NO319610B1

NO319610B1 - Elektrosekvenstraktor

Info

Publication number: NO319610B1
Application number: NO19996260A
Authority: NO
Inventors: Duane Bloom; Norman Bruce Moore; Ronald E Beaufort
Original assignee: Western Well Tool Inc
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2005-08-29
Also published as: NO996260L; NO996260D0

Description

ELEKTROSEKVENSTRAKTOR

Oppfinnelsen område

Den herværende oppfinnelse vedrører nedihullsboring og særlig en elektrosekvenstraktor (EST) til styring av et nedihulls-boreverktøys bevegelse i et borehull.

Kjent teknikk

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.

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.

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.

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.

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Det er således et behov for en traktor for nedihullsboring, hvilken overvinner de ovennevnte begrensninger ved kjent teknikk.

Formålet med oppfinnelsen

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.

Hvordan formålet oppnås

Oppfinnelsen formål oppnås ved trekk sin angitt i følgende beskrivelse og i etterfølgende krav.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

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.

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.

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.

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

legemet sea mindre enn 5° pr. slaer

5.5 cm 339 newtonmeter

8.6 cm 678 newtonmeter

12.1 cm 1.356 newtonmeter

15.2 cm 4.068 newtonmeter

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.

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.

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.

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.

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 .

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.

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°.

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.

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.

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.

Kort beskrivelse av tegninger til utførelsene

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.

Detaljert beskrivelse av foretrukne utførelser

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Oversikt over EST- komponenter

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.

Skjematisk utforming oa virkemåte for EST- en

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.

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.

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.

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 .

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.

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.

Detaljert oppbygging av EST- en

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.

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.

S t vr i nors enhe t

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

På fig. 43C er sleiden 304 beveget videre, slik at fluidet fritt kan strømme forbi segmentet 309 uten nødvendigvis å

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

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.

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.

Ventilsleiden 304 innbefatter fortrinnsvis i det minste to, fordelaktig mellom to og åtte, og mer fortrinnsvis tre hakk

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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

(8-32 gjenger pr. tomme).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Akselenheter

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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<*>.

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.

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.

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.

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).

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.

Paknin<g>sføtter

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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,

fire blærer 452, fire blæredeksler 454 og fire fleksitær 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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>.

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.

Sensorer

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

Elektronisk utforming

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

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

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.

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.

En 29 pinners kopling 213 er tilveiebrakt for forbindelse

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

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.

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.

EST- yteevne

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.

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.

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.

EST-en er i stand til å bevege seg kontinuerlig på grunn av at den har uavhengig styrbare fremdriftssylindrer og uavhengig oppblåsbare pakningsføtter.

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.

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.

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

borekronen fra 13.332 newton til 8.888 newton på

1 sekund.

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.

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

Claims

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.

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.

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.

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.

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.

6. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertv e cl at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 46 meter.

7. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 30 meter.

8. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 23 meter.

9. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 15 meter.

10. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på mindre enn 12 meter.

11. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en maksimumsdiameter som er mindre enn 20,3 centimeter.

12. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en maksimumsdiameter som er mindre enn 15,2 centimeter.

13. Traktor (100) ifølge krav 2,karakterisertved at traktoren (100) har en maksimumsdiameter som er mindre enn 10,2 centimeter.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 .

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 .

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.

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.

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.

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.

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.

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 .

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.

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.

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).

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).

32. Traktor (100) ifølge krav 29,karakterisertved at utsparingene (312) er generelt pyramideformede .

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.

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.

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).

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.

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.

38. Traktor (100) ifølge krav 37,karakterisertved at motorutgangssensoren omfatter én av et rotasjonsakselerometer og et potensiometer.

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) .

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.

41. Traktor (100) ifølge krav 40,karakterisertved at det første fluid omfatter boreslam, og det andre fluid omfatter olje.

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.

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.

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.

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.

46. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at legemet (102, 118, 124) har en diameter på minst 2,5 centimeter.

47. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at traktoren (100) har en lengde på minst 3 meter.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

54. Traktor (100) ifølge krav 42,karakterisertved at griperen (104, 106, 440) har en lengde på minst 25,4 centimeter.

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.

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.

57. Traktor (100) ifølge krav 55,karakterisertved at legemet (102, 118, 124) har en diameter på minst 2,5 centimeter.

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).

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).

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).