NO317380B1 - Freseutstyr for forming av et vindu i veggen av et ror - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et utstyr for fresing av et vindu i foringsrøret i et borehull dannet i en jordformasjon, i følge kravinnledningen.

I teknologien for fremstilling av hydrokarbonfluid fra et borehull har det vært praktisk å bore forgreningsborehull via tilsvarende åpninger dannet i foringsrøret i hovedborehullet, hvor slike åpninger generelt betegnes som vinduer. Vanligvis dannes et vindu ved fast posisjonering av en ledekile som har en skrå ledevei, inne i foringsrøret og føring av et freseverktøy langs føringsveien under fresing av vinduet. Kraften nede i brønnen som kreves til å drive frem freseverktøyet langs føringsveien tilføres fra overflaten via en rørstreng forbundet med freseverktøyet. Fluid pumpes gjennom rørs trengen for å drive freseverktøyet og å fjerne det fresede kutt fra borehullet.

Et problem med det konvensjonelle utstyr for fresing av et vindu i et foringsrør er at kraften nede i brønnen som kreves for å drive frem freseverktøyet langs førings-veien er utilstrekkelig styrbar. Dette er for eksempel på grunn av friksjonskrefter som motvirker kraften nedover som virker på rørstrengen, og på grunn av ukontrollerbar bøying av rørstrengen inne i foringsrøret.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et forbedret freseutstyr som overvinner problemene med det konvensjonelle utstyr.

Ifølge oppfinnelsen oppnåes dette med innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

Skyvekraften som er nødvendig for fremdriving av freseverktøyet under fresingen er tilveiebrakt fra føringsinnretningen snarere enn fra overflaten. For eksempel kan føringsinnretningen være forsynt med en hydraulisk motor eller en elektrisk motor som mottar kraft fra overflaten via et passende reguleringsutstyr. Med utstyret ifølge oppfinnelsen oppnås det at problemene med det konvensjonelle utstyr elimineres da det ikke lenger kreves å tilveiebringe kraften nede via et langstrakt element (så som en rørstreng) som strekker seg fra overflaten gjennom foringsrøret.

Det vil være klart at i sammenheng med den foreliggende oppfinnelse angir betegnelsen "foringsrør" ethvert langstrakt hult element som er anordnet i borehullet og hvor det skal freses et vindu, så som et sementert foringsrør eller en borehullsforing.

Føringsinnretningen er passende forsynt med en føringsvei som avgrenser den valgte bane og med anordninger for å hindre bevegelse av freseverktøyet på tvers av føringsveien. På den måten oppnås det at uønsket "vandring" av fresen under fresing hindres og at det oppnås en nøyaktig form av vinduet.

I en foretrukket utførelsesform av utstyret strekker den valgte bane seg i det vesentlige parallelt med lengdeaksen av foringsrøret. På den måten løses et annet problem med konvensjonelt utstyr, nemlig at formen av vinduet avviker fra den planlagte sirkulære eller ovale form. For eksempel blir freseverktøyet i det konvensjonelle utstyr anordnet i en helningsvinkel i forhold til lengdeaksen av foringsrøret, hvor det øvre vindusparti freses av oversiden av fresen og det nedre vindusparti freses av den nedre side av fresen. Som resultat vil det øvre vindusparti være på skrå i en retning (avhengig av retningen av rotasjonen av fresen), og det nedre vindusparti i den andre retning. Ved å velge at banen av freseverktøyet skal være i det vesentlige i lengderetningen av forings-røret, oppnås det at bare en side av fresen er i kontakt med foringsrøret under hele frese-prosessen.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et utførel-seseksempel og under henvisning til tegningen, der fig. 1 viser skjematisk en utførelses-form av utstyret ifølge oppfinnelsen.

Et borehull 1 er dannet i en jordformasjon 2 og tilveiebrakt med et stålforingsrør 3. Utførelsesformen av utstyret ifølge oppfinnelsen omfatter en innhentbar pakning 5 nede i brønnen anbrakt fast på et valgt sted i foringsrøret 3 og forsynt med et oppover-ragende forriglingselement 7 beregnet for å motta og å holde fast en støttesøyle 9 av en føringsinnretning 11 i en valgt retning. Føringsinnretningen 11 omfatter et rampeelement 14 som er fast forbundet med støttesøylen 9 og forsynt med et andre støtteelement 16 som er radialt utstrekkbart mot innerflaten av foringsrøret 3. Rampeelementet 14 strekker seg hellende i forhold til lengdeaksen av foringsrøret 3 og avgrenser hellende, motsatte, retninger 20, 22 av en bane langs med hvilken et freseverktøy 18 er bevegelig, hvor retningen 20 er hellende nedover og retningen 22 er hellende oppover. Rampeelementet 14 er innvendig forsynt med en skyveanordning i form av en kjede (ikke vist) bevegelig i retningene 20, 22 og en elektrisk motor (ikke vist) for å. drive kjeden. Freseverktøyet 18 har ben 24, 26 som er forbundet med kjeden 14 slik at bevegelse av kjeden i retningene 20, 22 resulterer i tilsvarende bevegelse av freseverktøyet 18. Freseverktøyet er innvendig forsynt med en hydraulisk motor (ikke vist) for å drive en fres 27 i freseverktøyet. Den hydrauliske motor mottar hydraulisk fluid via et viklet rør 30 som strekker seg gjennom foringsrøret 3 til en hydraulisk pumpe (ikke vist) på overflaten, hvor det viklede rør er forbundet med den hydrauliske motor ved hjelp av en fleksibel slange 31. Fresen 27 har flere utløpsdyser (ikke vist) for hydraulisk fluid fra motoren. Det viklede rør er forsynt med en kopling (ikke vist) for å kople det viklede rør til føringsinnretningen 11 for å senke og innhente føringsinnretningen 11 og freseverktøyet 18 gjennom borehullet.

En elektrisk kraftforsyningskabel 32 strekker seg fra en styreenhet (ikke vist) på overflaten, gjennom de viklede rør (30) og slangen 31, til freseverktøyet 18 og derfra via et av bena 24, 26 til den elektriske motor i rampeelementet 14. Styreenheten er forsynt med styreanordninger for selektiv bevegelse av kjeden i retningen 20 eller 22. Videre omfatter styreenheten en styreanordning for selektiv utstrekning eller tilbaketrekning av det sekundære støtteelement 16 i forhold til den indre overflate i foringsrøret 3.

Under vanlig bruk er pakningen 5 med forriglingselementet 7 forbundet dertil fast anbrakt på valgt sted i foringsrøret 3 i en retning som svarer til den ønskede retning av vinduet som skal freses. Føringsinnretningen 11 er forbundet med det viklede rør 30 ved hjelp av koplingen, og den kombinerte føringsinnretning 11/freseverktøy 18 blir så senket av det viklede rør 30 gjennom foringsrøret 3 inntil støttesøylen 9 forrigles inn i forriglingselementet 7. Deretter blir styreenheten på overflaten betjent til å tilveiebringe et styresignal via kraftforsyningskabelen 32 til føringsinnretningen slik at støtteelementet 16 strekker seg radialt mot foringsrøret 3.

Hydraulisk fluid blir så pumpet gjennom det viklede rør 30 som dermed driver det hydrauliske motor for å dreie fresen 27. Samtidig blir styreenheten på overflaten betjent til å bevege kjeden og freseverktøyet 18 i retningen 20 for å frese vinduet. Sponene som kommer fra freseoperasjonen blir medbrakt og transportert bort av den hydrauliske fluid som kommer ut gjennom dysene i fresen 27. Etter at fresingen av vinduet er fullført, blir styreenheten betjent til å bevege freseverktøyet 18 i retningen 22 bort fra foringsrøret 3 og å trekke tilbake støtteelementet 16. Den kombinerte førings-innretning 11/freseverktøy 18 blir så innhentet til overflaten ved hjelp av det viklede rør 30. Pakningen 15 og forriglingselementet 7 blir deretter innhentet til overflaten på enhver passende måte.

Istedenfor å anvende freseverktøyet og føringsinnretningen som separate en-heter, kan disse innretninger være integrert i et verktøy, og etter ønske også omfatte pakningen og forriglingselementet.

I en alternativ utførelsesform av utstyret ifølge oppfinnelsen er skyveanordningen en av et snekkehjul som har en spindel som strekker seg i retningen langs hvilken freseverktøyet føres og en hydraulisk stempel/sylindersammenstilling som er utstrekkbart i nevnte retning.

Videre kan freseinnretningen være forsynt med måleanordninger for måling av parametre så som dreiemoment som leveres av utgangsakselen på freseverktøyet, skyvekraften levert av skyveanordningen, og posisjonen av freseverktøyet langs nevnte bane. Måleanordningen er passende i forbindelse med en datamottaksstasjon på overflaten via en dataoverføirngskabel som strekker seg gjennom en rør, for eksempel det viklede rør angitt ovenfor.

Claims (11)

1. Utstyr for fresing av et vindu i et foringsrør i et borehull dannet i en jordformasjon, hvor utstyret omfatter et freseverktøy for fresing av vinduet, en førings-innretning for føring av freseverktøyet langs en valgt bane inne i foringsrøret under fresingen av vinduet, hvor føringsinnretningen har anordninger for fast anordning av føringsinnretningen inne i foringsrøret, hvor føringsinnretningen er forsynt med en uavhengig skyveanordning for skyving av freseverktøyet langs den valgte bane under fresingen av vinduet, hvor freseverktøyet omfatter en motor anordnet for å drive en fres på freseverktøyet, karakterisert ved at den uavhengige skyveanordningen er anordnet til å skyve freseverktøyet sammen med motoren langs den valgte banen.

2. Utstyr ifølge krav 1, karakterisert ved at den uavhengige skyveanordningen har en av en kjede bevegelig i retningen av banen, et snekkehjul som har en spindel som strekker seg i retningen av banen, og en hydraulisk stempel/sylindersammenstilling som strekker seg i retningen av banen.

3. Utstyr ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at føringsinnretningen er forsynt med en føringsvei som avgrenser den valgte bane og med anordning for å hindre bevegelse av freseverktøyet på tvers av føringsveien.

4. Utstyr ifølge ett av kravene 1-3, karakterisert ved at den valgte bane strekker seg i det vesentlige parallelt med lengdeaksen av foringsrøret.

5. Utstyr ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at freseverktøyet har en utgangsaksel som er drevet av en hydraulisk motor, hvor den hydrauliske motor er forbundet med et hydraulisk fluidforskyvningsrør som strekker seg gjennom foringsrøret til overflaten og som har en utløpsåpning for hydraulisk fluid anordnet for å tillate den hydrauliske fluid å medbringe spon som kommer fra fresingen av vinduet.

6. Utstyr ifølge krav 5, karakterisert ved at den uavhengige skyveanordningen drives av en elektrisk motor forbundet med en elektrisk kraftforsyningskabel som strekker seg gjennom røret.

7. Utstyr ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at røret er viklet rør.

8. Utstyr ifølge ett av kravene 1-7, karakterisert ved at freseinnretningen er forsynt med måleanordning for måling av minst én av dreiemomentet som leveres av en utgangsaksel på freseverktøyet, skyvekraften levert av skyveanordningen, og posisjonen av freseverktøyet langs banen.

9. Utstyr ifølge krav 5 og 9, karakterisert ved at måleanordningen er i forbindelse med en datamottaksstasjon på overflaten via en dataoverføirngskabel som strekker seg gjennom røret.

10. Utstyr ifølge ett av kravene 1-9, karakterisert ved at det omfatter en regist-reringsinnretning for orientering av freseverktøyet i forskjellige retninger i forhold til føringsinnretningen slik at vinduet kan freses i flere passasjer av freseverktøyet, idet hver passasje svarer til en av de nevnte retninger av freseverktøyet i forhold til føringsinnret-ningen.

11. Utstyr ifølge ett av kravene 1-10, karakterisert ved at den valgte bane strekker seg i det vesentlige i lengderetningen av foringsrøret.