NO324448B1

NO324448B1 - Device by borehole arrangement

Info

Publication number: NO324448B1
Application number: NO20055811A
Authority: NO
Inventors: Eric Cayeux
Original assignee: Internat Res Inst Of Stavanger
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-10-22
Also published as: GB2445702A; NO20055811D0; GB0807811D0; CA2629607A1; WO2007067063A1; US20080314644A1; NO20055811L

Abstract

Anordning ved et borehullsarrangement hvor et foringsrør (11) for borehull (3) er tildannet av minst én foringsrørseksjon (1 la), og hvor det ved et nedihulls endeparti (1 lb) av foringsrøret (11) er anbrakt i det minste ett nedihullsverktøy (21), for eksempel et boreverktøy, kjennetegnet ved at foringsrøret (11) er forsynt med to eller flere rørløp (12, 13a, 13b) som hver for seg strekker seg sammenhengende gjennom en vesentlig del av foringsrørets (11) lengde og på fiuidtett vis er atskilt fra tilstøtende rørløp (12, 13b, 13a) og fra et utvendig ringrom (14) som er avgrenset av rørets (11) utvendige mantelfiate og en borehullsvegg (5a).Device in a downhole arrangement where a downhole casing (11) is formed by at least one casing section (1a), and at least one downhole tool (11) is provided at a downhole end portion (1lb) of the casing (11). 21), for example a drilling tool, characterized in that the casing (11) is provided with two or more pipe runs (12, 13a, 13b) which each extend continuously through a substantial part of the length of the casing (11) and in a fluid-tight manner. is separated from adjacent pipe runs (12, 13b, 13a) and from an outer annulus (14) defined by the outer casing of the pipe (11) and a borehole wall (5a).

Description

Oppfinnelsen vedrører et flerløps foringsrør for et borehull, særlig for en lete- eller produksjonsbrønn for hydrokarboner av den brønntypen som oppviser en lang horisontal utstrekning, og særlig en brønn som blir dannet ved at det i det åpne brønnhullet er anbrakt en selvgående brønntraktor forsynt med midler for boring. The invention relates to a multi-pass casing for a borehole, in particular for an exploration or production well for hydrocarbons of the well type that exhibits a long horizontal extent, and in particular a well that is formed by placing a self-propelled well tractor equipped with means in the open wellbore for drilling.

Fra dagens teknikk er det kjent anvendelse av foringsrør med avtrappende diameter og framføring av fluider (borevæske m.m.) i en rørstreng, for eksempel en borestreng eller et kveilerør, i foringsrørets senterløp og retur av fluidene i et ringrom mellom foringsrøret og den i foringsrøret innven-dig plasserte rørstrengen, og hvor boreverktøyet føres framover ved at rørstrengen skyves ned- og utover. Ved innsetting av nye f6ringsrørseksjoner i det åpne borehullet må borestrengen først trekkes opp. Når borehullets utstrekning er flere kilometer, sier det seg selv at hver uttrekking og inn-føring av borestrengen er både tidkrevende og kostbar. Et langt borehull vil også oppvise en meget liten diameter i sin ytre ende på grunn av den stadig avtrappende diameteren på foringsrørseksjonene. Dette begrenser muligheten for bruk av komplekse nedihullsverktøy i en kompletteringsstreng. From today's technology, it is known to use casing pipes with a decreasing diameter and advance fluids (drilling fluid, etc.) in a pipe string, for example a drill string or a coiled pipe, in the center run of the casing pipe and return the fluids in an annular space between the casing pipe and the inside of the casing pipe. you placed the pipe string, and where the drilling tool is moved forward by pushing the pipe string downwards and outwards. When inserting new guide pipe sections into the open borehole, the drill string must first be pulled up. When the extent of the borehole is several kilometres, it goes without saying that each extraction and insertion of the drill string is both time-consuming and expensive. A long borehole will also exhibit a very small diameter at its outer end due to the ever decreasing diameter of the casing sections. This limits the possibility of using complex downhole tools in a completion string.

Når borehullsdiameteren avtar, vil størrelsen på ringrommet mellom foringsrør og borestreng også avta. Dette innvirker på strømningshastigheten til for eksempel borevæsken som fører borekaks til overflaten, idet det spesifikke ringromvolumet øker fra borehullets nedre/ytre ende og mot jordoverflaten/ havbunnen. Dermed avtar strømningshastigheten, og dette kan føre til sedimentering av borekaks med fare for tilstopping av ringromløpet. As the borehole diameter decreases, the size of the annulus between casing and drill string will also decrease. This affects the flow rate of, for example, the drilling fluid that carries cuttings to the surface, as the specific annulus volume increases from the lower/outer end of the borehole towards the earth's surface/seabed. As a result, the flow rate decreases, and this can lead to sedimentation of drilling cuttings with the risk of clogging the annulus passage.

US 5148875 beskriver et foringsrør med et boreverktøy som er festet i rørenden. Foringsrøret oppviser på i og for seg kjent vis en enkel rørvegg uten andre fluidkanaler enn sen-terløp og eventuelle ringrom mellom foringsrør med ulik diameter i en fase hvor borehullsdiameteren avtrappes. US 5148875 describes a casing with a drilling tool which is attached to the end of the pipe. The casing has, in and of itself, a simple pipe wall with no fluid channels other than the center run and any annulus between casings of different diameters in a phase where the borehole diameter is tapered.

Fra blant annet Eventure Global Technology er det kjent å an-vende borehull med gjennomgående samme diameter, hvor borehullet etter hvert som boringen skrider fram, f6res med eks-panderbare foringsrør i borehullets nedre endeparti. Ulempene med denne teknikken er høye omkostninger samt usikkerhet ved den mekanisk styrken på rørene og tetning mot lekkasje, bl.a. i rørskjøtene. From, among others, Eventure Global Technology, it is known to use boreholes with the same diameter throughout, where as the drilling progresses, the borehole is fed with expandable casing pipes in the lower end part of the borehole. The disadvantages of this technique are high costs and uncertainty regarding the mechanical strength of the pipes and sealing against leakage, i.a. in the pipe joints.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste en av ulempene ved kjent teknikk. The purpose of the invention is to remedy or to reduce at least one of the disadvantages of known technology.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående be-skrivelse og i etterfølgende patentkrav. The purpose is achieved by features which are indicated in the description below and in subsequent patent claims.

Oppfinnelsen vedrører en teknikk for boring og oppbygging av produksjonsbrønner for hydrokarboner, særlig lange, horison-tale brønner. I et første aspekt ved oppfinnelsen anvendes det dobbeltveggede foringsrør med flere løp i ringrommet mellom de to rørveggene. Løpene er innrettet for transport av fluider og/eller framføring av kabler til for eksempel sig-nal- eller effektoverføring. Foringsrøret oppviser fortrinnsvis samme diameter gjennom hele brønnens lengde. The invention relates to a technique for drilling and constructing production wells for hydrocarbons, particularly long, horizontal wells. In a first aspect of the invention, the double-walled casing is used with several runs in the annulus between the two pipe walls. The runs are designed for the transport of fluids and/or the advancement of cables for, for example, signal or power transmission. The casing preferably has the same diameter throughout the entire length of the well.

Alternativt kan foringsrørene omfatte kanaler anbrakt på rø-renes ytterside eller integrert i rørveggen. Alternatively, the casing pipes may comprise channels placed on the outside of the pipes or integrated into the pipe wall.

Fåringsrøret kan fordelaktig omfatte en eller flere kanaler på rørets utside for skjerming av kabler for framføring av elektrisk kraft eller styrings- og/eller overvåkingssignaler mellom en overflateinstallasjon og nedihullsinstallasjoner langs foringsrøret eller ved f6ringsrørets endeparti. The casing may advantageously include one or more channels on the outside of the pipe for shielding cables for conveying electrical power or control and/or monitoring signals between a surface installation and downhole installations along the casing or at the end of the casing.

Et annet aspekt ved oppfinnelsen vedrører fjernstyrte pakninger som er anbrakt omkring foringsrørets periferi, fortrinnsvis minst én for hver rørseksjon, idet pakningen er innrettet til løsgjørbart å kunne settes fluidtettende mot borehullets vegg. Pakningen omfatter midler for kontrollert fluidgjen-nomstrømning i det minste i retning fra foringsrørets nedihulls endeparti. Ved dette aspektet oppnås at et fluid, for eksempel boreslam, med en spesifikk vekt m.m. tilpasset den tilsluttende formasjonens egenskaper, kan holdes innesluttet i den delen av ringrommet utenfor foringsrøret som avgrenses mellom to pakninger. Når foringsrøret forskyves nedover i borehullet og boreslam tilføres nevnte ringrom ved foringsrø-rets nedihulls endeparti, skyves nevnte innesluttede fluid gjennom sin respektive ovenforliggende paknings åpne fluidløp og inn i den ovenforliggende seksjonen av ringrommet. Det tilpassede fluidet opprettholder dermed sin posisjon i forhold til den omkringliggende formasjonen mens foringsrøret beveges nedover. Når forskyvningen av foringsrøret er avslut-tet, settes igjen pakningene mot borehullsveggen samt at midlene i pakningene for fluidgjennomstrømning eventuelt lukkes ved fjernbetjening. Ved dette reduseres risikoen for at en formasjon blir påvirket av et fluid med egenskaper som har uheldig innvirkning på formasjonen. Another aspect of the invention relates to remote-controlled gaskets which are placed around the periphery of the casing, preferably at least one for each pipe section, the gasket being designed to be releasably placed fluid-tight against the wall of the borehole. The gasket includes means for controlled fluid flow at least in the direction from the downhole end of the casing. In this aspect, it is achieved that a fluid, for example drilling mud, with a specific weight, etc. adapted to the properties of the connecting formation, can be kept enclosed in the part of the annulus outside the casing that is delimited between two gaskets. When the casing is moved downwards in the borehole and drilling mud is supplied to said annulus at the end of the casing's downhole, said contained fluid is pushed through the open fluid passage of its respective overlying packing and into the above section of the annulus. The adapted fluid thus maintains its position in relation to the surrounding formation while the casing is moved downward. When the displacement of the casing is finished, the gaskets are again placed against the borehole wall and the means in the gaskets for fluid flow through are possibly closed by remote control. This reduces the risk of a formation being affected by a fluid with properties that have an adverse effect on the formation.

Pakningene kan fordelaktig omfatte sensorer for overvåking av borehullet, formasjonen og/eller foringsrøret. The gaskets can advantageously include sensors for monitoring the borehole, the formation and/or the casing.

Et annet aspekt ved oppfinnelsen vedrører et fjernstyrt nedi-hullsverktøy, for eksempel en brønntraktor, som er anbrakt i den åpne, uforede brønnboringen i umiddelbar nærhet av og foran (nedenfor) nedihullsendepartiet til foringsrøret, idet nedihullsverktøyet er forsynt med i det minste midler som er innrettet for å bore i brønnformasjonen. Dette muliggjør brønnboring mens fdringsrøret føres fram etter nedihullsverk-tøyet ved hjelp av tyngdekraften og eventuelt ved at nedi-hullsverktøyet er mekanisk tilkoplet et nedihulls endeparti av foringsrøret slik at røret kan trekkes fram ved hjelp av brønntraktoren. Another aspect of the invention relates to a remotely controlled downhole tool, for example a well tractor, which is placed in the open, unlined wellbore in the immediate vicinity of and in front of (below) the downhole end portion of the casing, the downhole tool being provided with at least means which are designed to drill in the well formation. This enables well drilling while the casing pipe is advanced after the downhole tool by means of gravity and possibly by the downhole tool being mechanically connected to a downhole end part of the casing so that the pipe can be pulled forward with the help of the well tractor.

Nedihullsverktøyet står i fluidkommuniserende og signalkommu-niserende forbindelse med en overflateinstallasjon, for eksempel en borerigg, ved at fluid, strøm, styrings- og overvåkingssignaler føres gjennom de dertil egnede ledningene ved foringsrørets vegg samt dertil egnede fleksible ledninger som forbinder f6ringsrørets nedihulls endeparti og nedihullsverk-tøyet . The downhole tool is in a fluid-communicating and signal-communicating connection with a surface installation, for example a drilling rig, in that fluid, current, control and monitoring signals are passed through the appropriate lines at the casing wall as well as suitable flexible lines that connect the end part of the downhole of the casing and the downhole work. the laundry.

Én pakning er anbrakt ved foringsrørets nedihulls ende og avgrenser dermed den åpne brønnboringen til å omfatte et parti som bare strekker seg fra enden av borehullet til foringsrø-rets nedihulls ende. Derved er det bare et kort borehullspar-ti som er gjenstand for hullrensing ved for eksempel spyling med boreslam. One gasket is placed at the casing's downhole end and thus delimits the open wellbore to include a section that only extends from the end of the borehole to the casing's downhole end. Thereby, only a short borehole section is subject to hole cleaning by, for example, flushing with drilling mud.

Oppfinnelsen vedrører særlig en anordning ved et borehullsarrangement hvor et foringsrør for borehull er tildannet av minst én foringsrørseksjon, og hvor det ved et nedihulls endeparti av foringsrøret er anbrakt i det minste ett nedi-hullsverktøy, for eksempel et boreverktøy, kjennetegnet ved at foringsrøret er forsynt med to eller flere rørløp som hver for seg strekker seg sammenhengende gjennom en vesentlig del av foringsrørets lengde og på fluidtett vis er atskilt fra tilstøtende rørløp og fra et utvendig ringrom som er avgrenset av rørets utvendige mantelflate og borehullets vegg. Minst ett rørløp er fortrinnsvis tilordnet i foringsrørets vegg eller på eller ved foringsrørets utvendige mantelflate. The invention relates in particular to a device for a borehole arrangement where a casing for a borehole is formed from at least one casing section, and where at least one downhole tool, for example a drilling tool, is provided at a downhole end of the casing, characterized by the fact that the casing is provided with two or more pipe runs that each extend continuously through a significant part of the casing's length and are fluid-tightly separated from adjacent pipe runs and from an external annulus that is delimited by the pipe's outer mantle surface and the borehole wall. At least one pipe run is preferably assigned in the wall of the casing or on or near the outer casing surface of the casing.

Foringsrøret omfatter fordelaktig én eller flere kanaler som strekker seg i aksial retning på foringsrørets utvendig man-telf late, og f6ringsrøret er innrettet til å kunne motta én eller flere ledninger for fluidtransport eller for overføring av styrings- og/eller overvåkingssignaler mellom en overflateinstallasjon og nedihullsinstallasjoner anbrakt langs foringsrøret eller ved nedihullsendepartiet til foringsrøret. The casing advantageously comprises one or more channels which extend in an axial direction on the casing's outer casing, and the casing is arranged to be able to receive one or more lines for fluid transport or for the transmission of control and/or monitoring signals between a surface installation and downhole installations located along the casing or at the downhole end portion of the casing.

Fåringsrøret er fortrinnsvis forsynt med én eller flere ringformede pakninger som omkranser f6ringsrøret og som er innrettet til på selektivt og fluidkommuniserende vis å avgrense et parti av det utvendige ringrommet ved at pakningen på løs-gjørbart vis er satt mot borehullets vegg. The casing pipe is preferably provided with one or more annular gaskets which encircle the casing pipe and which are designed to selectively and fluid-communicatingly delimit a part of the outer annulus by the gasket being releasably set against the wall of the borehole.

En flerhet av pakningene er alternativt anbrakt på fåringsrø-ret i umiddelbar nærhet av foringsrørets nedihulls endeparti, idet pakningene omfatter midler for selektiv løsgjøring og fastgjøring i forhold til f6ringsrørets utvendige mantelflate samt selektiv fastgjøring mot borehullsveggen. A plurality of the gaskets are alternatively placed on the casing pipe in the immediate vicinity of the casing's downhole end part, as the gaskets include means for selective loosening and fastening in relation to the casing's outer casing surface as well as selective fastening against the borehole wall.

Pakningene er fortrinnsvis forsynt med ett eller flere lukkbare pakningsfluidløp. The seals are preferably provided with one or more closable seal fluid passages.

Pakningsfluidløpene er fordelaktig innrettet til å kunne stenge for fluidpassasje i en valgt retning og samtidig å kunne holde åpent for fluidpassasje i motsatt retning. The packing fluid passages are advantageously arranged to be able to close for fluid passage in a selected direction and at the same time to be able to keep open for fluid passage in the opposite direction.

Pakningsfluidløpene er fordelaktig tildannet som tilbakeslagsventiler. The packing fluid passages are advantageously designed as non-return valves.

Pakningen er fortrinnsvis forsynt med midler for kontrollert fastgjøring og løsgjøring av pakningen i forhold til bore-hulls veggen. The gasket is preferably provided with means for controlled fastening and loosening of the gasket in relation to the borehole wall.

Et endedeksel er fortrinnsvis anbrakt fluidtettende på fSringsørets nedihulls endeparti. An end cover is preferably placed fluid-tight on the end part of the lower hole of the spring tube.

Endedekselet er fortrinnsvis forsynt med ett eller flere lukkbare endedekselfluidløp. The end cover is preferably provided with one or more closable end cover fluid passages.

Endedekselet er fordelaktig forsynt med én eller flere lukkbare gjennomføringer for nedihullsutstyr. The end cover is advantageously provided with one or more closable openings for downhole equipment.

Endedekselfluidløpene er fordelaktig innrettet til å kunne stenge for fluidpassasje i en valgt retning og samtidig å kunne holde åpent for fluidpassasje i motsatt retning. The end cover fluid channels are advantageously arranged to be able to close for fluid passage in a selected direction and at the same time to be able to keep open for fluid passage in the opposite direction.

Fluidløpene er alternativt tildannet som tilbakeslagsventiler. The fluid passages are alternatively designed as non-return valves.

Endedekselet er fordelaktig forsynt med én eller flere på fluidtettende vis lukkbare gjennomføringer for nedihullsutstyr. The end cover is advantageously provided with one or more fluid-tight closable penetrations for downhole equipment.

I et aspekt er nedihullsverktøyet en brønntraktor som er innrettet til å kunne bevege seg i et åpent, ufåret parti av borehullet ved foringsrørets nedihulls endeparti samt å bære midler for bearbeiding av borehullet. In one aspect, the downhole tool is a well tractor that is adapted to be able to move in an open, untracked portion of the wellbore at the downhole end portion of the casing and to carry means for processing the wellbore.

Nedihullsverktøyet er fortrinnsvis på fluidkommuniserende vis forbundet med minst ett av rørløpene i foringsrøret for sirkulasjon av ett eller flere fluid mellom en overflateinstal-las jon og nedihullsverktøyet med retur til overflateinstallasjonen, eventuelt mellom overflateinstallasjonen, nedihullsverktøyet og det åpne borehullet med retur til over-flateins tallas j onen. The downhole tool is preferably fluid-communicatingly connected to at least one of the pipe runs in the casing for circulation of one or more fluids between a surface installation and the downhole tool with return to the surface installation, possibly between the surface installation, the downhole tool and the open borehole with return to the surface installation j one.

Nedihullsverktøyet er fordelaktig mekanisk forbundet med foringsrørets nedihulls endeparti og er innrettet til å kunne trekke foringsrøret inn i det åpne partiet av borehullet. F6ringsrørets nedihulls endeparti er fordelaktig mekanisk forbundet med en trekkanordning på nedihullsverktøyet. The downhole tool is advantageously mechanically connected to the downhole end of the casing and is designed to be able to pull the casing into the open part of the borehole. The downhole end of the guide tube is advantageously mechanically connected to a pulling device on the downhole tool.

Trekkanordningen er fordelaktig en vinsj. The pulling device is advantageously a winch.

Minst ett av nevnte to eller flere løp er fordelaktig forsynt med selektivt lukkbare åpninger i foringsrørets nevnte nedihulls endeparti. At least one of said two or more runs is advantageously provided with selectively closable openings in said downhole end portion of the casing.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med-følgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en prinsippskisse av en gjenomskåret hydrokar-bonbrønn med et boretårn samt fSringsrør, nedi-hullsverktøy og midler for sirkulasjon av et borefluid sammenkoplet med fSringsrøret; Fig. la viser i større målestokk et lengdesnitt Ia-Ia på fig. lb gjennom et nedihulls endeparti av f6ringsrø-ret med et endedeksel samt et foringsrørparti ved en ringrompakning; Fig. lb viser et tverrsnitt Ib-Ib på fig. la av et nedihulls endeparti av foringsrøret ved endedekselet; Fig. 2 viser i samme målestokk som figur 1 et utsnitt av installasjonen med f6ringsrøret i en posisjon klar-gjort for forlengning, idet midlene for sirkulasjon av borefluidet er koplet fra; Fig. 3 viser et utsnitt av installasjonen hvor foringsrøret In what follows, a non-limiting example of a preferred embodiment is described which is visualized in the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows a principle sketch of a cut-through hydrocarbon well with a derrick as well as casing, downhole tools and means for circulation of a drilling fluid coupled to the casing; Fig. la shows on a larger scale a longitudinal section Ia-Ia of fig. 1b through a downhole end part of the casing with an end cover as well as a casing part with an annulus seal; Fig. 1b shows a cross-section Ib-Ib in Fig. leaving a downhole end portion of the casing at the end cap; Fig. 2 shows, on the same scale as Fig. 1, a section of the installation with the guide pipe in a position prepared for extension, the means for circulating the drilling fluid being disconnected; Fig. 3 shows a section of the installation where the casing

er forlenget; is extended;

Fig. 4 viser et utsnitt av installasjonen hvor foringsrøret Fig. 4 shows a section of the installation where the casing

er trukket delvis inn i brønnboringen; og is drawn partially into the wellbore; and

Fig. 5 viser et utsnitt av installasjonen hvor midlene for sirkulasjon av et borefluid er tilkoplet og forings-røret er trukket inn i brønnboringen. Fig. 5 shows a section of the installation where the means for circulation of a drilling fluid are connected and the casing is pulled into the wellbore.

Det henvises først til figurene 1, la og lb. Et boretårn 1 befinner seg ved et borehull 3 som strekker seg gjennom en undergrunnsstruktur 5 og fram til et åpent, det vil si et uforet, nedihulls endeparti 3a, idet borehullet 3 tildanner en borehullsvegg 5a. En vesentlig del av borehullet 3 er forsynt med et foringsrør 11 som omfatter et senterløp 12 samt en rørvegg 13. Rørveggen 13 er forsynt med flere gjennomgående rørløp 13a, 13b som på fluidtett vis er avgrenset fra hverandre og fra senterløpet 12 samt fra et ringrom 14 som er tildannet mellom fåringsrøret 11 og borehullsveggen 5a. Reference is first made to Figures 1, 1a and 1b. A derrick 1 is located at a borehole 3 which extends through an underground structure 5 and up to an open, i.e. an unlined, downhole end part 3a, the borehole 3 forming a borehole wall 5a. A substantial part of the borehole 3 is provided with a casing pipe 11 which comprises a center barrel 12 and a pipe wall 13. The pipe wall 13 is provided with several continuous pipe runs 13a, 13b which are fluid-tightly delimited from each other and from the center barrel 12 as well as from an annulus 14 which is formed between the furrow pipe 11 and the borehole wall 5a.

Foringsrøret 11 er forsynt med flere ringformede pakninger 15 som omkranser foringsrøret 11 og er innrettet til på tettende vis å ligge an mot borehullsveggen 5a, idet ett par nærlig-gende pakninger 15 avgrenser et parti av ringrommet 14 i forhold til tilstøtende ringrompartier som er tildannet av andre pakninger 15. The casing 11 is provided with several annular gaskets 15 which encircle the casing 11 and are arranged to rest against the borehole wall 5a in a sealing manner, with a pair of adjacent gaskets 15 delimiting a part of the annulus 14 in relation to adjacent annulus parts which are formed by other gaskets 15.

Pakningen 15 er forsynt med midler (ikke vist) for kontrollert fastgjøring og løsgjøring av pakningen 15 i forhold til borehullsveggen 5a. Pakningen 15 er også forsynt med pak-ningsf luidløp 15a (se figur la) som er innrettet til å kunne stenge for fluidpassasje i en valgt retning og samtidig å kunne holde åpent for fluidpassasje i motsatt retning. Strøm-ningsretningen for fluid gjennom pakningsfluidløpet 15a er fortrinnsvis fra foringsrørets 11 nedihulls endeparti lia' og mot boretårnet 1. Pakningsfluidløpet 15a er typisk utformet som en tilbakeslagsventil som kan stenges. The gasket 15 is provided with means (not shown) for controlled fixing and loosening of the gasket 15 in relation to the borehole wall 5a. The gasket 15 is also provided with a gasket fluid passage 15a (see Figure 1a) which is designed to be able to close for fluid passage in a selected direction and at the same time to be able to keep it open for fluid passage in the opposite direction. The direction of flow for fluid through the packing fluid passage 15a is preferably from the downhole end part 11a of the casing pipe 11 and towards the derrick 1. The packing fluid passage 15a is typically designed as a non-return valve which can be closed.

Et nedihulls endeparti lia av foringsrøret 11 er forsynt med et fluidtettende endedeksel 11b. Endedekselet 11b er forsynt med fluidløp lic, lid som korresponderer med rørløpene 13a, 13b. Et første endedekselfluidløp lic er forsynt med midler for fluidkommunikasjon mellom rørløpet 13a og et nedihulls-verktøy 21 via en fleksibel ledning 22. Et andre endedeksel-fluidløp lid står i fluidkommunikasjon med det åpne endepartiet 3a til borehullet 3 og med rørløpet 13b. Endedeksel-fluidløpene lic, lid er forsynt med midler lie, llf som er innrettet til selektiv åpning og lukking for fluidstrømning, for eksempel ved hjelp av fjernbetjening. A downhole end portion 11a of the casing 11 is provided with a fluid-tight end cover 11b. The end cover 11b is provided with fluid passages lic, lid which correspond to the pipe passages 13a, 13b. A first end cover fluid passage lic is provided with means for fluid communication between the pipe run 13a and a downhole tool 21 via a flexible line 22. A second end cover fluid run lid is in fluid communication with the open end portion 3a of the borehole 3 and with the pipe run 13b. The end cover fluid passages lic, lid are provided with means lie, llf which are arranged for selective opening and closing for fluid flow, for example by remote control.

Nedihullsverktøyet 21 er typisk en brønntraktor av i og for seg kjent type. The downhole tool 21 is typically a well tractor of a known type.

Endedekselet 11b er også forsynt med en perifert plassert, ringformet endedekselpakning llg som er forsynt med midler (ikke vist) for kontrollert fastgjøring og løsgjøring av en-dedekselpakningen llg i forhold til borehullsveggen 5a. Ende-dekselpakningen llg er på tilsvarende vis som pakningen 15 forsynt med pakningsfluidløp 15a som er innrettet til å kunne stenge for fluidpassasje i en valgt retning og samtidig å kunne holde åpent for fluidpassasje i motsatt retning. Strøm-ningsretningen for fluid gjennom pakningsfluidløpet 15a er fortrinnsvis fra foringsrørets 11 nedihulls endeparti lia' og mot boretårnet 1. The end cover 11b is also provided with a peripherally located, annular end cover gasket 11g which is provided with means (not shown) for controlled attachment and release of the end cover gasket 11g in relation to the borehole wall 5a. The end cover gasket 1lg is, in a similar way to the gasket 15, provided with a gasket fluid passage 15a which is arranged to be able to close for fluid passage in a selected direction and at the same time to be able to keep it open for fluid passage in the opposite direction. The direction of flow for fluid through the packing fluid passage 15a is preferably from the downhole end part 1a' of the casing 11 and towards the derrick 1.

Foringsrøret 11 er utvendig også forsynt med en forsenket kanal 16 (se figur lb) som strekker seg i hele foringsrørets 11 aksiale lengde. Kanalen 16 er innrettet for mottak og fast-holding av for eksempel kabler 17 for framføring av måledata, styringssignal etc. Pakningene 15 og endedekselet 11b er forsynt med fluidtettende kabelgjennomføringer komplementære til kanalen 16. The casing 11 is externally also provided with a recessed channel 16 (see figure 1b) which extends along the entire axial length of the casing 11. The channel 16 is arranged for receiving and holding, for example, cables 17 for the transmission of measurement data, control signal etc. The gaskets 15 and the end cover 11b are provided with fluid-tight cable entries complementary to the channel 16.

Nedihullsverktøyet 21 har form av en borehullstraktor som er forsynt med framdriftsmidler 23a som er innrettet til å være i selektivt inngrep med borehullsveggen 5a. Nedihullsverk-tøyet 21 er via den fleksible ledningen 22, endedekselets 11b første endedekselfluidløp lic, foringsrørets 11 rørløp 13a og en fleksibel pumpeslange 31a på fluidkommuniserende vis forbundet med en pumpe 31 med tilhørende fluidreservoar (ikke vist) plassert ved overflateinstallasjonen. Nedihullsverk-tøyet 21 er også via kablene 17 forbundet med et kontrollsys-tem 33 plassert på eller over terrengoverflaten og som er innrettet til lagring og tolking av måledata, generering av styresignaler etc. The downhole tool 21 has the form of a borehole tractor which is provided with propulsion means 23a which are arranged to be in selective engagement with the borehole wall 5a. The downhole tool 21 is via the flexible line 22, the end cover 11b's first end cover fluid run lic, the casing 11's pipe run 13a and a flexible pump hose 31a fluid-communicatingly connected to a pump 31 with an associated fluid reservoir (not shown) located at the surface installation. The downhole tool 21 is also connected via the cables 17 to a control system 33 placed on or above the ground surface and which is arranged for storing and interpreting measurement data, generating control signals, etc.

Nedihullsverktøyet 21 er typisk forsynt med midler for bearbeiding av borehullet 3, for eksempel en borkrone 24. The downhole tool 21 is typically provided with means for processing the borehole 3, for example a drill bit 24.

Nedihullsverktøyet 21 er også forsynt med en vinsj 23. En strekkfast vaier 23c er strukket mellom vinsjen 23 og foringsrørets 11 endeparti lia og er løsgjørbart fastgjort i dette. Vinsjen 23 er innrettet til ved hjelp av et drivverk drevet av en tilgjengelig energikilde samt fjernstyring å spole inn eller spole ut vaieren 23c. The downhole tool 21 is also provided with a winch 23. A tensile cable 23c is stretched between the winch 23 and the end portion 11a of the casing pipe 11 and is releasably attached to it. The winch 23 is designed to wind in or out the wire 23c by means of a drive driven by an available energy source and remote control.

Nedihullsverktøyet 21 er også innrettet for mottak av fluid under trykk gjennom den fleksible ledningen 22 for bevegelse av framdriftsmidlene 23a, drift av vinsjen 23 og drift av borkrona 24. Nedihullsverktøyet 21 omfatter fluidutløpsåp-ninger (ikke vist) som er innrettet slik at utstrømmende fluid kan spyle det åpne borehullsendepartiet 3a før fluidet strømmer inn gjennom det andre endedekselfluidløpet lid, gjennom det andre rørløpet 13b og via en fleksibel tankled-ning 32a til en fluidoppsamlingstank 32. Fluidet er typisk et boreslam som er innrettet til å kunne ivareta trykkontroll i brønnen, smøre nedihullsverktøyet 21 og å bringe med seg borekaks bort fra borehullet 3. The downhole tool 21 is also arranged for receiving fluid under pressure through the flexible line 22 for movement of the propulsion means 23a, operation of the winch 23 and operation of the drill bit 24. The downhole tool 21 comprises fluid outlet openings (not shown) which are arranged so that the flowing fluid can flush the open borehole end portion 3a before the fluid flows in through the second end cover fluid passage lid, through the second pipe passage 13b and via a flexible tank line 32a to a fluid collection tank 32. The fluid is typically a drilling mud which is designed to be able to take care of pressure control in the well, lubricate the downhole tool 21 and to bring cuttings away from the borehole 3.

Piler angir ordinær strømningsretning for boreslam under boring. Arrows indicate ordinary flow direction for drilling mud during drilling.

Figurene 2-5 viser ulike faser ved forlengelse av borerøret 11 ved at en borerørseksjon lia sammenføyes med borerøret 11 i borerørets 11 øvre ende. Figures 2-5 show various phases in extending the drill pipe 11 by joining a drill pipe section 11a to the drill pipe 11 at the drill pipe 11's upper end.

Ved anvendelse av anordningen ifølge oppfinnelsen tildannes et borehull på ordinært vis ved at det for eksempel drives et foringsrør ned i løsmasser som befinner seg over den struktu-ren det skal bores i, slik at det blir tildannet et foret hull ned til berggrunnen 5. Det tildannes deretter et uforet borehull 3 gjennom berggrunnen 5 så langt det lar seg gjøre uten at borehullsveggen 5a må sikres med f6ringsrør, idet det anvendes et formålstjenlig boreutstyr, for eksempel en ordinær borestreng med roterende borkrone og boreslamtransport gjennom borestrengen til borkrona og retur i ringrommet mellom borestrengen og borehullsveggen. When using the device according to the invention, a borehole is formed in the ordinary way by, for example, driving a casing pipe down into loose masses that are located above the structure to be drilled into, so that a lined hole is formed down to the bedrock 5. an unlined borehole 3 is then formed through the bedrock 5 as far as it can be done without the borehole wall 5a having to be secured with a casing pipe, using appropriate drilling equipment, for example an ordinary drill string with a rotating drill bit and drilling mud transport through the drill string to the drill bit and back into the annulus between the drill string and the borehole wall.

Når boringen nærmer seg en struktur som krever foring av borehullet 3, fjernes boreutstyret. Ved hjelp av den fleksible ledningen 22 og vaieren 23c sammenføyes nedihullsverktøyet 21 med en første foringsrørseksjon lia som er forsynt med et endedeksel 11b i sitt nedihulls endeparti lia'. Ved hjelp av kablene 17 forbindes brønntraktoren 21 med kontrollsystemet 33 for lagring og tolking av måledata, generering av styresignaler etc. When the drilling approaches a structure that requires lining the borehole 3, the drilling equipment is removed. By means of the flexible line 22 and the wire 23c, the downhole tool 21 is joined to a first casing section 11a which is provided with an end cover 11b in its downhole end portion 11a'. By means of the cables 17, the well tractor 21 is connected to the control system 33 for storing and interpreting measurement data, generating control signals, etc.

Nedihullsverktøyet 21 og den første foringsrørseksjonen lia føres ned i borehullet 3. Foringsrøret 11 forlenges med nye seksjoner lia etter behov, idet seksjonene lia sammenføyes på fluidtettende vis slik at sammenhengende rørløp 13a, 13b og kanal 16 strekker seg i hele det sammensatte foringsrørets 11 lengde, og kablene 17 strekkes langs foringsrøret 11 idet kablene 17 legges og fastgjøres i kanalen 16. The downhole tool 21 and the first casing section 11a are guided down into the borehole 3. The casing 11 is extended with new sections 11a as required, the sections 11a being joined in a fluid-tight manner so that connected pipe runs 13a, 13b and channel 16 extend the entire length of the assembled casing 11, and the cables 17 are stretched along the casing 11 as the cables 17 are laid and fixed in the channel 16.

Når nedihullsverktøyet 21 har nådd bunnen av det forborede borehullet 3, og borehullet 3 er foret, klargjøres det for boring og framføring av foringsrør ifølge oppfinnelsen. Pakningene llg, 15 settes mot borehullsveggen 5a. Vektfluid med foreskrevne egenskaper pumpes gjennom ett eller flere rørløp 12, 13a, 13b og ned til det uforede nedihulls endepartiet 3a og opp i ringrommet 14 gjennom pakningsfluidløpene 15a. When the downhole tool 21 has reached the bottom of the pre-drilled borehole 3, and the borehole 3 is lined, it is prepared for drilling and advancement of casing according to the invention. The gaskets llg, 15 are placed against the borehole wall 5a. Weighing fluid with prescribed properties is pumped through one or more pipe runs 12, 13a, 13b and down to the lined downhole end part 3a and up into the annulus 14 through the packing fluid runs 15a.

Nedihullsverktøyet 21 settes i drift idet borefluid ved hjelp av pumpen 31 pumpes gjennom rørløpet 13a til brønntraktoren 21 og framdriftsmidlene 23a samt borkrona 24, idet disse ak-tiviseres ved hjelp av kontrollsystemet 33. Etter hvert som det åpne borehullspartiet 3a forlenges, spyles det med boreslammet som strømmer ut fra nedihullsverktøyets 21 fluidutløp (ikke vist). Boreslammet sammen med borekaks fra boringen strømmer via rørløpet 13b tilbake til overflaten hvor det samles opp i fluidoppsamlingstanken 32, hvoretter det gjen-nomgår behandling på i og for seg kjent vis. Når nedi-hullsverktøyet 21 beveger seg framover under boringen, trekkes fortrinnsvis vaieren 23c ut av vinsjen 23 slik at brønntraktoren ikke utøver en trekkraft på foringsrøret 11. The downhole tool 21 is put into operation as drilling fluid is pumped by means of the pump 31 through the pipe run 13a to the well tractor 21 and the propulsion means 23a as well as the drill bit 24, as these are activated by means of the control system 33. As the open borehole section 3a is extended, it is flushed with the drilling mud which flows out from the downhole tool's 21 fluid outlet (not shown). The drilling mud together with drilling cuttings from the drilling flows via the pipe run 13b back to the surface where it is collected in the fluid collection tank 32, after which it undergoes treatment in a manner known per se. When the downhole tool 21 moves forward during drilling, the wire 23c is preferably pulled out of the winch 23 so that the well tractor does not exert a pulling force on the casing 11.

Når det åpne borehullspartiet 3a har fått en passende lengde, settes nedihullsverktøyet 21 fast mot borehullsveggen 5a på i og for seg kjent vis ved hjelp av framdriftsmidlene 23a. Pakningene llg, 15 løsgjøres fra borehullsveggen 5a, vektfluid pumpes ned i det åpne borehullspartiet 3a og vinsjen 23 star-tes. Foringsrøret 11 trekkes derved innover i borehullet 3 idet vektfluid strømmer gjennom pakningsfluidløpene 15a og inn i ringrommet 14. Idet pakningsfluidløpene 15a er innrettet til fluidstrømning bare i retning bort fra det åpne nedihulls borehullspartiet 3a, vil vektfluidet i vesentlig grad opprettholde sin opprinnelige plass i forhold til den omkringliggende bergstrukturen 5. Derved vil forskyvning av foringsrøret 11 ifølge oppfinnelsen opprettholde en foreskrevet plassering av vektfluid med egenskaper tilpasset de omkringliggende strukturene, de rådende trykkforhoIdene m.m. Når foringsrøret 11 er trukket fram til ønsket posisjon, en-ten ved at det har nådd en ønsket avstand til brønntraktoren 21 eller at en ny foringsrørseksjon lia må skjøtes på for-ingsrørets 11 øvre ende, settes pakningene llg, 15 igjen mot borehullsveggen 5a. When the open borehole portion 3a has been given a suitable length, the downhole tool 21 is fixed against the borehole wall 5a in a manner known per se by means of the propulsion means 23a. The seals 11, 15 are detached from the borehole wall 5a, weight fluid is pumped down into the open borehole portion 3a and the winch 23 is started. The casing 11 is thereby drawn inward into the borehole 3 as weight fluid flows through the packing fluid passages 15a and into the annulus 14. As the packing fluid passages 15a are designed for fluid flow only in the direction away from the open downhole borehole portion 3a, the weight fluid will essentially maintain its original position in relation to the surrounding rock structure 5. Thereby, displacement of the casing 11 according to the invention will maintain a prescribed location of weight fluid with properties adapted to the surrounding structures, the prevailing pressure conditions, etc. When the casing 11 has been pulled forward to the desired position, either because it has reached a desired distance to the well tractor 21 or because a new casing section 11a must be spliced onto the upper end of the casing 11, the gaskets llg, 15 are again placed against the borehole wall 5a.

Når en ny foringsrørseksjon lia skal sammenføyes med fårings-røret 11, frakoples slangene 31a, 32a, en fluidtett sammen-føyning gjennomføres og foringsrørets 11 sammenføyning testes på foreskrevet vis. Etter at slangene 31a, 32a er tilkoplet igjen, gjentas deretter boreoperasjonen og framføringen av foringsrøret 11 slik det er beskrevet ovenfor inntil ønsket lengde av borehullet 3 er nådd og borehullet er foret. When a new casing section 11a is to be joined with the casing pipe 11, the hoses 31a, 32a are disconnected, a fluid-tight joint is carried out and the casing pipe 11 joint is tested in the prescribed manner. After the hoses 31a, 32a are connected again, the drilling operation and the advancement of the casing 11 are then repeated as described above until the desired length of the borehole 3 is reached and the borehole is lined.

Endedekselet 11b kan fordelaktig være forsynt med en gjennom-føring (ikke vist) for bunnhullsverktøy, idet gjennomføringen er fluidtettende lukkbar ved hjelp av for eksempel fjernbetjening fra kontrollsystemet 33. Derved kan bunnhullstrakto-ren 21 etter frigjøring fra endedekselet 11 hentes opp fra borehullet på i og for seg kjent vis, og et annet bunn-hullsverktøy kan føres inn i borehullets 3 åpne endeparti 3a. The end cover 11b can advantageously be provided with a passage (not shown) for downhole tools, as the passage is fluid-tightly closable using, for example, remote control from the control system 33. Thereby, the downhole tractor 21 can, after being released from the end cover 11, be picked up from the borehole on i and in a manner known per se, and another bottom-hole tool can be inserted into the open end portion 3a of the borehole 3.

I en alternativ utførelse kan alle eller en flerhet av pakningene 15 være anbrakt på f6ringsrøret 11 i umiddelbar nærhet av foringsrørets 11 nedihulls endeparti lia når innfø-ringen av foringsrøret 15 i borehullet 3 starter. Pakningene 15 er forsynt med midler (ikke vist) som muliggjør selektiv løsgjøring og fastgjøring av pakningene 15 i forhold til foringsrørets 11 utvendige mantelflate, samt selektiv fast-gjøring av pakningen 15 mot borehullsveggen 5a under forings-rørets framføring i borehullet 3. Derved kan pakningene 15 settes der det er behov for dem ifølge analyser av borehullet 3 . In an alternative embodiment, all or a plurality of the gaskets 15 can be placed on the casing 11 in the immediate vicinity of the casing 11's downhole end part 1a when the introduction of the casing 15 into the borehole 3 starts. The gaskets 15 are provided with means (not shown) which enable selective loosening and fastening of the gaskets 15 in relation to the outer casing surface of the casing pipe 11, as well as selective fastening of the gasket 15 against the borehole wall 5a during the advancement of the casing pipe in the borehole 3. Thereby, the gaskets can 15 are placed where there is a need for them according to analyzes of the borehole 3.

Claims

1. Device for a borehole arrangement where a guide pipe (11) for borehole (3) is formed from at least one casing pipe section (lia), and where at a downhole end part (lia') of the casing pipe (11) is placed at least one downhole tool (21), for example a drilling tool, characterized in that the casing (11) is provided with two or more pipe runs (12, 13a, 13b) which each extend continuously in a substantial part of the casing (11) length and in a fluid-tight manner is separated from adjacent pipe runs (12, 13b, 13a) and from an external annulus (14) which is delimited by the external casing surface of the pipe (11) and a borehole wall (5a).

2. Device according to claim 1, characterized in that at least one pipe run (13a, 13b) is assigned to the wall (13) of the casing (11).

3. Device according to claim 1, characterized in that at least one pipe run (13a, 13b) is assigned to or at the outer casing surface of the casing pipe (11).

4. Device according to claim 1, characterized in that the casing (11) comprises one or more channels (16) which extend in an axial direction in the outer casing surface of the casing (11) and are designed to be able to receive one or more wires (17 ) for fluid transport or for the transmission of control and/or monitoring signals between a surface installation (31, 33) and downhole installations (11b, 15, 21) placed along the casing pipe (11) or at the casing's (11) downhole end part (lia').

5. Device according to claim 1, characterized in that the casing (11) is provided with one or more annular gaskets (llg, 15) which surround the casing (11) and are designed to selectively and in a fluid-communicating manner delimit a part of it outer annulus (14) in that the gasket (llg, 15) is releasably set against the borehole (3) wall (5a).

6. Device according to claim 5, characterized in that a plurality of the gaskets (15) are placed around the casing pipe (11) in the immediate vicinity of the end part (lia) of the casing pipe (11)'s downhole, the gaskets (15) comprising means for selective loosening -ring and fastening in relation to the outer casing surface of the casing pipe (11) as well as selective fastening against the borehole wall (5a) at an arbitrary place in the axial extent of the casing pipe (11).

7. Device according to claim 5, characterized in that the seals (15) are provided with one or more closable seal fluid passages (15a).

8. Device according to claim 7, characterized in that the packing fluid passages (15a) are designed to be able to close for fluid passage in a selected direction and at the same time to be able to keep open for fluid passage in the opposite direction.

9. Device according to claim 7, characterized in that the packing fluid passages (15a) are designed as non-return valves.

10. Device according to claim 5, characterized in that the gasket (llg, 15) is provided with means for controlled attachment and release of the gasket (llg, 15) in relation to the borehole wall (5a).

11. Device according to claim 1, characterized in that an end cover (11b) is fluid-tightly placed on the end part dia') of the lower hole of the liner (11).

12. Device according to claim 11, characterized in that the end cover (11b) is provided with one or more closable end cover fluid passages (lic, lid).

13. Device according to claim 12, characterized in that the end cover fluid passages (lic, lid) are designed to be able to close for fluid passage in a selected direction and at the same time to be able to keep open for fluid passage in the opposite direction.

14. Device according to claim 12, characterized in that the end cover fluid passages (lic, lid) are designed as non-return valves.

15. Device according to claim 11, characterized in that the end cover (11b) is provided with one or more through-holes for downhole tools (21) that can be closed in a fluid-tight manner.

16. Device according to claim 1, characterized in that the downhole tool (21) is a borehole tractor which is designed to be able to move in an open, unguided part (3a) of the borehole (3) at the downhole end part (lia) of the casing pipe (11) ') as well as carrying means (24) for processing the borehole (3, 3a).

17. Device according to claim 16, characterized in that the downhole tool (21) is fluid-communicatingly connected to at least one of the pipe runs (12, 13a, 13b) in the casing (11) for circulation of one or more fluids between a surface installation (31, 32) and the downhole tool (21) with return to the surface installation (31, 32), possibly between the surface installation (31, 32), the downhole tool (21) and the open borehole (3a) with return to the surface installation (31, 32) ).

18. Device according to claim 16, characterized in that the downhole tool (21) is mechanically connected to the downhole end part (lia') of the casing (11) and is designed to be able to pull the casing (11) into the open part (3a) of the drill hole (3).

19. Device according to claim 18, characterized in that the downhole end part (lia') of the casing pipe (11) is mechanically connected to a pulling device (23) on the downhole tool (21).

20. Device according to claim 19, characterized in that the traction device (23) is a winch.

21. Device according to claim 1, characterized in that at least one of said two or more pipe runs (12, 13a, 13b) is provided with selectively closable openings (lic, lid) in the end part (lia') of said lower hole of the guide pipe (11) .