NO327110B1 - Borbar borekronedyse - Google Patents

Description

BORBAR BOREKRONEDYSE

Den herværende oppfinnelse vedrører borekroner og dyser benyttet sammen med borekroner til bruk ved boring av olje-brønnboringer eller andre anvendelsesmuligheter ved jordboring.

Roterende borekroner er velkjent innenfor faget og omfatter typisk et borekronelegeme, på hvilket det er montert skjære-elementer laget av et hardt materiale slik som wolframkarbid eller diamant. Borekronelegemene er typisk forsynt med dyse-passasjer for sirkulering av borefluid fra det indre av borekronen og mot det punkt hvor skjæreelementene går i inngrep med bunnen av borehullet.

Dyser, både i avtakbar og fiksert konstruksjon, kan valgfritt festes til den nedre side av et borekronelegeme og i enden av dysepassasjene for å gjøre det lettere for borefluid å strøm-me gjennom passasjene ved bunnen av hullet, hvorved det sør-ges for både en smørefunksjon og at fluidet i tillegg bidrar til å føre bort løst produksjonsmateriale og annet avskjærs-materiale.

Det erkjennes innenfor faget at borefluid er meget slipende idet det strømmer gjennom dysene, og følgelig er det tidligere blitt anvendt harde materialer til utforming av borekronedyser. Slike materialer har vært nødvendige for å tåle de høye borefluidstrålehastigheter og høye trykkdifferensialer over dysene.

I vår samtidig verserende britiske patentsøknad nr. GB9930287.9 blir det beskrevet et borekronelegeme som er laget i det vesentlige av et materiale som kan gjennombores med vanlig eller tradisjonelt jordboringsutstyr. Slike tekno-logier kan være gunstige når det for eksempel er ønskelig å bore med foringsrør, og det er ønskelig å etterlate borekronen i borehullet under sementeringen av en første foringsrør-seksjon. Når sementeringen er ferdig, kan det tas i bruk en ytterligere borekrone som har mindre diameter, for å forlenge borehullet, og for å gjøre dette, må den påfølgende borekrone bore gj ennom den første borekrone som er benyttet.

Denne teknologi har imidlertid ikke vært mulig hittil dersom den første eller tidligere borekrone omfattet dyser, da dyser tidligere, av grunner beskrevet ovenfor, har måttet lages av et hardt materiale som ville motstå ethvert senere forsøk på å bore gjennom dysene.

Publikasjonen US 5,494,122 beskriver komposittdyser til bruk i borekroner for fjell, og viser i figurene 3 til 5 dyser som har et endeparti i wolframkarbid, en indre foring utformet fra en matriks av wolframkarbid, eller et foringslag av et keramisk materiale.

Publikasjonen WO 99/64713 beskriver en borekrone til å feste på en foringsrørstreng, hvor borekronen består av en ytre bo-reseksjon av et hardt materiale og en indre seksjon av et mykere material som er gjennomborbar. Kun deler av borekronen er gjennomborbar og videre boring skjer med mindre diameter fordi den ytre boreseksjonen ikke er gjennomborbar.

Det er derfor et formål med den herværende oppfinnelse å tilveiebringe borekronedyser som er konstruert for å tåle den slipende og eroderende virkning av det strømmende borefluid, mens de også er hensiktsmessige for påfølgende boreoperasjo-ner ment til gjennomboring av borekronelegemer som dysene er festet til, og faktisk selve dysene.

Et ytterligere formål med den herværende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for boring av et brønnhull, hvor fremgangsmåten for boring er den som er alminnelig kjent som boring med foringsrør, og hvor påfølgende boring kan gjennomføres med en påfølgende borekrone uten at den tidligere eller første borekrone må fjernes fra borehullet, og hvor den tidligere eller første borekrone innbefatter dyser.

Andre formål og trekk ved denne oppfinnelse vil, der de er relevante, fremgå fra tid til annen gjennom hele den neden-stående beskrivelse og patentkrav.

De forannevnte formål oppnås ved en ny og forbedret borekronedyse som omfatter et legeme som avgrenser en gjennomgående boring, hvor den gjennomgående boring i bruk avgrenser en passasje for borefluid, og hvor legemet er laget av ett eller flere materialer som gir rom for at dysen senere kan gjennombores med vanlig brønnboringsutstyr, hvor den gjennomgående boring innbefatter en overflate laget av krom og er erosjons-bestandig, og at legemet er laget hovedsakelig av ett av nikkel, aluminium, kobber eller en legering av disse.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselvstendi-ge kravene.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for boring av et borehull, hvilken fremgangsmåte innbefatter trinnene:

(a) boring av en boring til en første dybde ved bruk

av en første borekrone; og

(b) boring av boringen til en andre dybde ved bruk av

en andre borekrone, hvor den andre dybde er dypere

enn den første dybde,

hvor den andre borekrone borer gjennom den første borekrone i boringen ved den første dybde, og at i det minste den første borekrone innbefatter i det minste én dyse ifølge ovennevnte beskrevne borekrone og nevnte ytterligere trekk.

Et utførelseseksempel av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet under henvisning til de medfølgende figurer, hvor: Fig. 1 a) er et sideriss i snitt av en dyse for en borekrone

for jordboring;

Fig. 1 b) er et enkelt snittriss gjennom snittet y-y på fig.

1 a); og

Fig. 2 viser en ytterligere borekronedyse laget i det vesentlige av et ikke-metallisk materiale.

Det vises først til fig. 1, hvor det er vist en borekronedyse som er generelt avbildet ved 1. Borekronedysen er tilpasset for via gjenger å bringes i inngrep med et borekronelegeme (ikke vist) i kraft av gjengede partier 2. Dysen 1 er forsynt med et ringformet legeme 3 som avgrenser en gjennomgående passasje eller gjennomgående boring 4.

Den gjennomgående boring 4 er utformet med et innløp som har et konkavt, forstørret parti 4a som står i forbindelse med et sylindrisk parti 4b med mindre diameter, hvilket fører til et utløp 7. Den gjennomgående borings 4 geometri er slik at brønnfluid strømmer ut av utløpet 7 med høy hastighet.

Det erkjennes ved oppfinnelsen at dysens gjennomgående boring 4 er beregnet til å motta borefluid med høye hastigheter og med høye trykkdifferensialer. Følgelig er en overflate 5 av den gjennomgående boring 4 oppbygd av et materiale som i bruk er egnet til å tåle borefluidets slipende og eroderende egenskap. Ikke bare må overflaten av den gjennomgående passasje tåle borefluidets eroderende krefter, men i betraktning av dysenes nærhet til borekronens skjærende flate, kan det, i tilfelle det benyttes et ikke-bestandig materiale, oppstå usedvanlig stor slitasje som et resultat av påvirkningen fra små steinpartikler og annet produksjonsavfall som borekronen skjærer av fra brønnformasjonen. Steinpartiklers eroderende virkning i borekronedyser er velkjent og dokumentert. Av denne grunn er overflaten av den gjennomgående boring 4 laget av et hardt materiale som, i et utførelseseksempel på fig. 1, er et hardt krommateriale. I et annet eksempel kan wolframkarbid brukes som overflatemateriale.

Overflatematerialet vil imidlertid typisk bli valgt som et materiale som lar seg kombinere med et mykere, borbart materiale, hvor dette mykere, borbare materiale i det vesentlige kan utgjøre borekronedysens legeme med unntak av den overflate som tidligere er nevnt i dette skrift. I utførelsesek-semplet illustrert på fig. 1 er det andre materiale som i det vesentlige hele dyselegemet er laget av, kopper. Kopper vel-ges som ett egnet materiale, da overflatebelegget av hardt krom lett kan påføres på kopperlegemet ved galvanisering. Dessuten er kopper tilstrekkelig mykt til å tillate en påføl-gende borekrone å bore gjennom dysens legeme.

Det vises nå til fig. 2, hvor en alternativ dyse er generelt avbildet ved 10. Dysen 10 er laget i det vesentlige av ett enkelt ikke-metallisk materiale, nemlig gummi. For at gummi-dysen skal kunne festes til et borekronelegeme, er dysen imidlertid forsynt med en gjenget innsats laget av et metallisk materiale. Den gjengede innsats 11 er ikke desto mindre laget av et materiale som er tilstrekkelig mykt til å tillate en påfølgende borekrone å bore gjennom det. Dysen kan omfatte polyuretan eller andre elastomerer.

En fordel med den herværende oppfinnelse vil fremgå av fremgangsmåten for bruk av borekronedysen som vist på figurene og beskrevet ovenfor, hvilken gir rom for at en borekrone som bærer borekronedyser, kan etterlates i et borehull under sementeringen av foringsrør og senere gjennombores med vanlig brønnboringsutstyr for å tillate brønnen å bli forlenget.

Oppfinnelsen kan også ses å overvinne vanskeligheten med å tilveiebringe borekronedyser på en måte som vil ta hensyn til deres bestandighet mot slitasje fra strømmende borefluids eroderende egenskaper, mens den ikke desto mindre vil gjøre det mulig for tradisjonelt eller vanlig brønnboringsutstyr å bore gjennom dem.

Claims (7)

1. Borekronedyse (1, 10) omfattende et legeme (3) som avgrenser en gjennomgående boring (4), hvor den gjennomgående boring i bruk avgrenser en passasje for borefluid, og hvor legemet (3) er laget av ett eller flere materialer som gir rom for at dysen (1, 10) senere kan gjennombores med vanlig brønnboringsutstyr, karakterisert ved at den gjennomgående boring (4) innbefatter en overflate (5) laget av krom og er ero-sjonsbestandig, og at legemet (3) er laget hovedsakelig av ett av nikkel, aluminium, kobber eller en legering av disse.

2. Borekronedyse som angitt i krav 1, karakterisert ved at den gjennomgående boring (4) innbefatter et forstørret konkavt parti (4a) på en innløps-side av dysen (1, 10), hvilket står i forbindelse med et sylindrisk parti (4b) med mindre diameter.

3. Borekronedyse som angitt i krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at krommaterialet er an-brakt som en tynn film.

4. Borekronedyse som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at overflaten omfatter hard wolframkarbid eller en legering.

5. Borekronedyse som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at krommet er påført legemet (3) ved galvanisering

6. Borekronedyse som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at dysen (1, 10) er laget i det minste delvis av gummi, polyuretan eller andre elastomerer.

7. Fremgangsmåte for boring av et borehull, hvilken fremgangsmåte innbefatter trinnene: (a) boring av en boring til en første dybde ved bruk av en første borekrone; og (b) boring av boringen til en andre dybde ved bruk av en andre borekrone, hvor den andre dybde er dypere enn den første dybde, karakterisert ved at den andre borekrone borer gjennom den første borekrone i boringen ved den første dybde, og at i det minste den første borekrone innbefatter i det minste én dyse (1, 10) ifølge hvilket som helst av de foregående krav.