NO319610B1 - Electrical Sequence Tractor - Google Patents

Electrical Sequence Tractor Download PDF

Info

Publication number
NO319610B1
NO319610B1 NO19996260A NO996260A NO319610B1 NO 319610 B1 NO319610 B1 NO 319610B1 NO 19996260 A NO19996260 A NO 19996260A NO 996260 A NO996260 A NO 996260A NO 319610 B1 NO319610 B1 NO 319610B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
tractor
fluid
valve
slide
designed
Prior art date
Application number
NO19996260A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO996260L (en
NO996260D0 (en
Inventor
Duane Bloom
Norman Bruce Moore
Ronald E Beaufort
Original Assignee
Western Well Tool Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/453,996 external-priority patent/US6347674B1/en
Application filed by Western Well Tool Inc filed Critical Western Well Tool Inc
Publication of NO996260D0 publication Critical patent/NO996260D0/en
Publication of NO996260L publication Critical patent/NO996260L/en
Publication of NO319610B1 publication Critical patent/NO319610B1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • E21B7/06Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/062Deflecting the direction of boreholes the tool shaft rotating inside a non-rotating guide travelling with the shaft
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells
    • E21B23/001Self-propelling systems or apparatus, e.g. for moving tools within the horizontal portion of a borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells
    • E21B23/08Introducing or running tools by fluid pressure, e.g. through-the-flow-line tool systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/18Anchoring or feeding in the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/005Below-ground automatic control systems

Description

ELEKTROSEKVENSTRAKTOR ELECTRO SEQUENCE TRACTOR

Oppfinnelsen område The invention area

Den herværende oppfinnelse vedrører nedihullsboring og særlig en elektrosekvenstraktor (EST) til styring av et nedihulls-boreverktøys bevegelse i et borehull. The present invention relates to downhole drilling and in particular an electrosequence tractor (EST) for controlling the movement of a downhole drilling tool in a borehole.

Kjent teknikk Known technique

Kunsten å bore vertikale, skrånende og horisontale borehull spiller en viktig rolle innenfor mange industrier slik som petroleums-, gruve- og kommunikasjonsindustrien. I petro-leumsindustrien, for eksempel, omfatter en typisk oljebrønn et vertikalt borehull som bores av en roterende borekrone festet til enden av en borestreng. Borestrengen er typisk oppbygd av en rekke sammenkoplede ledd av borerør som strekker seg mellom utstyr på jordoverflaten og borekronen. Et borefluid, slik som boreslam blir pumpet fra jordoverflateut-styret gjennom en innvendig strømningskanal i borestrengen til borekronen. Borefluidet benyttes til å kjøle og smøre borekronen og til å fjerne avfall og steinfliser fra borehullet, hvilke dannes ved boreprosessen. Borefluidet returnerer til overflaten idet det fører med seg borekakset og avfallet gjennom ringrommet mellom den ytre flate av borerøret og den indre flate av borehullet. The art of drilling vertical, inclined and horizontal boreholes plays an important role within many industries such as the petroleum, mining and communications industries. In the petroleum industry, for example, a typical oil well comprises a vertical borehole drilled by a rotating drill bit attached to the end of a drill string. The drill string is typically made up of a series of interconnected links of drill pipe that extend between equipment on the ground surface and the drill bit. A drilling fluid, such as drilling mud, is pumped from the ground surface equipment through an internal flow channel in the drill string to the drill bit. The drilling fluid is used to cool and lubricate the drill bit and to remove waste and stone chips from the borehole, which are formed during the drilling process. The drilling fluid returns to the surface carrying the cuttings and waste through the annulus between the outer surface of the drill pipe and the inner surface of the borehole.

Fremgangsmåten beskrevet ovenfor kalles gjerne "rotasjonsboring" eller "tradisjonell boring". Rotasjonsboring krever ofte boring av tallrike borehull for å utvinne olje, gass og mine-ralavsetninger. For eksempel innbefatter boring etter olje vanligvis boring av et vertikalt borehull til petroleumsre-servoaret nås, ofte ved stor dybde. Olje blir deretter pumpet fra reservoaret til jordoverflaten. Når først oljen er fullstendig utvunnet fra et første reservoar, er det typisk nød-vendig å bore et nytt vertikalt borehull fra jordoverflaten for å utvinne olje fra et andre reservoar nær det første. Ofte må det bores et stort antall vertikale borehull innenfor et lite område for å utvinne olje fra flere reservoarer i nærheten. Dette krever stor investering av tid og ressurser. The procedure described above is often called "rotary drilling" or "traditional drilling". Rotary drilling often requires drilling numerous boreholes to extract oil, gas and mineral deposits. For example, drilling for oil usually involves drilling a vertical borehole until the petroleum reservoir is reached, often at great depth. Oil is then pumped from the reservoir to the surface of the earth. Once the oil is fully recovered from a first reservoir, it is typically necessary to drill a new vertical well from the surface of the earth to recover oil from a second reservoir close to the first. Often, a large number of vertical wells must be drilled within a small area to extract oil from several nearby reservoirs. This requires a large investment of time and resources.

For å utvinne olje fra flere reservoarer i nærheten uten at man pådrar seg kostnadene med å bore et stort antall vertikale borehuller fra overflaten, er det ønskelig å bore skrånende og horisontale borehuller. Særlig er det ønskelig innled-ningsvis å bore vertikalt nedover til en forhåndsbestemt dybde og deretter bore i en skrå vinkel derfra for å nå et ønsket mål. Dette tillater olje å utvinnes fra flere under-jordiske steder i nærheten mens boring minimeres. I tillegg til utvinning av olje, kan borehuller med en horisontal komponent også brukes for en rekke andre formål, slik som utvinning av kull og oppbygging av rørledninger og kommunikasjonsledninger. In order to extract oil from several nearby reservoirs without incurring the costs of drilling a large number of vertical boreholes from the surface, it is desirable to drill inclined and horizontal boreholes. In particular, it is desirable initially to drill vertically downwards to a predetermined depth and then drill at an oblique angle from there to reach a desired target. This allows oil to be extracted from several underground locations nearby while minimizing drilling. In addition to the extraction of oil, boreholes with a horizontal component can also be used for a number of other purposes, such as the extraction of coal and the construction of pipelines and communication lines.

To fremgangsmåter for boring av vertikale, skrånende og horisontale borehuller er den tidligere nevnte rotasjonsboring samt kveilrørsboring. Ved rotasjonsboring føres en stiv borestreng bestående av en rekke sammenkoplede segmenter av borerør ned fra jordoverflaten ved bruk av overflateutstyr slik som et tårn eller heisespill. Festet til den nedre ende av borestrengen finnes en bunnhu11sennet som kan omfatte en borekrone, vektrør, stabilisatorer, sensorer og en rekrone, vektrør, stabilisatorer, sensorer og en styreanord-ning. Ved én bruksmåte er den øvre ende av borestrengen koplet til et rotasjonsbord eller øvre drivsystem plassert på jordoverflaten. Det øvre drivsystem roterer borestrengen, bunnhullsenheten og borekronen, hvorved den roterende borekrone tillates å trenge inn i formasjonen. I et vertikalt boret hull, tvinges borekronen inn i formasjonen av vekten av borestrengen og bunnhullsenheten. Vekten på borekronen kan varieres ved å kontrollere den mengde støtte som boretårnet gir borestrengen. Dette tillater for eksempel boring inn i forskjellige typer formasjoner og styring av hastigheten som borehullet bores med. Two methods for drilling vertical, inclined and horizontal boreholes are the previously mentioned rotary drilling and coiled pipe drilling. In rotary drilling, a rigid drill string consisting of a number of interconnected segments of drill pipe is guided down from the earth's surface using surface equipment such as a tower or winch. Attached to the lower end of the drill string is a bottom casing which may comprise a drill bit, weight pipe, stabilizers, sensors and a recovery bit, weight pipe, stabilizers, sensors and a control device. In one application, the upper end of the drill string is connected to a rotary table or upper drive system located on the ground surface. The upper drive system rotates the drill string, downhole assembly and drill bit, allowing the rotating drill bit to penetrate the formation. In a vertically drilled hole, the drill bit is forced into the formation by the weight of the drill string and downhole assembly. The weight of the drill bit can be varied by controlling the amount of support that the derrick provides to the drill string. This allows, for example, drilling into different types of formations and controlling the speed at which the borehole is drilled.

Helningen til borehullet boret med rotasjonsboring kan endres gradvis ved bruk av kjent utstyr slik som en nedihullsmotor med et regulerbart bøyd hus for å opprette skrånende og horisontale borehuller. Nedihullsmotorer med bøyde hus tillater operatøren på jordoverflaten å endre borekronens orientering, for eksempel med trykkpulser fra pumpen på overflaten. Typiske rater for endring av borestrengens helning er forholdsvis lave, omtrent 3 grader pr. 30 m borehullsdybde. Videre kan borestrengens helning endres fra vertikal til horisontal over en vertikal avstand på omtrent 900 m. Den i det vesentlige stive borestrengs evne til å bøye av er ofte for begrenset til å nå ønskede steder i jorden. I tillegg begrenser boreen-hetens friksjon på fSringsrøret eller det uforede hull ofte den avstand som kan oppnås med denne fremgangsmåte for boring . The inclination of the borehole drilled by rotary drilling can be gradually changed using known equipment such as a downhole motor with an adjustable bent housing to create inclined and horizontal boreholes. Downhole motors with bent housings allow the surface operator to change the orientation of the drill bit, for example with pressure pulses from the surface pump. Typical rates of change in the drill string inclination are relatively low, approximately 3 degrees per 30 m borehole depth. Furthermore, the inclination of the drill string can be changed from vertical to horizontal over a vertical distance of approximately 900 m. The essentially rigid drill string's ability to bend is often too limited to reach desired locations in the earth. In addition, the drilling unit's friction on the casing or the lined hole often limits the distance that can be achieved with this method of drilling.

Som nevnte ovenfor, er en annen type boring kveilrørsboring. Ved kveilrørsboring er borestrengen et ikke-stivt, generelt føyelig rør. Røret blir matet inn i borehullet av en injekto-renhet på jordoverflaten. Kveilrørsborestrengen kan ha spesialutformede vektrør plassert nær borekronen, hvilke påfører vekt på borekronen for å trenge inn i formasjonen. Borestrengen roteres ikke. I stedet tilføres borekronen rotasjon av en nedihullsmotor. Siden kveilrøret ikke roteres eller ikke vanligvis blir brukt til å tvinge borekronen inn i formasjonen, er kveilrørets styrke og stivhet typisk mye mindre enn ved det borerør som benyttes ved sammenlignbar rotasjonsboring. Kveilrørets tykkelse er således vanligvis mindre enn tykkelsen på det borerør som benyttes ved rotasjonsboring, og kveilrøret kan vanligvis ikke tåle de samme rotasjons-, komp-resjons- og strekkrefter sammenlignet med borerøret som brukes ved rotasjonsboring. As mentioned above, another type of drilling is coiled pipe drilling. In coiled pipe drilling, the drill string is a non-rigid, generally pliable pipe. The pipe is fed into the borehole by an injector unit on the ground surface. The coiled tubing drill string may have specially designed weight tubes located near the drill bit, which apply weight to the drill bit to penetrate the formation. The drill string is not rotated. Instead, the drill bit is fed rotation by a downhole motor. Since the coiled pipe is not rotated or is not usually used to force the drill bit into the formation, the strength and stiffness of the coiled pipe is typically much less than that of the drill pipe used in comparable rotary drilling. The thickness of the coiled pipe is thus usually smaller than the thickness of the drill pipe used in rotary drilling, and the coiled pipe cannot usually withstand the same rotational, compression and tensile forces compared to the drill pipe used in rotary drilling.

Én fordel med kveilrørsboring fremfor rotasjonsboring er po-tensialet for større fleksibilitet i boreenheten for å tillate skarpere avbøyninger for lettere å nå fram til ønskede steder i jorden. Et boreverktøys evne til å bøye av fra vertikal til horisontal avhenger av verktøyets fleksibilitet, styrke og den belastning som verktøyet bærer. Ved større belastninger har verktøyet mindre evne til å bøye av på grunn av friksjon mellom borehullet og borestrengen og boreenheten. Etter hvert som avbøyningsvinkelen øker, blir det dessuten vanskeligere å avgi vekt til borekronen. Ved belastninger på kun 8.888 newton eller mindre, kan eksisterende kveilrørs-verktøyer som skyves gjennom hullet på grunn av tyngdekraften i vektbelastningen, bøye av så mye som 90° pr 30 m forflytting, men er typisk i stand til en horisontal forflytting på kun 762 m eller mindre. Ved belastninger på inntil 13.332 newton kan til sammenligning eksisterende rotasjonsboreverk-tøyer, hvis borestrenger er tykkere og stivere enn kveilrør, kun bøye av så mye som 30°-40° pr. 30 m forflytting og er typisk begrenset til horisontale avstander på ca. 1.500-1.800 m. Igjen skyves slike rotasjonsverktøyer gjennom hullet av tyngdekraften i vektbelastningene. One advantage of coiled pipe drilling over rotary drilling is the potential for greater flexibility in the drilling unit to allow sharper deflections to more easily reach desired locations in the earth. A drilling tool's ability to bend from vertical to horizontal depends on the tool's flexibility, strength and the load that the tool carries. With greater loads, the tool has less ability to bend due to friction between the drill hole and the drill string and the drill unit. As the deflection angle increases, it also becomes more difficult to transfer weight to the drill bit. At loads of only 8,888 newtons or less, existing coiled tubing tools pushed through the hole due to the gravity of the weight load can bend as much as 90° per 30 m of travel, but are typically capable of a horizontal travel of only 762 m or less. At loads of up to 13,332 newtons, by comparison, existing rotary drilling tools, whose drill strings are thicker and stiffer than coiled tubing, can only bend as much as 30°-40° per 30 m movement and is typically limited to horizontal distances of approx. 1,500-1,800 m. Again, such rotary tools are pushed through the hole by gravity in the weight loads.

Både ved rotasjons- og kveilrørsboring er det blitt benyttet nedihullstraktorer for å påføre aksiale belastninger på borekronen, bunnhullsenheten og borestrengen, og vanligvis for å bevege hele boreapparatet inn i og ut av borehullet. Traktoren kan være utformet for å fastgjøres mellom den nedre ende av borestrengen og den øvre ende av bunnhullsenheten. Traktoren kan ha ankere eller gripere tilpasset til å gripe borehullsveggen like ved borekronen. Når ankerene griper borehullet, kan hydraulisk kraft fra borefluidet benyttes til aksialt å tvinge borekronen inn i formasjonen. Ankerene kan fordelaktig være glidbart i inngrep med traktorlegemet, slik at borekronen, legemet og borestrengen (til sammen "boreverk-tøyet") kan bevege seg aksialt inn i formasjonen mens ankerene griper borehullsveggen. Ankerene tjener til å overføre aksiale belastninger og torsjonsbelastninger fra traktorlegemet til borehullsveggen. Ett eksempel på en nedihullstraktor er beskrevet i den godkjente amerikanske patentsøknad nr. 08/694,910 tilhørende Moore ("Moore '910"). Moore '910 fore-skriver en meget effektiv traktorutforming sammenlignet med eksisterende alternativer. In both rotary and coiled tubing drilling, downhole tractors have been used to apply axial loads to the drill bit, downhole assembly and drill string, and usually to move the entire drilling rig into and out of the borehole. The tractor may be designed to be secured between the lower end of the drill string and the upper end of the downhole assembly. The tractor may have anchors or grippers adapted to grip the borehole wall close to the drill bit. When the anchors engage the borehole, hydraulic power from the drilling fluid can be used to axially force the bit into the formation. The anchors can advantageously be slidably engaged with the tractor body, so that the drill bit, the body and the drill string (together the "drilling tool") can move axially into the formation while the anchors grip the borehole wall. The anchors serve to transfer axial loads and torsional loads from the tractor body to the borehole wall. One example of a downhole tractor is described in assigned US Patent Application No. 08/694,910 to Moore ("Moore '910"). The Moore '910 prescribes a very efficient tractor design compared to existing alternatives.

Det er kjent å ha to eller flere sett ankere (i dette skrift også kalt "gripere") på traktoren, slik at traktoren kan bevege seg kontinuerlig inne i borehullet. For eksempel beskriver Moore "910 en traktor som har to gripere. Langsgående (hvis ikke annet er angitt, benyttes uttrykkene "langsgående" og "aksial" om hverandre i det etterfølgende og viser til traktorlegemets lengdeakse) bevegelse oppnås ved å drive bo-reverktøyet forover i forhold til en første griper som er aktivert (et "arbeidsslag"), og samtidig bevege en tilbaketrukket andre griper forover i forhold til boreverktøyet ("tilbakestilling") for et påfølgende arbeidsslag. Ved full-førelse av arbeidsslaget aktiveres den andre griper, og den første griper trekkes tilbake. Boreverktøyet drives deretter forover mens den andre griper er aktivert, og den tilbake-trukne første griper stilles samtidig tilbake for et påføl-gende arbeidsslag. Således drives hver griper i en syklus med aktivering, arbeidsslag, tilbaketrekking og tilbakestilling, hvilket resulterer i langsgående bevegelse av boreverktøyet. It is known to have two or more sets of anchors (in this paper also called "grippers") on the tractor, so that the tractor can move continuously inside the borehole. For example, Moore "910 describes a tractor having two grippers. Longitudinal (unless otherwise indicated, the terms "longitudinal" and "axial" are used interchangeably hereinafter and refer to the longitudinal axis of the tractor body) movement is achieved by driving the drill tool forward relative to a first gripper that is activated (a "work stroke"), and simultaneously move a retracted second gripper forward relative to the drilling tool ("reset") for a subsequent work stroke. Upon completion of the work stroke, the second gripper is activated, and the first gripper is retracted. The drill tool is then driven forward while the second gripper is activated, and the retracted first gripper is simultaneously reset for a subsequent work stroke. Thus, each gripper is operated in a cycle of activation, work stroke, retraction, and reset, resulting in longitudinal movement of the drilling tool.

Det er blitt foreslått at den kraft som kreves for å aktivere ankerene, aksial fremskyvning av boreverktøyet og aksial tilbakestilling av ankerene, kan tilveiebringes av borefluidet. Hos traktoren beskrevet av Moore '910 for eksempel, omfatter oppblåsbare inngrepsblærer. Moore-traktoren benytter hydraulisk kraft fra borefluidet for å blåse opp og utvide blærene radialt, slik at de griper borehullsveggene. Hydraulisk kraft benyttes også til fremdrift av sylindriske stempler som befinner seg i fremdriftssylindrer som er glidbart i inngrep med traktorlegemet. Hver slik sylinder er stivt festet til en blære, og hvert stempel er aksialt fiksert i forhold til traktorlegemet. Når en blære blåses opp for å gripe borehullet, styres borefluid til den proksimale side av stemplet i sylinderen som er fastgjort til den oppblåste blære, for å drive stemplet forover i forhold til borehullet. Det foroverrettede hydrauliske støt på stemplet resulterer i foroverret-tet støt på hele boreverktøyet. Videre benyttes også hydraulisk kraft til å tilbakestille hver sylinder når dennes tilhørende blære tømmes ved å lede borefluid til den distale side av stemplet inne i sylinderen. It has been suggested that the force required to activate the anchors, axially advance the drilling tool and axially reset the anchors, can be provided by the drilling fluid. In the tractor described by Moore '910 for example, includes inflatable engagement bladders. The Moore tractor uses hydraulic power from the drilling fluid to inflate and expand the bladders radially, so that they grip the borehole walls. Hydraulic power is also used to propel cylindrical pistons located in propulsion cylinders which are slidably engaged with the tractor body. Each such cylinder is rigidly attached to a bladder, and each piston is axially fixed relative to the tractor body. When a bladder is inflated to engage the borehole, drilling fluid is directed to the proximal side of the piston in the cylinder attached to the inflated bladder to propel the piston forward relative to the borehole. The forward hydraulic shock on the piston results in a forward shock on the entire drilling tool. Furthermore, hydraulic power is also used to reset each cylinder when its associated bladder is emptied by directing drilling fluid to the distal side of the piston inside the cylinder.

Traktorer kan benytte et system med ventiler som reagerer på trykk, for å sekvensere fordelingen av hydraulisk kraft til traktorens anker-, støt-, og tilbakestillingsseksjoner. For eksempel innbefatter traktoren ifølge Moore '910 et antall trykkpåvirkelige ventiler som beveger seg frem og tilbake mellom sine ulike stillinger på bakgrunn av trykket i borefluidet på de ulike steder i traktoren. I én utforming kan en ventil være utsatt for ulike fluidstrømmer på begge sider. Ventilens stilling avhenger av fluidstrømmenes relative trykk. Et høyere trykk i en første strøm utøver en større kraft på ventilen enn et lavere trykk i en andre strøm, hvorved ventilen tvinges inn i én ytterstilling. Ventilen beveger seg til den andre ytterstilling når trykket i den andre strøm er større enn trykket i den første strøm. En annen type ventil er fjærforspent på den ene side og utsatt for fluid på den andre, slik at ventilen vil bli aktivert mot fjæren kun når fluidtrykket overstiger en terskelverdi. Moore-traktoren bruker begge disse typer trykkpåvirkelige ventiler. Tractors may employ a system of pressure-responsive valves to sequence the distribution of hydraulic power to the tractor's anchor, shock, and reset sections. For example, the tractor according to Moore '910 includes a number of pressure-sensitive valves which move back and forth between their various positions based on the pressure in the drilling fluid at the various locations in the tractor. In one design, a valve can be exposed to different fluid flows on both sides. The position of the valve depends on the relative pressure of the fluid flows. A higher pressure in a first stream exerts a greater force on the valve than a lower pressure in a second stream, whereby the valve is forced into one extreme position. The valve moves to the second extreme position when the pressure in the second stream is greater than the pressure in the first stream. Another type of valve is spring biased on one side and exposed to fluid on the other, so that the valve will be activated against the spring only when the fluid pressure exceeds a threshold value. The Moore tractor uses both of these types of pressure-actuated valves.

Det er også blitt foreslått å bruke elektromagnetisk styrte ventiler i traktorer. I én utforming utløser solenoider elektrisk ventilens frem- og tilbakebevegelse fra en ytterstilling til en annen. Elektromagnetisk styrte ventiler tryk-kaktiveres ikke. I stedet styres disse ventiler av elektriske signaler som blir sendt fra et elektrisk styringssystem på j ordoverflaten. It has also been proposed to use electromagnetically controlled valves in tractors. In one design, solenoids electrically trigger the reciprocating movement of the valve from one extreme position to another. Electromagnetically controlled valves are not pressure activated. Instead, these valves are controlled by electrical signals that are sent from an electrical control system on the ground surface.

Ulike typer ankere som utvider seg radialt, er blitt benyttet ved nedihullstraktorer, slik som stive friksjonsblokker, fleksible stenger og inngrepsblærer. Noen fordeler med blærene er at de kan utvides mer radialt og således kan operere innenfor visse hulrom i jorden. Blærene kan også føye seg etter forskjellige geometrier hos borehullsveggen. En kjent blæreutforming omfatter en kombinasjon av fiber og gummi. Tidligere utforminger benyttet nylonfibrer og nitrilbutadiengummi (NBR). Levetiden inntil materialtretthet for dagens blæreutforminger er slik at blærene kan oppnå så mye som 7.400 oppblåsningssykluser. Various types of radially expanding anchors have been used in downhole tractors, such as rigid friction blocks, flexible rods and engagement bladders. Some advantages of the bladders are that they can be expanded more radially and thus can operate within certain cavities in the earth. The bladders can also conform to different geometries of the borehole wall. A known bladder design comprises a combination of fiber and rubber. Previous designs used nylon fibers and nitrile butadiene rubber (NBR). The lifetime to material fatigue of current bladder designs is such that the bladders can achieve as much as 7,400 inflation cycles.

Ett problem med blærer er at de ikke motstår dreiemoment i traktorlegemet. Når borekronen roterer inn i formasjonen, overfører jorden et reaktivt dreiemoment på kronen, hvilket overføres proksimalt gjennom traktorlegemet. Når en inngreps-blære blåses opp for å gripe borehullsveggen, er den føyelige blære tilbøyelig til å tillate traktorlegemet å vri seg i noen grad på grunn av dreiemomentet i denne. Slik rotasjon kan forvirre verktøyretningssensorene, hvilket krever en anslagsvis beregning av slik motsatt vridning i algoritmen for styring av boreretning. One problem with blisters is that they do not resist torque in the tractor body. As the drill bit rotates into the formation, the earth transfers a reactive torque to the bit, which is transmitted proximally through the tractor body. When an engagement bladder is inflated to engage the borehole wall, the compliant bladder tends to allow the tractor body to twist to some extent due to the torque therein. Such rotation can confuse the tool direction sensors, which requires an approximate calculation of such opposite twist in the algorithm for controlling the drilling direction.

Traktorer ifølge kjent teknikk har benyttet ankere som tillater i det minste noen grad av rotering av traktorlegemet, når ankeret er i inngrep med en underjordisk borehullsvegg. En ulempe med denne utforming er at den får borestrengen til å ta opp reaksjonsdreiemoment fra formasjonen. Under boring ut-øver borekronen et boredreiemoment på formasjonen. Samtidig utøver formasjonen et likeverdig og motsatt dreiemoment på traktorlegemet. Dette dreiemoment opptas delvis av borestrengen siden utformingen tillater rotering av traktorlegemet når ankeret er aktivert. Dette får borestrengen til å vri seg. Hvis alle ankerene trekkes tilbake, hvilket kan skje når verktøyet skal hentes ut, er borestrengen tilbøyelig til å sno seg tilbake igjen, hvilket kan føre til ujevn fremflyt-ting når den beveger seg. Tractors according to the prior art have used anchors that allow at least some degree of rotation of the tractor body when the anchor is engaged with an underground borehole wall. A disadvantage of this design is that it causes the drill string to absorb reaction torque from the formation. During drilling, the drill bit exerts a drilling torque on the formation. At the same time, the formation exerts an equal and opposite torque on the tractor body. This torque is partly taken up by the drill string since the design allows rotation of the tractor body when the anchor is activated. This causes the drill string to twist. If all the anchors are pulled back, which can happen when the tool is to be retrieved, the drill string is prone to twisting back again, which can cause uneven progress as it moves.

Det er således et behov for en traktor for nedihullsboring, hvilken overvinner de ovennevnte begrensninger ved kjent teknikk. There is thus a need for a tractor for downhole drilling, which overcomes the above-mentioned limitations of prior art.

Formålet med oppfinnelsen Purpose of the invention

Et prinsipielt formål med den herværende oppfinnelse er å overvinne noen eller alle av disse begrensninger ved den kjente teknikk og derved tilveiebringe en forbedret traktor for nedihullsboring. A principal purpose of the present invention is to overcome some or all of these limitations of the known technique and thereby provide an improved tractor for downhole drilling.

Hvordan formålet oppnås How the purpose is achieved

Oppfinnelsen formål oppnås ved trekk sin angitt i følgende beskrivelse og i etterfølgende krav. The object of the invention is achieved by its features indicated in the following description and in subsequent claims.

Traktorens strukturelle oppbygning, hvilken tillater den å virke under de vanskelige forhold og den begrensede plass inne i borehullet i en oljebrønn, er et viktig aspekt ved oppfinnelsen. Et viktig aspekt ved oppfinnelsen er den strukturelle oppbygning som tillater traktoren å passe i en kappe som ikke er mer enn 21,6 cm i diameter og fortrinnsvis ikke mer enn 7,3 cm. Denne relativt lille diameter tillater traktoren å virke med standard oljebrønnsutstyr som er utformet for borehull på 7,3-21,6 cm i diameter. Et annet viktig aspekt ved den herværende oppfinnelse er den strukturelle oppbygning som tillater traktoren å foreta relativt skarpe av-bøyninger. Nærmere bestemt har traktoren ønskelig en lengde på ikke mer enn 46 m, mer ønskelig ikke mer enn 30 m, mer ønskelig ikke mer enn 23 m, mer ønskelig ikke mer enn 15 m og enda mer ønskelig ikke mer enn 12 m. Fortrinnvis er traktorens lengde omtrent 9,7 m. Traktoren kan fordelaktig bøye av minst 60° pr. 30 m forflytting. Enda et annet viktig aspekt ved oppfinnelsen er en struktur som tillater traktoren å virke ved nedihullstrykk på inntil 1.103 bar og fortrinnsvis 345-689 bar og nedihullstemperaturer på inntil 149 °C og fortrinnsvis 93-121 °C. Fortrinnsvis kan traktoren virke ved en trykkdifferanse i området 14-172 bar, og nærmere bestemt i området 34-110 bar (trykkdifferansen mellom mellom EST-ens innside og utside, således over den innvendige strømningska-nal og ringrommet som omgir traktoren). The structural construction of the tractor, which allows it to operate under the difficult conditions and the limited space inside the borehole in an oil well, is an important aspect of the invention. An important aspect of the invention is the structural construction which allows the tractor to fit into a casing no more than 21.6 cm in diameter and preferably no more than 7.3 cm. This relatively small diameter allows the tractor to work with standard oil well equipment designed for boreholes of 7.3-21.6 cm in diameter. Another important aspect of the present invention is the structural construction which allows the tractor to make relatively sharp deflections. More specifically, the tractor desirably has a length of no more than 46 m, more desirably no more than 30 m, more desirably no more than 23 m, more desirably no more than 15 m and even more desirably no more than 12 m. Preferably, the tractor's length approximately 9.7 m. The tractor can advantageously bend at least 60° per 30 m movement. Yet another important aspect of the invention is a structure that allows the tractor to operate at downhole pressures of up to 1,103 bar and preferably 345-689 bar and downhole temperatures of up to 149 °C and preferably 93-121 °C. Preferably, the tractor can operate at a pressure difference in the range of 14-172 bar, and more specifically in the range of 34-110 bar (the pressure difference between the EST's inside and outside, thus across the internal flow channel and the annulus that surrounds the tractor).

Én begrensning ved traktorer ifølge kjent teknikk som har ventiler, hvis stillinger styrer fluidstrømning som tilveiebringer støt i traktorlegemet, er at slike ventiler er til-bøyelige til å virke kun i ytterstillinger. Disse ventiler kan karakteriseres som at de har tydelige stillinger hvor ventilen er enten på eller av, åpen eller stengt, osv. Som et resultat unnlater disse ventiler å sørge for finjustert styring over traktoren stilling, fart, støt og retning. One limitation of prior art tractors which have valves, the positions of which control fluid flow which provides impact in the tractor body, is that such valves tend to operate only in extreme positions. These valves can be characterized as having distinct positions where the valve is either on or off, open or closed, etc. As a result, these valves fail to provide fine-tuned control over tractor position, speed, impact and direction.

Felles for samtlige av de foreliggende brønntraktorutførelser er at brønntraktoren omfatter: (1) et traktorlegeme; (2) et støtmottakende parti tilknyttet et fremdriftssystem; og (3) et ventilsystem for å styre brønntraktorens bevegelse. Common to all of the present well tractor designs is that the well tractor comprises: (1) a tractor body; (2) a shock receiving portion associated with a propulsion system; and (3) a valve system to control the movement of the well tractor.

I et annet tilfelle tilveiebringer den herværende oppfinnelse en traktor som skal bevege seg inne i et borehull, og som er i stand til å reagere usedvanlig hurtig på variasjoner i belastning utøvd på traktoren av borehullet eller av eksternt utstyr, slik som en bunnhullsenhet eller borestreng. Traktoren omfatter: et traktorlegeme som er dimensjonert og fasongformet for å bevege seg inne i et borehull; en ventil på traktorlegemet; en motor på traktorlegemet; og en kopling.Ventilen er plassert langs en strømningsbane mellom en fluid kilde og et støtmottakende parti av legemet. Ventilen omfatter en fluidport og en strømningsbegrenser. Strømningsbegren-seren har: en første posisjon hvori begrenseren fullstendig blokkerer for fluidstrømning gjennom fluidporten; et område med andre posisjoner hvori begrenseren tillater et første fluidstrømningsnivå gjennom fluidporten; og en tredje posisjon hvori begrenseren tillater et andre fluidstrømningsnivå gjennom fluidporten. Det andre fluidstrømningsnivå er høyere enn det første fluidstrømningsnivå. Koplingen forbinder motoren og strømningsbegrenseren, slik at bevegelse av motoren får begrenseren til å bevege seg mellom den første posisjon, området med andre posisjoner og den tredje posisjon. Motoren er innrettet til å kunne bevege begrenseren slik at det net-tostøt som opptas av det støtmottakende parti, kan forandres med 444 newton innen 0,5 sekunder. In another instance, the present invention provides a tractor to move within a borehole, and which is capable of reacting exceptionally quickly to variations in load exerted on the tractor by the borehole or by external equipment, such as a downhole unit or drill string. The tractor comprises: a tractor body which is sized and shaped to move within a borehole; a valve on the tractor body; an engine on the tractor body; and a coupling. The valve is located along a flow path between a fluid source and a shock-receiving portion of the body. The valve comprises a fluid port and a flow restrictor. The flow restrictor has: a first position in which the restrictor completely blocks fluid flow through the fluid port; a range of other positions in which the restrictor allows a first fluid flow level through the fluid port; and a third position in which the restrictor allows a second fluid flow level through the fluid port. The second fluid flow level is higher than the first fluid flow level. The coupling connects the motor and the flow restrictor so that movement of the motor causes the restrictor to move between the first position, the range of second positions and the third position. The motor is designed to be able to move the limiter so that the net two-shock absorbed by the shock-receiving part can be changed by 444 newtons within 0.5 seconds.

Ett mål for den herværende oppfinnelse er å tilveiebringe en nedihullstraktor som tilveiebringer et usedvanlig nivå av styring over traktorens stilling, fart, støt og retningsendring inne i et borehull, sammenlignet med traktorer ifølge kjent teknikk. Følgelig tilveiebringer den herværende oppfinnelse i ett tilfelle en traktor som skal bevege seg inne i et borehull. Traktoren omfatter: et traktorlegeme som har flere støtmottakende partier; minst én ventil på traktorlegemet plassert langs minst én av flere fluidstrømningsbaner mellom en fluidkilde og "de støtmottakende partier; en elektronisk styrbar motor som er koplet til ventilen for å lede fluid til minst ett av de støtmottakende partier; og flere gripere. I lengderetningen står hver av de flere gripere i bevegelig inngrep med legemet. Hver av de flere gripere har en aktivert stilling hvori griperen begrenser sin bevegelse i forhold til en indre flate i borehullet, og en tilbaketrukket stilling hvori griperen tillater i det vesentlige fri relativ bevegelse av griperen i forhold til den indre flate. De flere gripere, de flere støtmottakende partier og den minst ene ventil er utformet slik at traktoren er selvdrevet ved en vedvarende hastighet som er mindre enn 15 m pr. time, og ved en vedvarende hastighet som er større enn 30 m pr. time. One object of the present invention is to provide a downhole tractor that provides an exceptional level of control over the tractor's position, speed, shock and direction change inside a borehole, compared to prior art tractors. Accordingly, the present invention provides in one case a tractor to move inside a borehole. The tractor comprises: a tractor body which has several impact-receiving parts; at least one valve on the tractor body positioned along at least one of a plurality of fluid flow paths between a fluid source and "the impact receiving portions; an electronically controllable motor coupled to the valve for directing fluid to at least one of the impact receiving portions; and a plurality of grippers. In the longitudinal direction, each of the plurality of grippers in movable engagement with the body Each of the plurality of grippers has an activated position in which the gripper restricts its movement relative to an inner surface of the borehole, and a retracted position in which the gripper permits substantially free relative movement of the gripper relative to to the inner surface The plurality of grippers, the plurality of shock receiving portions and the at least one valve are designed so that the tractor is self-propelled at a sustained speed of less than 15 m per hour and at a sustained speed of greater than 30 m per hour.

I andre utførelser er traktoren selvdrevet ved at dens flere støtmottakende partier og den minst ene ventil er utformet for å tillate traktoren å bevege seg ved en vedvarende hastighet som er mindre 9 m pr. time, og ved en vedvarende hastighet som er større enn 30 m pr. time; henholdsvis mindre enn 3 m pr. time og større enn 30 m pr. time; henholdsvis mindre enn 1,5 m pr. time og større enn 30 m pr. time; henholdsvis mindre enn 15 m pr. time og større enn 76 m pr. time; og henholdsvis mindre enn 15 m pr. time og større enn 152 m pr. time. I en annen utførelse er traktoren innrettet til å virke ved en trykkdifferanse i området 14-172 bar mellom fluidkilden og de støtmottakende partier. I en annen utførelse er traktoren innrettet til å virke ved en trykkdifferanse i området 34-110 bar mellom fluidkilden og de støt-mottakende partier. I en annen utførelse kan traktoren være innrettet til å kunne endre den hastighet som den selv driver seg frem med, uten endring i trykkdifferanse mellom fluidkilden og de støtmottakende partier. I ulike utførelser har traktoren en lengde som fortrinnsvis er mindre enn 46 m, mer fortrinnsvis mindre enn 30 m, enda mer fortrinnsvis mindre enn 23 m, enda mer fortrinnsvis mindre enn 15 m og mest fortrinnsvis mindre enn 12 m. I ulike utførelser har traktoren en maksimumsdiameter som fortrinnsvis er mindre enn 20,3 cm, mer fortrinnsvis mindre enn 15,2 m, og enda mer fortrinnsvis mindre enn 10,2 cm. In other embodiments, the tractor is self-propelled in that its plurality of shock-receiving portions and the at least one valve are designed to allow the tractor to move at a sustained speed of less than 9 m/s. hour, and at a sustained speed greater than 30 m per hour. hour; respectively less than 3 m per hour and greater than 30 m per hour; respectively less than 1.5 m per hour and greater than 30 m per hour; respectively less than 15 m per hour and greater than 76 m per hour; and respectively less than 15 m per hour and greater than 152 m per hour. In another embodiment, the tractor is designed to operate at a pressure difference in the range of 14-172 bar between the fluid source and the shock-receiving parts. In another embodiment, the tractor is designed to operate at a pressure difference in the range of 34-110 bar between the fluid source and the shock-receiving parts. In another embodiment, the tractor can be arranged to be able to change the speed with which it propels itself forward, without a change in the pressure difference between the fluid source and the shock-receiving parts. In various embodiments, the tractor has a length that is preferably less than 46 m, more preferably less than 30 m, even more preferably less than 23 m, even more preferably less than 15 m and most preferably less than 12 m. In various embodiments, the tractor has a maximum diameter that is preferably less than 20.3 cm, more preferably less than 15.2 m, and even more preferably less than 10.2 cm.

I et annet tilfelle tilveiebringer den herværende oppfinnelse en traktor som omfatter: et traktorlegeme som er dimensjonert og fasongformet for å bevege seg inne i et borehull; og en ventil på traktorlegemet. Ventilen er plassert langs en fluidstrømningsbane mellom en fluidkilde og et støtmottakende parti av traktorlegemet, slik som et rørformet stempel. Det støtmottakende parti er dimensjonert og utformet for å motta hydrauliske støt fra fluidkilden. In another instance, the present invention provides a tractor comprising: a tractor body sized and shaped to move within a borehole; and a valve on the tractor body. The valve is located along a fluid flow path between a fluid source and a shock receiving portion of the tractor body, such as a tubular piston. The shock-receiving part is sized and designed to receive hydraulic shocks from the fluid source.

Oppbygningen av ventilen gjør det lettere å ha forbedret styring over de tidligere nevnte egenskaper. Særlig tillater ventilen nøyaktig styring over fluidets strømningsrate langs strømningsbanen til det støtmottakende parti. The construction of the valve makes it easier to have improved control over the previously mentioned properties. In particular, the valve allows precise control over the flow rate of the fluid along the flow path of the shock-receiving part.

I én utførelse kan ventilen omfatte en fluidport og et strøm-ningsbegrensende legeme. Nevnte fluidstrømningsbane passerer gjennom fluidporten. Det strømningsbegrensende legeme har én eller flere utsparinger på kanter av det strømningsbegrens-ende legeme. In one embodiment, the valve may comprise a fluid port and a flow-limiting body. Said fluid flow path passes through the fluid port. The flow-limiting body has one or more recesses on the edges of the flow-limiting body.

Det strømningsbegrensende legeme har første, andre og tredje posisjonsområder. Innenfor det første posisjonsområde blokkerer det strømningsbegrensende legeme fullstendig for fluidstrømning gjennom fluidporten. Innenfor det andre posisjonsområde tillater det strømningsbegrensende legeme fluidstrømning gjennom fluidporten kun gjennom utsparingene. Innenfor det tredje posisjonsområde tillater det strømnings-begrensende legeme fluidstrømning gjennom fluidporten i det minste delvis utenfor utsparingene. På fordelaktig vis kan strømningsraten for fluid som strømmer langs fluidstrømnings-banen, styres ved å styre det strømningsbegrensende legemes posisjon innenfor de første, andre og tredje posisjonsområder. The flow restricting body has first, second and third position areas. Within the first position range, the flow restricting body completely blocks fluid flow through the fluid port. Within the second position range, the flow restricting body allows fluid flow through the fluid port only through the recesses. Within the third position range, the flow-limiting body allows fluid flow through the fluid port at least partially outside the recesses. Advantageously, the flow rate of fluid flowing along the fluid flow path can be controlled by controlling the position of the flow limiting body within the first, second and third position areas.

Denne traktorutførelse kan også omfatte en motor på traktorlegemet, og en kopling som forbinder motoren og det strøm-ningsbegrensende legeme. Drift av motoren får derved det strømningsbegrensende legeme til å bevege seg innenfor de første, andre og tredje posisjonsområder. Motoren kan også være innrettet til å kunne bevege det strømningsbegrensende legeme tilstrekkelig hurtig til å forandre det nettostøt som opptas av det støtmottakende parti, med 444 newton innen 0,1-2 sekunder. This tractor design can also include an engine on the tractor body, and a coupling that connects the engine and the flow-limiting body. Operation of the motor thereby causes the flow limiting body to move within the first, second and third position areas. The motor may also be arranged to move the flow restricting body sufficiently fast to change the net shock absorbed by the shock receiving portion by 444 newtons within 0.1-2 seconds.

I en annen utførelse kan nevnte ventil omfatte et ventillegeme og en langstrakt ventilsleide. Ventillegemet har en langstrakt sleidepassasje som avgrenser en sleideakse, og i det minste en første fluidport som står i forbindelse med sleide passasjen. Fluidstrømningsbanen passerer gjennom sleidepassasjen og gjennom i det minste den første fluidport. Ventilsleiden er opptatt inne i sleidepassasjen og er bevegelig langs sleideaksen. Sleiden har et strømningsbegrensende segment som avgrenser et første kammer inne i sleidepassasjen ved en første ende av det strømningsbegrensende segment, og som avgrenser et andre kammer inne i sleidepassasjen ved en andre ende av det strømningsbegrensende segment. Det strøm-ningsbegrensende segment har en ytre radial flate som er utformet for å gli langs innervegger i sleidepassasjen for derved å fluidavtette det første kammer overfor det andre kammer. Det strømningsbegrensende segment har også én eller flere utsparinger på den ene av sine første og andre ender og på sin ytre radiale flate. In another embodiment, said valve can comprise a valve body and an elongated valve slide. The valve body has an elongated slide passage which defines a slide axis, and at least one first fluid port which is in communication with the slide passage. The fluid flow path passes through the slide passage and through at least the first fluid port. The valve slide is engaged inside the slide passage and is movable along the slide axis. The slide has a flow-limiting segment which defines a first chamber inside the slide passage at a first end of the flow-limiting segment, and which defines a second chamber inside the slide passage at a second end of the flow-limiting segment. The flow-limiting segment has an outer radial surface which is designed to slide along inner walls in the slide passage in order to thereby fluid-seal the first chamber against the second chamber. The flow restricting segment also has one or more recesses on one of its first and second ends and on its outer radial surface.

Sleiden har første, andre og tredje posisjonsområder. Innenfor det første posisjonsområde blokkerer sleidens strømnings-begrensende segment fullstendig for fluidstrømning gjennom den første fluidport. Innenfor det andre posisjonsområde tillater det strømningsbegrensende segment fluidstrømning gjennom den første fluidport kun gjennom utsparingene. Innenfor det tredje posisjonsområde tillater det strømningsbegrensende segment fluidstrømning gjennom den første fluidport i det minste delvis utenfor utsparingene. På fordelaktig vis kan strømningsraten for fluid som strømmer langs fluidstrømnings-banen, styres ved å styre ventilsleidens posisjon styres innenfor de første, andre og tredje posisjonsområder. The slide has first, second and third position areas. Within the first position range, the slide's flow-limiting segment completely blocks fluid flow through the first fluid port. Within the second position range, the flow limiting segment allows fluid flow through the first fluid port only through the recesses. Within the third position area, the flow limiting segment allows fluid flow through the first fluid port at least partially outside the recesses. Advantageously, the flow rate of fluid flowing along the fluid flow path can be controlled by controlling the position of the valve slide within the first, second and third position ranges.

Nevnte utsparinger kan være generelt pyramideformede. Et samlet tverrsnittsareal av utsparingene kan være avgrenset gjennom et tverrplans kryssing med utsparingene, idet tverrplanet er generelt perpendikulært på sleideaksen. Utsparingenes tverrsnittsareal kan ha en maksimumsverdi ved en ende av det strømningsbegrensende segment. Utsparingenes tverrsnittsareal kan avta til null etter hvert som utsparingene strekker seg mot et midtpunkt i lengderetningen av det strømningsbegren-sende segment. Said recesses may be generally pyramidal. A total cross-sectional area of the recesses can be delimited through the intersection of a transverse plane with the recesses, the transverse plane being generally perpendicular to the slide axis. The cross-sectional area of the recesses can have a maximum value at one end of the flow-limiting segment. The cross-sectional area of the recesses can decrease to zero as the recesses extend towards a midpoint in the longitudinal direction of the flow-limiting segment.

Traktorlegemet kan også være forsynt med logiske komponenter som kan styre ventilsleidens posisjon. De logiske komponenter kan være innrettet til å overføre kommandosignåler til en motor som styrer ventilsleidens posisjon. De logiske komponenter kan også være innrettet til å motta og behandle trykksignaler fra trykksensorer på traktorlegemet. Ett av disse trykksignaler kan utgjøres av trykket i fluid som strømmer langs fluidstrømningsbanen fra ventilen til det støtmottak-ende parti. The tractor body can also be fitted with logic components that can control the position of the valve slide. The logic components may be arranged to transmit command signals to a motor which controls the position of the valve slide. The logical components can also be arranged to receive and process pressure signals from pressure sensors on the tractor body. One of these pressure signals can be made up of the pressure in fluid that flows along the fluid flow path from the valve to the impact-receiving part.

Videre kan traktoren omfatte en traverseringsmekanisme som er innrettet til å omdanne rotasjon av en utgående aksel fra nevnte motor, til forflytting av ventilsleiden generelt langs sleideaksen, hvor de logiske komponenter er innrettet til å motta og behandle signaler fra en motorutgangssensor som måler den utgående aksels rotasjon. En slik motorutgangssensor kan omfatte et rotasjonsakselerometer og/eller et potensiometer. Furthermore, the tractor may comprise a traversing mechanism which is adapted to convert rotation of an output shaft from said engine, to movement of the valve slide generally along the slide axis, where the logic components are adapted to receive and process signals from an engine output sensor which measures the rotation of the output shaft . Such a motor output sensor may comprise a rotational accelerometer and/or a potentiometer.

Nevnte traverseringsmekanisme kan omfatte: en gjenget ledeskrue som er koplet til den utgående aksel; et ledeskruehus som omslutter ledeskruen, hvor ledeskruehuset har en langstrakt spalte som generelt er parallell med ledeskruen; en ledeskruemutter som er i gjenget inngrep med ledeskruen, hvor ledeskruemutteren har en kile som står i inngrep med spalten i ledeskruehuset; og en stamme som har en første ende som er koplet til ledeskruemutteren, og en andre ende som er koplet til ventilsleiden. Rotasjon av ledeskruen får ledeskruemutteren til å rotere i forhold til ledeskruen og bevege seg langs denne på grunn av kilens inngrep i spalten. Said traversing mechanism may comprise: a threaded lead screw coupled to the output shaft; a lead screw housing enclosing the lead screw, the lead screw housing having an elongate slot generally parallel to the lead screw; a lead screw nut that is in threaded engagement with the lead screw, the lead screw nut having a key that engages with the slot in the lead screw housing; and a stem having a first end connected to the lead screw nut and a second end connected to the valve slide. Rotation of the lead screw causes the lead screw nut to rotate relative to the lead screw and move along it due to the engagement of the wedge in the slot.

I en annen utførelse styrer ventilen strømningsratene for fluid til flere forskjellige flater på det støtmottakende parti, og ventilen styrer derved nettostøtet på traktorlegemet. I enda en annen utførelse har traktorlegemet et andre støtmottakende parti. En andre ventil styrer strømningsraten for fluid som strømmer til det andre støtmottakende parti. In another embodiment, the valve controls the flow rates of fluid to several different surfaces on the impact-receiving part, and the valve thereby controls the net impact on the tractor body. In yet another embodiment, the tractor body has a second impact-receiving part. A second valve controls the flow rate of fluid flowing to the second impact receiving portion.

I en annen utførelse omfatter traktoren: et traktorlegeme, en sleideventil; en motor; en kopling; og en griper. Traktorlegemet har et støtmottakende parti som har en første flate og en andre, motsatt flate. Den første flate kan være en bakre flate, og den andre flate kan være en fremre flate. Sleide-ventilen omfatter et ventillegeme og en langstrakt sleide. Ventillegemet har en sleidepassasje som avgrenser en sleideakse, samt fluidporter som står i forbindelse med sleidepassasjen . In another embodiment, the tractor comprises: a tractor body, a slide valve; an engine; a coupling; and a gripper. The tractor body has a shock-receiving portion which has a first surface and a second, opposite surface. The first surface may be a rear surface, and the second surface may be a front surface. The slide valve comprises a valve body and an elongated slide. The valve body has a slide passage that delimits a slide axis, as well as fluid ports that are connected to the slide passage.

Når sleiden er tatt opp i sleidepassasjen, er sleiden bevegelig langs sleideaksen for å styre strømningsrater langs fluidstrømningsbaner gjennom fluidportene og sleidepassasjen. Sleiden har et første posisjonsområde innenfor hvilket ventilen tillater fluidstrømning fra en fluidkilde til den første flate av det støtmottakende parti og blokkerer for fluid-strømning til den andre flate. Strømningsraten for fluid-strømningen til den første flate varierer avhengig av sleidens posisjon innenfor det første posisjonsområde. Fluid-strømningen til den første flate avgir et støt på legemet for å drive legemet i en første retning i borehullet. Hvor kraftig støtet i den første retning er, avhenger av fluidstrøm-ningens strømningsrate (med tilhørende trykk) til den første flate. Sleiden har også et andre posisjonsområde innenfor hvilket ventilen tillater fluidstrømning fra fluidkilden til den andre flate av det støtmottakende parti og blokkerer for fluidstrømning til den første flate. Strømningsraten for flu-idstrømningen til den andre flate varierer avhengig av sleidens posisjon innenfor det andre posisjonsområde. Fluid-strømningen til den andre flate avgir støt på legemet for å drive legemet i en andre retning i borehullet. Den første retning kan være nedover i hullet, og den andre retning kan være oppover i hullet. Hvor kraftig støtet i den andre retning er, avhenger av fluidstrømningens strømningsrate til den andre flate. When the slide is received in the slide passage, the slide is movable along the slide axis to control flow rates along fluid flow paths through the fluid ports and slide passage. The slide has a first position range within which the valve allows fluid flow from a fluid source to the first surface of the impact receiving portion and blocks fluid flow to the second surface. The flow rate of the fluid flow to the first surface varies depending on the position of the slide within the first position range. The fluid flow to the first surface imparts a shock to the body to propel the body in a first direction in the borehole. How strong the impact in the first direction is depends on the flow rate of the fluid flow (with associated pressure) to the first surface. The slide also has a second position range within which the valve allows fluid flow from the fluid source to the second surface of the impact receiving portion and blocks fluid flow to the first surface. The flow rate of the fluid flow to the second surface varies depending on the position of the slide within the second position range. The fluid flow to the second surface shocks the body to propel the body in a second direction in the borehole. The first direction can be down the hole, and the second direction can be up the hole. How strong the shock in the other direction is depends on the flow rate of the fluid stream to the other surface.

Motoren er inne i traktorlegemet. Koplingen forbinder motoren og sleiden, slik at drift av motoren får sleiden til å bevege seg langs sleideaksen. er I lengderetningen står griperen i bevegelig inngrep med traktorlegemet. Griperen har en aktivert stilling hvori griperen begrenser sin bevegelse i forhold til en indre flate i borehullet, og en tilbaketrukket stilling hvori griperen tillater i det vesentlige fri relativ bevegelse av griperen i forhold til den indre flate. Motoren kan fordelaktig være innrettet til å kunne bevege sleiden langs sleideaksen tilstrekkelig hurtig til å forandre det nettostøt som opptas av det støtmottakende part, med 444 newton innen 2 sekunder, og fortrinnsvis innen 0,1-0,2 sekunder. The engine is inside the tractor body. The coupling connects the motor and the slide, so that operation of the motor causes the slide to move along the slide axis. is In the longitudinal direction, the gripper is in movable engagement with the tractor body. The gripper has an activated position in which the gripper limits its movement in relation to an inner surface in the borehole, and a retracted position in which the gripper allows substantially free relative movement of the gripper in relation to the inner surface. The motor can advantageously be arranged to be able to move the slide along the slide axis sufficiently quickly to change the net shock absorbed by the shock-receiving part, by 444 newtons within 2 seconds, and preferably within 0.1-0.2 seconds.

I én utførelse omfatter traktoren videre én eller flere sensorer og en elektronisk logisk komponent på traktorlegemet. Sensorene er utformet for å generere elektriske tilbakemeldingssignaler som angir én eller flere av: fluidtrykk i traktoren; traktorlegemets posisjon i forhold til griperen; langsgående belastning utøvd på traktorlegemet av utstyr utenfor traktoren eller av borehullets innervegger; og rotasjonsposisjon til en utgående aksel fra motoren. Den utgående aksel styrer sleidens posisjon langs sleideaksen. Den logiske komponent er utformet for å motta og behandle de elektriske tilbakemeldingssignaler og for å overføre elektriske kommandosignaler til motoren. Motoren er innrettet til å kunne styres av de elektriske kommandosignaler. Kommandosignalene styrer sleidens posisjon. In one embodiment, the tractor further comprises one or more sensors and an electronic logic component on the tractor body. The sensors are designed to generate electrical feedback signals indicating one or more of: fluid pressure in the tractor; the position of the tractor body in relation to the gripper; longitudinal load exerted on the tractor body by equipment outside the tractor or by the inner walls of the borehole; and rotational position of an output shaft from the motor. The output shaft controls the slide's position along the slide axis. The logic component is designed to receive and process the electrical feedback signals and to transmit electrical command signals to the motor. The motor is designed to be controlled by the electrical command signals. The command signals control the slide's position.

Nevnte sensorer kan innbefatte en første trykksensor som er utformet for å måle fluidtrykk på den bakre flate av det støtmottakende parti av traktorlegemet, og en andre trykksensor som er utformet for å måle fluidtrykk på den fremre flate av det støtmottakende parti. Sensorene kan også innbefatte et rotasjonsakselerometer som er utformet for å måle den utgående aksels vinkelhastighet, og/eller sensorene kan innbefatte et potensiometer som er utformet for å måle den utgående aksels rotasjonsposisjon. Said sensors may include a first pressure sensor which is designed to measure fluid pressure on the rear surface of the shock-receiving part of the tractor body, and a second pressure sensor which is designed to measure fluid pressure on the front surface of the shock-receiving part. The sensors may also include a rotational accelerometer designed to measure the angular velocity of the output shaft, and/or the sensors may include a potentiometer designed to measure the rotational position of the output shaft.

I et annet tilfelle tilveiebringer den herværende oppfinnelse en traktor som har en ventil hvis posisjon styrer traktorlegemets posisjon, hastighet og støt, og hvor fluidtrykkmot-standen mot ventilbevegelse er minimert. Følgelig omfatter traktoren: et legeme; en ventil; en motor; en kopling; og et trykkompenseringsstempel, alle inne i legemet. Ventilen er plassert langs en fluidstrømningsbane fra en kilde for et første fluid til et støtmottakende parti av legemet. Ventilen kan beveges generelt langs ventilaksen. Ventilen har en første posisjon hvori ventilen fullstendig blokkerer for fluidstrømning langs fluidstrømningsbanen, og en andre posisjon hvori ventilen tillater fluidstrømning langs fluidstrøm-ningsbanen. Koplingen forbinder motoren og ventilen, slik at drift av motoren får ventilen til å bevege seg langs ventilaksen. Trykkompenseringsstemplet blir på en første side utsatt for det første fluid og på en andre side for et andre fluid. Det første og det andre fluid er atskilt fra hverandre. Det første fluid kan omfatte boreslam, og det andre fluid kan omfatte olje. Kompenseringsstemplet er utformet for å bevege seg som reaksjon på trykkrefter fra det første og det andre fluid for derved effektivt å utligne trykket i de første og andre fluider. Ventilen er utsatt for det første fluid, og motoren er utsatt for det andre fluid.Kompenser-ingsstemplet virker fordelaktig for å minimere den netto-fluidtrykkraft som virker på ventilen langs ventilaksen, og derved for å minimere motstanden mot ventilbevegelse og tillate forbedret styring over traktorens posisjon, hastighet, støt og retningsendring. In another case, the present invention provides a tractor which has a valve whose position controls the position, speed and thrust of the tractor body, and where fluid pressure resistance to valve movement is minimized. Accordingly, the tractor comprises: a body; a valve; an engine; a coupling; and a pressure compensation piston, all inside the body. The valve is located along a fluid flow path from a source of a first fluid to a shock receiving portion of the body. The valve can generally be moved along the valve axis. The valve has a first position in which the valve completely blocks fluid flow along the fluid flow path, and a second position in which the valve allows fluid flow along the fluid flow path. The coupling connects the motor and the valve, so that operation of the motor causes the valve to move along the valve axis. The pressure compensating piston is exposed on a first side to the first fluid and on a second side to a second fluid. The first and the second fluid are separated from each other. The first fluid may comprise drilling mud, and the second fluid may comprise oil. The compensating piston is designed to move in response to pressure forces from the first and second fluids to thereby effectively equalize the pressure in the first and second fluids. The valve is exposed to the first fluid, and the engine is exposed to the second fluid. The compensating piston acts advantageously to minimize the net fluid pressure force acting on the valve along the valve axis, thereby minimizing resistance to valve movement and allowing improved control over the tractor's position, speed, impact and change of direction.

Siden traktoren er elektrisk og bevegelsen styres elektrisk, tillater den herværende oppfinnelse bruk av flere traktorer koplet i serie og samtidig sekvensering eller ikke-samtidig sekvensering av traktorenes gripere, eksempelvis paknings-føtter, for ulike funksjoner. Med andre ord kan hvilket som helst antall av traktorene operere samtidig som en gruppe. Noen traktorer kan også være deaktivert mens andre er i virksomhet. I ett eksempel kan én traktor benyttes til vanlig boring med lav hastigheter (0,08-229 m pr. time) og en andre traktor i borestrengen kan være utformet for høye hastigheter (229-1.524 m pr. time) for raskere fremføring i borehullet. I et annet eksempel kan to eller flere traktorer benyttes med lignende ytelseskarakteristika. Denne type enhet ville være nyttig for anvendelser hvor lange og tunge enheter skal trekkes inn i lange eller dype borehuller. Et annet eksempel er bruken av to eller flere traktorer som utfører forskjellige funksjoner. Denne type enhet kan ha én traktor satt opp for fresing og en andre traktor for boring etter at fresejobben er fullført, hvorved det kreves færre turer til jordoverflaten. Hvilken som helst kombinasjon av forskjellige eller lignende typer traktorer er mulig. Since the tractor is electric and the movement is controlled electrically, the present invention allows the use of several tractors connected in series and simultaneous sequencing or non-simultaneous sequencing of the tractors' grippers, for example packing feet, for different functions. In other words, any number of tractors can operate simultaneously as a group. Some tractors may also be disabled while others are in operation. In one example, one tractor can be used for normal drilling at low speeds (0.08-229 m per hour) and a second tractor in the drill string can be designed for high speeds (229-1,524 m per hour) for faster progress in the borehole . In another example, two or more tractors can be used with similar performance characteristics. This type of device would be useful for applications where long and heavy devices need to be pulled into long or deep boreholes. Another example is the use of two or more tractors that perform different functions. This type of unit can have one tractor set up for milling and a second tractor for drilling after the milling job is completed, thereby requiring fewer trips to the ground surface. Any combination of different or similar types of tractors is possible.

I en annen utformingsvariant kan traktoren være utformet av billigere materialer slik som stål, hvilket fører til nedsatt yteevne for traktoren. En slik rimelig traktor kan benyttes til spesielle anvendelser slik som å trekke spesialapparat for oljeproduksjon inn i borehullet og deretter etterlate dette i hullet. Indre fåringsrør med sandfilterglidehylse kan installeres på denne måte. In another design variant, the tractor can be made of cheaper materials such as steel, which leads to reduced performance for the tractor. Such an affordable tractor can be used for special applications such as pulling special equipment for oil production into the borehole and then leaving it in the hole. Inner groove pipe with sand filter sliding sleeve can be installed in this way.

Et annet mål for den herværende oppfinnelse er å tilveiebringe en nedihullstraktor for boring eller bevegelse inne i et borehull, hvilken er i stand til å bøye av med bemerkel-sesverdig store vinkler mens de trekker eller skyver en stor last og/eller mens de minimerer vridning av traktorlegemet. I et annet tilfelle tilveiebringer følgelig den herværende oppfinnelse en traktor for bevegelse inne i et borehull. Traktoren omfatter: et langstrakt legeme; en griper; og et fremdriftssystem på legemet. Legemet er utformet for å skyve eller trekke utstyr inne i borehullet, idet utstyret utøver en langsgående belastning på legemet. I lengderetningen står griperen i bevegelig inngrep med legemet. Griperen har en aktivert stilling hvori griperen begrenser bevegelse mellom griperen og en indre flate i borehullet, og en tilbaketrukket stilling hvori griperen tillater i det vesentlige fri relativ bevegelse mellom griperen og den indre flate. Fremdrifts systemet er utformet for å drive legemet frem gjennom bore-hullet mens griperen er i sin aktiverte stilling, idet griperen kan ha en lengde på minst 25,4 cm. Dette fremdriftssystem kan innbefatte minst én fremdriftsstyreventil som er koplet til en elektronisk styrbar motor for å lede fluid til et støtmottakende traktorparti som er utformet for å drive legemet frem gjennom borehullet. Legemet kan ha langsgående borehuller for transport av fluid gjennom legemet, hvor borehullene er dypboret. Another object of the present invention is to provide a downhole tractor for drilling or moving within a borehole, which is capable of deflecting at remarkably large angles while pulling or pushing a large load and/or while minimizing twisting of the tractor body. Accordingly, in another instance, the present invention provides a tractor for movement within a borehole. The tractor comprises: an elongated body; a gripper; and a propulsion system on the body. The body is designed to push or pull equipment inside the borehole, as the equipment exerts a longitudinal load on the body. In the longitudinal direction, the gripper is in movable engagement with the body. The gripper has an activated position in which the gripper restricts movement between the gripper and an inner surface in the borehole, and a retracted position in which the gripper allows substantially free relative movement between the gripper and the inner surface. The propulsion system is designed to propel the body forward through the borehole while the gripper is in its activated position, the gripper being able to have a length of at least 25.4 cm. This propulsion system may include at least one propulsion control valve coupled to an electronically controllable motor to direct fluid to a shock receiving tractor portion designed to propel the body forward through the borehole. The body can have longitudinal boreholes for transporting fluid through the body, where the boreholes are deeply drilled.

Legemet er fordelaktig innrettet tilstrekkelig fleksibelt, slik at traktoren fortrinnsvis kan bøye av inntil 30°, mer fortrinnsvis 45°, og enda mer fortrinnsvis 60°, pr. 30 m forflytting, mens den skyver eller trekker en langsgående last. Den nøyaktige last som legemet kan skyve eller trekke mens den oppviser denne avbøyningsevne, avhenger av legemets diameter. Ulike utførelser av oppfinnelsen innbefatter traktorer som har diametre på 5,5 cm, 8,6 cm, 12,1 cm og 15,2 cm. Vær oppmerksom på at andre utførelser også kan tenkes, eksempelvis utførelser hvor legemets diameter er minst 2,5 cm og dets lengde minst 3 m. En traktor som har en diameter på 5,5 cm, har ønskelig den ovennevnte avbøyningsevne mens den skyver eller trekker laster på inntil 4.444 newton og mer ønskelig inntil 8.888 newton. Samme opplysninger for andre utfø-relser er satt opp i nedenstående tabell: The body is advantageously arranged sufficiently flexibly, so that the tractor can preferably bend up to 30°, more preferably 45°, and even more preferably 60°, per 30 m displacement, while pushing or pulling a longitudinal load. The exact load that the body can push or pull while exhibiting this deflection capability depends on the diameter of the body. Various embodiments of the invention include tractors having diameters of 5.5 cm, 8.6 cm, 12.1 cm and 15.2 cm. Please note that other designs are also conceivable, for example designs where the diameter of the body is at least 2.5 cm and its length is at least 3 m. A tractor that has a diameter of 5.5 cm preferably has the above-mentioned deflection ability while it is pushing or pulling loads of up to 4,444 newtons and more desirable up to 8,888 newtons. The same information for other versions is set out in the table below:

Det skal bemerkes at når maksimumsdiameteren på traktorens stempler, aksler og styringsenhet øker, skal også maksimum-støt-trekk og maksimumshastighet øke. Disse og andre utfor-mingshensyn kan justeres for optimal ytelse i forhold til maksimums- og minimumshastighet, maksimum- og minimum-trekk-støt, styringsreaksjonstider, avbøyningsradius og andre ønskelige ytelsestrekk. It should be noted that as the maximum diameter of the tractor's pistons, axles and steering unit increases, the maximum shock pull and maximum speed must also increase. These and other design considerations can be adjusted for optimal performance in relation to maximum and minimum speed, maximum and minimum draft shock, steering reaction times, deflection radius and other desirable performance features.

Traktorens langstrakte legeme kan også omfatte en ytre sylinder og en indre sylinder (480) bundet til hverandre ved diffusjon. Én av sylindrene har langsgående avbrudd som danner langsgående passasjer mellom sylindrene, hvor de langsgående passasjer er utformet for å transportere fluid gjennom legemet. The elongated body of the tractor may also comprise an outer cylinder and an inner cylinder (480) bound to each other by diffusion. One of the cylinders has longitudinal interruptions which form longitudinal passages between the cylinders, where the longitudinal passages are designed to transport fluid through the body.

I én utførelse har traktoren segmenter med stor diameter og segmenter med liten diameter. Segmentene med stor diameter innbefatter ett eller, flere av: (1) et ventilhus som har ventiler utformet for å styre fluidstrømning til komponenter i fremdriftssystemet; (2) et motorhus med motorer som er utformet for å styre ventilene; (3) et elektronikkhus med logiske komponenter som er utformet for å styre motorene; (4) ett eller flere fremdriftskamre som er utformet for å motta fluid til fremdrift av legemet; (5) stempler som er aksialt bevegelige inne i fremdriftskamrene; og (6) griperen. For traktoren som har en diameter på 8,6 cm, har segmentene med stor diameter en diameter på minst 7,9 cm. Segmentene med liten diameter har en diameter på 5,2 cm eller mindre og en elastisitetsmodul på 131.000 N/mm<2>eller mer. I det vesentlige all bøyning i traktoren skjer i segmentene med liten diameter. Nevnte stempler kan være fiksert på legemet og være bevegelige langs en slaglengde inne i fremdriftskamrene, idet slaglengden kan være minst 25 cm. Den samlede lengde av nevnte segmenter med stor diameter kan utgjøre minst 50-80 % av traktorens lengde. Segmentene med stor diameter kan også innbefatte fremdriftskamrene og stemplene inne i fremdriftskamrene, hvor stemplene er fiksert på legemet. Hvert av stemplene kan omgi et segment av legemet og ha en ringformet flate generelt perpendikulært på legemet, hvor den ringformede flate er utformet for å motta støt fra et fluid som strømmer til stempelet. Stemplene kan ha en diameter på minst 3,8 cm. In one embodiment, the tractor has large diameter segments and small diameter segments. The large diameter segments include one or more of: (1) a valve housing having valves designed to control fluid flow to components of the propulsion system; (2) a motor housing with motors designed to control the valves; (3) an electronics housing with logic components designed to control the motors; (4) one or more propulsion chambers designed to receive fluid for propulsion of the body; (5) pistons that are axially movable within the propulsion chambers; and (6) the gripper. For the tractor that has a diameter of 8.6 cm, the large diameter segments have a diameter of at least 7.9 cm. The small diameter segments have a diameter of 5.2 cm or less and a modulus of elasticity of 131,000 N/mm<2> or more. Essentially all bending in the tractor takes place in the small diameter segments. Said pistons can be fixed on the body and be movable along a stroke length inside the propulsion chambers, the stroke length being at least 25 cm. The total length of said large-diameter segments can amount to at least 50-80% of the tractor's length. The large diameter segments may also include the propulsion chambers and the pistons within the propulsion chambers, where the pistons are fixed to the body. Each of the pistons may surround a segment of the body and have an annular surface generally perpendicular to the body, the annular surface being designed to receive impact from a fluid flowing to the piston. The stamps can have a diameter of at least 3.8 cm.

I et annet tilfelle tilveiebringer den herværende oppfinnelse en traktor som skal bevege seg inne i et borehull, og som omfatter et langstrakt legeme; i det minste en første griper; og et fremdriftssystem på legemet. Det langstrakte legeme avgrenser en lengdeakse og er utformet for å overføre dreiemoment gjennom legemet. Særlig er legemet utformet slik at når legemet blir utsatt for et dreiemoment om lengdeaksen på inntil en viss verdi, eksempelvis 678 newtonmeter, begrenses vridningen i legemet til 5° pr. steg hos traktoren, eksempelvis til 5° pr. bevegelse av en griper, dvs. pr. slaglengde hos en fremdriftssylinder. Disse verdier varierer avhengig av traktorens diameter og er satt opp i tabellen nedenfor: EST- diameter Vridningsmoment - ved lavere moment vrir In another case, the present invention provides a tractor to move inside a borehole, and which comprises an elongated body; at least one first gripper; and a propulsion system on the body. The elongated body defines a longitudinal axis and is designed to transmit torque through the body. In particular, the body is designed so that when the body is subjected to a torque about the longitudinal axis of up to a certain value, for example 678 newton metres, the twist in the body is limited to 5° per step of the tractor, for example to 5° per movement of a gripper, i.e. per stroke of a propulsion cylinder. These values vary depending on the diameter of the tractor and are set out in the table below: EST diameter Twisting torque - at lower torque twists

legemet sea mindre enn 5° pr. slaer the body see less than 5° per beats

5.5 cm 339 newtonmeter 5.5 cm 339 newton meters

8.6 cm 678 newtonmeter 8.6 cm 678 newton meters

12.1 cm 1.356 newtonmeter 12.1 cm 1.356 newton meters

15.2 cm 4.068 newtonmeter 15.2 cm 4.068 newton meters

Den første griper står i aksialt bevegelig inngrep med legemet. Den første griper har en aktivert stilling hvori den første griper begrenser sin bevegelse i forhold til en indre flate i borehullet, og en tilbaketrukket stilling hvori den første griper tillater i det vesentlige fri relativ bevegelse mellom den første griper og den indre flate. Den første griper er fiksert mot rotasjon i forhold til legemet, slik at den første griper motvirker rotasjon av legemet i forhold til borehullet når den første griper er i den aktiverte posisjon. En andre griper kan også være tilveiebrakt og være utformet identisk med den første griper. Derved står den andre griper også i aksialt bevegelig inngrep med legemet og har en aktivert stilling og en tilbaketrukket stilling, slik som for den første griper. Fremdriftssystemet er utformet for å drive frem legemet når minst én av griperne er i sin aktiverte posisjon. Legemet er fordelaktig innrettet tilstrekkelig fleksibelt til at traktoren kan bøye av inntil 60° pr. 30 m vandring, dvs. langsgående forflytting, av traktoren. Frem-drif tssystemet kan innbefatte minst én fremdriftsstyreventil som er koplet til en elektronisk styrbar motor for å lede fluid til et støtmottakende parti som er utformet for å drive frem nevnte legeme. The first gripper is in axially movable engagement with the body. The first gripper has an activated position in which the first gripper limits its movement relative to an inner surface in the borehole, and a retracted position in which the first gripper allows substantially free relative movement between the first gripper and the inner surface. The first gripper is fixed against rotation in relation to the body, so that the first gripper counteracts rotation of the body in relation to the borehole when the first gripper is in the activated position. A second gripper may also be provided and be designed identically to the first gripper. Thereby, the second gripper is also in axially movable engagement with the body and has an activated position and a retracted position, as for the first gripper. The propulsion system is designed to propel the body forward when at least one of the grippers is in its activated position. The body is advantageously arranged sufficiently flexibly so that the tractor can bend up to 60° per 30 m travel, i.e. longitudinal movement, of the tractor. The propulsion system may include at least one propulsion control valve which is connected to an electronically controllable motor to direct fluid to a shock-receiving portion which is designed to propel said body.

Sistnevnte traktor kan også har segmenter med stor diameter og segmenter med liten diameter. Segmentene med stor diameter kan innbefatte: ett eller flere ventilhus med ventiler som er utformet for å styre fluidstrømning til komponenter i frem-drif tssystemet; et motorhus med motorer som er utformet for å styre ventilene; et elektronikkhus med logiske komponenter som er utformet for å styre motorene; ett eller flere frem-drif tskamre som er utformet for å motta fluid til fremdrift av legemet; stempler som er aksialt bevegelige inne i frem-drif tskamrene; og nevnte første og andre gripere. Segmentene med stor diameter kan ha en diameter på minst 7,9 cm, mens segmentene med liten diameter kan ha en diameter på 5,2 cm eller mindre. I det vesentlige all bøyning i traktoren skjer i segmentene med liten diameter. The latter tractor can also have segments with a large diameter and segments with a small diameter. The large diameter segments may include: one or more valve bodies with valves designed to control fluid flow to components of the propulsion system; a motor housing with motors designed to control the valves; an electronics housing with logic components designed to control the motors; one or more propulsion chambers designed to receive fluid for propulsion of the body; pistons which are axially movable within the propulsion chambers; and said first and second grippers. The large diameter segments may have a diameter of at least 7.9 cm, while the small diameter segments may have a diameter of 5.2 cm or less. Essentially all bending in the tractor takes place in the small diameter segments.

Det langstrakte legeme kan ha en diameter på minst 2,5 cm. Griperne kan også være utformet for å overføre et dreiemoment på inntil 678 newtonmeter til borehullet. Et annet mål med den herværende oppfinnelse er å tilveie- bringe en forbedret griper, eksempelvis i form av en pakningsfot, for en nedihullstraktor benyttet til bevegelse inne i et borehull. I enda et annet tilfelle tilveiebringer oppfinnelsen følgelig en traktor som skal bevege seg inne i et borehull, og som omfatter et langstrakt legeme og en griper, eksempelvis nevnte pakningsfot, utformet for å tilveiebringe forbedret radial utvidelse sammenlignet med kjent teknikk. Hver av de første og andre gripere i foregående traktorutførelse kan derved omfatte en slik forbedret griper. The elongated body may have a diameter of at least 2.5 cm. The grippers can also be designed to transmit a torque of up to 678 newton meters to the borehole. Another aim of the present invention is to provide an improved gripper, for example in the form of a packing foot, for a downhole tractor used for movement inside a borehole. In yet another case, the invention accordingly provides a tractor which is to move inside a borehole, and which comprises an elongated body and a gripper, for example said packing foot, designed to provide improved radial expansion compared to prior art. Each of the first and second grippers in the preceding tractor design can thereby comprise such an improved gripper.

Den forbedrete griper omfatter en generelt rørformet spindel som står i konsentrisk glidbart inngrep med det langstrakte legeme. Spindelen har ett eller flere langsgående spor som er i inngrep med knaster på den ytre flate av legemet, slik at spindelen hindres i å rotere i forhold til legemet. Den forbedrete griper omfatter også en oppblåsbar blære som er fiksert på spindelen. The improved gripper includes a generally tubular spindle which is in concentric sliding engagement with the elongate body. The spindle has one or more longitudinal grooves which engage with lugs on the outer surface of the body, so that the spindle is prevented from rotating relative to the body. The improved gripper also includes an inflatable bladder fixed to the spindle.

Hver slik forbedret griper kan videre omfatte én eller flere fleksible stenger som strekker seg på langs over blæren. Stengene er utformet for å bøye seg og gripe den indre flate i borehullet når blæren blåses opp. Stengene er utformet for å overføre dreiemoment fra legemet til den indre flate i borehullet . Each such improved gripper may further comprise one or more flexible rods extending longitudinally across the bladder. The rods are designed to bend and grip the inner surface of the bore when the bladder is inflated. The rods are designed to transfer torque from the body to the inner surface of the borehole.

Traktoren kan eventuelt være forsynt med gripere, eksempelvis pakningsføtter, av forskjellige størrelser, hvilket tillater traktoren å ta seg inn i og virke i en rekke hullstørrelser. Traktoren kan også ha en "pakningsfot med fleksitå", hvor separate komponenter sørger for utadrettet radial kraft for griping i borehullet og overføring av vridningsmoment fra traktorlegemet til borehullet. Nevnte blære har en oppblåst stilling og en tømt stilling. I den oppblåste stilling be grenser blæren eller stengene bevegelse av griperen i forhold til en indre flate av borehullet. I den tømte stilling tillater blæren eller stengene i det vesentlige fri relativ bevegelse mellom griperen og den indre flate. The tractor can optionally be equipped with grippers, for example packing feet, of different sizes, which allows the tractor to enter and work in a number of hole sizes. The tractor can also have a "flex toe packing foot", where separate components provide outward radial force for gripping in the borehole and transmission of torque from the tractor body to the borehole. Said bladder has an inflated position and a deflated position. In the inflated position, the bladder or rods restrict movement of the gripper relative to an inner surface of the borehole. In the deflated position, the bladder or rods allow substantially free relative movement between the gripper and the inner surface.

Blæren kan være formet av et elastomerisk materiale forsterket med fibrer som er orientert i to retninger som krysser hverandre i en vinkel på mellom 0° og 90°, og som er sammen-vevd, mer fortrinnsvis mellom 14° og 60° og enda mer fortrinnsvis mellom omtrent 30° og 40°. The bladder may be formed of an elastomeric material reinforced with fibers oriented in two directions which cross each other at an angle of between 0° and 90° and which are woven together, more preferably between 14° and 60° and even more preferably between approximately 30° and 40°.

De ovenfor beskrevne utførelser av oppfinnelsen, hvilke benytter borefluidet for å sørge for kraft til verktøyet, har spesifikke hensyn i utformingen for å optimere verktøyets driftslevetid. Forsøk har vist at borefluider raskt kan ero-dere mange metaller, deriblant Stabaloy og kopperberyllium, hvis borefluidhastighetene inne i verktøyet overskrides. På rette seksjoner inne i verktøyet bør fluidhastigheter begrenses til mindre enn 10,7 m pr. sekund med mindre meget sli-tasjebestandige materialer er benyttet, eller det er tatt andre geometriske hensyn i strømningsbanen. Det er kjent at det ved høyere hastigheter oppstår erosjon inne i verktøyet, hvilket begrenser traktorkomponenters driftslevetid. Driftslevetid er av betydning i og med at svikt nede i hullet og uthentinger av verktøy er særdeles kostbart. The above-described embodiments of the invention, which use the drilling fluid to provide power to the tool, have specific considerations in the design to optimize the tool's operating life. Experiments have shown that drilling fluids can quickly erode many metals, including Stabaloy and copper beryllium, if the drilling fluid velocities inside the tool are exceeded. On straight sections inside the tool, fluid velocities should be limited to less than 10.7 m per second unless very wear-resistant materials are used, or other geometric considerations have been taken into account in the flow path. It is known that at higher speeds erosion occurs inside the tool, which limits the service life of tractor components. Operating life is important as failure down the hole and tool retrievals are extremely expensive.

Med formål å oppsummere oppfinnelsen og de oppnådde fordeler overfor kjent teknikk, er visse mål og fordeler ved oppfinnelsen blitt beskrevet ovenfor i dette skrift. Selvsagt skal det forstås at ikke nødvendigvis alle slike mål eller fordeler kan oppnås i overensstemmelse med enhver spesiell utfø-relse av oppfinnelsen. Således vil for eksempel fagfolk på området forstå at oppfinnelsen kan gjennomføres eller utføres på en måte som oppnår eller optimaliserer én fordel eller gruppe fordeler som beskrevet i dette skrift, uten nødvendig-vis å oppnå andre mål eller fordeler som kan være beskrevet eller antydet i dette skrift. With the aim of summarizing the invention and the achieved advantages over prior art, certain objectives and advantages of the invention have been described above in this document. Of course, it should be understood that not necessarily all such goals or advantages can be achieved in accordance with any particular embodiment of the invention. Thus, for example, those skilled in the art will understand that the invention can be implemented or carried out in a way that achieves or optimizes one advantage or group of advantages as described herein, without necessarily achieving other objectives or advantages that may be described or implied herein writing.

Alle disse utførelser er ment å være innenfor rammen av den oppfinnelse som er beskrevet i dette skrift. Disse og andre utførelser av den herværende oppfinnelse vil greit bli tydelige for fagfolk på området ut fra nedenstående detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelser med henvisning til de vedføyde figurer, idet oppfinnelsen ikke er begrenset til noen spesiell(e) foretrukket (foretrukne) utførelse(r) som er beskrevet. All these embodiments are intended to be within the scope of the invention described in this document. These and other embodiments of the present invention will readily become apparent to those skilled in the field from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the attached figures, the invention not being limited to any particular preferred (preferred) embodiment(s). which is described.

Kort beskrivelse av tegninger til utførelsene Brief description of drawings for the designs

Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av hovedkomponentene i én utførelse av et kveilrørsboringssystem; Fig. 2 er et perspektivisk oppriss av elektrosekvenstraktoren (EST) ifølge den herværende oppfinnelse, sett forfra; Fig. 3 er et perspektivisk oppriss av EST-ens styringsenhet sett bakfra; Fig. 4A-4F er skjematiske fremstillinger som illustrerer en driftssyklus til EST-en; Fig. 5 er et perspektivisk oppriss av det bakre overgangshus i EST-en, sett bakfra; Fig. 6 er et perspektivisk oppriss av det bakre overgangshus på fig. 5, sett forfra; Fig. 7 er et snittriss av det bakre overgangshus, tatt langs linje 7-7 på fig. 5; Fig. 8 er et perspektivisk oppriss av elektronikkhuset i EST-en, sett bakfra; Fig. 9 er et perspektivisk oppriss av den fremre ende av elektronikkhuset på fig. 8, sett forfra; Fig. 10 er et frontriss av elektronikkhuset på fig. 8; Fig. 11 er et lengdesnittriss av elektronikkhuset, tatt langs linje 11-11 på fig. 8; Fig. 12 er et tverrsnittsoppriss av elektronikkhuset, tatt langs linje 12-12 på fig. 8; Fig. 13 er et perspektivisk oppriss av trykkomformermanifolden i EST-en, sett bakfra; Fig. 14 er et perspektivisk oppriss av trykkomformermanifolden på fig. 13, sett forfra; Fig. 15 er et tverrsnittsoppriss av trykkomformermanifolden, tatt langs linje 15-15 på fig. 13; Fig. 16 er et tverrsnittsoppriss av trykkomformermanifolden, tatt langs linje 16-16 på fig. 13; Fig. 17 er et perspektivisk oppriss av EST-ens motorhus, sett bakfra; Fig. 18 er et perspektivisk oppriss av motorhuset på fig. 17, sett forfra; Fig. 19 er et perspektivisk oppriss av motorfesteplaten i EST-en, sett bakfra; Fig. 20 er et perspektivisk oppriss av motorfesteplaten på fig. 19, sett forfra; Fig. 21 er et perspektivisk oppriss av EST-ens ventilhus, sett bakfra; Fig. 22 er et perspektivisk oppriss av ventilhuset på fig. 21, sett forfra; Fig. 23 er et frontriss av ventilhuset på fig. 21; Fig. 24 er et sideriss av ventilhuset og viser synsvinkelen 24 på fig. 23; Fig. 25 er et sideriss av ventilhuset og viser synsvinkelen 25 på fig. 23; Fig. 2 6 er et sideriss av ventilhuset og viser synsvinkelen 2 6 på fig. 23; Fig. 27 er et sideriss av ventilhuset og viser synsvinkelen 27 på fig. 23; Fig. 28 er et perspektivisk oppriss av EST-ens fremre overgangshus sett bakfra; Fig. 29 er et perspektivisk oppriss av det fremre overgangshus på fig. 28, sett forfra; Fig. 30 er et tverrsnittsoppriss av det fremre overgangshus, tatt langs linje 30-30 på fig. 28; Fig. 31 er et perspektivisk oppriss av EST-ens spreder, sett bakfra; Fig. 32 er et snittriss av sprederen, tatt langs linje 32-32 på fig. 31; Fig. 33 er et perspektivisk oppriss av den sviktsikre ventilsleide og det sviktsikre ventillegeme til EST-en, sett bakfra; Fig. 34 er et sideriss av den sviktsikre ventilsleide på fig. 33; Fig. 35 er et planriss, sett nedenfra, av det sviktsikre ventillegeme; Fig. 36 er et lengdesnittsriss av den sviktsikre ventil i stengt stilling; Fig. 37 er et lengdesnittsriss av den sviktsikre ventil i åpen stilling; Fig. 38 er et perspektivisk oppriss av EST-ens bakre frem-drif tsventilsleide og bakre fremdriftsventillegeme, sett bakfra; Fig. 39 er et tverrsnittsoppriss av den bakre fremdriftsventilsleide, tatt langs linje 39-39 på fig. 38; Fig. 40 er et lengdesnittsriss av den bakre fremdriftsventil i stengt stilling; Fig. 41 er et lengdesnittsriss av den bakre fremdriftsventil i en forste åpen stilling; Fig. 42 er et lengdesnittsriss av den bakre fremdriftsventil i en andre åpen stilling; Fig. 43A-43C er eksploderte lengdesnittsriss av den bakre fremdriftsventil, hvilke illustrerer forskjellige strømnings-begrensende posisjoner for ventilsleiden; Fig. 44A er et lengderiss delvis i snitt av EST-en og viser den bakre fremdriftsventils ledeskrueenhet,-Fig. 44B er et utsnittsoppriss av ledeskrueenheten på fig. 44A; Fig. 45 er et lengderiss delvis i snitt av EST-en og viser den sviktsikre ventilf jaer og trykkompenseringsstemplet; Fig. 46 er et lengdesnittsriss av EST-ens avlastningsventil-element og avlastningsventillegeme; Fig. 47 er et perspektivisk oppriss av avlastningsventilele-mentet på fig. 46, sett bakfra; Fig. 48 er et'lengdesnittsriss av EST-en og viser avlast-ning svent i1enheten; Fig. 49A er et perspektivisk oppriss av EST-ens bakre seksjon, sett forfra og vist demontert; Fig. 49B er et utsnittsoppriss av en fremre ende av den bakre aksel vist på fig. 49A; Fig. 50 er et sideriss av EST-ens bakre aksel; Fig. 51 er et frontriss av den bakre aksel på fig. 50; Fig. 52 er et oppriss av den bakre aksel på fig. 50, sett bakfra; Fig. 53 er et sideriss av den bakre aksel på fig. 50, vist rotert 180° om sin lengdeakse; Fig. 54 er et frontriss av den bakre aksel på fig. 53; Fig. 55 er et tverrsnittsoppriss av den bakre aksel, tatt langs linje 55-55 vist på fig. 49 og 50; Fig. 56 er et tverrsnittsoppriss av den bakre aksel, tatt langs linje 56-56 vist på fig. 49 og 50; Fig. 57 er et tverrsnittsoppriss av den bakre aksel, tatt langs linje 57-57 vist på fig. 49 og 50; Fig. 58 er et tverrsnittsriss av den bakre aksel, tatt langs linje 58-58 vist på fig. 49 og 50; Fig. 59 er et tverrsnittsoppriss av den bakre aksel, tatt langs linje 59-59 vist på fig. 49 og 50; Fig. 60 er et perspektivisk oppriss av den bakre pakningsfot på EST-en, sett bakfra og vist demontert; Fig. 61 er et sideriss av EST-ens bakre pakningsfot; Fig. 62 er et lengdesnittsriss av den bakre pakningsfot på fig. 61; Fig. 63 er et utsnittsoppriss av den bakre ende av den bakre pakningsfot på fig. 62; Fig. 64 er et utsnittsoppriss av den fremre ende av den bakre pakningsfot på fig. 62; Fig. 65 er et perspektivisk oppriss av en bakre pakningsfot med fleksitå, sett bakfra og vist demontert; Fig. 66 er et perspektivisk oppriss av spindelen i pakningsfoten med fleksitå på fig. 65, sett bakfra; Fig. 67 er et tverrsnittsoppriss av blæren i pakningsfoten med fleksitå på fig. 65; Fig. 68 er et tverrsnittsoppriss av en aksel i EST-en, formet ved diffusjonsbinding; Fig. 69 illustrerer skjematisk forholdet mellom fig. 69A-D; Fig. 69A-69D er en skjematisk fremstilling over én utførelse EST-ens elektronikkutforming; Fig. 70 er en graf som illustrerer EST-ens hastighetsområde og område for lastbærende evne; Fig. 71 er et utsnittsoppriss på langs av en avtrappet ventilsleide; Fig. 72 er et utsnittsoppriss på langs av en avtrappet konisk ventilsleide; Fig. 73A er et bånd som illustrerer EST-ens avbøyningsevne; Fig. 73B er en skjematisk fremstilling som illustrerer bøye-karakteristikken for EST-ens bakre akselenhet; Fig. 74 er et perspektivisk oppris av en oppblåst pakningsfot, sett bakfra; Fig. 75 er et tverrsnittsoppriss av en pakningsfot; Fig. 76 er et sideriss av en oppblåst pakningsfot med fleksitå; Fig. 77A er et perspektivisk oppriss av en Wiegand-hjulenhet, sett forfra og vist demontert; Fig. 77B er et perspektivisk oppriss av Wiegand-hjulenheten på fig. 77A, sett forfra og vist demontert; Fig. 77C er et perspektivisk oppriss av et stempel som har en Wiegand-forskyvningssensor, sett forfra; Fig. 78 er en graf som illustrerer forholdet mellom langsgående forskyvning av en fremdriftsventilsleide i EST-en og strømningsrate for fluid som slippes inn i fremdriftssylinderen; og Fig. 79 er et perspektivisk oppriss av et hakk i en frem-drif tsventilsleide i EST-en. Fig. 1 is a schematic representation of the main components in one embodiment of a coiled pipe drilling system; Fig. 2 is a perspective view of the electrosequence tractor (EST) according to the present invention, seen from the front; Fig. 3 is a perspective view of the EST's control unit seen from behind; Figures 4A-4F are schematic representations illustrating an operating cycle of the EST; Fig. 5 is a perspective elevation of the rear transition housing in the EST, seen from behind; Fig. 6 is a perspective view of the rear transition housing in fig. 5, front view; Fig. 7 is a sectional view of the rear transition housing, taken along line 7-7 in fig. 5; Fig. 8 is a perspective view of the electronics housing in the EST, seen from behind; Fig. 9 is a perspective view of the front end of the electronics housing in fig. 8, front view; Fig. 10 is a front view of the electronics housing in fig. 8; Fig. 11 is a longitudinal sectional view of the electronics housing, taken along line 11-11 in fig. 8; Fig. 12 is a cross-sectional elevation of the electronics housing, taken along line 12-12 in fig. 8; Fig. 13 is a perspective elevation of the pressure converter manifold in the EST, seen from the rear; Fig. 14 is a perspective view of the pressure converter manifold in fig. 13, front view; Fig. 15 is a cross-sectional elevation of the pressure converter manifold, taken along line 15-15 of Fig. 13; Fig. 16 is a cross-sectional elevation of the pressure converter manifold, taken along line 16-16 of Fig. 13; Fig. 17 is a perspective elevation of the EST's engine housing, seen from the rear; Fig. 18 is a perspective elevation of the engine housing in fig. 17, front view; Fig. 19 is a perspective view of the engine mounting plate in the EST, seen from the rear; Fig. 20 is a perspective view of the motor mounting plate in fig. 19, front view; Fig. 21 is a perspective elevation of the EST's valve housing, seen from the rear; Fig. 22 is a perspective view of the valve housing in fig. 21, front view; Fig. 23 is a front view of the valve housing in fig. 21; Fig. 24 is a side view of the valve housing and shows the viewing angle 24 in fig. 23; Fig. 25 is a side view of the valve housing and shows the viewing angle 25 in fig. 23; Fig. 2 6 is a side view of the valve housing and shows the viewing angle 2 6 in fig. 23; Fig. 27 is a side view of the valve housing and shows the viewing angle 27 in fig. 23; Fig. 28 is a perspective elevation of the EST's forward transition housing seen from the rear; Fig. 29 is a perspective elevation of the front transition housing in fig. 28, front view; Fig. 30 is a cross-sectional elevation of the front transition housing, taken along line 30-30 in fig. 28; Fig. 31 is a perspective elevation of the EST's spreader, seen from the rear; Fig. 32 is a sectional view of the spreader, taken along line 32-32 in fig. 31; Fig. 33 is a perspective elevation of the fail-safe valve slide and the fail-safe valve body of the EST, seen from the rear; Fig. 34 is a side view of the fail-safe valve slide in fig. 33; Fig. 35 is a plan view, seen from below, of the fail-safe valve body; Fig. 36 is a longitudinal sectional view of the fail-safe valve in the closed position; Fig. 37 is a longitudinal sectional view of the fail-safe valve in the open position; Fig. 38 is a rear perspective view of the EST's rear propulsion valve slide and rear propulsion valve body; Fig. 39 is a cross-sectional elevation of the rear propulsion valve slide, taken along line 39-39 of Fig. 38; Fig. 40 is a longitudinal sectional view of the rear propulsion valve in the closed position; Fig. 41 is a longitudinal sectional view of the rear propulsion valve in a first open position; Fig. 42 is a longitudinal sectional view of the rear propulsion valve in a second open position; Figures 43A-43C are exploded longitudinal sectional views of the rear propulsion valve illustrating various flow-restricting positions of the valve slide; Fig. 44A is a longitudinal view partially in section of the EST showing the rear propulsion valve lead screw assembly,-Fig. 44B is a sectional elevation of the lead screw assembly of FIG. 44A; Fig. 45 is a longitudinal view partially in section of the EST showing the fail-safe valve spring and pressure compensating piston; Fig. 46 is a longitudinal sectional view of the EST's relief valve element and relief valve body; Fig. 47 is a perspective elevation of the relief valve element in fig. 46, rear view; Fig. 48 is a longitudinal sectional view of the EST and shows relief turned in the unit; Fig. 49A is a perspective elevation of the rear section of the EST, seen from the front and shown disassembled; Fig. 49B is a sectional elevation of a front end of the rear axle shown in Fig. 49A; Fig. 50 is a side view of the rear axle of the EST; Fig. 51 is a front view of the rear axle of fig. 50; Fig. 52 is an elevation of the rear axle of fig. 50, rear view; Fig. 53 is a side view of the rear axle of fig. 50, shown rotated 180° about its longitudinal axis; Fig. 54 is a front view of the rear axle of fig. 53; Fig. 55 is a cross-sectional elevation of the rear axle, taken along line 55-55 shown in fig. 49 and 50; Fig. 56 is a cross-sectional elevation of the rear axle, taken along line 56-56 shown in Fig. 49 and 50; Fig. 57 is a cross-sectional elevation of the rear axle, taken along line 57-57 shown in Fig. 49 and 50; Fig. 58 is a cross-sectional view of the rear axle, taken along line 58-58 shown in Fig. 49 and 50; Fig. 59 is a cross-sectional elevation of the rear axle, taken along line 59-59 shown in Fig. 49 and 50; Fig. 60 is a perspective elevation of the rear packing foot of the EST, seen from the rear and shown disassembled; Fig. 61 is a side view of the EST's rear packing foot; Fig. 62 is a longitudinal sectional view of the rear packing foot in fig. 61; Fig. 63 is a sectional elevation of the rear end of the rear packing foot of fig. 62; Fig. 64 is a sectional elevation of the front end of the rear gasket foot of fig. 62; Fig. 65 is a perspective elevation of a rear packing foot with flexi toe, seen from behind and shown disassembled; Fig. 66 is a perspective view of the spindle in the gasket foot with flexible toe in fig. 65, rear view; Fig. 67 is a cross-sectional elevation of the bladder in the gasket foot with flexi toe in fig. 65; Fig. 68 is a cross-sectional elevational view of a shaft in the EST, formed by diffusion bonding; Fig. 69 schematically illustrates the relationship between fig. 69A-D; Figures 69A-69D are a schematic representation of one embodiment EST's electronics design; Fig. 70 is a graph illustrating the EST's speed range and load carrying capability range; Fig. 71 is a sectional longitudinal elevation of a stepped valve slide; Fig. 72 is a sectional longitudinal elevation of a stepped conical valve slide; Fig. 73A is a tape illustrating the deflection capability of the EST; Fig. 73B is a schematic representation illustrating the bending characteristic of the EST's rear axle assembly; Fig. 74 is a perspective elevation of an inflated packing foot, seen from the rear; Fig. 75 is a cross-sectional elevation of a packing foot; Fig. 76 is a side view of an inflated gasket foot with a flexi toe; Fig. 77A is a perspective elevation of a Wiegand wheel assembly, seen from the front and shown disassembled; Fig. 77B is a perspective elevation of the Wiegand wheel assembly of Fig. 77A, front view and shown disassembled; Fig. 77C is a front elevational perspective view of a piston having a Wiegand displacement sensor; Fig. 78 is a graph illustrating the relationship between longitudinal displacement of a propulsion valve slide in the EST and flow rate of fluid admitted into the propulsion cylinder; and Fig. 79 is a perspective elevation of a notch in a propulsion valve slide in the EST.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser Detailed description of preferred designs

Det må understrekes at nedenstående beskriver én utforming av EST-en. Tallrike variasjoner er imidlertid mulig. Disse variasjoner i struktur resulterer i ulike områder for ytelseskarakteristika. Flere fysiske begrensninger krever at EST-en må være nyskapende med hensyn til utnyttelsen av tilgjengelig rom inne i borehullet. De fysiske begrensninger er resultatet av boremiljøet. For det første er verktøyets maksimumsdiameter begrenset av diameteren i det borede hull og mengden av og trykket i det borefluid som pumpes gjennom verktøyets innvendige boring og returnerer til jordoverflaten med borekaks. Deretter er traktorens fysiske lengde begrenset av størrelsen på håndteringsutstyret på overflaten og plassen på riggen. Temperaturen og trykket nede i hullet er resultatet av forhold i grunnformasjonen. Den ønskede støtkapasitet for EST-en er fastsatt gjennom størrelsen på borekronen, nedihulls-motorens støtevne og grunnkarakteristika. Verktøyets ønskede trekkevne er bestemt av vekten av borestrengen og bunnhullsenheten i borefluidet, idet det tas hensyn til komponentenes friksjon mot borehullsveggen eller foringsrørveggen eller av kravene til ønsket funksjon, slik som den kraftmengde som kreves for å bevege en glidehylse i et foringsrør. Den ønskede maksimumshastighet er påvirket av riggøkonomien, som innbefatter de dertil knyttede kostnader for arbeidskraft, mate-riell, anlegg ved boringen, kostnader ved kapital, risiko og andre økonomiske faktorer. Den laveste ønskelige hastighet er bestemt av typen operasjon, slik som inntrengningsrate i en spesiell formasjon eller hastighet ved fresing av f6ringsrør. I tillegg har boretradisjon ført til tallrike standard-størrelser som benyttes ved boring. Disse størrelsesbegrens-ninger er generelt en funksjon av den tilgjengelige borekro-nestørrelse, størrelsen på fåringsrør som er tilgjengelig, størrelsen på overflateutstyr og andre parametrer. It must be emphasized that the following describes one design of the EST. However, numerous variations are possible. These variations in structure result in different ranges of performance characteristics. Several physical constraints require the EST to be innovative with regard to the utilization of available space inside the borehole. The physical limitations are the result of the drilling environment. First, the tool's maximum diameter is limited by the diameter of the drilled hole and the amount and pressure of the drilling fluid that is pumped through the tool's internal bore and returns to the earth's surface with cuttings. Then, the physical length of the tractor is limited by the size of the handling equipment on the surface and the space on the rig. The temperature and pressure downhole are the result of conditions in the underlying formation. The desired impact capacity for the EST is determined through the size of the drill bit, the downhole motor's impact capability and basic characteristics. The desired pulling capacity of the tool is determined by the weight of the drill string and the downhole assembly in the drilling fluid, taking into account the friction of the components against the borehole wall or the casing wall or by the requirements for the desired function, such as the amount of force required to move a sliding sleeve in a casing. The desired maximum speed is influenced by the rig economy, which includes the related costs for labour, material, facilities at the drilling, costs of capital, risk and other economic factors. The lowest desirable speed is determined by the type of operation, such as penetration rate in a particular formation or speed when milling casing. In addition, drilling tradition has led to numerous standard sizes that are used when drilling. These size limitations are generally a function of the bit size available, the size of casing available, the size of surface equipment and other parameters.

For eksempel har EST-utformingen beskrevet i dette skrift en maksimumsdiameter på 8,6 cm til bruk i et 9,5 cm hull. Flere andre utforminger kan imidlertid tenkes, innbefattet et verk-tøy med diameter på 5,4 cm til bruk i et hull på 7,3 cm, et verktøy med diameter på 12,1 cm til bruk i et hull på 15,2 cm, og et verktøy med diameter på 15,2 cm til bruk i et hull på 21,6 cm. For example, the EST design described in this document has a maximum diameter of 8.6 cm for use in a 9.5 cm hole. However, several other designs are conceivable, including a 5.4 cm diameter tool for use in a 7.3 cm hole, a 12.1 cm diameter tool for use in a 15.2 cm hole, and a 15.2 cm diameter tool for use in a 21.6 cm hole.

Det antas imidlertid at for et gitt sett operasjonskriterier, slik som et krav at verktøyet skal operere i et borehull med diameter på 9,5 cm og har en gitt maksimumslengde, har den herværende oppfinnelse tallrike fordeler fremfor traktorer ifølge kjent teknikk. For eksempel, er det å ha en enkelt traktor som kan passe i et gitt borehull, og som kan opprettholde både lave hastigheter for aktiviteter slik som fresing, og høye hastigheter for aktiviteter slik som uttrekking fra et borehull, meget verdifullt ved at det sparer både utgiften med å ha en annen traktor og tiden som ellers ville være nød-vendig for å bytte traktorer. However, it is believed that for a given set of operational criteria, such as a requirement that the tool should operate in a borehole with a diameter of 9.5 cm and have a given maximum length, the present invention has numerous advantages over tractors according to the prior art. For example, having a single tractor that can fit into a given borehole, and which can maintain both low speeds for activities such as milling, and high speeds for activities such as extracting from a borehole, is very valuable in that it saves both the expense of having another tractor and the time that would otherwise be necessary to change tractors.

Fig. 1 viser en elektrosekvenstraktor (EST) 100 til flytting av utstyr inne i en passasje, hvilken elektrosekvenstraktor 100 er utformet i overensstemmelse med en foretrukket utfø-relse av denne. I utførelsene vist på de medfølgende figurer kan elektrosekvenstraktoren (EST-en) benyttes sammen med et kveilrørsboresystem 20 og en bunnhullsenhet 32. Systemet 20 kan innbefatte strømforsyning 22, rørspole 24, rørføring 26, rørinjektor 28 samt kveilrør 30, som alle er velkjent innen faget. Enheten 32 kan innbefatte måling-under-boring(MUB)-system 34, nedihullsmotor 36 og borekrone 38, hvilke alle også er kjent innen faget. EST-en er utformet for å bevege seg inne i et borehull som har en indre flate 42. Et ringrom 40 er avgrenset i rommet mellom EST-en og den indre flate 42. Fig. 1 shows an electrosequence tractor (EST) 100 for moving equipment inside a passage, which electrosequence tractor 100 is designed in accordance with a preferred embodiment thereof. In the embodiments shown in the accompanying figures, the electrosequencing tractor (EST) can be used together with a coiled tubing drilling system 20 and a downhole unit 32. The system 20 may include power supply 22, tubing spool 24, tubing 26, tubing injector 28 and coiled tubing 30, all of which are well known in the art . The unit 32 may include measurement-while-drilling (MUB) system 34, downhole motor 36 and drill bit 38, all of which are also known in the art. The EST is designed to move within a borehole having an inner surface 42. An annulus 40 is defined in the space between the EST and the inner surface 42.

Det skal forstås at EST-en kan benyttes til å bevege et vidt spekter av verktøyer og utstyr inne i et borehull. EST-en kan også benyttes sammen med trallrike typer boring, innbefattet rotasjonsboring og lignende. I tillegg skal det forstås at EST-en kan benyttes på mange områder innbefattet petroleums-boring, boring etter mineralforekomster, installering og ved-likehold av rørledninger, samferdsel og lignende. Det skal også forstås at apparatet og fremgangsmåten for å bevege utstyr inne i en passasje kan benyttes på mange bruksområder i tillegg til boring. For eksempel innbefatter disse andre an-vendelsesområder brønnkomplettering og produksjonsarbeid for produksjon av olje fra en oljebrønn, rørledningsarbeid og kommunikasjonsaktiviteter. Det skal forstås at disse anven-delsesområder kan kreve bruk av annet utstyr sammen med en EST ifølge den herværende oppfinnelse. Slikt utstyr, generelt kalt en arbeidsenhet, avhenger av den spesielle bruk som skal gj ennomføres. It should be understood that the EST can be used to move a wide range of tools and equipment inside a borehole. The EST can also be used in conjunction with numerous types of drilling, including rotary drilling and the like. In addition, it should be understood that the EST can be used in many areas including petroleum drilling, drilling for mineral deposits, installation and maintenance of pipelines, transport and the like. It should also be understood that the device and the method for moving equipment inside a passage can be used in many areas of use in addition to drilling. For example, these other application areas include well completion and production work for the production of oil from an oil well, pipeline work and communication activities. It should be understood that these areas of application may require the use of other equipment together with an EST according to the present invention. Such equipment, generally called a work unit, depends on the particular use to be carried out.

For eksempel vil en vanlig fagmann på området forstå at komp-lettering av olje og gassbrønner krever at reservoaret logges ved bruk av en rekke forskjellige sensorer. Disse sensorer kan operere ved at de bruker resistivitet, radioaktivitet, akustikk og lignende. Ande loggeaktiviteter innbefatter måling av formasjonshelning og borehullsgeometri, prøvetaking av formasjon samt produksjonslogging. Disse kompletteringsak-tiviteter kan gjennomføres i skrånende og horisontale borehuller ved bruk av en foretrukket utførelse av EST-en. For eksempel kan EST-en levere disse forskjellige typer loggesen-sorer til aktuelle områder. EST-en kan enten plassere sensorene på det ønskede sted, eller EST-en kan være i ro i en stasjonær posisjon for å tillate målingene å tas på de ønskede steder. EST-en kan også benyttes til å hente ut igjen sensorene fra brønnen. For example, an ordinary professional in the field will understand that the completion of oil and gas wells requires that the reservoir be logged using a number of different sensors. These sensors can operate by using resistivity, radioactivity, acoustics and the like. Other logging activities include measurement of formation slope and borehole geometry, formation sampling and production logging. These completion activities can be carried out in inclined and horizontal boreholes using a preferred embodiment of the EST. For example, the EST can deliver these different types of logs to relevant areas. The EST can either place the sensors at the desired location, or the EST can rest in a stationary position to allow the measurements to be taken at the desired locations. The EST can also be used to retrieve the sensors from the well.

Eksempler på produksjonsarbeid som kan utføres med en foretrukket utførelse av EST-en, innbefatter vasking og syrebe-handling av sand og faste partikler. Det er kjent at brønner av og til blir tilstoppet av sand, hydrokarbonavfall og andre faste partikler som hindrer den frie oljestrømning gjennom borehullet 42. For å fjerne dette avfall, blir spesialutformede vaskeverktøyer, kjent innenfor industrien, levert til området, og fluid blir injisert for å vaske området. Fluidet og avfallet returnerer deretter til overflaten. Slike verk-tøyer innbefatter syrevaskingsverktøyer. Disse vaskeverktøyer kan leveres til det aktuelle område for utførelse av vaskeak-tivitet og deretter returneres til jordoverflaten av en foretrukket utførelse av EST-en. Examples of production work that can be performed with a preferred embodiment of the EST include washing and acid treatment of sand and solid particles. It is known that wells occasionally become plugged with sand, hydrocarbon waste and other solid particles that prevent the free flow of oil through the wellbore 42. To remove this waste, specially designed washing tools, known in the industry, are delivered to the area and fluid is injected to to wash the area. The fluid and waste then return to the surface. Such tools include acid washing tools. These washing tools can be delivered to the relevant area for carrying out washing activity and then returned to the earth's surface by a preferred embodiment of the EST.

I et annet eksempel kan en foretrukket utførelse av EST-en benyttes til å hente ut igjen gjenstander, slik som skadd utstyr og avfall, fra borehullet. For eksempel kan utstyr bli skilt fra borestrengen, eller gjenstander kan falle ned i borehullet. Disse gjenstander må hentes ut igjen, eller bore-hullet må oppgis og plugges. Siden oppgivelse og plugging av et borehull er meget dyrt, blir uthenting av gjenstanden vanligvis forsøkt. En rekke forskjellige verktøyer som er kjent innenfor industrien, kan benyttes til å fange disse tapte gjenstander. EST-en kan brukes til å transportere uthentings-verktøyer til riktig sted, til å hente gjenstanden og til å returnere den hentede gjenstand til overflaten. In another example, a preferred embodiment of the EST can be used to retrieve objects, such as damaged equipment and waste, from the borehole. For example, equipment can become separated from the drill string, or objects can fall into the borehole. These objects must be taken out again, or the borehole must be provided and plugged. Since abandoning and plugging a borehole is very expensive, retrieval of the object is usually attempted. A number of different tools known within the industry can be used to capture these lost items. The EST can be used to transport retrieval tools to the correct location, to retrieve the object, and to return the retrieved object to the surface.

I enda et annet eksempel kan en foretrukket utførelse av EST-en også benyttes til kveilrørskompletteringer. Som kjent innen faget, blir bruken av borestreng for kontinuerlig komp-lettering stadig viktigere i områder hvor det ikke er ønskelig å skade følsomme formasjoner for å få satt produksjons-rør. Disse operasjoner krever installering og uthenting av ferdig sammensatt kompletteringsborestreng i borehuller med overflatetrykk. EST-en kan benyttes sammen med bruk av streng med tradisjonell hastighet og enkle rørinstallasjoner for primærproduksjon. EST-en kan også brukes med anvendelse av kunstige løfteanordninger slik som gassløft og nedihullsinn-retninger for strømningsregulering. In yet another example, a preferred embodiment of the EST can also be used for coiled pipe completions. As is known in the field, the use of drill string for continuous completion is becoming increasingly important in areas where it is not desirable to damage sensitive formations in order to install production pipes. These operations require the installation and retrieval of fully assembled completion drill string in boreholes with surface pressure. The EST can be used in conjunction with the use of traditional speed string and simple pipe installations for primary production. The EST can also be used with the use of artificial lift devices such as gas lift and downhole flow control devices.

I et ytterligere eksempel kan en foretrukket utførelse av EST-en benyttes til å utføre service på pluggede rørledninger eller andre lignende passasjer. Ofte er det vanskelig å ut-føre service på rørledninger på grunn av fysiske begrensninger slik som plassering på dypt vann eller beliggende nær storbyområder. Det er i dag tilgjengelig ulike typer rense-anordninger for rengjøring av rørledninger. Disse ulike typer renseverktøyer kan festes til EST-en, slik at renseverktøyene kan beveges inne i rørledningen. In a further example, a preferred embodiment of the EST can be used to service plugged pipelines or other similar passages. It is often difficult to service pipelines due to physical limitations such as location in deep water or located near metropolitan areas. Different types of cleaning devices are available today for cleaning pipelines. These different types of cleaning tools can be attached to the EST, so that the cleaning tools can be moved inside the pipeline.

I enda et annet eksempel kan en foretrukket utførelse av EST-en benyttes til å bevege kommunikasjonsledninger eller utstyr inne i en passasje. Ofte er det ønskelig å trekke eller bevege forskjellige typer kabler eller kommunikasjonsledninger gjennom forskjellige typer kanaler. EST-en kan bevege disse kabler til det ønskede sted inne i en passasje. In yet another example, a preferred embodiment of the EST can be used to move communication lines or equipment within a passage. It is often desirable to pull or move different types of cables or communication lines through different types of channels. The EST can move these cables to the desired location within a passage.

Oversikt over EST- komponenter Overview of EST components

Fig. 2 viser en foretrukket utførelse av en elektrosekvenstraktor (EST). EST-en 100 omfatter en sentral styringsenhet 102, en oppihulls eller bakre pakningsfot 104, en nedihulls eller fremre pakningsfot 106, bakre fremdriftssylindrer 108 og 110, fremre fremdriftssylindrer 112 og 114, en borestrengskopling 116, aksler 118 og 124, fleksible koplinger 120, 122, 126 og 128 og en bunnhullsenhetskopling 129. Bores trengskopl ingen 116 kopler en borestreng, slik som kveil-rør, til akselen 118. Bakre pakningsfot 104, bakre frem-drif tssylindrer 108 og 110 og koplingene 120 og 122 er satt sammen ende mot ende og er alle aksialt glidbart i inngrep med akselen 118. På lignende måte er fremre pakningsfot 106, fremre fremdriftssylindrer 112 og 114 og koplingene 126 og 128 satt sammen ende mot ende og er glidbart i inngrep med akselen 124. Koplingen 129 tilveiebringer en forbindelse mellom EST 100 og nedihullsutstyr slik som en bunnhullsenhet. Akslene 118 og 124 og styringsenheten 102 er aksialt fiksert i forhold til hverandre og blir i dette skrift av og til kalt EST-ens legeme. EST-ens legeme er således fiksert i forhold til borestrengen og bunnhullsenheten. Fig. 2 shows a preferred embodiment of an electrosequence tractor (EST). The EST 100 comprises a central control unit 102, an uphole or rear packing foot 104, a downhole or front packing foot 106, rear propulsion cylinders 108 and 110, forward propulsion cylinders 112 and 114, a drill string coupling 116, shafts 118 and 124, flexible couplings 120, 122 , 126 and 128 and a bottom hole unit coupling 129. Drilling pressure coupling 116 connects a drill string, such as coiled tubing, to shaft 118. Rear packing foot 104, rear drive cylinders 108 and 110 and couplings 120 and 122 are assembled end to end and are all axially slidably engaged with shaft 118. Similarly, forward packing foot 106, forward propulsion cylinders 112 and 114, and couplings 126 and 128 are assembled end to end and are slidably engaged with shaft 124. Coupling 129 provides a connection between the EST 100 and downhole equipment such as a bottomhole unit. The shafts 118 and 124 and the control unit 102 are axially fixed in relation to each other and are occasionally referred to in this document as the body of the EST. The EST's body is thus fixed in relation to the drill string and the downhole unit.

Skjematisk utforming oa virkemåte for EST- en Schematic design and other ways of working for the EST

Fig. 4A-4F illustrerer skjematisk en foretrukket utforming og virkemåte for EST-en. De bakre fremdriftssylindrer 108 og 110 er aksialt glidbart i inngrep med akselen 118 og danner ringformede kamre som omgir akselen. Ringformede stempler 140 og 142 er beliggende inne i de ringformede kamre dannet av sylindrene 108 henholdsvis 110, og er aksialt fiksert på akselen 118. Stemplet 140 deler fluidmessig det ringformede kammer dannet av sylinderen 108 inn i et bakre kammer 166 og et fremre kammer 168. Slike bakre og fremre kamre er fluidmessig tettet for i det vesentlige å hindre fluidstrømning mellom kamrene eller lekkasje til ringrommet 40. På lignende måte deler stemplet 142 fluidmessig det ringformede kammer dannet av sylinderen 110 inn i et bakre kammer 170 og et fremre kammer 172. Fig. 4A-4F schematically illustrates a preferred design and mode of operation for the EST. The rear propulsion cylinders 108 and 110 are axially slidably engaged with the shaft 118 and form annular chambers surrounding the shaft. Annular pistons 140 and 142 are located inside the annular chambers formed by the cylinders 108 and 110 respectively, and are axially fixed on the shaft 118. The piston 140 fluidly divides the annular chamber formed by the cylinder 108 into a rear chamber 166 and a front chamber 168. Such rear and front chambers are fluidically sealed to essentially prevent fluid flow between the chambers or leakage to the annulus 40. In a similar way, the piston 142 fluidly divides the annular chamber formed by the cylinder 110 into a rear chamber 170 and a front chamber 172.

De fremre fremdriftssylindrer 112 og 114 er utformet på lignende måte som de bakre fremdriftssylindrer. Sylindrene 112 og 114 er aksialt glidbart i inngrep med akselen 124. Ringformede stempler 144 og 146 er aksialt fiksert til akselen 124 og er innelukket i henholdsvis sylinder 112 og 114. Stemplet 144 deler fluidmessig kammeret dannet av sylinder 112 i et bakre kammer 174 og et fremre kammer 176. Stemplet 146 deler fluidmessig kammeret dannet av sylinder 114 i et bakre kammer 178 og et fremre kammer 180. Kamrene 166, 168, 170, 172, 174, 176, 178 og 180 har varierende volumer, avhengig av stemplenes 140, 142, 144 og 146 posisjoner i dem. The front propulsion cylinders 112 and 114 are designed in a similar manner to the rear propulsion cylinders. Cylinders 112 and 114 are axially slidably engaged with shaft 124. Annular pistons 144 and 146 are axially fixed to shaft 124 and are enclosed in cylinders 112 and 114, respectively. Piston 144 fluidly divides the chamber formed by cylinder 112 into a rear chamber 174 and a front chamber 176. The piston 146 fluidly divides the chamber formed by cylinder 114 into a rear chamber 178 and a front chamber 180. The chambers 166, 168, 170, 172, 174, 176, 178 and 180 have varying volumes, depending on the pistons 140, 142 , 144 and 146 positions in them.

Selv om det er vist to bakre fremdriftssylindrer og to fremre fremdriftssylindrer (sammen med to tilhørende bakre stempler og fremre stempler) i den illustrerte utførelse, kan hvilket som helst antall bakre sylindrer og fremre sylindrer være tilveiebrakt, hvilket innbefatter kun en enkelt bakre sylinder og en enkelt fremre sylinder. Som beskrevet nedenfor, øker det hydrauliske støt bevirket av EST-en når antallet fremdriftssylindrer øker. Med andre ord er den hydrauliske kraft tilveiebrakt av sylindrene additiv. Fire fremdrifts-sylindrer er benyttet for å tilveiebringe det ønskede støt på omtrent 46.661 newton for en traktor med en utvendig maksimumsdiameter på 8,6 cm. Det antas at en utforming som har fire fremdriftssylindrer er å foretrekke fordi den tillater generering av relativt kraftig støt, mens den begrenser lengden på traktoren. Alternativt kan færre sylindrer brukes, hvilket vil redusere det resulterende maksimum-trekk-støt for traktoren. Alternativt kan flere sylindrer brukes, hvilket vil øke maksimumsuttakskraften fra traktoren. Antallet sylindrer er valgt for å tilveiebringe tilstrekkelig kraft for de forutsette belastninger for en gitt hullstørrelse. Although two rear propulsion cylinders and two front propulsion cylinders (along with two associated rear pistons and front pistons) are shown in the illustrated embodiment, any number of rear cylinders and front cylinders may be provided, including only a single rear cylinder and a single front cylinder. As described below, the hydraulic shock exerted by the EST increases as the number of propulsion cylinders increases. In other words, the hydraulic power provided by the cylinders is additive. Four propulsion cylinders are used to provide the desired thrust of approximately 46,661 newtons for a tractor with a maximum outside diameter of 8.6 cm. It is believed that a design having four propulsion cylinders is preferable because it allows the generation of relatively powerful shock while limiting the length of the tractor. Alternatively, fewer cylinders can be used, which will reduce the resulting maximum-pull shock for the tractor. Alternatively, more cylinders can be used, which will increase the maximum output power from the tractor. The number of cylinders is chosen to provide sufficient power for the expected loads for a given hole size.

EST-en drives hydraulisk av et fluid slik som boreslam eller hydraulikkfluid. Med mindre annet er angitt, blir uttrykkene "fluid" og "borefluid" brukt om hverandre i det etterfølg-ende. I en foretrukket utførelse blir EST-en drevet av det samme fluid som smører og kjøler borekronen. Fortrinnsvis benyttes boreslam i et åpent system. Derved unngås behovet for å tilveiebringe fluidkanaler i tillegg i verktøyet for det fluid som driver EST-en. Alternativt kan hydraulikkfluid benyttes i et lukket system, om ønskelig. Det vises til fig. 1, hvor borefluid i virksomhet strømmer fra borestrengen 30 gjennom EST-en 100 og ned til borekronen 38. Det vises igjen til fig. 4A-4F, hvor sprederen 148 i styringsenheten 102 av-leder et parti av borefluidet til drift av EST-en. Fortrinnsvis filtrerer sprederen 148 ut større fluidpartikler som kan skade innvendige komponenter i styringsenheten, slik som ventilene . The EST is driven hydraulically by a fluid such as drilling mud or hydraulic fluid. Unless otherwise stated, the terms "fluid" and "drilling fluid" are used interchangeably in what follows. In a preferred embodiment, the EST is powered by the same fluid that lubricates and cools the drill bit. Drilling mud is preferably used in an open system. Thereby, the need to provide additional fluid channels in the tool for the fluid that drives the EST is avoided. Alternatively, hydraulic fluid can be used in a closed system, if desired. Reference is made to fig. 1, where drilling fluid in operation flows from the drill string 30 through the EST 100 and down to the drill bit 38. Reference is again made to fig. 4A-4F, where the spreader 148 in the control unit 102 diverts a portion of the drilling fluid to operate the EST. Preferably, the spreader 148 filters out larger fluid particles that can damage internal components of the control unit, such as the valves.

Fluid som strømmer ut av sprederen 148, strømmer inn i en fjærpåvirket, sviktsikker ventil 150. Den sviktsikre ventil 150 tjener som et inngangspunkt til en sentral kanal 155 (illustrert som en strømningsbane på fig. 4A-4F) i styringsenheten, hvilken kommuniserer med en avlastingsventil 152, en pakningsfotventil 154 og fremdriftsventiler 156 og 158. Når trykkdifferansen i borefluidet som nærmer seg den sviktsikre ventil 150, er under en terskelverdi, forblir den sviktsikre ventil 150 i en av-stilling, hvor fluid inne i den sentrale kanal slipper ut til utløpsledning E, dvs. til ringrommet 40. Med mindre annet er angitt, viser heretter "trykkdifferanse" eller "trykk" på et bestemt sted til forskjellen mellom trykket på dette sted og trykket i ringrommet 40. Når trykkdifferansen stiger til over terskelverdien, overvinnes fjærkraften og den sviktsikre ventil 150 åpner seg for å tillate borefluid å strømme inn i den sentrale kanal 155. Den sviktsikre ventil 150 hindrer for tidlig starting av EST-en og tilveiebringer et sviktsikkert middel for å stanse EST-en ved trykk-reduksjon i borefluidet i kveilrørsborestrengen. Ventilen 150 virker således som en av/på-ventil for systemet. Terskelverdien for åpning av den sviktsikre ventil 150, dvs. for å slå systemet på, styres av stivheten i en fjær 151 og kan være hvilken som helst verdi innenfor det ventede driftsboretrykk-område for verktøyet. Et foretrukket terskeltrykk er omtrent 34 bar overtrykk. Fluid exiting the spreader 148 flows into a spring-actuated fail-safe valve 150. The fail-safe valve 150 serves as an entry point to a central channel 155 (illustrated as a flow path in Figs. 4A-4F) in the control unit, which communicates with a relief valve 152, a packing foot valve 154 and advancement valves 156 and 158. When the pressure difference in the drilling fluid approaching the fail-safe valve 150 is below a threshold value, the fail-safe valve 150 remains in an off position, where fluid inside the central channel escapes to outlet line E, i.e. to the annulus 40. Unless otherwise stated, hereinafter "pressure difference" or "pressure" at a particular location refers to the difference between the pressure at that location and the pressure in the annulus 40. When the pressure difference rises above the threshold value, the spring force is overcome and the fail-safe valve 150 opens to allow drilling fluid to flow into the central channel 155. The fail-safe valve 150 prevents premature starting of the EST and provides a fail-safe means of stopping the EST by pressure reduction in the drilling fluid in the coiled tubing drill string. The valve 150 thus acts as an on/off valve for the system. The threshold value for opening the fail-safe valve 150, i.e. for turning the system on, is controlled by the stiffness of a spring 151 and can be any value within the expected operating drilling pressure range for the tool. A preferred threshold pressure is approximately 34 bar overpressure.

Borefluid inne i den sentrale kanal 155 er i kontakt med alle ventilene i EST-en 100. En fjærpåvirket avlastingsventil 152 beskytter mot for høy trykksetting av fluidet inne i verk-tøyet. Avlastingsventilen 152 virker på lignende måte som den sviktsikre ventil 150. Når fluidtrykket i den sentrale kanal 155 er under en terskelverdi, forblir ventilen stengt. Når fluidtrykket overskrider terskelen, overvinnes en fjærs 153 fjærkraft, og avlastingsventilen 152 åpner seg for å tillate fluid i kanalen 155 å slippe ut til ringrommet 40. Avlastingsventilen 152 beskytter trykkfølsomme komponenter i EST-en, slik som blærene i pakningsføttene 104 og 106, hvilke kan sprekke ved høye trykk. I den illustrerte utførelse har avlastingsventilen 152 et terskeltrykk på omtrent 110 bar overtrykk. Drilling fluid inside the central channel 155 is in contact with all the valves in the EST 100. A spring-actuated relief valve 152 protects against too high pressurization of the fluid inside the tool. The relief valve 152 works in a similar way to the fail-safe valve 150. When the fluid pressure in the central channel 155 is below a threshold value, the valve remains closed. When the fluid pressure exceeds the threshold, the spring force of a spring 153 is overcome, and the relief valve 152 opens to allow fluid in the channel 155 to escape to the annulus 40. The relief valve 152 protects pressure-sensitive components of the EST, such as the bladders in the packing feet 104 and 106, which may burst at high pressures. In the illustrated embodiment, the relief valve 152 has a threshold pressure of approximately 110 bar overpressure.

Pakningsfotventilen 154 styrer oppblåsingen og tømmingen av pakningsfoten 104 og 106. Pakningsfotventilen 154 har tre stillinger. I en første ytterstilling (vist på fig. 4A) tillates fluid fra den sentrale kanal 155 å strømme gjennom en passasje 210 og inn i bakre pakningsfot 104, og fluid fra fremre pakningsfot 106 slippes ut gjennom en passasje 260 til ringrommet 40. Når ventilen 154 er i denne posisjon, er den bakre pakningsfot 104 tilbøyelig til å blåses opp, og fremre pakningsfot 106 er tilbøyelig til å tømmes. I en andre ytterstilling (fig. 4D) tillates fluid fra den sentrale kanal å strømme gjennom passasjen 260 og inn i fremre pakningsfot 106, og fluid fra bakre pakningsfot 104 slippes ut gjennom passasjen 210 til ringrommet 40. Når ventilen 154 er i denne stilling, er den bakre pakningsfot 104 tilbøyelig til å tøm-mes, og den fremre pakningsfot 106 er tilbøyelig til å blåses opp. En midtre tredje posisjon for ventilen 154 tillater begrenset strømning fra kanalen 155 til begge pakningsføtter. I denne stilling kan begge pakningsføtter blåses opp for et dobbeltstøt-slag, slik som beskrevet nedenfor. The gasket foot valve 154 controls the inflation and deflation of the gasket foot 104 and 106. The gasket foot valve 154 has three positions. In a first extreme position (shown in Fig. 4A), fluid from the central channel 155 is allowed to flow through a passage 210 into the rear packing foot 104, and fluid from the front packing foot 106 is discharged through a passage 260 to the annulus 40. When the valve 154 is in this position, the rear packing foot 104 is prone to inflation, and the front packing foot 106 is prone to deflation. In a second extreme position (Fig. 4D), fluid from the central channel is allowed to flow through the passage 260 and into the front packing foot 106, and fluid from the rear packing foot 104 is released through the passage 210 to the annulus 40. When the valve 154 is in this position, the rear gasket foot 104 is prone to deflation, and the front gasket foot 106 is prone to inflation. A middle third position for the valve 154 allows limited flow from the channel 155 to both gasket feet. In this position, both gasket feet can be inflated for a double shock stroke, as described below.

I vanlig drift aktiveres bakre og fremre pakningsfot veksel-vis. Når bakre pakningsfot 104 er oppblåst, er den fremre pakningsfot 106 tømt og omvendt. Pakningsfotventilens 154 stilling styres av en pakningsfotmotor 160. I en foretrukket utførelse kan motoren 160 styres elektrisk og kan drives via en programmerbar logisk komponent på EST 100, slik som i elektronikkhuset 130 {fig. 8-12) for å sekvensere oppblåsing og tømming av pakningsføttene. Selv om den illustrerte utfø-relse benytter en enkelt pakningsfotventil som styrer begge pakningsføttene, kunne to ventiler være tilveiebrakt, slik at hver ventil styrer én av pakningsføttene. En fordel med en enkelt pakningsfotventil er at den krever mindre plass enn to ventiler. En fordel med utformingen med to ventiler er at hver pakningsfot kan styres uavhengig. Pakningsføttene kan også raskere blåses opp samtidig for et dobbeltstøt-slag. In normal operation, the rear and front packing feet are activated alternately. When rear packing foot 104 is inflated, front packing foot 106 is deflated and vice versa. The position of the packing foot valve 154 is controlled by a packing foot motor 160. In a preferred embodiment, the motor 160 can be controlled electrically and can be operated via a programmable logic component on the EST 100, such as in the electronics housing 130 {fig. 8-12) to sequence the inflation and deflation of the packing feet. Although the illustrated embodiment uses a single gasket foot valve that controls both gasket feet, two valves could be provided, so that each valve controls one of the gasket feet. An advantage of a single gasket foot valve is that it requires less space than two valves. An advantage of the design with two valves is that each gasket foot can be controlled independently. The packing feet can also be inflated more quickly at the same time for a double impact stroke.

Fremdriftsventilen 156 styrer strømmen av fluid til og fra de bakre fremdriftssylindrer 108 og 110. I én ytterstilling {vist på fig. 4B) tillater ventilen 156 fluid fra den sentrale kanal 155 å strømme gjennom passasjen 206 til de bakre kamre 166 og 170. Når ventilen 156 er i denne stilling, er de bakre kamre 166 og 170 forbundet med borefluidet, hvilket har et høyere trykk enn de bakre kamrene. Dette får stemplene 140 og 142 til å bevege seg mot sylindrenes nedihulIsender på grunn av volumet av innkommende fluid. Samtidig avtar de fremre kamre 168 og 172 i volum, og fluid tvinges ut av de fremre kamre gjennom passasjen 208 og ventilen 156 ut til ringrommet 40, Hvis pakningsfoten 104 blåses opp for å gripe borehullsveggen 42, beveger stemplene seg nedover i hullet i forhold til veggen 42. Hvis pakningsfoten 104 tømmes, beveger sylindrene 108 og 110 seg oppover i hullet i forhold til veggen 42. The propulsion valve 156 controls the flow of fluid to and from the rear propulsion cylinders 108 and 110. In one extreme position {shown in fig. 4B) the valve 156 allows fluid from the central channel 155 to flow through the passage 206 to the rear chambers 166 and 170. When the valve 156 is in this position, the rear chambers 166 and 170 are connected to the drilling fluid, which has a higher pressure than the posterior chambers. This causes the pistons 140 and 142 to move toward the bottom of the cylinders due to the volume of incoming fluid. At the same time, the front chambers 168 and 172 decrease in volume, and fluid is forced out of the front chambers through the passage 208 and the valve 156 out to the annulus 40. If the packing foot 104 is inflated to grip the borehole wall 42, the pistons move down the hole relative to the wall 42. If the packing foot 104 is emptied, the cylinders 108 and 110 move upwards in the hole in relation to the wall 42.

I sin andre ytterstilling (fig. 4E) tillater ventilen 156 fluid fra den sentrale kanal 155 å strømme gjennom passasjen 208 til de fremre kamre 168 og 172. Når ventilen 156 er i denne stilling, står kamrene 168 og 172 i forbindelse med borefluidet, hvilket har et høyere trykk enn de fremre kamre. Dette får stemplene 140 og 142 til å bevege seg mot sylindre nes oppihulIsende på grunn av volumet av innkommende fluid. Samtidig avtar de bakre kamre 166 og 170 i volum, og fluid tvinges ut av de bakre kamre gjennom passasjen 206 og ventilen 156 og ut til ringrommet 40. I en midtstilling blokkerer fremdriftsventilen 156 for enhver fluidkommunikasjon mellom sylindrene 108 og 110, kanalen 155 og ringrommet 40. Hvis pakningsfoten 104 blåses opp for å gripe borehullsveggen 42, beveger stemplene seg oppover i hullet i forhold til veggen 42. Hvis pakningsfoten 104 tømmes, beveger sylindrene 108 og 110 seg deretter nedover i hullet i forhold til veggen 42. In its second extreme position (Fig. 4E), the valve 156 allows fluid from the central channel 155 to flow through the passage 208 to the front chambers 168 and 172. When the valve 156 is in this position, the chambers 168 and 172 are in communication with the drilling fluid, which have a higher pressure than the anterior chambers. This causes the pistons 140 and 142 to move toward the cylinder noses in a hollow manner due to the volume of incoming fluid. At the same time, the rear chambers 166 and 170 decrease in volume, and fluid is forced out of the rear chambers through the passage 206 and the valve 156 and out to the annulus 40. In a central position, the propulsion valve 156 blocks any fluid communication between the cylinders 108 and 110, the channel 155 and the annulus 40. If the packing foot 104 is inflated to grip the borehole wall 42, the pistons move up the hole relative to the wall 42. If the packing foot 104 is deflated, the cylinders 108 and 110 then move down the hole relative to the wall 42.

Fremdriftsventilen 158 er utformet på lignende måte som ventilen 156. Fremdriftsventilen 158 styrer strømmen av fluid til og fra de fremre fremdriftssylindrer 112 og 114. I én ytterstilling (fig. 4E) tillater ventilen 158 fluid fra den sentrale kanal 155 å strømme gjennom en passasje 234 til de bakre kamre 174 og 178. Når ventilen 156 er i denne stilling, står de bakre kamre 174 og 178 i forbindelse med borefluidet, hvilket har et høyere trykk en de bakre kamre. Dette får stemplene 144 og 146 til å bevege seg mot sylindrenes nedi-hullsender på grunn av volumet av innkommende fluid. Samtidig avtar de fremre kamre 176 og 180 i volum, og fluid tvinges ut av de fremre kamre gjennom en passasje 236 og ventilen 158 og ut til ringrommet 40. Hvis pakningsfoten 106 blåses opp for å gripe borehullsveggen 42, beveger stemplene seg nedover i hullet i forhold til veggen 42. Hvis pakningsfoten 106 tøm-mes, beveger sylindrene 108 og 110 seg deretter oppover i hullet i forhold til veggen 42. The propulsion valve 158 is designed in a similar manner to the valve 156. The propulsion valve 158 controls the flow of fluid to and from the forward propulsion cylinders 112 and 114. In one extreme position (FIG. 4E), the valve 158 allows fluid from the central channel 155 to flow through a passage 234 to the rear chambers 174 and 178. When the valve 156 is in this position, the rear chambers 174 and 178 are in contact with the drilling fluid, which has a higher pressure than the rear chambers. This causes the pistons 144 and 146 to move toward the downhole ends of the cylinders due to the volume of incoming fluid. At the same time, the front chambers 176 and 180 decrease in volume, and fluid is forced out of the front chambers through a passage 236 and the valve 158 and out to the annulus 40. If the packing foot 106 is inflated to grip the borehole wall 42, the pistons move down the hole in relative to the wall 42. If the packing foot 106 is emptied, the cylinders 108 and 110 then move upwards in the hole relative to the wall 42.

I sin andre ytterstilling (fig. 4B) tillater ventilen 158 fluid fra den sentrale kanal 155 å strømme gjennom passasjen 236 til de fremre kamre 176 og 180. Når ventilen 158 er i denne stilling, står kamrene 176 og 180 i forbindelse med borefluidet, hvilket befinner seg ved et høyere trykk enn de bakre kamre 174 og 178. Dette får stemplene 144 og 146 til å bevege seg mot sylindrenes oppihulIsender på grunn av volumet av innkommende fluid. Samtidig avtar de bakre kamre 174 og 178 i volum, og fluid tvinges ut av de bakre kamre gjennom passasjen 234 og ventilen 158 og ut til ringrommet 40. Hvis pakningsfoten 106 blåses opp for å gripe borehullsveggen 42, beveger stemplene seg oppover i hullet i forhold til veggen 42. Hvis pakningsfoten 106 tømmes, beveger sylindrene 108 og 110 seg deretter nedover i hullet i forhold til veggen 42. I en midtstilling blokkerer fremdriftsventilen 158 for enhver fluidkommunikasjon mellom sylindrene 112 og 114, kanalen 155 og ringrommet 40. In its second extreme position (Fig. 4B), the valve 158 allows fluid from the central channel 155 to flow through the passage 236 to the front chambers 176 and 180. When the valve 158 is in this position, the chambers 176 and 180 are in communication with the drilling fluid, which is at a higher pressure than the rear chambers 174 and 178. This causes the pistons 144 and 146 to move toward the cylinder bore ends due to the volume of incoming fluid. At the same time, the rear chambers 174 and 178 decrease in volume, and fluid is forced out of the rear chambers through the passage 234 and the valve 158 and out to the annulus 40. If the packing foot 106 is inflated to grip the borehole wall 42, the pistons move up the hole in relation to the wall 42. If the packing foot 106 is emptied, the cylinders 108 and 110 then move down the hole relative to the wall 42. In a central position, the advance valve 158 blocks any fluid communication between the cylinders 112 and 114, the channel 155 and the annulus 40.

I en foretrukket utførelse er fremdriftsventilene 156 og 158 utformet for å danne en styrbar variabel strømningsbegrens-ning mellom den sentrale kanal 155 og fremdriftssylindrenes kamre. Den fysiske utforming av ventilene 156 og 158 blir beskrevet nedenfor. For å illustrere fordelene med dette trekk, se på ventil 156. Når ventilen 156 avviker litt fra sin midtstilling, tillater den en begrenset volumstrømningsrate fra den sentrale kanal 155 og inn i de bakre fremdriftssylindrer. Denne strømningsrate i volum kan økes eller reduseres nøyak-tig ved å variere strømningsbegrensningen, dvs. ved å åpne ventilen ytterligere eller blokkere den ytterligere. Ved nøy-aktig posisjonering av ventilen kan den volummessige strøm-ningsrate for fluid inn i de bakre fremdriftssylindrer styres. Ventilens strømningsbegrensende stillinger er angitt på fig. 4A-4F ved strømningslinjer som krysser som X-er. De strømningsbegrensende stillinger tillater nøyaktig styring over: (1) den langsgående hydrauliske kraft som opptas av stemplene; (2) stemplenes stilling i lengderetningen inne i de bakre fremdriftssylindrer; og {3) raten for langsgående bevegelse av stemplene mellom posisjoner. Fremdriftsventilen 158 kan være utformet på lignende måte for å tillate samme grad av styring over de fremre fremdriftssylindrer og stempler. Som det vil bli vist nedenfor, gjør styringen av disse attributter det lettere å få bedre kontroll over EST-ens fremstøt og hastighet, og videre over borekronen. In a preferred embodiment, the propulsion valves 156 and 158 are designed to form a controllable variable flow restriction between the central channel 155 and the chambers of the propulsion cylinders. The physical design of the valves 156 and 158 is described below. To illustrate the benefits of this feature, look at valve 156. When valve 156 deviates slightly from its center position, it allows a limited volume flow rate from the central channel 155 into the rear propulsion cylinders. This flow rate in volume can be increased or decreased precisely by varying the flow restriction, i.e. by opening the valve further or blocking it further. By precisely positioning the valve, the volumetric flow rate of fluid into the rear propulsion cylinders can be controlled. The valve's flow-limiting positions are indicated in fig. 4A-4F by flow lines crossing as X's. The flow limiting positions allow precise control of: (1) the longitudinal hydraulic force absorbed by the pistons; (2) the longitudinal position of the pistons inside the rear propulsion cylinders; and {3) the rate of longitudinal movement of the pistons between positions. The propulsion valve 158 may be similarly designed to allow the same degree of control over the forward propulsion cylinders and pistons. As will be shown below, the control of these attributes makes it easier to gain better control over the EST's thrust and speed, and further over the drill bit.

I en foretrukket utførelse styres fremdriftsventilens 156 stilling av en bakre fremdriftsmotor 162, og fremdriftsventilens 158 stilling styres av en fremre fremdriftsmotor 164. Disse motorer kan fortrinnsvis styres elektrisk og kan drives via en programmerbar logisk komponent på EST-en 100, slik som i elektronikkenheten 92 (fig. 3) for nøyaktig å styre utvi-delsen og sammentrekkingen av de bakre og fremre kamre i de bakre og fremre fremdriftssylindrer. In a preferred embodiment, the position of the propulsion valve 156 is controlled by a rear propulsion motor 162, and the position of the propulsion valve 158 is controlled by a front propulsion motor 164. These motors can preferably be controlled electrically and can be operated via a programmable logic component on the EST 100, such as in the electronics unit 92 (Fig. 3) to precisely control the expansion and contraction of the rear and front chambers of the rear and front propulsion cylinders.

Den ovenfor beskrevne utforming av EST-en tillater sterkt forbedret styring over traktorens støt, hastighet og bevegel-sesretning. EST-en 100 kan beveges ned i hullet i overensstemmelse med syklusen illustrert på fig. 4A-4F. Som vist på fig. 4A, beveges pakningsfotventilen 154 som en skyttel til en første ytterstilling, hvilket tillater fluid å strømme fra den sentrale kanal 155 til den bakre pakningsfot 104, og også tillater fluid å slippes ut fra den fremre pakningsfot 106 til ringrommet 40. Den bakre pakningsfot 104 blåses opp og griper borehullsveggen 42, hvorved de bakre fremdrifts-sylindrer 108 og 110 forankres. Den fremre pakningsfot 106 tømmes, slik at de fremre fremdriftssylindrer 112 og 114 er frie til å bevege seg aksialt i forhold til borehullsveggen 42. Deretter, som vist på fig. 4B, beveges fremdriftsventilen 156 mot sin første ytterstilling, hvilket tillater fluid å strømme fra den sentrale kanal 155, inn i de bakre kamre 166 og 170, og også tillater fluid å slippes ut fra de fremre kamre 168 og 172 til ringrommet 40. Det innkommende fluid får de bakre kamre 166 og 170 til å utvide seg på grunn av hydraulisk kraft. Siden sylindrene 108 og 110 er fiksert i forhold til borehullsveggen 42, tvinges stemplene 140 og 142 nedover i hullet til den fremre ende av stemplene, som vist på fig. 4C. Siden stemplene er fiksert på akselen 118 i EST-legemet, driver stemplenes foroverrettede bevegelse EST-legemet nedover i hullet. Dette er kjent som et arbeidsslag. The above-described design of the EST allows greatly improved control over the tractor's impact, speed and direction of movement. The EST 100 may be moved down the hole in accordance with the cycle illustrated in FIG. 4A-4F. As shown in fig. 4A, the packing foot valve 154 is moved as a shuttle to a first outer position, allowing fluid to flow from the central channel 155 to the rear packing foot 104, and also allowing fluid to be discharged from the front packing foot 106 to the annulus 40. The rear packing foot 104 is blown up and grabs the borehole wall 42, whereby the rear propulsion cylinders 108 and 110 are anchored. The front packing foot 106 is emptied, so that the front propulsion cylinders 112 and 114 are free to move axially in relation to the borehole wall 42. Then, as shown in fig. 4B, the propulsion valve 156 is moved toward its first outer position, allowing fluid to flow from the central channel 155 into the rear chambers 166 and 170, and also allowing fluid to be discharged from the front chambers 168 and 172 to the annulus 40. The incoming fluid causes the rear chambers 166 and 170 to expand due to hydraulic force. Since the cylinders 108 and 110 are fixed relative to the borehole wall 42, the pistons 140 and 142 are forced down the hole to the front end of the pistons, as shown in fig. 4C. Since the pistons are fixed to the shaft 118 of the EST body, the forward movement of the pistons drives the EST body down the hole. This is known as a working stroke.

Samtidig med eller uavhengig av de bakre stemplers 140 og 142 arbeidsslag beveges fremdriftsventilen 158 til sin andre ytterstilling vist pa fig. 4B. Dette tillater fluid å strømme fra den sentrale kanal 155 til de fremre kamre 176 og 180 og fra de bakre kamre 174 og 178 til ringrommet 40. Det innkommende fluid får de fremre kamre 176 og 180 til å utvide seg på grunn av hydraulisk kraft. Følgelig beveger fremdriftssylindrene 112 og 114 seg nedover i hullet i forhold til stemplene 144 og 146, som vist på fig. 4C. Dette er kjent som et tilbakestillingsslag. Simultaneously with or independently of the working stroke of the rear pistons 140 and 142, the propulsion valve 158 is moved to its second extreme position shown in fig. 4B. This allows fluid to flow from the central channel 155 to the front chambers 176 and 180 and from the rear chambers 174 and 178 to the annulus 40. The incoming fluid causes the front chambers 176 and 180 to expand due to hydraulic force. Accordingly, the advancing cylinders 112 and 114 move down the bore relative to the pistons 144 and 146, as shown in FIG. 4C. This is known as a reset stroke.

Etter at de bakre fremdriftssylindrer har fullført et arbeidsslag, og de fremre fremdriftssylindrer har fullført et tilbakestillingsslag, beveges pakningsfotventilen 154 som en skyttel til sin andre ytterstilling, vist på fig. 4D. Dette får den fremre pakningsfot 106 til å blåses opp og gripe borehullsveggen 42 og får også den bakre pakningsfot 104 til å tømmes. Deretter reverseres fremdriftsventilene 156 og 158, som vist på fig. 4E. Dette påvirker sylindrene 112 og 114 til å utføre et arbeidsslag og påvirker også sylindrene 108 og 110 til å utføre et tilbakestillingsslag, vist på fig. 4F. Pakningsfotventilen 154 blir deretter beveget som en skyttel tilbake til sin første ytterstilling, og syklusen gjentas. After the rear propulsion cylinders have completed a working stroke, and the forward propulsion cylinders have completed a reset stroke, the packing foot valve 154 is moved as a shuttle to its second extreme position, shown in FIG. 4D. This causes the front packing foot 106 to inflate and grip the borehole wall 42 and also causes the rear packing foot 104 to deflate. The propulsion valves 156 and 158 are then reversed, as shown in fig. 4E. This causes cylinders 112 and 114 to perform a work stroke and also causes cylinders 108 and 110 to perform a reset stroke, shown in FIG. 4F. The packing foot valve 154 is then shuttled back to its first extreme position and the cycle is repeated.

Fagfolk på området vil forstå at EST-en 100 kan bevege seg i revers, dvs. oppover i hullet, ganske enkelt ved å reversere sekvenseringen av pakningsfotventilen 154 eller fremdriftsventilene 156 og 158. Når pakningsfoten 104 blåses opp for å gripe borehullsveggen 42, bringes fremdriftsventilen 156 i stilling for å levere fluid til de fremre kamre 168 og 172. Det innkommende fluid tildeler stemplene 140 og 142 en i borehullet oppadrettet hydraulisk kraft, hvilket får sylindrene 108 og 110 til å utføre et arbeidsslag oppover i hullet. Samtidig bringes fremdriftsventilen 158 i stilling for å levere fluid til de bakre kamre 174 og 178, slik at sylindrene 112 og 114 utfører et tilbakestillingsslag. Deretter beveges pak-ningsf otventilen 154 for å blåse opp pakningsfoten 106 og tømme pakningsfoten 104. Deretter reverseres fremdriftsventilene, slik at sylindrene 112 og 114 utfører et i borehullet oppadrettet arbeidsslag, mens sylindrene 108 og 110 utfører et tilbakestillingsslag. Deretter blir syklusen gjentatt. Those skilled in the art will appreciate that the EST 100 can move in reverse, i.e., uphole, simply by reversing the sequencing of the packing foot valve 154 or the advance valves 156 and 158. When the packing foot 104 is inflated to grip the wellbore wall 42, the advance valve is brought 156 in position to deliver fluid to the forward chambers 168 and 172. The incoming fluid imparts an uphole hydraulic force to the pistons 140 and 142, causing the cylinders 108 and 110 to perform an upward stroke. At the same time, the propulsion valve 158 is brought into position to supply fluid to the rear chambers 174 and 178, so that the cylinders 112 and 114 perform a reset stroke. The packing foot valve 154 is then moved to inflate the packing foot 106 and empty the packing foot 104. The advance valves are then reversed, so that cylinders 112 and 114 perform an upward working stroke in the borehole, while cylinders 108 and 110 perform a reset stroke. The cycle is then repeated.

EST-en kan fordelaktig skifte til revers før den når enden av et spesielt kraft- eller tilbakestillingsslag. Verktøyet kan reverseres ganske enkelt ved å reversere fremdriftsventilenes stillinger, slik at den hydrauliske kraft blir tilveiebrakt på motsatte sider av de ringformede stempler i fremdriftssylindrene. Dette trekk hindrer skade på borekronen, hvilken skade kan forårsakes når det treffes på en hindring i formasjonen. The EST can advantageously shift into reverse before reaching the end of a particular power or reset stroke. The tool can be reversed simply by reversing the positions of the propulsion valves, so that the hydraulic power is provided on opposite sides of the annular pistons in the propulsion cylinders. This feature prevents damage to the drill bit, which can be caused by hitting an obstacle in the formation.

Tilveiebringelsen av separate ventiler som styrer: (1) oppblåsingen av pakningsføttene, (2) avgivelse av hydraulisk kraft til de bakre fremdriftssylindrer og (3) avgivelse av hydraulisk kraft til de fremre fremdriftssylindrer, tillater en dobbelt-arbeidsslag-operasjon og faktisk en dobling av aksialt støt på EST-legemet. For eksempel kan pakningsfotventilen 154 beveges til sin midtstilling for å blåse opp begge pakningsføttene 104 og 106. Fremdriftsventilene 156 og 158 kan deretter bringes i stilling for å levere fluid til de bakre kamre i deres respektive fremdriftssylindrer. Dette ville føre til en dobling av støt på EST-legemet nedover i borehullet. På lignende måte kan fremdriftsventilene også bringes i stilling for å levere fluid .til de fremre kamre i fremdriftssylindrene, hvilket resulterer i dobbeltstøt oppover i hullet. Dobbeltstøt kan være nyttig ved inntrengning i hardere formasjoner. The provision of separate valves controlling: (1) the inflation of the packing feet, (2) the release of hydraulic power to the rear propulsion cylinders, and (3) the release of hydraulic power to the forward propulsion cylinders, permits a double-stroke operation and, in effect, a doubling of axial impact on the EST body. For example, the packing foot valve 154 can be moved to its center position to inflate both packing feet 104 and 106. The propulsion valves 156 and 158 can then be brought into position to supply fluid to the rear chambers of their respective propulsion cylinders. This would lead to a doubling of impact on the EST body down the borehole. In a similar manner, the propulsion valves can also be brought into position to deliver fluid to the front chambers of the propulsion cylinders, resulting in a double thrust up the hole. Double thrust can be useful when penetrating harder formations.

Som nevnt ovenfor, kan pakningsfotventilmotoren 160 og frem-drif tsventilmotorene 162 og 164 styres av et elektronisk styringssystem. I én utførelse innbefatter EST-ens styringssystem en datamaskin på overflaten, elektriske kabler (fiber-optiske eller vaier) og en programmerbar logisk komponent 224 (fig. 69) plassert i elektronikkhuset 130. Den logiske komponent 224 kan omfatte elektroniske kretser, en mikroprosessor, EPROM og/eller programvare for verktøystyring. Programvaren for verktøystyring er fortrinnsvis tilveiebrakt på en programmerbar integrert brikke (PIC) på et elektronisk krets-kort. Styringssystemet virker som følger: En operatør legger inn kommandoer på overflaten, slik som ønsket EST-hastighet, -retning, -støt osv. Programvaren på overflaten omformer ope-ratørens kommandoer til elektriske signaler som blir overført ned i hullet gjennom de elektriske kabler til den logiske komponent 224. De elektriske kabler er fortrinnsvis plassert inne i det kombinerte kveilrør og forbundet med elektriske ledninger inne i EST-en, hvilke strekker seg til den logiske komponent 224. PIC-en omdanner operatørens elektriske kommandoer til signaler som styrer motorene. As mentioned above, the packing foot valve motor 160 and the advance valve motors 162 and 164 can be controlled by an electronic control system. In one embodiment, the EST's control system includes a surface computer, electrical cables (fiber optic or wires) and a programmable logic component 224 (Fig. 69) located in the electronics housing 130. The logic component 224 may include electronic circuits, a microprocessor, EPROM and/or tool control software. The tool control software is preferably provided on a programmable integrated chip (PIC) on an electronic circuit board. The control system works as follows: An operator enters commands on the surface, such as the desired EST speed, direction, thrust, etc. The software on the surface converts the operator's commands into electrical signals that are transmitted downhole through the electrical cables to the logic component 224. The electrical cables are preferably located inside the combined coil tube and connected by electrical wires inside the EST, which extend to the logic component 224. The PIC converts the operator's electrical commands into signals that control the motors.

Som en del av dens styringsalgoritme, kan den logiske komponent 224 også behandle ulike tilbakemeldingssignaler som inneholder opplysninger angående tilstander i verktøyet. For eksempel kan den logiske komponent 224 være utformet for å behandle trykk- og posisjonssignaler fra trykkomsettere og posisjonssensorer gjennom hele EST-en, et signal for vekt på borekronen (WOB) fra en sensor som måler belastningen på borekronen, og/eller et trykksignal fra en sensor som måler trykkdifferansen over borekronen. I en foretrukket utførelse er den logiske komponent 224 programmert for intelligent å betjene ventilmotorene 160, 162 og 164 for å styre ventil-stillingene i det minst delvis på grunnlag av den ene eller begge av to forskjellige egenskaper, som er trykk og forskyvning. Ut fra trykkinformasjon kan styringssystemet fastsette og regulere det støt som virker på EST-legemet. Ut fra forskyvningsinformasjon kan styringssystemet fastsette og regulere EST-ens hastighet. Særlig kan den logiske komponent 224 styre ventilmotorene som reaksjon på: (1) trykkdifferansen for fluid i de bakre og fremre kamre i fremdriftssylindrene og ved innløpet til den sviktsikre ventil; (2) de ringformede stemplers posisjoner i forhold til fremdriftssylindrene; eller (3) begge. As part of its control algorithm, the logic component 224 may also process various feedback signals containing information regarding states of the tool. For example, the logic component 224 may be designed to process pressure and position signals from pressure transducers and position sensors throughout the EST, a weight-on-the-bit (WOB) signal from a sensor that measures the load on the bit, and/or a pressure signal from a sensor that measures the pressure difference across the drill bit. In a preferred embodiment, the logic component 224 is programmed to intelligently operate the valve motors 160, 162 and 164 to control the valve positions based at least in part on one or both of two different characteristics, which are pressure and displacement. Based on pressure information, the control system can determine and regulate the impact acting on the EST body. Based on displacement information, the control system can determine and regulate the EST's speed. In particular, the logic component 224 may control the valve motors in response to: (1) the pressure differential for fluid in the rear and front chambers of the propulsion cylinders and at the inlet of the failsafe valve; (2) the positions of the annular pistons relative to the propulsion cylinders; or (3) both.

Den faktiske kommandologikk og programvaren for styring av traktoren vil avhenge av de ønskede ytelseskarakteristika for traktoren og omgivelsene hvor traktoren skal brukes. Det antas at når først ytelseskarakteristikaene er bestemt, vil en fagmann på området greit fastsette de ønskede logiske sekven-ser og programvare for styringen. Det antas at oppbygningen og fremgangsmåtene beskrevet i dette skrift byr på tallrike fordeler fremfor kjent teknikk, uansett hvilke ytelseskarakteristika og programvare som velges. Det antas følgelig at selv om en prototype av traktoren bruker en spesiell programvare (utviklet av Halliburton Company i Dallas, Texas) ville en lang rekke programvarer kunne benyttes til drift av systemet . The actual command logic and software for controlling the tractor will depend on the desired performance characteristics of the tractor and the environment in which the tractor will be used. It is believed that once the performance characteristics have been determined, a person skilled in the art will readily determine the desired logic sequences and software for the control. It is believed that the structure and methods described in this document offer numerous advantages over the prior art, regardless of the performance characteristics and software chosen. It is therefore believed that even if a prototype of the tractor uses a special software (developed by the Halliburton Company in Dallas, Texas) a wide variety of software could be used to operate the system.

Trykkomsettere 182, 184, 186, 188 og 190 kan være tilveiebrakt på verktøyet for å måle trykkdifferansen for fluid i henholdsvis; (1) de bakre kamre 166 og 170; (2) de fremre kamre 168 og 172; (3) de bakre kamre 174 og 178; (4) de fremre kamre 176 og 180; og (5) i innløpet til den sviktsikre ventil 150. Disse trykkomsettere sender elektriske signaler til den logiske komponent 224, hvilke er proporsjonale med det registrerte differensialfluidtrykk. I tillegg kan, som vist på fig. 4A-4F, forskyvningssensorer 192 og 194 være tilveiebrakt på verktøyet for å måle de ringformede stemplers posisjon i forhold til fremdriftssylindrene. I den illustrerte utførelse måler sensoren 192 stemplets 140 aksiale posisjon i forhold til sylinderen 110 og sensoren 194 måler stemplets 144 aksiale posisjon i forhold til sylinderen 112. Sensorene 192 og 194 kan også være plassert på stemplene 140 og 146, eller ytterligere forskyvningssensorer kan tilveiebringes om ønskelig. Pressure transducers 182, 184, 186, 188 and 190 may be provided on the tool to measure the pressure differential for fluid in respectively; (1) the posterior chambers 166 and 170; (2) the anterior chambers 168 and 172; (3) the posterior chambers 174 and 178; (4) the anterior chambers 176 and 180; and (5) in the inlet to the failsafe valve 150. These pressure transducers send electrical signals to the logic component 224 which are proportional to the sensed differential fluid pressure. In addition, as shown in fig. 4A-4F, displacement sensors 192 and 194 are provided on the tool to measure the position of the annular pistons relative to the advance cylinders. In the illustrated embodiment, sensor 192 measures the axial position of piston 140 relative to cylinder 110 and sensor 194 measures the axial position of piston 144 relative to cylinder 112. Sensors 192 and 194 may also be located on pistons 140 and 146, or additional displacement sensors may be provided if desirable.

Rotasjonsakselerometre eller potensiometre er fortrinnsvis tilveiebrakt for å måle motorenes omdreining. Ved overvåkning av motorenes omdreining, kan de motoriserte ventilers 154, 156 og 158 stilling bestemmes. Som signalene fra trykkomsetterne og forskyvningssensorene, blir signalene fra rotasjons akselerometrene eller potensiometrene matet tilbake til den logiske komponent 224 til styring av ventilstillingene. Rotational accelerometers or potentiometers are preferably provided to measure the rotation of the motors. By monitoring the rotation of the motors, the position of the motorized valves 154, 156 and 158 can be determined. Like the signals from the pressure transducers and displacement sensors, the signals from the rotational accelerometers or potentiometers are fed back to the logic component 224 for controlling the valve positions.

Detaljert oppbygging av EST- en Detailed structure of the EST

De største enheter i EST-en er den bakre seksjon, styringsenheten og den fremre seksjon. Det vises til fig. 2, hvor de største komponenter i den bakre seksjon omfatter akselen 118, den bakre pakningsfot 104, de bakre fremdriftssylindrer 108 og 110, koplingene 120 og 122 og et bakre overgangshus 131. Den bakre seksjon innbefatter en sentral kanal for transport av borefluidforsyning fra borestrengen til styringsenheten 102 og til borekronen. Den bakre seksjon innbefatter også passasjer for fluidstrømning mellom styringsenheten 102 og den bakre pakningsfot 104 og de bakre fremdriftssylindrer 108 og 110. Den bakre seksjon innbefatter videre i det minste én passasje for ledninger for overføring av elektriske signaler mellom jordoverflaten, styringsenheten 102 og bunnhullsenheten. En borestrengskopling 116 er festet til den bakre ende av den bakre seksjon for fluidmessig sammenkopling av en kveilrørsborestreng til akselen 118, som kjent innen faget. The largest units in the EST are the rear section, the control unit and the front section. Reference is made to fig. 2, where the largest components in the rear section include the shaft 118, the rear packing foot 104, the rear propulsion cylinders 108 and 110, the couplings 120 and 122 and a rear transition housing 131. The rear section includes a central channel for transporting drilling fluid supply from the drill string to the control unit 102 and to the drill bit. The rear section also includes passages for fluid flow between the control unit 102 and the rear packing foot 104 and the rear propulsion cylinders 108 and 110. The rear section further includes at least one passage for wiring for transmission of electrical signals between the ground surface, the control unit 102 and the downhole unit. A drill string coupling 116 is attached to the rear end of the rear section for fluidly coupling a coiled tubing drill string to the shaft 118, as is known in the art.

Den fremre seksjon er strukturelt nesten identisk med den bakre seksjon, med de unntak at komponentene er i omvendt rekkefølge, og den fremre seksjon innbefatter ikke et bakre overgangshus. Den fremre seksjon omfatter akselen 124, de fremre fremdriftssylindrer 112 og 114, koplingene 126 og 128 og den fremre pakningsfot 106. Den fremre seksjon innbefatter en sentral ledning for transport av borefluidforsyning til borekronen. Den fremre seksjon innbefatter også passasjer for fluidstrømning mellom styringsenheten 102 og den fremre pakningsfot 106 og de fremre fremdriftssylindrer 112 og 114. Den fremre seksjon innbefatter videre i det minste én passasje for ledninger for overføring av elektriske signaler mellom jordoverflaten, styringsenheten 102 og bunnhullsenheten. En kopling 129 er festet til den fremre ende av den fremre sek sjon for tilkopling av akselen 124 til nedihullskomponenter slik som bunnhullsenheten, som kjent innen faget. The front section is structurally almost identical to the rear section, with the exceptions that the components are in reverse order, and the front section does not include a rear transition housing. The front section includes the shaft 124, the front drive cylinders 112 and 114, the couplings 126 and 128 and the front packing foot 106. The front section includes a central conduit for transporting drilling fluid supply to the drill bit. The forward section also includes passages for fluid flow between the control unit 102 and the forward packing foot 106 and the forward propulsion cylinders 112 and 114. The forward section further includes at least one passage for wiring for transmission of electrical signals between the ground surface, the control unit 102 and the downhole unit. A coupling 129 is attached to the forward end of the forward section for connecting the shaft 124 to downhole components such as the downhole assembly, as known in the art.

S t vr i nors enhe t St vr in norwegian units

Det vises til fig. 2 og 3, hvor styringsenheten 102 omfatter et bakre overgangshus 131 (fig. 2), elektronikkenheten 92, en motorenhet 94, ventilenhet 96 og fremre overgangsenhet 98. Elektronikkenheten 92 innbefatter et elektronikkhus 130 som inneholder elektroniske komponenter slik som den logiske komponent 224 til styring av EST-en. Motorenheten 94 innbefatter et motorhus 132 som inneholder motorene 160, 162 og 164. Disse motorer styrer henholdsvis pakningsfotventilen 154 og fremdriftsventilene 156 og 158. Ventilenheten 96 innbefatter et ventilhus 134 som inneholder disse ventiler så vel som den sviktsikre ventil 150. Fremre overgangsenhet 98 innbefatter et fremre overgangshus 136 som inneholder sprederen 148 (ikke vist) og avlastningsventilen 152. Reference is made to fig. 2 and 3, where the control unit 102 comprises a rear transition housing 131 (Fig. 2), the electronics unit 92, a motor unit 94, valve unit 96 and front transition unit 98. The electronics unit 92 includes an electronics housing 130 which contains electronic components such as the logic component 224 for control of the EST. The motor assembly 94 includes a motor housing 132 containing the motors 160, 162 and 164. These motors respectively control the packing foot valve 154 and the propulsion valves 156 and 158. The valve assembly 96 includes a valve housing 134 containing these valves as well as the failsafe valve 150. Front transition assembly 98 includes a forward transition housing 136 containing the spreader 148 (not shown) and relief valve 152.

Den første komponent i styringsenheten 102 er en bakre overgangsenhet 90. Det bakre overgangshus 131 er vist på fig. 5-7. Huset 131 er koplet til og blir forsynt med borefluid fra akselen 118. Huset 131 flytter borefluidtilførselen fra midt i verktøyet til en side for å gi plass til en elektronikk-pakke 224 i elektronikkenheten 92. Fig. 5 viser den bakre ende av huset 131, og fig. 6 viser dets fremre ende. Den bakre ende av huset 131 festes til en flens 366 (fig. 49A-49B) på akselen 118. Særlig har huset 131 gjengekoplingsbo-ringer 200 anordnet i femkant, hvilke innretter seg på linje med lignende boringer 365 i flensen 366. Koplingspinner eller bolter av høy styrke opptas i boringene 365 og boringene 200 for å feste flensen og huset 131 sammen. Flensen 366 har utsparinger 367, via hvilke mutre kan festes på de bakre ender av koplingspinnene, mot flatene i utsparingene 367. Egnede koplingsbolter er ikke-magnetiske bolter MP33 som har høy styrke, forlengelse og seighet. I sin fremre ende er huset 131 festet til elektronikkhuset 13 0 på lignende måte, hvilket derfor ikke behøver beskrives nærmere. Dessuten kan alle de tilstøtende hus festes til hverandre og til akslene på lik eller lignende måte og trenger derfor heller ikke beskrives nærmere. The first component of the control unit 102 is a rear transition unit 90. The rear transition housing 131 is shown in fig. 5-7. The housing 131 is connected to and is supplied with drilling fluid from the shaft 118. The housing 131 moves the drilling fluid supply from the middle of the tool to one side to make room for an electronics package 224 in the electronics unit 92. Fig. 5 shows the rear end of the housing 131, and fig. 6 shows its front end. The rear end of the housing 131 is attached to a flange 366 (Fig. 49A-49B) on the shaft 118. In particular, the housing 131 has threaded coupling bores 200 arranged in a pentagon, which align with similar bores 365 in the flange 366. Coupling pins or bolts of high strength is accommodated in bores 365 and bores 200 to fasten the flange and housing 131 together. The flange 366 has recesses 367, via which nuts can be attached to the rear ends of the coupling pins, against the surfaces in the recesses 367. Suitable coupling bolts are non-magnetic bolts MP33 which have high strength, elongation and toughness. At its front end, the housing 131 is attached to the electronics housing 130 in a similar manner, which therefore does not need to be described in more detail. Moreover, all the adjacent housings can be attached to each other and to the axles in the same or similar way and therefore do not need to be described in more detail either.

Det skal forstås at komponentene i EST-en innbefatter tallrike passasjer for transport av borefluid og elektriske ledninger gjennom verktøyet. Det bakre overgangshus 131 innbefatter flere langsgående boringer som utgjør et parti av disse passasjer. Langsgående passasje 202 transporterer bore-fluidforsyningen (fra borestrengen) nedover i hullet. Som vist på fig. 7, flyttes passasjen 202 fra verktøyets midtakse ved husets 131 bakre ende til en posisjon ute av senter ved den fremre ende. En langsgående ledningspassasje 204 er tilveiebrakt for elektriske ledninger. En langsgående lednings-passas je 205 er tilveiebrakt i den fremre ende av huset 131 og strekker seg over omtrent halve lengden av huset. Passasjene 204 og 205 står i forbindelse med hverandre gjennom en langstrakt åpning 212 i huset 131. I en foretrukket utfø-relse blir ledninger fra overflaten skilt ved åpningen 212 og koplet til et 7-pinners koplingselement 209 (fig. 69) og et 10-pinners koplingselement 211. Koplingselementene 209 og 211 passer inn henholdsvis i passasjene 204 og 205 i den fremre ende av huset 131 og koples til motsvarende åpninger i elektronikkhuset 132. Passasjen 206 tillater fluidforbindelse mellom den bakre fremdriftsventil 156 og de bakre kamre 166 og 170 i de bakre fremdriftssylindrer 108 og 110. Passasjen 208 tillater fluidforbindelse mellom ventilen 156 og de fremre kamre 168 og 172 i sylindrene 108 og 110. Passasjen 210 tillater fluidforbindelse mellom pakningsfotventilen 154 og den bakre pakningsfot 104. It should be understood that the components of the EST include numerous passages for transporting drilling fluid and electrical wiring through the tool. The rear transition housing 131 includes several longitudinal bores which form part of these passages. Longitudinal passage 202 transports the drilling fluid supply (from the drill string) down the hole. As shown in fig. 7, the passage 202 is moved from the center axis of the tool at the rear end of the housing 131 to an off-center position at the front end. A longitudinal wire passage 204 is provided for electrical wires. A longitudinal conduit passage 205 is provided at the front end of housing 131 and extends over approximately half the length of the housing. The passages 204 and 205 are connected to each other through an elongated opening 212 in the housing 131. In a preferred embodiment, wires from the surface are separated at the opening 212 and connected to a 7-pin connector element 209 (fig. 69) and a 10- pin connecting element 211. The connecting elements 209 and 211 fit respectively into the passages 204 and 205 in the front end of the housing 131 and are connected to corresponding openings in the electronics housing 132. The passage 206 allows fluid connection between the rear propulsion valve 156 and the rear chambers 166 and 170 in the rear propulsion cylinders 108 and 110. Passage 208 allows fluid connection between valve 156 and front chambers 168 and 172 in cylinders 108 and 110. Passage 210 allows fluid connection between packing foot valve 154 and rear packing foot 104.

Fig. 8-12 viser elektronikkhuset 13 0 i elektronikkenheten 92, hvilket inneholder en elektronisk logisk komponent eller pakke 224. Huset 13 0 innbefatter langsgående boringer for passasjene 202, 204, 205, 206, 208 og 210. Elektronikkpakken 224 befinner seg i et parti med stor diameter av passasjen Figs. 8-12 show the electronics housing 130 in the electronics unit 92, which contains an electronic logic component or package 224. The housing 130 includes longitudinal bores for the passages 202, 204, 205, 206, 208 and 210. The electronics package 224 is located in a lot with large diameter of the passage

205 inne i huset 130. Den ovennevnte 10-pinners koplingselement 211 i fremre ende av det bakre overgangshus 131 er koplet til elektronikkpakken 224. Passasjen 205 er fortrinnsvis tettet i bakre og fremre ende av elektronikkhuset 130 for å hindre skade pa elektronikkpakken 224 forårsaket av at huset er utsatt for høyt trykk fra ringrommet 40, hvilket kan være så høyt som 1103 bar. En egnet tetning, med spesifikasjon 1379 bar selges av Green Tweed, Inc., som har kontorer i Houston Texas. Fortrinnsvis er huset 130 oppbygd av et materiale som er tilstrekkelig varmebeståndig til å beskytte elektronikkpakken 224 mot skade som kan forårsakes ved at den er utsatt for høye temperaturer nede i hullet. Et egnet materiale er Stabaloy AG 17. 205 inside the housing 130. The above-mentioned 10-pin connector 211 at the front end of the rear transition housing 131 is connected to the electronics package 224. The passage 205 is preferably sealed at the rear and front ends of the electronics housing 130 to prevent damage to the electronics package 224 caused by the housing is exposed to high pressure from the annulus 40, which can be as high as 1103 bar. A suitable seal, with specification 1379 bar is sold by Green Tweed, Inc., which has offices in Houston Texas. Preferably, the housing 130 is made up of a material that is sufficiently heat-resistant to protect the electronics package 224 from damage that can be caused by it being exposed to high temperatures down in the hole. A suitable material is Stabaloy AG 17.

Som vist på fig. 9 og 11, er det tilveiebrakt en utsparing 214 i den fremre ende av elektronikkhuset 130 for å ta imot en trykkomsettermanifold 222 (fig. 13-16) som innbefatter trykkomsetterne 182, 184, 186, 188 og 190 (fig. 3). Passasjene 206, 208 og 210 er forskjøvet på tvers mot elektronikk-husets 130 midtakse for å gi plass til trykkomsetterne. Det vises til fig. 12, hvor tverrforskyvningsboringer 216, 218 og 220 er tilveiebrakt for å forskyve henholdsvis passasje 206, 208 og 210 til deres posisjoner ved fremre ende vist på fig. 9 og 10. Forskyvningsboringene 216, 218 og 220 er plugget ved den radialt ytre side av huset 130 for å hindre lekkasje av fluid til ringrommet 40. Fig. 13-16 viser trykkomsettermanifolden 222 som er utformet for å romme trykkomsetterne for måling av trykkdifferansen i borefluid som passerer gjennom de ulike manifoldpassasjer. Trykkomsetterne 182, 184, 186, 188 og 190 opptas i henholdsvis omsetterboring 225, 226, 228, 230 og 232, som strekker seg radialt innover fra manifoldens 222 ytre flate til de langsgående boringer i denne. De langsgående boringer for passasjene 205, 206, 208 og 210 strekker seg gjennom lengden av manifolden 222 og innretter seg på linje med tilsvarende boringer i elektronikkhuset 13 0. I tillegg strekker langs gående boringer seg bakover fra manifoldens 222 fremre ende uten å nå den bakre ende, idet de danner passasjer 234, 236 og 238. Passasjen 234 står i fluidforbindelse med de bakre kamre 174 og 178 i de fremre fremdriftssylindrer 112 og 114. Passasjen 236 står i fluidforbindelse med de fremre kamre 176 og 180 i sylindrene 112 og 114. Passasjen 238 står i fluidforbindelse med den fremre pakningsfot 106. Som vist på fig. 15 og 16, står omsetterboringene 225, 226, 228 230 og 232 i forbindelse med henholdsvis passasje 206, 208, 234, 236 og 238. Som det vil bli beskrevet nedenfor, er trykkomsetterne utsatt for borefluid innvendig og for olje utvendig. Oljen holdes ved trykket i ringrommet 40 via et trykkompenseringsstempel 248 (fig. 45) for å frembringe de ønskede trykkdiffe-ransemålinger. As shown in fig. 9 and 11, a recess 214 is provided in the front end of the electronics housing 130 to receive a pressure converter manifold 222 (fig. 13-16) which includes the pressure converters 182, 184, 186, 188 and 190 (fig. 3). The passages 206, 208 and 210 are shifted transversely towards the central axis of the electronics housing 130 to make room for the pressure converters. Reference is made to fig. 12, where transverse offset bores 216, 218 and 220 are provided to offset passages 206, 208 and 210, respectively, to their forward end positions shown in FIG. 9 and 10. The displacement bores 216, 218 and 220 are plugged at the radially outer side of the housing 130 to prevent leakage of fluid to the annulus 40. Figs. 13-16 show the pressure transducer manifold 222 which is designed to accommodate the pressure transducers for measuring the pressure difference in drilling fluid that passes through the various manifold passages. The pressure transducers 182, 184, 186, 188 and 190 are accommodated in transducer bores 225, 226, 228, 230 and 232, respectively, which extend radially inwards from the outer surface of the manifold 222 to the longitudinal bores therein. The longitudinal bores for the passages 205, 206, 208 and 210 extend through the length of the manifold 222 and align with corresponding bores in the electronics housing 130. In addition, the longitudinal bores extend rearward from the front end of the manifold 222 without reaching the rear end, forming passages 234, 236 and 238. The passage 234 is in fluid communication with the rear chambers 174 and 178 in the forward propulsion cylinders 112 and 114. The passage 236 is in fluid communication with the forward chambers 176 and 180 in the cylinders 112 and 114. The passage 238 is in fluid communication with the front packing foot 106. As shown in fig. 15 and 16, the transducer bores 225, 226, 228, 230 and 232 are in connection with passages 206, 208, 234, 236 and 238, respectively. As will be described below, the pressure transducers are exposed to drilling fluid internally and to oil externally. The oil is maintained at the pressure in the annulus 40 via a pressure compensation piston 248 (Fig. 45) to produce the desired pressure difference measurements.

Fig. 17 og 18 viser motorhuset 132 i motorenheten 94. Festet den fremre ende av elektronikkhuset 130, innbefatter huset 132 langsgående boringer for passasjene 202, 204, 206, 208, 210, 234, 236 og 238 som er på linje med de tilsvarende boringer i elektronikkhuset 130 og trykkomsettermanifolden 222. Huset 132 innbefatter også langsgående boringer for passasjer 240, 242 og 244 som rommer henholdsvis pakningsfotmotoren 160, den bakre fremdriftsmotor 162 og fremre fremdriftsmotor 164. I tillegg rommer en langsgående boring for en passasje 246 et trykkompenseringsstempel 248 i sin bakre ende og en sviktsikker ventilfjær 151 (fig. 45) i sin fremre ende. Motorenes, ventilenes, trykkompenseringsstemplets og den sviktsikre ventilfjærs sammensetning og virkemåte blir beskrevet nedenfor. Figs. 17 and 18 show the motor housing 132 in the motor assembly 94. Attached to the front end of the electronics housing 130, the housing 132 includes longitudinal bores for the passages 202, 204, 206, 208, 210, 234, 236 and 238 which are aligned with the corresponding bores in the electronics housing 130 and the pressure converter manifold 222. The housing 132 also includes longitudinal bores for passages 240, 242 and 244 which respectively house the packing foot motor 160, the rear propulsion motor 162 and the forward propulsion motor 164. In addition, a longitudinal bore for a passage 246 houses a pressure compensating piston 248 in its rear end and a fail-safe valve spring 151 (fig. 45) at its front end. The composition and operation of the motors, valves, pressure compensation piston and fail-safe valve spring are described below.

En motorfesteplate 250 vist på fig. 19 og 20 er festet mellom motorhusets 132 fremre ende og ventilhusets 134 bakre ende. Motorene er innelukket i ledeskruehus 318 (beskrevet nedenfor) som er festet til festeplaten 250. Platen 250 innbefatter boringer for passasjene 202, 204, 206, 208, 210, 234, 236, 238, 240, 242, 244 og 246 som er på linje med tilsvarende boringer i motorhuset 132 og ventilhuset 134. Som vist på fig. 20, er boringene for passasjene 240 (pakningsfotmotor), 242 (bakre fremdriftsmotor) og 244 (fremre fremdriftsmotor) på forsiden av platen 250 forsenket for å ta imot festebolter 334 (fig. 44). Boltene 334 fester ledeskruehusene 318 til baksiden av platen 250. A motor mounting plate 250 shown in fig. 19 and 20 are attached between the front end of the engine housing 132 and the rear end of the valve housing 134. The motors are enclosed in lead screw housing 318 (described below) which is secured to mounting plate 250. Plate 250 includes bores for passages 202, 204, 206, 208, 210, 234, 236, 238, 240, 242, 244 and 246 which are aligned with corresponding bores in the motor housing 132 and the valve housing 134. As shown in fig. 20, the bores for passages 240 (gasket foot motor), 242 (rear propulsion motor) and 244 (forward propulsion motor) on the face of plate 250 are countersunk to receive mounting bolts 334 (Fig. 44). The bolts 334 attach the lead screw housings 318 to the rear of the plate 250.

Fig. 21-27 viser ventilhuset 134 i ventilenheten 96. Festet til motorfesteplatens 250 fremre ende, har huset 134 langsgående utsparinger 252, 254, 256 og 258 i sin ytre radiale flate, hvilke rommer henholdsvis den sviktsikre ventil 150, pakningsfotventilen 154, den bakre fremdriftsventil 156 og den fremre fremdriftsventil 158. Huset 134 har boringer for passasjene 202, 204, 206, 208, 210, 234, 236, 238, 240, 242, 244 og 246 som er på linje med tilsvarende boringer i motorfesteplaten 250. I den fremre ende av huset 134 er det tilveiebrakt en sentral langsgående boring som danner et bakre parti av kanalen 155. Kanalen 155 strekker seg ikke til husets 134 bakre ende siden dens formål er å føre frem fluid fra utløpet av den sviktsikre ventil 150 til de andre ventiler. I tillegg er det tilveiebrakt en langsgående boring i den fremre ende av huset 134 for en passasje 260. Passasjen 260 tillater fluidforbindelse mellom pakningsfotventilen 154 og den fremre pakningsfot 106. Figs. 21-27 show the valve housing 134 in the valve assembly 96. Attached to the front end of the engine mounting plate 250, the housing 134 has longitudinal recesses 252, 254, 256 and 258 in its outer radial surface, which respectively accommodate the fail-safe valve 150, the gasket foot valve 154, the rear propulsion valve 156 and the front propulsion valve 158. The housing 134 has bores for the passages 202, 204, 206, 208, 210, 234, 236, 238, 240, 242, 244 and 246 which are aligned with corresponding bores in the engine mounting plate 250. In the front end of the housing 134, a central longitudinal bore is provided which forms a rear part of the channel 155. The channel 155 does not extend to the rear end of the housing 134 since its purpose is to convey fluid from the outlet of the fail-safe valve 150 to the other valves . In addition, a longitudinal bore is provided in the front end of the housing 134 for a passage 260. The passage 260 allows fluid connection between the packing foot valve 154 and the front packing foot 106.

Som vist på fig. 24-27, innbefatter ventilhuset 134 forskjellige tverrboringer som strekker seg fra ventilutsparingene til de langsgående fluidpassasjer for fluidforbindelse med ventilene. Som beskrevet nedenfor, er ventilene 150, 154, 156 og 158 sleideventiler som hver omfatter en sleide utformet for å forflytte seg inne i et ventillegeme. I virksomhet for-flytter sleidene seg langsetter inne i boringene i ventillegemene og står i forbindelse med fluidpassasjene for å tilveiebringe den oppførsel som er vist skjematisk på fig. 4A-4F. Fig. 24 viser åpningene til tverrboringene inne i den sviktsikre ventils utsparing 252 som rommer den sviktsikre ventil 150. Boringene danner passasjer 2 62, 264, 2 66 og 268 som strekker seg innover mellom den sviktsikre ventil 150 og forskjellige indre passasjer. Særlig strekker passasjene 2 62 og 266 seg innover til passasjen 238 (utløpet av sprederen 148), og passasjene 264 og 268 strekker seg til kanalen 155. Som det vil bli beskrevet nedenfor, fordeler den sviktsikre ventil 150 fluid fra passasjen 238 til kanalen 155 når fluidtrykket i passasjen 238 overskrider den ønskede"på/av"-terskel. Fig. 25 viser åpningene til tverrboringene i fremre frem-drif tsventils utsparing 258. Boringene danner passasjer 270, 272 og 274 som strekker seg fra den fremre fremdriftsventil 158 til henholdsvis passasjen 236, kanalen 155 og passasjen 234. Fig. 26 viser åpningene til tverrboringene inne i bakre fremdriftsventils utsparing 256. Boringene danner passasjer 276, 278 og 280 som strekker seg fra bakre fremdriftsventil 156 til henholdsvis passasjen 208, kanalen 155 og passasjen 206. Fig. 27 viser åpningene til tverrboringene i pakningsfotventilens utsparing 254. Boringene danner passasjer 282, 284, og 286 som strekker seg fra pakningsfotventilen 154 til henholdsvis passasjen 260, kanalen 155 og passasjen 210. Som nevnt ovenfor, fordeler fremdriftsventilene 156 og 158 fluid fra kanalen 155 til de bakre og fremre kamre i bakre og fremre fremdriftssylindrer 108, 110, 112 og 114. Pakningsfotventilen 154 fordeler fluid fra kanalen 155 til bakre og fremre pakningsfot 104 og 106. Fig. 28-30 viser fremre overgangshus 136 i den fremre overgangsenhet 98 som forbinder ventilhuset 134 med den fremre aksel 124 og rommer avlastningsventilen 152 og sprederen 148. For å forenkle fremstillingen av verktøyet, er bakre og fremre aksel 118 og 124 fortrinnsvis identiske. Således til-bakeposisjonerer huset 136 de ulike passasjer som strekker seg gjennom verktøyet, via tverrforskyvningsboringer (fig. 30) som beskrevet ovenfor, for å bringe passasjene på linje med tilsvarende passasjer i den fremre aksel 124. Legg merke til at forskyvningsboringene er plugget på den ytre radiale flate av huset 136 for å hindre lekkasje av fluid til ringrommet 40. Som det sees på figurene, har husets 136 bakre ende langsgående boringer for passasjene 155, 202, 204, 234, 236, 238 og 260 som er innrettet på linje med tilsvarende boringer i ventilhuset 134. Tilførselspassasjen 202 går over fra det nedre parti av huset i den bakre ende til husets midtakse i den fremre ende for å innrette seg på linje med en sentral boring i den fremre aksel 124. Ledningspassasjen 204 er forstørret i den fremre ende av huset 136 for å lette tilkopling til ledningspassasjene i den fremre aksel 124. Legg også merke til at passasjen 238 ikke strekker seg til den fremre ende av huset 136. Formålet med passasjen 238 er å føre frem fluid fra sprederen til den sviktsikre ventil 150. As shown in fig. 24-27, the valve body 134 includes various cross bores extending from the valve recesses to the longitudinal fluid passages for fluid communication with the valves. As described below, the valves 150, 154, 156 and 158 are slide valves each comprising a slide designed to move within a valve body. In operation, the slides move longitudinally within the bores in the valve bodies and communicate with the fluid passages to provide the behavior shown schematically in fig. 4A-4F. Fig. 24 shows the openings of the transverse bores inside the fail-safe valve's recess 252 which accommodates the fail-safe valve 150. The bores form passages 2 62, 264, 2 66 and 268 which extend inwards between the fail-safe valve 150 and various internal passages. In particular, passages 262 and 266 extend inwardly to passage 238 (the outlet of spreader 148), and passages 264 and 268 extend to channel 155. As will be described below, failsafe valve 150 distributes fluid from passage 238 to channel 155 when the fluid pressure in passage 238 exceeds the desired "on/off" threshold. Fig. 25 shows the openings of the transverse bores in the forward propulsion valve recess 258. The bores form passages 270, 272 and 274 which extend from the forward propulsion valve 158 to the passage 236, the channel 155 and the passage 234 respectively. Fig. 26 shows the openings of the transverse bores inside rear propulsion valve recess 256. The bores form passages 276, 278 and 280 which extend from rear propulsion valve 156 to passage 208, channel 155 and passage 206 respectively. Fig. 27 shows the openings of the cross bores in the packing foot valve recess 254. The bores form passage 282, 284, and 286 extending from packing foot valve 154 to passage 260, passage 155, and passage 210, respectively. As mentioned above, propulsion valves 156 and 158 distribute fluid from passage 155 to the rear and front chambers of rear and front propulsion cylinders 108, 110, 112 and 114. The gasket foot valve 154 distributes fluid from the channel 155 to the rear and front gasket feet 104 and 106. Fig. 28-30 show r front adapter housing 136 in the front adapter assembly 98 which connects the valve housing 134 to the front shaft 124 and houses the relief valve 152 and the spreader 148. To simplify the manufacture of the tool, the rear and front shafts 118 and 124 are preferably identical. Thus, the housing 136 repositions the various passages extending through the tool, via transverse offset bores (Fig. 30) as described above, to align the passages with corresponding passages in the forward shaft 124. Note that the offset bores are plugged on the outer radial surface of the housing 136 to prevent leakage of fluid to the annulus 40. As seen in the figures, the rear end of the housing 136 has longitudinal bores for the passages 155, 202, 204, 234, 236, 238 and 260 which are aligned with corresponding bores in the valve housing 134. The supply passage 202 passes from the lower part of the housing at the rear end to the central axis of the housing at the front end to align with a central bore in the front shaft 124. The conduit passage 204 is enlarged in the front end of the housing 136 to facilitate connection to the wiring passages in the front axle 124. Also note that the passage 238 does not extend to the front end of the housing 136. Purpose with the passage 238 is to advance fluid from the spreader to the fail-safe valve 150.

Det vises fremdeles til fig. 28-30 hvor sprederen 148 (fig. 31 og 32) opptas i passasjen 202 i den fremre ende av huset 136. Fluid som passerer gjennom sprederveggen, strømmer inn i passasjen 238 og strømmer tilbake mot ventilhuset 134 og til den sviktsikre ventil 150. En ytterligere passasje 238A står i fluidforbindelse med passasje 238 via en tverrforskyvnings-boring. Fluid i passasjen 238A utøver en i borehullet oppadrettet aksial kraft på den sviktsikre sleide og videre på fjæren 151 (fig. 45) for å åpne ventilen. Kanalen 155 streker seg forover til den øvre utløpsåpning 288 i huset 136, som avlastingsventilen 152 (fig. 46-48) opptas i. Utformingen og virkemåten til sprederen 148 og ventilene i verktøyet beskrives nedenfor. Reference is still made to fig. 28-30 where the spreader 148 (Figs. 31 and 32) is received in the passage 202 at the front end of the housing 136. Fluid that passes through the spreader wall flows into the passage 238 and flows back towards the valve housing 134 and to the fail-safe valve 150. A further passage 238A is in fluid communication with passage 238 via a transverse displacement bore. Fluid in the passage 238A exerts an axial force directed upwards in the borehole on the fail-safe slide and further on the spring 151 (Fig. 45) to open the valve. The channel 155 extends forward to the upper outlet opening 288 in the housing 136, in which the relief valve 152 (Figs. 46-48) is accommodated. The design and operation of the spreader 148 and the valves in the tool are described below.

Én utførelse av sprederen 148 er vist på fig. 31 og 32. Som vist er sprederen 148 et sylindrisk rør som har en flens i sin fremre ende og huller 290 som skråner bakover i røret. Det meste av det borefluid som strømmer gjennom passasjen 202 i det fremre overgangshus 136, strømmer gjennom sprederens 148 rør og ned til bunnhullsenheten. Imidlertid strømmer noe av fluidet tilbake oppover i borehullet gjennom hullene 290 og inn i passasjen 238 som forsyner den sviktsikre ventil 150. Det antas at de større fluidpartikler vanligvis ikke vil forandre retning til motsatt vei, men vil bli tvunget nedover One embodiment of the spreader 148 is shown in fig. 31 and 32. As shown, the spreader 148 is a cylindrical tube having a flange at its forward end and holes 290 which slope backward in the tube. Most of the drilling fluid that flows through the passage 202 in the front transition housing 136 flows through the spreader 148 tube and down to the bottom hole assembly. However, some of the fluid flows back up the wellbore through the holes 290 and into the passage 238 which supplies the failsafe valve 150. It is believed that the larger fluid particles will not normally change direction to the opposite direction, but will be forced downward

i borehullet av strømningen. Hullene 290 danner en vinkel på omtrent 135° med strømmen av fluid, men en vinkel på minst 110° med fluidstrømmen antas å være tilstrekkelig til å redusere blokkering. Videre er de bakre skråstilte huller 290 dimensjonert for å begrense strømningen av større fluidpartikler til ventilhuset 134. Fortrinnsvis har hullene 290 en diameter på 3,2 mm eller mindre. Fagfolk på området vil forstå at en rekke ulike typer spredere eller filtre kan benyttes, idet det tas hensyn til det formål å hindre større fluidpartikler fra å trenge inn i og muligens tilstoppe ventilene. Hvis ventilene er utformet slik at tilstopping ikke er noe vesentlig problem, eller hvis fluidet er tilstrekkelig fritt for skadelige større fluidpartikler, kan sprederen 148 selvsagt utelates fra EST-en. in the borehole of the flow. The holes 290 form an angle of about 135° with the flow of fluid, but an angle of at least 110° with the flow of fluid is believed to be sufficient to reduce blockage. Further, the rear slanted holes 290 are sized to restrict the flow of larger fluid particles to the valve housing 134. Preferably, the holes 290 have a diameter of 3.2 mm or less. Those skilled in the art will understand that a number of different types of spreaders or filters can be used, taking into account the purpose of preventing larger fluid particles from entering and possibly clogging the valves. If the valves are designed so that clogging is not a significant problem, or if the fluid is sufficiently free of harmful larger fluid particles, the spreader 148 can of course be omitted from the EST.

Det vises til fig. 33-37, hvor den sviktsikre ventil 150 omfatter en ventilsleide 292 som er opptatt i et ventillegeme 294. Sleiden 292 har segmenter 293 av større diameter. Legemet 294 har en sentral boring 298 som tar imot sleiden 292, og fluidporter i sin nedre vegg for fluidpassasjene 262, 264, 266 og 268 beskrevet ovenfor. Boringens 298 diameter er slik at sleiden 292 kan opptas glidbart i den, og slik at sleidens 292 segmenter 293 kan gli mot boringens 298 innervegg i et effektivt fluidtettende forhold. Den sentrale boring 298 har en litt forstørret diameter ved de aksiale partier for passasjene 264 og 268. Disse partier er vist på figurene som områder 279. Områdene 279 tillater fluid som strømmer inn, å bevege seg inn i eller ut av ventilen med mindre erosjon på ventillegemet eller ventilsleiden. Legemet 294 er dimensjonert for å passe fluidtett og aksialt glidbart i den sviktsikre ventils utsparing 252 i ventilhuset 134. Legemet 294 har skråstilte endeflater 296 som ligger presset mellom på lignende måte skråstilte partier av ventilhuset 134 og det fremre overgangshus 136 som avgrenser endene av utsparingen 252. Slik innpressing holder legemet 294 stramt festet til ventilhusets 134 ytre flate. Videre kan det være tilveiebrakt et avstandsstykke, slik som en flat plate, i utsparingen 252 mellom ventillegemets 294 fremre ende og det fremre over gangshus 136. Avstandsstykket kan være pusset med sandpapir for å ta opp toleranser i oppbygningen av slike i hverandre passende deler. I en EST som har en diameter på 8,6 cm, har portene 262, 264, 266 og 268 i ventillegemet 294 en diameter på fortrinnsvis 2,5 mm til 12,7 mm og mer fortrinnsvis 5,1 mm til 6,4 mm. I samme utførelse har passasjen 298 fortrinnsvis en diameter på 10,2 mm til 12,7 mm. Reference is made to fig. 33-37, where the fail-safe valve 150 comprises a valve slide 292 which is engaged in a valve body 294. The slide 292 has segments 293 of larger diameter. The body 294 has a central bore 298 which receives the slide 292, and fluid ports in its lower wall for the fluid passages 262, 264, 266 and 268 described above. The diameter of the bore 298 is such that the slide 292 can be slidably accommodated in it, and so that the segments 293 of the slide 292 can slide against the inner wall of the bore 298 in an effective fluid-sealing relationship. The central bore 298 has a slightly enlarged diameter at the axial portions for the passages 264 and 268. These portions are shown in the figures as areas 279. The areas 279 allow inflowing fluid to move into or out of the valve with less erosion of the valve body or the valve slide. The body 294 is dimensioned to fit fluid-tightly and axially slidably in the fail-safe valve's recess 252 in the valve housing 134. The body 294 has inclined end surfaces 296 which lie pressed between similarly inclined portions of the valve housing 134 and the forward transition housing 136 which delimits the ends of the recess 252 Such pressing keeps the body 294 tightly attached to the outer surface of the valve housing 134. Furthermore, a spacer, such as a flat plate, can be provided in the recess 252 between the front end of the valve body 294 and the front above the passage housing 136. The spacer can be sanded to accommodate tolerances in the construction of such mutually fitting parts. In an EST having a diameter of 8.6 cm, the ports 262, 264, 266 and 268 in the valve body 294 have a diameter of preferably 2.5 mm to 12.7 mm and more preferably 5.1 mm to 6.4 mm . In the same embodiment, the passage 298 preferably has a diameter of 10.2 mm to 12.7 mm.

En tappeåpning 300 i ventillegemet 294 tillater fluid å bli sluppet ut fra passasjen 298 til ringrommet 40. Portene i ventillegemet 294 står i fluidforbindelse med hverandre avhengig av sleidens 292 posisjon. Fig. 36 og 37 er lengdesnittsoppriss av den sviktsikre ventil 150. Legg merke til at portene 264 og 268 er vist i fantomtegning fordi disse porter ikke ligger på midtaksen i legemet 294. Ikke desto mindre er portenes 264 og 268 posisjoner angitt på figurene. I stengt stilling, vist på fig. 36, tillater sleiden 292 fluid fra passasjen 268 (som står i forbindelse med kanalen 155) å strømme til tappeåpningen 300 (som står i forbindelse med ringrommet 40). I åpen stilling, vist på fig. 37, tillater sleiden 292 fluidstrømning fra passasjene 264 og 268 (som står i forbindelse med kanalen 155) til passasjene 262 og 266 (som står i forbindelse med sprederutløpet 238). A tap opening 300 in the valve body 294 allows fluid to be released from the passage 298 to the annulus 40. The ports in the valve body 294 are in fluid communication with each other depending on the position of the slide 292. Figs. 36 and 37 are longitudinal sectional elevations of the fail-safe valve 150. Note that ports 264 and 268 are shown in phantom because these ports are not on the center axis of body 294. Nevertheless, the positions of ports 264 and 268 are indicated in the figures. In the closed position, shown in fig. 36, slide 292 allows fluid from passage 268 (which communicates with channel 155) to flow to tap opening 300 (which communicates with annulus 40). In the open position, shown in fig. 37, slide 292 allows fluid flow from passages 264 and 268 (which communicate with channel 155) to passages 262 and 266 (which communicate with spreader outlet 238).

Som nevnt ovenfor, tillater den sviktsikre ventil 150 fluid å strømme inn i kanalen 155 i ventilenheten 96. Den ønskede volummessige strømningsrate inn i kanalen 155 avhenger av trak-torstørrelsen og den aktivitet som skal utføres, og er satt opp i tabellen nedenfor. De nedenfor oppsatte verdiområder er strømningsratene (i liter pr. minutt) gjennom ventilen 150 og inn i kanalen 155 ved fresing, boring, innkjøring i et uforet eller fSret borehull, for ulike EST-diametrer. Strømnings-raten inn i kanalen 155 avhenger av dimensjonene på den sviktsikre ventils legeme og porter. As mentioned above, the fail-safe valve 150 allows fluid to flow into the channel 155 in the valve assembly 96. The desired volumetric flow rate into the channel 155 depends on the tractor size and the activity to be performed, and is set out in the table below. The value ranges set out below are the flow rates (in liters per minute) through the valve 150 and into the channel 155 when milling, drilling, driving into an unlined or lined borehole, for different EST diameters. The flow rate into the channel 155 depends on the dimensions of the failsafe valve body and ports.

Om ønskelig kan den sviktsikre ventils 150 slaglengde begrenses til et slag på 0,32 cm (fra stengt til åpen stilling) for å minimere belastningen på avlastningsventilen 152. Den sviktsikre ventilsleides slag begrenses av sammenpressingen av fjæren 151. For en EST som har en diameter på 8,6 cm, resulterer dette slag i en maksimumsstrømningsrate i volum på 45,4 liter pr. minutt fra sprederutløpet 238 til kanalen 155, med en gjennomsnittlig strømningsrate på omtrent 30,3 liter pr. minutt. Den sviktsikre ventils 150 strømningsrate-kapasitet i volum er fortrinnsvis vesentlig mer enn, og fortrinnsvis det dobbelte av, fremdriftsventilenes 154 og 156 kapasitet, for å sikre tilstrekkelig gjennomstrømning til å drive verktøyet. If desired, the failsafe valve 150 stroke can be limited to a stroke of 0.32 cm (from closed to open position) to minimize the load on the relief valve 152. The failsafe valve slide stroke is limited by the compression of the spring 151. For an EST having a diameter of 8.6 cm, this stroke results in a maximum flow rate in volume of 45.4 liters per minute from the spreader outlet 238 to the channel 155, with an average flow rate of approximately 30.3 liters per minute. The fail-safe valve 150's flow rate capacity by volume is preferably substantially more than, and preferably double, the capacity of the propulsion valves 154 and 156 to ensure sufficient flow to drive the tool.

I den illustrerte utførelse er fremdriftsventilene 156 og 158 identiske og pakningsfotventilen 154 ligner strukturelt. Som vist på fig. 23-28 er særlig plasseringene av fluidportene for pakningsfotventilen 154 litt annerledes enn dem for frem-drif tsventilene 156 og 158 på grunn av plassbegrensninger som begrenser plasseringen av de innvendige fluidpassasjer i ventilhuset 134. Det skal imidlertid forstås at pakningsfotventilen 154 virker på en i det vesentlige lignende måte som fremdriftsventilene 156 og 158. Således behøver kun den bakre fremdriftsventil 156 beskrives nærmere i dette skrift. Fig. 38-42 viser den bakre fremdriftsventil 156 som er utformet i det vesentlige likt den sviktsikre ventil 150. Ventilen 156 er en fireveis ventil som omfatter en sleide 304 og ventillegeme 306. Sleiden 304 har segmenter 309 med større diameter og segmenter 311 med mindre diameter. Som vist på fig. 39, innbefatter segmentene 309 ett eller flere hakk 312 som tillater en variabel strømningsbegrensning mellom de forskjellige strømningsporter i ventillegemet 306. Ventillegemet 306 har en utforming lignende utformingen til den sviktsikre ventils legeme 294 med unntak av at legemet 306 har tre porter i sin nedre vegg for fluidpassasjene 276, 278 og 280, beskrevet ovenfor, og to tappeåpninger 308 og 310 som står i fluidforbindelse med ringrommet 40. En sentral boring 307 har en diameter utformet for å ta imot sleiden 304, slik at segmentene 309 glir langs boringens 307 innervegg i et effektivt fluidtettende forhold. Siden hakkenes 312 posisjoner langs omkretsen av segmentene 309 kan, men ikke behøver, være i tilstøting til fluidportene i ventillegemet, har boringen 307 fortrinnsvis en litt forstørret diameter ved de aksiale partier av passasjene 276 og 280, slik at portene kan stå i forbindelse med alle hakkene. Det vil si at ventillegemets 306 indre radiale flate som avgrenser boringen 307, har en større diameter enn de andre indre radiale flater som begrenser be-vegelsesbanen for sleidens 304 segmenter 309. Disse partier med forstørret diameter er vist på figurene som områder 279. Ventillegemet 306 er dimensjonert for å passe stramt inn i den bakre fremdriftsventilutsparing 256 i ventilhuset 134. Et avstandsstykke kan også være tilveiebrakt som beskrevet ovenfor i forbindelse med den sviktsikre ventils legeme 294. Fig. 40-42 er lengdesnittsoppriss av den bakre fremdriftsventil 156. Legg merke til at portene 276 og 280 er vist i fantomtegning fordi disse porter ikke ligger på ventillegemets 306 midtakse. Ikke desto mindre er portenes 276 og 280 posi sjoner angitt på figurene. Legemets 306 porter står i fluidforbindelse med hverandre avhengig av sleidens 304 aksiale plassering. Når den bakre fremdriftsventil 156 er i lukket stilling, vist på fig. 40, begrenser sleiden 3 04 helt fluid-strømning til og fra de bakre fremdriftssylindrer. I en annen stilling, vist på fig. 41, tillater sleiden 304 fluidstrøm-ning fra passasjen 278 (som står i forbindelse med kanalen 155) til passasjen 280 (som står i forbindelse med de bakre kamre 166 og 170 i de bakre fremdriftssylindrer 108 og 110), og fra passasjen 276 (som står i forbindelse med de fremre kamre 168 og 172 i sylindrene 108 og 110) til tappeåpningen 310 (som står i forbindelse med ringrommet 40). I denne stilling leverer ventilen 156 hydraulisk kraft for et forover-rettet støtslag i de bakre fremdriftssylindrer, under hvilket fluid blir tilført de bakre kamre 166 og 170 og slippes ut fra de fremre kamre 168 og 172. I en annen posisjon, vist på fig. 42, tillater sleiden 304 fluidstrømning fra passasjen 278 (som står i forbindelse med kanalen 155) til passasjen 276 (som står i forbindelse med de fremre kamre 168 og 172) og fra passasjen 280 (som står i forbindelse med de bakre kamre 166 og 170) til tappeåpningen 308 (som står i forbindelse med ringrommet 40). I denne stilling leverer ventilen 156 hydraulisk kraft for et tilbakestillingsslag i de bakre fremdriftssylindrer, under hvilket fluid tilføres de fremre kamre 168 og 172 og slippes ut fra de bakre kamre 166 og 170. In the illustrated embodiment, the advance valves 156 and 158 are identical and the packing foot valve 154 is structurally similar. As shown in fig. 23-28, in particular, the locations of the fluid ports for the gasket foot valve 154 are slightly different than those for the forward valves 156 and 158 due to space limitations that limit the location of the internal fluid passages in the valve body 134. However, it should be understood that the gasket foot valve 154 acts on a substantially similar to the propulsion valves 156 and 158. Thus, only the rear propulsion valve 156 needs to be described in more detail in this document. Figs. 38-42 show the rear propulsion valve 156, which is designed essentially like the fail-safe valve 150. The valve 156 is a four-way valve comprising a slide 304 and valve body 306. The slide 304 has segments 309 with a larger diameter and segments 311 with a smaller diameter. As shown in fig. 39, the segments 309 include one or more notches 312 that allow variable flow restriction between the various flow ports in the valve body 306. The valve body 306 has a design similar to the design of the failsafe valve body 294 except that the body 306 has three ports in its lower wall for the fluid passages 276, 278 and 280, described above, and two tap openings 308 and 310 which are in fluid communication with the annulus 40. A central bore 307 has a diameter designed to receive the slide 304, so that the segments 309 slide along the inner wall of the bore 307 in a effective fluid sealing conditions. Since the positions of the notches 312 along the circumference of the segments 309 may, but need not, be adjacent to the fluid ports in the valve body, the bore 307 preferably has a slightly enlarged diameter at the axial portions of the passages 276 and 280, so that the ports can communicate with all the chops. That is, the inner radial surface of the valve body 306 which delimits the bore 307 has a larger diameter than the other inner radial surfaces which limit the path of movement of the slide 304 segments 309. These parts with an enlarged diameter are shown in the figures as areas 279. The valve body 306 is dimensioned to fit tightly into the rear propulsion valve recess 256 in the valve body 134. A spacer may also be provided as described above in connection with the failsafe valve body 294. Figs. 40-42 are longitudinal sectional elevations of the rear propulsion valve 156. Note that ports 276 and 280 are shown in phantom drawing because these ports are not located on the central axis of the valve body 306. Nevertheless, the positions of the ports 276 and 280 are indicated in the figures. The body's 306 ports are in fluid communication with each other depending on the slide's 304 axial location. When the rear propulsion valve 156 is in the closed position, shown in fig. 40, the slide 304 completely restricts fluid flow to and from the rear propulsion cylinders. In another position, shown in fig. 41, slide 304 allows fluid flow from passage 278 (which communicates with channel 155) to passage 280 (which communicates with rear chambers 166 and 170 of rear propulsion cylinders 108 and 110), and from passage 276 (which is connected to the front chambers 168 and 172 in the cylinders 108 and 110) to the tap opening 310 (which is connected to the annulus 40). In this position, the valve 156 supplies hydraulic power for a forward stroke in the rear propulsion cylinders, during which fluid is supplied to the rear chambers 166 and 170 and discharged from the front chambers 168 and 172. In another position, shown in fig. 42, slide 304 allows fluid flow from passage 278 (which communicates with channel 155) to passage 276 (which communicates with anterior chambers 168 and 172) and from passage 280 (which communicates with posterior chambers 166 and 170 ) to the tapping opening 308 (which is connected to the annulus 40). In this position, the valve 156 supplies hydraulic power for a reset stroke in the rear propulsion cylinders, during which fluid is supplied to the front chambers 168 and 172 and discharged from the rear chambers 166 and 170.

Det skal forstås at den volummessige strømningsrate for borefluid inn i de bakre fremdriftssylindrer 108 og 110 kan styres nøyaktig ved å styre ventilsleidens 304 aksiale stilling inne i ventillegemet 306. Den volummessige strømningsrate for fluid gjennom hvilken som helst gitt fluidport i legemet 306 avhenger av i hvilken utstrekning et segment 309 med stor diameter av sleiden 304 blokkerer porten. It should be understood that the volumetric flow rate of drilling fluid into the rear propulsion cylinders 108 and 110 can be precisely controlled by controlling the axial position of the valve slide 304 within the valve body 306. The volumetric flow rate of fluid through any given fluid port in the body 306 depends on which extent a large diameter segment 309 of the slide 304 blocks the port.

Fig. 43A-43C illustrerer dette prinsipp. Fig. 43A viser sleiden 304 som har en stilling slik at et segment 309 fullsten dig blokkerer en fluidport i legemet 306. I denne stilling er det ikke noen gjennomstrømning gjennom porten. Når sleiden 3 04 glir et visst stykke i én retning, som vist på fig. 43B, tillates noe fluidstrømning gjennom porten via hakkene 312. Med andre ord tillater segmentet 309 fluidstrømning gjennom porten kun gjennom hakkene. Dette betyr at alt fluid som passerer gjennom porten, passerer gjennom områdene avgrenset av hakkene 312. Den volummessige strømningsrate gjennom porten er relativt liten i denne stilling på grunn av den lille åpning gjennom hakkene. Vanligvis avhenger strømningsraten av hakkenes 312 fasong, dimensjoner og antall. Hakkene 312 har fortrinnsvis avtakende dybde og bredde etter hvert som de strekker seg mot midten av segmentets 309 lengde. Dette tillater strømningsbegrensningen, og videre den volummessige strømningsrate, å reguleres meget fint som en funksjon av sleidens aksiale stilling. Figures 43A-43C illustrate this principle. Fig. 43A shows the slide 304 which has a position such that a segment 309 completely blocks a fluid port in the body 306. In this position there is no flow through the port. When the slide 3 04 slides a certain distance in one direction, as shown in fig. 43B, some fluid flow is allowed through the port via the notches 312. In other words, segment 309 allows fluid flow through the port only through the notches. This means that all fluid that passes through the port passes through the areas defined by the notches 312. The volumetric flow rate through the port is relatively small in this position due to the small opening through the notches. Generally, the flow rate depends on the shape, dimensions and number of the notches 312. The notches 312 preferably have decreasing depth and width as they extend towards the middle of the length of the segment 309. This allows the flow restriction, and further the volumetric flow rate, to be very finely regulated as a function of the slide's axial position.

På fig. 43C er sleiden 304 beveget videre, slik at fluidet fritt kan strømme forbi segmentet 309 uten nødvendigvis å In fig. 43C, the slide 304 is moved further, so that the fluid can freely flow past the segment 309 without necessarily

strømme gjennom hakkene 312. Med andre ord tillater segmentet 309 fluidstrømning gjennom porten i det minste delvis utenfor hakkene. Dette betyr at noe av det fluid som passerer gjennom porten, ikke strømmer gjennom områdene avgrenset av hakkene flow through the notches 312. In other words, the segment 309 allows fluid flow through the port at least partially outside the notches. This means that some of the fluid that passes through the port does not flow through the areas defined by the notches

312. I denne stilling er strømningsbegrensningen betydelig redusert, hvilket resulterer i.en høyere strømningsrate gjennom porten. EST-ens ventiloppbygning tillater således mer nøyaktig styring over strømningsraten for fluid til de ringformede stempler i fremdriftssylindrene og videre over traktorens hastighet og støt. 312. In this position, the flow restriction is significantly reduced, resulting in a higher flow rate through the port. The EST's valve structure thus allows more precise control over the flow rate of fluid to the annular pistons in the propulsion cylinders and further over the speed and impact of the tractor.

Fig. 78 illustrerer grafisk hvordan fluidgjennomstrømnings-raten til enten de bakre eller de fremre kamre i fremdriftssylindrene varierer som en funksjon av den aksiale forskyvning av fremdriftsventilsleiden. Avsnitt A av kurven tilsvarer ventUstillingen vist på fig. 43B, dvs. når fluidet strømmer kun gjennom hakkene 312. Avsnitt B tilsvarer ventil-posisjonen vist på fig. 43C, dvs. når fluidet fritt kan strømme forbi kanten av sleidens segment 309 med stor diameter. Som vist øker strømningsraten gradvis i avsnitt A og øker deretter mye mer vesentlig i avsnitt B. Avsnitt A er således et område som tilsvarer finjustert styring over EST-ens hastighet, støt og posisjon. Fig. 78 graphically illustrates how the fluid flow rate to either the rear or the front chambers of the propulsion cylinders varies as a function of the axial displacement of the propulsion valve slide. Section A of the curve corresponds to the waiting position shown in fig. 43B, i.e. when the fluid flows only through the notches 312. Section B corresponds to the valve position shown in fig. 43C, i.e. when the fluid can freely flow past the edge of the large diameter segment 309 of the slide. As shown, the flow rate gradually increases in section A and then increases much more significantly in section B. Section A is thus an area corresponding to fine-tuned control over the EST's speed, thrust and position.

Ventilsleiden 304 innbefatter fortrinnsvis i det minste to, fordelaktig mellom to og åtte, og mer fortrinnsvis tre hakk The valve slide 304 preferably includes at least two, advantageously between two and eight, and more preferably three notches

312 på kantene av segmentene 3 09 med stor diameter. Som vist på fig. 79, har hvert hakk 312 en aksial lengde L som strekker seg innover fra kanten av segmentet 309, en bredde W ved kanten av segmentet 309 samt dybde D. For en EST som har en diameter på 8,6 cm, er L fortrinnsvis omtrent 1,4-1,8 mm, W er fortrinnsvis omtrent 2,9-3,8 mm, og D er fortrinnsvis omtrent 1,5-1,8 mm. For EST-er av større dimensjoner er hakk-dimensjonene fortrinnsvis større, og/eller det er tilveiebrakt flere hakk for derved å frembringe høyere strømnings-rater gjennom hakkene. Hakkstørrelsen påvirker vesentlig muligheten for kontinuerlig strømning av fluid inn til stemplene og videre kontinuerlig bevegelse av traktoren ved lave hastigheter. Hakkene tillater faktisk en betydelig forbedret styring over traktoren ved lave hastigheter sammenlignet med kjent teknikk. Noen borefluider (særlig baryttslam) har imidlertid en tendens til å slutte å strømme ved lave strømningsrater og danne en blokkerende bro i. små kanaler slik som dem i disse ventiler. Større volum i hakkene tillater mer slam å strømme før brodannelse oppstår, men resulterer også i mindre styring ved lave hastigheter. Som et alternativt middel til styring av traktoren ved meget lave hastigheter kan sleiden være åpen over et spesifikt tidsrom og deretter lukkes og åpnes igjen i en "skjelvende" bevegelse, hvilket tilveiebringer nesten kontinuerlig lav hastighet hos traktoren. 312 on the edges of the large diameter segments 3 09. As shown in fig. 79, each notch 312 has an axial length L extending inwardly from the edge of the segment 309, a width W at the edge of the segment 309, and a depth D. For an EST having a diameter of 8.6 cm, L is preferably about 1 .4-1.8 mm, W is preferably about 2.9-3.8 mm, and D is preferably about 1.5-1.8 mm. For ESTs of larger dimensions, the notch dimensions are preferably larger, and/or more notches are provided to thereby produce higher flow rates through the notches. The notch size significantly affects the possibility of continuous flow of fluid into the pistons and further continuous movement of the tractor at low speeds. The notches actually allow a significantly improved control over the tractor at low speeds compared to prior art. However, some drilling fluids (especially barite muds) tend to stop flowing at low flow rates and form a blocking bridge in small channels such as those in these valves. Greater volume in the notches allows more mud to flow before bridging occurs, but also results in less steering at low speeds. As an alternative means of controlling the tractor at very low speeds, the slide can be open for a specific period of time and then closed and opened again in a "trembling" motion, providing an almost continuous low speed of the tractor.

Ventilsleidene kan også ha alternative utforminger. For eksempel kan segmentene 309 ha et enkelt område av mindre diameter i sine aksiale ender for å tilveiebringe en ringformet strømningskanal for borefluidet. I andre utførelser kan sleidene være forsynt med flere trinn og fasonger som ville tillate forskjellige slamstrømningsrater gjennom EST-en. For eksempel kan det tilveiebringes flere avtrapninger 550 som vist på fig. 71. Alternativt kan flere koniske avtrapninger 552 være tilveiebrakt som vist på fig. 72. Sleideutformingene vist på fig. 71 og 72 tillater sleiden å "skjelve" raskere inn i og ut av de forskjellige posisjoner. "Skjelving" ville tilføre trykktopper til fremdriftsventilene, hvilket kan tilveiebringe en mer lettreagerende verktøyfremføring, men en mindre fininnstilt styring. En trinnvis utforming av koning-ene på sleiden er også tilbøyelig til å hindre boreslam fra å stoppe til åpninger mellom sleiden og ventillegemet. The valve slides can also have alternative designs. For example, the segments 309 may have a single region of smaller diameter at their axial ends to provide an annular flow channel for the drilling fluid. In other embodiments, the slides may be provided with multiple steps and shapes that would allow different sludge flow rates through the EST. For example, several tapers 550 can be provided as shown in fig. 71. Alternatively, several conical tapers 552 may be provided as shown in fig. 72. The slide designs shown in fig. 71 and 72 allow the slide to "tremble" more quickly into and out of the various positions. "Jittering" would add pressure peaks to the advance valves, which could provide a more responsive tool feed but less fine-tuned control. A stepped design of the conings on the slide also tends to prevent drilling mud from stopping into openings between the slide and the valve body.

Selv om de ovenfor beskrevne sleideutforminger kan benyttes for å tilveiebringe forskjellige muligheter for strømnings-rateregulering, foretrekkes utformingen med hakk på fig. 38. Hakkene 312 har en større minimumsdimensjon enn avtrapninger eller koniske avtrapninger som vist på fig. 71 og 72. Hakkene 312 vil således mindre sannsynlig bli tilstoppet av større fluidpartikler, hvilket kunne gjøre sleiden ineffektiv. Hakkene er også mindre påvirket av fluidgrenselag på sleidene fordi fluidgrenselag representerer en mindre prosentandel av det samlede tverrsnittsareal avgrenset av hakkene. Although the slide designs described above can be used to provide different possibilities for flow rate regulation, the notched design in fig. 38. The notches 312 have a larger minimum dimension than tapers or conical tapers as shown in FIG. 71 and 72. The notches 312 will thus be less likely to be clogged by larger fluid particles, which could make the slide ineffective. The notches are also less affected by fluid boundary layers on the slides because fluid boundary layers represent a smaller percentage of the total cross-sectional area bounded by the notches.

Ved utformingen av sleideventilene er den radiale klaring mellom ventillegemet og sleiden av betydning. Denne klaring er fortrinnsvis laget tilstrekkelig stor til å motstå poten-siell tilstopping fra store partikler i borefluidet, men tilstrekkelig liten til å hindre lekkasje som kunne hindre styring av EST-en. Denne oppførsel kan tilskrives noen slams (særlig de som inneholder barytt) tendens til å danne bro mellom, eller tette, små åpninger. Klaringen er dimensjonert innenfor de typiske driftskarakteristika for de fleste bo-ref luider. Fortrinnsvis er klaringen omtrent 0,015 mm-0,058 mm. When designing the slide valves, the radial clearance between the valve body and the slide is important. This clearance is preferably made sufficiently large to resist potential clogging from large particles in the drilling fluid, but sufficiently small to prevent leakage which could prevent control of the EST. This behavior can be attributed to the tendency of some muds (especially those containing barite) to bridge, or clog, small openings. The clearance is dimensioned within the typical operating characteristics for most residential waste liquids. Preferably, the clearance is about 0.015 mm-0.058 mm.

Som nevnt ovenfor, tillater ventilenes 154, 156 og 158 utforming nøyaktig styring over den volummessige strømningsrate for fluid til fremdriftssylindrene 108, 110, 112 og 114 og pakningsføttene 104 og 106. I den illustrerte utførelse av EST-en kan den volummessige strømningsrate for fluid til fremdriftssylindrene nærmere bestemt styres og opprettholdes på hvilken som helst strømningsrate til et minimum på fortrinnsvis 2,3 liter pr. minutt, mer fortrinnsvis 0,2 liter pr. minutt og enda mer fortrinnsvis 0,02 liter pr. minutt, som tilsvarer fluidstrømning kun gjennom hakkene 312. Muligheten til å styre og opprettholde en i det vesentlige konstant volummessig strømningsrate med slike lave strømningsver-dier, tillater EST-en å operere ved lave hastigheter. For en EST som har en diameter på 8,6 cm, er fremdriftsventilsleide-nes slaglengde fortrinnsvis begrenset, slik at den maksimale volummessige strømningsrate inn i fremdriftssylindrene er omtrent 0-34,1 liter pr. minutt. Fortrinnsvis er den maksimale slaglengde fra lukket stilling på 6,4 mm, slik som vist på fig. 40. As mentioned above, the design of the valves 154, 156 and 158 allows precise control of the volumetric flow rate of fluid to the propulsion cylinders 108, 110, 112 and 114 and the packing feet 104 and 106. In the illustrated embodiment of the EST, the volumetric flow rate of fluid to the propulsion cylinders more specifically are controlled and maintained at any flow rate to a minimum of preferably 2.3 liters per minute, more preferably 0.2 liters per minute and even more preferably 0.02 liters per minute, which corresponds to fluid flow only through the notches 312. The ability to control and maintain a substantially constant volumetric flow rate at such low flow rates allows the EST to operate at low speeds. For an EST having a diameter of 8.6 cm, the stroke of the propulsion valve slides is preferably limited, so that the maximum volumetric flow rate into the propulsion cylinders is approximately 0-34.1 liters per minute. Preferably, the maximum stroke length from the closed position is 6.4 mm, as shown in fig. 40.

Som nevnt ovenfor, styres pakningsfotventilen 154 og de bakre og fremre fremdriftsventiler 156 og 158 av motorer. I en foretrukket utførelse er den strukturelle utforming som tillater motorene å kommunisere med ventilene, lignende for hver motorisert ventil. Således blir kun den bakre fremdriftsventils 156 motor beskrevet i dette skrift. Fig. 44A og 44B illustrerer den strukturelle utforming av EST-en, hvilken tillater den bakre fremdriftsmotor 162 å styre ventilen 156. Denne utforming omformer utgående dreiemoment fra motoren til aksial forflytting av ventilsleiden 304. Motoren 162 er sylindrisk og er festet inne i et rørformet ledeskruehus 318. Motoren 162 og ledeskruehuset 318 befinner seg i boringen 242 i motorhuset 132. Ledeskruehusets 318 fremre ende blir holdt i anlegg mot motorfesteplaten 2 50 via en festebolt 334 som strekker seg gjennom festeplaten 250 og er i gjenget inngrep med den innvendige flate av huset 318. As mentioned above, the packing foot valve 154 and the rear and front propulsion valves 156 and 158 are controlled by motors. In a preferred embodiment, the structural design that allows the motors to communicate with the valves is similar for each motorized valve. Thus, only the rear propulsion valve 156 motor is described in this document. Figures 44A and 44B illustrate the structural design of the EST, which allows the rear propulsion motor 162 to control the valve 156. This design converts output torque from the motor into axial movement of the valve slide 304. The motor 162 is cylindrical and is mounted within a tubular lead screw housing 318. The motor 162 and the lead screw housing 318 are located in the bore 242 in the motor housing 132. The front end of the lead screw housing 318 is held in contact with the motor mounting plate 2 50 via a mounting bolt 334 which extends through the mounting plate 250 and is in threaded engagement with the inner surface of the housing 318.

Inne i ledeskruehuset 318 er motoren 162 koplet til en ledeskrue 322 via motorkoplingen 320, slik at utgående dreiemoment fra motoren får ledeskruen 322 til å rotere. Et lager 324 er tilveiebrakt for å holde ledeskruen 322 langs husets 318 midtakse, hvilken er innrettet på linje med den bakre fremdriftsventilsleide 304 i ventilhuset 134. Ledeskruen 322 er i gjenget inngrep med en ledeskruemutter 326. En langsgående kile 325 på ledeskruemutteren 326 går i inngrep med en langsgående spalte 328 i ledeskruehuset 318. Dette hindrer mutteren 326 fra å rotere i forhold til ledeskruehuset 318, hvorved mutteren 326 påvirkes til å rotere kun langs gjengene på ledeskruen 322. Således bevirker rotasjon av ledeskruen 322 aksial forflytting av mutteren 326 langs ledeskruen 322. En stamme 330 er festet til mutterens 32 6 fremre ende. Stammen 330 strekker seg forover gjennom en ringformet innsnev-ring 333 som skiller olje i motorhuset 132 fra borefluid i ventilhuset 134. Borefluidet er skilt fra olje ved en T-tetning 332 i innsnevringen 333. Stammens 330 fremre ende er festet til ventilsleiden 304 via en sleidebolt 336 og splitt-holderen 338. Stammen 330 er fortrinnsvis relativt tynn og bøyelig, slik at den kan kompensere for enhver feil i innret-tingen mellom stammen og ventilsleiden. Inside the lead screw housing 318, the motor 162 is connected to a lead screw 322 via the motor coupling 320, so that output torque from the motor causes the lead screw 322 to rotate. A bearing 324 is provided to hold the lead screw 322 along the center axis of the housing 318, which is aligned with the rear propulsion valve slide 304 in the valve housing 134. The lead screw 322 is in threaded engagement with a lead screw nut 326. A longitudinal key 325 on the lead screw nut 326 engages with a longitudinal slot 328 in the lead screw housing 318. This prevents the nut 326 from rotating relative to the lead screw housing 318, whereby the nut 326 is influenced to rotate only along the threads of the lead screw 322. Thus, rotation of the lead screw 322 causes axial movement of the nut 326 along the lead screw 322 A stem 330 is attached to the front end of the nut 326. The stem 330 extends forward through an annular narrowing ring 333 which separates oil in the engine housing 132 from drilling fluid in the valve housing 134. The drilling fluid is separated from oil by a T-seal 332 in the narrowing 333. The front end of the stem 330 is attached to the valve slide 304 via a slide bolt 336 and the split holder 338. The stem 330 is preferably relatively thin and flexible, so that it can compensate for any error in the alignment between the stem and the valve slide.

Det kan således sees at utgående dreiemoment fra motorene, omformes til aksial forflytting av ventilsleidene via ledeskrueenhetene som beskrevet ovenfor. Forskyvningen av ventilsleidene overvåkes ved konstant måling av motorenes omdreining. Fortrinnsvis er rotasjonsakselerometre eller potensiometre bygd inn i motorkamrene for å måle motorenes omdreining, slik det er kjent innen faget. De elektriske signaler fra akselerometrene eller potensiometrene kan overføres tilbake til den logiske komponent 224 via elektriske ledninger 536 og 538 (fig. 69). It can thus be seen that output torque from the engines is transformed into axial movement of the valve slides via the lead screw units as described above. The displacement of the valve slides is monitored by constant measurement of the engine revolutions. Preferably, rotational accelerometers or potentiometers are built into the engine chambers to measure the revolutions of the engines, as is known in the art. The electrical signals from the accelerometers or potentiometers can be transmitted back to the logic component 224 via electrical lines 536 and 538 (Fig. 69).

Motorene 160, 162 og 164 er fortrinnsvis stegmotorer, som krever færre ledninger. Stegmotorer er fordelaktig uten børs-ter. Hvis det derimot brukes motorer med børster, kan tråder tråder fra børstene, når disse brytes ned, gjøre oljen elektrisk ledende. Det er av stor betydning at trinnmotorer kan instrueres til å rotere et gitt antall trinn, hvilket letter nøyaktig styring av ventilene. Hver motorinnsats kan innbefatte en girkasse for å generere tilstrekkelig dreiemoment og vinkelhastighet til å dreie ledeskruen med den ønskede hastighet. Motorens girkasseenhet skulle ønskelig kunne generere utgående kraft på i det minste 22,2 newton, mer ønskelig i det minste 44,5 newton og enda mer ønskelig i det minste 222,3 newton kraft og vinkelhastighet på i det minste 75-180 omdreininger pr. minutt. Motorene er fortrinnsvis utformet for å rotere 12 steg for hver full omdreining hos motorenes utgående aksler. For en EST med en diameter på 8,6 cm har videre enheten med motoren, girkassen, og akselerometeret ønskelig en diameter på ikke mer enn 2,22 cm (og fortrinnsvis 1,9 cm) og en lengde som ikke er lengre enn 7,8 cm. En egnet motor er artikkelnr. DF7-A solgt av CD Astro Intercorp, Inc. i Deerfield, Florida. The motors 160, 162 and 164 are preferably stepper motors, which require fewer wires. Stepper motors are advantageous without brushes. If, on the other hand, motors with brushes are used, threads from the brushes, when these break down, can make the oil electrically conductive. Importantly, stepper motors can be instructed to rotate a given number of steps, facilitating precise control of the valves. Each motor insert may include a gearbox to generate sufficient torque and angular velocity to rotate the lead screw at the desired speed. The engine gearbox unit should desirably be able to generate an output force of at least 22.2 newtons, more desirably at least 44.5 newtons and even more desirably at least 222.3 newtons of force and angular velocity of at least 75-180 revolutions per minute. minute. The motors are preferably designed to rotate 12 steps for each full revolution of the motors' output shafts. For an EST with a diameter of 8.6 cm, the unit with the motor, gearbox and accelerometer should preferably have a diameter of no more than 2.22 cm (and preferably 1.9 cm) and a length of no longer than 7, 8 cm. A suitable motor is article no. DF7-A sold by CD Astro Intercorp, Inc. of Deerfield, Florida.

For optimal styring av EST-ens hastighet og støt er det ønskelig å kjenne forholdene mellom motorakslenes vinkelposi-sjoner og strømningsratene gjennom ventilene til fremdriftssylindrene. Slike forhold avhenger av tverrsnittsarealene på de strømningsbegrensere som virker på fluidstrømningene gjennom ventilene og således på dimensjonene på sleidene, ventillegemene samt fluidportene i venti1legemene. Slike forhold avhenger også av ledeskruenes gjengestigning. I en foretrukket utførelse har ledeskruene omtrent 0,794-3,175 mm For optimal control of the EST's speed and impact, it is desirable to know the relationships between the angular positions of the motor shafts and the flow rates through the valves of the propulsion cylinders. Such conditions depend on the cross-sectional areas of the flow restrictors which act on the fluid flows through the valves and thus on the dimensions of the slides, the valve bodies and the fluid ports in the valve bodies. Such conditions also depend on the thread pitch of the lead screws. In a preferred embodiment, the lead screws are approximately 0.794-3.175 mm

(8-32 gjenger pr. tomme). (8-32 threads per inch).

Inne i motorhuset 132 inneholder boringene 240, 242 og 244 motorene så vel som de elektriske ledninger som strekker seg bakover til elektronikkenheten 92. For optimal ytelse er disse boringer fortrinnsvis fylt med et fluid som ikke er elektrisk ledende, for å redusere faren for ineffektiv elektrisk overføring gjennom ledningene. Siden trykket i motorkamrene også fortrinnsvis blir utlignet til trykket i ringrommet 40 via et trykkompenseringsstempel (som beskrevet nedenfor), har slikt fluid fortrinnsvis en lav kompressibilitet for å minimere kompenseringsstemplets langsgående vandring. Et foretrukket fluid er olje siden oljes kompressibilitet er mye mindre enn luftens. Ved motorhusets 132 bakre ende er disse boringer åpne for fluid til det rom som omgir trykkomsetter-manif olden 222. Således blir også de ytre ender av trykkomsetterne 182, 184, 186, 188 og 190 utsatt for olje. Inside the motor housing 132, bores 240, 242 and 244 contain the motors as well as the electrical wiring that extends rearward to the electronics assembly 92. For optimum performance, these bores are preferably filled with a non-electrically conductive fluid to reduce the risk of inefficient electrical transmission through the wires. Since the pressure in the engine chambers is also preferably equalized to the pressure in the annulus 40 via a pressure compensating piston (as described below), such fluid preferably has a low compressibility to minimize the longitudinal travel of the compensating piston. A preferred fluid is oil since the compressibility of oil is much less than that of air. At the rear end of the engine housing 132, these bores are open for fluid to the space surrounding the pressure converter manifold 222. Thus, the outer ends of the pressure converters 182, 184, 186, 188 and 190 are also exposed to oil.

Fig. 45 illustrerer den sviktsikre ventils 150 sammensetning og virkemåte. Den bakre ende av den sviktsikre ventilsleide 292 ligger an mot en fjærføring 340 som glir inne i passasjen 246 i motorhuset 132, motorfesteplaten 250 og ventilhuset 134. Inne i motorhuset 132 har passasjen 246 en ringformet fjærstopper 342 som er fiksert i forhold til huset 132. Fø-ringen 340 har en ringformet flens 344. Den sviktsikre ventils fjær 151, fortrinnsvis en spiralfjær, befinner seg i passasjen 246 slik at dens ender ligger an mot stopperen 342 og flensen 344. Fluid i passasjen 238A (fra sprederens 148 utløp) utøver en aksial kraft på den fremre ende av sleiden 292, hvilken motvirkes av fjæren 151. Som vist kan det tilveiebringes et avstandsstykke som har en passasje 238B for å ta opp toleranser mellom de til hverandre passende flater av ventilhuset 134 og fremre overgangshus 136. Passasjen 238B står i fluidforbindelse med passasjen 238A og med sleidepassasjen 298 i den sviktsikre ventils legeme 294. Når fluidtrykket i passasjen 238A overstiger en spesiell terskel, overvinnes fjærkraften for å åpne den sviktsikre ventil 150 som vist på fig. 37. Fjæren 151 kan velges med omhu for å komprimeres ved en ønsket fluidtrykkterskel i passasjen 238A. Fig. 45 illustrates the composition and operation of the fail-safe valve 150. The rear end of the fail-safe valve slide 292 rests against a spring guide 340 which slides inside the passage 246 in the motor housing 132, the motor mounting plate 250 and the valve housing 134. Inside the motor housing 132, the passage 246 has an annular spring stopper 342 which is fixed in relation to the housing 132. The guide ring 340 has an annular flange 344. The fail-safe valve spring 151, preferably a coil spring, is located in the passage 246 so that its ends abut against the stopper 342 and the flange 344. Fluid in the passage 238A (from the outlet of the spreader 148) exerts a axial force on the front end of the slide 292, which is counteracted by the spring 151. As shown, a spacer can be provided having a passage 238B to accommodate tolerances between the mating surfaces of the valve housing 134 and forward transition housing 136. The passage 238B stands in fluid communication with the passage 238A and with the slide passage 298 in the failsafe valve body 294. When the fluid pressure in the passage 238A exceeds a particular threshold, overcome es the spring force to open the fail-safe valve 150 as shown in fig. 37. The spring 151 can be carefully selected to be compressed at a desired fluid pressure threshold in the passage 238A.

Når EST-en fjernes fra et borehull, vil borefluidrester sannsynligvis bli igjen i passasjen 246 i motorhuset 132. Som vist på fig. 17-18, kan det tilveiebringes et par rengjø-ringshuller 554 som strekker seg inn i passasjen 246. Slike huller tillater passasjen 246 å rengjøres ved sprøyting av vann gjennom passasjen, slik at fjæren 153 virker ordentlig i bruk. I bruk kan hullene 554 være plugget, slik at borefluidet ikke slipper ut til ringrommet 40. When the EST is removed from a borehole, drilling fluid residue is likely to remain in the passage 246 of the motor housing 132. As shown in FIG. 17-18, a pair of cleaning holes 554 may be provided which extend into the passage 246. Such holes allow the passage 246 to be cleaned by spraying water through the passage so that the spring 153 functions properly in use. In use, the holes 554 can be plugged, so that the drilling fluid does not escape to the annulus 40.

Det vises til fig. 44A-44B, hvor ledeskrueenhetene for de motoriserte ventiler inneholder borefluid fra ringrommet 40. Slikt fluid strømmer inn i ledeskrueenhetene via utstrøm-ningsåpningene i ventillegemene og omgir partier av ventilsleidene og stammene 330 foran de ringformede begrensere 333. Som nevnt ovenfor, er kamrene bakenfor begrenserne 333 fylt med olje. For å bevege ventilsleidene må motorene frembringe tilstrekkelig dreiemoment til å overvinne: (1) trykkdifferansen mellom borefluidet og oljen; og (2) tetningsfriksjonen bevirket av T-tetningene 332. Siden fluidtrykket i ringrommet 40 kan være så høyt som 1.103 bar, utlignes fortrinnsvis oljetrykket til fluidtrykket i ringrommet 40, slik at trykkdifferansen over tetningene 332 er null. Ved fravær av slik oljetrykkskompensering ville motoren måtte arbeide særdeles hardt for å føre frem sleidene mot borefluidet som er under høyt trykk. En vesentlig trykkdifferanse kan bevirke at motorene stanser. Hvis trykkdifferansen over tetningene 332 er tilstrekkelig høy, vil tetningene videre måtte være meget stramme for å hindre fluidstrømning forbi tetningene. Hvis tetningene var svært stramme, ville de imidlertid hemme, og sannsynligvis, hindre bevegelse av stammene 330 og videre ventilsleidene. Reference is made to fig. 44A-44B, where the lead screw assemblies for the motorized valves contain drilling fluid from the annulus 40. Such fluid flows into the lead screw assemblies via the outflow openings in the valve bodies and surrounds portions of the valve slides and stems 330 in front of the annular restrictors 333. As mentioned above, the chambers are behind the restrictors 333 filled with oil. To move the valve slides, the motors must produce sufficient torque to overcome: (1) the pressure differential between the drilling fluid and the oil; and (2) the sealing friction caused by the T-seals 332. Since the fluid pressure in the annulus 40 can be as high as 1,103 bar, the oil pressure is preferably equalized to the fluid pressure in the annulus 40, so that the pressure difference across the seals 332 is zero. In the absence of such oil pressure compensation, the engine would have to work extremely hard to advance the slides towards the drilling fluid which is under high pressure. A significant pressure difference can cause the engines to stop. If the pressure difference across the seals 332 is sufficiently high, the seals will also have to be very tight to prevent fluid flow past the seals. If the seals were very tight, however, they would inhibit, and probably prevent, movement of the stems 330 and further the valve slides.

Det vises til fig. 45, hvor det fortrinnsvis er tilveiebrakt et trykkompenseringsstempel 248 for å unngå ovennevnte problemer. Fortrinnsvis befinner stemplet 248 seg i motorhusets 132 passasje 246. Stemplet 248 tetter mot borefluid i sin fremre ende og mot olje i sin bakre ende og er utformet for å gli aksialt i passasjen 246. Når trykket i ringrommet 40 øker, glir stemplet 248 bakover for å utligne oljetrykket til borefluidstrykket. Og omvendt, når trykket i ringrommet 40 avtar, glir stemplet 248 forover. På fordelaktig vis nøytra-liserer stemplet 248 effektivt den langsgående nettofluid-trykkraft som virker på hver av ventilsleidene, gjennom bore fluidet og oljen. Stemplet 248 skaper også en trykkdifferanse på null over tetningene 332 i ventilenes ledeskrueenheter. Reference is made to fig. 45, where a pressure compensating piston 248 is preferably provided to avoid the above problems. Preferably, the piston 248 is located in the passage 246 of the motor housing 132. The piston 248 seals against drilling fluid at its front end and against oil at its rear end and is designed to slide axially in the passage 246. When the pressure in the annulus 40 increases, the piston 248 slides backwards for to equalize the oil pressure to the drilling fluid pressure. And conversely, when the pressure in the annulus 40 decreases, the piston 248 slides forward. Advantageously, the piston 248 effectively neutralizes the longitudinal net fluid pressure force acting on each of the valve slides, through the drilling fluid and the oil. The piston 248 also creates a pressure differential of zero across the seals 332 in the valve lead screw assemblies.

Fig. 46-48 illustrerer avlastningsventilens 152 utforming og virkemåte. Avlastningsventilen 152 omfatter et ventillegeme 348, ventilelement 350 og spiralfjær 153. Legemet 348 er generelt rørformet og har en nese 3 51 og et innvendig ventil-sete 352. Ventilelementet 350 har en avrundet ende 354 utformet til å ligge an mot ventilsetet 352 for å blokkere ventilen. Ventilelementet 350 har også flere langsgående ribber 356 som fluid kan strømme mellom og ut til ringrommet 40. Inne i det fremre overgangshus 136 befinner avlastningsven-tillegemet 348 seg, anbrakt i et diagonalt parti 349 av kanalen 155, hvilket strekker seg til åpningen 288 og ut til ringrommet 40. Legemet 348 er tett og sikkert tatt opp i den bakre ende av den diagonale boring 349. Et rør 3 51 befinner seg foran legemet 348. Røret 351 rommer avlastningsventil-fjæren 153. Ventilelementet 350 er glidbart opptatt i legemet 348. Ventilelementets 350 fremre ende ligger an mot fjærens 153 bakre ende. Fjærens 153 fremre ende holdes av en innvendig ringformet flens i røret 351. I virksomhet utøver borefluidet inne i kanalen 155 en kraft på den avrundede ende 354 på ventilelementet 3 50, hvilken kraft motvirkes av fjæren 153. Når fluidtrykket stiger, stiger også kraften på enden 354. Hvis fluidtrykket' i kanalen 155 overstiger et terskeltrykk, overvinnes fjærkraften, hvilket tvinger enden 354 til å lette fra ventilsetet 3 52. Dette tillater fluid fra kanalen 155 å slippes ut til ringrommet 40 gjennom boringen 349 og mellom ventilelementets 350 ribber 356. Fig. 46-48 illustrate the design and operation of the relief valve 152. The relief valve 152 comprises a valve body 348, valve element 350 and coil spring 153. The body 348 is generally tubular and has a nose 351 and an internal valve seat 352. The valve element 350 has a rounded end 354 designed to abut against the valve seat 352 to block the valve. The valve element 350 also has several longitudinal ribs 356 between which fluid can flow to and out to the annulus 40. Inside the front transition housing 136, the relief valve accessory 348 is located, placed in a diagonal part 349 of the channel 155, which extends to the opening 288 and out to the annulus 40. The body 348 is tightly and securely taken up in the rear end of the diagonal bore 349. A tube 351 is located in front of the body 348. The tube 351 houses the relief valve spring 153. The valve element 350 is slidably received in the body 348. The valve element's 350 front end rests against spring 153 rear end. The front end of the spring 153 is held by an internal annular flange in the pipe 351. In operation, the drilling fluid inside the channel 155 exerts a force on the rounded end 354 of the valve element 350, which force is counteracted by the spring 153. When the fluid pressure rises, the force on the end also rises 354. If the fluid pressure in the channel 155 exceeds a threshold pressure, the spring force is overcome, forcing the end 354 to lift off the valve seat 3 52. This allows fluid from the channel 155 to be discharged to the annulus 40 through the bore 349 and between the ribs 356 of the valve element 350.

I en foretrukket utførelse er styringsenheten 102 i det vesentlige sylindrisk med en diameter på omtrent 8,6 cm og en lengde på omtrent 118,6 cm. Husene 130, 131, 132, 134 og 136 er fortrinnsvis oppbygd av meget sterkt materiale for å hindre erosjon forårsaket av at det blir utsatt for grove borefluider slik som kalsiumbromid- eller cesiumformatslam. Hvor alvorlig og omfattende erosjonen er, avhenger vanligvis av hastigheten til det borefluid som materialet blir utsatt for, det faste materiale i fluidet og vinkelen som fluidet treffer overflaten i. Under drift bli styringsenhethusene utsatt for boreslamshastigheter på 0 til 16,8 meter pr. sekund, med typiske gjennomsnittlige driftshastigheter på mindre enn 9 m pr. sekund (unntatt inne i ventilene). Under disse forhold er et egnet materiale for styringsenhetshusene Stabaloy, særlig Stabaloy AG 17. I ventilene kan slamstrømningshastighetene være så høye som 46 meter pr. sekund. Ventilene og ventillegemene er således fortrinnsvis utformet av et enda mer erosjonsbestandig materiale, slik som wolframkarbid, Ferro-Tec (et merkevarestål som er dannet av titankarbid, og som leveres av Alloy Technologies International, Inc. i West Nyack, New York) eller lignende materialer. Husene og ventilene kan være oppbygd av andre materialer under behørig hen-syntagen til det mål å motstå erosjon. In a preferred embodiment, the control unit 102 is substantially cylindrical with a diameter of approximately 8.6 cm and a length of approximately 118.6 cm. The housings 130, 131, 132, 134 and 136 are preferably constructed of very strong material to prevent erosion caused by being exposed to coarse drilling fluids such as calcium bromide or cesium formate mud. How severe and extensive the erosion is usually depends on the velocity of the drilling fluid to which the material is exposed, the solid material in the fluid and the angle at which the fluid hits the surface. During operation, the control unit housings are exposed to drilling mud velocities of 0 to 16.8 meters per second. second, with typical average operating speeds of less than 9 m per second. second (except inside the valves). Under these conditions, a suitable material for the control unit housings is Stabaloy, especially Stabaloy AG 17. In the valves, the mud flow velocities can be as high as 46 meters per hour. second. Thus, the valves and valve bodies are preferably formed from an even more erosion resistant material, such as tungsten carbide, Ferro-Tec (a brand name steel formed from titanium carbide supplied by Alloy Technologies International, Inc. of West Nyack, New York) or similar materials . The housings and valves can be made of other materials with due regard to the aim of resisting erosion.

Akselenheter Axle units

I en foretrukket utførelse er den fremre og den bakre akselenhet i det vesentlige like. Således blir kun den bakre akselenhet beskrevet mer inngående i dette skrift. Fig. 49 viser utformingen av den bakre akselenhet. Den bakre pakningsfot 104, den fleksible kopling 120, sylinderen 108, den fleksible kopling 122 og sylinderen 110 er sammenkoplet ende mot ende og er samlet glidbart i inngrep på den bakre aksel 118. De ringformede stempler 140 og 142 er festet til akselen 118 via bolter festet i henholdsvis bolthull 360 og 362. O-ringer eller spesialutformede elastomeriske tetninger kan være tilveiebrakt mellom stemplene og akselen for å hindre fluidstrømning under stemplene. Sylindrene 108 og 110 omslutter henholdsvis stempel 140 og 142. Den fremre og den bakre ende av hver fremdriftssylinder er tettet via T-tetninger, 0-ringer eller på annen måte for å hindre fluid fra å unnslippe innenfra sylindrene til ringrommet 40. Det er også tilveiebrakt tetninger mellom stemplenes 140 og 142 ytre flate og den indre flate av sylindrene 108 og 110 for å hindre fluid fra å strømme mellom sylindrenes fremre og bakre kamre. Koplingene 120 og 122 kan være festet til pakningsfoten 104 og sylindrene 108 og 110 via gjenget inngrep for å sørge for fullstendig høytrykkstetthet og unngå bruk av flere bolter og skruer. Skråflater kan være tilveiebrakt på forkantene av koplingene 120 og 122 og tetningshetten 123 festet til den fremre ende av sylinderen 110. Slike skråflater bidrar til å hindre enheten fra å hekte seg fast i skarpe flater slik som freste foringsrørpassasjer. In a preferred embodiment, the front and rear axle units are substantially the same. Thus, only the rear axle unit is described in more detail in this document. Fig. 49 shows the design of the rear axle unit. The rear packing foot 104, the flexible coupling 120, the cylinder 108, the flexible coupling 122 and the cylinder 110 are connected end to end and are slidably assembled in engagement on the rear shaft 118. The annular pistons 140 and 142 are attached to the shaft 118 via bolts fixed in bolt holes 360 and 362 respectively. O-rings or specially designed elastomeric seals may be provided between the pistons and the shaft to prevent fluid flow under the pistons. Cylinders 108 and 110 enclose pistons 140 and 142, respectively. The front and rear ends of each propulsion cylinder are sealed via T-seals, O-rings or other means to prevent fluid from escaping from within the cylinders to annulus 40. It is also provided seals between the outer surface of the pistons 140 and 142 and the inner surface of the cylinders 108 and 110 to prevent fluid from flowing between the front and rear chambers of the cylinders. Couplings 120 and 122 may be attached to packing foot 104 and cylinders 108 and 110 via threaded engagement to ensure complete high pressure tightness and avoid the use of multiple bolts and screws. Beveled surfaces may be provided on the leading edges of the couplings 120 and 122 and the sealing cap 123 attached to the front end of the cylinder 110. Such beveled surfaces help to prevent the assembly from hooking on sharp surfaces such as milled casing passages.

Flere langstrakte rotasjonsbegrensere 364 er fortrinnsvis festet på akselen 118, hvilke hindrer pakningsfoten 104 fra å rotere i forhold til akselen. Begrenserne 364 er fortrinnvis plassert med lik innbyrdes avstand langs omkretsen av akselen 118 og kan være festet via bolter som vist. Det er fortrinnsvis tilveiebrakt fire begrensere 3 64. Pakningsfoten 104 er utformet for å gå i inngrep med begrenserne 364 for derved å hindre rotasjon av pakningsfoten i forhold til akselen, som beskrevet nærmere nedenfor. Several elongated rotation limiters 364 are preferably attached to the shaft 118, which prevent the packing foot 104 from rotating relative to the shaft. The limiters 364 are preferably spaced equidistant along the circumference of the shaft 118 and may be attached via bolts as shown. Four limiters 3 64 are preferably provided. The packing foot 104 is designed to engage with the limiters 364 to thereby prevent rotation of the packing foot in relation to the shaft, as described in more detail below.

Fig. 50-59 illustrerer mer inngående utformingen av akselen 118. I sin fremre ende har akselen 118 en flens 366 som er buet for mer jevn fordeling av belastning. Flensen 366 innbefatter boringer for fluidpassasjene 202, 206, 208 og 210 som er på linje med tilsvarende boringer i det bakre overgangshus 131. Legg merke til at dimensjonene på disse passasjer kan varieres for å tilveiebringe ulik strømningsrate- og hastig-hetskapasiteter hos EST-en. I tillegg er det tilveiebrakt et par ledningspassasjer 204A, hvor den ene eller begge passasjene er på linje med ledningsboringen 204 i huset 131. Elektriske ledninger 502, 504, 506 og 508 (fig. 69) som strekker seg opp til overflaten og i én utførelse til en po-sisjonssensor på stemplet 142, befinner seg i passasjen 204A. Som vist på fig. 52, strekker kun ledningspassasjene 204A og tilførselspassasjen 202 seg til den bakre ende av akselen 118. Figs. 50-59 illustrate in more detail the design of the shaft 118. At its front end, the shaft 118 has a flange 366 which is curved for more even distribution of load. The flange 366 includes bores for the fluid passages 202, 206, 208 and 210 which line up with corresponding bores in the rear transition housing 131. Note that the dimensions of these passages can be varied to provide different flow rate and velocity capabilities of the EST . In addition, a pair of wire passages 204A are provided, one or both passages being aligned with the wire bore 204 in the housing 131. Electrical wires 502, 504, 506 and 508 (Fig. 69) which extend up to the surface and in one embodiment to a position sensor on piston 142, is located in passage 204A. As shown in fig. 52, only the conduit passages 204A and the supply passage 202 extend to the rear end of the shaft 118.

Som vist på fig. 55, omfatter fluidpassasjene 206, 208 og 210 inne i akselen 118 et par passasjer hver, henholdsvis 206A, 208A og 210A. Passasjene deler seg fortrinnsvis i par inne i flensen 366. I den illustrerte utførelse er det tilveiebrakt par av pipeborede passasjer i stedet for én enkelt større passasje, fordi passasjer av større diameter ville utgjøre en risiko for akselens strukturelle helhet. Det vises til fig. 53, hvor passasjene 206A fører fluid til de bakre kamre 166 og 170 i fremdriftssylindrene 108 og 110 via henholdsvis fluidport 368 og 370. Fig. 58 viser portene 370 som står i forbindelse med det bakre kammer 170 i sylinderen 110. Disse porter er tversgående i forhold til akselens 118 lengdeakse. Portene 368 er utformet på lignende måte som portene 370. Det vises til fig. 50, hvor passasjene 208A leverer fluid til de fremre' kamre 168 og 172 i sylindrene 108 og 110 via fluidporten 372 henholdsvis 374. Portene 374 er vist på fig. 56. Portene 372 er utformet på lignende måte som portene 374. Passasjene 206A og 208A er tilveiebrakt med det formål å levere fluid til fremdriftssylindrene. Videre strekker ikke passasjene 206A og 208A seg bakover forbi posisjonen 380 i lengderetningen. As shown in fig. 55, the fluid passages 206, 208 and 210 inside the shaft 118 comprise a pair of passages each, 206A, 208A and 210A respectively. The passages preferably divide into pairs within the flange 366. In the illustrated embodiment, pairs of pipe-bored passages are provided instead of a single larger passage, because larger diameter passages would pose a risk to the structural integrity of the shaft. Reference is made to fig. 53, where the passages 206A lead fluid to the rear chambers 166 and 170 in the propulsion cylinders 108 and 110 via fluid ports 368 and 370, respectively. Fig. 58 shows the ports 370 which are connected to the rear chamber 170 in the cylinder 110. These ports are transverse in relative to the shaft's 118 longitudinal axis. The ports 368 are designed in a similar manner to the ports 370. Reference is made to fig. 50, where the passages 208A deliver fluid to the front chambers 168 and 172 in the cylinders 108 and 110 via the fluid port 372 and 374 respectively. The ports 374 are shown in fig. 56. Ports 372 are designed in a similar manner to ports 374. Passages 206A and 208A are provided for the purpose of supplying fluid to the propulsion cylinders. Furthermore, passages 206A and 208A do not extend rearward past position 380 in the longitudinal direction.

Det vises til fig. 53, hvor passasjene 210A leverer fluid til den bakre pakningsfot 104 via flere fluidporter 378. Portene 378 er fortrinnsvis anordnet lineært langs akselen 118 for å sørge for fluid i hele det innvendige rom i pakningsfoten 104. I den foretrukne utførelse er det tilveiebrakt ni porter 378. Fig. 59 viser én av portene 378 som står i fluidforbindelse med hver av passasjene 210A. Siden passasjene 210A er tilveiebrakt med det formål å levere fluid til den bakre pakningsfot 104, strekker slike passasjer seg ikke bakover forbi posisjonen 382 i lengderetningen. Reference is made to fig. 53, where the passages 210A deliver fluid to the rear packing foot 104 via multiple fluid ports 378. The ports 378 are preferably arranged linearly along the shaft 118 to provide fluid throughout the interior of the packing foot 104. In the preferred embodiment, nine ports 378 are provided. Fig. 59 shows one of the ports 378 in fluid communication with each of the passages 210A. Since the passages 210A are provided for the purpose of supplying fluid to the rear packing foot 104, such passages do not extend rearward past position 382 in the longitudinal direction.

Det vises til fig. 50, hvor en ledningsport 376 er tilveiebrakt i akselen 118. Porten 376 tillater elektrisk forbindelse mellom styringsenheten 102 og posisjonssensoren 192 (fig. 4A-4F) på stemplet 142. For eksempel kan en Wiegand- sensor eller en magnetometerinnretning (beskrevet nedenfor) være plassert på stemplet 142. Porten 376 er også vist på fig. 57. Reference is made to fig. 50, where a wiring port 376 is provided in the shaft 118. The port 376 allows electrical connection between the control unit 102 and the position sensor 192 (FIGS. 4A-4F) on the piston 142. For example, a Wiegand sensor or a magnetometer device (described below) may be located on the piston 142. The gate 376 is also shown in fig. 57.

I en foretrukket utførelse er noen av komponentene i EST-en utformet av et fleksibelt materiale, slik at verktøyets to-tale fleksibilitet økes. Komponentene i verktøyet er fortrinnsvis også ikke-magnetiske, siden magnetiske materialer kan forstyrre de magnetiske forskyvningssensorenes funksjon. Hvis det ikke brukes magnetiske forskyvningssensorer, da er selvsagt ikke magnetiske materialer problematisk. Et foretrukket materiale er kopperberyllium (CuBe) eller CuBe-legering, hvilket materiale har spormengder av nikkel og jern. Dette materiale er ikke-magnetisk og har høy styrke og lav strekkmodulus. Det vises til fig. 2, hvor akslene 118 og 124, fremdriftssylindrene 108, 110, 112 og 114 og koplingene 120, 122, 126 og 128 kan være formet av CuBe. Stemplene 140 og 142 kan også være formet av CuBe eller CuBe-legering. Sylindrene er fortrinnsvis krombelagt for at tetningene i dem skal få maksimal levetid. In a preferred embodiment, some of the components of the EST are made of a flexible material, so that the tool's bilingual flexibility is increased. The components of the tool are preferably also non-magnetic, since magnetic materials can interfere with the function of the magnetic displacement sensors. If magnetic displacement sensors are not used, then magnetic materials are of course not problematic. A preferred material is copper beryllium (CuBe) or CuBe alloy, which material has trace amounts of nickel and iron. This material is non-magnetic and has high strength and low tensile modulus. Reference is made to fig. 2, where the shafts 118 and 124, the propulsion cylinders 108, 110, 112 and 114 and the couplings 120, 122, 126 and 128 may be formed of CuBe. The pistons 140 and 142 may also be formed of CuBe or CuBe alloy. The cylinders are preferably chrome-plated so that the seals in them will have maximum service life.

I en foretrukket utførelse er hver aksel omtrent 3,7 m lang, og EST-ens samlede lengde er omtrent 9,8 m. Fortrinnsvis er fremdriftssylindrene omtrent 65,3 cm lange og 8 cm i diameter. På midten er koplingene 120, 122, 126 og 128 fortrinnsvis mindre i diameter enn fremdriftssylindrene og paknings-føttene. Koplingene har ønskelig en diameter på ikke mer enn 7 cm og fortrinnsvis ikke mer enn 5,2 cm. Dette fører til områder på EST-en som er mer bøyelige enn fremdriftssylindrene og styringsenheten 102. Følgelig foregår det meste av bøy-ningen i EST-en innenfor koplingene og akslene. I én utfør-else kan EST-en bøye av inntil 60° pr. 30 m boret bue. Fig. 73A viser en bue som er krummet for skjematisk å illustrere verktøyets avbøyningsevne. Fig. 73B viser skjematisk bøy-ningen av EST-ens bake akselenhet. Bøyningsgraden er noe overdrevet for tydelighetens skyld. Som vist er bøyingen kon-sentrert til den bakre aksel 118 og koplingene 120 og 122. Akslene 118 og 124 kan være konstruert i overensstemmelse med flere ulike fremgangsmåter. En fremgangsmåte er diffusjonsbinding hvor hver aksel omfatter en indre aksel og en ytre aksel, som vist på fig. 68. En indre aksel 480 innbefatter en sentral boring for fluidtilførselspassasjen 202 samt ribber 484 langs sin lengde. Den indre aksels 480 utvendige diameter ved ribbene 484 er lik en ytre aksels 482 innvendige diameter, slik at den indre aksel 480 passer stramt inn i den ytre aksel 482. I det vesentlige hele den ytre flate av ribbene 484 er i inngrep med den indre flate av akselen 482. Det dannes langsgående passasjer mellom akslene. I den bakre aksel 118 er disse passasjene 204 (ledninger), 206 (fluid til de bakre fremdriftssylindrers bakre kamre), 208 (fluid til de bakre fremdriftssylindrers fremre kamre) og 210 (fluid til den bakre pakningsfot). In a preferred embodiment, each axle is approximately 3.7 m long, and the overall length of the EST is approximately 9.8 m. Preferably, the propulsion cylinders are approximately 65.3 cm long and 8 cm in diameter. In the middle, the couplings 120, 122, 126 and 128 are preferably smaller in diameter than the propulsion cylinders and packing feet. The couplings preferably have a diameter of no more than 7 cm and preferably no more than 5.2 cm. This leads to areas on the EST that are more flexible than the propulsion cylinders and control unit 102. Accordingly, most of the bending in the EST takes place within the couplings and shafts. In one version, the EST can bend up to 60° per 30 m drilled arch. Fig. 73A shows an arc which is curved to schematically illustrate the deflection capability of the tool. Fig. 73B schematically shows the bending of the EST's rear axle assembly. The degree of bending is somewhat exaggerated for the sake of clarity. As shown, the bending is concentrated to the rear axle 118 and the couplings 120 and 122. The axles 118 and 124 can be constructed according to several different methods. One method is diffusion bonding where each axle comprises an inner axle and an outer axle, as shown in fig. 68. An inner shaft 480 includes a central bore for the fluid supply passage 202 and ribs 484 along its length. The inner shaft 480 outside diameter at the ribs 484 is equal to an outer shaft 482 inside diameter, so that the inner shaft 480 fits snugly into the outer shaft 482. Substantially the entire outer surface of the ribs 484 engages the inner surface of the shaft 482. Longitudinal passages are formed between the shafts. In the rear axle 118, these passages are 204 (lines), 206 (fluid to the rear power cylinders rear chambers), 208 (fluid to the rear power cylinders front chambers) and 210 (fluid to the rear packing foot).

Indre og ytre aksel 480 og 482 kan være utformet ved en sa-mekstruderingsprosess. Akslene 480 og 482 er fortrinnsvis laget av CuBe-legering og anløpt med en 11 bores treng"-herde-prosess (anløpingsherding og varmealdring) som tilveiebringer utmerkede mekaniske egenskaper (strekkfasthet på 758-896 N/mm<2>, og forlengelse på 8-10 % ved romtemperatur). Indre og ytre aksel blir deretter diffusjonsbundet til hverandre. Føl-gelig blir akslene belagt med sølv, og den indre aksel blir plasser inne i den ytre aksel. Enheten blir trykksatt innvendig, presset sammen utvendig og varmet opp til omtrent 816 °C. CuBe-akslene utvider seg under varme til å danne en tett pasning. Varme påvirker også sølvet til å diffusere inn i CuBe-materialet, hvorved diffusjonsbindingen dannes. Forsøk på korte stykker av diffusjonsbundne aksler har vist trykktetthet i de mange passasjer. Forsøk med korte stykker har også vist diffusjonbinding-skjærstyrker på 2.896-3.378N/mm<*>. Inner and outer shafts 480 and 482 may be formed by a co-extrusion process. The shafts 480 and 482 are preferably made of CuBe alloy and tempered with an 11 bore treng" hardening process (tempering hardening and heat aging) which provides excellent mechanical properties (tensile strength of 758-896 N/mm<2>, and elongation of 8 -10% at room temperature). The inner and outer shafts are then diffusion bonded to each other. Accordingly, the shafts are coated with silver, and the inner shaft is placed inside the outer shaft. The unit is pressurized internally, compressed externally and heated to approximately 816 °C. The CuBe shafts expand under heat to form a tight fit. Heat also causes the silver to diffuse into the CuBe material, thereby forming the diffusion bond. Tests on short pieces of diffusion bonded shafts have shown compressive density in the many passages .Tests with short pieces have also shown diffusion bond shear strengths of 2,896-3,378N/mm<*>.

Etter at akslene er bundet til hverandre, blir enheten forkrommet ved elektrolyse for å øke levetiden til tetningene på akselen. Det passes på at tykkelsen på krommet minimeres for å tillate både lang levetid og fleksibilitet i akselen. Bru ken av diffusjonsbinding tillater den enestående geometri vist på fig. 68 som maksimerer fluidgjennomstrømningskanala-real og samtidig maksimerer akselens vridningsstivhet. I en lignende diffusjonsbindingsprosess kan flenspartiet 366 (fig. 49A-49B) bindes til akselens ende. After the shafts are bonded to each other, the unit is chrome-plated by electrolysis to increase the life of the seals on the shaft. Care is taken to minimize the thickness of the chrome to allow both longevity and flexibility in the shaft. The use of diffusion bonding allows the unique geometry shown in fig. 68 which maximizes fluid flow channel area and at the same time maximizes the shaft's torsional stiffness. In a similar diffusion bonding process, the flange portion 366 (Figs. 49A-49B) can be bonded to the end of the shaft.

Alternativt kan andre materialer og konstruksjoner brukes. For eksempel kan Monel- eller titanlegeringer brukes med egnede sveisemetoder.Monel er et godtakbart materiale på grunn av dets ikke-magnetiske karakter. Monels høye elastisitetsmodul eller Youngs modul er imidlertid tilbøyelig til å begrense traktorens avbøyningsradius til mindre enn 40° pr. 30 meter boret bue. Titan er et godtakbart materiale på grunn av dets ikke-magnetiske karakter slik som høy strekkfasthet og lav Youngs modul (sammenlignet med stål). Titansveiser er imidlertid kjent for å ha relativt kort liv før tretthet når de blir utsatt for boreomgivelser. Alternatively, other materials and constructions can be used. For example, Monel or titanium alloys can be used with suitable welding methods. Monel is an acceptable material due to its non-magnetic nature. However, Monel's high modulus of elasticity or Young's modulus tends to limit the deflection radius of the tractor to less than 40° per 30 meter drilled arch. Titanium is an acceptable material due to its non-magnetic nature such as high tensile strength and low Young's modulus (compared to steel). However, titanium welds are known to have a relatively short life before fatigue when exposed to drilling environments.

I en annen fremgangsmåte for oppbygning av akslene 118 og 124 formes de langsgående lednings- og fluidpassasjer ved såkalt "dypboring" {"gun-drilling"), en velkjent prosess for boring av lange huller. Fordeler med dypboring innbefatter moderat lavere vridnings- og bøyestivhet enn utførelsen med diffusjonsbinding og lavere kostnader siden dypboring er en mer utviklet teknikk. Ved dypboring av et hull avhenger hullets maksimums lengde og nøyaktighet av hulldiameter en.- Jo større hulldiameter dess lengre og mer nøyaktig kan hullet dypbores. Siden akslene har en relativt liten diameter og har tallrike innvendige passasjer, kan imidlertid for stor hulldiameter føre til at akslene ikke blir i stand til å motstå bøyning og vridningsbelastninger under drift. Ved valg av egnet hulldiameter må således akselens styrke balanseres mot evnen til å dypbore nøyaktige huller. In another method for constructing the shafts 118 and 124, the longitudinal conduit and fluid passages are formed by so-called "gun-drilling", a well-known process for drilling long holes. Advantages of deep drilling include moderately lower torsional and bending stiffness than the diffusion bond design and lower costs since deep drilling is a more developed technique. When deep drilling a hole, the maximum length and accuracy of the hole depends on the hole diameter. - The larger the hole diameter, the longer and more accurately the hole can be deep drilled. Since the shafts have a relatively small diameter and have numerous internal passages, however, too large a hole diameter may result in the shafts being unable to withstand bending and torsional loads during operation. When choosing a suitable hole diameter, the shaft's strength must therefore be balanced against the ability to deep drill accurate holes.

Akselen har ønskelig en diameter på 2,5-8,9 cm og en fluid-tilf ørselspassas je på fortrinnsvis 1,5 til 4,5 cm i diameter og mer fortrinnsvis i det minste 2,5 cm i diameter. I en fo retrukket utførelse av EST-en er akseldiameteren 4,43-4,44 era, og diameteren til fluidtilførselspassasjen 202 er 2,54 cm. For en EST som har en diameter på 8,6 cm, er akslene utformet for å overleve belastningene som kommer av den kombinerte belastning på 1.356 newtonmeter dreiemoment, trek-king/f remstøting av belastning på inntil 28.886 newton og bøyning på 60° pr. 30 m vandring. Under disse begrensninger er en bærekraftig utforming vist på fig. 55 som viser akselen 118. Passasjene 204A, 206A, 208A og 210A omfatter par av huller plassert mellom og i det vesentlige med lik avstand til passasjens 202 indre flate og akselens 118 ytre flate. For hver passasje er det tilveiebrakt et par huller, slik at passasjene har tilstrekkelig kapasitet til å romme ønskede bo-ref luidstrømningsrater ved drift. Denne utforming er valgt i stedet for et enkelt større hull fordi et større hull forstå-elig nok kan svekke akselen. Hvert hull har en diameter på 4,8 mm. Hullene i hvert enkelt par er plassert med innbyrdes avstand på omtrent én hulldiameter. For en hulldiameter på 4,8 mm er det kan hende ikke mulig å dypbore gjennom hele lengden av hver aksel 118 og 124. I det tilfelle kan hver aksel lages ved å dypbore hullene i to eller flere kortere aksler og deretter sveise dem sammen ende mot ende ved elektron-strålesveising {EB/electron beam). The shaft desirably has a diameter of 2.5-8.9 cm and a fluid supply passage of preferably 1.5 to 4.5 cm in diameter and more preferably at least 2.5 cm in diameter. In a preferred embodiment of the EST, the shaft diameter is 4.43-4.44 era, and the diameter of the fluid supply passage 202 is 2.54 cm. For an EST that has a diameter of 8.6 cm, the axles are designed to survive the stresses that come from the combined load of 1,356 newton meters of torque, pulling/bouncing loads of up to 28,886 newtons and bending of 60° per 30 m walk. Under these limitations, a sustainable design is shown in fig. 55 showing the shaft 118. The passages 204A, 206A, 208A and 210A comprise pairs of holes located between and substantially equidistant from the inner surface of the passage 202 and the outer surface of the shaft 118. A couple of holes have been provided for each passage, so that the passages have sufficient capacity to accommodate the desired residential waste flow rates during operation. This design is chosen instead of a single larger hole because a larger hole can understandably weaken the axle. Each hole has a diameter of 4.8 mm. The holes in each individual pair are spaced at a distance of approximately one hole diameter. For a hole diameter of 4.8 mm, it may not be possible to deep drill through the entire length of each shaft 118 and 124. In that case, each shaft can be made by deep drilling the holes in two or more shorter shafts and then welding them together end to end end by electron beam welding (EB/electron beam).

Den sveiste aksel blir deretter fortrinnsvis varmeanløpt for å få de ønskede fysiske egenskaper, hvilke innbefatter en elastisitetsmodul på omtrent 131.000 N/mm2, strekkfasthet på omtrent 758-896 N/mm2 og en forlengelse på omtrent 8-12 %. Akselen kan bakes ved 777 °C i 1-8 timer avhengig av de ønskede karakteristika. Detaljer vedrørende fremgangsmåter for anløping etter sveising er å finne i litteratur om CuBe. Etter varmeanløpningstrinnet blir deretter den sveiste aksel gjort ferdig, maskinert, slipt og forkrommet. The welded shaft is then preferably heat annealed to obtain the desired physical properties, which include a modulus of elasticity of about 131,000 N/mm2, tensile strength of about 758-896 N/mm2 and an elongation of about 8-12%. The shaft can be baked at 777 °C for 1-8 hours depending on the desired characteristics. Details regarding procedures for tempering after welding can be found in the literature on CuBe. After the heat-tanning step, the welded shaft is then finished, machined, ground and chrome-plated.

Paknin<g>sføtter Paknin<g>feet

Fig. 60-64 og fig. 74-75 viser én utførelse av bakre pakningsfot 104. De største komponentene i pakningsfoten 104 omfatter en spindel 400, blæreenhet 404, endeklemme 414 og kopling 420. Spindelen 400 er generelt rørformet og har innvendige spor 402 dimensjonert og utformet for glidbart å gå i inngrep med rotasjonsbegrenserne 364 på den bakre aksel 118 (fig. 49A). Spindelen 400 kan således gli i lengderetningen, men kan ikke rotere, i forhold til akselen 118. Blæreenheten 404 omfatter generelt stive rørpartier 416 og 417 festet til hver ende av en i det vesentlige rørformet oppblåsbar inn-grepsblære 406. Enheten 404 omslutter generelt spindelen 400. På den bakre ende av pakningsfoten 104, er enheten 404 festet til spindelen 400 via åtte bolter 408 som opptas i bolthullene 410 og 412 i henholdsvis enheten 404 og spindelen 400. En endeklemme 414 brukes som vern for å beskytte blærens 406 ledende kant og er festet via bolter på enden 417 av enheten 404. Om ønskelig kan en endeklemme i tillegg også festes på enden 416 av enheten 404. Koplingen 420 er festet til spindelen 400 via åtte bolter 422 som er opptatt i bolthullene 424 og 426.Koplingen 420 tilveiebringer en forbindelse mellom pakningsfoten 104 og den fleksible kopling 120 (fig. 49A). Fig. 60-64 and fig. 74-75 show one embodiment of rear packing foot 104. The major components of packing foot 104 include a spindle 400, bladder assembly 404, end clamp 414 and coupling 420. Spindle 400 is generally tubular and has internal grooves 402 sized and designed for sliding engagement with the rotation limiters 364 on the rear axle 118 (Fig. 49A). The spindle 400 can thus slide longitudinally, but cannot rotate, relative to the shaft 118. The bladder unit 404 generally comprises rigid tube portions 416 and 417 attached to each end of a substantially tubular inflatable engagement bladder 406. The unit 404 generally encloses the spindle 400. At the rear end of the packing foot 104, the unit 404 is attached to the spindle 400 via eight bolts 408 which are received in the bolt holes 410 and 412 in the unit 404 and the spindle 400 respectively. An end clamp 414 is used as a guard to protect the leading edge of the bladder 406 and is fixed via bolts on the end 417 of the unit 404. If desired, an end clamp can also be fixed on the end 416 of the unit 404. The coupling 420 is attached to the spindle 400 via eight bolts 422 which are occupied in the bolt holes 424 and 426. The coupling 420 provides a connection between the gasket foot 104 and the flexible coupling 120 (Fig. 49A).

Endene av blæreenheten 404 er fortrinnsvis utformet for å bevege seg i lengderetningen mot hverandre for å fremme den radiale utvidelse av blæren 406 når den blåses opp. I den illustrerte utførelse er den bakre ende 416 av enheten 404 festet til spindelen 400, og den fremre ende 417 er glidbart i inngrep et med segment 418 i spindelen 400. Dette tillater den fremre ende 417 å gli mot den bakre ende 416 når pak-ningsf oten blåses opp, hvorved blærens 406 radiale utvidelse økes. EST-ens pakningsføtter er utformet for å traversere huller som er inntil 10 % større enn borekronen, uten å miste grepet. For eksempel er en typisk borekronestørrelse og det tilknyttede borede hull 9,5 cm i diameter. En tilsvarende dimensjonert pakningsfot kan traversere et hull på 10,4 cm. Likeledes vil et hull med en diameter på 11,4 cm kunne tra-verseres med en pakningsfot som har evne til å utvides til minimum 12,7 cm. Videre er blæreenhetens 404 glidbare forbin- deise med segmentet 418 tilbøyelig til å hindre fibrene i blæren 406 fra å overstrekkes siden blæren er tilbøyelig til ikke å strekke seg så mye. Alternativt kan blæreenheten ut-formes slik at dens fremre ende er fiksert på spindelen, og dens bakre ende kan gli mot den fremre ende. Dette kan imidlertid få blæren til å utvide seg uønsket når traktoren trekkes oppover og ut av et borehull, hvilket kan få traktoren til å "holde seg fast" i borehullsveggene. Knaster 419 på en-hetens 404 fremre ende går i inngrep med spor inne i koplingen 420, slik at enden 417 ikke kan rotere i forhold til spindelen 400. The ends of the bladder assembly 404 are preferably designed to move longitudinally toward each other to promote the radial expansion of the bladder 406 when inflated. In the illustrated embodiment, the rear end 416 of the assembly 404 is attached to the spindle 400, and the front end 417 is slidably engaged with segment 418 of the spindle 400. This allows the front end 417 to slide against the rear end 416 when packing the inflation foot is inflated, whereby the radial expansion of the bladder 406 is increased. The EST's packing feet are designed to traverse holes up to 10% larger than the drill bit without losing grip. For example, a typical drill bit size and the associated drilled hole is 9.5 cm in diameter. A similarly sized packing foot can traverse a hole of 10.4 cm. Likewise, a hole with a diameter of 11.4 cm can be traversed with a gasket foot that has the ability to expand to a minimum of 12.7 cm. Furthermore, the sliding connection of the bladder unit 404 with the segment 418 tends to prevent the fibers in the bladder 406 from overstretching since the bladder tends not to stretch as much. Alternatively, the bladder unit can be designed so that its front end is fixed on the spindle, and its rear end can slide towards the front end. However, this can cause the bladder to undesirably expand when the tractor is pulled up and out of a borehole, which can cause the tractor to "stick" on the borehole walls. Cams 419 on the front end of the unit 404 engage with grooves inside the coupling 420, so that the end 417 cannot rotate in relation to the spindle 400.

Én eller flere fluidporter 428 er tilveiebrakt langs en lengde av spindelen 400, hvilke står i forbindelse med blærens 406 innvendige rom. Portene 428 er fortrinnsvis anordnet omkring omkretsen av spindelen 400, slik at fluid blir ført inn jevnt gjennom hele blærens indre rom. Fluid fra den bakre pakningsfots passasje 210 når blæren 406 ved å strømme gjennom portene 378 i akselen 118 (fig. 53 og 59) til spindelens 400 indre rom og deretter gjennom portene 428 til blærens 406 indre rom. Egnede fluidtetninger, slik som O-ringer, er tilveiebrakt ved pakningsfotens 104 ender mellom spindelen 400 og blæreenheten 404 for å hindre fluid inne i blæren fra å lekke ut til ringrommet 40. One or more fluid ports 428 are provided along a length of the spindle 400, which communicate with the bladder 406 interior space. The ports 428 are preferably arranged around the circumference of the spindle 400, so that fluid is introduced evenly throughout the entire inner space of the bladder. Fluid from the rear packing foot passage 210 reaches the bladder 406 by flowing through the ports 378 in the shaft 118 (Figs. 53 and 59) to the inner space of the spindle 400 and then through the ports 428 to the inner space of the bladder 406. Suitable fluid seals, such as O-rings, are provided at the ends of the packing foot 104 between the spindle 400 and the bladder assembly 404 to prevent fluid inside the bladder from leaking out to the annulus 40.

I en foretrukket utførelse er blæren 406 konstruert av fibrer av høy styrke og gummi i en spesiell orientering som maksimerer styrke, radial utvidelse og levetid før materialtretthet. Gummikomponenten kan være nitrilbutadiengummi (NBR) eller en tetrafluoretylen(TFE)-gummi, slik som gummien som selges under handelsnavnet AFLAS. NBR foretrekkes til bruk med invert-slam (slam som pr. volum har større innhold av dieselolje enn av vann). AFLAS-materiale foretrekkes for bruk ved noen spe-sialborefluider, slik som kalsiumformatslam. Andre tilset-ningsmidler kan tilsettes gummien for å bedre slitasjebestan-dighet eller redusere hysterese, slik som karbon, olje, plastifiseringsmidler og forskjellige belegg innbefattende materialer av typen bundet Teflon. In a preferred embodiment, the bladder 406 is constructed of high strength fibers and rubber in a particular orientation that maximizes strength, radial expansion and life before material fatigue. The rubber component can be nitrile butadiene rubber (NBR) or a tetrafluoroethylene (TFE) rubber, such as the rubber sold under the trade name AFLAS. NBR is preferred for use with invert sludge (sludge which per volume has a greater content of diesel oil than water). AFLAS material is preferred for use with some specialty drilling fluids, such as calcium formate mud. Other additives can be added to the rubber to improve wear resistance or reduce hysteresis, such as carbon, oil, plasticizers and various coatings including bonded Teflon type materials.

Fibrer av høy styrke er innbefattet i blæren, slik som S-glass, E-glass, Kevlar (polyamider) og ulike grafitter. Det materiale som foretrekkes, er S-glass, på grunn av dets høye styrke (3.654 N/mm<2>) og høye forlengelse (5-6 %) , hvilket resulterer i sterkt forbedret levetid før materialtrettet sammenlignet med tidligere utforminger. For eksempel, hvis kriteriet levetid før materialtrettet for blæren er at ar-beidsbelastningen vil holde seg under omtrent 2 5-35 % av den absolutt største belastning på fibrene, var tidligere utforminger i stand til å oppnå 7.400 oppblåsningssykluser. I motsetning til dette anslås den forventede levetid for blærene ifølge den herværende oppfinnelse under kombinert belastning å være over 25.000 sykluser. Flere oppblåsningssykluser resulterer fordelaktig i økt driftstid nede i borehullet og lavere riggkostnader. Fibers of high strength are included in the bladder, such as S-glass, E-glass, Kevlar (polyamides) and various graphites. The preferred material is S-glass, due to its high strength (3,654 N/mm<2>) and high elongation (5-6%), resulting in greatly improved fatigue life compared to previous designs. For example, if the fatigue life criterion for the bladder is that the working load will remain below about 25-35% of the absolute maximum load on the fibers, previous designs were capable of achieving 7,400 inflation cycles. In contrast, the life expectancy of the bladders of the present invention under combined loading is estimated to be over 25,000 cycles. More inflation cycles advantageously result in increased operating time downhole and lower rig costs.

Fibrene er fordelaktig anordnet i flere lag, et krysslags-mønster. Fibrene er fortrinnsvis orientert i vinkler +oc i forhold til traktorens lengdeakse, hvor a fortrinnsvis er mellom 0° og 45°, mer fortrinnsvis mellom 7° og 30°, enda mer fortrinnsvis mellom 15° og 20°, og mest fortrinnsvis omtrent 15°. Dette tillater maksimal radial utvidelse uten for mye utbuling av blæren inn i områdene mellom pakningsfotens tær, beskrevet nedenfor. Det tillater også optimal levetid før tretthet ved kriteriet beskrevet ovenfor. The fibers are advantageously arranged in several layers, a cross-layer pattern. The fibers are preferably oriented at angles +oc relative to the longitudinal axis of the tractor, where a is preferably between 0° and 45°, more preferably between 7° and 30°, even more preferably between 15° and 20°, and most preferably about 15° . This allows maximum radial expansion without excessive bulging of the bladder into the areas between the gasket foot toes, described below. It also allows optimal lifetime before fatigue at the criterion described above.

Når blæren 406 er blåst opp for å gå i inngrep med en borehullsvegg 42, er det ønskelig at blæren ikke blokkerer for den i hullet oppadgående returstrøm av borefluid og borekaks i ringrommet 40. For å hindre dette er langstrakte tær 430 bundet eller festet på annet vis til gummiblærens 406 ytre flate, som vist på fig. 60 og 75. Tærne 430 kan ha et trekan-tet eller trapesformet tverrsnitt og er fortrinnsvis anordnet på en ribbelignende måte. Når blæren går i inngrep med borehullsveggen, dannes det spalter mellom tærne 430 og veggen, hvilket tillater strømning av borefluid og borekaks forbi pakningsfoten. Tærne 430 er fortrinnsvis utformet for å være: (1) tilstrekkelig store til å tilveiebringe grep mot borehullsveggen; (2) tilstrekkelig små i tverrsnitt til å maksi-mere oppadgående returstrøm av borefluid forbi pakningsfoten i ringrommet 40; (3) tilstrekkelig fleksible til å deformeres under oppblåsing av blæren; og (4) elastiske for å bidra til utdrivningen av borefluid fra pakningsfoten under tømming. Fortrinnsvis har hver tå en ytre radial bredde på 0,25-1,52 cm og en elastisitetsmodul på over 131.000 N/mm<3>. Tærne 430 kan være utformet av CuBe-legering. Endene av tærne 430 er fastgjort på endene 416 og 417 av blæreenheten 404 via mate-rialband 432, fortrinnsvis et ikke-metallisk materiale av høy styrke, slik som Stabaloy. Båndene 432 hindrer tærne 430 fra å løsne fra blæren under utvungen utvidelse, hvorved dannelse av "fiskekroker"hindres, noe som på uønsket vis kunne hindre uttrekkingen av EST-en fra borehullet. Fig. 74 viser pakningsfoten 104 oppblåst. When the bladder 406 is inflated to engage with a borehole wall 42, it is desirable that the bladder does not block the upward return flow of drilling fluid and cuttings in the annulus 40. To prevent this, elongated toes 430 are tied or attached to other view the outer surface of the rubber bladder 406, as shown in fig. 60 and 75. The toes 430 can have a triangular or trapezoidal cross-section and are preferably arranged in a rib-like manner. When the bladder engages the borehole wall, gaps are formed between the toes 430 and the wall, allowing flow of drilling fluid and cuttings past the packing foot. The toes 430 are preferably designed to be: (1) sufficiently large to provide grip against the borehole wall; (2) sufficiently small in cross-section to maximize upward return flow of drilling fluid past the packing foot in annulus 40; (3) sufficiently flexible to deform during inflation of the bladder; and (4) elastic to assist in the expulsion of drilling fluid from the packing foot during emptying. Preferably, each toe has an outer radial width of 0.25-1.52 cm and a modulus of elasticity in excess of 131,000 N/mm<3>. Toes 430 may be formed of CuBe alloy. The ends of the toes 430 are attached to the ends 416 and 417 of the bladder assembly 404 via material band 432, preferably a high strength non-metallic material such as Stabaloy. The straps 432 prevent the toes 430 from detaching from the bladder during forced expansion, thereby preventing the formation of "fish hooks" which could undesirably prevent the extraction of the EST from the borehole. Fig. 74 shows the gasket foot 104 inflated.

Et beskyttende skjold av plast eller metall kan være plassert foran pakningsfotens ledende ende for å kanalisere ringrom-mets fluidstrøm opp på den oppblåste pakningsfot og derved beskytte den ledende ende av blæren mot erosjon fra fluidet og dets partikkelinnhold. A protective shield of plastic or metal can be placed in front of the leading end of the packing foot to channel the fluid flow of the annulus up onto the inflated packing foot and thereby protect the leading end of the bladder from erosion from the fluid and its particulate content.

Fig. 65-67 og fig. 76 illustrerer en alternativ utførelse av en bakre pakningsfot, i dette skrift kalt en "pakningsfot med fleksitå". Den bakre og den fremre pakningsfot med fleksitå kan være tilveiebrakt i stedet for den tidligere beskrevne pakningsfot 104 og 106. Til forskjell fra ankere av blære-typen ifølge kjent teknikk, benytter fleksitåpakningsfoten atskilte komponenter for kraft for radial utvidelse og over-føring av dreiemoment i ankerene. Særlig tilveiebringer blærer kraft for radial utvidelse for å gripe en borehullsvegg, mens "fleksitær" overfører dreiemoment fra EST-legemet til borehullet. Fleksitærne omfatter stenger som bøyer seg elas-tisk innenfor et plan parallelt med traktorlegemet. På fordelaktig vis motstår fleksitærne i det vesentlige rotasjon av legemet mens pakningsfoten er i inngrep med borehullsveggen. Andre fordeler med pakningsfoten med fleksitå innbefatter lengre levetid før materialtretthet, større utvidelsesevne, kortere lengde og mindre driftskostnader. Fig. 65-67 and fig. 76 illustrates an alternative embodiment of a rear packing foot, herein called a "flex toe packing foot". The rear and front flex-toe packing feet may be provided in place of the previously described packing feet 104 and 106. Unlike bladder-type anchors of the prior art, the flex-toe packing foot utilizes separate components for force for radial expansion and torque transmission in the anchors. In particular, the provider blisters force for radial expansion to grip a borehole wall, while the "flexitarian" transmits torque from the EST body to the borehole. The flexiters comprise rods which bend elastically within a plane parallel to the tractor body. Advantageously, the flexitarians essentially resist rotation of the body while the packing foot is in engagement with the borehole wall. Other benefits of the flexible toe packing foot include longer life before material fatigue, greater expandability, shorter length and lower operating costs.

Figurene viser én utførelse av en bakre fleksitåpakningsfot 440. Siden den fremre fleksitåpakningsfot er strukturelt lik den bakre fleksitåpakningsfot 440, blir den ikke beskrevet i dette skrift. De største komponenter i den bakre fleksitå-pakningsf ot 440 omfatter en spindel 434, fastgjort endestykke 436, to styrepinneenheter 438, to kilemutrer 442, skyttel 444, glidespor-endestykke 446, avstandsrør 448, kopling 450, The figures show one embodiment of a rear flexi toe seal foot 440. Since the front flexi toe seal foot is structurally similar to the rear flexi toe seal foot 440, it is not described in this document. The major components of the rear flex toe packing foot 440 include a spindle 434, attached end piece 436, two guide pin assemblies 438, two wedge nuts 442, shuttle 444, slide track end piece 446, spacer tube 448, coupling 450,

fire blærer 452, fire blæredeksler 454 og fire fleksitær 456. four bladders 452, four bladder covers 454 and four flexitarians 456.

Det vises til fig. 66, hvor spindelen 434 er i det vesentlige rørformet, men har et generelt rektangulært blærefestesegment 460 som innbefatter flere langstrakte åpninger 462 anordnet omkring segmentets 460 sider. I EST-en klemmes blærene 452 fast på segmentet 460 av blæredeksler 454 for derved å dekke og tette igjen åpningene 462. I virksomhet føres fluid til spindelens 434 indre rom via portene 378 i akselen 118 (fig. 53 og 59) for å blåse opp blærene. Selv om det er vist fire blærer på tegningene, kan hvilket som helst antall blærer være tilveiebrakt. I en alternativ utførelse vist på fig. 76, benyttes én sammenhengende blære 452. Denne utforming hindrer konsentrasjoner av belastning ved kantene av de flere blærer og gir blæren lengre levetid før materialtrettet. Reference is made to fig. 66, where the spindle 434 is substantially tubular, but has a generally rectangular bladder mounting segment 460 that includes several elongated openings 462 arranged around the sides of the segment 460. In the EST, the bladders 452 are clamped onto the segment 460 of bladder covers 454 to thereby cover and seal the openings 462. In operation, fluid is fed to the inner chamber of the spindle 434 via the ports 378 in the shaft 118 (Figs. 53 and 59) to inflate the bladders. Although four bladders are shown in the drawings, any number of bladders may be provided. In an alternative embodiment shown in fig. 76, one continuous bladder 452 is used. This design prevents concentrations of load at the edges of the several bladders and gives the bladder a longer lifetime before the material fatigues.

Det vises til fig. 65, hvor blæredekslene 454 er montert på spindelen 434 via bolter 468 som passerer gjennom huller på sidekantene av dekslene 454 og strekker seg inn i gjengede huller 464 i spindelen 434. Boltene 468 tetter blærene 452 overfor fluid mot spindelen 434 og hindrer blærene fra å løsne fra spindelen 434 på grunn av fluidtrykket inne i blæ rene. Siden trykket inne i blærene kan være så høyt som 165 bar, er det fortrinnsvis tilveiebrakt et stort antall bolter 468 for å øke tetningens styrke. I den illustrerte utførelse er det anordnet 17 bolter 468 lineært på hver side av dekslene 454. Kilemutrer 442 spenner blæredekslenes 454 bakre og fremre ender fast på spindelen 434 for å tette blærenes bakre og fremre ender overfor fluid. De enkelte blærer kan lett skiftes ut ved å fjerne det tilhørende blæredeksel 454, hvilket reduserer utskiftningskostnader og -tid vesentlig sammenlignet med utforminger ifølge kjent teknikk. Blæredekslene 454 er fortrinnsvis utformet i CuBe eller CuBe-legering. Reference is made to fig. 65, where the bladder covers 454 are mounted on the spindle 434 via bolts 468 which pass through holes on the side edges of the covers 454 and extend into threaded holes 464 in the spindle 434. The bolts 468 seal the bladders 452 against fluid against the spindle 434 and prevent the bladders from loosening from the spindle 434 due to the fluid pressure inside the bladder. Since the pressure inside the bladders can be as high as 165 bar, a large number of bolts 468 are preferably provided to increase the strength of the seal. In the illustrated embodiment, 17 bolts 468 are arranged linearly on each side of the covers 454. Wedge nuts 442 tighten the rear and front ends of the bladder covers 454 onto the spindle 434 to seal the rear and front ends of the bladders against fluid. The individual bladders can be easily replaced by removing the associated bladder cover 454, which significantly reduces replacement costs and time compared to designs according to prior art. The bladder covers 454 are preferably made of CuBe or CuBe alloy.

Det vises til fig. 65, hvor det fikserte endestykke 436 er festet til spindelens 434 bakre ende via bolter som strekker seg inn i huller 437. Foran blærene er skyttelen 444 glidbart i inngrep på spindelen 434. En styrepinneenhet 438 er montert på endestykket 43 6, og en annen enhet 438 er montert på skyttelen 444. I den illustrerte utførelse omfatter hver av enhe-tene 438 fire styrepinnestøtter 439 som støtter endene av styrepinnene 458. Styrepinnene holder som en hengsle endene av fleksitærne 456. Endestykket 436 og skyttelen 444 har fire hengslepartier 466 som har huller som tar imot styrepinnene 458. Under virksomhet bevirker oppblåsning av blærene 452 at blæredekslene 454 utvider seg radialt. Dette får fleksitærne 456 til å bevege seg som en hengsle ved pinnene 458 og bøye seg utover for å gå i inngrep med borehullsveggen. Fig. 76 viser en oppblåst fleksitåpakningsfot (hvilken har en enkelt, sammenhengende blære), hvor fleksitærne 456 griper borehullsveggen 42. Skyttelen 444 kan fritt gli aksialt mot det fast-gjorte endestykke 436, hvorved den fremmer fleksitærnes radiale utvidelse. Fagfolk på området vil forstå at hver ende av fleksitærne 456 kan tillates å gli langs spindelen 434. Det foretrekkes imidlertid at fleksitærnes fremre ende får gli, mens den bakre ende er fiksert til spindelen. Dette hindrer fleksitærnes glidbare ende fra å forskyves aksialt ved borehullsveggen under fjerning av verktøyet, hvilket kunne få fleksitærne til å bøye seg utover og hindre fjerningen av traktoren. Reference is made to fig. 65, where the fixed end piece 436 is attached to the rear end of the spindle 434 via bolts extending into holes 437. In front of the bladders, the shuttle 444 is slidably engaged on the spindle 434. A guide pin assembly 438 is mounted on the end piece 436, and another assembly 438 is mounted on the shuttle 444. In the illustrated embodiment, each of the units 438 comprises four guide pin supports 439 which support the ends of the guide pins 458. The guide pins hold the ends of the flexitarians 456 like a hinge. The end piece 436 and the shuttle 444 have four hinge parts 466 which have holes which receives the guide pins 458. During operation, inflation of the bladders 452 causes the bladder covers 454 to expand radially. This causes the flexitarian teeth 456 to move like a hinge at the pins 458 and bend outward to engage the borehole wall. Fig. 76 shows an inflated flexi-toe packing foot (which has a single, continuous bladder), where the flexi-tears 456 grip the borehole wall 42. The shuttle 444 can freely slide axially against the attached end piece 436, thereby promoting the radial expansion of the flexi-tears. Those skilled in the art will appreciate that each end of the flexitarians 456 can be allowed to slide along the spindle 434. However, it is preferred that the front end of the flexitarians is allowed to slide, while the rear end is fixed to the spindle. This prevents the sliding end of the flexitarians from shifting axially at the borehole wall during removal of the tool, which could cause the flexitarians to bend outwards and prevent the removal of the tractor.

Glidespor-endestykket 446 er festet til spindelen 434 via bolter som strekker seg inn i gjengede huller 472. På festepunktet er endestykkets 446 innvendige diameter omtrent lik spindelens 434 utvendige diameter. Bakenfor festepunktet er endestykkets 446 innvendige diameter litt større, slik at skyttelen 444 kan gli inne i endestykket 446. Endestykket 446 har også langsgående spor i sin innvendige diameter, hvilke opptar knastene 470 på skyttelens 444 ytre flate. Dette hindrer skyttelen 470 og videre fleksitærnes 456 fremre ender fra å rotere i forhold til spindelen 434. Siden både fremre og bakre ende av fleksitærne 456 hindres fra å rotere i forhold til spindelen 434, hindrer fleksitærne verktøyet således i det vesentlige fra å rotere eller vri seg når pakningsfoten er i inngrep med borehullsveggen. The sliding track end piece 446 is attached to the spindle 434 via bolts that extend into threaded holes 472. At the point of attachment, the end piece 446's inside diameter is approximately equal to the spindle 434's outside diameter. Behind the attachment point, the inner diameter of the end piece 446 is slightly larger, so that the shuttle 444 can slide inside the end piece 446. The end piece 446 also has longitudinal grooves in its inner diameter, which occupy the lugs 470 on the outer surface of the shuttle 444. This prevents the shuttle 470 and further the front ends of the flexitarians 456 from rotating relative to the spindle 434. Since both the front and rear ends of the flexitarians 456 are prevented from rotating relative to the spindle 434, the flexitarians thus essentially prevent the tool from rotating or twisting itself when the packing foot engages with the borehole wall.

På samme måte som beskrevet ovenfor med hensyn til spindelen 400 i pakningsfoten 104, har spindelen 434 i pakningsfoten 440 med fleksitå spor på sin innvendige flate for glidbart å går i inngrep med rotasjonsbegrenserne 364 på akselen 118. Spindelen 434 kan således gli langsetter, men kan ikke rotere i forhold til akselen 118. Begrenserne 364 overfører dreiemoment fra akselen 118 til en borehullsvegg 42. Pakningsfotens 440 komponenter er fortrinnsvis laget av et fleksibelt, ikke-magnetisk materiale, slik som CuBe. Fleksitærne 456 kan innbefatte ytre flater som er gjort ujevne for forbedret grep mot borehullsveggen. In the same manner as described above with respect to the spindle 400 in the packing foot 104, the spindle 434 in the packing foot 440 has flexi-toe grooves on its inner surface to slidably engage the rotation limiters 364 on the shaft 118. The spindle 434 can thus slide longitudinally, but can not rotate relative to the shaft 118. The limiters 364 transmit torque from the shaft 118 to a borehole wall 42. The packing foot 440 components are preferably made of a flexible, non-magnetic material, such as CuBe. The flexi toes 456 may include outer surfaces that are made uneven for improved grip against the borehole wall.

Avstandsrøret 448 brukes som et overgangsstykke for å tillate ombyttbarhet mellom fleksitåpakningsfoten 440 og den tidligere beskrevne pakningsfot 104 (fig. 60). Koplingen 450 er forbundet med spindelen via settskruene. Koplingen 450 forbinder pakningsfoten 440 med den fleksible kopling 120 (fig. 49A) i EST-en. The spacer tube 448 is used as a transition piece to allow interchangeability between the flexi toe gasket foot 440 and the previously described gasket foot 104 (Fig. 60). The coupling 450 is connected to the spindle via the set screws. The connector 450 connects the gasket foot 440 to the flexible connector 120 (Fig. 49A) in the EST.

Fig. 67 viser tverrsnittsutformingen til én av blærene 452 benyttet i fleksitåpakningsfoten 440. I sin ikke-oppblåste tilstand har blæren 452 en utforming med flere folder som vist. Dette gir rom for større radial utvidelse når blæren blåses opp, bevirket av utfoldingen av blæren. Blærene strekker seg heller ikke så mye i bruk, sammenlignet med blærer ifølge kjent teknikk. Dette fører til lengre levetid for blærene. Blærene er laget av gummi forsterket med tøy, og kan være konstruert i flere utforminger. Fra innsiden til utsiden av blæren er en typisk oppbygning gummi/fiber/gummi/fiber/ gummi. Gummi er nødvendig på innsiden for å opprettholde trykk. Gummi er nødvendig på utsiden for å hindre skade på tøyet fra borekaks som passerer blæren. Gummien kan være NBR eller AFLAS (TFE-gummi). Egnede duker innbefatter S-glass, E-glass, Kevlar 29, Kevlar 49, stålduk {for EST-er som ikke har magnetiske sensorer), ulike typer grafitt, polyesterpoly-akrylatfiber eller metalliske fibrer. Ulike utforminger av fiberforsterkning og ulike dukvekter kan godtas. Ved den illustrerte utførelse kan blæren tåle oppblåsningstrykk på inntil 103 bar. Denne oppblåsningsstyrke oppnås med en Kevlar-29-duk 400 denier i en 4 tråder x 4 tråders kurvfletting. Utformingen tar hensyn til materialtretthet ved et maksimums-belastningskriterium på 25 % av fibrenes maksimumsforlengel-se. Ved forsøk er det blitt fastslått at det på den innvendige flate kreves gummi med en minimumstykkelse på 0,23 cm for å sikre trykktetthet. Fig. 67 shows the cross-sectional design of one of the bladders 452 used in the flexi toe seal foot 440. In its non-inflated state, the bladder 452 has a design with multiple folds as shown. This allows for greater radial expansion when the bladder is inflated, caused by the unfolding of the bladder. The bladders also do not stretch that much in use, compared to bladders according to known technology. This leads to a longer life for the bladders. The bladders are made of rubber reinforced with cloth, and can be constructed in several designs. From the inside to the outside of the bladder, a typical structure is rubber/fibre/rubber/fibre/rubber. Rubber is needed on the inside to maintain pressure. Rubber is needed on the outside to prevent damage to the cloth from drill cuttings passing the bladder. The rubber can be NBR or AFLAS (TFE rubber). Suitable cloths include S-glass, E-glass, Kevlar 29, Kevlar 49, steel cloth {for ESTs that do not have magnetic sensors), various types of graphite, polyester poly-acrylate fiber or metallic fibers. Different designs of fiber reinforcement and different fabric weights can be accepted. In the illustrated embodiment, the bladder can withstand inflation pressures of up to 103 bar. This inflation strength is achieved with a Kevlar-29 fabric 400 denier in a 4 thread x 4 thread basket weave. The design takes into account material fatigue at a maximum load criterion of 25% of the fibers' maximum elongation. During tests, it has been determined that rubber with a minimum thickness of 0.23 cm is required on the inner surface to ensure pressure tightness.

For utførelsene både med og uten fleksitå er pakningsføttene fortrinnsvis anbrakt nær EST-ens ytterender for å fremme verktøyets evne til å krysse hulrom nede i jorden. Paknings-føttene er fortrinnsvis omtrent 100 cm lange. De metalliske deler i pakningsføttene er fortrinnsvis laget av CuBe-legering, men andre ikke-magnetiske materialer kan benyttes. For the designs both with and without flexi toe, the packing feet are preferably placed near the outer ends of the EST to promote the tool's ability to cross cavities down in the earth. The packing feet are preferably approximately 100 cm long. The metallic parts in the gasket feet are preferably made of CuBe alloy, but other non-magnetic materials can be used.

I bruk kan pakningsføttene (alle de ovenfor beskrevne utfø-relser, dvs. Fig. 60 og 65) på ønsket vis feste grep på et uf6ret eller f6ret borehull for derved å unngå å glippe ved høye langsgående belastninger samt vridningsbelastninger. Med andre ord må borehullets normalkraft mot hver pakningsfot være høy nok til å hindre glipping, idet det tas behørig hen syn til friksjonskoeffisienten (typisk omtrent 0,3). Nor-malkraften avhenger av arealet på kontaktflaten mellom pakningsfoten og borehullet og trykket inne i pakningsfotens blære, hvilket normalt vil være mellom 35-110 bar og kan være så høyt som 166 bar. I oppblåst tilstand er arealet på kontaktflaten mellom hver pakningsfot og borehullet fortrinnsvis minst 38,7 cm<2>, mer fortrinnsvis minst 58,1 cm<2>, enda mer fortrinnsvis minst 83,9 cm<s>og mest fortrinnsvis minst 116,1 cm<2>. In use, the packing feet (all the above-described designs, i.e. Figs. 60 and 65) can attach grips to an undrilled or drilled hole in the desired manner in order to avoid slipping under high longitudinal loads as well as torsional loads. In other words, the borehole's normal force against each gasket foot must be high enough to prevent slippage, due consideration being given to the coefficient of friction (typically about 0.3). The normal force depends on the area of the contact surface between the packing foot and the drill hole and the pressure inside the packing foot's bladder, which will normally be between 35-110 bar and can be as high as 166 bar. In the inflated state, the area of the contact surface between each packing foot and the borehole is preferably at least 38.7 cm<2>, more preferably at least 58.1 cm<2>, even more preferably at least 83.9 cm<s>, and most preferably at least 116, 1 cm<2>.

Fagfolk på området vil forstå at fluidtetninger fortrinnsvis er tilveiebrakt gjennom hele EST-en for å hindre lekkasje av borefluid, hvilket ville kunne sette verktøyet ut av drift. For eksempel er fremdriftssylindrene og pakningsføttene fortrinnsvis tettet for å hindre lekkasje til ringrommet 40. De ringformede stempler 140, 142, 144 og 146 er fortrinnsvis tettet for å hindre fluidstrømning mellom fremdriftssylindrenes bakre og fremre kamre. Grensesjiktene mellom de ulike hus i styringsenheten 102 og flensene på akslene 118 og 124 er fortrinnsvis tettet for å hindre lekkasje. Kompenseringsstemplet 248 er tettet for å gi fluidtetning for oljen i elektronikkhuset 130 og motorhuset 132 overfor borefluid i ringrommet 40. Forskjellige andre tetninger er også tilveiebrakt gjennom hele traktoren. Egnede tetninger innbefatter gummi-0-ringer, T-tetninger eller elastomeriske spesial-tetninger. Egnede tetningsmaterialer innbefatter AFLAS eller NBR-gummi. Those skilled in the art will appreciate that fluid seals are preferably provided throughout the EST to prevent leakage of drilling fluid, which could put the tool out of service. For example, the propulsion cylinders and packing feet are preferably sealed to prevent leakage to the annulus 40. The annular pistons 140, 142, 144 and 146 are preferably sealed to prevent fluid flow between the rear and front chambers of the propulsion cylinders. The boundary layers between the various housings in the control unit 102 and the flanges on the shafts 118 and 124 are preferably sealed to prevent leakage. The compensating piston 248 is sealed to provide a fluid seal for the oil in the electronics housing 130 and motor housing 132 against drilling fluid in the annulus 40. Various other seals are also provided throughout the tractor. Suitable seals include rubber 0-rings, T-seals or special elastomeric seals. Suitable sealing materials include AFLAS or NBR rubber.

Sensorer Sensors

Som nevnt ovenfor, er styringsalgoritmen for styring av de motoriserte ventiler 154, 156 og 158 fortrinnsvis basert i det minste delvis på: (1) trykksignaler fra trykkomsetterne 182, 184, 186, 188 og 190 (fig. 3 og 4A-4F); (2) posisjonssignaler fra forskyvningssensorene 192 og 194 (fig. 4A-4F) på de ringformede stempler inne i den bakre og den fremre frem-drif tssylinder; eller (3) begge. As noted above, the control algorithm for controlling the motorized valves 154, 156 and 158 is preferably based at least in part on: (1) pressure signals from the pressure transducers 182, 184, 186, 188 and 190 (FIGS. 3 and 4A-4F); (2) position signals from displacement sensors 192 and 194 (Figs. 4A-4F) on the annular pistons inside the rear and front drive cylinders; or (3) both.

Trykkomsetterne måler trykkdifferanser mellom de ulike fluid7passasjer og ringrommet 40. Når trykkinformasjon fra de ovennevnte trykkomsettere kombineres med trykkdifferansen over trykkdifferanse-overgangsstykket for nedihullsmotoren, kan hastigheten styres til mellom 0,08-610 meter pr. time. Det vil si at traktoren kan opprettholde hastigheter på 0,08 m pr. time, 610 meter pr. time og også mellomliggende hastigheter. I en foretrukket utførelse kan slike hastigheter opprettholdes så lenge som nødvendig og hovedsakelig i det uen-delige, så lenge traktoren ikke støter på en hindring som ikke vil tillate traktoren å bevege seg med slike hastigheter. Trykkdifferanseinformasjon er særlig nyttig for regu-lering av relativt høyere hastigheter slik som dem benyttet ved innkjøring i og utkjøring or et borehull (76-305 m pr. time), hurtigstyrt boring (1,5-45,7 m pr. time) og korte turer (9-305 m pr. time). EST-en kan opprettholde hastigheter innenfor alle disse områder. Egnede trykkomsettere for EST-en er artikkelnr. 095A201A, som produseres og selges av Industrial Sensors and Instruments Incorporated, som ligger i Roundrock, Texas. Disse trykkomsettere er beregnet for driftstrykk på 1.034 bar og trykkdifferanser på 172 bar (overtrykk). The pressure transducers measure pressure differences between the various fluid passages and the annulus 40. When pressure information from the above-mentioned pressure transducers is combined with the pressure difference across the pressure difference transition piece for the downhole motor, the speed can be controlled to between 0.08-610 meters per hour. This means that the tractor can maintain speeds of 0.08 m per hour, 610 meters per hour and also intermediate speeds. In a preferred embodiment, such speeds can be maintained as long as necessary and essentially indefinitely, as long as the tractor does not encounter an obstacle that will not allow the tractor to move at such speeds. Pressure difference information is particularly useful for regulating relatively higher speeds such as those used when driving in and out of a borehole (76-305 m per hour), fast controlled drilling (1.5-45.7 m per hour) and short trips (9-305 m per hour). The EST can maintain speeds within all these ranges. Suitable pressure transducers for the EST are article no. 095A201A, which is manufactured and sold by Industrial Sensors and Instruments Incorporated, located in Roundrock, Texas. These pressure converters are designed for an operating pressure of 1,034 bar and pressure differences of 172 bar (overpressure).

Posisjonen til de ringformede stempler i fremdriftssylindrene kan måles ved bruk av hvilke som helst av en rekke egnede sensorer, innbefattent Hall-Effect-omsettere, MIDIM-innretninger (spe ilbildedi f ferens ial-induks j onsampli tude-magnetometer, som selges av Dinsmore Instrument Co., Flint, MI), tradisjonelle magnetometre, Wiegand-sensorer og andre magnetiske og avstandsfølsomme innretninger. Hvis magnetiske forskyvningssensorer benyttes, da er komponentene i EST-en fortrinnsvis oppbygd av ikke-magnetiske materialer som ikke vil forstyrre sensorenes virkeevne. Egnede materialer er CuBe og Stabaloy. Magnetiske materialer kan benyttes hvis ikke-magnetiske sensorer blir benyttet. The position of the annular pistons in the propulsion cylinders can be measured using any of a variety of suitable sensors, including Hall-Effect transducers, MIDIM devices (Mirror Image Differential Induction Amplitude Magnetometer, sold by Dinsmore Instrument Co., Flint, MI), traditional magnetometers, Wiegand sensors, and other magnetic and distance sensing devices. If magnetic displacement sensors are used, then the components of the EST are preferably made of non-magnetic materials that will not interfere with the sensors' performance. Suitable materials are CuBe and Stabaloy. Magnetic materials can be used if non-magnetic sensors are used.

For eksempel kan forskyvning av det bakre stempel 142 måles ved å plassere et MIDIM i koplingen 122 og en liten magnetisk kilde i stemplet 142. MIDIM-et overfører et elektrisk signal til den logiske komponent 224, hvilket er omvendt proporsjo-nalt med avstanden mellom MIDIM-et og den magnetiske kilde. Når stemplet 142 beveger seg mot MIDIM-et, øker signalet, hvorved det tilveiebringer en indikasjon på stemplets 142 og MIDIM-ets relative posisjoner i lengderetningen. Selvsagt gir dette en indikasjon på de relative posisjoner i lengderetningen for den bakre pakningsfot 104 og traktorlegemet, dvs. akslene og styringsenheten 102. I tillegg lar forskyvningsinformasjon seg lett omforme til hastighetsinformasjon ved å måle forskyvning på ulike tidspunkter. For example, displacement of the rear piston 142 can be measured by placing a MIDIM in the coupling 122 and a small magnetic source in the piston 142. The MIDIM transmits an electrical signal to the logic component 224, which is inversely proportional to the distance between the MIDIMs -et and the magnetic source. As the piston 142 moves toward the MIDIM, the signal increases, thereby providing an indication of the relative longitudinal positions of the piston 142 and the MIDIM. Of course, this gives an indication of the relative positions in the longitudinal direction of the rear packing foot 104 and the tractor body, i.e. the axles and the steering unit 102. In addition, displacement information can easily be transformed into speed information by measuring displacement at different times.

En annen type hastighetssensor som kan bnyttes, er en Wiegand-sensor. I én utførelse er det tilveiebrakt et hjul på ett av de ringformede stempler på en slik måte at hjulet roterer når stemplet beveger seg aksialt inne i én av fremdriftssylindrene. Hjulet innbefatter to små motsatt ladede magneter plassert på motsatte sider på hjulets ytre omkrets. Med andre ord er magnetene skilt med 180°. Wiegand-sensoren registrerer reverseringer i de to magneters polaritet, hvilket skjer hver gang hjulet roterer 180°. For hver reversering i polaritet, sender sensoren et signal i form av en elektrisk puls til den logiske komponent 224. Når stemplet 142 beveger seg aksialt inne i sylinderen 110, hvilket får hjulet ril å rotere, overfører Wiegand-sensoren en strøm av elektriske pulser for hver 180° hjulrotasjon. Stemplets 142 posisjon i forhold til fremdriftssylinderen kan bestemmes ved å overvåke antallet pulser og stempelvandringens retning. Posisjonen kan regnes ut fra hjuldiameteren, siden hver puls tilsvarer en halv hjulomkrets. Another type of speed sensor that can be used is a Wiegand sensor. In one embodiment, a wheel is provided on one of the annular pistons in such a way that the wheel rotates as the piston moves axially within one of the propulsion cylinders. The wheel includes two small oppositely charged magnets located on opposite sides of the wheel's outer circumference. In other words, the magnets are separated by 180°. The Wiegand sensor registers reversals in the polarity of the two magnets, which occurs every time the wheel rotates 180°. For each polarity reversal, the sensor sends a signal in the form of an electrical pulse to the logic component 224. As the piston 142 moves axially within the cylinder 110, causing the wheel ril to rotate, the Wiegand sensor transmits a stream of electrical pulses for every 180° wheel rotation. The position of the piston 142 relative to the propulsion cylinder can be determined by monitoring the number of pulses and the direction of piston travel. The position can be calculated from the wheel diameter, since each pulse corresponds to half the wheel circumference.

Fig. 77A-77C illustrerer én utførelse av en Wiegand-sensor-enhet. Som vist innbefatter det ringformede stempel 142 utsparinger 574 og 576 i sin utvendige flate. Utsparingen 574 er dimensjonert og utformet for å motta en hjulenhet 560, vist på fig. 77A og 77B. Hjulenheten 560 omfatter et stempel-festeelement 562, armer 564, et hjulholderelement 572, aksel 570 og hjul 566. Hjulet 566 roterer på en aksel 570 som opptas i huller 569 i hjulholderelementet 572. Elementene 562 og 572 har huller for mottak av armer 564. Hjulenheten 560 kan fastgjøres i utsparingen 574 via en skrue som opptas i et hull i stempelfesteelementet 562. Armene 564 er fortrinnsvis noe bøyelige for å forspenne hjulet 566 mot fremdriftssylin-derens 110 indre flate, slik at hjulet roterer når stemplet 142 beveger seg inne i sylinderen 110. Hjulet 566 har motsatt ladede magneter 568 atskilt med 180° omkring hjulets senter. Utsparingen 576 er dimensjonert og utformet for å motta en Wiegand-sensor 578 som registrerer reverseringer i magnetenes 568 polaritet, som beskrevet ovenfor. Figurene viser ikke de elektriske .ledninger som de elektriske signaler går gjennom. Fortrinnsvis er ledningene tvunnet for å hindre elektrisk interferens fra motorene eller andre komponenter i EST-en. Figures 77A-77C illustrate one embodiment of a Wiegand sensor device. As shown, the annular piston 142 includes recesses 574 and 576 in its outer surface. The recess 574 is sized and designed to receive a wheel unit 560, shown in fig. 77A and 77B. The wheel unit 560 comprises a piston fastening element 562, arms 564, a wheel holder element 572, axle 570 and wheel 566. The wheel 566 rotates on an axle 570 which is received in holes 569 in the wheel holder element 572. The elements 562 and 572 have holes for receiving arms 564. The wheel unit 560 can be fixed in the recess 574 via a screw which is received in a hole in the piston fastening element 562. The arms 564 are preferably somewhat flexible to bias the wheel 566 against the inner surface of the propulsion cylinder 110, so that the wheel rotates when the piston 142 moves inside the cylinder 110. The wheel 566 has oppositely charged magnets 568 separated by 180° about the center of the wheel. The recess 576 is sized and designed to receive a Wiegand sensor 578 which registers reversals in the polarity of the magnets 568, as described above. The figures do not show the electrical wires through which the electrical signals pass. Preferably, the wires are twisted to prevent electrical interference from the motors or other components of the EST.

Fagfolk på området vil forstå at den relevante forskyvningsinformasjon kan oppnås ved å måle forskyvningen av hvilket som helst punkt på EST-ens legeme (aksler 118, 124, styringsenhet 102) i forhold til hver av pakningsføttene 104 og 106. En egnet fremgangsmåte er å måle forskyvningen av de ringformede stempler (som er fiksert på akslene 118 og 124) i forhold til fremdriftssylindrene eller koplingene (som er fiksert i forhold til pakningsføttene). I én utførelse måles forskyvningen av stemplet 142 i forhold til koplingen 122. Alternativt kan forskyvningen av stemplet 142 måles i forhold til en indre vegg i fremdriftssylinderen 110 eller til kont-rollenheten 102. Den samme informasjon oppnås ved å måle forskyvningen av stemplet 140. Fagfolk på området vil forstå at det er tilstrekkelig å måle posisjonen til kun ett av stemplene 140 og 142 og kun ett av stemplene 144 og 146 i forhold til pakningsfoten 104, henholdsvis 106. Those skilled in the art will appreciate that the relevant displacement information can be obtained by measuring the displacement of any point on the EST's body (shafts 118, 124, control unit 102) relative to each of the packing feet 104 and 106. A suitable method is to measure the displacement of the annular pistons (which are fixed to the shafts 118 and 124) relative to the propulsion cylinders or couplings (which are fixed to the packing feet). In one embodiment, the displacement of the piston 142 is measured relative to the coupling 122. Alternatively, the displacement of the piston 142 may be measured relative to an inner wall of the propulsion cylinder 110 or to the control unit 102. The same information is obtained by measuring the displacement of the piston 140. Those skilled in the art in the field will understand that it is sufficient to measure the position of only one of the pistons 140 and 142 and only one of the pistons 144 and 146 in relation to the gasket foot 104, respectively 106.

Elektronisk utforming Electronic design

Fig. 69 illustrerer én utførelse av den elektroniske utforming av EST-en. Alle de viste ledninger ligger inne i led-ningspassas j ene beskrevet ovenfor. Som vist, strekker fem ledninger seg oppover i borehullet til overflaten, deriblant to 30 volts strømledninger 502, en RS-232-buss-ledning 504 og to 1.553-buss-ledninger 506 (MIL-STD-1553). Ledningene 502 Fig. 69 illustrates one embodiment of the electronic design of the EST. All the wires shown are inside the wiring passages described above. As shown, five wires extend up the borehole to the surface, including two 30 volt power lines 502, one RS-232 bus line 504, and two 1.553 bus lines 506 (MIL-STD-1553). The wires 502

gir strøm til EST-en til styring av motorene og står i elektrisk forbindelse med en 10-pinners kopling som er plugget inn i elektronikkpakken 224 i elektronikkhuset 130. Ledningen 504 står også i forbindelse med elektronikkpakken 224. Ønskede supplies power to the EST for controlling the motors and is electrically connected to a 10-pin connector that is plugged into the electronics package 224 in the electronics housing 130. Wire 504 is also connected to the electronics package 224. Desired

EST-parametrer, slik som hastighet, støt, posisjon, osv. kan sendes fra overflaten til EST-en via ledningen 504. Ledningene 506 overfører signaler ned i hullet til bunnhullsenheten. Kommandoer kan sendes fra overflaten til bunnhullsenheten via ledningene 506, slik som kommandoer til den motor som styrer borekronen. EST parameters, such as velocity, impact, position, etc. can be sent from the surface to the EST via wire 504. Wires 506 transmit signals downhole to the downhole assembly. Commands can be sent from the surface to the downhole assembly via the wires 506, such as commands to the motor that controls the drill bit.

Et par ledninger 508 tillater elektrisk forbindelse mellom elektronikkpakken 224 og den bakre forskyvningssensor, slik som en Wiegand-sensor som vist. Likeledes tillater et par ledninger 510 forbindelse også mellom pakken 224 og den fremre forskyvningssensor. Ledningene 508 og 510 overfører posisjonssignaler fra sensorene til pakken 224. En annen RS-232-buss 512 strekker seg fra pakken 224 og nedover i borehullet for å stå i forbindelse med bunnhullsenheten. Ledningen 512 overfører signaler fra sensorer nede i hullet, slik som vekt på borekronen og trykkdifferanse over borekronen, til pakken 224. Et annet par 30 volts ledninger 514 strekker seg fra pakken 224 og ned i borehullet for å stå i forbindelse med og levere strøm til bunnhullsenheten. A pair of wires 508 allows electrical connection between the electronics package 224 and the rear displacement sensor, such as a Wiegand sensor as shown. Likewise, a pair of wires 510 also allow connection between the package 224 and the front displacement sensor. Wires 508 and 510 transmit position signals from the sensors to package 224. Another RS-232 bus 512 extends from package 224 downhole to communicate with the downhole assembly. Line 512 transmits signals from downhole sensors, such as bit weight and pressure differential across the bit, to package 224. Another pair of 30 volt lines 514 extend from package 224 downhole to interface with and supply power to the bottom hole unit.

En 29 pinners kopling 213 er tilveiebrakt for forbindelse A 29 pin connector 213 is provided for connection

mellom elektronikkpakken 224 og motorene og trykkomsetterne i styringsenheten 102. Signalene fra de fem trykkomsetterne kan kalibreres av kalibreringsresistorer 515. Alternativt kan ka-libreringsresistorene utelates. Ledninger 516 og 518 og led-ningspar 520, 522, 524, 526 og 528 er tilveiebrakt for lesing between the electronics package 224 and the motors and pressure converters in the control unit 102. The signals from the five pressure converters can be calibrated by calibration resistors 515. Alternatively, the calibration resistors can be omitted. Leads 516 and 518 and lead pairs 520, 522, 524, 526 and 528 are provided for reading

av elektroniske trykksignaler fra trykkomsetterne på en måte som er kjent innenfor faget. Ledningene 516 og 518 strekker seg til hver av resistorene 515 som er koplet via fire ledninger hver til én trykkomsetter. Ledningsparene 520, 522, 524, 526 og 528 strekker seg til resistorene 515 og trykkomsetterne. of electronic pressure signals from the pressure transducers in a manner known within the art. The lines 516 and 518 extend to each of the resistors 515 which are connected via four lines each to one pressure converter. The wire pairs 520, 522, 524, 526 and 528 extend to the resistors 515 and the pressure transducers.

Ledningsgrupper 530, 532 og 534 med 4 ledninger hver strekker seg til henholdsvis motoren 164, 162 og 160 som styres på en måte som er kjent for fagfolk på området. Tre ledninger 536 og en ledning 538 strekker seg til motorenes rotasjonsakselerometre 531 for overføring av motortilbakemelding til elektronikkpakken 224 på en måte som er kjent for fagfolk på området. Særlig strekker hver ledning 536 seg til ett aksele-rometer for et positivt signal. Ledningen 538 er en felles jording og er koplet til alle akselerometrene. I en alternativ utførelse kan potensiometre være tilveiebrakt i stedet for rotasjonsakselerometrene. Legg merke til at potensiometre måler rotasjonsforskyvningen ved uttaket i motoren. Wire groups 530, 532 and 534 with 4 wires each extend to the motor 164, 162 and 160 respectively which are controlled in a manner known to those skilled in the art. Three wires 536 and one wire 538 extend to the motors' rotational accelerometers 531 for transmitting motor feedback to the electronics package 224 in a manner known to those skilled in the art. In particular, each wire 536 extends to one accelerometer for a positive signal. Wire 538 is a common ground and is connected to all the accelerometers. In an alternative embodiment, potentiometers may be provided instead of the rotational accelerometers. Note that potentiometers measure the rotational displacement at the outlet in the motor.

EST- yteevne EST performance

En særlig fordel med EST-en er at den kan opprettholde både høye og lave hastigheter. EST-en kan således brukes til en rekke ulike aktiviteter slik som boring, fresing av forings-rør, innkjøring i et borehull og bunnmarkering (alt beskrevet nedenfor). EST-en kan opprettholde hvilken som helst hastighet, fortrinnsvis i et område på 0,08-610 m pr. time, mer fortrinnsvis i et område på 3-229 m pr. time, og enda mer fortrinnsvis i et område på 10,7-213 m pr. time. Enda viktigere er det at EST-en kan opprettholde både høye og lave hastigheter, ønskelig mindre enn 0,08 m pr. time og mer enn 610 m pr. time. Tabellen nedenfor stiller opp hastighetspar (i meter pr. time), hvor en enkelt EST eller en "streng" av sammenkoplede EST-er (hvilket som helst antall av disse kan være operative) ønskelig kan opprettholde hastigheter lavere enn enn den laveste hastigheten i paret, og ønskelig kan opprettholde hastigheter større enn den største hastigheten i paret. Bevegelse av traktoren inn i og ut av et uforet hull (avsnitt uten foringsrør) ved høye hastigheter blir innenfor faget kalt "tripping" inn i borehullet. "Tripping"-hastigheter er tilbøyelig til å ha en vesentlig innflytelse på de samlede kostnader ved boreprosessen. Større hastigheter resulterer i kortere driftstid og lavere kostnader. "Tripping"-hastigheter avhenger vanligvis av størrelsen på lasten som traktoren fø-rer. Jo høyere belastning, desto lavere er traktorens maksimumshastighet. For eksempel har én utførelse av en EST en diameter på 8,6 cm, og kan, mens den fører en last på 39.995 newton, forflytte seg med hastigheter inntil fortrinnsvis innenfor et område på 0-54,9 m pr. time og mer fortrinnsvis i et område på 36,6-45,7 m pr. time. Mens den bærer en last på 16.443 newton, kan den samme EST forflytte seg med hastigheter fortrinnsvis innenfor et område på 137-175 meter pr. time, og mer fortrinnsvis innenfor et område på 152-160 meter pr. time. Disse hastigheter utgjør en vesentlig forbedring fremfor traktorer ifølge kjent teknikk. A particular advantage of the EST is that it can maintain both high and low speeds. The EST can thus be used for a number of different activities such as drilling, milling casing, driving into a borehole and bottom marking (all described below). The EST can maintain any speed, preferably in a range of 0.08-610 m/s. hour, more preferably in an area of 3-229 m per hour, and even more preferably in a range of 10.7-213 m per hour. More importantly, the EST can maintain both high and low speeds, preferably less than 0.08 m per hour and more than 610 m per hour. The table below lists speed pairs (in meters per hour) where a single EST or a "string" of interconnected ESTs (any number of which may be operational) can desirably maintain speeds lower than the lowest speed in the pair , and can preferably maintain speeds greater than the largest speed in the pair. Movement of the tractor into and out of an unlined hole (section without casing) at high speeds is known in the art as "tripping" into the borehole. "Tripping" rates tend to have a significant influence on the overall cost of the drilling process. Higher speeds result in shorter operating times and lower costs. "Tripping" speeds usually depend on the size of the load the tractor is carrying. The higher the load, the lower the tractor's maximum speed. For example, one embodiment of an EST has a diameter of 8.6 cm and, while carrying a load of 39,995 newtons, can travel at speeds up to preferably within a range of 0-54.9 m per second. hour and more preferably in an area of 36.6-45.7 m per hour. While carrying a load of 16,443 newtons, the same EST can travel at speeds preferably in the range of 137-175 meters per second. hour, and more preferably within an area of 152-160 meters per hour. These speeds constitute a significant improvement over tractors according to prior art.

Som nevnt ovenfor, kan en streng av flere traktorer koples ende mot ende for å tilveiebringe større samlet kapasitet. For eksempel kan én traktor være bedre egnet til tripping, en annen til boring og en annen til fresing. Hvilket som helst antall og hvilken som helst kombinasjon av traktorer kan tilveiebringes. Hvilket som helst antall av traktorene kan være operative, mens andre er deaktivert. I én utførelse innbefatter et sett traktorer en første traktor utformet for å bevege seg ved hastigheter innenfor 183-610 meter pr. time, en andre traktor oppbygd for å bevege seg ved hastigheter innenfor 3-76 meter pr. time og en tredje traktor utformet for å bevege seg ved hastigheter innenfor 0,3-3 meter pr. time. På den annen side kan en enkelt traktor i den illustrerte EST, ved tilveiebringelse av flere prosessorer eller en prosessor som er i stand til å behandle motorene parallelt, bevege seg ved omtrentlige hastigheter på mellom 3 og 230 meter pr. time. As mentioned above, a string of several tractors can be connected end to end to provide greater overall capacity. For example, one tractor may be better suited for tripping, another for drilling and another for milling. Any number and any combination of tractors can be provided. Any number of the tractors may be operational, while others are disabled. In one embodiment, a set of tractors includes a first tractor designed to travel at speeds within 183-610 meters per hour. hour, a second tractor built to move at speeds within 3-76 meters per hour. hour and a third tractor designed to move at speeds within 0.3-3 meters per hour. hour. On the other hand, a single tractor in the illustrated EST, by providing multiple processors or a processor capable of processing the motors in parallel, can move at approximate speeds between 3 and 230 meters per second. hour.

Fig. 70 viser hastighetsmodulasjonskurven, som en funksjon av belastning, for én utførelse av EST-en, hvilken har en diameter på 8,6 cm. Kurve B angir ytelsesgrensene pålagt gjennom den sviktsikre ventil 150, og kurve A angir ytelsesgrensene pålagt gjennom avlastningsventilen 152. Den sviktsikre ventil 150 setter et minimumstrykk for tilførsel og derved hastighet for traktorens drift. Avlastningsventilen 152 setter et mak-simumstrykk for tilførsel og derved hastighet. Fig. 70 shows the velocity modulation curve, as a function of load, for one embodiment of the EST, which has a diameter of 8.6 cm. Curve B indicates the performance limits imposed through the fail-safe valve 150, and curve A indicates the performance limits imposed through the relief valve 152. The fail-safe valve 150 sets a minimum pressure for supply and thereby speed for the tractor's operation. The relief valve 152 sets a maximum pressure for supply and thereby speed.

EST-en er i stand til å bevege seg kontinuerlig på grunn av at den har uavhengig styrbare fremdriftssylindrer og uavhengig oppblåsbare pakningsføtter. The EST is capable of continuous motion due to its independently controllable propulsion cylinders and independently inflatable packing feet.

Ved boring av et hull er det ønskelig å bore kontinuerlig i motsetning til periodisk. Kontinuerlig boring øker borekronens levetid og maksimerer inntrengningshastigheten ved boringen, hvorved kostnadene blir lavere. Det er også ønskelig å opprettholde en konstant belastning på borekronen. Bore-prosessens fysiske mekanikk gjør det imidlertid vanskelig å opprettholde en konstant belastning på borekronen. Borestrengen (kveilrør) bak traktoren er' tilbøyelig til å hekte seg opp i borehullsveggen i noen partier av brønnen og deretter plutselig slippe taket, hvilket medfører store sving-ninger i belastningen. Kronen kan også treffe på variasjoner i hardheten i formasjonen som den borer i. Disse og andre faktorer kan bidra til å skape en belastning på traktoren, hvilken varierer over tid. Traktorer ifølge kjent teknikk er ikke utstyrt for å reagere effektivt på slike belastningsvariasjoner, hvilket ofte fører til at borekronen blir skadet. Dette skyldes delvis at traktorer ifølge kjent teknikk har sine styringssystemer plassert på overflaten. Sensorsignaler må således vandre fra verktøyet og opp til overflaten for å bli behandlet, og styringssignaler må vandre fra overflaten tilbake til verktøyet. When drilling a hole, it is desirable to drill continuously as opposed to periodically. Continuous drilling increases the life of the drill bit and maximizes the penetration rate when drilling, thereby reducing costs. It is also desirable to maintain a constant load on the drill bit. However, the physical mechanics of the drilling process make it difficult to maintain a constant load on the drill bit. The drill string (coil pipe) behind the tractor is prone to hooking up in the borehole wall in some parts of the well and then suddenly letting go, which causes large fluctuations in the load. The bit can also encounter variations in the hardness of the formation it is drilling into. These and other factors can contribute to creating a load on the tractor, which varies over time. Tractors according to the prior art are not equipped to respond effectively to such load variations, which often leads to damage to the drill bit. This is partly due to the fact that, according to known technology, tractors have their control systems located on the surface. Sensor signals must therefore travel from the tool up to the surface to be processed, and control signals must travel from the surface back to the tool.

Sett for eksempel at et boreverktøy ifølge kjent teknikk er plassert 4.570 m nede i jorden. Under boring kan verktøyet treffe på en belastningsvariasjon som skyldes en hindring ne-de i borehullet, slik som hardt fjell. For å hindre skade på borekronen, må verktøyet redusere borefremstøtet til et akseptabelt nivå eller kanskje stanse helt. Med verktøyets styringssystem på overflaten, ville den tid som kreves for at verktøyet skal formidle belastningsvariasjonen til styringssystemet og for styringssystemet til å behandle belastningsvariasjonen og overføre verktøykommandosignaler tilbake til verktøyet, sannsynligvis være for lang til å hindre skade på borekronen. Suppose, for example, that a drilling tool according to known technology is placed 4,570 m down into the earth. During drilling, the tool may encounter a load variation caused by an obstacle down in the borehole, such as hard rock. To prevent damage to the drill bit, the tool must reduce the drill advance to an acceptable level or perhaps stop altogether. With the tool control system on the surface, the time required for the tool to communicate the load variation to the control system and for the control system to process the load variation and transmit tool command signals back to the tool would likely be too long to prevent damage to the drill bit.

I motsetning til dette tillater EST-ens enestående utforming traktoren å reagere meget raskt på belastningsvariasjoner. Dette delvis fordi EST-en innbefatter elektroniske logiske komponenter på verktøyet i stedet for på overflaten, hvilket reduserer kommunikasjonstiden mellom logikkenheten, sensorene og ventilene. Tilbakemelding-styring-sløyfen er således vesentlig raskere enn ved verktøy ifølge kjent teknikk. EST-en kan reagere på forandringer i vekt på kronen på 444 newton fortrinnsvis innen 2 sekunder, mer fortrinnsvis innen 1 sekund, enda mer fortrinnsvis innen 0,5 sekunder, enda mer fortrinnsvis innen 0,2 sekunder og mest fortrinnsvis innen 0,1 sekunder. Det vil si at vekten på borekronen fortrinnsvis kan endres med en rate på 444 newton innen 0,1 sekunder. Hvis den endring er utilstrekkelig, kan EST-en fortsette å endre vekten på kronen med en rate på 444 newton pr. 0,1 sekunder til en ønsket styringsinnstilling er oppnådd (trykkdifferansen fra boremotoren er redusert, hvilket forhindrer at motoren stanses). For eksempel, hvis vekten på borekronen plutselig går fra 8.888 newton til 13.332 newton på grunn av eksterne forhold, kan EST-en kompensere, dvs. redusere belastningen på In contrast, the EST's unique design allows the tractor to react very quickly to load variations. This is partly because the EST incorporates electronic logic components on the tool rather than on the surface, which reduces the communication time between the logic unit, the sensors and the valves. The feedback control loop is thus significantly faster than with tools according to known technology. The EST can respond to changes in crown weight of 444 newtons preferably within 2 seconds, more preferably within 1 second, even more preferably within 0.5 seconds, even more preferably within 0.2 seconds and most preferably within 0.1 seconds . That is, the weight of the drill bit can preferably be changed at a rate of 444 newtons within 0.1 seconds. If that change is insufficient, the EST can continue to change the weight of the crown at a rate of 444 newtons per second. 0.1 seconds until a desired control setting is achieved (the pressure differential from the drill motor is reduced, preventing the motor from stopping). For example, if the weight of the drill bit suddenly goes from 8,888 newtons to 13,332 newtons due to external conditions, the EST can compensate, i.e. reduce the load on

borekronen fra 13.332 newton til 8.888 newton på the drill bit from 13,332 newtons to 8,888 newtons on

1 sekund. 1 second.

Typisk innebærer boreprosessen setting av foringsrør i borehuller. Det er ofte ønskelig å frese et hull i fåringsrøret for å innlede et borehull som har en horisontal komponent. Det er også ønskelig å frese ved særdeles lave hastigheter, slik som 0,08-1,22 m pr. time for å hindre at det dannes skarpe ender i det freste f6ringsrør, hvilke kan skade bo-re st rengskomponen ter eller bevirke at strengen hekter seg fast i det freste hull. Den enestående utforming av frem-drif tsventilene 156 og 158 koplet med bruken av forskyvningssensorer tillater en enkelt EST å frese ved hastigheter som er lavere enn 0,3 meter pr. time, og mer fortrinnsvis så lave som eller lavere enn 0,08 meter pr. time. Egnede freseområder for en EST er således 0,08-7,62 meter pr. time, 0,08-3,04 meter pr. time og 0,08-1,82 meter pr. time med egnede ikke-baryttholdige borefluider. Typically, the drilling process involves the setting of casing in boreholes. It is often desirable to mill a hole in the casing to initiate a borehole that has a horizontal component. It is also desirable to mill at extremely low speeds, such as 0.08-1.22 m per hour to prevent sharp ends from forming in the milled casing, which can damage drill string components or cause the string to become stuck in the milled hole. The unique design of the advance valves 156 and 158 coupled with the use of displacement sensors allows a single EST to mill at speeds lower than 0.3 meters per second. hour, and more preferably as low as or lower than 0.08 meters per hour. Suitable milling areas for an EST are thus 0.08-7.62 meters per hour, 0.08-3.04 meters per hour and 0.08-1.82 meters per hour with suitable non-barite-containing drilling fluids.

Etter fresing av et hull i foringsrøret er det ofte ønskelig å frese ut av hullet ved en avbøyning med stor vinkel. EST-en er utstyrt med fleksible koplinger 120, 122, 126 og 128 mellom pakningsføttene og fremdriftssylindrene, samt fleksible aksler 118 og 124. Disse komponenter har en mindre diameter enn pakningsføttene, fremdriftssylindrene og styringsenheten og er utformet av et fleksibelt materiale slik som CuBe. Koplingene og akslene er ønskelig utformet fra et materiale som har en elastisitetsmodul på fortrinnsvis minst 199.948 N/mm<2>og mer fortrinnsvis minst 131.000 N/mm<2>. Dette resulterer i områder i EST-en med høyere fleksibilitet, hvilke virker som hengsler for å tillate traktoren å foreta avbøyninger i stor vinkel. I én utførelse kan EST-en bøye av med en vinkel på inntil 60° pr. 30 meter boret bue, og kan deretter til-bakelegge horisontale avstander på inntil 7.620-15.240 meter. Traktorutformingen balanserer slik fleksibilitet mot ønske-ligheten av å ha relativt lange fremdriftssylindrer og pak-ningsf øtter. Det er ønskelig å ha lengre fremdriftssylindrer, slik at stemplenes slaglengde blir større. Slaglengden til stempler i en EST som har en diameter på 8,6 cm, er fortrinnsvis minst 25,4-50,8 cm, og mer fortrinnsvis minst 30,5 cm. I andre utførelser kan slaglengden være så stor som 152,4 cm. Det er også ønskelig å ha pakningsføtter av en egnet lengde, slik at verktøyet på en mer effektiv måte kan gå i inngrep med borehullets indre flate. Lengden på hver pakningsfot er fortrinnsvis minst 38 cm, og mer fortrinnsvis minst 102 cm, avhengig av type utforming. Når fremdriftssylindrenes og pakningsføttenes lengde øker, avtar verktøyets evne til å bøye av i store vinkler. EST-en oppnår den ovennevnte avbøyningsevne i en utforming hvor den samlede lengde av fremdriftskamrene, styringsenheten og pakningsføttene fortrinnsvis utgjør minst 50 % av EST-ens samlede lengde og i andre utformingsvariasjoner, 50-80 %, og mer fortrinnsvis minst 80 % av den samlede lengde av EST-en. Til tross for slik fleksibilitet er en EST med en diameter på 8,6 cm, sterk nok til å skyve eller trekke langsgående laster fortrinnsvis så store som 46.661 newton. After milling a hole in the casing, it is often desirable to mill out of the hole at a deflection with a large angle. The EST is equipped with flexible couplings 120, 122, 126 and 128 between the packing feet and the propulsion cylinders, as well as flexible shafts 118 and 124. These components have a smaller diameter than the packing feet, propulsion cylinders and the control unit and are formed from a flexible material such as CuBe. The couplings and shafts are desirably formed from a material which has a modulus of elasticity of preferably at least 199,948 N/mm<2> and more preferably at least 131,000 N/mm<2>. This results in areas of the EST with higher flexibility, which act as hinges to allow the tractor to make large angle deflections. In one embodiment, the EST can bend off with an angle of up to 60° per 30 meter drilled arc, and can then add horizontal distances of up to 7,620-15,240 metres. The tractor design balances such flexibility against the desirability of having relatively long propulsion cylinders and packing feet. It is desirable to have longer propulsion cylinders, so that the stroke length of the pistons is greater. The stroke length of pistons in an EST having a diameter of 8.6 cm is preferably at least 25.4-50.8 cm, and more preferably at least 30.5 cm. In other designs, the stroke length can be as large as 152.4 cm. It is also desirable to have gasket feet of a suitable length, so that the tool can more efficiently engage with the borehole's inner surface. The length of each packing foot is preferably at least 38 cm, and more preferably at least 102 cm, depending on the type of design. As the length of the drive cylinders and packing feet increases, the tool's ability to deflect at large angles decreases. The EST achieves the above deflection capability in a design where the combined length of the propulsion chambers, control unit and packing feet preferably constitutes at least 50% of the EST's overall length and in other design variations, 50-80%, and more preferably at least 80% of the overall length length of the EST. Despite such flexibility, an EST with a diameter of 8.6 cm is strong enough to push or pull longitudinal loads preferably as large as 46,661 newtons.

På fordelaktig vis er ett aspekt ved oppfinnelsen at en enkelt EST kan generere et støt for å skyve og/eller trekke forskjellige laster. De ønskede støtevner hos EST-er av forskjellige størrelser er satt opp i følgende tabell: Advantageously, one aspect of the invention is that a single EST can generate a shock to push and/or pull various loads. The desired impact capacities of ESTs of different sizes are set out in the following table:

I tillegg motstår EST-en å føye seg etter torsjonskrefter, elvs. vridning, om sin lengdeakse. Under boring utøver formasjonen et reaksjonsdreiemoment gjennom borekronen og inn i EST-ens legeme. Når den bakre pakningsfot er i inngrep med borehullet, og den fremre pakningsfot er trukket tilbake, vrir partiet av legemet foran pakningsfoten seg litt. Når den fremre pakningsfot kommer i inngrep med borehullet, og den bakre pakningsfot tømmes, er følgelig legemets parti bakenfor den fremre pakningsfot tilbøyelig til å bevege seg ut av vridning. Dette får borestrengen til å vri seg gradvis. Dette får også legemet til gradvis å rotere om sin lengdeakse. Verktøyretningssensorene må kontinuerlig ta hensyn til slik rotasjon. Sammenlignet med traktorer ifølge kjent teknikk, er EST-legemet fordelaktig utformet for vesentlig å begrense slik vridning. Fortrinnsvis er akseldiameteren minst 4,4 cm, og styringsenhetens diameter er minst 8,6 cm for denne utforming. Når en slik EST blir utsatt for en vridningsbelast-ning så høy som 678 newtonmeter om sin lengdeakse, vrir akslene og styringsenheten seg fortrinnsvis mindre enn 5° pr. steg hos traktoren. De ovennevnte problemer blir fordelaktig i det vesentlige forhindret eller minimert. Videre innbefatter EST-utformingen et ikke-roterbart inngrep mellom pak-ningsføttene og akslene, via rotasjonsbegrenserne 364 (fig. 49A). Dette hindrer dreiemoment fra å bli overført til borestrengen, hvilket ville få borestrengen til å rotere. EST-ens fleksitåpakningsføtter tilveiebringer forbedret overfø-ring av dreiemoment til borehullsveggen via fleksitærne. In addition, the EST resists buckling under torsional forces, e.g. twisting, about its longitudinal axis. During drilling, the formation exerts a reaction torque through the bit and into the body of the EST. When the rear packing foot is engaged with the bore, and the front packing foot is retracted, the portion of the body in front of the packing foot twists slightly. Consequently, when the front packing foot engages the bore, and the rear packing foot is emptied, the part of the body behind the front packing foot tends to move out of torsion. This causes the drill string to twist gradually. This also causes the body to gradually rotate about its longitudinal axis. The tool direction sensors must continuously take such rotation into account. Compared to prior art tractors, the EST body is advantageously designed to substantially limit such twisting. Preferably, the shaft diameter is at least 4.4 cm, and the control unit diameter is at least 8.6 cm for this design. When such an EST is subjected to a twisting load as high as 678 newton meters about its longitudinal axis, the axles and the steering unit preferably twist less than 5° per second. steps of the tractor. The above problems are advantageously substantially prevented or minimized. Furthermore, the EST design includes a non-rotatable engagement between the packing feet and the shafts, via the rotation limiters 364 (Fig. 49A). This prevents torque from being transferred to the drill string, which would cause the drill string to rotate. The EST's flexi-toe packing feet provide improved torque transfer to the borehole wall via the flexi-toes.

Når videre boring innledes i bunnen av et borehull, er det ønskelig å "merke bunnen"før boring. Merking av bunnen innebærer bevegelse i særdeles lav hastighet ved tilnærming til borehullets ende, og å redusere hastigheten til null i det øyeblikk borekronen når enden av formasjonen. Dette gjør det lettere for borekronen å starte jevnt, hvilket resulterer i lengre levetid for kronen, færre turer for å skifte kronen og videre lavere borekostnader. EST-en har ypperlig hastig-hetskontroll og kan reversere retningen for å tillate effektivt merking av bunnen og starting av kronen. Typisk vil EST-en bevege seg ved nær maksimumshastighet inntil de siste 15 meter før bunnen av hullet. Når den først er innenfor 15 meter, reduseres EST-ens hastighet ønskelig til omtrent 3,7 m pr. time til EST-en er innenfor omtrent 3 meter fra bunnen. Da reduseres hastigheten til et minimum. Traktoren reverseres deretter og beveges bakover 0,3-0,6 meter og beveges deretter sakte forover. When further drilling begins at the bottom of a borehole, it is desirable to "mark the bottom" before drilling. Marking the bottom involves moving at an extremely low speed when approaching the end of the borehole, and reducing the speed to zero the moment the bit reaches the end of the formation. This makes it easier for the bit to start smoothly, resulting in longer bit life, fewer trips to change the bit and further lower drilling costs. The EST has excellent speed control and can reverse direction to allow efficient marking of the bottom and starting of the crown. Typically, the EST will move at near maximum speed until the last 15 meters before the bottom of the hole. Once within 15 meters, the EST's speed is desirably reduced to approximately 3.7 m per second. hour until the EST is within about 3 meters of the bottom. The speed is then reduced to a minimum. The tractor is then reversed and moved backwards 0.3-0.6 meters and then slowly moved forwards.

Når det bores horisontale borehuller, kan borekakset fra kronen falle til ro på bunnen av hullet. Slikt borekaks må periodisk bli feid ut ved sirkulering av borefluid nær borekaks-leiene. EST-en har evne til å reversere retningen og gå bakover idet den trekker kronen, hvis dyser feier borekakset bakover og ut. When drilling horizontal boreholes, the drill cuttings from the bit can come to rest on the bottom of the hole. Such cuttings must be periodically swept out by circulating drilling fluid near the cuttings beds. The EST has the ability to reverse direction and go backwards as it pulls the bit, the nozzles of which sweep the cuttings backwards and out.

Når fluid beveger seg gjennom et hull er hullveggen tilbøye-lig til å forringes og bli større. EST-ens pakningsføtter er utformet for å traversere huller som er inntil 10 % større enn borekronen uten å miste grepet. When fluid moves through a hole, the hole wall tends to deteriorate and become larger. The EST's packing feet are designed to traverse holes up to 10% larger than the drill bit without losing grip.

Selv om denne oppfinnelse er blitt beskrevet i sammenheng med visse foretrukne utførelser og eksempler, skal det forstås av fagfolk på området at den herværende oppfinnelse strekker seg ut over de spesielt beskrevne utførelser til andre alternative utførelser og/eller annen bruk av oppfinnelsen samt innly-sende modifikasjoner av den. Det er således ment at rammen av den herværende oppfinnelse som er beskrevet i dette skrift, ikke skal begrenses av de spesielt beskrevne utførelser beskrevet ovenfor, men skal bestemmes kun gjennom en ordentlig gjennomlesning av kravene som følger. Although this invention has been described in connection with certain preferred embodiments and examples, it should be understood by those skilled in the field that the present invention extends beyond the specifically described embodiments to other alternative embodiments and/or other uses of the invention as well as obvious modifications thereof. It is thus intended that the scope of the present invention described in this document shall not be limited by the specially described embodiments described above, but shall only be determined through a proper reading of the claims that follow.

Claims (60)

1. Traktor (100) som skal bevege seg inne i et borehull (42),karakterisert vedat den omfatter: - et traktorlegeme (102, 118, 124) som er dimensjonert og fasongformet for å bevege seg inne i borehullet (42); - en ventil (150, 152, 154, 156, 158) på traktorlegemet, hvor ventilen er plassert langs en strømningsbane mellom en fluidkilde og et støtmottakende parti av legemet, og hvor ventilen (150, 152, 154, 156, 158) omfatter: - en fluidport (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428); og - en strømningsbegrenser som har en første posisjon hvori begrenseren fullstendig blokkerer for fluidstrøm-ning gjennom fluidporten (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428); et område med andre posisjoner hvori begrenseren tillater et første fluidstrøm-ningsnivå gjennom fluidporten; og en tredje posisjon hvori begrenseren tillater et andre fluidstrømningsnivå gjennom fluidporten, idet det andre fluidstrømningsnivå er høyere enn det første fluidstrømningsnivå; - en motor (160, 162, 164) på traktorlegemet (102, 118, 124); og - en kopling som forbinder motoren (160, 162, 164) og strømningsbegrenseren, slik at bevegelse av motoren får begrenseren til å bevege seg mellom den første posisjon, området med andre posisjoner og den tredje posisjon; og at motoren (160, 162, 164) er innrettet til å kunne bevege begrenseren slik at det nettostøt som opptas av det støtmottakende parti, kan forandres med 444 newton innen 0,5 sekunder.1. Tractor (100) which is to move inside a borehole (42), characterized in that it comprises: - a tractor body (102, 118, 124) which is dimensioned and shaped to move inside the borehole (42); - a valve (150, 152, 154, 156, 158) on the tractor body, where the valve is placed along a flow path between a fluid source and a shock-receiving part of the body, and where the valve (150, 152, 154, 156, 158) comprises: - a fluid port (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428); and - a flow restrictor having a first position in which the restrictor completely blocks fluid flow through the fluid port (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428); a range of other positions in which the restrictor allows a first fluid flow level through the fluid port; and a third position in which the restrictor allows a second fluid flow level through the fluid port, the second fluid flow level being higher than the first fluid flow level; - a motor (160, 162, 164) on the tractor body (102, 118, 124); and - a coupling connecting the motor (160, 162, 164) and the flow restrictor such that movement of the motor causes the restrictor to move between the first position, the range of second positions and the third position; and that the motor (160, 162, 164) is arranged to be able to move the limiter so that the net shock absorbed by the shock-receiving part can be changed by 444 newtons within 0.5 seconds. 2. Traktor (100) som skal bevege seg inne i et borehull (42),karakterisert vedat den omfatter: - et traktorlegeme (102, 118, 124) som har flere støt-mottakende partier; - minst én ventil (150, 152, 154, 156, 158) på traktor legemet plassert langs minst én av flere fluidstrømnings-baner mellom en fluidkilde og de støtmottakende partier; - en elektronisk styrbar motor {160, 162, 164) som er koplet til ventilen (150, 152, 154, 156, 158) for å lede fluid til minst ett av de støtmottakende partier; - flere gripere (104, 106, 440), hvor hver av de flere gripere (104, 106, 440) i lengderetningen står i bevegelig inngrep med legemet (102, 118, 124), hvor hver av de flere gripere (104, 106, 440) har en aktivert stilling hvori griperen (104, 106, 440) begrenser sin bevegelse i forhold til en indre flate i borehullet {42), og en tilbaketrukket stilling hvori griperen (104, 106, 440) tillater i det vesentlige fri relativ bevegelse av griperen i forhold til den indre flate, og hvor de flere gripere (104, 106, 440), de flere støtmottakende partier og den minst ene ventil (150, 152, 154, 156, 158) er utformet slik at traktoren (100) er selvdrevet ved en vedvarende hastighet som er mindre enn 15 meter pr. time, og ved en vedvarende hastighet som er større enn 30 meter pr. time.2. Tractor (100) which is to move inside a borehole (42), characterized in that it comprises: - a tractor body (102, 118, 124) which has several shock-receiving parts; - at least one valve (150, 152, 154, 156, 158) on the tractor body located along at least one of several fluid flow paths between a fluid source and the shock-receiving parts; - an electronically controllable motor (160, 162, 164) which is connected to the valve (150, 152, 154, 156, 158) to direct fluid to at least one of the impact receiving parts; - several grippers (104, 106, 440), where each of the several grippers (104, 106, 440) in the longitudinal direction is in movable engagement with the body (102, 118, 124), where each of the several grippers (104, 106 , 440) has an activated position in which the gripper (104, 106, 440) restricts its movement relative to an inner surface of the borehole {42), and a retracted position in which the gripper (104, 106, 440) allows substantially free relative movement of the gripper in relation to the inner surface, and where the several grippers (104, 106, 440), the several shock-receiving parts and the at least one valve (150, 152, 154, 156, 158) are designed so that the tractor (100 ) is self-propelled at a sustained speed of less than 15 meters per hour. hour, and at a sustained speed greater than 30 meters per hour. hour. 3. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) er innrettet til å virke ved en trykkdifferanse i området 14-172 bar mellom fluidkilden og de støtmottakende partier.3. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) is designed to operate at a pressure difference in the range of 14-172 bar between the fluid source and the shock-receiving parts. 4. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) er innrettet til å virke ved en trykkdifferanse i området 34-110 bar mellom fluidkilden og de støtmottakende partier.4. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) is designed to operate at a pressure difference in the range 34-110 bar between the fluid source and the shock-receiving parts. 5. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) er innrettet til å kunne endre den hastighet som den selv driver seg frem med, uten endring i trykkdifferanse mellom fluidkilden og de støt-mottakende partier.5. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) is designed to be able to change the speed at which it propels itself forward, without a change in the pressure difference between the fluid source and the shock-receiving parts. 6. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertv e cl at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 46 meter.6. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) has a length of less than 46 metres. 7. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 30 meter.7. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) has a length of less than 30 metres. 8. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 23 meter.8. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) has a length of less than 23 metres. 9. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 15 meter.9. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) has a length of less than 15 metres. 10. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 12 meter.10. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) has a length of less than 12 metres. 11. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en maksimumsdiameter som er mindre enn 20,3 centimeter.11. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) has a maximum diameter that is less than 20.3 centimeters. 12. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en maksimumsdiameter som er mindre enn 15,2 centimeter.12. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) has a maximum diameter that is less than 15.2 centimeters. 13. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en maksimumsdiameter som er mindre enn 10,2 centimeter.13. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the tractor (100) has a maximum diameter that is less than 10.2 centimeters. 14. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at de flere støtmottakende partier og den minst ene ventil (150, 152, 154, 156, 158) er utformet for å tillate traktoren (100) å bevege seg ved en vedvarende hastighet som er mindre enn 9 meter pr. time, og ved en vedvarende hastighet som er større enn 30 meter pr. time.14. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the several shock-receiving parts and the at least one valve (150, 152, 154, 156, 158) are designed to allow the tractor (100) to move at a sustained speed which is less than 9 meters per hour, and at a sustained speed greater than 30 meters per hour. hour. 15. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at de flere støtmottakende partier og den minst ene ventil (150, 152, 154, 156, 158) er utformet for å tillate traktoren (100) å bevege seg ved en vedvarende hastighet som er mindre enn 3 meter pr. time, og ved en vedvarende hastighet som er større enn 30 meter pr. time.15. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the several shock-receiving parts and the at least one valve (150, 152, 154, 156, 158) are designed to allow the tractor (100) to move at a sustained speed which is less than 3 meters per hour, and at a sustained speed greater than 30 meters per hour. hour. 16. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at de flere støtmottakende partier og den minst ene ventil (150, 152, 154, 156, 158) er utformet for å tillate traktoren (100) å bevege seg ved en vedvarende hastighet som er mindre enn 1,5 meter pr. time, og ved en vedvarende hastighet som er større enn 30 meter pr. time.16. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the several shock-receiving parts and the at least one valve (150, 152, 154, 156, 158) are designed to allow the tractor (100) to move at a sustained speed which is less than 1.5 meters per hour, and at a sustained speed greater than 30 meters per hour. hour. 17. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at de flere støtmottakende partier og den minst ene ventil (150, 152, 154, 156, 158) er utformet for å tillate traktoren (100) å bevege seg ved en vedvarende hastighet som er mindre enn 15 meter pr. time, og ved en vedvarende hastighet som er større enn 76 meter pr. time.17. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the several shock-receiving parts and the at least one valve (150, 152, 154, 156, 158) are designed to allow the tractor (100) to move at a sustained speed which is less than 15 meters per hour, and at a sustained speed greater than 76 meters per hour. hour. 18. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at de flere støtmottakende partier og den minst ene ventil (150, 152, 154, 156, 158) er utformet for å tillate traktoren (100) å bevege seg ved en vedvarende hastighet som er mindre enn 15 meter pr. time, og ved en vedvarende hastighet som er større enn 152 meter pr. time.18. Tractor (100) according to claim 2, characterized in that the several shock-receiving parts and the at least one valve (150, 152, 154, 156, 158) are designed to allow the tractor (100) to move at a sustained speed which is less than 15 meters per hour, and at a sustained speed greater than 152 meters per hour. hour. 19. Traktor (100) som skal bevege seg inne i et borehull (42),karakterisert vedat den omfatter: - et traktorlegeme (102, 118 124) med et støtmottakende parti som har en bakre flate og en fremre flate; - en sleideventil (150, 154, 156, 158) som omfatter: - et ventillegeme (294, 306) med en sleidepassasje (298, 307) som avgrenser en sleideakse, hvor ventillegemet (294, 306) har fluidporter (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428) som står i forbindelse med sleidepassasjen (298, 307); og - en langstrakt sleide (292, 304) som er opptatt inni sleidepassasjen (298, 307), og som er bevegelig langs sleideaksen for å styre strømningsrater langs fluidstrømningsbaner gjennom fluidportene (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428) og sleidepassasjen (298, 307), hvor sleiden (292, 304) har et første posisjonsområde innenfor hvilket ventilen tillater fluidstrømning fra en fluidkilde til den bakre flate av det støtmottakende parti og blokkerer for fluidstrømning til den fremre flate, idet raten for fluidstrømningen til den bakre flate varierer avhengig av sleiden (292, 304) sin posisjon innenfor det første posisjonsområde, og idet fluidstrømningen til den bakre flate avgir et i bore-hullet (42) nedadrettet støt på legemet (102, 118, 124), hvis nedadrettede støt har en størrelse som avhenger av fluidstrømningens strømningsrate til den bakre flate, og hvor sleiden (292, 304) har et andre posisjonsområde innenfor hvilket ventilen tillater fluidstrømning fra fluidkilden til den fremre flate av det støtmottakende parti og blokkerer for fluidstrømning til den bakre flate, idet strømningsraten for fluidstrømningen til den fremre flate varierer avhengig av sleiden (292, 304) sin posisjon innenfor det andre posisjonsområde, og idet fluidstrømningen til den fremre flate avgir et i borehullet (42) oppadrettet støt på legemet (102, 118, 124), hvis oppadrettede støt har en størrelse som avhenger av fluidstrømningens strømningsrate til den fremre flate; - en motor (160, 162, 164) på traktorlegemet (102, 118, 124) ; - en kopling som forbinder motoren (160, 162, 164) og sleiden (292, 304), slik at drift av motoren får sleiden til å bevege seg langs sleideaksen; og - en griper (104, 106) som i lengderetningen står i bevegelig inngrep med traktorlegemet (102, 118, 124), hvor griperen (104, 106) har et aktivert stilling hvori den begrenser sin bevegelse i forhold til en indre flate i borehullet (42), og en tilbaketrukket stilling hvori griperen (104, 106) tillater i det vesentlige fri relativ bevegelse av griperen i forhold til den indre flate; og at motoren (160, 162, 164) er innrettet til å kunne bevege sleiden (292, 304) langs sleideaksen tilstrekkelig hurtig til å forandre det nettostøt som opptas av det støtmottakende parti, med 444 newton innen 2 sekunder.19. Tractor (100) which is to move inside a borehole (42), characterized in that it comprises: - a tractor body (102, 118 124) with a shock-receiving part which has a rear surface and a front surface; - a slide valve (150, 154, 156, 158) comprising: - a valve body (294, 306) with a slide passage (298, 307) delimiting a slide axis, where the valve body (294, 306) has fluid ports (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428) which is in connection with the sled passage (298, 307); and - an elongated slide (292, 304) which is engaged within the slide passage (298, 307) and is movable along the slide axis to control flow rates along fluid flow paths through the fluid ports (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428) and the slide passage (298, 307), wherein the slide (292, 304) has a first position range within which the valve allows fluid flow from a fluid source to the rear surface of the impact receiving portion and blocks fluid flow to the front surface, the rate of fluid flow to the rear surface varying depending on the position of the slide (292, 304) within the first position area, and the fluid flow to the rear surface emitting a downward impact on the body (102) in the borehole (42) , 118, 124), whose downward thrusts have a magnitude dependent on the flow rate of the fluid stream to the rear surface, and wherein the slide (292, 304) has a second position range within which the valve allows fluid flow from the source of the front surface of the impact receiving portion and blocks fluid flow to the rear surface, the flow rate of the fluid flow to the front surface varying depending on the position of the slide (292, 304) within the second position range, and the fluid flow to the front surface emitting an in-bore (42) upward thrust on the body (102, 118, 124), the upward thrust having a magnitude dependent on the flow rate of the fluid flow to the front surface; - a motor (160, 162, 164) on the tractor body (102, 118, 124); - a coupling connecting the motor (160, 162, 164) and the slide (292, 304), so that operation of the motor causes the slide to move along the slide axis; and - a gripper (104, 106) which in the longitudinal direction is in movable engagement with the tractor body (102, 118, 124), where the gripper (104, 106) has an activated position in which it limits its movement in relation to an inner surface in the borehole (42), and a retracted position in which the gripper (104, 106) allows substantially free relative movement of the gripper relative to the inner surface; and that the motor (160, 162, 164) is arranged to be able to move the slide (292, 304) along the slide axis sufficiently quickly to change the net shock absorbed by the shock-receiving part by 444 newtons within 2 seconds. 20. Traktor (100) ifølge krav 19,karakterisertved at motoren (160, 162, 164) er innrettet til å kunne bevege sleiden (292, 304) langs sleideaksen tilstrekkelig hurtig til å forandre det nettostøt som opptas av det støtmottakende parti, med 444 newton innen 0,2 sekunder .20. Tractor (100) according to claim 19, characterized in that the motor (160, 162, 164) is arranged to be able to move the slide (292, 304) along the slide axis sufficiently quickly to change the net shock absorbed by the shock-receiving part, with 444 newton within 0.2 seconds. 21. Traktor (100) ifølge krav 19,karakterisertved at motoren (160, 162, 164) er innrettet til å kunne bevege sleiden (292, 304) langs sleideaksen tilstrekkelig hurtig til å forandre det nettostøt som opptas av det støtmottakende parti, med 444 newton innen 0,1 sekunder .21. Tractor (100) according to claim 19, characterized in that the motor (160, 162, 164) is arranged to be able to move the slide (292, 304) along the slide axis sufficiently quickly to change the net shock absorbed by the shock-receiving part, with 444 newtons within 0.1 seconds. 22. Traktor (100) ifølge krav 19,karakterisertved at den videre omfatter: - én eller flere sensorer (182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 578) på traktorlegemet (102, 118, 124), hvor sensorene er utformet for å generere elektriske tilbakemeldingssignaler som angir ett eller flere fluidtrykk i traktoren (100), som angir langsgående belastning utøvd på traktorlegemet (102, 118, 124) av utstyr utenfor traktoren (100) eller av innervegger i borehullet (42), og som angir rotasjonsposisjon til en utgående aksel fra mo toren (160, 162, 164), idet den utgående aksel styrer sleiden (292, 304) sin posisjon langs sleideaksen; og - en elektronisk logisk komponent (224) på traktorlegemet (102, 118, 124), hvor komponenten er utformet for å motta og behandle de elektriske tilbakemeldingssignaler, idet den logiske komponent (224) er utformet for å overføre elektriske kommandosignaler til motoren (160, 162, 164); og at motoren (160, 162, 164) er innrettet til å kunne styres av de elektriske kommandosignaler som styrer sleiden (292, 304) sin posisjon.22. Tractor (100) according to claim 19, characterized in that it further comprises: - one or more sensors (182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 578) on the tractor body (102, 118, 124), where the sensors is designed to generate electrical feedback signals indicative of one or more fluid pressures within the tractor (100), indicative of longitudinal stress exerted on the tractor body (102, 118, 124) by equipment external to the tractor (100) or by interior walls of the borehole (42), and which indicates the rotational position of an output shaft from the motor (160, 162, 164), the output shaft controlling the position of the slide (292, 304) along the slide axis; and - an electronic logic component (224) on the tractor body (102, 118, 124), where the component is designed to receive and process the electrical feedback signals, the logic component (224) being designed to transmit electrical command signals to the engine (160 , 162, 164); and that the motor (160, 162, 164) is arranged to be able to be controlled by the electrical command signals that control the position of the slide (292, 304). 23. Traktor (100) ifølge krav 22,karakterisertved at sensorene (182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 578) innbefatter en første trykksensor (182, 184, 186, 188, 190) som er utformet for å måle fluidtrykk på den bakre flate av det støtmottakende parti av traktorlegemet (102, 118, 124), og en andre trykksensor (182, 184, 186, 188, 190) som er utformet for å måle fluidtrykk på den fremre flate av det støtmottakende parti.23. Tractor (100) according to claim 22, characterized in that the sensors (182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 578) include a first pressure sensor (182, 184, 186, 188, 190) which is designed to measuring fluid pressure on the rear surface of the impact receiving portion of the tractor body (102, 118, 124), and a second pressure sensor (182, 184, 186, 188, 190) designed to measure fluid pressure on the front surface of the impact receiving portion . 24. Traktor (100) ifølge krav 22,karakterisertved at sensorene (182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 578) innbefatter et rotasjonsakselerometer som er utformet for å måle den utgående aksel sin vinkelhastighet.24. Tractor (100) according to claim 22, characterized in that the sensors (182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 578) include a rotational accelerometer which is designed to measure the output shaft's angular velocity. 25. Traktor (100) ifølge krav 22,karakterisertved at sensorene (182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 578) innbefatter et potensiometer som er utformet for å måle den utgående aksel sin rotasjonsposisjon.25. Tractor (100) according to claim 22, characterized in that the sensors (182, 184, 186, 188, 190, 192, 194, 578) include a potentiometer designed to measure the rotational position of the output shaft. 26. Traktor (100) som skal bevege seg inne i et borehull (42),karakterisert vedat den omfatter: - et traktorlegeme (102, 118, 124) som er dimensjonert og fasongformet for å bevege seg inne i borehullet (42); og - en ventil (150, 154, 156, 158) på traktorlegemet (102, 118, 124), hvor ventilen er plassert langs en fluid-strømningsbane mellom en fluidkilde og et støtmottakende parti av traktorlegemet (102, 118, 124), hvilket støt-mottakende parti er dimensjonert og utformet for å motta støt fra fluidkilden, og hvor ventilen omfatter: - en fluidport (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428), hvor fluidstrømningsbanen passerer gjennom fluidporten; og - et strømningsbegrensende legeme (292, 304) som har én eller flere utsparinger (312) på kanter av det strøm-ningsbegrensende legeme (292, 304), hvor det strømnings-begrensende legeme (292, 304) har et første posisjonsområde innenfor hvilket det strømningsbegrensende legeme fullstendig blokkerer for fluidstrømning gjennom fluidporten (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428), et andre posisjonsområde innenfor hvilket det strømningsbegrensende legeme (292, 304) tillater fluidstrømning gjennom fluidporten kun gjennom utsparingene (312), og et tredje posisjonsområde innenfor hvilket det strømningsbegrensende legeme (292, 304) tillater fluidstrømning gjennom fluidporten (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428) i det minste delvis utenfor utsparingene (312); idet strømningsraten for fluid som strømmer langs fluidstrømningsbanen, kan styres ved å styre det strøm-ningsbegrensende legeme (292, 304) sin posisjon innenfor de første, andre og tredje posisjonsområder.26. Tractor (100) which is to move inside a borehole (42), characterized in that it comprises: - a tractor body (102, 118, 124) which is dimensioned and shaped to move inside the borehole (42); and - a valve (150, 154, 156, 158) on the tractor body (102, 118, 124), where the valve is located along a fluid flow path between a fluid source and a shock-receiving part of the tractor body (102, 118, 124), which shock-receiving part is dimensioned and designed to receive shock from the fluid source, and where the valve comprises: - a fluid port (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428), where the fluid flow path passes through the fluid port; and - a flow-limiting body (292, 304) which has one or more recesses (312) on edges of the flow-limiting body (292, 304), where the flow-limiting body (292, 304) has a first position area within which the flow restricting body completely blocks fluid flow through the fluid port (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428), a second position range within which the flow restricting body (292, 304) allows fluid flow through the fluid port only through the recesses (312), and a third position range within which the flow restricting body (292, 304) allows fluid flow through the fluid port (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428) at least partially outside the recesses (312); in that the flow rate of fluid flowing along the fluid flow path can be controlled by controlling the position of the flow-limiting body (292, 304) within the first, second and third position areas. 27. Traktor (100) ifølge krav 26,karakterisertved at den videre omfatter: - en motor (160, 162, 164) på traktorlegemet (102, 118, 124); og - en kopling som forbinder motoren (160, 162, 164) og det strømningsbegrensende legeme (292, 304), slik at drift av motoren (160, 162, 164) får det strømningsbegrensende legeme (292, 304) til å bevege seg innenfor de første, andre og tredje posisjonsområder; og at motoren (160, 162, 164) er innrettet til å kunne bevege det strømningsbegrensende legeme (292, 304) tilstrekkelig hurtig til å forandre det nettostøt som opptas av det støtmottakende parti, med 444 newton innen 2 sekunder .27. Tractor (100) according to claim 26, characterized in that it further comprises: - a motor (160, 162, 164) on the tractor body (102, 118, 124); and - a coupling connecting the motor (160, 162, 164) and the flow restricting body (292, 304), such that operation of the motor (160, 162, 164) causes the flow restricting body (292, 304) to move within the first, second and third position areas; and that the motor (160, 162, 164) is arranged to be able to move the flow limiting body (292, 304) sufficiently fast to change the net shock absorbed by the shock-receiving part by 444 newtons within 2 seconds. 28. Traktor (100) ifølge krav 27,karakterisertved at motoren (160, 162, 164) er innrettet til å kunne bevege det strømningsbegrensende legeme (292, 304) tilstrekkelig hurtig til å forandre det nettostøt som mottas av det støtmottakende parti, med 444 newton innen 0,1 sekunder.28. Tractor (100) according to claim 27, characterized in that the motor (160, 162, 164) is arranged to be able to move the flow-limiting body (292, 304) sufficiently quickly to change the net shock received by the shock-receiving part, with 444 newton within 0.1 seconds. 29. Traktor (100) som skal bevege seg inne i et borehull (42),karakterisert vedat den omfatter: - et traktorlegeme (102, 118, 124) som er dimensjonert og fasongformet for å bevege seg inne i borehullet (42); og - en ventil (150, 144, 156, 158) på traktorlegemet (102, 118, 124), hvor ventilen er plassert langs en fluid-strømningsbane mellom en fluidkilde og et støtmottakende parti av traktorlegemet (102, 118, 124), hvilket støt-mottakende parti er dimensjonert og utformet for å motta støt fra fluidkilden, og hvor ventilen omfatter: - et ventillegeme (294, 306) med en langstrakt sleidepassasje (298, 307) som avgrenser en sleideakse, hvor ventillegemet (294, 306) har en første og en andre fluidport (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428) som står i forbindelse med sleidepassasjen (298, 307), og hvor fluidstrømningsbanen passerer gjennom sleidepassasjen (298, 307) og gjennom de første og andre fluidporter; og - en langstrakt ventilsleide (292, 304) som er opptatt inne i sleidepassasjen (298, 307), og som er bevegelig langs sleideaksen, hvor sleiden (292, 304) har et strømningsbegrensende segment (293, 309) som avgrenser et første kammer inne i sleidepassasjen (298, 307) ved en første ende av det strømningsbegrensende segment (293, 309), og som avgrenser et andre kammer inne i sleidepassasjen (298, 307) ved en andre ende av det strømnings-begrensende segment (293, 309), og hvor det strømnings- begrensende segment {293, 3 09) har en ytre radial flate som er utformet til å gli langs innervegger i sleidepassasjen (298, 307) for derved å fluidavtette det første kammer overfor det andre kammer, og hvor det strømnings-begrensende segment (293, 309) har én eller flere utsparinger (312) på den ene av nevnte første og andre ender og på den ytre radiale flate, og hvor sleiden (292, 304) har et første posisjonsområde innenfor hvilket det strøm-ningsbegrensende segment (293, 309) fullstendig blokkerer for fluidstrømning gjennom den første fluidport; et andre posisjonsområde innenfor hvilket det strømningsbegrensen-de segment (293, 309) tillater fluidstrømning gjennom den første fluidport kun gjennom utsparingene (312); og et tredje posisjonsområde innenfor hvilket det fluidbegren-sende segment (293, 309) tillater fluidstrømning gjennom den første fluidport i det minste delvis utenfor utsparingene (312) ; idet strømningsraten for fluid som strømmer langs fluidstrømningsbanen, kan styres ved å styre ventilsleiden (292, 304) sin posisjon innenfor de første, andre og tredje posisjonsområder.29. Tractor (100) which is to move inside a borehole (42), characterized in that it comprises: - a tractor body (102, 118, 124) which is dimensioned and shaped to move inside the borehole (42); and - a valve (150, 144, 156, 158) on the tractor body (102, 118, 124), where the valve is located along a fluid flow path between a fluid source and an impact-receiving part of the tractor body (102, 118, 124), which shock-receiving part is dimensioned and designed to receive shock from the fluid source, and where the valve comprises: - a valve body (294, 306) with an elongated slide passage (298, 307) which delimits a slide axis, where the valve body (294, 306) has a first and a second fluid port (262, 264, 266, 268, 276, 280, 368, 370, 372, 374, 378, 428) which are in communication with the slide passage (298, 307), and where the fluid flow path passes through the slide passage ( 298, 307) and through the first and second fluid ports; and - an elongated valve slide (292, 304) which is engaged within the slide passage (298, 307) and which is movable along the slide axis, where the slide (292, 304) has a flow-restricting segment (293, 309) which defines a first chamber within the slide passage (298, 307) at a first end of the flow-limiting segment (293, 309), and defining a second chamber within the slide passage (298, 307) at a second end of the flow-limiting segment (293, 309 ), and where the flow-limiting segment (293, 309) has an outer radial surface which is designed to slide along inner walls of the slide passage (298, 307) to thereby fluid-seal the first chamber against the second chamber, and where flow-limiting segment (293, 309) has one or more recesses (312) on one of said first and second ends and on the outer radial surface, and where the slide (292, 304) has a first position area within which the current ning limiting segment (293, 309) completely block r for fluid flow through the first fluid port; a second position range within which the flow-limiting segment (293, 309) allows fluid flow through the first fluid port only through the recesses (312); and a third position area within which the fluid limiting segment (293, 309) allows fluid flow through the first fluid port at least partially outside the recesses (312); wherein the flow rate of fluid flowing along the fluid flow path can be controlled by controlling the position of the valve slide (292, 304) within the first, second and third position areas. 30. Traktor (100) ifølge krav 29,karakterisertved at et samlet tverrsnittsareal av utsparingene (312) er avgrenset gjennom et tverrplans kryssing med utsparingene (312), idet nevnte tverrplan er generelt perpendikulært på sleideaksen, og utsparingene (312) sitt tverrsnittsareal har en maksimumsverdi ved en ende av det strømningsbegrensende segment (293, 309).30. Tractor (100) according to claim 29, characterized in that a total cross-sectional area of the recesses (312) is delimited through the intersection of a transverse plane with the recesses (312), said transverse plane being generally perpendicular to the slide axis, and the cross-sectional area of the recesses (312) having a maximum value at one end of the flow-limiting segment (293, 309). 31. Traktor (100) ifølge krav 30,karakterisertved at nevnte utsparinger (312) sitt tverrsnittsareal avtar til null etter hvert som utsparingene (312) strekker seg mot et midtpunkt i lengderetningen av det strøm-ningsbegrensende segment (293, 309).31. Tractor (100) according to claim 30, characterized in that the cross-sectional area of said recesses (312) decreases to zero as the recesses (312) extend towards a midpoint in the longitudinal direction of the flow-limiting segment (293, 309). 32. Traktor (100) ifølge krav 29,karakterisertved at utsparingene (312) er generelt pyramideformede .32. Tractor (100) according to claim 29, characterized in that the recesses (312) are generally pyramidal. 33. Traktor (100) ifølge krav 29,karakterisertved at traktorlegemet (102, 118, 124) er forsynt med logiske komponenter (224) som kan styre ventilsleiden (292, 304) sin posisjon.33. Tractor (100) according to claim 29, characterized in that the tractor body (102, 118, 124) is provided with logical components (224) which can control the position of the valve slide (292, 304). 34. Traktor (100) ifølge krav 33,karakterisertved at de logiske komponenter (224) er innrettet til a overføre kommandosignalér til en motor (160, 162, 164) som styrer ventilsleiden (292, 304) sin posisjon.34. Tractor (100) according to claim 33, characterized in that the logical components (224) are arranged to transmit command signals to a motor (160, 162, 164) which controls the position of the valve slide (292, 304). 35. Traktor (100) ifølge krav 34,karakterisertved at de logiske komponenter (224) er innrettet til å motta og behandle trykksignaler fra trykksensorer (182, 184, 186, 188) på traktorlegemet (102, 118, 124).35. Tractor (100) according to claim 34, characterized in that the logical components (224) are arranged to receive and process pressure signals from pressure sensors (182, 184, 186, 188) on the tractor body (102, 118, 124). 36. Traktor (100) ifølge krav 35,karakterisertved at ett av trykksignalene er trykket i fluid som strømmer langs fluidstrømningsbanen fra ventilen (156) til det støtmottakende parti.36. Tractor (100) according to claim 35, characterized in that one of the pressure signals is the pressure in fluid that flows along the fluid flow path from the valve (156) to the shock-receiving part. 37. Traktor (100) ifølge krav 34,karakterisertved at den videre omfatter en traverseringsmekanisme som er innrettet til å omdanne rotasjon av en utgående aksel fra motoren (160, 162, 164), til forflytting av ventilsleiden (292, 304) generelt langs sleideaksen, hvor de logiske komponenter (224) er innrettet til å motta og behandle signaler fra en motorutgangssensor som måler den utgående aksels rotasjon.37. Tractor (100) according to claim 34, characterized in that it further comprises a traversing mechanism which is arranged to convert rotation of an output shaft from the engine (160, 162, 164) into movement of the valve slide (292, 304) generally along the slide axis , where the logic components (224) are adapted to receive and process signals from a motor output sensor which measures the rotation of the output shaft. 38. Traktor (100) ifølge krav 37,karakterisertved at motorutgangssensoren omfatter én av et rotasjonsakselerometer og et potensiometer.38. Tractor (100) according to claim 37, characterized in that the engine output sensor comprises one of a rotational accelerometer and a potentiometer. 39. Traktor (100) ifølge krav 37,karakterisertved at traverseringsmekanismen omfatter: - en gjenget ledeskrue (322) som er koplet til den utgående aksel; - et ledeskruehus (318) som omslutter ledeskruen (322), hvor ledeskruehuset (318) har en langstrakt spalte (328) som generelt er parallell med ledeskruen (322); - en ledeskruemutter (326) som er i gjenget inngrep med ledeskruen (322), hvor ledeskruemutteren (326) har en kile (325) som står i inngrep med spalten (328) i ledeskruehuset (318); og - en stamme (330) som har en første ende som er koplet til ledeskruemutteren (326), og en andre ende som er koplet til ventilsleiden (292, 304); idet rotasjon av ledeskruen (322) får ledeskruemutteren (326) til å rotere i forhold til ledeskruen (322) og bevege seg langs denne på grunn av kilen (325) sitt inngrep i spalten (328) .39. Tractor (100) according to claim 37, characterized in that the traversing mechanism comprises: - a threaded lead screw (322) which is connected to the output shaft; - a lead screw housing (318) which encloses the lead screw (322), where the lead screw housing (318) has an elongated slot (328) which is generally parallel to the lead screw (322); - a lead screw nut (326) which is in threaded engagement with the lead screw (322), where the lead screw nut (326) has a wedge (325) which engages with the slot (328) in the lead screw housing (318); and - a stem (330) having a first end connected to the lead screw nut (326) and a second end connected to the valve slide (292, 304); as rotation of the lead screw (322) causes the lead screw nut (326) to rotate in relation to the lead screw (322) and move along it due to the engagement of the wedge (325) in the slot (328). 40. Traktor (100) som skal bevege seg inne i et borehull (42),karakterisert vedat den omfatter: - et legeme (102, 118, 124); - en ventil (150, 154, 156, 158) på legemet (102, 118, 124), hvor ventilen er plassert langs en fluidstrømnings-bane fra en kilde for et første fluid til et støtmotta-kende parti av legemet (102, 118, 124), og hvor ventilen (150, 154, 156, 158) generelt er bevegelig langs en ventilakse, og hvor ventilen (150, 154, 156, 158) har en første posisjon hvori ventilen fullstendig blokkerer for fluidstrømning langs strømningsbanen, og en andre posisjon hvori ventilen (150, 154, 156, 158) tillater fluidstrømning langs strømningsbanen; - en motor (160, 162, 164) på legemet (102, 118, 124); - en kopling som forbinder motoren (160, 162, 164) og ventilen (150, 154, 156, 158), slik at drift av motoren får ventilen til å bevege seg langs ventilaksen; og - et trykkompenseringsstempel (248) som på en første side er utsatt for det første fluid, og som på en andre side er utsatt for et andre fluid, idet det første og det andre fluid er atskilt fra hverandre, hvor stempelet (248) er utformet for å bevege seg som reaksjon på trykk-krefter fra de første og andre fluider, for derved effektivt å utligne trykket i de første og andre fluider; idet ventilen (150, 154, 156, 158) blir utsatt for det første fluid, mens nevnte motor (160, 162, 164) blir utsatt for det andre fluid.40. Tractor (100) which is to move inside a borehole (42), characterized in that it comprises: - a body (102, 118, 124); - a valve (150, 154, 156, 158) on the body (102, 118, 124), where the valve is located along a fluid flow path from a source of a first fluid to an impact-receiving part of the body (102, 118 , 124), and wherein the valve (150, 154, 156, 158) is generally movable along a valve axis, and wherein the valve (150, 154, 156, 158) has a first position in which the valve completely blocks fluid flow along the flow path, and a second position in which the valve (150, 154, 156, 158) allows fluid flow along the flow path; - a motor (160, 162, 164) on the body (102, 118, 124); - a coupling connecting the motor (160, 162, 164) and the valve (150, 154, 156, 158), so that operation of the motor causes the valve to move along the valve axis; and - a pressure compensation piston (248) which is exposed on a first side to the first fluid, and which is exposed on a second side to a second fluid, the first and second fluids being separated from each other, where the piston (248) is designed to move in response to pressure forces from the first and second fluids, thereby effectively equalizing the pressure in the first and second fluids; in that the valve (150, 154, 156, 158) is exposed to the first fluid, while said motor (160, 162, 164) is exposed to the second fluid. 41. Traktor (100) ifølge krav 40,karakterisertved at det første fluid omfatter boreslam, og det andre fluid omfatter olje.41. Tractor (100) according to claim 40, characterized in that the first fluid comprises drilling mud, and the second fluid comprises oil. 42. Traktor (100) som skal bevege seg inne i et borehull (42),karakterisert vedat den omfatter: - et langstrakt legeme (102, 118, 124) som er utformet for å trekke utstyr inne i borehullet (42), idet nevnte utstyr utøver en langsgående belastning på legemet (102, 118, 124); - en griper (104, 106, 440) som i lengderetningen står i bevegelig inngrep med legemet (102, 118, 124), hvor griperen (104, 106, 440) har en aktivert stilling hvori griperen (104, 106, 440) begrenser bevegelse mellom griperen og en indre flate i borehullet (42), og en tilbaketrukket stilling hvori griperen (104, 106, 440) tillater i det vesentlige fri relativ bevegelse mellom griperen og den indre flate; og - et fremdriftssystem på legemet (102, 118, 124), hvor fremdriftssystemet innbefatter minst én fremdriftsstyreventil som er koplet til en elektronisk styrbar motor for å lede fluid til et støtmottakende parti, og hvor det støtmottakende parti er utformet for å drive frem legemet (102, 118, 124) gjennom borehullet (42) mens griperen (104, 106, 440) er i den aktiverte stilling; og at legemet (102, 118, 124) er innrettet tilstrekkelig fleksibelt til at traktoren (100) kan bøye av inntil 60° for hver 30 meter vandring mens den langsgående belastning er minst 23.330 newton.42. Tractor (100) which is to move inside a borehole (42), characterized in that it comprises: - an elongated body (102, 118, 124) which is designed to pull equipment inside the borehole (42), the said equipment exerts a longitudinal load on the body (102, 118, 124); - a gripper (104, 106, 440) which in the longitudinal direction is in movable engagement with the body (102, 118, 124), where the gripper (104, 106, 440) has an activated position in which the gripper (104, 106, 440) limits movement between the gripper and an inner surface of the borehole (42), and a retracted position in which the gripper (104, 106, 440) allows substantially free relative movement between the gripper and the inner surface; and - a propulsion system on the body (102, 118, 124), wherein the propulsion system includes at least one propulsion control valve which is coupled to an electronically controllable motor to direct fluid to an impact receiving portion, and wherein the impact receiving portion is designed to propel the body ( 102, 118, 124) through the drill hole (42) while the gripper (104, 106, 440) is in the activated position; and that the body (102, 118, 124) is arranged sufficiently flexibly so that the tractor (100) can bend up to 60° for every 30 meters of travel while the longitudinal load is at least 23,330 newtons. 43. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at legemet (102, 118, 124) er innrettet tilstrekkelig fleksibelt til at traktoren (100) kan bøye av inntil 45° pr. 30 meter vandring mens den langsgående belastning er minst 23.330 newton.43. Tractor (100) according to claim 42, characterized in that the body (102, 118, 124) is arranged sufficiently flexibly so that the tractor (100) can bend up to 45° per 30 meters of travel while the longitudinal load is at least 23,330 newtons. 44. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at legemet (102, 118, 124) er innrettet tilstrekkelig fleksibelt til at traktoren (100) kan bøye av inntil 30° pr. 30 meter vandring mens den langsgående belastning er minst 23.330 newton.44. Tractor (100) according to claim 42, characterized in that the body (102, 118, 124) is arranged sufficiently flexibly so that the tractor (100) can bend up to 30° per 30 meters of travel while the longitudinal load is at least 23,330 newtons. 45. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at traktoren (100) har segmenter (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) med stor diameter og segmenter (118, 120, 122, 124, 126, 128) med liten diameter, hvor segmentene med stor diameter innbefatter: ett eller flere ventilhus (134) med ventiler (150, 154, 156, 158) som er utformet for å styre fluidstrømning til komponenter i fremdriftssystemet; et motorhus (132) med motorer (160, 162, 164) som er utformet for å styre ventilene (150, 154, 156, 158); et elektronikkhus (130) med logiske komponenter (224) som er utformet for å styre motorene (160, 162, 164); ett eller flere fremdriftskamre (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180) som er utformet for å motta fluid til fremdrift av legemet (102, 118, 124); stempler (140, 142, 144, 146) som er aksialt bevegelige inne i fremdriftskamrene (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180); samt griperen (104, 106, 440), og hvor segmentene (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) med stor diameter har en diameter på minst 7,9 centimeter, idet all bøyning av traktoren (100) i det vesentlige skjer i segmentene (118, 120, 122, 124, 126, 128) med liten diameter.45. Tractor (100) according to claim 42, characterized in that the tractor (100) has segments (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) with a large diameter and segments (118, 120, 122 , 124, 126, 128) of small diameter, where the large diameter segments include: one or more valve bodies (134) with valves (150, 154, 156, 158) designed to control fluid flow to components of the propulsion system; a motor housing (132) with motors (160, 162, 164) designed to control the valves (150, 154, 156, 158); an electronics housing (130) with logic components (224) designed to control the motors (160, 162, 164); one or more propulsion chambers (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180) configured to receive fluid for propulsion of the body (102, 118, 124); pistons (140, 142, 144, 146) which are axially movable within the propulsion chambers (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180); as well as the gripper (104, 106, 440), and where the large-diameter segments (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) have a diameter of at least 7.9 centimeters, as all bending of the tractor (100) essentially occurs in the small diameter segments (118, 120, 122, 124, 126, 128). 46. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at legemet (102, 118, 124) har en diameter på minst 2,5 centimeter.46. Tractor (100) according to claim 42, characterized in that the body (102, 118, 124) has a diameter of at least 2.5 centimeters. 47. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på minst 3 meter.47. Tractor (100) according to claim 42, characterized in that the tractor (100) has a length of at least 3 metres. 48. Traktor (100) ifølge krav 45,karakterisertved at stemplene (140, 142, 144, 146) er fiksert på legemet (102, 118, 124) og er bevegelige langs en slaglengde inne i fremdriftskamrene (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180), hvor slaglengden er minst 25 centimeter.48. Tractor (100) according to claim 45, characterized in that the pistons (140, 142, 144, 146) are fixed on the body (102, 118, 124) and are movable along a stroke inside the propulsion chambers (166, 168, 170, 172 ; 174, 176, 178, 180), where the stroke length is at least 25 centimeters. 49. Traktor (100) ifølge krav 45,karakterisertved at den samlede lengde av segmentene (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) med stor diameter utgjør minst 50-80 % av traktoren (100) sin lengde.49. Tractor (100) according to claim 45, characterized in that the total length of the segments (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) with a large diameter constitutes at least 50-80% of the tractor ( 100) its length. 50. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at traktoren (100) er innrettet tilstrekkelig fleksibel til at traktoren (100) kan bøye av inntil 60° pr. 3 0 meter vandring mens den langsgående belastning er på inntil 46.661 newton.50. Tractor (100) according to claim 42, characterized in that the tractor (100) is designed to be sufficiently flexible so that the tractor (100) can bend up to 60° per 30 meters of travel while the longitudinal load is up to 46,661 newtons. 51. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at legemet (102, 118, 124) har langsgående borehuller (202, 204, 206, 208, 210, 234, 236, 260) for transport av fluid gjennom legemet (102, 118, 124), hvor borehullene er dypboret.51. Tractor (100) according to claim 42, characterized in that the body (102, 118, 124) has longitudinal boreholes (202, 204, 206, 208, 210, 234, 236, 260) for transporting fluid through the body (102, 118 , 124), where the boreholes are deep drilled. 52. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at legemet (102, 118, 124) omfatter en ytre sylinder (482) og en indre sylinder (480) bundet til hverandre ved diffusjon, hvor én av sylindrene (482, 480) har langsgående avbrudd som danner langsgående passasjer (202, 204, 206, 208, 210, 234, 236, 260) mellom sylindrene (482, 480), og hvor de langsgående passasjer (202, 204, 206, 208, 210, 234, 236, 260) er utformet for å transportere fluid gjennom legemet (102, 118, 124).52. Tractor (100) according to claim 42, characterized in that the body (102, 118, 124) comprises an outer cylinder (482) and an inner cylinder (480) bound to each other by diffusion, where one of the cylinders (482, 480) has longitudinal interruptions forming longitudinal passages (202, 204, 206, 208, 210, 234, 236, 260) between the cylinders (482, 480), and where the longitudinal passages (202, 204, 206, 208, 210, 234, 236 , 260) is designed to transport fluid through the body (102, 118, 124). 53. Traktor (100) ifølge krav 45,karakterisertved at segmentene (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) med stor diameter innbefatter frem-drif tskamrene (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180) og stemplene (140, 142, 144, 146) inne i fremdriftskamrene, hvor stemplene (140, 142, 144, 146) er fiksert på legemet (102, 118, 124), og hvor hvert av stemplene (140, 142, 144, 146) omgir et segment av legemet (102, 118, 124) og har en ringformet flate generelt perpendikulært på legemet (102, 118, 124), og hvor den ringformede flate er utformet for å motta støt fra et fluid som strømmer til stempelet (140, 142, 144, 146), og hvor stemplene (140, 142, 144, 146) har en diameter på minst 3,8 centimeter.53. Tractor (100) according to claim 45, characterized in that the segments (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) with a large diameter include the propulsion chambers (166, 168, 170, 172 ; 174, 176, 178, 180) and the pistons (140, 142, 144, 146) inside the propulsion chambers, where the pistons (140, 142, 144, 146) are fixed on the body (102, 118, 124), and where each of the pistons (140, 142, 144, 146) surrounds a segment of the body (102, 118, 124) and has an annular surface generally perpendicular to the body (102, 118, 124), and wherein the annular surface is designed to receive impact from a fluid flowing to the piston (140, 142, 144, 146), and where the pistons (140, 142, 144, 146) have a diameter of at least 3.8 centimeters. 54. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at griperen (104, 106, 440) har en lengde på minst 25,4 centimeter.54. Tractor (100) according to claim 42, characterized in that the gripper (104, 106, 440) has a length of at least 25.4 centimeters. 55. Traktor (100) som skal bevege seg inne i et borehull (42),karakterisert vedat den omfatter: - et langstrakt legeme (102, 118, 124) som avgrenser en lengdeakse, og som er utformet for å overføre dreiemoment gjennom legemet, hvor legemet (102, 118, 124) er utformet slik at når legemet blir utsatt for et dreiemoment om lengdeaksen på inntil 678 newtonmeter, begrenses vridningen i legemet (102, 118, 124) til 5° pr. steg hos traktoren (100); - en første griper (104, 106, 440) som står i aksialt bevegelig inngrep med legemet (102, 118, 124), hvor den første griper (104, 106, 440) har en aktivert stilling hvori den første griper begrenser sin bevegelse i forhold til en indre flate i borehullet (42), og en tilbaketruk ket stilling hvori den første griper (104, 106, 440) tillater i det vesentlige fri relativ bevegelse mellom den første griper og den indre flate, og hvor den første griper (104, 106, 440) er fiksert mot rotasjon i forhold til legemet (102, 118, 124), slik at den første griper (104, 106, 440) motvirker rotasjon av legemet (102, 118, 124) i forhold til borehullet (42) når den første griper (104, 106, 440) er i den aktiverte stilling; - en andre griper (104, 106, 440) som står i aksialt bevegelig inngrep med legemet (102, 118, 124), hvor den andre griper (104, 106, 440) har en aktivert stilling hvori den andre griper begrenser sin bevegelse i forhold til en indre flate i borehullet (42), og en tilbaketrukket stilling hvori den andre griper (104, 106, 440) tillater i det vesentlige fri relativ bevegelse mellom den andre griper og den indre flate, og hvor den andre griper (104, 106, 440) er fiksert mot rotasjon i forhold til legemet (102, 118, 124), slik at den andre griper motvirker rotasjon av legemet (102, 118, 124) i forhold til borehullet (42) når den andre griper (104, 106, 440) er i den aktiverte stilling; og - et fremdriftssystem på legemet (102, 118, 124), hvor fremdriftssystemet innbefatter minst én fremdriftsstyreventil som er koplet til en elektronisk styrbar motor for å lede fluid til et støtmottakende parti, og hvor det støtmottakende parti er utformet for å drive frem legemet (102, 118, 124) når minst én av griperne (104, 106, 440) er i den aktiverte stilling; og at legemet (102, 118, 124) er innrettet tilstrekkelig fleksibelt til at traktoren (100) kan bøye av inntil 60° pr. 30 meter vandring.55. Tractor (100) which is to move inside a borehole (42), characterized in that it comprises: - an elongated body (102, 118, 124) which defines a longitudinal axis, and which is designed to transmit torque through the body, where the body (102, 118, 124) is designed so that when the body is subjected to a torque about the longitudinal axis of up to 678 newton metres, the twist in the body (102, 118, 124) is limited to 5° per steps of the tractor (100); - a first gripper (104, 106, 440) which is in axially movable engagement with the body (102, 118, 124), where the first gripper (104, 106, 440) has an activated position in which the first gripper limits its movement in relative to an inner surface in the borehole (42), and a retracted position in which the first gripper (104, 106, 440) allows substantially free relative movement between the first gripper and the inner surface, and where the first gripper (104 , 106, 440) is fixed against rotation in relation to the body (102, 118, 124), so that the first gripper (104, 106, 440) counteracts rotation of the body (102, 118, 124) in relation to the borehole (42 ) when the first gripper (104, 106, 440) is in the activated position; - a second gripper (104, 106, 440) which is in axially movable engagement with the body (102, 118, 124), where the second gripper (104, 106, 440) has an activated position in which the second gripper limits its movement in relative to an inner surface in the borehole (42), and a retracted position in which the second gripper (104, 106, 440) allows substantially free relative movement between the second gripper and the inner surface, and where the second gripper (104, 106, 440) is fixed against rotation in relation to the body (102, 118, 124), so that the second gripper counteracts rotation of the body (102, 118, 124) in relation to the borehole (42) when the other gripper (104, 106, 440) is in the activated position; and - a propulsion system on the body (102, 118, 124), wherein the propulsion system includes at least one propulsion control valve which is coupled to an electronically controllable motor to direct fluid to an impact receiving portion, and wherein the impact receiving portion is designed to propel the body ( 102, 118, 124) when at least one of the grippers (104, 106, 440) is in the activated position; and that the body (102, 118, 124) is arranged sufficiently flexibly so that the tractor (100) can bend up to 60° per 30 meter walk. 56. Traktor (100) ifølge krav 55,karakterisertved at traktoren (100) har segmenter (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) med stor diameter og segmenter (118, 120, 122, 124, 126, 128) med liten diameter, hvor segmentene med stor diameter innbefatter: ett eller flere ventilhus (134) med ventiler (150, 154, 156, 158) som er utformet for å styre fluidstrømning til komponenter i fremdriftssystemet; et motorhus (132) med motorer (160, 162, 164) som er utformet for å styre ventilene (150, 154, 156, 158); et elektronikkhus (130) med logiske komponenter (224) som er utformet for å styre motorene (160, 162, 164); ett eller flere fremdriftskamre (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180) som er utformet for å motta fluid til fremdrift av legemet (102, 118, 124); stempler (140, 142, 144, 146) som er aksialt bevegelige inne i fremdriftskamrene (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180); og griperne (104, 106, 440), og hvor segmentene (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) med stor diameter har en diameter på minst 7,9 centimeter, og segmentene (118, 120, 122, 124, 126, 128) med liten diameter har en diameter på 5,2 centimeter eller mindre, idet all bøyning i traktoren (100) i det vesentlige skjer i segmentene (118, 12 0, 122, 124, 12 6, 128) med liten diameter.56. Tractor (100) according to claim 55, characterized in that the tractor (100) has segments (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) with a large diameter and segments (118, 120, 122 , 124, 126, 128) of small diameter, where the large diameter segments include: one or more valve bodies (134) with valves (150, 154, 156, 158) designed to control fluid flow to components of the propulsion system; a motor housing (132) with motors (160, 162, 164) designed to control the valves (150, 154, 156, 158); an electronics housing (130) with logic components (224) designed to control the motors (160, 162, 164); one or more propulsion chambers (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180) configured to receive fluid for propulsion of the body (102, 118, 124); pistons (140, 142, 144, 146) which are axially movable within the propulsion chambers (166, 168, 170, 172; 174, 176, 178, 180); and the grippers (104, 106, 440), and where the large diameter segments (102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 129, 131) have a diameter of at least 7.9 centimeters, and the segments ( 118, 120, 122, 124, 126, 128) of small diameter have a diameter of 5.2 centimeters or less, with all bending in the tractor (100) essentially occurring in the segments (118, 12 0, 122, 124, 12 6, 128) with a small diameter. 57. Traktor (100) ifølge krav 55,karakterisertved at legemet (102, 118, 124) har en diameter på minst 2,5 centimeter.57. Tractor (100) according to claim 55, characterized in that the body (102, 118, 124) has a diameter of at least 2.5 centimeters. 58. Traktor (100) ifølge krav 55,karakterisertved at griperne (104, 106, 440) er utformet for å overføre et dreiemoment på inntil 678 newtonmeter til borehullet (42).58. Tractor (100) according to claim 55, characterized in that the grippers (104, 106, 440) are designed to transmit a torque of up to 678 newton meters to the borehole (42). 59. Traktor (100) ifølge krav 55,karakterisertved at hver av griperne (104, 106, 440) omfatter: - en generelt rørformet spindel (400, 434) som står i konsentrisk glidbart inngrep med legemet (102, 118, 124), hvor spindelen (400, 434) har ett eller flere langsgående spor som er i inngrep med knaster (419) på den ytre flate av legemet (102, 118, 124), slik at spindelen (400, 434) hindres i å rotere i forhold til legemet (102, 118, 124); og - en oppblåsbar blære (406, 452) som er fiksert på spindelen (400, 434).59. Tractor (100) according to claim 55, characterized in that each of the grippers (104, 106, 440) comprises: - a generally tubular spindle (400, 434) which is in concentric sliding engagement with the body (102, 118, 124), where the spindle (400, 434) has one or more longitudinal grooves which engage with lugs (419) on the outer surface of the body (102, 118, 124), so that the spindle (400, 434) is prevented from rotating relative to the body (102, 118, 124); and - an inflatable bladder (406, 452) which is fixed on the spindle (400, 434). 60. Traktor (100) ifølge krav 59,karakterisertved at hver av griperne (104, 106, 440) videre omfatter én eller flere fleksible stenger (430, 456) som strekker seg på langs over blæren (406, 452), hvor stengene (430, 456) er utformet for å bøye seg og gripe den indre flate i borehullet (42) når blæren (406, 452) blåses opp, og hvor stengene (430, 456) er utformet for å overføre dreiemoment fra legemet (102, 118, 124) til den indre flate i borehullet (42).60. Tractor (100) according to claim 59, characterized in that each of the grippers (104, 106, 440) further comprises one or more flexible rods (430, 456) which extend lengthwise over the bladder (406, 452), where the rods ( 430, 456) are designed to bend and engage the inner surface of the borehole (42) when the bladder (406, 452) is inflated, and where the rods (430, 456) are designed to transmit torque from the body (102, 118 , 124) to the inner surface of the borehole (42).
NO19996260A 1998-12-18 1999-12-17 Electrical Sequence Tractor NO319610B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11273398P 1998-12-18 1998-12-18
US16879099P 1999-12-02 1999-12-02
US09/453,996 US6347674B1 (en) 1998-12-18 1999-12-03 Electrically sequenced tractor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO996260D0 NO996260D0 (en) 1999-12-17
NO996260L NO996260L (en) 2000-06-19
NO319610B1 true NO319610B1 (en) 2005-08-29

Family

ID=27381225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19996260A NO319610B1 (en) 1998-12-18 1999-12-17 Electrical Sequence Tractor

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO319610B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2017393950B2 (en) 2017-01-18 2022-11-24 Minex Crc Ltd Mobile coiled tubing drilling apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
NO996260L (en) 2000-06-19
NO996260D0 (en) 1999-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7174974B2 (en) Electrically sequenced tractor
US6467557B1 (en) Long reach rotary drilling assembly
US9228403B1 (en) Gripper assembly for downhole tools
NO317197B1 (en) Electro-hydraulically controlled tractor
NO328145B1 (en) Well tractor with equipment for detecting tractor housing displacement and method for the same.
US20060157281A1 (en) Bi-directional rotary steerable system actuator assembly and method
NO319901B1 (en) Pulling-sliding downhole tool
NO327553B1 (en) Method and assembly for increasing drilling capacity and removal of drill cuttings during drilling of deviation boreholes with coils
GB2102475A (en) Down-hole well drilling fluid motor and telemetry system
NO20110130A1 (en) Controllable pilot drill bit, drilling system and method for drilling curved boreholes
CA2380034C (en) Long reach rotary drilling assembly
US6431291B1 (en) Packerfoot with bladder assembly having reduced likelihood of bladder delamination
JP2010538187A (en) Drilling system having two bottom hole assemblies
US6367366B1 (en) Sensor assembly
NO20141419A1 (en) APPARATUS AND PROCEDURE FOR CHECKING A PART OF A DOWN HOLE ASSEMBLY, AND A DOWN HOLE ASSEMBLY
NO319610B1 (en) Electrical Sequence Tractor
GB2378468A (en) Electrically sequenced tractor
AU769002B2 (en) Electrically sequenced tractor
CA2542024C (en) Electrically sequenced tractor
US11686157B1 (en) Pressure reversing valve for a fluid-actuated, percussive drilling tool
AU2922202A (en) Electro-hyraulically controlled tractor

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: WWT NORTH AMERICA HOLDINGS, US

MK1K Patent expired