NO315211B1

NO315211B1 - Aktiveringsmiddel for boreapparat

Info

Publication number: NO315211B1
Application number: NO19974949A
Authority: NO
Inventors: George Telfer
Original assignee: Weatherford Lamb
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 2003-07-28
Also published as: WO1996038649A3; NO974949L; AU697807B2; AU6450896A; EP0828921A2; DE69614263T2; WO1996038649A2; DE69614263D1; NO974949D0; US6032734A; EP0828921B1

Description

AKTIVERINGSMIDDEL FOR BOREAPPARAT

Oppfinnelsen vedrører et aktiveringsmiddel til fastgjø-ring av en forlengningsrørhenger eller produksjonspak-

ning i et foringsrør.

Forlengningsrørhengere blir benyttet til å feste et forlengningsrør til et foringsrør i en underjordisk gass- eller oljebrønn. Tidligere er de blitt fastgjort enten mekanisk eller hydraulisk. Tradisjonelt har mekaniske forlengningsrørhengere omfattet bladfjærer og en "j"-spormekanisme. Bladfjærene har måttet være spinkle på grunn av den begrensede plass mellom forlengnings-rør hengerens utside og foringsrørets innside, og de er derfor lett blitt skadet. "J"-spormekanismen er dess-

uten ofte vanskelig å aktivere med hensyn til den bevege lsesmot stand som må overvinnes.

Hydraulisk aktiverte forlengningsrørhengere er derfor blitt vanligere. Med disse tvinges én eller flere rader av kiler ved hydraulisk væske under trykk til inngrep med respektive koner eller konsegmenter anordnet på forlengningsrøret eller på en hylse som omgir forleng-ningsrøret. Den hydrauliske væske tilføres gjennom en egnet kanal inne i forlengningsrøret, og på et visst tidspunkt påvirkes væsken til å passere gjennom en liten boring eller åpning i forlengningsrøret til en hydraulisk sylinder eller lignende på utsiden av for-lengningsrøret. Imidlertid er tilveiebringelsen av denne boring, selv om den er nødvendig for væsketilfør-selen, ofte ufordelaktig ved at den kan bli tilstoppet, eller den kan ha uønsket lekkasje.

Hydrauliske åpninger av lignende natur og forbundet med lignende problemer har vært nødvendige for andre appa-rater som aktiveres hydraulisk.

Et formål med den herværende oppfinnelse har vært å tilveiebringe et magnetaktiveringsmiddel til aktivering av en forlengningsrørhenger, produksjonspakning eller annet nedihullsutstyr uten behov for hydrauliske åpninger, til tross for bruk av hydraulisk væske.

Ifølge den herværende oppfinnelse er det tilveiebrakt et aktiveringsmiddel til fastgjøring av en forleng-ningsrørhenger eller en produksjonspakning i et for-ingsrør, hvorved aktiveringsmidlet omfatter en fjær som forspenner en kile mot en virksom stilling, hvor kilen i bruk går i inngrep med nevnte foringsrør; et utløser-element/sperreelement som kan beveges mellom en sperrestilling hvor bevegelse av kilen hindres, og en ikke sperrende stilling hvor bevegelse av kilen til nevnte virksomme stilling muliggjøres, hvorved bevegelse av utløserelementet/sperreelementet bevirkes av en magnet, idet selve magneten er drivbart bevegelig mellom en fjerntliggende plassering og en aktiv plassering, hvor magnetkrefter fra magneten forårsaker bevegelse av ut-løserelementet/sperreelementet til den ikke sperrende stilling, hvilket igjen tillater fjæren i virksomhet å bevege kilen til en stilling i inngrep med forings-røret.

Ytterligere trekk er fremsatt i krav 2 og etterfølgende krav.

Utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet bare som eksempler under henvisning til de medfølgende teg-ninger , hvor

Fig. 1 er et snittriss av et forlengningsrørhengerappa-rat som omfatter oppfinnelsen; Fig. 2 er et ytterligere oppriss av et forlengningsrør-hengerapparat som innbefatter oppfinnelsen i en alternativ og foretrukket form; og Fig. 3 er et ytterligere oppriss av en nedihullspro-duksjonspakning som innbefatter en utførelse av oppfinnelsen.

På fig. 1 er et forlengningsrør 1 plassert i et bore-hull. Forlengningsrøret 1 bærer en flerhet av konsegmenter 2 som i denne utførelse er integrert festet til forlengningsrørets 1 yttervegg. Det er imidlertid ikke vesentlig for oppfinnelsen at dette skal være tilfellet, og innbefatning av en roterbar hylse som bærer segmentene 2, kan inngå.

Kiler 3 som har et skrått hodeparti 6 og et hylseparti 7, er anordnet rundt forlengningsrøret 1, idet kilene 3 er vertikalt glidbare, slik at deres skrå endeparti 6 kan gå i inngrep med konsegmentene 2. Dette inngrep bevirker at kilene 6 skyves utover til kilenes 3 tann-flate 6a griper fast i brønnforingsrøret (ikke vist).

En fjær 4 er plassert mellom en skulder 5 i ett med forlengningsrøret 1 og en nedre flate 7a av kilenes 3 hylseparti 7. Fjæren 4 er belastet med en trykkraft; hvorved kilene 3 påvirkes oppover i forhold til for-lengningsrøret 1 og konsegmentene 2. Kilene 3 er imidlertid hindret fra å bevege seg oppover og feste verk-tøyet til det tidspunkt hvor dette er ønskelig og blir virkeliggjort gjennom et utløserelement/sperreelement 8 plassert inne i og dreibart festet til hylsepartiet 7, som er forspent mot en første stilling, i hvilken det er vist på figuren. Når det er i første stilling, lig-ger utløserelementet/sperreelementet 8 i et respektivt utskåret parti i forlengningsrørets 1 vegg, og oppadrettet bevegelse av hylsen hindres ved at utløser-elementet/sperreelementet 8 støter mot en skulder 19 i det utskårne parti i forlengningsrøret 1.

En magnet 9 som er glidbart plassert i en kanal 10 i et løpende verktøy 11, er anordnet til å bevege utløser-elementet/sperreelementet 8 til en andre stilling når dette er ønskelig. Magneten, som i det viste eksempel er en awisningsmagnet i form av et ringformet stempel, holdes øverst i kanalen 10 ved hjelp av en sikrings-stift 12 til forlengningsrøret er i ønsket fastgjør-ingsposisjon. Når magneten 9 er øverst i kanalen 10, virker den ikke vesentlig på utløserelementet/sperre-elementet 8, og utløserelementet/sperreelementet 8 blir derfor værende i den første stilling, hvor det hindrer oppadrettet bevegelse av kilene 3.

Når da fastgjøringsposisjon er nådd, demmes opp væske som beveger seg nedover i den innvendige boring i det løpende verktøy 11, av et stengeelement 13 som i denne utførelse omfatter en kule 14 som hviler på et sete 15. Væskebanen blir derved avbøyd inn i kanalen 10 og bevirker at stiften 12 skjæres, og magneten 9 beveger seg nedover i kanalen 10 til en aktiv stilling; idet dette er en stilling hvor den aktivt avviser utløserelementet 8 og påvirker utløserelementet/sperreelementet 8 til å dreie til sin andre stilling klar av forlengningsrør-veggen. Fjærens 4 trykkraft skyver da kilen 3 oppover og i inngrep med konsegmentene 2.

En alternativ utførelse er vist på fig. 2. Her er en fjær 16 aktivert ved sammentrykking og virker på et hydraulisk stempel og sylinder 17. Sylinderen 17 blir forsynt med hydraulisk væske gjennom et inntak som der-etter plugges igjen av en plugg 18. Væsken under trykk motstår bevegelse av sylinderen 17 til tross for den kraft som påføres sylinderen 17 av fjæren 16.

Et magnethus 20 er plassert innvendig i forlengnings-røret og bærer en tiltrekningsmagnet 21 og en avvisningsmagnet 22. Magnethuset 20 er glidbart inne i for-lengelsesrøret over en avstand "D". Når huset er plassert som vist på fig. 2, trekker tiltrekningsmagneten 21 til seg en magnetiske oppstander 23 som befinner seg i en O-ring 24.

Oppstanderen 23 virker som et ventilelement når den tiltrekkes slik, hvorved den hindrer at hydraulisk væske slipper ut av sylinderen 17. Ved bevegelse av magnethuset 20 over avstanden D, beveger imidlertid awisningsmagneten 22 seg til posisjonen tidligere opptatt av tiltrekningsmagneten 21 (som selv beveger seg bort), og avviser oppstanderen 23 utover mot 0-ringens 24 friksjonsmotstand, hvorved ventilelementet åpnes, og hydraulisk væske får slippe ut. Fjærkraften lykkes da i å bevege sylinderen oppover i forlengningsrøret, hvilket virker på forlengningsrørhengerarrangementet med den virkning at kilene 3 påvirkes til å gli opp langs konene 2, hvorved forlengningsrøret festes.

Utførelsen illustrert på fig. 3 viser hvordan oppfinnelsen kan benyttes med lignende virkning i forbindelse med en produksjonspakning. I dette tilfellet er for-lengningsrørhengeren erstattet av en produksjonspakning, og alternative fjær- og/eller magnettrekk kan an-vendes .

Oppfinnelsen opphever således behovet for små boringer gjennom forlengningsrøret for å lette tilførselen av hydraulisk væske, mens den likevel ikke nødvendiggjør de omfattende fysiske krav forbundet med rent mekaniske forlengningsrørhengere og andre nedihullsverktøy. Den letter også bruken av forholdsvis små utvendige diamet-re, og muliggjør forbedrede omløpsområder med mindre strømningsimpedans.

Claims

1. Aktiveringsmiddel til fastgjøring av en forleng-ningsrørhenger eller en produksjonspakning i et for-ingsrør, hvilket aktiveringsmiddel omfatter en fjær (4) som forspenner en kile (3) mot en virksom stilling, hvor den i virksomhet går i inngrep med nevnte foringsrør, et utløserelement/sperreelement (8) som er bevegelig mellom en sperrestilling, hvor bevegelse av kilen (3) hindres, og en ikke sperrende stilling, hvor bevegelse av kilen (3) til nevnte virksomme stilling muliggjøres, karakterisert ved at bevegelsen av ut-løserelementet/sperreelementet (8) forårsakes av en magnet (9), idet magneten selv er drivbart bevegelig mellom en fjerntliggende plassering og en aktiv plassering, hvor magnetkraft fra magneten forårsaker bevegelse av utløserelementet/sperre-elementet (8) til den ikke sperrende stilling, hvilket igjen tillater fjæren (4) i virksomhet å bevege kilen (3) til en stilling i inngrep med foringsrøret.

2. Aktiveringsmiddel ifølge krav 1, karakterisert ved at magneten (9) kan beveges under hydraulisk trykk.

3. Aktiveringsmiddel ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at utløserelementet/sperremidlet omfatter et hydraulisk stempel og sylinder (17).

4. Forlengningsrørhenger innbefattende et aktiveringsmiddel ifølge krav 3, karakterisert ved at nevnte forlengningsrørhenger omfatter et forlengningsrør (1), og nevnte hydrauliske stempel og sylinder (17) er plassert utenfor nevnte forlengningsrør (1), idet stemplet og sylinderen (17) innbefatter et ventilelement som skal lette den kontrollerbare frigivelse av hydraulisk væske fra sylinderen i nevnte stempel og sylinder (17) når nevnte ventilelement er åpnet, idet ventilelementet er forspent mot en stengt stilling, men påvirkes til å åpne når det påvirkes av en magnetisk kraft fra magneten for å frigi hydraulisk væske fra nevnte sylinder og derved tillate fjæren å bevege sylinderen og bevirke bevegelse av nevnte kile (3) til dennes stilling i inngrep med foringsrøret.

5. Produksjonspakning innbefattende et aktiveringsmiddel ifølge krav 3, karakterisert ved at nevnte produksjonspakning innbefatter en røropphengsforing, og nevnte hydrauliske stempel og sylinder (17) er plassert utenfor nevnte røropphengsforing, idet stemplet og sylinderen innbefatter et ventilelement som skal lette den kontrollerbare frigivelse av hydraulisk væske fra sylinderen i nevnte stempel og sylinder når nevnte ventilelement åpnes, idet ventilelementet er forspent mot en stengt stilling, men bevirkes til å åpne når det påvirkes av en magnetisk kraft fra magneten for å frigi hydraulisk væske fra sylinderen og derved tillate fjæren å bevege sylinderen og bevirke bevegelse av kilen (3) til dens stilling i inngrep med foringsrøret.

6. Forlengningsrørhenger ifølge krav 4 eller produksjonspakning ifølge krav 5, karakterisert ved at magneten omfatter en tiltrekningsmagnet (21) og en awisningsmagnet (22) som er plassert med innbyrdes avstand.

7. Forlengningsrørhenger eller produksjonspakning ifølge krav 6, karakterisert ved at tiltrekningsmagneten (21) kan benyttes til å forspenne ventilelementet mot en stengt stilling, og awisningsmagneten (22) kan benyttes til å åpne ventilelementet.

8. Forlengningsrørhenger eller produksjonspakning ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at tiltrekningsmagneten (21) er stivt forbundet med awisningsmagneten (22), slik at bevegelse av awisningsmagneten (22) til like i nærhe-ten av ventilelementet forårsaker en tilsvarende forflytning av tiltrekningsmagneten (21) bort fra ventilelementet.

9. Forlengningsrørhenger ifølge krav 4 eller krav 6, 7 eller 8 når i tillegg til krav 4, hvilken omfatter ett eller flere konsegmenter (2) montert på nevnte forlengningsrør (1) og én eller flere respektive av nevnte kiler (3) montert på nevnte forlengningsrør og tilpasset til i bruk ved oppadrettet glidebevegelse å gå i inngrep med konsegmentene (2) for å bevirke en utadrettet utvi-delse av kilene (3) og fastgjøring av forleng-ningsrøret (1), karakterisert ved at kilenes (3) oppadrettede bevegelse påskyndes av nevnte fjær som virker mellom forlengningsrøret (1) nedenfor kilene (3) og kilene (3), hvorved kilenes (3) oppadrettede bevegelse er fysisk hindret av nevnte utløserelement/sperreelement (8).

10. Forlengningsrørhenger ifølge krav 9, karakterisert ved at nevnte utløserelement/ sperreelement (8) omfatter en pinne som er hengs-let til en nevnt kile (3).

11. Forlengningsrørhenger ifølge krav 10, karakterisert ved at når pinnen (8) er i sperreposisjon, påvirkes den til å støte mot eller ligge an mot eller i en respektiv skulder (19) på forlengningsrørets utside.

12. Forlengningsrørhenger ifølge krav 9, 10 eller 11, karakterisert ved at magneten er en sylindrisk avvisningsmagnet (9) plassert i en ringkanal (10) i et løpende verktøy (11) anbrakt inne i forlengningsrøret (1).

13. Forlengningsrørhenger ifølge krav 10, 11 eller 12, karakterisert ved at magneten (9) er glidbar inne i kanalen (10) under væsketrykk fra en inaktiv første stilling til en aktiv andre stilling, hvor magneten (9) avviser pinnen (8) utover i en slik grad at pinnen ikke støter mot for-lengningsrøret (1), og kilene (3) er frie til å gli vertikalt oppover.

14. Forlengningsrørhenger ifølge krav 13, karakterisert ved at magneten (9) av en sik-ringssplint (12) som forbinder magneten (9) med ringkanalveggen, holdes i den ikke aktive stilling til forlengningsrøret (1) er ved fastgjøringsdyb-de.

15. Forlengningsrørhenger ifølge krav 12, 13 eller 14, karakterisert ved at et stengeelement (13) er anordnet til å stenge væskens strøm-ningsbane inne i det løpende verktøy (11), og i bruk avlede væsken inn i kanalen (10) når det sø-kes å flytte magneten (9) til den aktive stilling.

16. Forlengningsrørhenger ifølge krav 15, karakterisert ved at stengeelementet (13) er en kule (14) som kan slippes ned på et kulesete (15) anordnet i det løpende verktøy (11).