NO316759B1 - Fremgangsmate og anordning for boring av borehull i jordformasjoner - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og anordning for boring av et borehull i undergrunnsformasjoner, hvor minst én formasjon som har et formasjonstrykk som er vesentlig forskjellig fra en tilstøtende formasjon og der tidsavhengige, ustabile formasjoner ikke gir tilstrekkelig tid til å fore hullet i en etterfølgende kjø-ring.

Et sammenrast hull fører til vesentlige merutgifter ved boring av et borehull og kan føre til at hullet forlates. Hull-sammenrasing kan skyldes flere forskjellige boreforhold, innbefattende borekaks-svelling, avskalling, og ukonsoliderte sand-masser som forårsaker utvasking eller sammenrasing av hullet etter hvert som det bores. I disse ustabile formasjoner, kan borehullet ikke avfores og beskyttes i ti-de, når et forlengingsrør kjøres under en etterfølgende kjøring etter at hullet er boret.

En annen årsak til brønnboring-/-hull-sammenrasing, er et ekstremt trykkfall mellom tilstøtende formasjoner. Boring inn i en lavtrykksformasjon med et tungt slam som er beregnet på å bore gjennom en overliggende høytrykkssone, vil føre til alvorlige slamtap og samtidig hullsammenrasing. En motsatt situasjon oppstår når et borehull bores gjennom en første formasjon med et lavt formasjonstrykk inn i en formasjon med vesentlig høyere formasjonstrykk, idet det da er fare for at flui-der fra den nedre formasjon skal trenge inn i borehullet og skade den øvre formasjon. Hvis trykkforskjellen er stor nok, er det fare for en utblåsing. Hvis slamvek-ten økes for å hindre slik utblåsing, kan slammet skade lavtrykksformasjonen.

Det er behov for en anordning og fremgangsmåte for boring av borehull, som unngår disse problemer. En slik oppfinnelse skal fortrinnsvis redusere driftstiden når den er i bruk. Den skal fortrinnsvis kunne tilpasses bruk med ret-ningsboresystemer. Den skal minske eksponeringen av formasjonene for det dynamiske sirkulasjonstrykk av boreslammet, og derved minske skade på formasjonen. Et ytterligere, ønskelig aspekt er å minske sannsynligheten for fastkjøring i borehullet. Hvis anordningen likevel fastkjøres, skal det dessuten være mulig å fortsette fremad-boring. Den foreliggende oppfinnelse tilfredsstiller dette behov, ved et bore-forlengingsrørsystem og en fremgangsmåte for vedvarende boring av et borehull, som angitt i de etterfølgende patentkrav..

Den foreliggende oppfinnelse er en anordning og fremgangsmåte for boring gjennom formasjoner der trykket er vesentlig forskjellig fra trykket i de tilstøtende formasjoner, og/eller ustabile formasjoner som gjør det vanskelig å beskytte formasjonen med et forlengingsrør eller foringsrør i hullet. Bore-forlengingsrør-systemet består av en innerstreng som bærer en inner-sammenstilling med en pilotkrone og en ytter-sammenstilling med en kjernekrone. Begge sammenstillingene blir midlertidig forbundet via tilbaketrekkbare kiler som sikrer at yttaF6agimenstillingene er riktig innrettet i forhold til hverandre. Ved kjøring i hullet, tilbaketrekkes kilene og ved oppnåelse av riktig innretting, blir de automatisk utskjøvet. Etter at forlengingsrøret er satt, tvinger prosessen med å trekke innerstrengen fra forlengingsrøret kilene til å tilbaketrekkes igjen. En utføringsform av oppfinnelsen er et system der det ikke er noen innerstreng mellom bunnhullsammenstillingen og forlengingsrør-hengeren. Bortsett fra at det eliminerer enkeltturtiden for innerstrengen, gjør dette det mulig å fiske bunnhullsammenstillingen ut av hullet med et sammenskjøtet rør eller en kabel. En annen utfø-ringsform av oppfinnelsen har et styrbart bore-forlengingsrør, idet styringen opp-nås ved hjelp av en skrå skjøt, eller med styreputer. En annen utføringsform av oppfinnelsen er et avtettet ringrom mellom det åpne hull og forlengingsrøret. Dette isolerer det åpne hull fra sirkulasjonsslamsystemets dynamiske trykk. Enda en annen utføringsform av oppfinnelsen innbefatter en rømmer på den ytre del av forlengingsrøret for å forstørre hullet og derved minske faren for fastkjøring. En ekspanderbar kjernekrone eller pilotkrone kan brukes til å oppnå et liknende resul-tat. En annen utføringsform av oppfinnelsen gjør det mulig å foreta ytterligere boring også etter fastkjøring. Ifølge en annen utføringsform av oppfinnelsen benyttes høytrykksstråledyser med pilotkronen for å forstørre hullet og minske faren for fastkjøring. Istedenfor borerør, kan bore-forlengingsrør brukes med kveilrør.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere i tilknytning til tegning-en, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk oversiktsriss av et boresystem med et bore-forlengingsrør. Fig. 2A, 2B viser detaljer ved boreforlengingsrør-bunnhullsammenstillingen

(BF-BHS),

Fig. 3 viser skjematisk en modifisert BF-BHS uten en innerstreng,

Fig. 4 viser detaljer ved utløsningsverktøyet som brukes i BF-BHS ifølge fig. 3, Fig. 5 er en skjematisk illustrasjon av et system som omfatter et styrbart bore-forlengingsrør, Fig. 6 er en skjematisk illustrasjon av et system som omfatter et styrbart bore-forlengingsrør med styreputer på forlengingsrøret, Fig. 7 er en skjematisk illustrasjon av et bore-forlengingsrør som isolerer formasjonen fra dynamiske trykkvariasjoner, Fig. 8 er en skjematisk illustrasjon av et bore-forlengingsrør med en under-rømmer, Fig. 9 er en skjematisk illustrasjon av et bore-forlengingsrør med en ekspanderbar kjernekrone, Fig. 10 er en skjematisk illustrasjon av en bunnhullsammenstilling med en truster for fortsatt boring når forlengingsrøret er fastkjørt, og Fig. 11 illustrerer en situasjon der pilotkronen ifølge oppfinnelsen ifølge fig.

10 roterer uten at forlengingsrøret roteres.

US patentsøknad nr. 08/729 226, innlevert den 9. oktober 1996, nå US patent nr. 5 845 722, hvis innhold det herved henvises til, omhandler en anordning og fremgangsmåte for boring av borehull i undergrunnsformasjoner der forma-sjonstrykkene er meget forskjellige. Bore-forlengingsrørsystemet består av en ytter- og en inner-sammenstilling. Begge sammenstillinger er midlertidig forbundet via inntrekkbare kiler som sikrer at inner- og ytter-sammenstillingene er riktig innrettet i forhold til hverandre. Ved kjøring i hullet er kilene inntrukket, og når riktig innretting er oppnådd blir de automatisk utskjøvet. Etter at forlengingsrøret er satt, tvinger prosessen med trekking av innerstrengen fra forlengingsrøret kilene inn igjen.

Inner-sammenstillingen består av en pilotkrone, en tappovergang, en nedi-huilsmotor og en truster eller annen anordning som gir den nødvendige vekt på borkronen. Inner-sammenstillingens kiletappovergang opptar de inntrekkbare drivkiler som overfører dreiemoment fra motoren til ytter-sammenstillingens kjernekrone. Dette betyr at pilotkronen og kjemekronen dreier sammen med samme hastighet. Motoren gir dreiemoment og rotasjon, mens trusteren gir en dynamisk lengdeopphengning av innerstrengen i forhold til ytterstrengen. Dette gjør at trusteren kan kompensere for differensialvarmeutvidelse mellom inner- og ytter-sammenstillingene. Dessuten gir trusteren hydraulisk tyngde på borkronen.

Ytter-sammenstillingen omfatter et kjernehode, en muffeovergang, en opphengningsovergang (lagerovergang) og en landingsovergang. Den ytre, nedre sammenstilling er via en tverrforbindelse forbundet med et standard forlengingsrør av ønsket lengde. I tillegg til å sørge for skjærevirkningen, gir kjemehodet føring for inner-sammenstillingens pilotkrone. Kile-muffeovergangen danner en låse-mekanisme for inner-sammenstillingens inntrekkbare tappkiler. Opphengningsovergangen tilbyr langsgående lengdeopphengning og leverer radial styring. Ak-sialkrefter overføres til innerstrengen. Selv om det ikke er nødvendig med noen aksiallagring i opphengningsovergangen, kan den installeres, dersom forlengings-rørets størrelse og drift ga tilstrekkelig veggtykkelse. Opphengningsovergangen sikrer også at bare kjemekronen og muffeovergangen dreier. Om nødvendig roterer resten av sammenstillingen med lavere r/min., innstilt ved overflaten. En for-lengingsrør-henger og et setteverktøy forbinder inner- og ytter-sammenstillingene i boremodusen. Etter boring settes forlengingsrør-hengeren før setteverktøyet kobles fra forlengingsrøret og pakningen settes før innerstrengen trekkes ut av hullet. Setteverktøyet som forbinder forlengingsrøret og innerstrengen, er vanligvis en del av forlengingsrør-hengeren. Hvis man bruker et enkeltsetteverktøy, er det ikke nødvendigvis behov for forlengingsrør-henger og pakning, og behovet for for-lengingsrør-henger/pakning vil avhenge av anvendelsen. I den følgende beskri-velse, er det vist utføringsformer av oppfinnelsen der det brukes en forlengingsrør-henger, men det skal forstås at dette ikke er nødvendig i alle tilfeller. Under bore-operasjoner, strømmer boreslam ut fra enden av borkronen og inn i borehullet, slik at det deretter kan strømme tilbake til overflaten gjennom ringrommet mellom bo-reverktøyet og borehullveggene.

Fig. 1 viser en skjematisk illustrasjon av en utføringsform av foreliggende oppfinnelse for boring av et borehull ved bruk av et bore-forlengingsrør. Det er vist en rigg 12 ved jordoverflaten 10 som det bores et borehull 8 i. Et foringsrør 14 er blitt satt i det øvre parti av borehullet. En borerørdel 16 strekker seg gjennom

foringsrøret til en foriengingsrør-henger/pakning 18 ved bunnen av det forete parti av hullet og bærer en boreforlengingsrør-bunnhullsammenstilling (BF-BHS) 22 ved sin nedre ende. BF-BHS'en har, ved sin bunnende, en pilotkrone 26 og en kjernekrone 24. Et forlengingsrør 20 som henger fra forlengingsrør-hengeren 18 ved dens toppende er forbundet med BF-BHS'en ved sin bunnende. Bore-rørdelen kan være et borerør eller kveilrør.

Forlengingsrør-hengeren 18 forbinder innerstrengen, ytter-forlengingsrør-sammenstillingen og borerør-settestrengen for boremodusen. Etter at boringen er fullført, settes forlengingsrør-hengeren og setteverktøyet kobles løs fra forleng-ingsrøret. Ønskelige trekk ved forlengingsrør-hengeren er: (i) Hurtig og pålitelig hydraulisk settefunksjon som er upåvirket av sirkulasjonstrykk under boring.

(ii) Frigjøringsfunksjon som er uavhengig av settefunksjonen.

(iii) Alle henger-tetningskomponenter egnet for håndtering av ekstreme utvendige trykkforskjeller som skyldes innvendig rørevakuering. (iv) Evne til å sirkulere gjennom innerstrengen (omtalt nedenfor) etter fri-gjøring fra forlengingsrøret. (v) Evne til å kjøre kabelperforatorer eller støtteverktøy under hengeren for å muliggjøre fisking i tilfelle innerstrengen blir fastkjørt. (vi) Evne til å tillate overflaterotasjon og tilstrekkelig vridningsmotstand.

Detaljer ved BF-BHS'en er vist i fig. 2A og 2B. Øverst i fig. 2A vises en Bore-rørdel 16 til overflaten og forlengingsrør-hengeren 18. Bore-rørdelen 16' under forlengingsrør-hengeren 18, kan være av mindre størrelse enn over for-lengingsrør-hengeren 18. Trusteren 34 er forbundet med borerørdelen 16' og et vektrør 16" forbinder trusteren 34 med boreforlengingsrør-innersammenstillingen 30 mens forlengingsrøret 20 er forbundet med boreforlengingsrør-yttersammen-stillingen 32.

Boreforlengingsrør-innersammenstillingen 30 omfatter en boremotor 40, pilotkronen 24, og en tappovergang 54 med drivkiler 52 som overfører dreiemo-mentet fra motoren 40 til ytter-sammenstillingen. Landingskiler 44 sikrer riktig innretting av inner-sammenstillingen til ytter-sammenstillingen. Ytter-sammenstillingen 32 innbefatter kjemekronen 24, en landingsovergang 46, en opphengnings-og lagerovergang 48 og en muffeovergang 50 i inngrep med drivkilene 52. Opphengnings- og lagerovergangen 48 tilveiebringer lengdeopphengning i lengderet-ningen og styring og sikrer at bare muffeovergangen 50 og kjemekronen 26 dreier og resten av ytter-sammenstillingen forblir uten rotasjon.

Nedihullsmotoren 40 tilveiebringer skjæredreiemomentet og -rotasjonen. Trusteren 34 tilveiebringer en hydraulisk vekt på borkronen og en dynamisk lengdeopphengning.

Som omtalt i US patentsøknad nr. 08/729 226, brukes en standard bore-BHS til å bore til i nærheten av potensiell problemsone uten forlengingsrøret. Standard-BHS'en tilbaketrekkes og bore-forlengingsrøret kjøres inn i hullet for å fortsette videre boring gjennom problemsonen. Når problemsonen er passert, settes forlengingsrøret og innerstrengen tilbaketrekkes. Boring kan så fortsette under problemsonen, og hvis en andre problemsone påtreffes, kan prosessen gjentas.

Fig. 3 viser en skjematisk illustrasjon av et bore-foriengingsrørsystem uten bruk av en innerstreng mellom forlengingsrør-hengeren og BF-BHS-motoren. Dette eliminerer den ytterligere vekt av innerstrengen som skal bæres av riggen. Videre reduserer det friksjonskreftene mellom forlengingsrør og hullet ved boring i sterkt avvikende hullseksjoner. Den maksimale borestrekning i denne type brøn-ner kan være temmelig stor. Det er vist en rigg 112 ved overflaten 110 av jorden der det bores et borehull 108. Et foringsrør 114 er blitt satt i borehullets øvre parti. En borerørdel 116 strekker seg gjennom foringsrøret til en forlengingsrør-henger 118 ved bunnen av det forete parti av brønnen. Et forlengingsrør 120 henger fra forlengingsrør-hengeren 118 ved sin toppende er forbundet med BF-BHS'en 122 ved sin bunnende. BF-BHS'en har ved sin bunnende en pilotkrone 126 og en kjernekrone 124. Disse er som ovenfor omtalt i forbindelse med fig. 1.

En landingsovergang er ikke nødvendig, fordi BF-BHS 122 er midlertidig forbundet med den nedre del av forlengingsrøret 120 ved hjelp av et frigjørings-verktøy 128. En innerstreng mellom forlengingsrør-hengeren 118 og BF-BHS 122 er ikke nødvendig. Toppen av frigjøringsverktøyet er utstyrt med en fiskbar skjøt 130 som gjør det mulig å fiske BF-BHS 122 etter at forlengingsrør-hengeren/pakningen 118 er satt. Fig. 4 viser detaljer ved BF-BHS'en med utløsningsverktøy 128. BHS'en er forbundet med foringsrøret som vist i fig. 3, ved bruk av den øvre foriengingsrør-forbindelse 164. I motsetning til sammenstillingen omtalt i fig. 2, benyttes det en tverrforbindelsesovergang 175 istedenfor landingsovergangen, til å forbinde den ytre del av frigjøringsverktøyet med det ytre parti av det nedre bore-forlengingsrør. BHS'en har på sin bunnende en pilotkrone 124, kjernekrone 126, muffeovergang 50, tappovergang 54, drivkile 52 og en nedihullsmotor 40 som omtalt i forbindelse med fig. 1. Istedenfor en motor med spesielt lagerhus (som oppviser landingskilene), kan det benyttes en standard tilgjengelig nedihullsmotor. Motoren oppviser en skrue på stabilisator 176 for sentrering av innerstrengen i ytterstrengen. Fig. 4A viser detaljer ved frigjøringsverktøyet. Istedenfor det viste frigjø-ringsverktøy kan også standardkomponenter som f.eks. en Baker Oil Tools tet-ningsovergang og kjøreverktøy benyttes. Den foretrukne utføringsform av frigjø-ringsverktøyet kombinerer frigjøringsmekanismen og tetningsegenskapene i en enkelt verktøysammenstilling for å minske den totale lengde av BHS'en. Dette gjør det mulig å sette sammen BHS'en på annet sted enn anleggsstedet og å sende den til riggstedet som en enkelt komponent.

Frigjøringsverktøyet som vist i fig. 4A oppviser en ytterstreng som vil forbli i hullet, og innerstrengen som vil bli tatt ut av hullet etter at forlengingsrøret er satt. Innerstrengen og ytterstrengen er midlertidig forbundet ved hjelp av låsekilene 162. Variasjoner i lengde på grunn av temperaturendringer, og feil ved fremstil-lingstoleranser, kompenseres ved hjelp av opphengningsovergangens 48 aksial-slag. Ytterstrengen innbefatter toppovergangen 161 med den øvre forlengingsrør-forbindelse 164, låseovergangen 173 og tverrforbindelsesovergangen 175. Tverrforbindelsesovergangen 175 er forbundet med den nedre ytre boreforingsrør-BHS. Innerstrengen som utgjør de tilbaketrekkbare deler består av trekkhylsen 171 innbefattende en fiskbar skjøt 160, stopphylsen 174, den eventuelle tetningsbærer 168, låsekiler 162, en første stamme 169 og en andre stamme 170. Den andre stamme 170 er på sin nedre ende forbundet med nedihullsmotoren 40. Bruddskruer 166 holder trekkhylsen 171 og den første stamme 169 midlertidig forbundet. Bruddskruer 171 overfører ikke driftsborebelastninger. Stopphylsen 174 hindrer inntrekking av låsekilene 162. Inner- og ytterstrengen er avtettet mot hverandre ved hjelp av høytrykkstetninger 163 og 176.

Ved fisking av boreforlengingsrør-innerstrengen, innkjøres fiskestrengen (ikke vist) og forbindes med trekkhylsen 171. Når erstatningsdreiemomentet påfø-res, overføres det fra trekkhylsen 171 via en tannet forbindelse til den første stammen 169. Når fiskestrengen trekkes, brister bruddskruene 166, og trekkhylsen 171 vil bevege seg oppad inntil stopphylsen 174 kommer til anlegg mot den første stammen 169. Tetningsbæreren 168 bygger opp et kammer hvorved låsekilene 162 kan inntrekkes. Låsekilene 162 har skråflater som, når de trekkes, skaper en radialbelastning på låsekilene 162. Fortsatt trekking på fiskestrengen bevirker inntrekking av låsekilene 162. Etter at låsekilene 162 er fullt inntrukket, kobles innerstrengen lås fra ytterstrengen. Bore-forlengingsrøret kan nå trekkes ut av hullet sammen med motoren og pilotkronen. Under frakoblingsprosessen, sirkulerer slam fra den øvre omløpsport 172 inn i innerstrengen og ut gjennom den åpnete omløpsporten 167 i den første stammen 169. Dette reduserer støt- og sugetrykk.

Utføringsformen ifølge fig. 3 og 4 har flere fordeler overfor utføringsformen ifølge fig. 1-2. Turtiden (engelsk: trip time) kan reduseres ved visse anvendelser. Når det ikke benyttes noen truster, har bunnhullsammenstillingen ikke noen ytterligere hydrauliske komponenter. Bunnhullsammenstillingen kan sammenset-tes på forhånd og klaringene kontrolleres før levering til riggstedet. En standard slammotor kan brukes uten spesiallagre. Den totale kroklasten er mindre enn størrelsen av vekten på innerstrengen. Det er lavere trykkfall fordi slammet ikke passerer gjennom den lille innerstrengen. Brønnsparkkontroll kan forbedres ved visse anvendelser under innkjøring av innerstrengen.

Fig. 5A viser en utføringsform av et styrbart bore-forlengingsrørsystem med et styrbart bore-forlengingsrør. Det er vist en rigg 212 ved jordoverflaten 208. Et foringsrør 214 er blitt satt i det øvre parti av borehullet. En borerørdel 216 strekker seg gjennom foringsrøret til en forlengingsrør-henger 218 ved bunnen av det forete parti av hullet og bærer en boreforlengingsrør-bunnhullsammenstilling (BF-BHS) 222 ved sin nedre ende. BF-BHS'en har ved sin nedre ende en pilotkrone 26 og en kjernekrone 24. Et forlengingsrør 20 henger fra forlengingsrør-hengeren 18 ved sin nedre ende og er forbundet med BF-BHS'en ved sin nedre ende. Disse er som omtalt ovenfor i forbindelse med flg. 1. Det nedre parti av systemet har en MUB-sammenstilling 230 med et ikke-magnetisk forlengingsrør 232. MUB-sammenstillingen 230 gir retningskontroll og kan også gi informasjon om formasjonen den trenger gjennom. Dette kan innbefatte densitet-, resistivitet-, gammastråle-NMR-etc. målinger. Den indre BF-BHS-sammenstillingen 222 innbefatter en bøyelig aksel 234 mellom motoren og tappovergangen 254 og kjemekronen 226. Et radiallager 256 bærer muffeovergangen 250 på tappovergangen 254. Forlengingsrøret 220 har en bendovergang 236 som kan være en fast bend eller en regulerbar avsparkbendovergang som gjør det mulig å styre forlengingsrøret under styring av målinger fra MUB-sammenstillingen 230. Denne anordning kan også brukes uten en innerstreng mellom DF-BHS'en og foriengingsrør-hengerne, lik det ovenfor omtalte arrangement i forbindelse med fig. 3.

Fig. 5B viser et styrbart bore-forlengingsrørsystem, som er forskjellig fra systemet vist i fig. 5A ved at motoren 322, MUB-anordningen 330 og eventuell LUB (logging under boring) strekker seg ut av kjemekronen 324. Innerstrengen er sentrert i forlengingsrøret via stabilisatorer. Det er ikke nødvendig med noe ikke-magnetisk forlengingsrør. Istedenfor den bøyelige aksel, tappovergang og borkrone, anvendes en standard stabilisert motor 322 (motorstabilisering er ikke vist) med regulerbar avsparkovergang 336 og standard borkrone 326 på bunnen av innerstrengen. Med MUB/LUB-sammenstillingen anbrakt i det åpne hull, er full service av geostyring mulig. Geostyring (densitet-, resistivitet-, gammastråle-, NMR-etc. målinger) brukes til å styre langs eller mellom formasjonsgrenser.

Et annet arrangement av et styrbart bore-forlengingsrørsystem er vist i fig. 6. Det er vist en rigg 412 ved jordoverflaten 410. Et foringsrør 414 er blitt satt i det øvre parti av borehullet. En borerørdel 416 strekker seg gjennom foringsrøret til en forlengingsrør-henger 418 ved bunnen av det forete parti av hullet og bærer et boreforlengingsrør-bunnhullsammenstilling (DF-BHS) 422 ved sin nedre ende. BF-BHS'en har ved sin nedre ende en borkrone 426 og en kjernekrone 424. Et forlengingsrør 420 henger fra forlengingsrør-hengeren 418 ved sin toppende og er forbundet med BF-BHS'en ved sin nedre ende. Disse er omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 1. Det nedre parti av systemet har en MUB-sammenstilling 430 med et ikke-magnetisk forlengningsrør 432. MUB-sammenstillingen 430 gir retningskontroll og kan også gi informasjon om formasjonen den trenger gjennom. Dette kan innbefatte densitet-, resistivitet-, gammestråle-, NMR-etc. målinger. Forlengingsrøret 420 kan styres nedihulls i inklinasjon og asimut ved hjelp av et styresystem som oppviser inntrekkbare og utskyvbare puter 438. Ifølge en utfø-ringsform av oppfinnelsen, er putene 438 på en ikke-roterbar hylse. Forlengings-røret roteres i hylsen mens hylsen ikke roterer. Selve hylsen oppviser tre eller flere puter som vil være anbrakt (ekspandert) eller ubelastet (inntrukket) før å skyve forlengingsrøret i ønsket retning. Bruken av en slik ikke-roterbar hylse vil være kjent for fagmenn på området. En kommersiell utføringsform av denne er AUTOTRAK™-systemet til Baker Hughes og er ikke nærmere omtalt. Et alternativ er å bruke puter i bore-forlengingsrøret. Denne anordningen kan også brukes uten en innerstreng mellom BF-BHS'en og forlengingsrør-hengerne, lik arrange-mentet omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 3.

En alternativ utføringsform av anordningen vist i fig. 6 anvender en ekspanderbar stabilisator beliggende ved en passende posisjon 438 på BHS-en (posisjo-nen kan variere avhengig av anvendelsen og behovene). Med et slikt arrangement, virker den ekspanderbare stabilisator som et dreiepunkt som gjør det mulig å styre sammenstillingen. Bruken av en slik ekspanderbar stabilisator vil være kjent for fagmenn på området og er ikke nærmere omtalt.

Fig. 7 viser en utføringsform av oppfinnelsen, der det benyttes to tilleggs-pakninger. Det er vist en rigg 512 ved jordens overflate 510, der det bores et borehull 508. Et foringsrør 514 er blitt satt i det øvre parti av borehullet. En bore-rørdel 516 strekker seg gjennom foringsrøret til en forlengingsrør-henger 518 ved bunnen av det forete parti av hullet og bærer en boreforlengingsrør-bunnhullsammenstilling (BF-BHS) 522 ved sin nedre ende. BF-BHS'en har ved sin nedre ende en pilotkrone 526 og en kjernekrone 524. Et forlengingsrør 520 henger fra forlengingsrør-hengeren 518 ved sin toppende og er forbundet med BF-BHS'en ved sin nedre ende. Disse er omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 1. To ytterligere pakninger er anordnet. Den ene er en foringsrørpakning 552 like under for-lengingsrør-hengeren 518. Den andre er en åpent-hull-pakning 556 beliggende nær borkronen. Slammet sirkulerer i retningen antydet med 560, dvs. ned gjennom inner-forlengingsrøret, ut nær borkronen, tilbake inn i ytter-forlengingsrøret 520 gjennom en port 554, gjennom ringrommet mellom inner-forlengingsrøret og ytter-forlengingsrøret 520. Fordelen med denne oppfinnelsen er at det ikke sirkulerer noe slam i ringrommet 550 mellom ytter-forlengingsrøret 520 og borehullet 508, slik at det åpne hull ikke påvirkes av det dynamiske trykk i sirkulasjonsslam-systemet. Dette minsker forurensningen av formasjonen på grunn av det sirkule-rende slam.

Denne anordningen kan også brukes med styrearrangementet (fig. 5A, 5B ovenfor) og med styrbare puter (fig. 6 ovenfor).

Fig. 8 viser et arrangement hvor det brukes en underrømmer på utsiden av ytter-foringsrøret. Det er vist en rigg 612 ved jordoverflaten 610. Et foringsrør 614 er blitt satt i det øvre parti av borehullet. En borerørdel 616 strekker seg gjennom foringsrøret til en forlengingsrør-henger 618 ved bunnen av det forete parti av hullet og bærer en boreforlengingsrør-bunnhullsammenstilling (BF-BHS) 622 ved sin nedre ende. BF-BHS'en har ved sin nedre ende en pilotkrone 626 og en kjernekrone 624. Et forlengingsrør 620 henger fra forlengingsrør-hengeren 618 ved sin toppende og er forbundet med BF-BHS'en ved sin nedre ende. Disse er omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 1. Underrømmeren 630 er anbrakt i den nedre ytterdel av forlengingsrøret 620. Ved bruk av underrømmeren for å utvide hullet som bores av kjemekronen, blir det mulig å overvinne glide- eller differensialfastkjø-ringsproblemer eller å kjøre et ekspanderbart foringsrør. Denne anordning kan også brukes uten innerstrengen (fig. 3 ovenfor), med styrearrangementet (fig. 5A, 5B ovenfor) og med styrbare puter (fig. 6 ovenfor).

Fig. 9 viser en annen utføringsform av oppfinnelsen. Det er vist en rigg 712 ved jordoverflaten 710. Et foringsrør 714 er blitt satt i det øvre parti av borehullet. En borerørdel 716 strekker seg gjennom foringsrøret til en forlengingsrør-henger 718 ved bunnen av det forete parti av hullet og bærer en boreforlengingsrør-bunnhullsammenstilling (BF-BHS) 722 ved sin nedre ende. BF-BHS'en har ved sin nedre ende en pilotkrone 726 og en kjernekrone 724. Et forlengingsrør 720 henger fra forlengingsrør-hengeren 718 ved sin toppende og er forbundet med BF-BHS'en ved sin nedre ende. Disse er omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 1. Kjemekronen 724 er ekspanderbar og antydet med pilene 730. Dette gjør det mulig å ekspandere hullet, hvilket gjør det mulig å overvinne glide- eller differensial-fastkjøringsproblemer så vel som å kjøre et ekspanderbart foringsrør. Alternativt kan pilotkronen 726 være ekspanderbar. I så tilfelle er kjemekronen 724 unød-vendig, og tappovergangen med drivkiler vil ikke være nødvendig. Innerstrengen kan da styres i en radialretning ved hjelp av stabilisatorputer (ikke vist). Denne anordning kan også brukes uten inner-forlengingsrør (fig. 3 ovenfor), med styrearrangementet (fig. 5A, 5B ovenfor), med styrbare puter (fig. 6 ovenfor) og med en underrømmer (fig. 7 ovenfor).

Oppfinnelsen omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 1, 3, 5, 6 og 7 kan også brukes med bruk av en pilotkrone som innbefatter høytrykksstråledyser (ikke vist). Den høye fluidhastighet ut av dysene spyler formasjonen bort og forstørrer derved hullstørrelsen. Bruken av høytrykksdyser for å spyle ut formasjonen vil være kjent for fagmenn på området og er derfor ikke nærmere omtalt. Med bruk av en slik spesiell pilotkrone, blir det mulig å overvinne fastkjøringsglide- eller differensial-fastkjøringsproblemer og for å kjøre et ekspanderbart foringsrør. Med MUB-målinger kan brønnen dessuten avvikes i en ønsket retning ved bruk av stråledyser. Dette krever et system som tillater slamstrømning gjennom dysene i bare én retning.

Det finnes tilfeller ved boring av formasjoner med uvanlig trykk, der den øvre del av ytter-forlengingsrøret blir fastkjørt. Ved slike tilfeller gir fig. 10 en skjematisk illustrasjon av en BF-BHS 822 der boring kan fortsettes med bore-forlengingsrøret. For å oppnå dette har innerpartiet av BF-BHS'en en ytterligere truster, betegnet som bunntrusteren 869. Bunntrusterens hoveddeler er sylinde-ren 870, posisjonsindikatoren 871, stempelet 872 og kileområdet 873. Boremoto-rens 859 hoveddeler er angitt som: landingskilene 860, lagerseksjonen 862 og drivovergangen 864. Opphengningsovergangen har et inner- og ytterparti, betegnet som henholdsvis 848b og 848a. Som i anordningen vist i fig. 1, er tappovergangen 854 utstyrt med drivkiler 850 i inngrep med muffeovergangen 850. Pilotkronen 824 er omgitt av kjemekronen 826 som i de andre utføringsformer av oppfinnelsen. Landingsovergangen 844 forbinder motoren 859 med opphengningsovergangen 848a, 848b.

Under normale boreforhold, befinner kjemekronen 826 seg ved bunnen av hullet i samme dybde som pilotkronen 824. Bunntrusteren er fullstendig lukket og innerpartiet av opphengningsovergangen 848b er skjøvet helt inn i opphengningsovergangens ytterdel 848a. Hvis ytter-forlengingsrøret (ikke vist i fig. 9) på noe punkt blir fastkjørt ved et punkt ved eller over motoren 859, brukes bunntrusteren 869 til å skyve pilotkronen 824 og kjemekronen 826 til å fortsette boring videre inn i formasjonen inntil trusteren er helt utskjøvet. I et slikt system, er muffeovergangen 850 og tappovergangen 854 forlenget ved bunntrusteren 869 slaglengde ut-over det som normalt er nødvendig.

Claims (27)

1. Bore-forlengingsrørsystem for bruk ved vedvarende boring av et borehull med et foringsrør i og en borerørdel anordnet innvendig i foringsrøret, karakterisert ved at det omfatter: (a) en foriengingsrørhenger/pakning-sammenstilling anordnet ved bunnen av foringsrøret; (b) et forlengingsrør som ved en første ende er koblet til forlengingsrør-henger/pakningen og ved den andre ende til en ytter-bunnhullsammenstilling som omfatter en muffeovergang og har en kjernekrone for boring av et utvidet hull; (c) en inner-bunnhullsammenstilling som er tilknyttet ytter-bunnhullsammenstillingen, og som omfatter (i) en boremotor; og (ii) en tappovergang som roteres av boremotoren og som er koblet til en pilotkrone for boring av et pilothull ved drift av boremotoren; og (d) en MUB-anordning i enten (i) inner-bunnhullsammenstillingen eller (ii) ytter-bunnhullsammenstillingen for frembringelse av retningsmålinger for å lette retningsboring.

2. Bore-forlengingsrørsystem ifølge krav 1, karakterisert ved et frigjøringsverktøy for løsbar tilkobling av den indre bunnhullsammenstilling til for-lengingsrøret.

3. Bore-forlengingsrørsystem ifølge krav 2, karakterisert ved en fiskbar skjøt på utløsningsverktøyet for å lette opptrekking av inner-bunnhull-sammenstillingen fra borehullet.

4. Boresystem ifølge krav 1-3, karakterisert ved et antall inntrekkbare puter på utsiden av ytter-bunnhullsammenstillingen, hvilke inntrekkbare puter er innrettet for inngrep med borehullveggen og styring av boresystemet i en ønsket retning i inklinasjon og asimut.

5. Bore-forlengingsrørsytem ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved anordninger for å lette retningsboring innbefattende: (I) en bøyelig aksel mellom motoren og tappovergangen, og (II) en bendovergang på ytter-bunnhullsammenstillingen over muffeovergangen, hvilken bendovergang er valgt fra (i) en justerbar avsparksvin-kel, og (ii) en fast vinkel.

6. Bore-forlengingsrørsystem ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved: (a) en rørdel som fører borefluid fra borerørdelen til boremotoren og pilotkronen; og (b) en foringsrørpakning beliggende under forlengingsrør-henger/pakningen og en åpenthull-pakning samvirker for å lede strømmen av borefluider som strømmer ut av pilotkronen inn i forlengingsrøret og hindre at borefluidet trenger inn i et ringrom mellom forlengingsrøret og borehullet.

7. Bore-forlengingsrørsystem ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at (i) kjemekronen og/eller (ii) pilotkronen er ekspanderbare.

8. Bore-forlengingsrørsystem ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at pilotkronen omfatter høytrykksstråledyser.

9. Bore-forlengingsrørsystem ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved: (a) en truster som er forbundet med en tappovergang, hvilken truster er innrettet til å utskyve og inntrekke tappovergangens posisjon i forhold til boremotoren; og (b) en teleskopisk opphengningsovergang som er forbundet med boremotoren og muffeovergangen, idet den teleskopiske overgang er innrettet til å bevege muffeovergangen i sammenheng med trusterens bevegelse.

10. Bore-forlengingsrørsystem ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved at det omfatter en iandingsovergang med kiler på for å sikre riktig innretting av inner-bunnhull-sammenstillingen og ytter-bunnhull-sammenstillingen.

11. Bore-forlengingsrørsystem ifølge et av kravene 1-10, karakterisert ved at det omfatter en opphengnings- og lagerovergang for å gi langsgående lengdeopphengning og radialstyring og isolering av muffeovergangens rotasjon fra forlengingsrøret.

12. Bore-forlengingsrørsystem ifølge et av kravene 1-11, karakterisert ved en drivaksel som kobler boremotoren til en tappovergang med inntrekkbare drivkiler på, idet muffeovergangen er innrettet til å komme i inngrep med drivkilene på tappovergangen og rotere sammen med tappovergangen når den er brakt i inngrep med denne.

13. Bore-forlengingsrørsystem ifølge et av kravene 1-12, karakterisert ved at borerørdelen er valgt fra en gruppe bestående av (i) et borerør, og (ii) kveilrør.

14. Fremgangsmåte for vedvarende boring av et borehull med et foringsrør i og en borerørdel anordnet i foringsrøret, karakterisert ved: (a) anbringelse av en foriengingsrør-henger/pakning-sammenstilling ved bunnen av foringsrøret; (b) Kobling av et forlengingsrør ved en første ende til forlengingsrør-henger/ pakningen og en andre ende til en ytter-bunnhullsammenstilling som omfatter en muffeovergang med en kjernekrone for boring av et utvidet hull; (c) anbringelse av en inner-bunnhullsammenstilling nær ytter-bunnhull-sammenstillingen, hvilken inner-bunnhullsammenstiling omfatter: (i) en boremotor, (ii) en tappovergang som roteres av boremotoren og er koblet til en pilotkrone; (d) boring av et pilothull ved drift av boremotoren; og (e) anvendelse av en MUB-anordning for å fremskaffe retningsmålinger.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved løsbar kobling av et utløsningsverktøy for inner-bunnhullsammenstilEingen til forlengingsrøret.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved anbringelse av en fiskbar skjøt på utløsningsverktøyet for å gjenvinne inner-bunnhullsammen-stilingen fra borehullet.

17. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 14-16, karakterisert ved bruk av anordninger på inner- og ytter-bunnhullsammenseetillingene for å lette retningsboring.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved: (i) bruk av et antall inntrekkbare puter på utsiden av ytter-bunnhullsammenstillingen for inngrep med borehullveggen, og (ii) styring av inner- og ytter-bunnhullsammenstillingene i ønsket retning i inklinasjon og asimut ved hjelp av de inntrekkbare puter.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 17 eller 18, karakterisert ved styring av inner- og ytter-bunnhullsammenstillingene under retningsboring ved bruk av: (I) en bøyelig aksel mellom motoren og tappovergangen, og (II) en bendovergang på ytter-bunnhullsammenstillingen over muffeovergangen, hvilken bendovergang er valgt fra (i) en justerbar avsparksvin-kel, og (ii) en fast vinkel.

20. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 14-19, karakterisert ved styring av strømmen av borefluid inn i forlengingsrøret etter at den har strømmet ut av pilotkronen for å hindre at borefluidene strømmer inn i et ringrom mellom forlengingsrøret og borehullet.

21. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 14-20, karakterisert ved at enten (i) kjemekronen eller (ii) pilotkronen er ekspanderbar.

22. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 14-21, karakterisert ved at pilotkronen omfatter høytrykksstråledyser.

23. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 14-22, karakterisert ved: (a) kobling av en truster som er forbundet med en tappovergang, hvilken truster er innrettet til å utskyve og inntrekke tappovergangens posisjon i forhold til boremotoren; og (b) kobling av en teleskopisk opphengningsovergang som er forbundet med boremotoren og muffeovergangen, og (c) forflyttning av muffeovergangen idet den teleskopiske overgang er innrettet til å bevege muffeovergangen i sammenheng med trusterens bevegelse ved bruk av den teleskopiske opphengningsovergang.

24. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 14-23, karakterisert ved innretting av inner-bunnhulisammenstillingen i flukt med ytter-bunnhullsammenstillingen ved bruk av en landingsovergang med kiler på.

25. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 14-24, karakterisert ved (i) frembringelse av en langsgående opphengning og radial styring ved bruk av opphengnings- og lagerovergang, og (ii) isolering av rotasjonen av muffeovergangen fra forlengingsrøret.

26. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 14-25, karakterisert ved: (a) kobling av boremotoren til en tappovergang som har inntrekkbare drivkiler med en drivaksel på; (b) utforming av muffeovergangen for inngrep med drivkilene på tappovergangen; og (c) anbringelse av muffeovergangen i inngrep med tappovergangen slik at muffeovergangen roterer sammen med tappovergangen.

27. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 14-26, karakterisert ved at borerørdelen velges fra en gruppe bestående av (i) et borerør, og (ii) kveilrør.