NO327362B1 - Anordning og fremgangsmate for kuleaktivisert innbyrdes frakopling av to nedihulls rorseksjoner - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt en frigjøringsinnretning for en

brønnboringsanordning og en tilhørende fremgangsmåte for nedihulls frigjøring av rørdeler, eksempelvis frigjøring av føringsrør fra en bunnhulls-boreenhet dersom bunnhullsenheten kiles fast under nedihulls boreoperasjoner. Mer spesifikt

angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for frigjøring og en frigjør-ingsinnretning av kuleslipp-typen som anvender en hul kule med en tetthet som er tilnærmet lik borefluidets tetthet slik at kulen kan pumpes med borefluidet inn i en sidegren eller en oppoverhellende brønnboring for å engasjere og aktivisere frigjøringsinnretningen. Enda mer spesifikt angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for frigjøring og en kuleslipp-frigjøringsinnretning som innbefatter en skyvbar kulemuffe med sirkuleringsporter gjennom hvilke strømningen kan fortsette etter at kuleslipp-frigjøringsinnretningen er aktivisert.

I økende grad er ikke lenger boring av olje- og gassbrønner et spørsmål om å bore et vertikalt, rett borehull fra overflaten til den ønskede hydrokarbon-sonen. I stedet er det utviklet teknologi og teknikker så som retningsbestemt

boring for å bore sideveis forløpende eller noen ganger oppover skrådde brønn-boringer. Det er ofte ikke økonomisk mulig under slike boreoperasjoner å trekke ut boreanordningen for å montere en ny, diskret lengde på et skjøtet borerør når det er nødvendig. Det er derfor utviklet verktøy og fremgangsmåter for å bore

borehull ved anvendelse av kveilrør, som er en sammenhengende lengde av et kontinuerlig, ikke-skjøtet rør rullet opp på en trommel for lagring i en lengde som overstiger borehullets maksimale lengde.

Under brønnboringsapplikasjoner kan det oppstå mange omstendigheter hvor det er ønskelig å frigjøre føringsrøret fra bunnhullsenheten, så som for eksempel når en bunnhullsenhet kiles fast under boring og føringsrøret må fri-gjøres fra bunnhullsenheten for å forenkle fisking, løsristing (eng. jarring) eller andre operasjoner.

Når det er mulig å anvende et dreiemoment på rørdelene er det ofte aks-eptabelt å anvende løsbare anordninger så som gjengeforbindelser. Når en anvender ikke-stive føringsrør så som kveilrør kan en imidlertid ikke anvende et dreiemoment for å frigjøre føringsrøret fra boreanordningen, og det må anvendes en aksiell frigjøringsanordning. Forhåndsinstallasjon av en aksiell frigjør-ingsinnretning mellom føringsrøret og bunnhulls-boreenheten kan tilveiebringe en anordning for nedihulls frigjøring av rørdeler dersom og når dette blir nød-vendig.

En rekke forskjellige aksielle frigjøringsinnretninger har vært utviklet for anvendelse nedihulls, noen av hvilke anvender hydraulikkledninger eller elektriske ledninger som forløper fra overflaten for å aktivisere et stempel og med det forårsake en frigjøring. Én slik innretning beskrevet i U.S.-patentet 5 323 853 inkluderer redundante frigjøringsmekanismer som anvender enten hydrau-lisk eller elektrisk operasjon av et stempel. De ytterligere ledningene og kablene som er nødvendige for å operere denne innretningen forløper inne i brønn-boringen, noe som har den ulempen at de er i veien for strømningen av fluid under normale boreoperasjoner.

En annen kjent type frigjøringsinnretning anvender for aktivisering styring av fluidstrømningen for å skape et mottrykk og med det aktivisere et stempel. U.S.-patentet 5 718 291 beskriver én slik frigjøringsmekanisme som for aktivisering anvender enten tilveiebringelse av et mottrykk som skapes av strømning gjennom innretningen eller, dersom strømning ikke tillates, tilveiebringelse av et oppbygget trykk i en passasje i innretningen. I det første alternativet overvinner mottrykket som skapes av strømning gjennom en begrensningsanordning ovenfor en skyvbar muffe en forspenningsfjær og beveger muffen gjennom en J-slisseenhet inntil passasjen er sperret. Deretter bryter trykkoppbyggingen i en andre passasje en skjærpinne og forårsaker med det at et stempel beveges og frigjør knaster som holder sammen to segmenter av innretningen. Dersom strø-mning ikke tillates forårsaker trykkoppbygging i den andre passasjen at stempelet beveges mot den skyvbare muffen og overvinner kraften fra fjæren og sel-ektivt beveger muffen gjennom J-slisseenheten. En ulempe med denne innretningen er at det å linjeføre muffen korrekt for å engasjere toppen av J-slisseenheten er besværlig, og krever at det bygges opp trykk som senere luftes ut ved å skru på og av pumper fra overflaten.

Nok en annen konvensjonell frigjøringsinnretning aktiviseres ved at det slippes en kule inn i en brønn fra overflaten som tetter av en strømnings-passasje for å bygge opp trykket bak kulen og forårsake frigjøringen. Én slik kuleslipp-frigjøringsinnretning er beskrevet i U.S.-patentet 5 419 399, og inkluderer et hus med et glidbart stempel posisjonert i og løsbart festet til huset med skjærskruer. En kule slippes inn i brønnen fra overflaten for anlegg i den øvre enden av stempelet for å blokkere strømningspassasjen og med det bygge opp tilstrekkelig trykk mot en stamme av stempelet til å bryte skjærskruene. Stammen beveges nedover slik at nøkler linjeføres og bringes inn i annulære spor i stammen og frigjør kjerver (eng. notches), slik at føringsrøret kan frigjøres fra boreanordningen. En ulempe med denne anordningen er at operatøren må trekke tilbake eller riste innretningen for å forårsake at nøklene bringes inn i sporene dersom de ikke gjør dette med en gang.

En ytterligere kuleslipp-frigjøringsinnretning er beskrevet i U.S.-patentet 5 526 888, og inkluderer et øvre og et nedre hus koplet inn i hverandre og låst sammen ved hjelp av låseblokker, et slisset stempel som opererer låseblokkene, et pilotstempel, og en frigjøringsmekanisme (eng. lock-out mechanism) som aktiviseres ved bevegelse av pilotstempelet. En avtettingskule slippes inn i brønnen og anlegges i pilotstempelet for å skape et trykkdifferensial som er tilstrekkelig til å bryte skjærpinner, slik at pilotstempelet kan beveges aksielt nedover. Bevegelse av pilotstempelet frigjør en frigjøringsmekanisme slik at det slissede stempelet strekkes ut aksielt for å retraktere låseblokkene og med det kople fra hverandre det øvre og det nedre huset.

US 581 0084 omhandler en innretning for på en løsbar måte å kople en rørdel til en annen rørdel, som omfatter rørformet hus, holderandordning og konnektorer.

Frigjøringsinnretninger av kuleslipp-typen har mange fordeler fremfor

andre typer frigjøringsinnretninger. Eksempelvis sikres selektiv og ikke utilsiktet separasjon fordi operatøren må slippe en kule inn i brønnboringen for å aktivisere frigjøringsmekanismen. Det er heller ikke noe krav om ytterligere hydraulikkledninger eller elektriske kabler for å aktivisere frigjøringsmekanismen, og det er ingen besværlige linjeføringsbehov.

Konvensjonelle kuleslipp-frigjøringsinnretninger har imidlertid noen begr-ensninger. Frigjøringskulen er typisk bare egnet for å aktivisere en frigjørings-innretning i en vertikalt forløpende brønnboring. Frigjøringskulen har vanligvis en tetthet som er større enn borefluidets tetthet, slik at den synker ned gjennom borefluidet i en vertikal brønnboring og lander mot og anlegges i kulemuffen og med det tetter av strømningspassasjen. Når brønnboringen ikke er vertikal er det vanskelig å lande og anlegge kulen i kulemuffen, spesielt dersom kulen må klatre opp en skråkant i en seksjon med redusert diameter for å komme til kulemuffen i en sideveis forløpende eller oppover skrånende brønnboring.

I tillegg sperrer kuleslipp-frigjøringsinnretninger ifølge tidligere teknikk for sirkulasjon av borefluid gjennom innretningen etter at frigjøringsmekanismen er aktivisert, og disse innretningene er ikke konstruert for på en skikkelig måte å stå imot reaksjonsmoment på boremotoren som er nødvendig for å hindre at frigjøringsmekanismen dras opp (eng. locking up) dersom boremotoren installeres nær frigjøringsinnretningen. Foreliggende oppfinnelse utfyller manglene ved tidligere teknikk.

Målet med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en innretning for på en løsbar måte å kople en rørdel til en annen rørdel, omfattende: et rørformig hus med en øvre hus-andel og en nedre hus-andel, nevnte hus omfattende en hus-boring derigjenom for passasje av fluid;

en holderanordning glidbart posisjonert i nevnte nedre hus-andel, nevnte holderanordning omfattende en tettbar holderboring derigjennom for passasje av fluid;

første konnektorer som på en løsbar måte fester nevnte øvre hus til nevnte nedre hus, og

andre konnektorer som på en løsbar måte holder fast nevnte holderanordning i en første posisjon der nevnte holderanordning forhindrer frigjøring av nevnte første konnektorer;

hvor nevnte holderanordning, ved tetting av nevnte holderboring for å blokkere for strømning av fluid derigjennom, og som respons på det resulterende fluidtrykket mot nevnte holderanordning, beveges fra nevnte første stilling til en andre stilling der nevnte holderanordning ikke hindrer frigjøring av nevnte første konnektorer; kjennetegnet ved a t holderanordningen er anordnet med porter slik at aksiell fluidstrømning igjennom holderanordningen og hus-boringen er mulig når holderanordningen er i nevnte andre posisjon, selv om nevnte holderboring forblir avtettet.

De foretrukne utførelsesformer av innretningen er videre utdypet i kravene 2 til og med 4.

Videre oppnås målene med foreliggende oppfinnelse ved en fremgangsmåte for å anvende fluidtrykk for å kople fra hverandre to rørdeler nedihulls, omfattende de trinn å: (a) tilveiebringe et rørformig hus omfattende øvre og nedre hus-andeler koplet sammen på en løsbar måte og ombefattende en strømningsvei for fluid derigjennom; (b) kople det øvre huset til det nedre huset med minst én frigjørbar konnektor; (c) tilveiebringe, inne i nevnte nedre hus-andel, en skyvbar holderanordning innbefattende en tettbar boring derigjennom; (d) fastholde holderanordningen i en første stilling der holderanordningen hindrer frigjøring av den frigjørbare konnektoren; og (e) pumpe en strømningshindring til inngrep med den skyvbare holderanordningen slik at hindringen sperrer for strømning av fluid gjennom den tettbare boringen slik at trykket bak holderanordningen kan bygges opp inntil det er stort nok til å forskyve den skyvbare holderanordningen til en andre stilling der holderanordningen ikke hindrer frigjøring av den frigjørbare konnektoren; kjennetegnet ved at holderanordningen anordnes med porter slik at aksiell fluidstrømning gjennom holderanordningen og husboringen er mulig når nevnte holderanordning er i nevnte andre posisjon, selv om nevnte holderboring forblir avtettet.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 6 til og med 10.

I den etterfølgende beskrivelsen anvendes betegnelsene "øvre" og "nedre" for å angi den relative posisjonen til visse komponenter med hensyn til strøm-ningsretningen til det innkommende boreslammet. Når en komponent beskrives som øvre og en annen beskrives som nedre, er dette således ment å bety at boreslammet først strømmer gjennom den øvre komponenten før det strømmer gjennom den nedre komponenten. Disse og andre betegnelser anvendes således for å identifisere den relative posisjoneringen av komponenter i frigjørings-innretningen, med de øvre komponentene posisjonert nærmere føringsrøret og de nedre komponentene posisjonert nærmere bunnhullsenheten.

Det er omtalt en fremgangsmåte for å kople fra hverandre rørdeler nedihulls og en frigjøringsinnretning for brønnboring omfattende et hus som har øvre og nedre separerbare deler. Den øvre andelen av huset har en første ende som danner en steget forsenkning og en andre ende anpasset for å koples til brønn-føringsrør, mens den nedre andelen av huset har en første ende som danner en steget forlengelse og en andre ende anpasset for å koples til en bunnhullsenhet. Den første enden av den øvre og den nedre hus-andelen for-bindes på en slik måte at forlengelsen av det nedre huset har en forseglende passform i forsenkningen i det øvre huset. Når nevnte første ender koples sammen bringes maskinbearbeidede utløpere (eng. splines) tilveiebragt rundt periferien av forlengelses-konnektoren på det nedre huset inn i tilhørende spor tilveiebrakt rundt periferien inne i forsenkningen i det øvre huset. En skyvbar kulemuffe med langstrakte reresirkulasjonsporter rundt dets nedre periferi er tilveiebrakt aksielt i forlengelsen av det nedre huset. I den koplede og låste stillingen før frigjøring er den øvre og den nedre andelen av huset koplet sammen, og kulemuffen holdes i stilling i forhold til den øvre og den nedre andelen av huset med skjærskruer som forløper radielt gjennom den øvre andelen av huset og forlengelsen av den nedre andelen av huset. Kulemuffen holder på plass låse-nøkler som kan beveges i radielle åpninger inne i forlengelsen av det nedre huset som låses mot forsenkninger i det øvre huset. Aksielle boringer som danner interne strømningsveier med varierende diameter forløper gjennom det øvre huset, kulemuffen og det nedre huset, og muliggjør med det strømning av fluid gjennom frigjøringsinnretningen.

Dersom bunnhullsenheten kiles fast under boreoperasjoner kan kuleslipp-frigjøringsinnretningen aktiviseres for å frigjøre føringsrøret fra bunnhullsenheten, slik at begge kan tilbakehentes. For å aktivisere kuleslipp-frigjøringsinnretn-ingen slippes en kule inn i brønnen fra overflaten og pumpes med borefluidet gjennom føringsrøret og gjennom frigjøringsinnretningens øvre hus og inn i forlengelsen for inngrep med og anlegg i den øvre enden av kulemuffen. Kulen er fortrinnsvis hul og konstruert med en tetthet som er tilnærmet lik borefluidets tetthet, slik at den har null oppdrift i borefluidet og derfor kan pumpes i anlegg i kulemuffen også når brønnboringen forløper sideveis eller skrår oppover. Når kulen bringes i inngrep med og anlegges i kulemuffen stenges den interne strømningspassasjen gjennom kulemuffen og trykket bygges opp bak kulemuffen etter hvert som borefluidet pumpes inn i brønnen. Etter hvert som trykket bygges opp anvendes en økende kraft på skjærskruene inntil kraften blir så stor at disse brytes. Under denne aktiviseringen tar de maskinerte utløperne på forlengelsen av det nedre huset som er engasjert i de tilhørende sporene i forsenkningen i det øvre huset igjen opp reaksjonsmomentet på boremotoren og hindrer at frigjøringsmekanismen dras opp uavhengig av hvor nært boremotoren er frigjøringsinnretningen.

Når skjærskruene er brutt beveger borefluidtrykket mot kulemuffen kulen og kulemuffen inn i en større innvendig innsenkning i det nedre huset. Kulemuffen posisjoneres da oppstrøms en innvendig passasje med redusert diameter i det nedre huset som fører inn i bunnhullsenheten. Den foretrukkede utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse innbefatter langstrakte sirkuleringsporter i den nedre enden av kulemuffen og tilveiebringer således en åpen sirkuleringsvei for å opprettholde strømningen gjennom føringsrøret etter at frigjøringsinnretningen er aktivisert. Strømningen flyter gjennom det øvre huset, gjennom det nedre huset, inn i den større innvendige innsenkningen og gjennom resirkuleringsportene i kulemuffen og videre inn i bunnhullsenheten.

Når frigjøringsinnretningen aktiviseres kan det øvre huset separeres fra det nedre huset for tilbakehenting av føringsrøret fra brønnen. Når det øvre huset og føringsrøret er hentet ut brytes skjærskrue-seksjonen mellom det øvre og det nedre huset og låsenøklene faller inn i frigjøringsinnretningen ettersom kulemuffen ikke lenger holder dem fast inne i de radielle åpingene i forlengelsen av det nedre huset. Med føringsrøret ute av veien kan en påbegynne fiske-operasjoner etter det nedre huset og bunnhullsenheten. Et fiskeverktøy innbefattende en fres og en gripeanordning senkes inn i brønnen for å motta og festes til en eksponert fiskehalsandel av forlengelsen av det nedre huset. Det må tilveiebringes en tilstrekkelig klaring for at fiskeverktøyet skal kunne gripe fiske-halsandelen og hente ut det nedre huset og bunnhullsenheten om nødvendig. Når fiskeverktøyet er festet til forlengelsen av det nedre huset kan strømningen gjenopprettes gjennom fiskeverktøyet, inn i forlengelsen av det nedre huset, gjennom resirkulasjonsportene i kulemuffen og videre inn i bunnhullsenheten for å lette tilbakehentingen.

Foreliggende oppfinnelse omfatter således en kombinasjon av egenskaper og fordeler som gjør at den overkommer forskjellige problemer ved tidligere inn-retninger. De ovenfor beskrevne karakteristikkene så vel som andre egenskaper vil lett forstås av de med kunnskaper på området ved en gjennomgang av den etterfølgende detaljerte beskrivelsen av de foretrukne utførelsesformene av oppfinnelsen, med henvisning til de vedlagte figurene.

I forbindelse med den mer detaljerte beskrivelsen av den foretrukne utfør-elsesformen av foreliggende oppfinnelse henvises i det følgende til de vedlagte figurene, hvorav: Figur 1 er en skjematisk skisse av en boreoperasjon for en sidebrønn som anvender en boreanordning i hvilken foreliggende oppfinnelse kan installeres; Figur 2 er en forstørret skisse av bunnhullsenheten vist i figur 1, med kuleslipp-frigjøringsinnretningen ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebrakt nær toppen av enheten; Figur 3 er en tverrsnittsskisse av en foretrukket utførelsesform av den foreliggende kuleslipp-frigjøringsinnretningen med dens hovedkomponenter i frakoplet stilling; Figur 4A er en tverrsnittsskisse av kuleslipp-frigjøringsinnretningen i figur 3, med dens komponenter i en sammenkoplet og låst pre-frigjøringsstilling under normale boreoperasjoner; Figur 4B er en tverrsnittsskisse av kuleslipp-frigjøringsinnretningen i figur 3 med dens komponenter i aktiveringsstilling og med frigjøringskulen på plass; Figur 4C er en tverrsnittsskisse av kuleslipp-frigjøringsinnretningen i figur 3, med dens komponenter i den frakoplede stillingen.

Foreliggende oppfinnelse angår en frigjøringsinnretning og en fremgangsmåte for å kople fra hverandre rørdeler nedihulls. Frigjøringsinnretningen aktiviseres typisk dersom bunnhullsenheten fastkiles under boreoperasjoner, men kan også aktiviseres for andre formål dersom operatøren ønsker det. Foreliggende oppfinnelse kan realiseres i forskjellige utførelsesformer. Figurene som beskrives i detalj her illustrerer en spesifikk utførelsesform av foreliggende oppfinnelse, men beskrivelsen skal kun oppfattes som en eksemplifisering av prinsippene bak foreliggende oppfinnelse og ikke som en begrensning av oppfinnelsen til den utførelsesformen som illustreres og beskrives her.

Først med henvisning til figur 1 inkluderer en brønnboringsoperasjon i forbindelse med hvilken foreliggende oppfinnelse kan anvendes et kveilrør-system 100 og en bunnhullsenhet 200. Kveilrørsystemet 100 inkluderer en energitilførsel 110, en overflateprosessor 120 og en kveilrørstrommel 130. Et injektorhode 140 forsyner og styrer kveilrør 150 fra trommelen 130 og inn i brønnen 160. Selv om kveilrøret 150 fortrinnvis er et kompositt-kveilrør må en forstå at foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til anvendelse med kompositt-kveilrør, men at oppfinnelsen kan anvendes med stål-kveilrør eller standard borerør. Bunnhulls-boreenheten 200 er vist festet til den nedre enden av kompositt-kveilrøret 150 og forløpende inn i en sidegren eller et horisontalt borehull 170. Denne utførelsesformen er beskrevet for å forklare, og foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til anvendelse i det konkrete systemet som beskrives, slik at det er underforstått at foreliggende oppfinnelse kan anvendes for å kople fra hverandre rørdeler nedihulls i forskjellige brønnkonstruksjoner.

Nå med henvisning til figur 2 inkluderer bunnhullsenheten 200 fortrinnsvis en borkrone 210 i den nedre enden montert til en drivaksel 220, som er koplet til en lagerblokk (eng. bearing pack) 230 som i sin tur er festet til et glideverktøy 240. Glideverktøyet 240 er koplet til en styringsenhet 250 og en boretraktor 270. Styreenheten 250 inkluderer fortrinnsvis en elektronikkseksjon 260 med en nær borkrone-orienteringssensor 265 innbefattende en inklinasjonsmåler og et magnetometer. Bunnhullsenheten 200 kan også inkludere en orienterings-innretning 280 samt andre sensorer 290 og nedihulls-styreanordninger 285 så som de som er kjente for fagfolk på området.

Kuleslipp-frigjøringsinnretningen 300 er tilkoplet mellom bunnhullsenheten 200 og arbeidsstrengen 20 som forløper til overflaten 10 av brønnen 160. Bunnhullsenheten 200 og kuleslipp-frigjøringsinnretningen 300 kan anvendes sammen med en hvilken som helst type arbeidsstreng 20, for eksempel stål-kveilrør, kompositt-kveilrør 150 eller borerør. En skal være klar over at bunnhullsenheten 200 kan omfatte andre komponenter og at komponentenes rekke-følge kan variere. Verktøyene som utgjør bunnhullsenheten 200 vil variere avhengig av boresystemet som anvendes og borehullet som bores. En skal også være klar over at foreliggende oppfinnelse ikke er begrenset til anvendelse med én spesifikk bunnhullsenhet, men kan anvendes i forbindelse med alternative enheter.

Nå med henvisning til figur 3 omfatter en foretrukket utførelsesform av den foreliggende kuleslipp-frigjøringsinnretningen et øvre hus 310, et nedre hus 320 og en kulemuffe 330. Det øvre huset 310 omfatter et i det vesentlige sylindrisk legeme 311 med en øvre ende 312, en nedre ende 313 og en aksiell boring 315 derigjennom. En annulær skulder 351 et sted noe nedenfor den øvre enden 312 innbefatter en sentral boringsandel 352, og en tynnvegget andel ved den nedre enden 313 innbefatter en nedre boring 354 med større diameter enn den sentrale boringsandelen 352. Steget i diameter mellom den sentrale boringsandelen 352 og den nedre boringen 354 definerer en skulder 356 ved den øvre enden av den nedre boringen 354. Veggen 353 i den sentrale boringsandelen 352 inkluderer minst én og fortrinnsvis flere låsenøkkel-forsenkninger 316.1 tillegg forløper minst én, fortrinnsvis minst to, boringer 317 for setningsskruer radielt gjennom veggen 353. Veggen 390 i den nedre boringen 354 inkluderer fortrinnsvis flere interne, parallelle spor 395 som forløper langs dens lengde mellom skulderen 356 og enden 313.

Det nedre huset 320 omfatter et i det vesentlige sylindrisk legeme 360 med en øvre ende 321, en nedre ende 322 og en aksiell boring 365 derigjennom. Legemet 360 omfatter en andel 361 med større diameter og en midtre andel 385 som definerer en annulær skulder 362 rundt utsiden av legemet 360. Det er fortrinnsvis tilveiebragt en serie av parallelle maskinerte utløpere 450 langs utsiden av den midtre andelen 385 og det er fortrinnsvis tilveiebragt et par av spor 326 for trykkforseglende o-ringstetninger på utsiden av den midtre andelen 385 rett ovenfor skulderen 362. Inne i legemet 360 danner en andel av boringen 365 med større diameter en intern innsenkning 366 som defineres av øvre og nedre frustokoniske skuldre, henholdsvis 367 og 368.

En forlengelse 325 med redusert diameter forløper koaksialt fra den øvre enden 321 og forlenger boringen 365. Den utvendige diameteren til forlengelsen 325 svarer til den innvendige diameteren til den sentrale boringsandelen 352 i det øvre huset 310, mens den utvendige diameteren til den midtre andelen 385 svarer til den innvendige diameteren til den nedre boringen 354. Utløpere 450 tilveiebragt langs den utvendige veggen til den midtre andelen 385 svarer til og er konstruert i passform med interne spor 395 i veggen 390. Steget i diameter mellom den midtre andelen 385 og forlengelsen 325 definerer en annulær skulder 369 ved den øvre enden 321 av den midtre andelen 385. Forlengelsen 325 omfatter et par av spor 328 for trykktettende o-ringer rett ovenfor skulderen 369 og et annet spor 327 for en o-ringspakning nær den øvre enden. Mellom o-ringsporet 327 og o-ringsporene 328 omfatter forlengelsen 325 en andel med redusert diameter som definerer en fiskehals 371. Mellom fiskehalsen 371 og o-ringsporene 328 omfatter forlengelsen 325 minst en låsenøkkel-åpning 305 og minst én setningsskrue-boring 319. Antallet av og posisjonen(e) til låsenøkkel-åpningen(e) 305 svarer fortrinnsvis til antallet og posisjoneringen av låsenøkkel-forsenkningen(e) 316, og antallet av og posisjonen(e) til setningsskrue-boringen(e) 319 svarer fortrinnsvis til antallet og posisjoneringen av setningsskrue-boringene 317.

Fortsatt med henvisning til figur 3 er kulemuffen 330 fortrinnsvis en relativt tynnvegget sylinder med en øvre ende 370 og en nedre ende 372. Ifølge en foretrukket utførelsesform omfatter flere longitudinale sirkuleringsporter 375 langstrakte åpninger i sylinderveggen nær den nedre enden 372.

Figur 4A viser kuleslipp-frigjøringsinnretningen montert og låst i pre-frigjøringsstillingen, i hvilken stilling den vil være i under normale boreoperasjoner. Forlengelsen 325 passer i en hunn- eller muffeforsenkning 352 i det øvre huset 310 og holdes på plass deri av låsenøkler 350 som er anbrakt i åpn-ingen 305. Låsenøklene 350 er lengre enn veggtykkelsen i forlengelsen, slik at de stikker ut fra denne og engasjerer forsenkningen 316 i det øvre huset 310. Nøklene 350 er fortrinnsvis laget av metallisk materiale og avskrådd langs topp-og bunnkantene. Når enheten befinner seg i pre-frigjøringsstillingen som vist holder kulemuffen 330 fast nøklene 350 og hindrer således at det øvre huset 310 frigjøres fra det nedre huset 320. Trykktettende o-ringer 400 og 420 fors-egler kontaktflaten (eng. the interface) mellom det øvre huset 310 og det nedre huset 320 på flere steder. Mer spesifikt er tetningene 400 plassert i tetningsspor 326 og tetningene 420 er plassert i tetningsspor 327. Forseglingspakningen 410 er plassert i pakningssporet 327 nær den øvre kanten av forlengelsen 325 der den engasjerer skulderen 351, og tetningen 410 hindrer at det pakkes sand mellom forlengelsen 325 og den sentrale boringsandelen 352 og eliminerer med det potensielle problemer som vil kunne føre til at det øvre huset 310 separeres fra det nedre huset 320.

Fortsatt med henvisning til figur 4A svarer utløperne 450 til og passer inn i sporene 395 når det nedre huset 320 og det øvre huset 310 engasjeres. Denne utløperkoplingen hindrer at det nedre huset 320 roteres i forhold til det øvre huset 310 under boreoperasjoner som følge av reaksjonsmoment på boremotoren, hvilket betyr at utløperkoplingen tar opp reaksjonsmomentet (eng. backup torque) på boremotoren. Utløperne 450 er parallelle nøkler som er konstruert for å forløpe ut fra veggen til huset 320 og således ikke svekke konstruksjonen av det nedre huset 320, noe som vil være tilfelle med en koplingsanordning som fordrer at det tilveiebringes slisser i den midtre andelen 385. Utløperne 450 kan ha rette sider, men er fortrinnsvis involute ettersom involute utløpere har større momentoverføringsevne og er selvsentrerende under laster som reaksjonsmoment fra en passformet bunnhullsenhet-motor.

Kulemuffen 330 er plassert i forlengelsen 325 og låses i stilling relativt det øvre og det nedre huset 310, 320 ved hjelp av skjærbare skruer 340 som for-løper radielt gjennom setningsskrue-boringene 317, 319. Som vist linjeføres de aksielle boringene 315, 365 i lengderetningen slik at de danner en strømnings-vei 500 som forløper fra den øvre enden 312 av det øvre huset 310 til den nedre enden 322 av det nedre huset 320 og muliggjør strømning av borefluid gjennom verktøyet.

Figur 4B viser kule-frigjøringsinnretningen i aktiviseringsstillingen med frigjøringskulen 380 på plass. Frigjøringskulen 380 er fortrinnsvis en hul metall-kule konstruert med en tetthet som er tilnærmet lik borefluidets tetthet. Når en ønsker å frigjøre føringsrøret fra bunnhullsenheten 200 slippes kulen 380 inn i brønnen fra overflaten og pumpes med borefluidet gjennom føringsrøret 150, gjennom det øvre huset 310 og i anlegg i den øvre enden 370 av kulemuffen 330. Når kulen 380 engasjerer og anlegges i den øvre enden 370 sperres det for strømning av fluid gjennom kulemuffen 330. Fluidtrykket bygges opp bak kulemuffen 330 og skaper en økende kraft mot skjærskruene 340 inntil de brytes, hvorpå kulen 380 og kulemuffen 330 beveges inn i det større, interne inn-senkede området 366 i det nedre huset 320. Kun skjærskruene 340 langs den nedre andelen 341 brytes, slik at den øvre andelen 345 holdes på plass mellom det øvre og det nedre huset 310, 320. Når kulemuffen 330 beveges ut av pre-frigjøringsstillingen holdes ikke lenger låsenøklene 350 fast og kan falle i tyng-defeltet gjennom åpningene 305 inn i frigjøringsinnretningen. Låsenøklene 350 vil imidlertid typisk forbli i åpningene 305 inntil det øvre huset 310 skilles fra det nedre huset 320.

Figur 4C viser kulen 380 og kulemuffen 330 i frigjøringsstillingen. I denne stillingen kan det øvre huset 310 separeres fra det nedre huset 320 for å kople kveilrøret 150 fra bunnhullsenheten 200. Også før separasjon av det øvre huset 310 og det nedre huset 320 kan borefluid fortsette å strømme inn i brønnen gjennom det øvre huset 310, det nedre huset 320, den interne innsenkningen 366 og gjennom sirkuleringsportene 375 og videre inn i passasjen som fører inn i bunnhullsenheten 200. For faktisk å frigjøre føringsrøret 150 fra bunnhullsenheten 200 fjernes det øvre huset 310 og føringsrøret 150 fra hullet, slik at de utvendig tilveiebragte 354 av skjærskruene 340 brytes og nøklene 350 faller ut av forsenkningene 305 og inn i frigjøringsinnretningen. Når det øvre huset 310 og føringsrøret 150 er fjernet føres det ned et konvensjonelt fiskeverktøy fra overflaten for å gripe og festes til fiskehalsen 371. Dette gjør at det nedre huset 320 og bunnhullsenheten 200 til hvilken det er festet kan trekkes ut av hullet. Tilbakehentingen kan lettes ved å opprettholde strømningen inn i fiskeverktøyet, gjennom sirkuleringsportene 375 og inn i passasjen som fører til bunnhullsenheten 200.

En innser således at innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en pålitelig og effektiv anordning for å frigjøre føringsrør fra en bunnhulls-boreenhet etter operatørens ønske, uavhengig av om borehullet forløper vertikalt, sideveis eller skrått oppover. Den hule frigjøringskulen som har samme tetthet som borefluidet kan pumpes med borefluidet for å engasjere og anlegges i kulemuffen i en hvilken som helst stilling for å aktivisere frigjør-ingsinnretningen. Foreliggende oppfinnelse er derfor spesielt nyttig for å kople fra hverandre rørdeler i seksjoner i en brønn som forløper sideveis eller skrått oppover, der frigjøringskulen må klatre opp en skråkant i en seksjon med redusert diameter for å komme til kulemuffen.

Innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringer videre en pålitelig og effektiv anordning for å frigjøre føringsrør fra en bunnhullsenhet uavhengig av hvor nær innretningen er boretraktoren. De involute utløperne på den nedre huset som er anbragt i spor i det øvre huset tar opp reaksjonsmoment fra boremotoren, og hindrer med det at frigjøringsinnretningen dras opp. Denne egenskapen gjør innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse spesielt nyttig når boretraktoren er posisjonert ved toppen av bunnhullsenheten rett nedenfor frigjøringsinnretningen.

Innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse muliggjør videre oppretthold-else av sirkuleringen av boreslam etter at frigjøringsmekanismen er aktivisert. De lengderettede portene tilveiebragt rundt den nedre enden av kulemuffen tilveiebringer en strømningsvei for borefluider inn i bunnhullsenheten etter at kulemuffen beveges inn i den interne innsenkningen i det nedre huset slik at det øvre og det nedre huset kan separeres. Videre kan, når det øvre huset og føringsrøret er fjernet fra brønnen og et fiskeverktøy griper det nedre huset, strømningen gjenopprettes gjennom fiskeverktøyet, gjennom sirkuleringsportene og inn i bunnhullsenheten for å lette tilbakehentingen.

Mens foretrukne utførelseformer av denne oppfinnelsen er vist og beskrevet kan fagfolk på området modifisere disse uten å fjerne seg fra oppfinnelsens ramme og idé. Spesielt tilveiebringer forskjellige utførelseformer av foreliggende oppfinnelse et antall forskjellige konstruksjoner som fungerer på samme måte, hver av hvilke kan anvendes for å kople fra hverandre rørdeler nedihulls uavhengig av hvorvidt boringen forløper vertikalt, sideveis eller skrått oppover. Utførelseformene som er beskrevet her er kun eksempler og er ikke begrens-ende. Mange variasjoner av systemet der innretningen anvendes er mulige, og ligger innenfor oppfinnelsens ramme. Foreliggende oppfinnelse kan således anvendes i forbindelse med en hvilket som helst type føringsrør og en hvilken som helst bunnhullsenhet, slik at den konkrete konstruksjonen av føringsrør og bunnhullsenhet som er illustrert og beskrevet her utelukkende er ment for å illustrere funksjonen til foreliggende oppfinnelse som en frigjøringsinnretning. Beskyttelsen rekkevidde er følgelig ikke begrenset til de beskrevne utførelse-formene, men kun av de etterfølgende patentkravene, rekkevidden til hvilke skal innbefatte alle ekvivalenter til kravenes innhold. Der hvor trinn i en fremgangsmåte er nummerert eller på annen måte merket sekvensielt er det intet krav at trinnene ifølge fremgangsmåten gjennomføres i den gitte sekvensen, dersom ikke annet er angitt.

Claims (10)

1. Innretning for på en løsbar måte å kople en rørdel til en annen rørdel, omfattende: et rørformig hus med en øvre hus-andel (310) og en nedre hus-andel (320), nevnte hus omfattende en hus-boring (315) derigjenom for passasje av fluid; en holderanordning (330) glidbart posisjonert i nevnte nedre hus-andel, nevnte holderanordning (330) omfattende en tettbar holderboring derigjennom for passasje av fluid; første konnektorer (350) som på en løsbar måte fester nevnte øvre hus (310) til nevnte nedre hus (320), og andre konnektorer (340) som på en løsbar måte holder fast nevnte holderanordning (330) i en første posisjon der nevnte holderanordning (330) forhindrer frigjøring av nevnte første konnektorer (350); hvor nevnte holderanordning (330), ved tetting av nevnte holderboring for å blokkere for strømning av fluid derigjennom, og som respons på det resulterende fluidtrykket mot nevnte holderanordning (330), beveges fra nevnte første stilling til en andre stilling der nevnte holderanordning (330) ikke hindrer frigjøring av nevnte første konnektorer (350); karakterisert ved at holderanordningen (330) er anordnet med porter slik at aksiell fluidstrømning igjennom holderanordningen (330) og hus-boringen (315) er mulig når holderanordningen (330) er i nevnte andre posisjon, selv om nevnte holderboring forblir avtettet.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre innbefatter en kule (380) som er bevegbar med fluidet for å oppta holderanordningen (330); idet nevnte kule har en tetthet som er tilnærmet tettheten til fluidet.

3. Innretning i følge krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte nedre hus (320) innbefatter en over forlengelse (325) og nevnte øvre hus (310) innbefatter en forsenket ende (352) som mottar nevnte øvre forlengelse (325)

4. Anordning i følge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter en innretning for å forbinde nevnte øvre hus (310) til nevnte nedre hus (320) og å forhindre relativ rotasjon mellom nevnte øvre og nedre hus-andeler (310, 320); en blokkeringsinnretning (380) som er i stand til å bevege seg med fluidet for å oppta nevnte holderandordning (330) for å på den måten å forhindre strømning av fluid gjennom nevnte holder hvori nevnte holderanordning (330) beveger seg fra nevnte første posisjon til nevnte andre posisjon, nevnte øvre hus (310) blir adskillbart fra nevnte nedre hus (320); hvori nevnte blokkeringsinnretning (380) har en tetthet som er tilnærmet lik tettheten til borefluidet; og nevnte hus (320) innbefatter en ende (352) tilpasset for å oppta et fiskeverktøy.

5. Fremgangsmåte for å anvende fluidtrykk for å kople fra hverandre to rørdeler nedihulls, omfattende de trinn å: (a) tilveiebringe et rørformig hus omfattende øvre og nedre hus-andeler (310, 320) koplet sammen på en løsbar måte og ombefattende en strømningsvei (315) for fluid derigjennom; (b) kople det øvre huset (310) til det nedre huset (320) med minst én frigjørbar konnektor (350); (c) tilveiebringe, inne i nevnte nedre hus-andel, en skyvbar holderanordning (350) innbefattende en tettbar boring derigjennom; (d) fastholde holderanordningen (330) i en første stilling der holderanordningen (330) hindrer frigjøring av den frigjørbare konnektoren (350); og (e) pumpe en strømningshindring (380) til inngrep med den skyvbare holderanordningen (330) slik at hindringen (380) sperrer for strømning av fluid gjennom den tettbare boringen slik at trykket bak holderanordningen kan bygges opp inntil det er stort nok til å forskyve den skyvbare holderanordningen (330) til en andre stilling der holderanordningen (330) ikke hindrer frigjøring av den frigjørbare konnektoren (350); karakterisert ved at holderanordningen (330) anordnes med porter slik at aksiell fluidstrømning gjennom holderanordningen (330) og husboringen (315) er mulig når nevnte holderanordning (330) er i nevnte andre posisjon, selv om nevnte holderboring forblir avtettet.

6. Fremgangsmåte i følge krav 5, karakterisert ved at nevnte strømningshindring (380) har en tetthet som er tilnærmet lik tettheten til fluidet.

7. Fremgangsmåte i følge krav 5 eller 6, karakterisert ved at den videre innbefatter trinnet med strømning av fluid gjennom porter (375) i holderanordningen når holderanordningen (330) er i nevnte andre posisjon.

8. Fremgangsmåte i følge krav 5, 6 eller 7, karakterisert ved at den videre innbefatter trinnet med å adskille det øvre huset (310) fra det nedre huset (320) og å gjenvinne det øvre huset (310).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at trinn (a) omfatter tilpasning av en forlengelsesende (325) til det nedre huset (320) inn i en forsenket ende (352) i det øvre huset (310).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 5, 6, 7, 8 og 9, karakterisert ved at nevnte trinn (b) omfatter tilveiebringing av minst en skjærbar del (340) som opptar rørhuset og holderanordningen (330), og/eller hvori trinn (d) omfatter tilveiebringing av låsenøkler anbrakt innen åpninger i de øvre og nedre hus (310, 320).