NO317443B1 - Fremgangsmate og anordning for undergrunnsbestemmelse av dybden av et borehull som er utformet i en undergrunnsformasjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og anordning for nedihulls bestemmelse av borehullsdybde. Bestemmelse av borehullsdybde er viktig for utførelse av boreprosjekter hvor borehullets retningsmønster er programstyrt på grunnlag av data som innhentes under jorden.

For nedihulls bestemmelse av borehullsdybde er det tidligere kjent (US-A-534 1886) å utstyre boreverktøyet som anvendes med et avfølingshjul som, etter hvert som boringen skrider frem, løper langs borehullveggene og gjør den tilbakelagte strekning tilgjengelig som en målt verdi til en datamaskin som er opptatt i boreverktøyhuset og virker som en sentralprosessor. Alternativt kan dybden også oppnås ved magnetisk markering av borehuilveggen og registrering av markeringen ved hjelp av en magnetisk påvirkbar måleinnretning. I dette øyemed er den magnetiske markeringsinnretning opptatt i boreverktøyhuset ved en forutbestemt avstand oppstrøms for måleinnretningen i boreretningen. Måleinnretningens reaksjon på en magnetisk markering, finner følgelig sted hver gang den forutbestemte avstand mellom markering og måleanordning er tilbakelagt.

Oppfinnelsen gjelder problemet forbundet med tilveiebringelse av en fremgangsmåte og en anordning for nedihulls bestemmelse av borehullsdybde og som sikrer pålitelig funksjon kombinert med betydelig enkelhet.

Oppfinnelsen løser dette problem ved en fremgangsmåte med et trekk som angitt i krav 1 og ved en anordning som angitt i krav 6. Ytterligere utviklinger av fremgangsmåten er angitt i krav 2-5.

Med en enkel føler bestemmer oppfinnelsen en av de typiske variasjoner i boreparametrene under befestigelse av en rørstangdel til borestangen, slik at i sammenheng med en program-relatert forhåndsinnstilling av lengdemålingen av rørstangdelene som benyttes, kan den sentrale nedihulls prosessor ved korte intervaller være utstyrt med en oppdatert og nøyaktig dybdeverdi slik som krevet for den programmerte styring av boreprosessen. Denne innretning som må anvendes er overordentlig enkel, driftsmessig pålitelig og har lang effektiv levetid.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende, med henvisning til den medfølgende tegning som skjematisk og ved hjelp av eksempel viser en bore-anordning med et boreverktøy og omfattende en anordning for nedihulls bestemmelse av dybden.

Som nærmere vist på tegningen, omfatter en del av boreinnretningen som befinner seg over grunnen et konvensjonelt boretårn med et lager 2 av stenger i hvilket rørformede stangseksjoner 3 av samme og forutbestemte lengde er lagret. Rørseksjonene 3 blir hentet fra stanglageret 2 ved hjelp av en kran 4 og skrudd på plass for å utgjøre bestanddeler av rørstrengen 5 til hvis bunnende boreverktøyet 7, som er skjematisk vist i utsnittet 6, er tilkoplet. Boreverktøyet anordnet i borehullet 5 i undergrunnsformasjonen 9 omfatter et hus 10, en i huset opptatt drivmotor (ikke vist) som driver en borkrone 12 ved hjelp av en drivaksel 11. Som den sentrale prosessor er det i boreverktøyets 7 hus 10 anordnet en datamaskin 13 som mates med målte undergrunnsdata, idet datamaskinen bestemmer borehullets retningsmønster, borehullprofilen. En datamaskin 13 omfatter et dataminne 14 innrettet til å oppta forutbestemte data og er utstyrt med et program som, i tillegg til andre målte data så som boreverktøyaksens helling, evaluerer og behandler svitsjepulsene hos en føler 15 som reagerer på variasjoner i trykket eller strømningen av boreslam. På vanlig måte overføres denne strømningen fra overflaten gjennom rørstrengen 5 og boreverktøyet 7 og mates til borkronen 12, kommer ut fra borkronen 12 i kjøle- og spyle-øyemed og strømmer tilbake til overflaten gjennom ringrommet i borehullet 8.

Føleren er bare skjematisk vist ved 15, og er i likhet med datamaskinen 13 anordnet i en del av huset 10 som ikke roterer i forhold til borkronen 12.

For dybdebestemmelse blir lengdemålingen av rørseksjonene 3 som skal brukes, bestemt og matet inn i datamaskinens 13 minne 14 sammen med borehullets 8 startdybde. Før boreverktøyet 7 innføres i borehullet 8 eller når startdybden i borehullet 8 blir nådd, aktiveres datamaskinen 13 og mottar fra føleren 15 pulser som er avhengig av et avbrudd i boreslam-strømmen eller som avhenger av trykkfall i boreslammet, som er typisk ved et avbrudd i boreprosessen når en rørseksjon 3 festes til rørstrengen 5. Fra pulsene som mottas av føleren 15 og under hensyn til de data som er lagret i minnet 14, vil datamaskinens 13 behandlingsprogram beregne den aktuelle dybde som er nødvendig som en styrevariabel eller boremønstret undergrunnsstyring.

Dersom datamaskinen 13 er i en inaktiv eller uvirksom tilstand, vil en første svitsjepuls fra føleren 15 bevirke aktivering av datamaskinen 13 og i dette tilfelle er boreverktøyet 7 generelt anordnet på bunnen av et borehull 8, hvis startdybde er lagret i minnet 14. Ved hjelp av en forutbestemt kodet rekkefølge av svitsjepulser fra føleren 15, kan datamaskinen 13 endres til en spesiell driftsmodus og i virkeligheten uavhengig av behandlingen av svitsjepulser fra føleren 15 som benyttes for dybdebestemmelse. Det er f.eks. mulig å endre datamaskinen til en ventetilstand eller å tilføre den data fra overflaten, og dette kan f.eks. bevirke en programendring.

Den beregnede dybdeverdi etter hver bruk av en rørseksjon 3 blir fortrinnsvis ved hjelp av datamaskinen 3 overført til en retningsstyreanordning 16 i boreverktøyets 7 hus 10, som er anordnet i huset 10 over eller under datamaskinen 13 og som bevirker en dreiebevegelse av en bunnverktøydel omfattende en i forhold til midtaksen gjennom ytterhuset 10 skråstilt drivaksel 11 for boreverktøyet 12, når en retningsendring beordres av datamaskinens 13 behandlingsprogram. Forskjellige konstruksjoner av retnings-boreverktøy med retnings-styreanordningen integrert i boreverktøyet er vist (US-A-5215151, 5339913, 5311952) og de trenger derfor ikke beskrives nærmere her.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for nedihulls bestemmelse av dybden av et borehull (8) som ved hjelp av et boreverktøy (7) som er forbundet med én av rørformete stangseksjoner (3) sammensatt rørstreng (5) nedsenkes i undergrunnsformasjoner, idet relevante data for bestemmelse av dybden innhentes av en føler (15) og overføres til en datamaskin (13) som er montert i boreverktøyet, og som beregner dybden ved hjelp av et behandlingsprogram, karakterisert ved at lengdedimensjonen til rørseksjonene (3) som skal brukes registreres og sammen med borehullets (8) opprinnelige dybde innføres i minnet (14) til datamaskinen (13) som er blitt for-programmert med dataene for borehullets (8) planlagte forløp, at datamaskinen (13) aktiveres før den innføres i borehullet eller når den når den opprinnelige dybde, at antallet rørseksjoner (3) som benyttes for utboring av borehullet (8) detekteres ved hjelp av datamaskinføleren (15), og at borehullets dybde beregnes ved hjelp av datamaskinens behandlingsprogram på grunnlag av det fastlagte antall og lengdedimensjonen til de rørseksjoner (3) som benyttes.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en føler (15) som reagerer på trykket eller strømningen av boreslam og som avgir en svitsjepuls til datamaskinen (13) når det forekommer en stigning eller minsking i trykket til boreslammet eller boreslamstrømmen blir slått på eller av.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at en datamaskin (13) som er i den deaktiverte tilstand aktiveres ved en første svitsjepuls fra føleren (15).

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at en forutbestemt kodet rekkefølge av svitsjepulser endrer datamaskinen (13) til en forutbestemt spesiell driftsmodus.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 -4, karakterisert ved at dybdeverdien som beregnes etter hver bruk av en rørseksjon (3) overføres ved hjelp av datamaskinen (15) til en retningsstyreanordning hos boreverktøyet (7).

6. Anordning for nedihulls bestemmelse av dybden av et borehull (8) som er utformet i undergrunnsformasjoner, med en rørstreng (5) som er sammensatt av rørformete stangseksjoner (3) av forutbestemt lengde i et boreverktøy (7) som kan nedsenkes i borehullet (8) og en i boreverktøyets (7) hus (10) opplagret dybdemålingsinnretning (13,14,15) som omfatter en datamaskin (13) med et dataminne (14) for registrering av data og et behandlingsprogram samt en føler (15) som reagerer på boreslam-parametere, karakterisert ved at føleren (15) ved avbrudd av boreslam-strømmen eller ved trykkfall i boreslammet, som vil forekomme dersom boringen avbrytes for å tilføye en rørseksjon (3), avgir en svitsjepuls til datamaskinen (13), som ved hjelp av behandlingsprogrammet danner en multiplikator for bestemmelse av dybden på grunnlag av en i dataminnet (14) forutbestemt lengdedimensjon for rørseksjonene (3).