NO317579B1 - Kabelhode for kveilror under tung belastning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører kabelhoder for kveilrør-loggingsoperasjoner, der kabelhodene har mekaniske anordninger for å frigjøre et fastsatt verktøy, og mer spesifikt, til et kabelhode som tillater frigjøring av et verkøy når det er ønskelig, og som forhindrer tilfeldig og for tidlig frigjøring av verktøyet.

I loggings- og/eller perforeringsoperasjoner under tung belastning kan loggeverktøyet og/eller perforeringskanonene (perforating guns) bli kjørt ned i brønnen ved bruk av elektriske kveilrørsledningsspoler. Denne teknikken blir benyttet spesielt ofte på skråstilte eller horisontale brønner. Typisk er et kabelhode posisjonert mellom enden av lengden av kveilrør og loggeverktøyet og/eller perforeringskanonene. Kabelhodet har en innretning for mekanisk å tilkoble røret til verktøyet eller kanonene, og også for å tilveiebringe en elektrisk kobling mellom en loggekabel som blir kjørt ned på innsiden av kveilrøret og loggeverktøyet eller perforeringskanonene. Mange av disse kabelhodene inkluderer også en innretning for å frigjøre verktøyet eller kanonene i tilfellet verktøyet eller kanonene har satt seg fast i brønnen.

Forut for den foreliggende oppfinnelsen har de fleste kabelhoder for kveilrørs-loggeoperasjoner basert seg på mekaniske frakoblinger for å tilveiebringe en frigjøringsmåte i tilfellet en situasjon med fastsatt verktøy. Med en slik mekanisk frakobling blir kveilrøret generelt frigjort fra det fastsatte verktøyet eller kanonen ved å påføre en forhåndsbestemt mengde med strekk på kveilrøret, for derved å bryte et sett med skjærbolter i kabelhodet. Straks skjærboltene er brutt, blir kveilrøret fjernet fra brønnen, og det fastlåste verktøyet eller perforeringskanonen kan bli fisket ut på en påfølgende tur ned i brønnen.

Et problem med den tidligere kjente mekaniske frakoblingsdelen for disse kabelhodene er at det er en tendens for tilfeldig brudd under perforeringsoperasjoner. Når kanonene blir avfyrt i brønner som er i det vesentlige horisontale, er dette ikke noe stort problem siden den vertikale, eller aksielle støtbelastningen er i det vesentlige neglisjerbar. Imidlertid, når en brønn blir skrånet til en spissere vinkel, for eksempel 60E, blir det dannet en vesentlig vertikal støtbelastningskomponent når kanonene blir avfyrt. Ofte er denne vertikale støtbelastningen nok til for tidlig å bryte skjærboltene i kabelhodet. Når dette skjer, blir kanonene opplagt frigjort og forlatt i brønnen uten hensikt.

Et annet problem med den mekaniske frakoblingsdelen ved disse tidligere kjente kabelhodene, er at det er begrensninger når skjærbelastningen for å bryte boltene blir valgt. Den naturlige tendensen for en verktøyoperatør er å velge skjærbolter med styrker som er svært høy for å forhindre tilfeldig frigjøring av verktøyet eller perforeringskanonene når disse er i brønnen. Imidlertid er også strekkfastheten til kveilrøret en faktor som må bli tatt i betraktning ved valg av skjærbolter. For eksempel kan i en dyp brønn vekten av kveilrørstrengen som henger i brønnen, være så høy at tilgjengelig overtrekk ved overflaten er begrenset til noen få tusen pund. Hvis operatøren trekker på rørstrengen med en høyere belastning enn dette, er det en risiko for å dele røret ved overflaten og derved etterlate hele rørstrengen og verktøy i brønnen, som selvfølgelig er en svært uønsket situasjon.

Foreliggende oppfinnelse løser dette problemet ved å tilveiebringe en Iåseinnretning så som et sett med ører for sikkert å låse komponentene til kabelhodet sammen, slik at ingen belastning blir påført til skjærboltene for tidlig. Skjærboltene kan bare bli brutt etter at fluid blir pumpet ned kveilrøret og trykk blir påført for å aktivere et stempel i kabelhodet for å frigjøre ørene slik at en skjærkraft kan bli påført skjærboltene. Det kan derfor ikke forekomme noen for tidlige brudd som ved mekaniske frakoblinger i henhold til kjent teknikk.

Foreliggende oppfinnelse er et kabelhode for bruk sammen med en elektrisk kveilrørsledning i brønnoperasjoner. Kabelhodet innbefatter et hus og et aktiveringsstempel som er glidbart anordnet i huset. Huset innbefatter et øvre hus som er tilpasset tilkobling til en lengde med kveilrør, et nedre hus tilliggende det øvre huset, og en skjærinnretning for brytbart å feste det nedre huset til det øvre huset. Kabelhodet innbefatter videre en Iåseinnretning som er anordnet mellom de øvre og nedre husene for å forhindre brudd av skjærinnretningene når låseinnretningene er i en låst posisjon og å tillate brudd av skjærinnretningene ved relativ bevegelse mellom det øvre og nedre huset når låseinnretningen er i en ulåst posisjon. Stempelet har en kjøreposisjon som holder låseinnretningen i den låste posisjon og er bevegelig til en frigjøringsposisjon som tillater bevegelse av låseinnretningen til den ulåste posisjonen.

Kabelhodet innbefatter videre forbelastningsinnretninger i huset for å forbelaste stempelet mot kjøreposisjonen derav. I den foretrukne utførelsesformen er forbelastningsinnretningen kjennetegnet ved en kompresjonsfjær.

Huset og stempelet definerer en første strømningsvei deri, gjennom hvilken fluid kan bli sirkulert når stempelet er i kjøreposisjon. En dyse er anordnet over den første strømningsveien for å regulere en fluidstrømningshastighet derigjennom. Denne dysen er en av et flertall utskiftbare dyser som kan ha ulike størrelser på åpningene. Denne første strømningsveien er lukket når stempelet er i frigjøringsposisjon.

Huset definerer også en andre strømningsvei derigjennom, hvorved fluid kan bli sirkulert når stempelet er i frigjøringsposisjonen.

Stempelet har en sal som er innrettet med låseinnretningen når stempelet er i frigjøringsposisjonen, slik at frigjøringsinnretningen kan bli beveget innover og inn i salen. Stempelet innbefatter et øvre stempel på hvilket salen er plassert, og en støtte festet til det øvre stempelet.

Anordningen kan også innbefatte et fjæranlegg anordnet i huset og en andre skjærinnretning for brytbart å feste fjæranlegget til huset. Denne andre skjærinnretningen blir brutt når stempelet blir beveget til frigjøringsposisjonen. I den foretrukne utførelsesformen er fjæren tilkoblet stempelet og fjæranlegget, og anordnet derimellom.

Det øvre huset definerer en nedsenkning deri, og det nedre huset definerer et ørevindu deri som er innrettet med nedsenkningen. Låseinnretningen er kjennetegnet, i den foretrukne utførelsesformen, ved et øre som er anordnet i vinduet og som strekker seg inn i nedsenkningen i den låste posisjon, og er adskilt fra nedsenkningen i den ulåste posisjon. Øret strekker seg inn i salen på stempelet når øret er i den ulåste posisjonen.

Tallrike formål og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå når den følgende detaljerte beskrivelse av en foretrukket utførelsesform blir lest i sammenheng med tegningene som viser denne utførelsesformen. Fig. IA-ID viser det tungt belastbare logge- og perforeringskabelhodet for kveilrør i henhold til den foreliggende oppfinnelsen med et aktiveringsstempel i en kjøreposisjon med ører i en låst posisjon for å kjøre et loggeverktøy og/eller sett med perforeringsgeværer ned i en brønn på en lengde med kveilrør. Fig. 2A-2D viser kabelhodet med aktiveringsstempelet i en tetteposisjon, og der ørene fremdeles er i den låste posisjonen. Fig. 3A-3D viser kabelhodet med aktiveringsstempelet i en frigjøringsposisjon, slik at ørene kan bli beveget til den ulåste posisjonen. Fig. 4A-4D vise kabelhodet etter at strekk har blitt påført rørstrengen for å adskille de øvre og nedre hus i tilfellet med et fastsatt verktøy.

Med henvisning til tegningene, og mer spesifikt til flg. 1 A-I D, er det tungt belastbare logge- og perforeringskabelhodet for kveilrør i henhold til den foreliggende oppfinnelse vist og generelt betegnet med henvisningstallet 10. Generelt innbefatter kabelhodet 10 et ytre hus 12 med et aktiveringsstempel 14 som er glidbart anordnet deri.

Huset 12 innbefatter et øvre hus 16 og et nedre hus 18. Det øvre huset 16 og det nedre huset 18 er hvert dannet av et antall komponenter.

Med henvisning nå til fig. IA, er det ved den øvre enden av det øvre huset 16 en toppadapter 20 anordnet i den øvre enden av en hurtigkoblingskrage 22. En tetteinnretning, så som et par med O-ringer 24, gir tettende tilkobling mellom toppadapteren 20 og kragen 22.

Med henvisning til fig. IB, er en stempelovergang 26 festet til den nedre enden av kragen 22 med gjengetilkoblingen 28. En tetteinnretning, så som et par med O-ringer 30, gir tettende tilkobling mellom stempelovergangen 26 og kragen 22.

Den nedre enden av stempelovergangen 26 er festet til overgang 32 med åpning ved gjengetilkoblingen 34.

Den nedre enden av overgangen 32 med åpning er festet til en ørevindusovergang 36 ved gjengetilkoblingen 38. En tetteinnretning, så som en O-ring 40, gir tettende tilkobling mellom overgangen 32 med åpning og ørevindusovergangen 36, som det fremgår i flg. IC.

Det nedre huset 18 er anordnet nedenfor det øvre huset 16. Ved den øvre enden av det nedre huset 18 er et ørehus 42 anordnet tilliggende ørevindusovergangen 36, og brytbart tilkoblet dertil, slik det vil bli ytterligere beskrevet.

Den nedre enden av ørehuset 42 er tilkoblet en ytre stamme 44 ved gjengetilkoblingen 46. Se flg. 1C og ID. En tetteinnretning, så som en O-ring 48, gir tettende tilkobling derimellom. En verktøyskonnektor 50 er anordnet over den nedre enden av midtstammen 44, og tettende tilkobling er tilveiebrakt derimellom med en tetteinnretning, så som et par med O-ringer 52.

Som det også fremgår fra fig. ID, er en hurtigkoblingskrage 54 festet til verktøykonnektoren 50 ved gjengetilkoblingen 56. Kragen 54 er av en type som er kjent innen området, og det vil kunne sees at en kobler verktøykonnektoren 50 til midtstammen 44 ved å klemme mot en utoverragende flens 58 på midtstammen.

Ved igjen å henvise til fig. IA, har en toppadapter 20 en indre gjenge 60 tilpasset tilkobling til en lengde av kveilrør 62 av en type som er kjent innen området. En loggekabel 64 blir kjørt gjennom lengden med kveilrør 62 og inn i den øvre delen av det øvre huset 16.

Anordnet i kragen 22 mellom toppadapteren 20 og stempelovergangen 26 er et legeme 66 som generelt definerer en første langsgående gjennomgang 68 og en andre langsgående gjennomgang 70 som er i det vesentlige parallell med den første gjennomgangen. Anordnet i en forstørret del av den første langsgående gjennomgangen 68 er et par med kontrollventiler 72. En tetteinnretning, så som en O-ring 74, gir tettende tilkobling mellom hver kontrollventil 72 og legeme 66. Kontrollventilene 72 er av en type som er kjent innen området, så som kontrollventiler av kuletypen eller klafftypen, og tillater fluidstrømning nedover gjennom den første langsgående gjennomgangen 68, mens den forhindrer oppoverrettet fluidstrømning derigjennom. To slike kontrollventiler 72 blir benyttet av overflod i tilfellet feil hos en av dem. Slik overflod er påkrevet ved noen brønnoperasjoner, så som offshore-operasjoner i Nordsjøen.

Den nedre enden av loggekabelen 64 strekker seg inn i den andre langsgående gjennomgangen 70 i legemet 66, og loggekabelen er festet til legemet med en kabelklemme 76. Kabelklemmen 76 er av en type som er kjent innen området, og tilkobles ved klemming til utsiden av loggekabelen 64. Kabelklemmen 76 er festet til legemet 66 ved gjengetilkoblingen 78.

Et skott 80 er anordnet i en utvidet nedre del av den andre langsgående gjennomgangen 70, og fremgår i fig. IA og IB, og en tetteinnretning, så som et par O-ringer 82, gir tettende, tilkobling mellom skottet 80 og legemet 66. Skottet 80 er tilliggende toppen av stempelovergangen 26.

De øvre og nedre halvdelene 84 og 86 av en elektrisk gjennomføring 88, av en type som er kjent innen området, er festet til skottet 80, og strekker seg derifra på motsatte øvre og nedre sider, respektivt, av skottet. En ledning 90 strekker seg ned fra loggekabelen 64, og ender ved den elektriske gjennomføringen 88. En annen ledning 91 strekker seg nedover fra den elektriske gjennomføringen 88. Gjennomføringen 88 gir en elektrisk kobling mellom ledningen 90 og 91.

Ved fremdeles å henvise til fig. IB, definerer stempelovergangen 26 en første langsgående gjennomgang 92 deri som er generelt innrettet og i kommunikasjon med første langsgående gjennomgang 68 i legemet 66. Stempelovergangen 26 definerer også en andre langsgående gjennomgang 94 derigjennom som er i det vesentlige parallell med den første langsgående gjennomgangen 92, og som er i det vesentlige innrettet med den andre langsgående gjennomgangen 70 i legemet 66. Det fremgår at den nedre halvdelen 86 av den elektriske gjennomføringen 88 strekker seg inn i den andre langsgående gjennomgangen 94 i stempelovergangen 26.

Nedenfor den første langsgående gjennomgangen 92 og den andre langsgående gjennomgangen 94 definerer det øvre huset 16 et sentralt plassert, langsgående forløpende stempelhulrom 96 deri som er i kommunikasjon med den første langsgående gjennomgangen 92 og den andre langsgående gjennomgangen 94 i stempelovergangen 26. Stempelhulrommet 96 er utformet av en første boring 98 i den nedre enden av stempelovergangen 26, en andre boring 100 i overgangen 32 med åpning, en tredje boring 102 i overgangen med åpning og en fjerde boring 104 i ørevindusovergangen 36, slik det fremgår i fig. IB og 1C. Den første boringen 98 er den største, den andre boringen 100 er noe mindre enn den første boringen 98, og den tredje boringen 102 er mindre enn den andre boringen 100. Den fjerde boringen 104 har i det vesentlige samme størrelse som den tredje boringen 102. En oppovervendende skulder 106 i overgangen 32 med åpning strekker seg mellom den første boringen 98 og den andre boringen 100, og en vinklet rampe eller skråskjæring 108 i overgangen med åpning strekker seg mellom det andre hullet 100 og det tredje hullet 102.

Aktiveringsstempelet 14 er anordnet i stempelhulrommet 98, og er bevegelig langsgående deri. Ved fremdeles å henvise til fig. IB og 1C, innbefatter stempel 14 et øvre stempel 110 og en ørestøtte 112 som er festet til det øvre stempelet ved gjengetilkoblingen 114.

Ved å henvise til fig. IB, har stempelet 14 en første utvendig diameter 116 og en mindre andre utvendig diameter 118 på det øvre stempelet 110. En ringformet, nedovervendende skulder 120 strekker seg mellom den første utvendige diameter 116 og den andre utvendige diameteren 118. En første tetning 122 som er anordnet i den første utvendige diameteren 116, gir tettende tilkobling mellom stempelet 14 og den første boringen 98. Under den første tetningen 122 blir en andre tetning 124 holdt på stempelet 14 i den andre utvendige diameteren 118, og en tredje tetning 126 blir holdt på stempelet 14 i den andre utvendige diameteren 118 under den andre terningen 124. Den tredje tetningen 126 gir tettende tilkobling mellom stempelet 14 og den tredje boringen 102. Operasjonen av den andre tetningen 124 vil bli ytterligere beskrevet.

Nedenfor den tredje tetningen 126 danner det øvre stempelet 110 til stempelet 14 en ringformet nedsenkning 128 som også kan henvises til en øresal 128. Øresalen 128 vil således kunne sees å være generelt ringformet med skråskjæringene 129 ved de øvre og nedre endene derav.

Stempelet 14 har også en tredje utvendig diameter 130 på ørestøtten 112. Den tredje utvendige diameteren 130 på ørestøtten 112 har i det vesentlige samme størrelse som den andre utvendige diameteren 118 på det øvre stempelet 110. Nedenfor den tredje utvendige diameteren 130 har stempelet 14 en fjerde utvendig diameter 132 på ørestøtten 112. En nedovervendende skulder 133 strekker seg mellom den tredje utvendige diameteren 130 og den fjerde utvendige diameteren 132.

Det øvre stempelet 110 til stempelet 14 definerer en boring 134 deri med en stor oppovervendende skråskjæring 136 ved den øvre enden derav. Skråskj æringen 136 sikrer at boringen 134 kommuniserer med den første langsgående gjennomgangen 92 og den andre langsgående gjennomgangen 94 i stempelovergangen 26 til det øvre huset 16.

Et flertall utbyttbare og ombyttbare dyser 138 er anordnet i tilsvarende stempelstrømningsåpninger 139, og er festet med gjengetilkoblingene 140. Hver dyse 138 har en dyseåpning eller blender 142 definert deri, som strekker seg på tvers i forhold til stempelet 14, og vil kunne sees å være i kommunikasjon med boringen 134 i det øvre stempelet 110. Størrelsen til dyseåpningene 142 kan bli variert slik at strømningen gjennom dysene 138 kan bli endret etter ønske. Bruken av dysene 138 og valget av dyseåpningene 142 vil bli nærmere beskrevet heri.

Nedenfor dysene 138 definerer det øvre stempelet 110 en tverrgående utligningsåpning 144 deri, som tilveiebringer kommunikasjon mellom boringen 134 og utsiden av stempelet 14 nedenfor den tredje tetningen 126. Det kan således sees at trykket nedenfor og ovenfor stempelet 14 blir i det vesentlige utlignet.

Det øvre stempelet 110 definerer også et langsgående forløpende hull 146 som er adskilt senter fra boringen 134 og strekker seg over lengden til det øvre stempelet. Hullet 146 krysser ikke noen av stempelåpningene 139, og er ikke i kommunikasjon med dem. Hullet 146 er i kommunikasjon med en boring 148 og et hull 150 som begge er definert i ørestøtten 112. Ved igjen å henvise til fig. 1B og 1C, strekker ledningen 90 seg ned fra den nedre halvdelen 86 til den elektriske gjennomføringen 88 og gjennom den andre langsgående gjennomgangen 94 i stempelovergangen 26, hullet 146 i det øvre stempelet 110, boringen 148 og hullet 150 i ørestøtten 112 og således nedover inn i det nedre huset 18.

Ved igjen å henvise til fig. IB, definerer overgangen 32 med åpning i det øvre huset 16 et flertall husstrømningsåpninger 152 på tvers derigjennom. Strømningsåpningene 152 kan sees å være i kommunikasjon med dysene 138 gjennom et ringrom 154 som er definert mellom den andre boringen 100 i overgangen 32 med åpning og den andre utvendige diameteren 118 på det øvre stempelet 110.

Ovenfor strømningsåpningene 152 definerer overgangen 32 med åpning også et flertall tverrforløpende ventilasjonsåpninger 156 deri. Ventilasjonsåpningene 156 er i det vesentlige innrettet i lengderetningen med et lignende sett med ventilasjonsåpninger 158 som er definert i stempelovergangen 26. Kommunikasjon blir tilveiebrakt mellom ventilasjonsåpningene 156 og 158 gjennom et ringrom 160 som er definert mellom stempelovergangen 26 og overgangen 32 med åpning nedenfor gjengetilkoblingen 34 og ovenfor skulderen 106. Ventilasjonsåpningene 156 og 158 vil også sees å være i kommunikasjon med et ringrom 162 som er definert mellom den første boringen 98 i stempelovergangen 26 og den andre utvendige diameteren 118 på det øvre stempelet 110 nedenfor skulderen 120.

Ved igjen å henvise til fig. 1C, er det øvre huset 16 og det nedre huset 18 til det ytre huset 12 koblet sammen av en første husskjærinnretning, så som et flertall skjærbolter 164. Hver skjærbolt 164 er anordnet gjennom et hull 166 som strekker tvers inn i ørehuset 42, og skjærboltene strekker seg inn i et tilsvarende flertall radielt orienterte hull 168 som er definert i den nedre enden av ørevindusovergangen 36. En tetteinnretning, så som en O-ring 170, gir tettende tilkobling mellom ørevindusovergangen 36 og ørehuset 32, og således mellom det øvre huset 16 og det nedre huset 18.

Nedenfor skjærboltene 164 og O-ringen 170 definerer ørehuset 42 en ringformet ørenedsenkning 172 med en skråskjæring 174 ved den øvre enden derav. Ørevindusovergangen 36 definerer et flertall radielt forløpende ørevinduer 176 deri, som generelt vender mot ørenedsenkningen 172 i ørehuset 42. Et øre 178 er anordnet i hvert av ørevinduene 176. Hver øre 178 har en låst posisjon i hvilken en indre overflate 180 kontakter en tredje utvendig diameter 130 på ørestøtten 112 til stempelet 14 når stempelet er i kjøreposisjonen, vist i fig. IB-1C. Hvert øre 178 har også en ytre overflate 182 som strekker seg inn i ørenedsenkningen 172 i ørehuset 42 når ørene er i låst posisjon. Videre har hvert øre 78 en utover- og oppovervendende skråskjæring 184 som generelt vender mot skråskj æringen 174 i ørenedsenkningen 172. Slik det vil bli ytterligere beskrevet, tilveiebringer ørene en Iåseinnretning for å forhindre relativ lengderettet bevegelse av de øvre og nedre hus 16 og 18, for derved å forhindre for tidlig brudd i skjærboltene 164.

Den nedre enden av ørevindusovergangen 36 er festet til en fjæranleggskrage 186 ved gjengekoblingen 188. Både den nedre enden av ørevindusovergangen 36 og fjæranleggskragen 186 strekker seg inn i en boring 190 definert i ørehuset 42. Fjæranleggskragen 186 definerer en boring 192 deri som har i det vesentlige samme størrelse som en fjerde boring 104 som er definert i ørevindusovergangen 36. Ved den nedre enden av boringen 192 er en innoverragende skulder 192.

Et fiæranlegg 196 er anordnet i den øvre enden av boringen 192 i fjæranleggskragen 186. Fjæranlegget 196 er festet til fjæranleggskragen 186 med en andre fjæranleggsskjærinnretning, så som et flertall skjærbolter 198. Hver skjærbolt 198 er posisjonert i et hull 200 som er definert tverrettet i fjæranleggskragen 186, og skjærboltene strekker seg inn i et ringformet spor 202 på utsiden av fjæranlegget 196.

En forbelastningsinnretning, så som en kompresjonsfjær 204, er anordnet mellom en øvre ende 206 av fjæranlegget 196 og skulderen 133 på ørestøtten 112 til stempelet 14. Det kan således sees at stempelet 14 blir forbelastet oppover til kjøreposisjonen, som vist i fig. IB og 1C.

Ledningen 91 strekker seg nedover gjennom et hull 208 i midten av fjæranlegget 196 og et annet hull 210 i den nedre enden av fjæranleggskragen 186, slik at ledningen ender ved en elektrisk gjennomføring 212 som er posisjonert i midtstammen 44 til det nedre huset 18. Den elektriske gjennomføringen 212 er i elektrisk kommunikasjon med en fjærkontakt 214 som igjen er i elektrisk kontakt med en kabelverktøykonnektor 216. Kabelkode 10 blir benyttet for å kjøre et kjent kabelverktøy 218, så som et loggeverktøy og/eller sett med perforeringsgeværer. Kabelverktøyet 218 er festet til et loggeverktøy/geværkobling i form av en gjenget overflate 220 på verktøykonnektoren 50 til det nedre huset 18. Denne tilkoblingen er, både mekanisk og elektrisk, av en type som er kjent innen området i hvilket verktøystrengen selv er jording.

Ved fremdeles å henvise til fig. 1A-1D, er kabelhodet 10 festet ved en gjenget overflate 60 i toppadapteren 20 til en kveilrørskonnektor slik at kabelhodet er ved enden av en streng med kveilrør 62. Stempelet 14 er i kjøreposisjon, og ørene 178 er i sin låste posisjon. Kabelverktøyet 218 er festet til den gjengede overflaten 220 ved bunnen av verktøykonnektoren 50. Som ovenfor nevnt, kan dette kabelverktøyet være et hvilket som helst av et antall kjente verktøy, så som et loggeverktøy og/eller et sett med perforeringsgeværer. Hele verktøystrengen blir kjørt ned i en brønn på en måte som er kjent innen området. Hvis kabelverktøyet 218 inkluderer et loggeverktøy, kan loggeoperasjonen bli utført på kjent måte. Hvis kabelverktøyet 218 inkluderer perforeringsgeværer, kan kanonene bli posisjonert og avfyrt for å utføre den ønskede perforeringsoperasjonen. Ved perforering kan støtbelastning bli overført oppover til kabelhodet 10, som tidligere beskrevet. Alle slike støtbelastninger vil bli absorbert av den låste sammenkoblingen av det øvre huset 16 og det nedre huset 18 med ørene 178. Dette betyr at ingen støtbelastning kan bli overført til skjærboltene 164 når ørene 178 er i den låste posisjonen, vist i fig. 1C. Derfor blir for tidlig brudd av skjærboltene 164 og adskillelse av det øvre huset 16 fra det nedre huset 18 forhindret.

Hvis kabelverktøyet 218 ikke setter seg fast i brønnen, kan kveilrøret 62, kabelhodet 10 og kabelverktøyet bli hentet opp fra brønnen på normal måte. Hvis imidlertid kabelverktøyet 218 setter seg fast i hullet, så kan kabelhodet 10 bli operert for å frigjøre kabelverktøyet fra kveilrøret 62 slik at kveilrøret og det øvre huset 16 kan bli hentet opp fra brønnen. Det nedre huset 18 og kabelverktøyet 218 blir så etterlatt i brønnen og påfølgende fisket opp på en separat tur.

Forut for aktivering av kabelhodet 10, er komponentene deri i posisjonen som vist i fig. 1A-1D som tidligere nevnt. Stempelet 14 er i sin øverste kjøreposisjon inne i huset 12.

Ørene 178 er i den låste posisjonen i hvilken relativ langsgående bevegelse mellom det øvre huset 16 og det nedre huset 18 blir forhindret, og brytning av skjærboltene 164 blir således også forhindret.

Når det er ønskelig å frigjøre kabelverktøyet 18, blir fluid pumpet ned kveilrøret 62 som fører til strømning gjennom en første strømningsvei 22. Ved fremdeles å henvise til fig. 1A-1D, blir en første strømningsvei 222 formet av den første langsgående gjennomgangen 68 i legemet 66, kontrollventilene 72, den første langsgående gjennomgangen 92 i stempelovergangen 26, boringen 134 i det øvre stempelet 110, stempelstrømningsåpningene 139, dyseåpningene 142 i dysene 138, ringrommet 154 og husstrømningsåpningene 152 i overgangen 32 med åpning og ut i et ringrom (ikke vist) som er definert mellom verktøyet og borehullet. Inntil strømmen når et forhåndsbestemt nivå, blir stempelet 14 holdt i kjøreposisjonen, vist i fig. IB og 1C, av fjæren 204.

Når strømningshastigheten til fluidet som blir pumpet ned kveilrøret 62 blir øket, øker også trykket i kabelhodet 10. Straks trykket når en forhåndsbestemt verdi, vil kraften som virker nedover på stempelet 14 som et resultat av differansearealet mellom den første tetningen 122 og den tredje tetningen 126 føre til at stempelet slår nedover inntil den nedre enden av dette kontakter fjæranlegget 196, slik det fremgår i fig, 2A-2D.

Når stempelet 14 blir beveget til denne andre posisjonen, vil tetningen 124 bli beveget til tilkobling med rampen 108 og så gradvis brakt i tettende tilkobling med den tredje boringen 102 i overgangen 32 med åpning, slik det fremgår i fig. 2B. Dyseåpningene 142 i dysene 138 blir således tettende adskilt av den andre tetningen 124 fra husstrømningsåpningene 152. Strømningsåpningene 152, ventilasjonsåpningene 156 og ventilasjonsåpningene 158 blir også tettende adskilt fra hulrommet 224 ovenfor stempelet 14 med den første tetningen 122. Denne posisjonen for stempelet 14 kan således bli henvist til som en tettet posisjon.

Mengden trykk som er nødvendig for å bevege stempelet 14 fra kjøreposisjonen i fig. IB og 1C til den tettede posisjonen i fig. 2B og 2C blir bestemt av fjærkonstanten til fjæren 204. Strømningshastigheten som er nødvendig for å oppnå dette trykket er en funksjon av størrelsen til åpningene eller blendene 142 i dysene 138. Størrelsen til åpningene 142 i dysene 138 kan bli variert, og dysene er enkelt ombyttbare fordi de er gjengetilkoblet stempelet 14.1 beslutningen av kabelhodet 10, kan operatøren bestemme hvilke størrelser som åpningene 142 bør ha for de spesielle brønnforholdene som er forventet. Operatøren kan så pumpe fluid ned kveilrøret 62 som tidligere beskrevet, for å bevege stempelet 14 fra kjøreposisjon til den tettede posisjonen. Når stempelet 14 er beveget til den tettede posisjon, og i kontakt med fjæranlegget 196, vil operatøren motta en positiv indikasjon ved overflaten på at dette har skjedd, og som således indikerer at kabelhodet 10 virker skikkelig til dette punktet.

Straks stempelet 14 er i den tettede posisjonen, er det ikke lenger noen strømning ned gjennom kveilrøret 62 eller kabelhodet 10, fordi alle åpningene er tettet. Øket pumping ved overflaten vil således bare øke trykket i kabelhodet. Dette trykket blir således økt til det punktet som er nødvendig for å bryte skjærboltene 198, for derved å tillate ytterligere nedoverrettet bevegelse av stempelet 14, sammen med fjæren 204 og fjæranlegget 196, inntil fjæranlegget berører skulderen 194 i fjæranleggskragen 186. Dette er vist i fig. 3A-3D. I denne posisjonen for stempelet 14 blir øresalen 128 brakt i innretning med ørene 178, slik at de er fri til å bli beveget radielt innover til en ulåst posisjon, slik det vil bli nærmere beskrevet. Denne posisjonen for stempelet 14 kan derfor bli henvist til som en frigjøringsposisjon.

I frigjøringsposisjonen for stempelet 14 blir skulderen 120 på det øvre stempelet 110 brakt i tilkobling til skulderen 106 på overgangen 32 med åpning. Det vil fremgå at husstrømningsåpningene 152 og åpningene 142 fremdeles er lukket. Imidlertid, fordi toppen til det øvre stempelet 110 til stempelet 14 er beveget vesentlig under ventilasjonsåpningene 156 og 158, blir disse ventilasjonsåpningene nå åpnet. Det betyr at en andre strømningsvei 226 blir definert gjennom kabelhodet 10. Denne andre strømningsveien 226 inkluderer første langsgående gjennomgang 68 i legemet 66, kontrollventilene 72, den andre langsgående gjennomgangen 92 i stempelovergangen 26, hulrommet 224, ventilasjonsåpningene 158 i stempelovergangen 26, ringrommet 160 og ventilasjonsåpningene 156 i overgangen 32 med åpning. Sirkulasjon blir således gjenopptatt gjennom kabelhodet 10 slik at fluid igjen kan bli pumpet ned kveilrøret 62 og ut ventilåpningene 158 og 156 og inn i brønnringrommet. Når sirkulasjonen så blir gjenopptatt, mottar operatøren en indikasjon for dette ved overflaten, slik at det er kjent at kabelhodet har blitt skikkelig aktivert, og at kveilrøret 62 og det øvre huset 16, samt komponentene i disse er klare til å bli gjenvunnet fra brønnen.

I frigjøringsposisjonen i fig. 3A-3D kan strekk bli påført kveilrøret 62. Fordi kabelverktøyet 218 har satt seg fast, vil strekk på kveilrøret føre til hovedsakelig samtidig bryting av skjærboltene 164 og tilkobling av skråskj æringene 184 på ørene 178 til skråskj æringene 174 på toppen av ørenedsenkingene 172 i ørehuset 42. Denne skrå tilkoblingen vil tvinge ørene 178 til å bli beveget radielt innover til sin ulåste posisjon i hvilken disse innbyrdes overflater 180 er rettet mot øresalen 128.

Ved nå å henvise til fig. 4A-4D, er kabelhodet 10 vist med det øvre huset 16 fullstendig fraskilt fra det nedre huset 18. Skjærboltene 164 er fullstendig brutt, og ørene 178 er som vist beveget fullstendig radielt innover. Dette betyr at under påføring av strekk blir ørene 178 beveget fra sin låste posisjon til sin ulåste posisjon, hvorved de indre overflatene 180 til ørene tilkobles øresalen 178 slik at ørene blir fullstendig trukket tilbake inne i ørevinduene 176, og ikke lenger forhindrer relativ langsgående bevegelse mellom det øvre huset 16 og det nedre huset 18. Straks det øvre huset 16 og det nedre huset 18 er slik adskilt, kan kveilrøret 62 og det øvre huset 16, sammen med komponentene inne i det øvre huset, bli fjernet fra brønnen. Kabelverktøyet 218 med dete nedre huset 18 festet til dette forblir i borehullet. Ved å henvise til fig. 4C, tilveiebringer ørenedsenkningen 172 og skråskj æringen 174 ved den øvre enden av denne, nå en indre fiskehals i det nedre huset 18 som senere kan bli tilkoblet av et GS strekkverktøy av en type som er kjent innen området.

Oppsummert må tre forhold være tilstede før kabelhodet 10 kan bli fullstendig aktivert og det øvre huset 16 og det nedre huset 18 adskilt. Først må en tilstrekkelig strømningshastighet bli etablert for å flytte stempelet 14 fra kjøreposisjonen til den tettede posisjonen. Dernest må tilleggstrykk bli påført for å bryte skjærboltene 198 for å bevege stempelet 14 til sin frigjøringsposisjon. Til sist må strekk bli påført kveilrøret 16 for å bryte skjærboltene 164 som forbinder det øvre huset 16 og det nedre huset 18. Ved å kreve disse tre forholdene, oppnås en høy grad av sikkerhet for at kabelhodet 10 ikke vil bli for tidlig frigjort eller aktivert.

Oppfinnelsen er ikke tenkt begrenset til den viste utførelsesformen. For eksempel viser tegningene bare en enkelt ledningskabel. En multi-konnektorkabel kan også bli benyttet ved å tilveiebringe ytterligere hull for ledningene for å kjøre og benytte multiple elektriske konnektorer. Loggeverktøyskoblingen ved bunnen av kabelhodet 10 kan også enkelt bli endret for å tilpasses et hvilket som helst loggeverktøysmerke.

Claims (10)

1. Kabelhode (10) for bruk sammen med elektrisk kveilrørsledning (62) i brønnoperasjoner, idet kabelhodet (10) er karakterisert ved å innbefatte: et hus (12) innbefattende: et øvre hus (16) tilpasset tilkobling til en lengde med kveilrør; et nedre hus (18) tilliggende det øvre huset (16); og en skjærinnretning (164) for brytbart å feste det nedre huset (18) til det øvre huset (16); Iåseinnretning (178) anordnet mellom de øvre (16) og nedre (18) hus for å forhindre bryting av skjærinnretningen (164) når låseinnretningen (178) er i låst posisjon, og tillate bryting av skjærinnretningen (164) når låseinnretningen (178) er i en ulåst posisjon, ved hjelp av relativ bevegelse mellom de øvre og de nedre hus (16,18); og et stempel (14) som er glidbart anordnet i huset (12), idet stempelet (14) har en kjøreposisjon som holder låseinnretningen (178) i den låste posisjonen og er bevegelig til en frigjøringsposisjon som tillater bevegelse av låseinnretningen (178) til den ulåste posisjonen.

2. Kabelhode i henhold til krav 1, karakterisert ved at stempelet (14) har en sal (128) som er innrettet med låseinnretningen (178) når stempelet er i frigjøringsposisjonen.

3. Kabelhode i henhold til krav 1, karakterisert ved å innbefatte forbelastningsinnretning (204) i huset (12) for å forbelaste stempelet (14) mot stempelets (14) kjøreposisjon.

4. Kabelhode i henhold til krav 3, karakterisert ved at forbelastningsinnretningen (204) er en kompresjonsfjær.

5. Kabelhode i henhold til krav 1, karakterisert ved at huset (12) og stempelet (14) definerer en strømningsvei (222) deri, hvorigjennom fluid kan bli sirkulert når stempelet (14) er i kjøreposisjonen.

6. Anordning i henhold til krav 5, karakterisert ved å innbefatte en dyse (138) som er anordnet over strømningsveien (222) for å regulere en fluidstrømningshastighet derigjennom.

7. Anordning i henhold til krav 5, karakterisert ved at strømningsveien (222) blir lukket når stempelet (14) er i frigjøringsposisjonen.

8. Anordning i henhold til krav 7, karakterisert ved at huset (12) definerer en andre strømningsvei (226) derigjennom, hvorved fluid kan bli sirkulert når stempelet (14) er i frigjøringsposisjonen.

9. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved å innbefatte: et fjæranlegg (196) anordnet i huset (12); en andre skjærinnretning (198) for brytbart å feste fjæranlegget (196) til huset (12), idet den andre skjærinnretningen (198) blir brutt når stempelet (14) blir beveget til frigjøringsposisjonen; og en fjær (204) som er tilkoblet stempelet (14) og fjæranlegget (196) for å fjære stempelet (14) mot kjøreposisjonen.

10. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at: det øvre huset (16) definerer en nedsenkning (172) i dette; at det øvre huset (16) definerer et ørevindu (176) deri som er innrettet med nedsenkningen (172); og at låseinnretningen (178) er kjennetegnet ved et øre som er anordnet i vinduet (176) og som strekker seg inn i nedsenkningen (172) i den låste posisjonen, og som er adskilt fra nedsenkningen (172) i den ulåste posisjonen.