NO324489B1 - Ekspanderbar borebronn stabilisator - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en stabilisator for å stabilisere et rørformet element som strekker seg i en borebrønn boret inn i en jordformasjon. Det rørformete elementet er for eksempel en foring som skal bli sementert i borebrønnen. Vanligvis er det ønskelig at foringen er plassert sentralt i borebrønnen før og under sementering for å forsikre seg at det ringformete sementlaget mellom foringen og borebrønnsveggen fremskaffer tilstrekkelig isolasjon både i radial og langsgående retning. I spesifikasjonen nedenfor er begrepene "stabilisator" og "sentraliserer" benyttet, hvor begge refererer til den samme meningen.

Forskjellige typer av stabilisatorer har blitt benyttet for å stabilisere og sentralisere et rørformet element, slik som en foring, i en borebrønn. Én slik sentraliserer er en buesentraliserer som er fremskaffet med fjærliknende armer som strekker seg mot borebrønnveggen. Imidlertid, slike kjente stabilisatorer er mindre anvendelige for rørformete elementer som skal være radialt ekspandert i borebrønnen.

Av kjent teknikk kan nevnes US 2 035 637 og WO 99/18328.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å fremskaffe en forbedret stabilisator, som tilstrekkelig stabiliserer eller sentraliserer et ekspanderbart rørformet element i en borebrønn.

I henhold til oppfinnelsen er det fremskaffet en stabilisator for et radialt utvidbart rørformet element som strekker seg i en borebrønn boret inn i en jordformasjon, hvor stabilisatoren omfatter et radialt utvidbart rørformet element utvalgt fra en seksjon av det rørformete elementet, og en muffe som omkranser det rørformete elementet, og minst én stabilisatorarm tilkoplet til det rørformete elementet, hvor hver arm er bevegelig fra en radialt tilbaketrukket posisjon til en radialt utvidet posisjon ved handlingen av en fjærkraft, hvor stabilisatoren ytterligere omfatter låsende midler anordnet for å låse armen i den tilbaketrukkete posisjonen når det rørformete elementet er i den ikke-utvidete formen og å frigjøre armen ved radial ekspansjon av det rørformete elementet for å tillate armen å bevege seg til utvidet posisjon av denne.

Det er derved oppnådd at, ved radial ekspansjon av det rørformete elementet i borebrønnen, strekker det rørformete elementet i omkretsretningen slik at de låsende midlene blir frigjort og hver arm er beveget av fjærkraften til sin radialt utvidete posisjon. Armene kommer derved forhåndsbelastet mot borebrønnsveggen og stabiliserer/ sentraliserer det rørformete elementet i borebrønnen.

Passende er hver arm integrert tilkoplet til det rørformete elementet, og fjærkraften kommer fra elastisk deformasjon av armen relativ til deltakerelementet når armen er i sin tilbaketrukkete posisjon.

For å gjøre installasjonen av det rørformete elementet lettere i borebrønnen, er det foretrukket at armen, når i tilbaketrukket posisjon av denne, strekker seg i hovedsakelig omkretsretning av det rørformete elementet.

Fortrinnsvis omfatter stabilisatoren et mangfold av de nevnte armer omfattende minst to av de nevnte armene plassert hovedsakelig ved samme periferiske posisjon og ved utvalgt gjensidig akselavstand.

For å oppnå tilstrekkelig sentralisering av det rørformete elementet i borebrønnen, omfatter stabilisatoren passende et mangfold av de nevnte armer omfattende minst tre armer ved utvalgt gjensidig periferisk avstand.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med noen utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der figur 1 er et skjematisk perspektiv av et utvidbart, rørformet element fremskaffet med en utførelse av en stabilisator i henhold til oppfinnelsen, figur 2 viser skjematisk tverrsnittet 2-2 til figur 1, figur 3 viser skjematisk det rørformete elementet i figur 1 etter radial utvidelse av dette og figur 4 viser skjematisk tverrsnittet 4-4 til figur 3.

Med referanse til figurene 1 og 2 er det vist et rørformet element i form av en foring 4, forut for radial ekspansjon av dette, til en borebrønn (ikke vist) dannet i en jordformasjon. Foringen er fremskaffet med en stabilisator 6 for å stabilisere og/eller sentralisere foringen 4 i borebrønnen. Stabilisatoren 6 omfatter et radialt ekspanderbart rørformet element i form av en muffe 8 omkransende foringen 2. Muffen 8 er fremskaffet med langsgående slisser 10 (kun noen av slissene er vist for å lette referansen) som er overlappende i langsgående retning, slik at kun en liten ekspansjonskraft er påkrevd for radialt å utvide muffen 8. Videre er muffen 8 fremskaffet med tre utkuttete deler 12, 12', 12" jevnt plassert langs omkretsen til muffen 8, hvorved i figur 1 kun én utkuttet del 12 er vist for å lette referansen. De andre to utkuttete delene 12', 12" er tilsvarende i form og størrelse til den utkuttete delen 12.

Den utkuttete delen 12 er dannet av fire rektangulære utkuttete seksjoner 14, 15, 16, 17 som er sammenkoplet av et langsgående kutt 18. De utkuttete seksjonene 14, 15, 16, 17 og langsgående kutt 18 definerer tre rektangulære armer 19, 20, 21 i helhet tilkoplet til den gjenværende delen av muffen 8.

Det langsgående kuttet 18 strekker seg på skrått relativt til den periferiske retningen til muffen 8 som derved definerer skråstilte periferiske endeoverflater 24, 26, 28 til de respektive armene 19, 20, 21 og den komplementært skråstilte periferiske endeoverflaten 30 til den gjenværende delen av muffen 8.

Som vist i figur 2 er de skråstilte endeoverflatene 24, 26, 28 til armene 19, 20, 21 låst bak den skråstilte endeoverflaten 30 av den gjenværende delen til muffen 8, som derved tilbakeholder armene 19, 20, 21 i en radial tilbaketrukket posisjon. Hver arm 19, 20, 21 har blitt plastisk deformert på en måte hvor armene inntar en radialt utvidet posisjon (som vist i figur 3) når de ikke lenger er tilbakeholdt radialt, og at armen er utsatt for elastisk deformering når radialt tilbaketrukket (som vist i figur 2).

Referanse er videre gjort til figurene 3 og 4 som viser foringen 4 og stabilisatoren 6 etter radial ekspansjon av foringen 4 og muffen 8. De skråstilte endeoverflatene 24, 26, 28 til armene 19, 20, 21 er ikke lenger låst bak den skråstilte endeoverflaten 30 til den gjenværende delen av muffen 8, og som et resultat er armene 19, 20, 21 strukket ut i deres respektive radiale utvidete posisjoner.

Under normal drift er foringen 4 fremskaffet med stabilisatoren 4 hvorved muffen 8 er anordnet rundt foringen 4, og armene 19, 20, 21 er i deres tilbaketrukkete posisjoner. Påfølgende er foringen senket inn i borebrønnen og radialt ekspandert av for eksempel å dytte eller å trekke et utviderelement gjennom foringen 4. Sementslurry er pumpet inn i det ringformete rommet mellom borebrønnveggen og foringen 4 før eller etter ekspansjonen av foringen 4.

Idet foringen 4 ekspanderer radialt, er muffen 8 også radialt ekspandert. Slissene 10 til muffen 8 åpner derved opp slik at kraften påkrevd for å utvide muffen er relativt liten. Muffen 8 strekker seg i periferisk retning som et resultat av sin radiale ekspansjon, og derved blir de skråstilte endeoverflatene 24, 26, 28 til de respektive armene 19, 20, 21 frigjort fra den skråstilte endeoverflaten 30 til den gjenværende delen av foringen 4. Hver arm 19, 20, 21 fjærer radialt utover mot borebrønnveggen ved frigjøring av sin skråstilte endeoverflate 24, 26, 28 fra endeoverflaten 30 på grunn av frigjørelse av den elastiske deformerbare energien oppbevart i armen når armen er radialt tilbakeholdt. Den radiale posisjonen til armene 19, 20, 21 etter frigjøringen er vist i figur 3.

Armene 19, 20, 21 er dimensjonert slik at tuppen av armene, etter frigjøring av armene, blir forhåndsbelastet mot borebrønnveggen og dermed sentraliserer og stabiliserer foringen 4 i borebrønnen.

Istedenfor at muffen er fremskaffet med langsgående slisser, kan muffen være fremskaffet med en konfigurasjon av hull.

Videre, istedenfor å sementere foringen i borebrønnen, kan én eller et antall av alternative ringromstetningsmidler bli benyttet i det ringformete rommet mellom foringen og borebrønnveggen.

Claims (10)

1. Stabilisator for et radialt utvidbart rørformet element som strekker seg i en borebrønn boret inn i en jordformasjon, idet stabilisatoren omfatter et radialt utvidbart rørformet element utvalgt fra en seksjon av det rørformete elementet og en muffe omkransende det rørformete elementet, og minst én stabilisatorarm tilkoplet til det rørformete elementet,karakterisert vedat hver arm er bevegelig fra en radialt tilbaketrukket posisjon til en radialt utvidet posisjon ved kraft av en fjærkraft, hvor stabilisatoren videre omfatter låsende midler anordnet til å låse armen i en tilbaketrukket posisjon når det rørformete elementet er i en ikke-ekspandert form og for å frigjøre armen ved radial ekspansjon av det rørformete elementet for å tillate armen å bevege seg til den utvidete posisjonen til denne.

2. Stabilisator i henhold til krav 1,karakterisert vedat armen er i sin helhet tilkoplet til det rørformete elementet og hvor fjærkraften kommer fra elastisk deformering av armen relativ til det tilhørende element når armen er i en tilbaketrukket posisjon til denne.

3. Stabilisator i henhold til krav 2,karakterisert vedat armen er definert av en utkuttet del til det rørformete elementet.

4. Stabilisator i henhold til krav 3,karakterisert vedat armen, når i tilbaketrukket posisjon av denne, strekker seg hovedsakelig i omkretsretningen til det rørformete elementet.

5. Stabilisator i henhold til ett av kravene 2-4,karakterisert vedat det låsende midlet omfatter en periferisk endeoverflate til armen, hvor den nevnte endeoverflaten strekker seg på skrått relativ til den periferiske retningen av det rørformete elementet.

6. Stabilisator i henhold til krav 5,karakterisert vedat det låsende midlet videre omfatter en periferisk endeoverflate til det rørformete elementet, hvilken endeoverflate er skråstilt relativt til den periferiske retningen av det rørformete elementet, hvor den respektive endeoverflaten til armen og det rørformete elementet har en komplementær inklinasjon.

7. Stabilisator i henhold til ett av kravene 1-6,karakterisert vedå omfatte et mangfold av de nevnte armer omfattende minst to av de nevnte armene plassert ved hovedsakelig den samme periferiske posisjon og med utvalgt gjensidig aksial avstand.

8. Stabilisator i henhold til ett av kravene 1-7,karakterisert vedå omfatte et mangfold av de nevnte armer som omfatter minst tre armer med utvalgt gjensidig periferisk avstand.

9. Stabilisator i henhold til ett av kravene 1-8,karakterisert vedat muffen er et ekspanderbart slisset, rørformet element.

10. Stabilisator i henhold til ett av kravene 1-9,karakterisert vedat det rørformete elementet er en foring som strekker seg inn i borebrønnen.