NO323165B1 - Apparat for aktivering av brønnhullsverktøy - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen tilveiebringer et apparat (300,400) til aktivering av et brønnhullsverktøy (700) ved bruk av et trykkdifferensial skapt av fluid som strømmer gjennom en kanal (315). Kanalen står i forbindelse med en trykkfølerledning (400) som selektivt kan blottlegges overfor områder i kanalen (316, 317) som har forskjellige trykk. Ved å blottlegge trykkfølerledningen for et parti av kanalen som har et forhåndsbestemt trykk, bevirker trykkfølerledningen aktivering av det hydrauliske verktøy nedenfor.

Description

Denne oppfinnelse vedrører generelt en fremgangsmåte og et apparat til aktivering av et verktøy i et borehull. Oppfinnelsen vedrører nærmere bestemt orientering eller plassering av et verktøy i et borehull og, når det er korrekt orientert, setting av verktøyet i en fast posisjon. Enda mer bestemt vedrører oppfinnelsen et aktiveringsapparat som bruker et differensialtrykk i en kanal som fører en fluidstrøm, for å aktivere et brønnhullsverktøy.

Hydraulisk aktiverte verktøyer, slik som pakninger og anker-sammenstillinger, har lenge vært benyttet innenfor borein-dustrien. Et verktøy som ofte brukes sammen med ankere eller pakninger, er en ledekile. En ledekile innbefatter en skråflate og brukes typisk for å lede en borekrone eller skjæreinnretning i en retning som avviker fra det eksisterende borehull. Kombinasjonen ledekile og anker (eller pakning) kalles ofte et sideboringssystem. Sideboringssystemer er tradisjonelt blitt brukt for å frese et vindu i brønnforingsrø-ret og deretter for å bore gjennom foringsrørvinduet og ut-forme sideborehullet.

Opprinnelig krevde en slik sideboringsoperasjon to turer med borestrengen. Den første tur ble brukt for å kjøre inn og sette anker- eller pakningsanordningen på korrekt høyde i borehullet. Med ankeret eller pakningen på plass ble deretter borestrengen fjernet fra brønnen, og det ble gjort en under-søkelse for å bestemme orienteringen til en kile i den øvre ende av ankeret/pakningen. Når denne orientering var kjent, ble ledekilen deretter utformet på overflaten, slik at når ledekilen gikk i inngrep med ankeret/pakningen i borehullet, ville den være ordentlig orientert. Når den var blitt utformet slik, ble deretter ledekilen sammen med en dertil festet skjæreinnretning ført ned i borehullet på en borestreng og fastgjort til ankeret/pakningen. Når ledekilen var koplet til og ble båret av pakningen, ledet den skjæreinnretningen slik at et vindu ville bli frest i foringsrøret i borehullet ved den ønskede dybde og med den forhåndsvalgte orientering. Denne to turers operasjon for setting av ankeret/pakningen og deretter nedføring av ledekilen og skjæreinnretningen er tid-krevende og kostbar, særlig ved meget dype brønner.

For å eliminere utgiften knyttet til to turer med borestrengen, ble det utviklet et forbedret sideboringssystem som krevde bare én enkelt tur. Et slikt system innbefatter en ledekile som har et anker/en pakning tilkoplet i sin nedre ende og en skjæresammenstilling i sin øvre ende, idet denne er tilkoplet via en skjærbar forbindelse. Ved bruk av et slikt system orienteres ledekilen ved at apparatet først føres ned i det utforede borehull på en borestreng. Et undersøkelsesin-strument på kabel blir deretter kjørt gjennom borestrengen for å kontrollere at den opphengte ledekile er korrekt orientert. Etter at ledekilen er orientert ordentlig i borehullet, og ankeret/pakningen er satt, blir borestrengen senket, hvilket bevirker at skjæresammenstiIlingen frakoples ledekilen. Idet skjæreinnretningen senkes ytterligere, styrer ledekilens skråflate den roterende skjæreinnretning mot borehullets foringsrør, hvilket får skjæreinnretningen til å frese et vindu i foringsrøret i den forhåndsbestemte orientering og dybde.

I motsetning til anordninger på kabel finnes det i dag en rekke ulike systemer som er i stand til å samle og overføre data fra en posisjon nær borekronen mens boring pågår. Slike måling-under-boring-systemer (MUB-systerner) huses typisk i et vektrør i den nedre ende av borestrengen. I tillegg til at de brukes for å detektere formasjonsdata, slik som resistivitet, porøsitet og gammastråling, som alle er nyttige for boreren for å bestemme den formasjonstype som omgir borehullet, er MUB-verktøyer også nyttige til bruk ved undersøkelser, slik som for eksempel ved bestemming av borekronens retning og helning. Dagens MUB-systerner gjør typisk bruk av sensorer eller omformere som, mens boring påbår, kontinuerlig og perio-disk samler de ønskede boreparametrer og formasjonsdata og overfører informasjonen til overflatedetektorer via en eller annen form for telemetri, mest typisk et slampulssystem. Slampulssysternet lager akustiske signaler i boreslammet som sirkuleres gjennom borestrengen under boreoperasjoner. Den informasjon som hentes inn av MUB-sensorene, overføres ved egnet timing av opprettelsen av trykkpulser i slamstrømmen. Trykkpulsene blir på overflaten mottatt av trykkomformere som omformer de akustiske signaler til elektriske pulser som deretter dekodes av en datamaskin.

Det finnes i dag MUB-verktøyer som kan detektere borestrengens orientering uten de vanskeligheter og ulemper som er beskrevet ovenfor, og som ligger i bruken av sensorer på kabel. Kjente MUB-verktøyer krever imidlertid typisk borefluid-strømningshastigheter på omtrent 946 liter pr. minutt for å starte verktøyet og 1325 til 1514 liter pr. minutt for å samle de nødvendige data og overføre disse til overflaten via slampulstelemetrisysternet. De tradisjonelle omløpsventiler som brukes i dagens sideboringssystemer for sirkulering av borefluid og for å transportere en sensor på kabel til ledekilen, er tilbøyelige til å stenges og derved aktivere ankeret/pakningen ved strømningshastigheter på omtrent 379 liter pr. minutt eller enda mindre. Selv om det ville kunne være ønskelig å kombinere MUB-sensorer i et sideboringssystem, ville omløpsventilen, hvis boreslam ble sirkulert gjennom borestrengen med den hastighet som er nødvendig for at MUB-verktøyet skal detektere og formidle ledekilens orientering til boreren, kunne lukke seg, og ankeret/pakningen ville bli satt for tidlig, før ledekilen var orientert ordentlig.

Et forbedret apparat for setting av et hydraulisk aktiverbart brønnhullsverktøy ..i ét borehull er beskrevet i amerikansk patent nr. 5,443,129 som innbefattes i sin helhet i dette skrift gjennom henvisning. Dette apparat benytter en omløps-ventil som er plassert i innkjøringsstrengen nedenfor MUB-anordningen og ovenfor skjæreinnretningen. Ventilen er i åpen stilling mens MUB-anordningen er i virksomhet, og bøyer derved av fluidstrømning og trykk fra røret til ringrommet uten å skape et trykk som er tilstrekkelig til å aktivere et brønnhullsverktøy. Når MUB-anordningens oppgave er fullført, fjernstenges omløpsventilen. Deretter blir selektivt betjen-bare porter i skjæreverktøyet åpnet, og røret nedenfor trykk-settes til et punkt som er nødvendig for å aktivere verktøy-et. Selv om dette apparat tillater drift av en MUB-anordning uten den utilsiktede aktivering av et brønnhullsverktøy, er omløpsventilen komplisert, idet den krever mange bevegelige deler og hindrer kontinuerlig fluidstrømning gjennom skjæreinnretningen. I tillegg er fluidbåret sediment tilbøyelig til å synke ned og samle seg i skjæreinnretningen, hvilket skaper et potensial for driftsproblemer.

Amerikansk patent US 5,771,972 beskriver en fres- og ledeki-lesammenstilling som er forsynt med et fleksibelt rør ved bunnpartiet av fresen. Borevæske ledes ned gjennom borestrengen, gjennom røret og til et anker. Når denne operasjon er ferdig, påføres fresen en torsjonskraft for å kople denne fra det fleksible rør. Arrangementet og fremgangsmåten vist i US 5,771,972 er således ikke i stand til å kunne lede fluid gjennom borestrengen og samtidig avføle trykket i fluidet og overføre dette til et annet verktøy.

Det er derfor behov for et énturs sideboringsapparat som tillater kontinuerlig gjennomstrømning av brønnfluid mens det tillater aktivering av et hydraulisk aktivert verktøy på et forhåndsbestemt sted i borehullet. Det er derfor et videre behov for et énturs sideboringsapparat som innbefatter en MUB-anordning som kan drives kontinuerlig. Det er et ytterligere behov for et énturs sideboringsapparat som ikke er avhengig av en ventil for å hindre utilsiktet aktivering av et brønnhullsverktøy. Det er enda et ytterligere behov for et aktiveringsapparat som tillater fluid å strømme gjennom dette før og under aktivering av et brønnhullsverktøy.

I overensstemmelse med ett aspekt ved den herværende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat for aktivering av et brønnhullsverktøy hvor apparatet innbefatter en kanal for gjennomstrømning av fluid, en trykkfølerledning som står i forbindelse med kanalen, hvor trykkfølerledningen avføler trykk i kanalen og formidler et forhåndsbestemt trykk til brønnhullsverktøyet for å aktivere brønnhullsverktøyet mens fluidstrømning er uavhengig opprettholdt gjennom kanalen.

Ytterligere aspekter og foretrukne trekk er angitt i patentkrav 2 og de påfølgende patentkrav.

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen tilveiebringer således et apparat til aktivering av et brønnhullsverktøy ved bruk av et differensialtrykk skapt av fluid som strømmer gjennom en kanal. Kanalen står i forbindelse med en trykkavfølende ledning som selektivt kan blottstilles overfor områder i kanalen som har ulike trykk. Ved at den trykkavfølende ledning blottstilles overfor et parti av kanalen som innvendig har et forhåndsbestemt trykk, bevirker den trykkavfølende ledning aktivering av et hydraulisk verktøy nedenfor.

I én utførelse av oppfinnelsen benyttes fluid som strømmer gjennom kanalen, til å drive en MUB-anordning. Deretter utsettes trykkledningen for et forhåndsbestemt trykk, og det hydrauliske verktøy aktiveres. I én utførelse av oppfinnelsen økes trykket i et gitt område i kanalen på grunn av en innsnevring i denne. På et forhåndsbestemt tidspunkt blir trykkledningen blottstilt overfor et gitt område, og trykk i dette aktiverer det hydrauliske verktøy. Foretrukne utførelser av oppfinnelsen innbefatter en settesammenstilling på en borestreng, hvilken sammenstilling innbefatter en MUB-anordning, en trykkendrende- og trykkavfølende mekanisme og en skjæreinnretning .

Noen foretrukne utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet, bare som eksempel, idet det henvises til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 er et sideriss, delvis i tverrsnitt, av et borehull med et deri opphengt sideboringssystem i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse; Fig. 2A er et snittriss som viser et øvre aktiveringsapparat i uaktivert tilstand; Fig. 2B er et snittriss som viser det øvre aktiveringsapparat i aktivert tilstand; Fig. 3A er et snittriss som viser et nedre aktiveringsapparat i uaktivert tilstand; Fig. 3B er et snittriss som viser det nedre aktiveringsapparat i aktivert tilstand, Fig. 4A er et snittriss som viser et hydraulisk drevet brønn-hullsverktøy i uaktivert tilstand; Fig. 4B er et snittriss som viser et hydraulisk drevet brønn-hullsverktøy i aktivert tilstand; og Fig. 5 er et snittriss av det øvre parti av et hydraulisk verktøy som har et eksplosivt element for aktivering.

Oppfinnelsen omfatter et sideboringssystem 100 som er nyttig for å forskyve et borehull ved å dirigere en borekrone eller skjæreinnretning i vinkel fra det eksisterende borehull. Som det vil forstås av fagfolk på området, kan imidlertid oppfin-nelsens prinsipper anvendes for å orientere og fiksere andre hydraulisk aktiverte brønnhullsverktøyer ved én enkelt tur med borestrengen. Idet det således er underforstått at sideboringssystemet 100 bare er en foretrukket utførelse for gjennomføring av oppfinnelsen, og at oppfinnelsen ikke er begrenset til et sideboringssystem, vil nå en foretrukket utfø-relse bli beskrevet mer inngående.

Fig. 1 er et sideriss, delvis i snitt, av et sideboringssystem 100 i overensstemmelse med den herværende oppfinnelse. Sideboringssystemet 100 er vist festet i den nedre ende av en rørstreng 200 som er kjørt inn i et borehull 105 som er foret med foringsrør. Oppfinnelsen er ikke begrenset til bruk i et borehull foret med foringsrør, men er like anvendelig i åpne uforede borehuller. Gjennom hele denne beskrivelse viser således uttrykket "borehull" til både forede huller og åpne huller.

Sideboringssystemet 100 innbefatter generelt en MUB-anordning 210, et øvre aktiveringsapparat 300, en vindusfres 230, en ledekile 500, en nedre aktiveringastøtte 600 og et hydraulisk drevet brønnhullsverktøy 700. En sekundær fres 225 og stabilisatorfres 220 bidrar til utformingen av det nye borehull. I en nedre ende er ledekilen 500 plassert over et forlengelses-element 550 som er fiksert til det nedre aktiveringsapparat 600. Forlengelseselementet 550 er bøyd litt i en vinkel på omtrent 1/2° for å sikre at den ikke-konkave side av ledekilen holder seg i plan med borehullsveggen 105. I den øvre ende av apparatet 100 finnes MUB-sammenstillingen 210. For å forsyne boreren med forståelig informasjon ved overflaten av borehullet 105, hvilken informasjon er representativ for sideboringssysternets 100 orientering, og for å tilveiebringe forskjellige andre borehullsmålinger og data, innbefatter MUB-me11omstykket 210 et tradisjonelt slampulstelemetrisys-tem. Slampulstelemetrisystemet er velkjent for fagfolk på området, og det blir således bare gitt en kort beskrivelse i dette skrift. Slampumper plassert på brønnens overflate sir-kulerer boreslam inn i toppen av borestrengen. Slammet ledes gjennom borestrengen og inn i MUB-me11omstykket 210 hvor det passerer gjennom en slampulseringsinnretning som gjentatte ganger avbryter slamstrømmen for å opprette en strøm av trykkpulser i det sirkulerende boreslam, hvilke trykkpulser kan detekteres av trykkomformere på overflaten.

Etter at slammet har passert gjennom pulseringsventilen i MUB-mellomstykket 210, strømmer det gjennom en turbin som sørger for elektrisk strøm til MUB-komponentene. Det kan al-ternativt brukes batterier for å tilveiebringe den nødvendige strøm. Huset i MUB-mellomstykket 210 finnes et antall sensorer som innbefatter et tre aksers akselerometer som måler jordens gravitasjonsvektor i forhold til verktøyets akse og et punkt langs omkretsen av verktøyet kalt en risselinje (ikke vist) ut fra hvilken måling boreren kan bestemme MUB-me 11 oms tykke ts 24 og "verktøyfrontflatens" helning. Pulseringsventilens rotasjonshastighet moduleres av en elektronisk styreenhet som reaksjon på en signalkjede mottatt fra en elektronikkpakke. Målingene og dataene fra de ulike MUB-sensorer som er elektronisk forbundet med elektronikkpakken, utgjør atskilte partier i styringssignalkjeden som sendes til styreenheten fra elektronikkpakken. Trykkpulsene som mottas av omformere på overflaten, er således representative for retningsmålingene og andre data detektert av MUB-sensorer nede i borehullet. Disse signaler analyseres deretter av en datamaskin på kontinuerlig basis for å bestemme helning, asi-mut og annen aktuell informasjon som fremvises for en opera-tør ved hjelp av en skjerm og registreres ved hjelp av en opptaker. Som beskrevet i det nedenstående kan MUB-anordningen drives uten å aktivere verktøyet i borehullet, fordi det kreves en større mengde trykk for å aktivere verktøyet enn for å drive MUB-anordningen. Etter at den nye anordning har vært virksom, kan brønnhullsverktøyet aktiveres før skjæreinnretningen skilles fra ledekilen 500. Ledekilen 500 omfatter et langstrakt, generelt rørformet element som har en skråflate 505 som, når den er orientert ordentlig i borehullet, brukes for å styre en vindusfres 230 inn i inngrep med foringsrøret 105. Ledekilens 500 indre rom innbefatter en trykkfølerledning 400 som skal overføre trykk fra et øvre aktiveringsapparat 300 til et nedre aktiveringsapparat 600 slik det vil bli beskrevet fullt ut i dette skrift.

I den illustrerte utførelse innbefatter brønnhullsverktøyet 700 en pakning 900 og et anker 800. Pakningen 900 er en hydraulisk aktivert undersammenstilling som ved aktivering fes-ter seg på borehullets foringsrør i en forhåndsbestemt dybde for å avtette partiet til borehullet nedenfor pakningen fra partiet ovenfor denne. Ankeret 800 er en hydraulisk aktiverbar mekanisme som ved tilførsel av et trykksatt fluid ved et forhåndsbestemt trykk gjennom et innvendig kanalsystem blir satt i foringsrøret 105 for å støtte ledekilen 500. Ankeret 800 innbefatter et sett holdekiler og konuser som fikserer sideboringssystemet i borehullet.

I den foretrukne utførelse blir brønnhullsverktøyet 700 aktivert gjennom sekvensielle operasjoner i det øvre 300 og det nedre 600 aktiveringsapparat. De komponenter som utgjør det øvre aktiveringsapparat 300, kan sees på fig. 2A og 2B. Det øvre aktiveringsapparat 300 er installert i et rørformet element 301 ovenfor vindusfresen 230. Vindusfresen 230 innbefatter en flerhet av skjæreinnretninger 231 og strømningsporter 235 som tilveiebringer et utløp for fluider pumpet gjennom det rørformede element 301 fra brønnoverflaten. Fig. 2A er et snittriss av det øvre aktiveringsapparat 300 i uaktivert tilstand, og fig. 2B er et snittriss av det øvre aktiveringsapparat 300 i dettes aktiverte tilstand. Apparatet 300 innbefatter en bevegelig hylse 310. I den uaktiverte posisjon illustrert på fig. 2A er den bevegelige hylse 310 festet til et øvre stasjonært parti 305 med en skjærbar forbindelse 320 som omfatter i det minste ett skjærbart element som er konstruert og innrettet til å svikte når det påføres en viss kraft. Kraften øvet på den skjærbare forbindelse bestemmes av fluidgjennomstrømningshastigheten gjennom apparatet 300. Selv om en skjærbar forbindelse med skjæreelementer eller skjære-pinner brukes i den foretrukne utførelse, kan oppfinnelsen brukes sammen med et hvilket som helst frigjørbart forbindel-sesmiddel.

Den bevegelige hylse 310 innbefatter en innsnevring 315 i sin innvendige diameter, hvilken tjener til å begrense fluidgjen-nomstrømningen i det rørformede element 310. Når fluid passerer gjennom det øvre aktiveringsapparat 300 og møter innsnevringen 315, faller trykket i fluidet i et område 316 umiddelbart nedenfor innsnevringen 315 og øker i et område 317 umiddelbart ovenfor innsnevringen 315, hvorved det skapes et differensialtrykk mellom de to områder 316, 317. Og omvendt, fluidets hastighet avtar i området 317 og øker i området 316. Utformet i det rørformede elements 301 vegg finnes en trykk-port 410. En trykkfølerledning 400 er via en kopling 405 tilkoplet i fluidforbindelse med trykkporten 410. Som vist på fig. 2A, står trykkfølerledningen, når det øvre aktiveringsapparat er i sin uaktiverte tilstand, i forbindelse med området 316 med lavere trykk på den i borehullet nedre side av innsnevringen 315.

For å aktivere det øvre aktiveringsapparat 300, blir fluid ved en forhåndsbestemt strømningshastighet tilført gjennom det rørformede element 301. Når fluidet beveger seg gjennom innsnevringen 315, stiger trykket i området 317. En viss strømningshastighet vil ved innsnevringen 315 frembringe en kraft som tilsvarer differensialtrykket og er tilstrekkelig til å overvinne skjærestyrken til de skjærbare elementer som utgjør den skjærbare forbindelse 320. Deretter vil den nedre bevegelige hylse 310 bevege seg til posisjonen illustrert på fig. 2B.

Som vist på fig. 2B, setter det øvre aktiveringsapparat 300 i sin aktiverte posisjon trykkfølerledningen 400 i fluidforbindelse med området 317 i det rørformede element 301 ovenfor innsnevringen 315. På denne måte utsettes trykkfølerledningen 400 for det høye sidetrykk skapt av strømmen av fluid gjennom innsnevringen 315. Trykkfølerledningen 400 overfører dette økte trykk til det nedre aktiveringsapparat 600 som beskrevet i nedenstående.

Ved bruk av det øvre aktiveringsapparat 300 kan sideboringssystemet ifølge den herværende oppfinnelse ha en fluidgjen-nomstrømningshastighet som er tilstrekkelig til å drive en MUB-anordning plassert i en kjørestreng, uten å aktivere et hydraulisk drevet verktøy nedenfor. Etter drift av MUB-anordningen, kan fluidgjennomstrømningshastigheten økes til et nivå som skaper en kraft som er tilstrekkelig til å overvinne skjæremotstanden i det øvre aktiveringsapparats 300 skjærbare forbindelse 320, og brønnhullsverktøyet kan deretter aktiveres direkte eller indirekte.

Den nedre aktiveringssammenstilling 600 er montert direkte ovenfor brønnhullsverktøyet 700 og er vist på fig. 3A og 3B.

Fig. 3A er et snittriss som viser den nedre aktiveringssammenstilling 600 i en uaktivert stilling, og fig. 3B viser sammenstillingen 600 i en aktivert stilling. Aktiveringssam-menstillingen 600 er installert i den indre boring 612 i et rørformet element 601. Sammenstillingen omfatter et stempel 610 som er fiksert til den indre boring 612 med en skjærbar forbindelse 605 som innbefatter i det minste én skjærepinne

606. Beliggende ovenfor stemplet 610 finnes et område 602 som står i fluidforbindeIse med en trykkboring 401. Trykkboringen 401 står i forbindelse med trykkfølerledningen 400 ovenfor og setter en flate 607 på stemplet 610 i fluidforbindelse med

trykksatt fluid i trykkfølerledningen 400. Kommunikasjon mellom trykkfølerledningen 400 og stemplets 610 flate 607 utset-ter stempelflaten for det trykk som finnes i trykkfølerled-ningen 400. Den skjærbare forbindelse 605 er utformet til å tåle en kraft skapt av trykket som finnes i trykkfølerled-ningen 400 mens det øvre aktiveringsapparat er i sin uaktiverte stilling, og trykkfølerledningen 400 står i forbindelse med området 316 med lavere trykk på den i borehullet nedre side av innsnevringen 315 (fig. 2A).

Når det øvre aktiveringsapparats 300 skjærbare forbindelse 320 svikter og den nedre bevegelige hylse 310 beveger seg til posisjonen illustrert på fig. 2B, skaper endringen i det re-gistrerte eller formidlede trykk en kraft som får den nedre aktiveringssammenstillings 600 skjærbare forbindelse 605 til å svikte, og stemplet 610 beveger seg til posisjonen vist på fig. 3B. Stemplet 610 innbefatter på sin nedre side 608 en punkteringsnål 615 som strekker seg nedover derfra, og som er utformet til å punktere et atmosfærisk kammer eller en sprengskive utformet i brønnhullsverktøyet 700 som beskrevet i det nedenstående. Utformet i det rørformede element 601 finnes også i det minste én atkomstport 620 som er innrettet til å sette det rørformede elements 601 indre boring 612 i fluidforbindelse med borehullsfluid som finnes i det ringformede rom mellom det rørformede element 601 og borehullet 105.

I den foreliggende utførelse er den nedre aktiveringssammenstilling 600 konstruert og innrettet til å aktivere et hydraulisk aktiverbart brønnhullsverktøy 700 som benytter i det minste ett atmosfærisk kammer i dette. Et slikt brønnhulls-verktøy er illustrert på fig. 4A og 4B. Fig. 4A er et snittriss av et brønnhullsverktøy i uaktivert stilling, og fig. 4B er et snittriss av verktøyet i aktivert stilling. I eksemplet vist på fig. 4A og 4B innbefatter det hydraulisk aktiverte brønnhullsverktøy 700 en ankersammenstilling 800 utformet til å feste verktøyet 700 i et borehull samt en pakning 900 utformet til å tette et ringformet område mellom verktøyet 700 og borehullet. Som vist på fig. 4A, er verktøyet plassert i et rør 701 og innbefatter et indre 712 og et ytre stempel 715 som er aksialt bevegelige i røret 701, samt et øvre stempelparti 720 som også er bevegelig inne i røret 701. Plassert mellom det øvre stempelparti 720 og det ytre stempel 715 finnes et sett holdekiler 830 som, når de tvinges mot borehullets vegg, forankrer verktøyet i borehullet.

En pakning 900 med ekspanderbare elementer 905 er plassert ovenfor ankeret og blir også aktivert gjennom påført kraft på de ekspanderbare elementer fra det ytre stempel 715 og det øvre stempelparti 720. Et atmosfærisk kammer 710 utformet inne i verktøyet står i forbindelse med borehullsfluid med et annerledes trykk når verktøyet aktiveres ved at en sprengskive 725 svikter. Selv om kammeret 710 blir kalt et atmosfærisk kammer, skal det forstås at innholdet i kammeret ikke behøver befinne seg ved atmosfærisk trykk, men bare ved et eller annet trykk som er annerledes enn det omgivende borehullstrykk.

Stempelarealer utformet på det indre 712 og det ytre 715 stempel bevirker at det ytre stempel 715 beveger seg i forhold til det indre stempel 712. Holdekiler 830 tvinges utover av skråflater ved bunnen av det øvre stempelparti 720 og ved toppen av det ytre stempel 715 til å innta stillingen mot borehullet som vist på fig. 4B. Likeledes trykker innbyrdes ak-sial bevegelse mellom det øvre stempelparti 720 og det indre stempel 712 pakningselementene 905 sammen og tetter ringrommet mellom verktøyet og borehullet. I den viste utførelse innbefatter kammeret 710 en sprengskive 725 utformet i dets topp og utformet til å blottlegge det atmosfæriske kammer overfor borehullstrykket som står i forbindelse med det indre av verktøyet gjennom i det minste én atkomstport 620 (fig. 3A). Fig. 4B illustrerer det hydrauliske verktøy 700 i dettes aktiverte tilstand. Det atmosfæriske kammers 710 sprengskive 725 er blitt punktert av punkteringsnålen 615 utformet i bunnen av stemplet 610. På denne måte er det atmosfæriske kammers 710 indre blitt lagt åpent for borehullstrykk via en kanal dannet delvis av atkomstporten 620. Differensialtrykket mellom det atmosfæriske kammer 710 og borehullstrykket har påvirket stemplene 715, 712 til å bevege seg i forhold til hverandre. Holdekilene 830 er blitt tvunget utover, hvorved de har satt ankersammenstillingen og fiksert verktøyet i borehullet. I tillegg har det ytre stempels 715 og det øvre stempelpartis 720 bevegelse klemt sammen pakningens 900 ekspanderbare elementer 905 og påvirket disse til å ekspandere og tette ringrommet dannet mellom legemet 705 og foringsrø-rets 105 indre vegg. Med sideboringssystemet satt på plass i borehullet og ringrommet omkring det avtettet, kan vindusfresen 230 skilles fra ledekilen 500, og utformingen av sideborehullet kan begynne.

Sideboringssystemet 100 ifølge den herværende oppfinnelse blir, når det brukes sammen med en MUB-anordning, betjent i følgende trinn: Apparatet føres ned i borehullet sammen med MUB-anordningen, en stabilisatorfres 220, en andre fres 225, det øvre aktiveringsapparat 300 og vindusfresen 230 er anord-net på rekke i strengen av borerør. En skjærbar forbindelse 250 forbinder vindusfresen med ledekilen 500, og i den nedre ende av ledekilen forbinder en forlengelse 550 ledekilen 500 med det nedre aktiveringsapparat 600 og sikrer også at ledekilen 500 plasseres ordentlig mot veggen i borehullet 105. Nedenfor det nedre aktiveringsapparat 600 befinner det hydraulisk aktiverte brønnhullsverktøy 700 seg, innbefattende pakningen 900 og ankeret 800.

Når apparatet 100 befinner seg på en forhåndsbestemt dybde i borehullet, drives MUB-anordningen ved at brønnfluid strømmer gjennom den. Når MUB-anordningen er i virksomhet, beveger brønnfluid seg ned gjennom rørstrengen 200, gjennom det øvre aktiveringsapparat 300, inn i vindusfresen 230 og strømmer ut gjennom strømningsporter 235. Hele tiden mens MUB-anordningen er i virksomhet, motstår det øvre aktiveringsapparats 300 skjærbare forbindelse 320 krefter generert av gjennomstrøm-mende fluid, og trykkfølerledningen 400 fortsetter å avføle trykk på den i borehullet nedre side av innsnevringen 315.

Etter at MUB-anordningens virksomhet er ferdig, økes fluid-gjennomstrømningshastigheten, og den kraft som genereres av det gjennomstrømmende fluid på innsnevringen 315, bevirker at den skjærbare forbindelse 320 svikter, og den nedre bevegelige hylse 310 brytes fri og beveger seg nedover i det rørfor-mede element 301 til en andre posisjon. På dette tidspunkt utsettes trykkfølerledningen 400 for det trykk oppe i borehullet som genereres av fluidstrømning mot innsnevringen 315. Trykket på trykkfølerlinjen 400 er et forhåndsbestemt trykk som er tilstrekkelig til å bevirke at den skjærbare forbindelse 605 som holder stemplet 610 på plass i den nedre aktiveringssammenstilling 600, svikter. Når skjærepinnen 606 svikter, og stemplet beveger seg til en andre posisjon inne i det rørformede element 601, sprenges det skjøre element som avtetter det atmosfæriske kammer i brønnhullsverktøyet, og det atmosfæriske kammer legges åpent for fluid ved borehullstrykk via atkomstportene 620. Differensialtrykket mellom det atmosfæriske kammer og borehullsfluid påvirker det ringformede stempel i det hydraulisk drevne brønnhullsverktøy 700 til

å bevege seg mot overflaten av brønnen, hvorved det aktiverer pakningen 900 som tetter det ringformede området mellom verk-tøyet og foringsrørveggen, og ankeret 800 som fikserer brønn-hullsverktøyet vertikalt i foringsrørveggen.

Selv om det atmosfæriske kammer 710 utformet i brønnhulls-verktøyet 700 er avhengig av en punkteringsnål i den utførel-se som er beskrevet i dette skrift, skal det forstås at sprengskiven i brønnhullsverktøyet ville kunne påvirkes til å svikte på hvilken som helst måte, og oppfinnelsen er ikke begrenset til et apparat som spesifikt er avhengig av en punkteringsnål. For eksempel viser fig. 5 et snittriss av det øvre parti av et hydraulisk verktøy 950 med et eksplosivt element som brukes til aktivering. Nærmere bestemt er en eks-plosiv ladning 960 plassert direkte ovenfor sprengskiven 965. For å forårsake at sprengskiven 965 svikter og at fluid i det atmosfæriske kamme 970 legges åpent for borehullstrykk via porter 975, blir den eksplosive ladning 960 detonert ved bruk av et elektrisk signal som går i en elektrisk ledning 980.

Claims (15)

1. Apparat (300) for aktivering av et brønnhullsverktøy (700) hvor apparatet (300) innbefatter: en kanal for gjennomstrømning av fluid; og karakterisert ved en trykkfølerledning 400 som står i forbindelse med kanalen, hvor trykkfølerledningen (400) avføler trykk i kanalen og formidler et forhåndsbestemt trykk til brønnhullsverktøyet (700) for å aktivere brønnhulls-verktøyet mens fluidstrømning er uavhengig opprettholdt gjennom kanalen.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at kanalen innbefatter en trykkendrende innsnevring (315) som skal opprette et større trykk i kanalen ovenfor (317) innsnevringen enn nedenfor (316) denne.

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at innsnevringen (315) kan beveges fra en første og til en andre posisjon inne i kanalen.

4. Apparat som angitt i krav 3, karakterisert ved at bevegelse av innsnevringen (315) fra den første til den andre posisjon blottlegger trykkfølerled-ningen (400) overfor det større trykk.

5. Apparat som angitt i krav 2, 3 eller 4, karakterisert ved at når det større trykk når en forhåndsbestemt verdi, aktiveres brønnhullsverktøyet (700).

6. Apparat som angitt i krav 2, 3, 4 eller 5, karakterisert ved at trykkfølerledningen (400) og innsnevringen (315) er bevegelige i forhold til hverandre .

7. Apparat (300) i henhold til krav 3 eller 4, karakterisert ved at innsnevringen (315) er innrettet til å kunne beveges fra den første posisjon og til den andre posisjon innenfor kanalen ved en forhåndsbestemt økning i den gjennomgående fluidstrømning; og trykkfølerledningen (400) står i fluidforbindelse med kanalen ved en øvre ende nær innsnevringen og bærer det lavere trykk når innsnevringen (315) befinner seg i den første posisjon og det høyere trykk når innsnevringen (315) befinner seg i den andre posisjon; og hvor apparatet (300) videre omfatter et stempel (610) som har en stempelflate (607) i fluidforbindelse med en nedre ende av trykkfølerledningen (400), hvilket stempel (610) er konstruert og innrettet til å kunne bevege seg fra en første og til en andre posisjon ved den forhåndsbestemte økning i fluidgjennomstrømningen i innsnevringen (315).

8. Apparat som angitt i krav 7, karakterisert ved at det videre innbefatter et hydraulisk drevet verktøy (700) plassert nedenfor apparatet (300, 600), hvilket hydraulisk drevne verktøy (700) er aktiverbart gjennom bevegelsen av stemplet (610) til den andre posisjon.

9. Apparat som angitt i krav 8, karakterisert ved at det hydraulisk drevne verktøy (700) er et anker (800) som har et bevegelig element (712) som samvirker med i det minste ett gripeelement (830) for å bringe ankeret (800) i inngrep med en borehullsvegg (105).

10. Apparat som angitt i krav 8 eller 9, karakterisert ved at det hydraulisk drevne verktøy (700) innbefatter en pakning (900) som har et bevegelig element (712) som samvirker med en motstående flate for å aktivere pakningsmateriale (905) og tette et ringformet område rundt pakningen (900).

11. Apparat som angitt i krav 8, 9 eller 10, karakterisert ved at stemplet (610) videre innbefatter en andre flate (608) som har et utspring (615) som skal punktere et atmosfærisk kammer (710) utformet inne i det hydraulisk drevne verktøy (700).

12. Apparat som angitt i krav 11, karakterisert ved at det atmosfæriske kammer (710) i det hydraulisk drevne verktøy (700) er innrettet til å utsettes for et borehullstrykk gjennom bevegelsen av stemplet (610) til den andre posisjon, slik at borehullstrykket virker på en stempelflate i det hydraulisk drevne verk-tøy for å bevege et bevegelig element (712) inne i verk-tøyet fra en første posisjon og til en andre posisjon.

13. Apparat som angitt i hvilket som helst av kravene 7 til 12, karakterisert ved at det videre innbefatter en skjæreinnretning (231) anbrakt nedenfor innsnevringen (315).

14. Apparat som angitt i krav 13, karakterisert ved at det videre innbefatter en ledekile (500) plassert mellom skjæreinnretningen (231) og stemplet (610) .

15. Fremgangsmåte for å sette en hydraulisk aktiverbar mekanisme (700) og påbegynne boring i én enkelt tur med en borestreng (200), hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: å sette sammen en borestreng som har en MUB-undersammenstilling (210) som er i stand til å detektere brønn-hullsparametrer og formidle de detekterte data til overflaten av et borehull (105); å kjøre den sammensatte borestreng i borehullet og posi-sjonere den hydraulisk aktiverbare mekanisme på et forhåndsbestemt sted; å avføle borestrengens orientering ved bruk av MUB-undersammenstillingen (210); å orientere borestrengen i den ønskede orientering;karakterisert ved at borestrengen videre omfatter en trykkfølerledning (400) som står i forbindelse med borestrengen og den hydraulisk aktiverbare mekanisme (700) mens fluidstrømning opprettholdes gjennom borestrengen, og ved at fremgangsmåten videre omfatter: å endre trykket i borestrengen, hvorved trykkfølerled-ningen (400) setter den hydraulisk aktiverbare mekanisme (700); og å senke, løfte og/eller rotere borestrengen for å fri-gjøre en skjæresammenstilling (230) fra den hydraulisk aktiverbare mekanisme (700) og å begynne boring.