, setting av nedihullsverktøyet med et fluid, fjerning av sette- og vaskeverktøyene fra forlengelsesrøret.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21,karakterisert ved at den videre omfatter: bruk av en foringspakning som nedihulls-verktøy ved reposisjoneringen og settingen.