NO326617B1 - Fremgangsmate og anordning for fresing av apninger i nedihullskonstruksjoner - Google Patents
Fremgangsmate og anordning for fresing av apninger i nedihullskonstruksjoner Download PDFInfo
- Publication number
- NO326617B1 NO326617B1 NO20015561A NO20015561A NO326617B1 NO 326617 B1 NO326617 B1 NO 326617B1 NO 20015561 A NO20015561 A NO 20015561A NO 20015561 A NO20015561 A NO 20015561A NO 326617 B1 NO326617 B1 NO 326617B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- milling
- cutters
- cutter
- deflection
- string
- Prior art date
Links
- 238000003801 milling Methods 0.000 title claims abstract description 171
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 24
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 23
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 14
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
- E21B29/06—Cutting windows, e.g. directional window cutters for whipstock operations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/067—Deflecting the direction of boreholes with means for locking sections of a pipe or of a guide for a shaft in angular relation, e.g. adjustable bent sub
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Milling Processes (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Avlederkile-fri freseanordning og -fremgangsmåte for anvendelse i en brønnboring med en første konstruksjon (f.eks. en rørformig konstruksjon så som et foringsrør, et forlengningsrør eller en annen rørformig konstruksjon) inkluderer et understøttingselement, minst én fres understøttet av understøttingselementet og en avbøyningsanordning for å bøye av den minst ene fresen slik at den bringes i kontakt med den første konstruksjonen for å frese en åpning i den første konstruksjonen. 1 ett eksempel er åpningen et vindu kuttet gjennom et foringsrør eller forlengningsrør for å endre brønnboringens bane eller for å skape en sidegren fra brønnboringen i en flergrenet brønn. I et annet eksempel kan det skapes én eller flere slisser i foringsrøret eller forlengningsrøret for å muliggjøre forplantning av elektromagnetiske (EM) bølger gjennom det slissede foringsrøret eller forlengningsrøret for å undersøke beskaffenheten av den omkringliggende formasjonen. I nok et ytterligere eksempel kan det anbringes sensorer, følere og andre måleanordninger i et vindu eller en utenforliggende lomme frest ut med den avlederkile-frie freseanordningen. Avbøyningen av den minst ene fresen styres av en avbøynings-aktueringsenhet som aktiveres som respons på rotasjon av en roterbar aksel. Rotasjonen av den roterbare akselen forårsaker også at den minst ene fresen roterer. Når den minst ene fresen bøyes av og bringes i kontakt med den første konstruksjonen, kutter den åpningen inn i den første konstruksjonen. Mens den minst ene fresen fortsatt roterer styres den lengderettede forflytningen av den minst ene fresen med en innmatings-aktuatorenhet på en slik måte at det skapes en åpning med den ønskede lengden.
Description
Foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåter og anordninger for fresing av åpninger i nedihullskonstruksjoner i et borehull.
For å produsere hydrokarboner fra en underjordisk formasjon eller for å injisere fluider inn i en underjordisk formasjon bores det brønner gjennom undergrunnen til den ønskede formasjonen. Slike borehull kan være vertikale, skrå eller horisontale brønnboringer. Brønner kan også være awiksbrønner, som har mange sidegrener som forløper fra en moderbrønnboring (også betegnet hovedboringen).
Etter at det er boret en brønnboring inn i undergrunnen kles den typisk med foringsrør eller en annen type forlengningsrør. Foringsrør forløper fra brønnoverflaten og et stykke inn i brønnboringen. I enkelte brønner anvendes også forlengningsrør for å fore andre deler av en brønnboring.
I noen tilfeller kan det være ønskelig å endre banen til en brønnboring etter at brønnboringen er boret og foringsrøret eller forlengningsrøret er sementert i brønnboringen. Endringen av banen kan være ønsket for bedre å komme til produksjonssonene av en formasjon. Videre kan det bores sidegrener fra en hovedboring med et foringsrør eller forlengningsrør for å tilveiebringe en avviksbrønn.
For å endre brønnboringens bane eller for å legge til en sidegren skapes det vinduer i foringsrøret eller forlengningsrøret for å muliggjøre boring av sidegrenen. Foringsrør- eller forlengningsrørvinduet kuttes generelt ut med en freseenhet med én eller flere freser. Fresenes periferiflater er i alminnelighet dekket med slipe- eller kutteinnsetninger laget av et hardt materiale, så som sintret wolframkarbidkomponenter brasert (braised) på en stålstamme. Fresene er konstruert for å kutte gjennom et stålforingsrør eller -forlengningsrør. Et avbøyningsverktøy, betegnet en avlederkile (eng: whipstock), anbringes van-ligvis i brønnboringen før freseenheten føres inn i brønnboringen. Avlederkilen anbringes i nærheten av utgangsstedet for sideboringen. Avlederkilen tilveiebringer en skrå overflate som leder fresene i freseenheten inn i det inntil-liggende foringsrøret eller forlengningsrøret. Avlederkilen skyver freseenheten mot foringsrørets eller forlengningsrørets vegger under påvirkning av en nedoverrettet kraft på freseenheten.
Selv om en avlederkile forventes å tåle en viss grad av skade fra fresingen kan det være vanskelig å forutsi hvor mye materiale som er igjen av avlederkilen etter at fresingen er gjennomført. I tillegg, etter at freseopera-sjonene er fullført, kan det være vanskelig å tilbakehente den skadde avlederkilen, hvilket kan føre til en alvorlig avsperring av brønnen og påfølgende oppgivelse av brønnseksjonen nedenfor avlederkilen. I tillegg kan ikke konvensjonelle freseenheter tilveiebringe en adekvat styring av vinduets geometri. Videre er anvendelse av avlederkiler for freseoperasjoner også tidkrevende siden avlederkilen settes i brønnboringen før freseenheten og deretter må tilbakehentes etter at fresingen er gjennomført.
Det kan også oppstå vanskeligheter når en anvender avlederkiler for undersjøiske freseoperasjoner. Ved undersjøiske anvendelser innføres typisk en freseenhet fra et sjøfartøy gjennom et marint stigerør til brønnhodeutstyr ved havbunnen. Freseenheten senkes inn i den undersjøiske brønnboringen gjennom brønnhodeutstyret og føres til en seksjon der det er anbrakt en avlederkile. I motsetning til landbrønner kan imidlertid freseenhetens stabilitet være et problem på grunn av at sjøfartøyet beveges opp og ned. En slik vertikal bevegelse kan forårsake betydelig skade på freseenheten eller avlederkilen og forhindre ytterligere freseoperasjoner. En konvensjonell løsning på dette pro-blemet er å anvende en innmatingsstyremekanisme i brønnhodeutstyret for å begrense den vertikale bevegelsen av freseenheten som kan forekomme fordi fartøyet beveger seg. Dette tilfører imidlertid ekstra kompleksitet til brønnhode-utstyret, hvilket øker kostnadene og reduserer påliteligheten.
US 5 778 980 beskriver et enkelttursverktøy for skjæring av et under-grunnsvindu gjennom et brønnforingsrør, og installasjon av en forankrings og orienteringshylse i foringsrøret tilstøtende vinduet for etterfølgende nedihulls brønnprosedyrer og installasjon av utstyr.
GB 2 348 660 beskriver et fresesystem med en vindusfres og en ledekile som kan bli innført, satt og drevet for å åpne et vindu i et foringsrør under en enkelt tur.
Det er således et behov for en forbedret fremgangsmåte og anordning for fresing av vinduer eller andre åpninger i brønnforingsrør eller -forlengningsrør eller andre nedihullskonstruksjoner.
Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fresestreng for anvendelse i en brønnboring med en første konstruksjon, omfattende en understøttingsenhet med en første ende og en andre ende og minst to freser tilveiebrakt på under-støttingsenheten mellom den første og den andre enden. En avbøynings-anordning er festet til understøttingsenheten for å avbøye en andel av under-støttingsenheten med hensyn til en annen andel av understøttingsenheten for å bøye av minst en av fresene slik at den bringes i kontakt med den første konstruksjonen for å skape en åpning i den første konstruksjonen. De minst to fresene kan avbøyes i forhold til hverandre.
Generelt, ifølge én utførelsesform, omfatter en fresestreng for anvendelse i en brønnboring med en første konstruksjon en understøttingsenhet med en første og en andre ende, minst én fres på understøttingsenheten mellom den første og den andre enden og en avbøyningsanordning festet til understøttings-enheten for å bøye av den minst ene fresen slik at den bringes i kontakt med den første konstruksjonen for å frese en åpning i konstruksjonen.
Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for anvendelse i en brønnboring bekledd med et forlengningsrør. Fremgangsmåten omfatter inn-føring av et freseverktøy omfattende minst to freser inn i brønnboringen. De minst to fresene er montert på en av understøttingsenhet med en første andel og en andre andel forbundet med et svingeledd avbøyning av den første og andre andelen ved svingeleddet i forhold til hverandre på en slik måte at minst en første av fresene bringes i kontakt med forlengningsrøret og minst to fresene avbøyes med hensyn til hverandre. Den minst ene fresen roteres for å frese ut en åpning i forlengningsrøret.
Andre egenskaper og utførelsesformer vil fremgå av den etterfølgende beskrivelsen, fra figurene og fra patentkravene.
Figur 1 illustrerer en utførelsesform av et freseverktøy.
Figurene 2A-2D illustrerer operasjonen av freseverktøyet i figur 1 ifølge én utførelsesform. Figurene 3A-3D illustrerer frese- og boreoperasjoner ifølge én utførelses-form. Figurene 4A-4B illustrerer avbøyning av en fres i freseverktøyet i figur 1 samt dannelsen av et vindu og en sidelomme i et forlengningsrør ved anvendelse av freseverktøyet i figur 1. Figurene 5A-5B er seksjonssnitt av én utførelsesform av et freseverktøy. Figur 6 illustrerer et forlengningsrør tilveiebrakt med aksielle slisser ifølge én utførelsesform. Figur 7 er et tverrsnitt av en andel av det slissede forlengningsrøret i figur 6. Figurene 8 og 9 illustrerer et overvåkingsverktøy for anvendelse med det slissede røret i figur 7 for å gjøre målinger av den omkringliggende formasjonen. Figur 10 illustrerer den elektromagnetiske interaksjonen mellom en spoleantenne og en dekselenhet i overvåkingsverktøyet i figurene 8-9. Figur 11A illustrerer et sensorsystem som inneholder overvåkings-verktøyet i figurene 8-9 og som er utplassert inne i det slissede røret i figur 6. Figur 11B illustrerer den elektromagnetiske interaksjonen mellom sensorsystemet og det slissede røret. Figurene 12A og 12B illustrerer fordelingen av transversale magnet-bølger med sensorsystemet og det slissede røret i figurene 11A-11B. Figur 13 illustrerer et freseverktøy for å skape de aksielle slissene i for-lengningsrøret i figur 6, ifølge én utførelsesform. Figur 14 illustrerer utplassering av overvåknings- og styreanordninger, inklusive sensorer, i en sidelomme i et forlengningsrør laget med et frese-verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen.
I den følgende beskrivelsen beskrives en rekke detaljer for å gi en for-ståelse av foreliggende oppfinnelse. Fagfolk på området vil imidlertid forstå at foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten disse detaljene og at en rekke varianter og modifikasjoner av de beskrevne utførelsesformene kan være mulige.
Betegnelser som "opp" og "ned"; "øvre" og "nedre"; "oppover" og "nedover"; og andre liknende betegnelser som angir relative posisjoner ovenfor eller nedenfor et gitt punkt eller element, anvendes i denne beskrivelsen for å tydeliggjøre enkelte utførelsesformer av oppfinnelsen. Når de anvendes om utstyr og fremgangsmåter for anvendelse i brønner som er skrå eller horisontale, kan imidlertid slike betegnelser henvise til en "venstre mot høyre" eller "høyre mot venstre" -relasjon eller en annen relasjon etter hva som passer.
Ifølge noen utførelsesformer av oppfinnelsen anvendes et avlederkilefritt freseverktøy for fresing av vinduer i foringsrør eller forlengningsrør for å endre banen til en brønnboring eller for å skape sideboringer forløpende ut fra en hovedboring. Når den anvendes nedenfor er betegnelsen "forlengningsrør" ment å bety enten et foringsrør eller et forlengningsrør. I tillegg, i andre ut-førelsesformer, kan freseverktøyet frese åpninger i andre nedihullskonstruksjoner enn forlengningsrør. Slike andre nedihullskonstruksjoner kan inkludere produksjonsrør, rørelementer eller enhver annen kanal som kan anbringes i en brønnboring. Nedihullskonstruksjonene kan være enten rørformige eller ikke-rørformige konstruksjoner. Generelt innbefatter nedihullskonstruksjon således foringsrør, forlengningsrør, rørelementer, produksjonsrør og hvilke som helst andre konstruksjoner utplassert i en brønnboring.
Ved å anvende et avlederkilefritt freseverktøy unngår en forskjellige begrensninger som følger med en freseavlederkile. For eksempel unngår en skader på avlederkilen under freseoperasjoner og vanskelighetene som følger med slike skader, noe som gir tids- og kostbesparelser. Ved ikke å anvende en avlederkile for fresingen unngår en utplassering og tilbakehenting av denne. Det avlederkilefrie freseverktøyet ifølge noen utførelsesformer kan anvendes i sterkt skrådde og dype intervensjonsbrønner. I tillegg muliggjør noen utførelsesformer aksess gjennom produksjonsrør, i motsetning til konvensjonelle freseenheter som tar hele den innvendige diameteren av forlengningsrøret. Videre kan en for undersjøiske anvendelser unngå skader som følge av interaksjonen mellom et freseverktøy og en frese-avlederkile på grunn av oppover-og-nedover bevegelse av sjøfartøyet. Generelt bedres således fleksibiliteten og hensikts-messigheten ved å anvende et freseverktøy som ikke er avhengig av en avlederkile.
For andre anvendelser kan det avlederkilefrie freseverktøyet anvendes for å skape én eller flere aksielle slisser langs forlengningsrøret for å gjøre det mulig for et overvåkingsverktøy tilveiebrakt inne i forlengningsrøret å gjøre målinger av formasjonen som omgir forlengningsrøret. Overvåkingsverktøyet inne i forlengningsrøret genererer elektromagnetiske (EM) bølger som forplantes gjennom de aksielle slissene for å måle beskaffenheten av den omkringliggende formasjonen. EM-strålingen forplantes i en modus som er kjent som elektrisk overførings- (TE) modus.
Etter at et forlengningsrør er satt i et borehull kan det være ønskelig å foreta målinger av en andel av en nedihullsformasjon. For eksempel kan én eller flere formasjonssoner over tid tømmes eller begynne å ta inn vann. Det kan således være ønskelig å identifisere en annen sone. For å gjøre dette senkes et avlederkilefritt freseverktøy ifølge noen utførelsesformer ned til det ønskede dypet, der det freser ut de aksielle slissene. Etter at de aksielle slissene er laget tilbakehentes freseverktøyet og det føres inn et overvåkings-verktøy i brønnboringen til et område nær de aksielle slissene for å gjøre målinger.
I nok en ytterligere anvendelse tilveiebringer et vindu laget i forlengnings-røret med et avlederkilefritt freseverktøy en sidelomme der det kan utplasseres forskjellige typer overvåknings- og styreanordninger (inklusive sensorer og målere). Det avlederkilefrie freseverktøyet gjør det mulig å frese ut en åpning med den ønskede posisjoneringen og geometrien, slik at det blir mulig å utplassere anordningene i åpningen.
Med henvisning til figur 1 utplasseres, ifølge én utførelsesform, et avlederkilefritt freseverktøy 12 (ført med en borestreng, et spiralrør, en kabel eller en annen mekanisme som ikke er vist) i en brønnboring bekledd med et for-lengningsrør 10. Det avlederkilefrie freseverktøyet 12 inkluderer en motor 14 (eksempelvis en positiv forskyvningsmotor) som er koplet til en svingbar enhet 16 som innbefatter en fresemekanisme 18 med én eller flere freser. Frese-verktøyet 12 inkluderer også en avbøynings- og innmatings-styreenhet 20 samt en forankrings- og låseanordning 22 som hjelper til med å holde verktøyet 12 i en forbestemt posisjon i brønnboringen. Forankrings- og låseanordningen 22 er én utførelsesform av et understøttingselement for å opprettholde en aksiell eller longitudinal posisjon for en andel av freseverktøyet. For eksempel kan forankrings- og låseanordningen 22 inkludere et anker.
Fresemekanismen 18 er tilveiebrakt mellom de to endene av en under-støttingsenhet (som inkluderer forskjellige komponenter i freseverktøyet 12 for å holde fresemekanismen 18). Den nedre enden av understøttingsenheten enga-sjeres i forankrings- og låseanordningen 22 og den øvre enden av under-støttingsenheten er koplet til motoren 14. Fresemekanismen 18 er tilveiebrakt mellom de to endene av understøttingsenheten på en slik måte at avbøyningen av understøttingsenheten tillater fresemekanismen 18 å beveges radielt for å engasjere en nedihuilskonstruksjon.
Etter at freseverktøyet 12 er innført til et ønsket dyp aktiveres motoren 14 for å starte rotasjonen av en roterbar aksel i svingeleddsenheten 16. Rotasjon av akselen gjør at deler av freseverktøyet bøyes av slik at fresemekanismen 18 bringes i kontakt med en innvendig overflate av forlengningsrøret 10.1 én ut-førelsesform, etter avbøyningen av deler av freseverktøyet 12, forårsaker lengderettet (oppover eller nedover) bevegelse av den ene eller de flere fresene 18 med avbøynings- og innmatings-styreenheten 20 at det skapes en ønsket åpning eller et vindu i forlengningsrøret 10.
I en alternativ utførelsesform kan motoren 14 erstattes med en fluidturbin eller en annen type roterende kraftgenerator nedihulls. I stedet for å ha en motor eller generator nedihulls kan freseverktøyet 12 også drives fra brønn-overflaten med konvensjonelt roterende boringsmaskineri. Et annet alternativ er å kombinere nedihulls- og overflategenerert rotasjonskraft.
Forankrings- og låseanordningen 22 kan inkludere forankrings- og orienteringsnøkler (ikke vist) for å sikre verktøyet 12 i en forbestemt posisjon og orientering i brønnboringen. Nøklene i forankrings- og låseanordningen 22 passer sammen med en tilhørende forankringsprofilandel av forlengningsrøret 10 eller i en spesialkonstruert indekseringspakning (ikke vist). Forankrings- og låseanordningen 22 kan låses ved å anvende en vekt mot freseverktøyet 12 som trigger en låsemekanisme. Låsemekanismen kan frigjøres ved å trekke hele freseverktøyet 12 oppover.
Med henvisning til figurene 2A-2D illustreres operasjonen av det avlederkilefrie freseverktøyet 12. Rotasjonsgeneratoren 14 forsyner rotasjonskraft til en roterbar aksel 102 som er en del av svingeleddsenheten 16. Akselen 102 er koplet til boremekanismen 18, som innbefatter en pilotfres 104 og en målefres 106. Selv om det er illustrert to freser i den beskrevne utførelsesformen kan ytterligere utførelsesformer inkludere kun én fres eller flere enn to freser. Som vist i figur 2A, i den innførte posisjonen, står pilotfresen 104 og målefresen 106 omtrent på linje langs lengdeaksen (angitt generelt som A) til freseverktøyet 12. Pilotfresen 104 har en diameter som er mindre enn diameteren til målefresen 106, som i én utførelsesform er en fullboringsfres. Diameteren til målefresen 106 er tilnærmet identisk med den innvendige diameteren til forlengningsrøret 10 for å muliggjøre fresing av vinduer i full størrelse. Pilotfresen 104 er tilveiebrakt for å kutte et første dyp inn i forlengningsrøret 10 slik at det skapes mer rom for avbøyning av målefresen 106, som beskrives nedenfor. Sporet som skapes av pilotfresen 104 er også med på å opprettholde linjeføringen av målefresen 106.
I én utførelsesform er fresene 104 og 106 laget av wolfram karbid-innsetninger (tungsten carbide inserts) montert rundt periferien av stålbaser. Andre hensiktsmessige metaller konstruert for å kutte gjennom et forlegningsrør (eller andre typer nedihullskonstruksjoner) kan også anvendes. Kvaliteten til og fordelingen av kutteinnsetningene på periferien av hver fres 104 og 106 opti-meres for å redusere slitasje som følge av eksponering for sementlaget og den omliggende formasjonen etter at de har kuttet gjennom forlengningsrøret.
Et svingeledd 108 er tilveiebrakt mellom pilotfresen 104 og målefresen 106 for å muliggjøre relativ vinkling av pilotfresen 104 og målefresen 106.1 én utførelsesform kan svingeleddet være et kuleledd (som diskuteres i forbindelse med figurene 5A-5B). I en annen utførelsesform, i stedet for et kuleledd, kan svingeleddet 108 være en smalere eller tynnere andel som er fleksibel (be-tegnes som bøyeleddskonstruksjonen). For eksempel kan en aksel som fører pilot- og målefresene 104 og 106 ha en bøyeregion med en mindre diameter enn resten av akselen. Dersom det anvendes en tilstrekkelig kraft er akselen konstruert for å bøyes i bøyeregionen, som utgjør svingeleddet. I nok en annen utførelsesform kan det tilveiebringes en fjær mellom forskjellige andeler av akselen, idet fjæren er bøyelig og utgjør svingeleddet. De andre svingeleddene som innbefattes her kan også være en hvilken som helst kuleleddskonstruksjon, bøyeleddskonstruksjon, fjærkonstruksjon eller en annen konstruksjon.
Periferien av målefresen 106 kutter gjennom forlengningsrøret og kommer inn i det sementerte ringrommet og den omkringliggende formasjonen. For å redusere eksponeringen for den omkringliggende formasjonen styres svingeutslaget for målefresen 106 på en slik måte at kuttingen konsentreres mot forlengningsrøret og ikke mot den omkringliggende formasjonen.
Den relative avbøyningen mellom pilotfresen 104 og målefresen 106 styres av avbøynings- og innmatingsstyreenheten 20, som inkluderer en hydraulisk styreenhet 109 med en hydraulikkpumpe 100, et hydraulikksamierør 112, en rett slisse 114 og en skråstilt slisse 116.1 andre utførelsesformer kan styreenheten 109 erstattes med en elektrisk styreenhet, en mekanisk styreenhet, en pneumatisk styreenhet eller andre typer styreenheter (som kan være basert på elektroniske kontrollere grensesnittet mot enten hydraulisk eller elektrisk drevne anordninger). Alternativt kan avbøynings- og innmatingsstyreenheten 20 være helt passiv, idet avbøyningen og innmatingen av frese-strengen baseres på den gjennomsnittlige vekten av verktøyet over en tids-periode.
Som illustrert forløper den rette slissen 114 langs en akse som er tilnærmet parallell med lengdeaksen A til freserøret 12. Den skråstilte slissen 116 forløper i en forbestemt vinkel i forhold til lengdeaksen A til verktøyet 12. Som beskrives ytterligere nedenfor samvirker slissene 114 og 116 for å styre av-bøyningen av freseverktøyet 12.1 andre utførelsesformer kan det anvendes andre konfigurasjoner av slissene 114 og 116 for å styre vinkelavbøyningen av andeler av freseverktøyet 12. Én enkelt slisse kan også tilveiebringe den ønskede styringen, i likhet med mer enn to slisser. Alternativt kan avbøyningen også forårsakes av en hydraulisk eller elektromekanisk aktuator.
I den illustrerte utførelsesformen er hydraulikk-samlerøret 112 hydraulisk koplet til en avbøynings-aktuatorenhet 120 (som styrer avbøyningen av frese-verktøyet 12) og en innmatingsaktuatorenhet 122 (som styrer den lengderettede bevegelsen av fresemekanismen 18). Avbøynings-aktuatorenheten 120 inkluderer et første kammer og et første stempel 124 som på en bevegelig måte er tilveiebrakt i det første kammeret, og innmatingsaktuatorenheten 122 inkluderer et andre kammer og et andre stempel 126 som på en bevegelig måte er tilveiebrakt i det andre kammeret. Hydraulisk kommunikasjon mellom samlerøret 112 og aktuatorenhetene 120 og 122 via hydraulikkledninger 118 styrer bevegelsen av stemplene 124 og 126 i de respektive kamrene. Hydraulikkpumpen 110 i hydraulikkstyreenheten 109 kan pumpe fluid (gjennom samlerøret 112) til en øvre overflate av det første stempelet 124 i avbøynings-aktuatorenheten 120 for å sette i gang en nedoverrettet bevegelse av stempelet 124. Dette gjør at en-heten 12 bøyes av. Pumpen 110 kan også pumpe fluid til en øvre overflate av det andre stempelet 126 i innmatingsaktuatorenheten 122 for å bevege stempelet 126 nedover, hvilket forårsaker nedoverrettet bevegelse av fresemekanismen 18 og styreenheten 109.
I én utførelsesform kan omdreiningshastigheten og dreiemomentet som tilveiebringes av rotasjonsgeneratoren 14 styres ved å tilpasse slamsirkulerings-parametrene ved brønnoverflaten. Dreiemomentet som overføres til fresene 104 og 106 styres således av trykkforskjellen i sirkulasjonsfluidet mens omdreiningshastigheten for hver fres kan styres av strømningsmengden. Inn-føringshastigheten (bevegelse av fresene i lengderetningen) er proporsjonal med omdreiningshastigheten til akselen 102. Aksens primære omdreinings-hastighet kan avpasses avhengig av kvaliteten og typen fresestruktur og for-lengningsrøret.
I en alternativ utførelsesform kan muligheten for å styre innmatingen oppnås ved hjelp av hydrauliske strømningsstyringsventiler som begrenser strømningen over stemplene i både avbøynings- og innmatingsaktuator-enhetene 120 og 122. Penetrasjonsraten bestemmes av vekten som anvendes mot freseverktøyet fra borestrengen og styres med strømningsstyringsventilene. I et annet alternativ avpasses et hydraulisk pumpesystem etter vekten som anvendes av borestrengen. Andre løsninger kan anvendes for nedihulls-innmatingsstyring.
Den rette slissen 114 og den skråstilte slissen 116 i styreenheten 109 mottar respektive tapper 130 og 132 som kan beveges langs de respektive slissene 114 og 116. Nedoverrettet bevegelse av det første stempelet 124 forårsaker at tappene 130 og 132 beveges nedover, henholdsvis langs slissene 114 og 116. På grunn av den stråstilte orienteringen av slissen 116 bøyes freseverktøyet 12 av ved forskjellige svingepunkter, inklusive svingeleddet 108 mellom pilotfresen 104 og målefresen 106, et svingeledd 152 mellom den roterbare akselen og rotasjonsgeneratoren 14 og et svingeledd 150 mellom styreenheten 109 og en konnektor 154.
Den kinematiske modellen av freseverktøyet ifølge én utførelsesform er et firestengers lenkesystem med bøybare stenger (S1, S2, S3 og S4) forbundet ved svingeleddene 152,108 og 154. De øverste og nederste stengene S1 og S4 holder seg tilnærmet koaksiale med forlengningsrøret, mens stengene S3 og S4 kan bøyes av i forhold til stengene S1 og S4.
Som vist i figur 2B, etter et forbestemt antall omdreininger med akselen 102, kommuniseres hydraulikkfluid av hydraulikkstyreenheten 109 til den øvre overflaten av stempelet 124 slik at stempelet 124 i avbøynings-aktuatorenheten 120 beveges nedover til bunnen av det første kammeret. Som vist beveges også tappene 130 og 132 langs de respektive slissene 114 og 116, hvilket forårsaker at freseverktøyet 12 bøyes av ved svingepunktene 152,108 og 150. Etter hvert som pilotfresen 104 bøyes av i forhold til freseverktøyets lengdeakse A bringes den i kontakt med den innvendige overflaten av forlengningsrøret 10. Under avbøyningen forsetter akselen 102 og fresene 104 og 106 å rotere. Pilotfresen 104 kutter gjennom en første andel av forlengningsrøret 10. Etter ytterligere avbøyning bringes målefresen 106, som har en større diameter, i kontakt med den innvendige overflaten av forlengningsrøret 10 og kutter gjennom forlengningsrøret 10.
Ved full avbøyning forårsaker fortsatt rotasjon av akselen 102 at styreenheten 109 pumper hydraulikkfluid til den øvre overflaten av stempelet 126 i innmatingsaktuatorenheten 122. Som vist i figur 2C forårsaker nedoverrettet bevegelse av stempelet 126 i det andre kammeret at pilotfresen 104 og målefresen beveges nedover mens de fortsatt roteres av rotasjonsakselen 102 og er i kontakt med forlengningsrøret 10. Dette gjør at vinduet skapes i forlengnings-røret 10. Vinduets lengde bestemmes av reiselengden til stempelet 126.
Etter at fresingen er fullført pumper hydraulikkstyreenheten 109 fluid til den nedre overflaten av det første stempelet 124 i avbøyningsaktuatoren 120. Dette skyver stempelet 124 oppover i det første kammeret, hvilket fører til at freseverktøyet rettes opp fra sin utbøyde stilling. Etter at stempelet 124 er beveget til sin øvre stilling, som vist i figur 2D, kan freseverktøyet 12 tilbakehentes fra brønnboringen sammen med resten av verktøystrengen.
Med henvisning til figurene 3A-3D illustreres en fremgangsmåte for å frese ut et vindu i et forlengningsrør og bore en sideboring. I figur 3A er freseverktøyet 12 senket til en ønsket posisjon i brønnboringen. I utførelses-formen som er vist i figur 3A inkluderer forankrings- og låseanordningen 22 nøkler 200 som kan føres inn i tilhørende profiler i forlengningsrøret 10. Etter at freseverktøyet 12 er satt startes rotasjonsgeneratoren 14, og pilot- og målefresen 104 og 106 bøyes av og beveges nedover for å skape et vindu 204 i forlengningsrøret 10, som vist i figur 3B. Som vist i figur 3C, etter at freseoperasjonen er fullført, rettes freseverktøyet 12 opp og fjernes fra brønn-boringen, og etterlater seg et vindu 204 frest gjennom forlengningsrøret 10. Deretter settes en boreavbøyer, som kan være en avlederkile 206, i brønn-boringen ved vinduet 204. Avlederkilen 206 inkluderer forankrings- og orien-teringsnøkler 214 tilsvarende de som anvendes med freseverktøyet 12. Avlederkilen 206 tilveiebringer en avbøyerflate 208 for å lede en borestreng 210 med en justerbar tilbøyet stykke (eng: bent sub) boringsmotor 212 som kan bore gjennom formasjonen ved vinduet 204.
Med ytterligere henvisning til figur 4A illustreres avbøyningen av målefresen 106. Målefresen 106 starter fra sin initiale stilling (kurve 230) inne i boringen i forlengningsrøret 10. Målefresen 206 beveges gradvis utover i radiell retning, angitt generelt med R, inntil den kommer til en ytterste radiell posisjon (kurve 232). Som vist i figur 4B er boringen i forlengningsrøret 10 angitt med referansenummer 220, mens vinduet og sidelommen som skapes av målefresen 106 er angitt med referansenummer 222.
Med henvisning til figurene 5A-5B illustreres en utførelsesform av et avlederkilefritt freseverktøy 300 som tilsvarer utførelsesformen i figurene 1 og 2A-2D mer i detalj. Freseverktøyet 300 har en roterbar primæraksel 302 som enten roteres ved hjelp av en nedihulls rotasjonsgenerator eller rotasjons-kraftforsyning fra brønnoverflaten. Freseverktøyet 300 har også en pilotfres 306 og en målefres 304. Den nedre enden av den roterbare akselen mottas inne i pilotfresen 304, som også innbefatter et kuleledd 308. Kuleleddet 308 er konstruert for å overføre rotasjonskrefter til en sekundæraksel 310 nedenfor kuleleddet 308.1 tillegg overfører kuleleddet 308 en aksiell kraft fra laster på den øvre borestrengen og overfører en radiell kraft for å assistere fresene 304 og 306 med å penetrere forlengningsrørets vegger. Kuleleddet 308 gjør det også mulig å bringe den primære akselen 302 ut av linjeføring med den sekundære akselen 310 samtidig som den overfører en rotasjonskraft for å rotere pilotfresen 306.
Kuleleddet 308 inkluderer et generelt sfærisk universalleddelement 322 som mottas inne i holderen i målefresen 304. Kuleleddet 308 tilveiebringer også kuleholdersegmenter 320 ved siden av det sfæriske leddelementet 322, idet hver kuleholder 320 kan motta en momentoverføringskule 321. Kuleholderne 320 har en større dimensjon enn momentoverføringskulene 321 for å mulig-gjøre svingebevegelser av pilotfresen 306 i forhold til primærakselen 302. Samvirkningen mellom kuleholderne 320 og momentoverføringskulene 321 muliggjør en forbestemt vinkling av pilotfresen 306 i forhold til akselen 302.
Som diskutert ovenfor kan det i stedet for et kuleledd, som for eksempel kuleleddet 308 i figur 5B, anvendes en bøyeseksjon for å tilveiebringe et svingeledd.
Som videre fremgår av figur 5A er det tilveiebrakt en fluidsirkulasjons-bane 314 inne i den sekundære akselen 310, og det er tilveiebrakt en innvendig boring 312 i den primære akselen 302. En slisse 316 muliggjør kommunikasjon mellom den innvendige boringen 314 i den primære akselen og utsiden av pilotfresen 306. Etter hvert som pilotfresen freser inn i det omliggende for-lengningsrøret 10 fører således sirkulasjonsfluid fresekuttet gjennom slissen 316, gjennom den innvendige boringen 314 i den sekundære akselen 310 og gjennom den innvendige boringen 312 i den primære akselen 306 for transport til brønnoverflaten.
Freseverktøyet 300 inkluderer også en hydraulikkmodul 330 som er tilsvarende hydraulikkstyreenheten 109 diskutert i forbindelse med figurene 2A-2D. Hydraulikkmodulen 330 er koplet via hydraulikkiedninger 332 til aktuator-enheter (ikke vist) som tilsvarer avbøynings-aktuatorenheten 120 og innmatingsaktuatorenheten 122 i figurene 2A-2D.
Det avlederkilefrie freseverktøyet ifølge noen utførelsesformer tilveiebringer en hensiktsmessig og effektiv fremgangsmåte og anordning for å lage vinduer i forlengningsrør for enten å endre banen til et borehull, for å skape en sidegren eller for å skape et sidehulrom i brønnboringen. Freseoperasjonen kan gjenomføres i én enkelt innkjøring siden en unngår de separate trinnene med å utplassere en frese-avlederkile og tilbakehente frese-avlederkilen. Det tilveiebringes også en overlegen kontroll over forlengningsrørvinduet med frese-verktøyet siden en unngår den uforutsigbare interaksjonen mellom en avlederkile og en fres. Freseverktøyet kan anvendes i forskjellige typer brønn-boringer, inklusive vertikale brønnboringer, skrå brønnboringer eller horisontale brønnboringer.
Det avlederkilefrie freseverktøyet har således generelt en understøttings-enhet med et anker som fester posisjonen til understøttingsenheten i brønnen. Understøttingsenheten er tilveiebrakt med minst én fres plassert ovenfor ankeret. Understøttingsenheten definerer også en føringsbane for den minst ene fresen, forløpende til side for en forbestemt akse for å muliggjøre fresing av en nedihullskonstruksjon. Dersom nedihullskonstruksjonen er en rørkanal som definerer en lengdeakse kan fresens føringsbane forløpe til side for rørkanalens akse.
I tillegg til å skape vinduer i forlengningsrør for å oppnå en endring av en brønnboringsbane eller for å skape en sidegren, kan freseverktøyer ifølge ytterligere utførelsesformer anvendes for andre formål. Én slik annen anvendelse er tilveiebringelse av aksielle slisser langs forlengningsrøret for å muliggjøre forplantning av EM-signaler gjennom forlengningsrøret for å måle beskaffenheten av den omkringliggende formasjonen. Med henvisning til figurene 6 og 7 tilveiebringes slisser 414 langs lengdeaksen til et forlengningsrør 410 ved anvendelse av et avlederkilefritt freseverktøy ifølge én utførelsesform. Fresene som anvendes i freseverktøyet for å skape de aksielle slissene er mindre enn pilot- eller målefresene som anvendes i freseverktøyene vist i figurene 1-5. Som vist i figur 7 skapes åtte aksielle slisser rundt omkretsen til forlengningsrøret 410.1 ytterligere utførelsesformer kan det skapes færre eller flere slisser.
Slissene 414 muliggjør forplantning av EM-stråling fra en kilde inne i forlengningsrøret 410 og inn i formasjonen rundt forlengningsrøret 410. Typen EM-stråling som slippes gjennom slissene 414 inkluderer transversal elektrisk (TE) strålingsmodus. Slissene 414 er konstruert for å blokkere transversal magnetisk (TM) stråling.
Videre med henvisning til figur 8 kan det innføres et langstrakt over-våkingsverktøy 436 i forlengningsrøret 410 til en posisjon nær slissene 414 vist i figur 6. Overvåkingsverktøyet 436 inkluderer et hus 420 som inneholder én eller flere flerviklede spoleantenner (multi-turn coil antennas) 438, som kjent innenfor teknikken. Antennene 438 sender og/eller mottar EM-energi inklusive asimutiske, radielle eller aksielle feltkomponenter. Som videre vist i figur 9 omgir en metallkappe 440 med slisser 442 hver antenne 438 for å beskytte antennene 438 mot utvendige skader.
Også inneholdt i huset 420 av overvåkingsverktøyet 436 er én eller flere sensorer 450 og andre elektroniske kretser 452, inklusive en nedihulls-prosessor, en lagringsanordning eller en nedihulls strømkilde. Strømkilden kan inkludere et lokalt batteri eller en turbin, eller alternativt kan strømkilden inkludere kretser som mottar strøm tilført fra brønnoverflaten via en elektrisk kabel.
Spoleantennene 438 genererer TE-polariserte EM-bølger som kommuniseres gjennom slissene 442 i huset av overvåkingsverktøyet 436 og slisser 414 i forlengningsrøret 410. Videre med henvisning til figur 10 illustreres opera-sjonsprinsippene for antennene 438 og kappen 440. En senderantenne 438 strømforsynes og fører overføringsstrømmen (representert ved en dobbel pil) og skaper et asimutisk polarisert elektrisk felt. Dette feltet induserer en strøm (representert ved en enkelt pil) i en sentrert midtstamme 454 av overvåkings-verktøyet 436 og på innsiden av hvert kappeblad 444 mellom slissene 442 i kappen 440.
Strømmen som induseres i hvert kappeblad 444 strømmer til kanten av bladet, der den ikke lenger kan fortsette i asimutretningen men i stedet strømmer rundt en kant til utsiden av kappen 440 og slutter kretsen på den utvendige bladoverflaten. Utsiden av kappen 440 fører således en effektiv strømkrets. Kappen 440 er fortrinnsvis radielt tykkere enn omtrent to over-flatetykkelser (eng: skin depths) for å minimere eventuell interferens fra den induserte strømmen som strømmer på innsiden og utsiden av kappen 440.1 asimutretningen er slissene 442 tynnere enn bredden til kappebladet 444. Én enkelt slisse 442 er tilstrekkelig for på en pålitelig måte å filtrere den asimutale bølgen.
Ved en mottakerantenne 438 reverseres prosessen. Den ankommende (asitutisk eller TE-polarisert) EM-bølgen induserer en strøm i asimutretningen på utsiden av kappen 440. Ved kanten av hvert kappeblad 444 strømmer strømmen rundt til innsiden av bladet 444 der den slutter kretsen. Sammen tilveiebringer kappebladene 444 (på innsiden) en tilnærmet sluttet strømkrets som skaper en strøm i mottakerantennen 438. Dette strømsignalet blir deretter prosessert og/eller lagret i elektronikken nedihulls eller sendes til overflaten via en kabel. Enhver aksiell eller radiell komponent av EM-bølgen kortsluttes ved de aksielle endene av kappen 440 inn i midtstammen 454, hvilket eliminerer parasittsignaler.
Med henvisning til figurene 11A og 11B er det utplassert et sensorsystem 500 inne i forlengningsrøret 410. Systemet 500 inkluderer overvåkingsverk-tøyet 436 som vist i figurene 8 og 9.1 én utførelsesform inkluderer systemet 500 også buefjærer 446 festet til stammen 454 for å sentralisere overvåkingsverk-tøyet 436 i forlengningsrøret 410.1 ytterligere utførelsesformer kan det anvendes andre mekanismer for å sentralisere og låse systemet 500 i for-lengningsrøret. I tillegg å utplasseres direkte i forlengningsrøret 410 kan systemet 500 henges ned fra produksjonsrør, utplasseres gjennom produk-sjonsrør eller integreres med produksjonsrør inne i forlengningsrøret 410. Antennene 438 i overvåkingsverktøyet 436 plasseres i nærheten av slissene 414 i forlengningsrøret 410.
Med systemet 500 anbrakt i forlengningsrøret 410 forholder EM-bølgene generert av senderantennene 438 seg til den slissede andelen av forlengnings-røret 410 på samme måte som til den slissede kappen 440. Den asimutiske feltkomponenten dominerer signalet og induserer en strøm på innsiden av forlengningsrøret 410, som vist i figur 11B. Ved hver slisse 414 i forlengnings-røret strømmer strømmen rundt kanten til utsiden og slutter strømkretsen i asimutretningen på utsiden av forlengningsrøret 410. Derfra stråles EM-bølgen inn i den omkringliggende formasjonen som ved en loggeoperasjon i et nakent borehull.
Inne i forlengningsrøret 410 tilveiebringer huset 420 av overvåkings-verktøyet 436 og forlengningsrøret 410 selv en lavdempet bane for TM-bølgene. TM-bølgene har (oftest) radielle elektriske felter og asimutiske magnetfelter, som angitt i figurene 12A og 12B. Disse TM-bølgene kan forstyrre resistivitetsmålinger dersom det ikke gjøres noe for å undertrykke effektene av disse. I tillegg til å sentralisere overvåkingsverktøyet 436 tilveiebringer bue-fjærene 446 også en elektrisk ledende bane som gir en kortslutning mellom huset av overvåkingsverktøyet 436 og forlengningsrøret 410 og demper TM-bølger. Som beskrevet ovenfor gir antennekappene 440 også en viss grad av isolasjon mot TM-bølgene.
TM-bølger kan også finnes på utsiden av forlengningsrøret 410 som en følge av TE-til-TM omdanning i (eng: dipping beds). Ettersom stålet i for-lengningsrøret 410 har en konduktivitet som er mange størrelsesordener høyere enn en hvilken som helst formasjon, kan slike TM elektriske strømmer konsentreres på forlengningsrøret 410. De aksielle slissene 414 i forlengnings-røret 410 fungerer imidlertid også som et EM-skjold og slipper ikke TM-felter på utsiden av forlengningsrøret 410 inn i forlengningsrøret 410.
Andre utførelsesformer av sensorsystemet 500 kan også anvendes. For eksempel kan det tilveiebringes et system med en innvendig boring for fluid-kommunikasjon slik at sensoren(e) er tilveiebrakt på utsiden av den innvendige boringen mens produksjonsfluid kan strømme til brønnoverflaten gjennom boringen i sensorsystemet 500.
Med henvisning til figur 13 illustreres et freseverktøy 600 for å skape de ønskede aksielle slissene 414 i forlengningsrøret 410. Freseverktøyet 600 inkluderer en forankringsanordning 602 som inkluderer nøkler som passer i
tilhørende profiler i forlengningsrøret 410 for å låse freseverktøyet 600 ved det ønskede dypet samt å orientere freseverktøyet i den ønskede asimutretningen. Som for freseverktøyet 12 i figurene 1 og 2A-2D inkluderer freseverktøyet 600 en hydraulikkstyreenhet 608 som er forbundet til avbøynings- og innmatings-modulen 606 som innbefatter en avbøynings-aktuatorenhet og en innmatings-aktuatorenhet. Modulen 606 er på en roterbar måte festet til forankringsanordningen 602 med en konnektor 604. Konnektoren 604 kan låses i et antall forskjellige stillinger som svarer til de ønskede asimutale plasseringene av de
aksielle slissene 414. Når freseverktøyet 600 initielt låses i brønnboringen har den således en første asimutal stilling slik at freseverktøyet 600 kan frese ut en første aksiell slisse. Ved å rotere konnektoren roteres freseverktøyet 600 i for-
hold til forankringsanordningen 602 til den andre asimutale stillingen for å frese ut en andre aksiell slisse 414. Dette gjentas for hver suksessive aksielle slisse.
Freseverktøyet 600 inkluderer også en første fres 612 og en andre fres 614 med diametre som er valgt for å frese slissene 414 med en forbestemt bredde. Et svingeledd 616 er tilveiebrakt mellom den første fresen 612 og den andre fresen 614 for å muliggjøre relativ avbøyning av fresene. Den andre fresen 614 er koplet til en roterbar aksel 610 som drives av en rotasjonsgenerator som enten befinner seg nedihulls eller ved brønnoverflaten. Når akselen 610 begynner å rotere forårsaker avbøynings-aktuatorenheten i modulen 606 en relativ avbøyning av freseverktøyet 600, inklusive ved svingeleddene 616 og 618. Dette gjør at den første fresen 612 bringes i kontakt med forlengningsrøret 410 og freser ut en første andel av forlengningsrøret. Den andre fresen 614 bringes deretter i kontakt med forlengningsrøret og kutter gjennom forlengningsrøret 410. Ytterligere rotasjon av akselen 610 gjør at innmatingsaktuatorenheten i aktuatormodulen 606 forårsaker nedoverrettet bevegelse av fresene 612 og 614. Forflytningslengden, som styres av innmatingsaktuatorenheten, gir den aksielle slissen 414 som skapes i for-lengningsrøret 410 den ønskede lengden.
Etter at de ønskede aksielle slissene 414 er laget i forlengningsrøret 410 tilbakehentes freseenheten 600 fra brønnboringen. Deretter føres et sensorsystem, eksempelvis et system 500 som vist i figur 11 A, inn i brønnboringen og plasseres i nærheten av slissene 414. Det gjøres deretter målinger av den omkringliggende formasjonen ved å sende ut EM-bølger inn i formasjonen. Én type målinger som gjøres er måling av elektrisk resistivitet nær brønnboringen for å finne produksjonssoner i olje- og gassfelter og for å kartlegge sand- og skifersjikt. Den elektriske resistiviteten avhenger direkte av porøsiteten, fluid-resistiviteten og metningen. Porøse formasjoner med høy resistivitet indikerer i alminnelighet nærvær av hydrokarboner mens lavresistansformasjoner i alminnelighet er vannmettet.
Med henvisning til figur 14, ifølge en annen utførelsesform, kan det tilveiebringes overvåknings- og styreanordninger 710 i en sidelomme eller et vindu 702 laget i et forlengningsrør 704. Sidelommen 702 er tilveiebrakt med et avlederkilefritt freseverktøy ifølge en eller annen utførelsesform. Som en følge av den overlegne styringen av vindusgeometrien ved anvendelse av det avlederkilefrie verktøyet kan det oppnås en nøyaktig utplassering av overvåknings- og/eller styringsanordninger 710.
I operasjon kan et avlederkilefritt freseverktøy innføres i boringen 700 i forlengningsrøret 704 til et ønsket dyp. Freseverktøyet aktiveres deretter for å frese ut sidelommen 702. Etter fjerning av freseverktøyet kan et innførings-verktøy, omfattende en modul som inneholder overvåknings- og/eller styre-sensorene 710 i brønnboringen, føres inn og anbringes i sidelommen 702. Innføringsverktøyet kan deretter løsnes fra modulen, slik at overvåknings-og/eller styreanordningene etterlates i sidelommen 702. Overvåkningsanordninger kan anvendes for å gjøre målinger av den omkringliggende formasjonen. Eksempler på overvåkningsanordninger inkluderer trykkfølere, temperaturfølere, elektromagnetiske sensorer, akustiske sendere/- mottakere, seismiske detektorer, etc.
Selv om de beskrevne utførelsesformene omhandler hydrokarbon-produksjonsbrønner, kan ytterligere utførelsesformer anvendes for andre typer brønner, eksempelvis vannbrønner.
Claims (20)
1. Fresestreng (12) for anvendelse i en brønnboring med en første konstruksjon (10), omfattende: en understøttingsenhet (16) med en første ende og en andre ende; minst to freser (104,106) tilveiebrakt på understøttingsenheten (16) mellom den første og den andre enden; karakterisert ved at: en avbøyningsanordning (20) festet til understøttingsenheten (16) for å avbøye en andel av understøttingsenheten (16) med hensyn til en annen andel av understøttingsenheten (16) for å bøye av minst en av fresene slik at den bringes i kontakt med den første konstruksjonen (10) for å skape en åpning i den første konstruksjonen (10), hvori de minst to fresene (104,106) kan avbøyes i forhold til hverandre.
2. Fresestreng (12) ifølge krav 1,
karakterisert ved at understøttingsenheten (16) omfatter en roterbar aksel koplet til minst en av fresene.
3. Fresestreng (12) ifølge krav 1,
karakterisert ved at avbøyningsanordningen (20) kraftforsynes ved rotasjon av akselen.
4. Fresestreng (12) ifølge krav 1,
karakterisert ved at avbøyningsanordningen (20) omfatter en hydraulikkaktuatorenhet som inkluderer et første stempel som kan beveges i lengderetningen.
5. Fresestreng (12) ifølge krav 4,
karakterisert ved at det første stempelet kan beveges for å bøye av minst den første av fresene slik at den bringes i kontakt med den første konstruksjonen (10).
6. Fresestreng (12) ifølge krav 1,
karakterisert ved at den videre omfatter en innmatingsaktuatorenhet som er konstruert for å bevege den første av fresene i lengderetningen etter at den er brakt i kontakt med den første konstruksjonen (10).
7. Fresestreng (12) ifølge krav 6,
karakterisert ved at innmatingsaktuatorenheten aktueres hydraulisk.
8. Fresestreng (12) ifølge krav 7,
karakterisert ved at den videre omfatter et pumpesystem for å kommunisere hydraulikktrykk til innmatingsaktuatorenheten.
9. Fresestreng (12) ifølge krav 1,
karakterisert ved at de minst to fresene (104,106) omfatter en pilotfres med en første diameter og en andre fres med en andre, større diameter.
10. Fresestreng (12) ifølge krav 1,
karakterisert ved at den første konstruksjonen (10) omfatter en generelt rørformig konstruksjon.
11. Fresestreng (12) ifølge krav 1,
karakterisert ved at den første konstruksjonen (10) omfatter en generelt rørformig konstruksjon og de minst to fresene (104,106) er konstruert for å skape én eller flere aksielle slisser langs den generelt rørformige konstruksjonen.
12. Fresestreng (12) ifølge krav 11,
karakterisert ved at den videre omfatter en konnektor koplet til de minst to fresene (104,106), idet konnektoren kan roteres på en slik måte at de minst to fresene (104,106) kan frese ut mange aksielle slisser langs omkretsen til den rørformige konstruksjonen.
13. Fresestreng (12) ifølge krav 1,
karakterisert ved at avbøyningsanordningen (20) er konstruert for å bøye av de minst to fresene (104,106) fra fresestrengens (12) lengdeakse.
14. Fremgangsmåte for anvendelse i en brønnboring bekledd med et forlengningsrør (10),
karakterisert ved at den omfatter: innføring av et freseverktøy omfattende minst to freser (104,106) inn i brønnboringen, idet de minst to fresene er montert på en av understøttings-enhet (16) med en første andel og en andre andel forbundet med et svingeledd (108) avbøyning av den første og andre andelen ved svingeleddet (108) i forhold til hverandre på en slik måte at minst en første av fresene bringes i kontakt med forlengningsrøret (10) og minst to fresene avbøyes med hensyn til hverandre; og rotasjon av den minst ene fresen for å frese ut en åpning i forlengnings-røret (10).
15. Fremgangsmåte ifølge krav 14,
karakterisert ved at den videre omfatter å bevege de minst to fresene i lengderetningen for å frese ut en åpning med en forbestemt lengde.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 14,
karakterisert ved at avbøyningen av den første og andre andelen omfatter rotasjon av en roterbar aksel og bevegelse av et stempel i en av-bøyningsaktuatorenhet i respons på rotasjonen av akselen.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 16,
karakterisert ved at avbøyningen av den første og andre andelen ytterligere omfatter aktuering av en hydraulikkstyreenhet ved rotasjon av akselen, idet hydraulikkstyreenheten tilveiebringer fluidtrykk for å bevege stempelet.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 15,
karakterisert ved at bevegelsen av de minst to fresene omfatter rotasjon av en roterbar aksel og bevegelse av et element i en innmatings-aktuatorenhet i respons på rotasjon av akselen.
19. Fremgangsmåte ifølge krav 18,
karakterisert ved at bevegelsen av den minst ene fresen videre omfatter aktuering av en styreenhet ved rotasjon av akselen, idet styreenheten tilveiebringer kraft for å bevege elementet i innmatingsaktuatorenheten.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 18,
karakterisert ved at den videre omfatter styring av akselens rotasjonshastighet for å styre bevegelseshastigheten til de minst to fresene.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/713,048 US6474415B1 (en) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | Method and apparatus for milling openings in downhole structures |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20015561D0 NO20015561D0 (no) | 2001-11-14 |
NO20015561L NO20015561L (no) | 2002-05-16 |
NO326617B1 true NO326617B1 (no) | 2009-01-19 |
Family
ID=24864530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20015561A NO326617B1 (no) | 2000-11-15 | 2001-11-14 | Fremgangsmate og anordning for fresing av apninger i nedihullskonstruksjoner |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6474415B1 (no) |
CA (1) | CA2361874C (no) |
GB (1) | GB2369141B (no) |
NO (1) | NO326617B1 (no) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0226725D0 (en) * | 2002-11-15 | 2002-12-24 | Bp Exploration Operating | method |
NO20025798D0 (no) * | 2002-12-03 | 2002-12-03 | Bakke Oil Tools As | Anordning og fremgangsmåte ved nedihulls styrt verktöy |
US7387175B2 (en) * | 2003-12-22 | 2008-06-17 | Zeer Robert L | Window reaming and coring apparatus and method of use |
US7487835B2 (en) * | 2004-05-20 | 2009-02-10 | Weatherford/Lamb, Inc. | Method of developing a re-entry into a parent wellbore from a lateral wellbore, and bottom hole assembly for milling |
FR2927355B1 (fr) * | 2008-02-07 | 2010-12-24 | Gerard Arsonnet | Systeme pour positionner un corps dans un tube |
GB0911672D0 (en) * | 2009-07-06 | 2009-08-12 | Tunget Bruce A | Through tubing cable rotary system |
US8215400B2 (en) * | 2010-10-29 | 2012-07-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | System and method for opening a window in a casing string for multilateral wellbore construction |
CN102200010B (zh) * | 2011-04-14 | 2013-11-06 | 中国海洋石油总公司 | 一种测井井下仪器推靠控制装置 |
EP2729662B1 (en) * | 2011-07-05 | 2017-10-04 | Bruce A. Tunget | A space provision system using compression devices for the reallocation of resources to new technology, brownfield and greenfield developments |
US10689932B2 (en) | 2012-07-24 | 2020-06-23 | Robertson Intellectual Properties, LLC | Casing removal tool and methods of use for well abandonment |
CN105229258A (zh) | 2013-01-04 | 2016-01-06 | 卡博陶粒有限公司 | 电气地导电的支撑剂以及用于检测、定位和特征化该电气地导电的支撑剂的方法 |
US9434875B1 (en) | 2014-12-16 | 2016-09-06 | Carbo Ceramics Inc. | Electrically-conductive proppant and methods for making and using same |
US11008505B2 (en) | 2013-01-04 | 2021-05-18 | Carbo Ceramics Inc. | Electrically conductive proppant |
US9394753B2 (en) | 2013-08-15 | 2016-07-19 | Schlumberger Technology Corporation | System and methodology for locating a deflector |
US9404358B2 (en) * | 2013-09-26 | 2016-08-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wiper plug for determining the orientation of a casing string in a wellbore |
MX2016007540A (es) | 2013-12-31 | 2016-10-03 | Halliburton Energy Services Inc | Sistema de control para sistemas de fresado de tuberia de revestimiento de fondo de pozo. |
US9551210B2 (en) | 2014-08-15 | 2017-01-24 | Carbo Ceramics Inc. | Systems and methods for removal of electromagnetic dispersion and attenuation for imaging of proppant in an induced fracture |
WO2016200374A1 (en) * | 2015-06-09 | 2016-12-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Watermelon mill |
CN115007923A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-09-06 | 常州九洲创胜特种铜业有限公司 | 一种磁控管用铣床设备及其工作方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2716540A (en) * | 1952-03-31 | 1955-08-30 | Oilwell Drain Hole Drilling Co | Bottom anchored drain hole drilling equipment |
US2839270A (en) * | 1954-06-01 | 1958-06-17 | Oilwell Drain Hole Drilling Co | Releasable connections for drain hole drilling equipment |
US2882015A (en) * | 1957-06-10 | 1959-04-14 | J E Hill | Directional window cutter for whipstocks |
GB2119296B (en) | 1982-03-29 | 1986-03-26 | Ian Roland Yarnell | Remote-control travelling robot for performing operations eg cutting within a pipe |
US4640353A (en) * | 1986-03-21 | 1987-02-03 | Atlantic Richfield Company | Electrode well and method of completion |
US4811798A (en) | 1986-10-30 | 1989-03-14 | Team Construction And Fabrication, Inc. | Drilling motor deviation tool |
CA1276928C (en) | 1988-01-08 | 1990-11-27 | Piotr Grabinski | Deflection apparatus |
US4928767A (en) * | 1988-03-28 | 1990-05-29 | Baroid Technology, Inc. | Method and apparatus for setting and retrieving a deflection tool |
US4895214A (en) | 1988-11-18 | 1990-01-23 | Schoeffler William N | Directional drilling tool |
US5103921A (en) | 1991-03-08 | 1992-04-14 | Sidetrack Coring Systems Inc. | Coring assembly for mounting on the end of a drill string |
US5579829A (en) * | 1995-06-29 | 1996-12-03 | Baroid Technology, Inc. | Keyless latch for orienting and anchoring downhole tools |
US5778980A (en) * | 1996-05-29 | 1998-07-14 | Baroid Technology, Inc. | Multicut casing window mill and method for forming a casing window |
US5960882A (en) | 1997-01-23 | 1999-10-05 | Insituform (Netherlands) B.V. | Dual-ended apparatus for cutting openings in lined conduits |
EA002048B1 (ru) * | 1998-06-10 | 2001-12-24 | Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. | Фрезерное устройство, размещаемое в скважине |
GB9907116D0 (en) * | 1999-03-26 | 1999-05-19 | Smith International | Whipstock casing milling system |
US6422328B1 (en) * | 1999-10-27 | 2002-07-23 | Baker Hughes Incorporated | Dual cutting mill |
-
2000
- 2000-11-15 US US09/713,048 patent/US6474415B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-11-08 GB GB0126835A patent/GB2369141B/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-13 CA CA002361874A patent/CA2361874C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-14 NO NO20015561A patent/NO326617B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO20015561D0 (no) | 2001-11-14 |
GB0126835D0 (en) | 2002-01-02 |
US6474415B1 (en) | 2002-11-05 |
CA2361874C (en) | 2005-05-24 |
NO20015561L (no) | 2002-05-16 |
CA2361874A1 (en) | 2002-05-15 |
GB2369141A (en) | 2002-05-22 |
GB2369141B (en) | 2004-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO326617B1 (no) | Fremgangsmate og anordning for fresing av apninger i nedihullskonstruksjoner | |
US6296066B1 (en) | Well system | |
AU2015346664B2 (en) | Methods and apparatus for monitoring wellbore tortuosity | |
US7325606B1 (en) | Methods and apparatus to convey electrical pumping systems into wellbores to complete oil and gas wells | |
US5294923A (en) | Method and apparatus for relaying downhole data to the surface | |
US7836950B2 (en) | Methods and apparatus to convey electrical pumping systems into wellbores to complete oil and gas wells | |
US7172038B2 (en) | Well system | |
NO344530B1 (no) | Fremgangsmåter for boring av et borehull under anvendelse av en bunnhullsammenstilling | |
NO20171097A1 (no) | Antenneutsparing i et nedhulls rørelement | |
NO339693B1 (no) | Fremgangsmåte og system for toveis borestrengtelemetri til måling og styring under boring | |
NO344537B1 (no) | Trådløs overføring av kraft mellom et moderbrønnhull og et sidebrønnhull | |
NO334296B1 (no) | Fremgangsmåte og anordning for forbindelse av en sideforgrening av et forlengingsrør til et hovedborehull | |
NO321373B1 (no) | System og fremgangsmate for reservoarovervaking med overforing av elektromagnetiske signaler gjennom et slisset, hydraulisk isolert bronnror | |
NO339293B1 (no) | Fremgangsmåte ved logging og modulært geostyringsverktøy til bruk ved utførelse av fremgangsmåten | |
NO325658B1 (no) | Fremgangsmåte, apparat og system for fresing av fôringsrør ved bruk av kveilrør | |
NO309993B1 (no) | FremgangsmÕte og anordning for orientering av en ledekile | |
NO343504B1 (no) | Fremgangsmåte og system for boring av et borehull | |
NO342988B1 (no) | Apparat og fremgangsmåte for beregning av orientering av et foringsrør under boring av en brønnboring | |
NO20110915A1 (no) | Kulestempel-styreanordninger og fremgangsmater for bruk | |
EP3814602B1 (en) | Whipstock assembly | |
NO311271B1 (no) | Modul¶r fölersammenstilling for måling under boring med gjennomgående drivaksel mellom slammotor og borekrone | |
NO340410B1 (no) | Fremgangsmåte for å installere en struktur på utsiden av et foringsrør | |
MX2007008966A (es) | Sistema y metodo de telemetria de perforacion de pozos. | |
WO2021252342A1 (en) | Logging a well | |
NO20110498A1 (no) | Fremgangsmate og anordning for formasjonsevaluering etter boring. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |