NO327552B1

NO327552B1 - Anchoring device for a borehole tool.

Info

Publication number: NO327552B1
Application number: NO20053284A
Authority: NO
Inventors: Maurice William Slack; Per G Angman
Original assignee: Tesco Corp
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2009-08-10
Also published as: EP1581718A1; AU2003287818A1; DE60320459D1; WO2004053288A1; ATE392533T1; NO20053285D0; WO2004053289A1; NO20053284L; NO20053285L; EP1581720A1; NO20053284D0; AU2003285257A1; EP1581718B1; NO336158B1

Abstract

A seal cup and method is disclosed that can be used on a wellbore tool. The seal cup includes an external circumferential seal land adjacent the cup lip and an outer surface capable of permitting drainage away from the seal land of fluids, which may seep past the seal land. This acts against pressure invasion in the interfacial contacting region between the seal cup and the structure, for example, a wellbore liner against which it is sealed.

Description

Oppfinnelsen angår en forankringsinnretning for et borehullsverktøy og især en forankringsinnretning for ekspandering til en foringsfordypning, f.eks. for bruk i et sementflottørverktøy, broplugg eller pakning. The invention relates to an anchoring device for a borehole tool and in particular an anchoring device for expanding into a casing recess, e.g. for use in a cement float tool, bridge plug or gasket.

Fra den kjente teknikk på området skal det vises til WOO1/94739 Al. Konstruksjon av brønner ved bruk av foringsrør som borestreng, hvor boresammenstillingen nede i brønnen utplasseres gjennom foringsrøret, tillater ikke bruk av innretninger, f.eks. en sementflytsko direkte inne i foringsrørstrengen på vanlig måte. Videre kan ikke foringsrøret være forsynt med et innvendig mellomrom for plassering av en innretning etter boring, ettersom dette vil begrense foringsrørets innvendige diameter og hindre utplassering av boresammenstillingen nede i hullet. I det kanadiske patentskrift CA 2 311 160, Vert og Angeman, er det beskrevet en sementflottør som kan anbringes nede i hullet i en foringsrørstreng forsynt med en passende profilnippel. From the known technique in the area, reference should be made to WOO1/94739 Al. Construction of wells using casing as a drill string, where the drilling assembly down in the well is deployed through the casing, does not allow the use of devices, e.g. a cement flow shoe directly inside the casing string in the usual way. Furthermore, the casing cannot be provided with an internal space for placing a device after drilling, as this would limit the casing's internal diameter and prevent deployment of the drilling assembly down the hole. In the Canadian patent document CA 2 311 160, Vert and Angeman, there is described a cement float that can be placed downhole in a casing string provided with a suitable profile nipple.

Funksjonene av en typisk installert sementflottør krever at den virker som en sikkerhetsventil som tillater nedsenkning av en foringsrørstreng opphengt i et borehull, men som hindrer tilbakestrøm og tetter foringsrørhullet mot differansialbunntrykk. Denne trykkdifferensial oppstår under brønnsementeringen etter våt sement er plassert i foringsrøret og blir flyttet inn i borehullforingsrørets ringrom ved hjelp av et lettere fluid. Det frembringes av forskjell i det hydrostatiske hodet mellom sementen og et lettere forflytningsfluid, vanligvis vann, og bevirker i sin tur en aksiallast som må reageres inn i foringsrøret. Denne aksiale last øker med differensialtrykket og tetningsområdet. Således er den nødvendige strukturelle kapasitet for slike innretninger større for foringsrør med større diameter og dypere brønner. The functions of a typical installed cement float require it to act as a safety valve that allows the sinking of a casing string suspended in a wellbore, but prevents backflow and seals the casing hole against differential bottom pressure. This pressure differential occurs during well cementing after wet cement has been placed in the casing and is moved into the annulus of the borehole casing by means of a lighter fluid. It is produced by a difference in the hydrostatic head between the cement and a lighter displacement fluid, usually water, and in turn causes an axial load that must be reacted into the casing. This axial load increases with the differential pressure and the sealing area. Thus, the required structural capacity for such devices is greater for casings with larger diameters and deeper wells.

Andre innretninger må også forankres nede i brønnen, f.eks. pakninger og andre ventiler. Disse innretningene kan også kreve forankringsanordninger som virker i trykkdifferensialer. Other devices must also be anchored down in the well, e.g. gaskets and other valves. These devices may also require anchoring devices that operate in pressure differentials.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forankringsinnretning som kan installeres på et verktøy og brukes for kjøring ned i hullet til inngrep med en innvendig fordypning anordnet i et rør nede i hullet, f.eks. et foringsrør eller en annen foring. Som sådan er forankringsinnretningen ikke avhengig av innvendige begrensninger. En profilnippel er et eksempel på et element av et foringsrør som bærer en fordypning. Profilnippelen kan installeres når røret er nede i hullet og kan følgelig allerede være på plass når det er behov for å forankre et verktøy i brønnhullet, f.eks. når det nåes en total dybde (TD). The purpose of the invention is to provide an anchoring device which can be installed on a tool and used for driving down the hole to engage with an internal recess arranged in a pipe down the hole, e.g. a casing or other liner. As such, the anchoring device is not dependent on internal limitations. A profile nipple is an example of an element of a casing that carries a recess. The profile nipple can be installed when the pipe is down in the hole and can therefore already be in place when there is a need to anchor a tool in the wellbore, e.g. when a total depth (TD) is reached.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette formål ved en forankringsinnretning for bruk i et rør med en innvendig diameter med en ringformet fordypning anordnet deri, idet den ringformede fordypning har en lengde og en diameter som er større enn rørets innvendige diameter, idet forankringsinnretningen omfatter: en spindel med en ytterflate, en øvre og nedre ende, idet spindelen er tilpasset for å beveges gjennom røret som den skal brukes i, en radialt elastisk forankringsbærer montert koaksialt rundt spindelen, idet forankringsbæreren danner en innerflate og en vesentlig sylindrisk ytterflate, idet forankringsinnretningen har en lengde som er valgt å være mindre enn lengden av rørets ringformede fordypning og er tilpasset for å føres gjennom røret radialt sammentrykket og å ha en utvendig diameter under radial ekspandering som er større enn rørets innvendige diameter, kjennetegnet ved at forankringsinnretningen har sammengripende spor og langstrakte fremspring anordnet på spindelens ytterflate og på forankringsbærerens innerflate, idet de sammengripende spor og langstrakte fremspring av forankringsbæreren og spindelen er valgt for å begrense den aksiale bevegelse av forankringsbæreren i forhold til spindelen og tillate at forankringsbæreren blir trykket mot spindelen for å passe til den innvendige diameter av røret og holdt i inngrep når forankringsbæreren ekspanderes og låses til den ringformede fordypning av røret. According to the invention, this object is achieved by an anchoring device for use in a pipe with an internal diameter with an annular recess arranged therein, the annular recess having a length and a diameter greater than the pipe's internal diameter, the anchoring device comprising: a spindle with a outer surface, an upper and lower end, the spindle being adapted to move through the pipe in which it is to be used, a radially elastic anchoring carrier mounted coaxially around the spindle, the anchoring carrier forming an inner surface and a substantially cylindrical outer surface, the anchoring device having a length of selected to be less than the length of the tube's annular recess and is adapted to pass through the tube radially compressed and to have an outer diameter under radial expansion that is greater than the tube's inner diameter, characterized in that the anchoring device has interlocking grooves and elongated projections arranged on the spindle's outer surface etc g on the inner surface of the anchor carrier, the interlocking grooves and elongated protrusions of the anchor carrier and spindle being selected to limit axial movement of the anchor carrier relative to the spindle and allow the anchor carrier to be pressed against the spindle to fit the inside diameter of the pipe and held in engagement when the anchor carrier is expanded and locked to the annular recess of the pipe.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, hvor: fig. 1 er et vertikalt snitt gjennom en del av brønnforingsrøret med en forankringsinnretning på et verktøy i form av et sementflottørverktøy i en konfigurasjon for å føres gjennom brønnforingsrøret under nedpumpning av foringsrøret under installasjon; The invention will be described in more detail below with reference to the drawings, where: fig. 1 is a vertical section through a portion of the well casing with an anchoring device on a tool in the form of a cement float tool in a configuration to be passed through the well casing during pumping down of the casing during installation;

fig. 2 og 3 er vertikale snitt av sementflottørverktøyet på fig. 1 i låst posisjon i en del av brønnforingsrøret, hvor flottørventilen på fig. 2 er åpen for å tillate strøm av fluider ned gjennom sementflottørverktøyet mens flottørventilen på fig. 3 er lukket for å hindre tilbakestrøm derigjennom; fig. 2 and 3 are vertical sections of the cement floater tool of fig. 1 in the locked position in part of the well casing, where the float valve in fig. 2 is open to allow flow of fluids down through the cement float tool while the float valve of fig. 3 is closed to prevent backflow therethrough;

fig. 4 er et perspektivriss av en bunnkopptetning for en forankringsinnretning; fig. 4 is a perspective view of a bottom cup seal for an anchoring device;

fig. 4A er et annet perspektivriss av en kopptetning for bruk i en forankringsinnretning; fig. 4A is another perspective view of a cup seal for use in an anchoring device;

fig. 5 er et perspektivriss av en forankringsbærer for en forankringsinnretning i ekspandert tilstand; fig. 5 is a perspective view of an anchoring carrier for an anchoring device in an expanded state;

fig. 6 er et perspektivriss av en spindel med et kilespor og kile som egner seg i en forankringsinnretning; fig. 6 is a perspective view of a spindle with a keyway and key suitable in an anchoring device;

fig. 7 er et perspektivriss av en forankringsbærer som egner seg i forbindelse med spindelen på fig. 6; og fig. 7 is a perspective view of an anchoring carrier which is suitable in connection with the spindle of fig. 6; and

fig. 8 er et perspektivriss av spindelen på fig. 6 og forankringsbæreren av fig. 7 passet sammen. Det vil fremgå at kraften av foringsrøret, Flbringsrør, holder forankringsbæreren i denne konfigurasjon. fig. 8 is a perspective view of the spindle in fig. 6 and the anchoring carrier of fig. 7 matched. It will be seen that the force of the casing, Flbringsrør, holds the anchor carrier in this configuration.

En forankringsinnretning for et brønnverktøy er beskrevet som kan installeres på et verktøy som kan kjøres ned i hullet, f.eks. ved pumping og som kan posisjoneres i inngrep med en innvendig fordypning anordnet i en rørvegg, f.eks. av et foringsrør. Elementet av foringsrøret som bærer fordypningen her, kalles profilnippelen. Som sådan er det ikke behov for noen innsnevring i foringsrøret for å motta eller låse verktøyet og profilnippelen kan installeres i begynnelsen av boreoperasjonen og kan derfor allerede være på plass når det er ønskelig å installere det forankrede verktøy. Profilnippelen kan også brukes for å gripe andre boreverktøy om ønskelig. An anchoring device for a downhole tool is described which can be installed on a tool which can be driven downhole, e.g. during pumping and which can be positioned in engagement with an internal depression arranged in a pipe wall, e.g. of a casing. The element of the casing that carries the recess here is called the profile nipple. As such, there is no need for any constriction in the casing to receive or lock the tool and the profile nipple can be installed at the beginning of the drilling operation and therefore can already be in place when it is desired to install the anchored tool. The profile nipple can also be used to grip other drilling tools if desired.

Den ringformede fordypning av foringsrøret har en lengde og en diameter som er større enn den innvendige diameter av foringsrøret. Forankringsinnretningen kan omfatte en spindel med en ytterflate, en øvre og nedre ende og en radialt elastisk forankringsbærer montert rundt spindelen. Forankringsbæreren kan danne en vesentlig sylindrisk ytterflate og en innerflate. Forankringsbæreren kan ha en lengde som er valgt å være mindre enn lengden av foringsrørets ringformede fordypning og tilpasset for å føres gjennom foringsrøret når den er radialt sammentrykket og som har en ytterdiameter som er større enn foringsrørets innvendige diameter når den er radialt ekspandert. Forankringsinnretningen kan videre omfatte sammengripende spor og langstrakte fremspring anordnet på spindelens ytterflate og forankringsbærerens innerflate, idet de sammengripende spor og langstrakte fremspring av forankringsbæreren og spindelen er valgt å begrense den aksiale bevegelse av forankringsbæreren i forhold til spindelen og tillate forankringsbæreren å trykkes sammen mot spindelen for å passe til den innvendige diameter av foringsrøret og holde seg sammengrepet når forankringsbæreren er ekspandert og låst til den ringformede fordypning av foringsrøret. The annular recess of the casing has a length and a diameter greater than the internal diameter of the casing. The anchoring device may comprise a spindle with an outer surface, an upper and lower end and a radially elastic anchoring carrier mounted around the spindle. The anchoring carrier can form a substantially cylindrical outer surface and an inner surface. The anchor carrier may have a length selected to be less than the length of the casing's annular recess and adapted to pass through the casing when radially compressed and having an outer diameter greater than the casing's internal diameter when radially expanded. The anchoring device can further comprise interlocking grooves and elongated projections arranged on the outer surface of the spindle and the inner surface of the anchoring carrier, the interlocking grooves and elongated projections of the anchoring carrier and the spindle being chosen to limit the axial movement of the anchoring carrier relative to the spindle and to allow the anchoring carrier to be pressed together against the spindle for to fit the inside diameter of the casing and remain engaged when the anchor carrier is expanded and locked into the annular recess of the casing.

Forankringsinnretningen kan bære installasjonen av forskjellige brønnverktøy som det er ønskelig å forankre nede i brønnen, f.eks. en sementflottør, en broplugg eller en pakning. Således vil det fremgå at selv om forankringsinnretningen er vist tilknyttet en sementflottør, kan den brukes også med andre verktøyanordninger. Forankringsinnretningen kan støtte installasjon på stedet i en brønnhullkompletteringsoperasjon etter boring eller foring av et brønnhull med et foringsrør. The anchoring device can support the installation of various well tools that it is desirable to anchor down in the well, e.g. a cement float, a bridge plug or a gasket. Thus, it will appear that even though the anchoring device is shown connected to a cement float, it can also be used with other tool devices. The anchoring device can support on-site installation in a wellbore completion operation after drilling or lining a wellbore with casing.

Spindelen og forankringsbæreren har hver anordnet flere langstrakte fremspring som danner flere spor derimellom. Spindelen og forankringsbæreren er formet for å gripe ved deres spor og langstrakte fremspring til fremspringene av den ene del som passer inn i sporene av den andre del. Sammengripningen mellom sporene og fremspringene kan virke for å begrense en relativ aksial bevegelse derimellom, hvor det når verktøyet blir ført gjennom foringsrøret (hvor forankringsbæreren er sammentrykket rundt spindelen) og når verktøyet er forankret i den ringformede fordypning av foringsrøret (når forankringsbæreren er ekspandert der i). Vinklene og materialene av sporene/fremspringene på spindelen og forankringsbæreren kan velges for å opprettholde sammengripningen under hensyn til lastene som kan oppstå under installasjon og drift. Sporene/fremspringene kan f.eks. ha et V-formet, generelt avskåret eller avrundet tverrsnitt. De kan også være symmetriske eller ikke. The spindle and the anchoring carrier each have several elongated protrusions which form several grooves between them. The spindle and anchor carrier are shaped to engage by their slots and elongate projections to the projections of one part which fit into the slots of the other part. The engagement between the grooves and projections may act to limit relative axial movement therebetween, where when the tool is passed through the casing (where the anchor carrier is compressed around the spindle) and when the tool is anchored in the annular recess of the casing (when the anchor carrier is expanded there in ). The angles and materials of the grooves/protrusions on the spindle and anchoring carrier can be selected to maintain the engagement taking into account the loads that may occur during installation and operation. The grooves/protrusions can e.g. have a V-shaped, generally truncated or rounded cross-section. They can also be symmetrical or not.

Forankringsinnretningen kan være utformet for å kunne tåle installasjon og drift nede i hullet. Forankringsinnretningen kan støtte bruk av ikke-metallkomponenter, f.eks. når det er ønskelig å bore ut forankringsverktøyet og minst en del av forankringsinnretningen. Forankringsbæreren kan formes som en komposittstruktur med en utvendig kappe av holdbart materiale, f.eks. stål og en innerdel festet til den utvendige kappe, formet av et borbart materiale. Det borbare materialet i en utførelse kan være ikke-metallisk, f.eks. plast. I en utførelse er sporene/fremspringene på den innvendige sidevegg av bæreren formet av et borbart materiale. Tykkelsen av den utvendige kappe kan velges å være mindre enn dybden av den ringformede fordypning i foringsrøret. The anchoring device can be designed to withstand installation and operation down the hole. The anchoring device can support the use of non-metallic components, e.g. when it is desirable to drill out the anchoring tool and at least part of the anchoring device. The anchoring carrier can be formed as a composite structure with an outer sheath of durable material, e.g. steel and an inner part attached to the outer shell, formed from a drillable material. The drillable material in one embodiment may be non-metallic, e.g. plastic. In one embodiment, the grooves/protrusions on the inner side wall of the carrier are formed from a drillable material. The thickness of the outer jacket can be chosen to be less than the depth of the annular recess in the casing.

Forankringsbæreren kan være radialt elastisk for å kunne trykkes mot spindelen og passe inn i foringsrøret, men kunne ekspandere for låsning til foringsrørets fordypning. Den radiale elastisitet av forankringsbæreren kan være tilveiebrakt ved å konfigurere forankringsbæreren til å ha en del av veggen fjernet for derved å virke som en stor C-fjær. Alternativt, eller i tillegg, kan veggen av bæreren formes som en spiralfjær for å tilveiebringe radial elastisitet. Som sådan kan forankringsbæreren normalt være i en ekspandert konfigurasjon, men kan tvinges til en sammentrykket posisjon. Fra den sammentrykkede posisjon vil forankringsbæreren være forspent ved sin radiale elastisitet til den ekspanderte posisjon, med mindre den opprettholdes, som ved en innskrenket overflate, i en sammentrykket eller delvis ekspandert posisjon. The anchor carrier may be radially elastic to be pressed against the spindle and fit into the casing, but may expand to lock into the casing recess. The radial elasticity of the anchor carrier can be provided by configuring the anchor carrier to have a portion of the wall removed thereby acting as a large C-spring. Alternatively, or in addition, the wall of the carrier may be shaped like a coil spring to provide radial elasticity. As such, the anchor carrier may normally be in an expanded configuration, but may be forced into a compressed position. From the compressed position, the anchor carrier will be biased by its radial elasticity to the expanded position, unless it is maintained, as with a constricted surface, in a compressed or partially expanded position.

I en utførelse kan hele forankringsbæreren være formet som en C-ring. I en annen utførelse kan delen av forankringsbærerens vegg fjernes fra dens øvre og nedre ender for å danne haker og veggen i den midtre del mellom disse hakene kan omfatte en spiralformet fjær som dannes ved skjæring i et spiralformet mønster, eventuelt sammenfallende med en gjengerot. Således kan det oppnås en struktur hvor de hakeformede øvre og nedre intervaller virker som C-ringer og den spiralformede midtre del virker som en spiralfjær som føyer sammen C-ringene. I en annen utførelse kan forankringsbæreren være formet langsetter dens lengde i et spiralformet spolemønster. In one embodiment, the entire anchoring carrier can be shaped like a C-ring. In another embodiment, the part of the wall of the anchoring carrier can be removed from its upper and lower ends to form hooks and the wall in the middle part between these hooks can comprise a spiral spring formed by cutting in a spiral pattern, possibly coinciding with a thread root. Thus, a structure can be obtained where the hook-shaped upper and lower intervals act as C-rings and the spiral-shaped middle part acts as a spiral spring that joins the C-rings together. In another embodiment, the anchoring carrier may be shaped along its length in a helical coil pattern.

Det vil fremgå at anvendelse av radial sammentrykkende forflytning i slike strukturer vil påvirke lukningen av eventuelle C-ringseksjoner og stramme til eventuelt spiralformede intervaller og således generelt redusere forankringsbærerens diameter, hvis diameterreduksjon hovedsakelig hindres ved å øke bøyningsbelastningen gjennom veggen som gir den ønskede, radiale tilpasning. It will be seen that the application of radial compressive displacement in such structures will affect the closure of any C-ring sections and tighten any helical intervals and thus generally reduce the diameter of the anchorage carrier, whose diameter reduction is mainly prevented by increasing the bending load through the wall which provides the desired radial adaptation .

Spiralformede seksjoner av forankringsbæreren kan i en utførelse konfigureres som en høyrevendt heliks, slik at den høyrevendte heliksgeometri av forankringsbæreren under anvendelse av et høyrevendt boremoment, under låsning i en foringsrørfordypning, kan føre til ekspandering av heliksen til ytterligere inngrep med fordypningen snarere enn å stramme til og trykke sammen fjæren for å trekke den ut av fordypningen. Dette inngrep gir en friksjons-, selvlåsende virkning og hindrer således dreining av forankringsverktøyet i foringsrøret og gjør det lettere å bore forankringsverktøyet ut. Således kan verktøyet med en kombinasjon av borbare og holdbare materialer og med en spiralformet geometri, motstå belastningene ved passering ned i hullet under installasjon og forsyne verktøyet med en elastisk tilpasning for å romme den nødvendige diameterreduksjon for innsettelse inn i foringsrørets hull og korrelerende elastisk diameterekspansjon for å låses til foringsrørets fordypning, men som likevel kan bores ut for å fjerne vesentlig hele verktøyet hvis dette er nødvendig for å utvide borehullet. Helical sections of the anchor carrier may in one embodiment be configured as a right-handed helix such that the right-handed helix geometry of the anchor carrier under application of a right-handed drilling torque, while locking in a casing well, may cause the helix to expand into further engagement with the well rather than tighten and compress the spring to pull it out of the recess. This engagement provides a frictional, self-locking effect and thus prevents the anchoring tool from turning in the casing and makes it easier to drill the anchoring tool out. Thus, with a combination of drillable and durable materials and with a helical geometry, the tool can withstand the stresses of passing down the hole during installation and provide the tool with an elastic adaptation to accommodate the necessary diameter reduction for insertion into the casing hole and correlating elastic diameter expansion for to be locked to the casing recess, but which can still be drilled out to remove substantially the entire tool if this is necessary to expand the borehole.

I en utførelse med en spiralformet seksjon, kan de motstående kanter av spiralen formes for å gripes sammen ved bruk av friksjonsinngrep eller en skralleeffekt. I en annen utførelse kan den spiralformede spole og spindel være motstående avskrånet for å tilveiebringe en konisk låseeffekt mellom delene. F.eks. kan spindelens utvendige diameter langs den sporede del fra bunn til topp være konisk, mens forankringsbærerens vegger øker i tykkelse, idet dens utvendige, sylindriske form opprettholdes. In an embodiment with a helical section, the opposing edges of the helix may be shaped to engage using frictional engagement or a ratcheting effect. In another embodiment, the helical coil and spindle may be oppositely chamfered to provide a conical locking effect between the parts. E.g. the outside diameter of the spindle along the grooved part from bottom to top may be conical, while the walls of the anchoring carrier increase in thickness, maintaining its external, cylindrical shape.

I en utførelse er sporene/fremspringene av spindelen og forankringsbæreren formet som gjenger, mens de i en annen utførelse er vesentlig aksesymmetrisk og strekker seg vesentlig perifert, mens det i en annen utførelse brukes en kombinasjon av gjengeform og vesentlig perifere spor/fremspring. Sporene/fremspringene av forankringsbæreren kan formes for å tilpasse forankringsbærerens tilnærming til den radiale elastisitet og sporene/fremspringene av spindelen kan velges tilsvarende. Når forankringsbærerens elastisitet er tilveiebrakt ved spiralform, kan f.eks. de sammengripende spor/fremspring også strekke seg i et tilsvarende spiralformet mønster. In one embodiment, the grooves/protrusions of the spindle and the anchoring carrier are shaped like threads, while in another embodiment they are substantially axisymmetric and extend substantially peripherally, while in another embodiment a combination of thread form and substantially peripheral grooves/protrusions is used. The grooves/protrusions of the anchor carrier can be shaped to adapt the anchor carrier's approach to the radial elasticity and the grooves/protrusions of the spindle can be selected accordingly. When the elasticity of the anchoring carrier is provided by a spiral shape, e.g. the interlocking grooves/protrusions also extend in a corresponding helical pattern.

I enkelte utførelser kan det være ønskelig å frembringe en trykktetning over forankringsinnretningen. Således kan spindelen i en utførelse bære en tetning som tetter mellom spindelen og foringsrøret. I en utførelse kan forankringsinnretningen omfatte en tetning mot strøm oppover og nedover mellom spindelen og foringsrøret. Tetningen kan være tilstrekkelig for vesentlig å tette mot fluider som passerer mellom spindelen og foringsrørets streng ved fluidtrykk som kan oppstå under installasjon nede i brønnen og når forankringsbæreren er låst til foringsrørstrengens fordypning. In some designs, it may be desirable to produce a pressure seal over the anchoring device. Thus, in one embodiment, the spindle can carry a seal that seals between the spindle and the casing. In one embodiment, the anchoring device may comprise a seal against flow upwards and downwards between the spindle and the casing. The seal may be sufficient to substantially seal against fluids passing between the spindle and the casing string at fluid pressure that may occur during installation down the well and when the anchor carrier is locked to the casing string recess.

Installasjon av forankringsinnretningen kan oppnås ved å skyve den gjennom foringsrøret ved bruk av en rørstreng eller ved nedpumpning hvor en trykkdifferensial kan opprettholdes over verktøyet. Installation of the anchoring device can be achieved by pushing it through the casing using a pipe string or by pumping down where a pressure differential can be maintained across the tool.

Når verktøyet er konfigurert som et sementflottørverktøy, vil det typisk omfatte en boring gjennom spindelen som strekker seg fra den øvre til dens nedre ende og en strømningsstyresammenstilling montert på verktøyet for å hindre strøm av fluider gjennom boringen av spindelen i det minste fra dens nedre ende til dens øvre ende. Den kan omfatte en løsbar tetning i boringen for å støtte en nedpumpningsinstallasjon. When the tool is configured as a cement floater tool, it will typically include a bore through the spindle extending from its upper to its lower end and a flow control assembly mounted on the tool to prevent flow of fluids through the bore of the spindle at least from its lower end to its upper end. It may include a releasable seal in the bore to support a pump down installation.

På fig. 1-3, er det vist et sementflottørverktøy 10 med en forankringsinnretning ifølge en utførelse. Sementflottørverktøyet 10 er konfigurert for å føres gjennom en foringsrørstreng, hvor en del av dette er vist ved 1. Foringsrøret 1 har en angitt minimums innvendig diameter IDi som vanligvis kalles driftsdiameteren, for ikke å begrense størrelsen av et verktøy som kan føres derigjennom. En ringformet fordypning 2 (fig. 2 og 3) er plassert ved maskinering i en profilnippel 3 for å forbindes til den distale ende av foringsrørstrengen, f.eks. ved en gjengeforbindelse vist av forbindelsen 6 mellom foringsrøret og profilnippelen. Diameteren D2 i fordypningen 2 er litt større enn den minste, innvendige diameter av foringsrøret. Sementflottørverktøyet er konfigurert for å pumpes gjennom en streng av foringsrør og låses via dens forankringsinnretning til, og holdes i den ringformede fordypning, som beskrevet nedenfor. Den ringformede fordypning 2 er formet for å kunne motta sementflottørverktøyet uten hensyntagen til dets dreiende orientering i foringsrøret. In fig. 1-3, a cement float tool 10 is shown with an anchoring device according to one embodiment. The cement float tool 10 is configured to be passed through a casing string, part of which is shown at 1. The casing 1 has a specified minimum internal diameter IDi which is usually called the operating diameter, so as not to limit the size of a tool that can be passed through it. An annular recess 2 (Figs. 2 and 3) is machined into a profile nipple 3 to connect to the distal end of the casing string, e.g. by a threaded connection shown by the connection 6 between the casing and the profile nipple. The diameter D2 in the recess 2 is slightly larger than the smallest internal diameter of the casing. The cement float tool is configured to be pumped through a string of casing and locked via its anchoring device to, and held in, the annular recess, as described below. The annular recess 2 is shaped to be able to receive the cement float tool regardless of its rotating orientation in the casing.

Fig. 1 viser sementflottørverktøyet i en posisjon hvor det beveges gjennom en seksjon av foringsrøret, mens fig. 2 og 3 viser sementflottørverktøyet 10 festet i foringsrøret i den ringformede fordypning av en profilnippel. Fig. 1 shows the cement floater tool in a position where it is moved through a section of the casing, while fig. 2 and 3 show the cement floater tool 10 fixed in the casing in the annular recess of a profile nipple.

Sementflottørverktøyet 10 omfatter en spindel 11 føyd til en øvre tetningskopp 12 og en bunntetningskopp 13 ved generelt tetning av øvre og nedre gjengeforbindelse 14 og 15. Øvre og nedre gjengeforbindelse 14 og 15 kan være tilveiebrakt for å gjøre fremstillingen og monteringen lettere og gi et mer optimalt valg av materialer. Imidlertid vil det fremgå at andre monteringskonfigurasjoner kan utføres om ønskelig. Spindelen og tetningskoppene kan sammen danne en langsgående boring 17 gjennom verktøyet som strekker seg fra den øvre endeåpning 18 i den øvre tetningskopp 12 til den nedre endeåpning 19 i bunntetningskoppen 13. Det vil fremgå at boring kan utføres også på andre måter, f.eks. ved å strekke spindellegemet gjennom tetningskoppen. Sementflyten kan også tilpasses for å føres gjennom ID) av foringsrørets størrelse hvor det skal brukes med tetningskopper 12, 13 tettende mot IDj. The cement float tool 10 comprises a spindle 11 added to an upper sealing cup 12 and a bottom sealing cup 13 for general sealing of upper and lower threaded connection 14 and 15. Upper and lower threaded connection 14 and 15 may be provided to make manufacture and assembly easier and provide a more optimal choice of materials. However, it will be appreciated that other mounting configurations may be performed if desired. The spindle and the sealing cups can together form a longitudinal bore 17 through the tool which extends from the upper end opening 18 in the upper sealing cup 12 to the lower end opening 19 in the bottom sealing cup 13. It will be clear that drilling can also be carried out in other ways, e.g. by stretching the spindle body through the sealing cup. The cement flow can also be adapted to pass through ID) of the casing size where it is to be used with sealing cups 12, 13 sealing against IDj.

Tetningskopper kan formes på forskjellig måte av forskjellige materialer. Tetningskoppmaterialet kan velges for å være mer elastisk enn foringsrørets materiale (generelt stål) som koppmaterialet skal tette mot. Tetningskoppmaterialet kan også velges under hensyntagen til trykklastene som det må tettes i. Naturligvis kan materialet også vurderes for termisk respons, f.eks. ekspansjon og elastisitet for å oppnå en tetningsvirkning. I en utførelse kan den øvre tetningskopp 12 være formet av et elastisk (i forhold til foringsrørmaterialet) og borbart materiale, f.eks. polyuretan og kan ha et overflatebelegg av slitebestandig materiale. Den øvre tetningskopp 12 kan omfatte en langstrakt rørvegg 20 konfigurert med minst et utvendig, øvre tetningsland og velges for tilstrekkelig tetning mellom foringsrøret og hovedlegemet mot et øvre trykk som kreves for å pumpe sementflottørverktøyet ned gjennom foringsrøret til det låses i profilnippelen 3 og eventuelt etterfølgende øvre trykk etter behov for f.eks. hente en skjærplugg som beskrevet heretter. I den viste utførelse omfatter den øvre tetningskopp 12 et tetningsland Sealing cups can be shaped in different ways from different materials. The sealing cup material can be chosen to be more elastic than the casing material (generally steel) against which the cup material is to seal. The sealing cup material can also be selected taking into account the pressure loads in which it must be sealed. Naturally, the material can also be assessed for thermal response, e.g. expansion and elasticity to achieve a sealing effect. In one embodiment, the upper sealing cup 12 can be formed from an elastic (in relation to the casing material) and drillable material, e.g. polyurethane and may have a surface coating of wear-resistant material. The upper sealing cup 12 may comprise an elongate pipe wall 20 configured with at least one external, upper sealing land and is selected for sufficient sealing between the casing and the main body against an upper pressure required to pump the cement float tool down through the casing until it is locked in the profile nipple 3 and possibly subsequent upper press as needed for e.g. retrieve a shear plug as described below. In the embodiment shown, the upper sealing cup 12 comprises a sealing land

21. I enkelte utførelser kan det være nyttig å konfigurere en tetningskopp med flere tetningsland med diametre, lengde og mellomrom valgt for å overbrygge små mellomrom, f.eks. ved forbindelsen 6. Slik det er beskrevet, vil det fremgå for en fagmann at den øvre tetningskopp 12 generelt er konfigurert på kjent måte for en sementeringsplugg, en sementeringssveipeplugg eller en pakningskopp, og kan modifiseres på forskjellige måter. 21. In some embodiments, it may be useful to configure a sealing cup with several sealing lands with diameters, lengths and gaps chosen to bridge small gaps, e.g. at connection 6. As described, it will be apparent to a person skilled in the art that the upper sealing cup 12 is generally configured in a known manner for a cementing plug, a cementing sweep plug or a packing cup, and can be modified in various ways.

Likeledes kan en bunntetningskopp 13 være formet av et elastisk (i forhold til foringsrørmaterialet), borbart strukturmateriale, f.eks. fiberforsterket polyuretan som velges for å kunne brukes under trykklaster som forventes under drift. Den kan også være formet på forskjellig måte. I en utførelse kan tetningskoppen brukes i forbindelse med forankringsverktøyet 10 i foringsrøret og i den viste utførelse, idet en slik tetningskopp er vist som bunntetningskopp 13 og vil bli beskrevet nedenfor under henvisning til fig. 4. Likewise, a bottom sealing cup 13 can be formed from an elastic (in relation to the casing material), drillable structural material, e.g. fibre-reinforced polyurethane which is chosen to be able to be used under pressure loads expected during operation. It can also be shaped in different ways. In one embodiment, the sealing cup can be used in connection with the anchoring tool 10 in the casing and in the embodiment shown, such a sealing cup being shown as bottom sealing cup 13 and will be described below with reference to fig. 4.

Den utvendige overflate av spindelen 11 bærer utvendige, grove gjenger 29 som frembringer en anordning for strukturelle reagerende laster fra sementflottørverktøyet. For å tilveiebringe tilstrekkelig lastoverføringskapasitet, og likevel kunne bores, kan spindelen 11 være fremstilt av et stivt og sterkt likevel sprøtt materiale, f.eks. forsterket fenol- eller høytemperaturgranulærforsterket, resinbasert masse. The outer surface of the spindle 11 carries external coarse threads 29 which provide a means for structural reaction loads from the cement float tool. In order to provide sufficient load transfer capacity, and still be able to be drilled, the spindle 11 can be made of a rigid and strong yet brittle material, e.g. reinforced phenolic or high-temperature granular reinforced, resin-based pulp.

En radialt elastisk forankringsbærer 50 er montert koaksialt rundt spindelen 11 og er forsynt med innvendige, grove gjenger 51 som griper de utvendige, grove gjenger 29 i den aksiale retning av spindelen og danner en gjengeforbindelse derimellom. A radially elastic anchoring carrier 50 is mounted coaxially around the spindle 11 and is provided with internal coarse threads 51 which engage the external coarse threads 29 in the axial direction of the spindle and form a threaded connection therebetween.

Tallrike variasjoner av den grove gjengeform, f.eks. en sagtanngjenge kan brukes etter behov. I den ene utførelse som er vist som eksempel, kan tilfredsstillende nedpumpning og forankring tilveiebringes ved å bruke en symmetrisk V-gjenge med en vinkel på omtrent 90°. I denne gjengeform kan vinklene av flanken 53' og lastflanken 53" i forhold til verktøyets akse være omtrent 45° fra spindelens langsgående akse. Numerous variations of the coarse thread form, e.g. a sawtooth thread can be used as needed. In the one embodiment shown as an example, satisfactory pumping down and anchoring can be provided by using a symmetrical V-thread with an angle of about 90°. In this threaded form, the angles of the flank 53' and the load flank 53" in relation to the axis of the tool can be approximately 45° from the longitudinal axis of the spindle.

Forankringsbæreren 50 kan være formet av forskjellige materialer som kan brukes i forbindelse med forholdene nede i brønnen og som gir elastisitet og lastoverføring. Når det er ønskelig kan forankringsbæreren være borbar for å få adgang til underverktøyet, idet forankringsbæreren kan være formet minst delvis av borbare materialer. I en utførelse kan forankringsbæreren 50 være formet som en komposittstruktur med en utvendig kappe 52 av holdbart materiale, f.eks. stål, festet til et innvendig lag 54 av et svakere og mer borbart materiale, f.eks. fiberforsterket uretan, som de innvendige, grove gjenger 51 er formet i. Om ønskelig kan tykkelsen av den utvendige kappe 52 velges for ikke å overskride dybden av den ringformede fordypning 2 i profilnippelen 3 og hvor forankringsbæreren skal landes i, slik at den utvendige kappe 52 med høyere styrke ikke bores ut under boring av resten av sementflottørverktøyet til foringsrørets innvendige diameter ID|, etter sementering. I enkelte utførelser kan lastoverføringen forbedres mellom det innvendige lag 54 og den utvendige kappe 52 ved å forme disse delene sammengrepet. F.eks. kan flere innvendige spor 55 med mellomliggende avstand tilveiebringes i inngrep med tilsvarende tenner 56 på utsiden av det innvendige lag 54. De innvendige spor 55 kan være aksesymmetriske, spiralformede eller formet på annen måte, og kan lett tilveiebringes ved maskinering som f.eks. med flerstartgjenger med en høyde tilsvarende de grove gjengene 51. De inngripende tenner 56 kan lett frembringes ved å støpe materialet med det innvendige lag 54 inn i det innvendige spor 55 skåret inn i kappen 52. En mer fordelaktig lastoverføring kan oppnås når de innvendige spor 55 og tilpassende tenner 56 er formet med en reversvinkelflanker 57 for å frembringe en svaleskjøtforbindelse. The anchoring carrier 50 can be formed from different materials which can be used in connection with the conditions down in the well and which provide elasticity and load transfer. When it is desired, the anchoring carrier can be drillable to gain access to the subtool, as the anchoring carrier can be formed at least partially from drillable materials. In one embodiment, the anchoring carrier 50 can be shaped as a composite structure with an outer sheath 52 of durable material, e.g. steel, attached to an inner layer 54 of a weaker and more drillable material, e.g. fiber-reinforced urethane, in which the internal, coarse threads 51 are formed. If desired, the thickness of the external sheath 52 can be chosen so as not to exceed the depth of the annular recess 2 in the profile nipple 3 and where the anchoring carrier is to be landed in, so that the external sheath 52 with higher strength is not drilled out while drilling the rest of the cement float tool to the casing inside diameter ID|, after cementing. In some embodiments, the load transfer can be improved between the inner layer 54 and the outer jacket 52 by shaping these parts together. E.g. several internal grooves 55 with an intermediate distance can be provided in engagement with corresponding teeth 56 on the outside of the internal layer 54. The internal grooves 55 can be axisymmetric, spiral or shaped in another way, and can be easily provided by machining such as e.g. with multi-start threads of a height corresponding to the coarse threads 51. The engaging teeth 56 can be easily produced by molding the material with the inner layer 54 into the inner groove 55 cut into the jacket 52. A more advantageous load transfer can be achieved when the inner grooves 55 and mating teeth 56 are formed with a reverse angle flanker 57 to produce a dovetail joint.

Den radiale elastisitet av forankringsbæreren 50 gjør at den kan trykkes ned for å passe til den innvendige diameter ID! av foringsrør 1 for installasjon (fig. 1) og likevel kunne elastisk ekspandere (fig. 2) tilstrekkelig for å gripe fordypningen 2 av profilnippelen 3 når den frigjøres. Tilsvarende kan geometrien av de innvendige, grove gjenger 51 og de utvendige, grove gjenger 29 velges for å sikre at forankringsbæreren 50 tilstrekkelig kan trykkes sammen rundt spindelen for installasjon, som vist på fig. 1, og likevel fremdeles tilveiebringe et vesentlig inngrep med spindelen og følgelig aksiale lastoverføring ved ekspandering inn i fordypningen 2 som vist på fig. 2. The radial elasticity of the anchor carrier 50 allows it to be pressed down to fit the inside diameter ID! of casing 1 for installation (Fig. 1) and yet could elastically expand (Fig. 2) sufficiently to grip the recess 2 of the profile nipple 3 when released. Correspondingly, the geometry of the internal, coarse threads 51 and the external, coarse threads 29 can be selected to ensure that the anchor carrier 50 can be sufficiently compressed around the spindle for installation, as shown in fig. 1, and yet still provide a substantial engagement with the spindle and consequently axial load transfer by expanding into the recess 2 as shown in fig. 2.

For å tilveiebringe radial elastisitet, kan forankringsbæreren være formet som en spiralformet spole tilsvarende en spolefjær, som vist på fig. 1-3, idet returen av fjæren er skyvbar ved grensesnittene 60a, slik at spolen kan trykkes sammen ved returer som glir forbi hverandre, men er forspent til en ekspandert posisjon ved strekket i materialet av forankringsbæreren. Forankringsbæreren kan f.eks. være gjenget til spindelen under sammensetning av verktøyet. To provide radial elasticity, the anchoring carrier may be shaped as a helical coil similar to a coil spring, as shown in fig. 1-3, the return of the spring being pushable at the interfaces 60a, so that the coil can be compressed by returns that slide past each other, but are biased to an expanded position by the stretch in the material of the anchoring carrier. The anchoring carrier can e.g. be threaded to the spindle during assembly of the tool.

I en annen utførelse vist på fig. 5, kan den radiale elastisitet av forankringsbæreren 50 tilveiebringes ved å konfigurere den slik at en del av dens vegg fjernes fra endene for å danne øvre og nedre hakk henholdsvis 58 og 59 og en spiralformet skjæring 60 gjennom veggens midtdel 61 mellom hakkene 58 og 59. Denne kombinasjon av haker forbundet av en spiralformet fjæring, frembringer en struktur hvor endene rundt øvre og nedre hakk 58 og 59 danner tilsvarende øvre og nedre C-ringintervaller 62 og 63 som er sammenføyd av en spolefjær dannet av den spiralformede, utskårede midtre del 61. Det til fremgå at anvendelse av en radial sammentrykkende forflytning til en slik struktur vil kunne lukke C-ringseksjonene 62 og 63 og strømme til det spiralformede, utskårne midtre intervall 61 og således redusere den generelle diameter av forankringsbæreren 50 som hovedsakelig hindres ved økning av fleksibel belastning gjennom veggen tilveiebrakt av den ønskede, radiale elastisitet. Den perifere bredde Wn av hakene 58 og 59 velges for å romme en diameterreduksjon av C-ringintervallene 62 og 63 som er tilstrekkelig for å muliggjøre innsettelse av forankringsbæreren i foringsrøret med minimal, innvendig diameter IDj. I en slik utførelse er det nyttig å forme de langstrakte fremspring av spindelen og sporene 51 av forankringsbæreren tilsvarende de grove gjenger. Bunnen (roten) av sporene 51 kan vesentlig følge den spiralformede utskjæring 61. For å hindre utgjenging av de sammengripende spor og langstrakte fremspring, kan gjengen åpne nær bunnen av forankringsbæreren inn i et perifert fremspring, slik at forankringsbæreren bunner ut mot skulderen av det perifere spor på spindelen. In another embodiment shown in fig. 5, the radial elasticity of the anchor carrier 50 can be provided by configuring it so that a portion of its wall is removed from the ends to form upper and lower notches 58 and 59, respectively, and a helical cut 60 through the middle portion 61 of the wall between the notches 58 and 59. This combination of notches connected by a helical spring produces a structure where the ends around the upper and lower notches 58 and 59 form corresponding upper and lower C-ring intervals 62 and 63 which are joined by a coil spring formed by the helical cut-out central portion 61. It will be seen that applying a radial compressive displacement to such a structure would be able to close the C-ring sections 62 and 63 and flow to the spirally cut out middle interval 61 and thus reduce the overall diameter of the anchoring carrier 50 which is mainly hindered by increasing flexible load through the wall provided by the desired radial elasticity. The peripheral width Wn of the hooks 58 and 59 is selected to accommodate a diameter reduction of the C-ring intervals 62 and 63 sufficient to enable insertion of the anchor carrier into the casing with a minimum internal diameter IDj. In such an embodiment, it is useful to shape the elongated projections of the spindle and the grooves 51 of the anchoring carrier corresponding to the coarse threads. The bottom (root) of the grooves 51 may substantially follow the helical cut-out 61. To prevent exiting of the interlocking grooves and elongate projections, the thread may open near the bottom of the anchor carrier into a peripheral projection, so that the anchor carrier bottoms out against the shoulder of the peripheral grooves on the spindle.

Det kan være nyttig å begrense dreiningen av forankringsinnretningen rundt spindelen for å hindre utgjenging som kan oppstå under installasjon og/eller hindre boremomentlaster mot spindelen 11 under utboring. I en annen utførelse kan f.eks. det nedre hakk 59 videre brukes for å låse forankringsbæreren i forhold en kile 64 festet til spindelen 11. Kilen 64 kan være festet for å strekke seg ut fra spindelen mot kantene som danner haken 59. Derved kan kilen 64 låse den relative dreiningsposisjon av forankringsbæreren 50 på gjengene 29 av spindelen for å hindre utgjenging under installasjon og videre hindre boremomentlaster mot spindelen 11 under utboring. Når tappen 64 især er festet til spindelen og hakene 59 er tilpasset derover, kan ikke bæreren dreie forbi tappen for å gjenges av spindelen. It may be useful to limit the rotation of the anchoring device around the spindle to prevent protrusion that may occur during installation and/or to prevent drilling torque loads against the spindle 11 during drilling. In another embodiment, e.g. the lower notch 59 is further used to lock the anchoring carrier in relation to a wedge 64 attached to the spindle 11. The wedge 64 can be attached to extend from the spindle towards the edges that form the notch 59. Thereby, the wedge 64 can lock the relative rotational position of the anchoring carrier 50 on the threads 29 of the spindle to prevent protrusion during installation and further prevent drilling torque loads against the spindle 11 during drilling. When the pin 64 is particularly attached to the spindle and the hooks 59 are adapted thereto, the carrier cannot turn past the pin to be threaded by the spindle.

Når det er ønskelig med et borbart verktøy, kan det være nyttig å konfigurere den spiralformede, utgående midtre del av intervallet 61 av forankringsbæreren 50 som en høyrevendt spiral. Under tilførsel av høyrevendt boremoment, som typisk brukes for å bore ut et sementflottørverktøy, vil den høyrevendte spiralformede geometri av forankringsbærerens midtre del 61, under låsning i fordypningen 2, føre til ekspandering av den begrensede heliks og frembringe en friksjonsselvlåsningseffekt som hindrer dreining og således forbedrer utboringsytelsen. When a drillable tool is desired, it may be useful to configure the helical, outgoing middle portion of the interval 61 of the anchor carrier 50 as a right-handed spiral. During the application of right-handed drilling torque, which is typically used to drill out a cement floater tool, the right-handed spiral geometry of the anchor carrier's central part 61, during locking in the recess 2, will cause the limited helix to expand and produce a frictional self-locking effect that prevents rotation and thus improves the drilling performance.

I en annen utførelse (ikke vist), kan den radiale elastisitet av forankringsbæreren oppnås ved å utelukke den spiralformede utskjæring og i stedet forme forankringsbæreren helt som en C-ring. Når den radiale elastisitet således oppnås med en C-ringstruktur, kan sammenlåsningen mellom forankringsbæreren tilveiebringes som grove spor/fremspring formet aksesymmetrisk. I denne konfigurasjon må C-ringen være "åpen" for å gjøre det lettere å plassere forankringsbæreren på spindelen. In another embodiment (not shown), the radial elasticity of the anchor carrier can be achieved by excluding the helical cutout and instead shaping the anchor carrier entirely as a C-ring. When the radial elasticity is thus achieved with a C-ring structure, the interlocking between the anchoring carrier can be provided as rough grooves/protrusions shaped axisymmetrically. In this configuration, the C-ring must be "open" to facilitate placement of the anchor carrier on the spindle.

På fig. 2 har forankringsbæreren 50 en lengde mellom den fremre kant 50' og den bakre kant 50" som er mindre enn bredden W av fordypningen 2, slik at forankringsbæreren 50 fullstendig kan ekspandere inn i fordypningen. Fordypningen 2 er formet med øvre og nedre skuldre henholdsvis 4 og 5, hvis trinn generelt avbrytes fra D2 til ID[. De avdekkede hjørner av øvre og nedre skuldre 4 og 5 kan radiuseres eller avskrånet for å gjøre bevegelsen forbi disse lettere for utstyr, f.eks. under boring. Siden skuldrene 4 og 5 imidlertid holder forankringsbæreren slik ved endene, må endene og skulderen formes for lastbærende inngrep og eventuell radius eller skråkant må ikke være så stor at den hindrer eller forstyrrer en fastlåsing av forankringsbæreren 50 inn i fordypningen 2. Når forankringsbæreren 50 ekspanderer inn i fordypningen 2 vil den låses deri ved å støte mot en fremre kant 50' mot den nedre skulder 5 av fordypningen (fig. 2). Sementflottørverktøyets 10 oppadgående bevegelse begrenses av kantens 50" anlegg mot den øvre skulder 4 av fordypningen (fig. 3). Det utadvendte hjørnet av den førende kant 50' kan være buet eller avskrånet for å gjøre det lettere å bevege den gjennom foringsrørstrengen og over uregelmessigheter som kan oppstå ved foringsrørforbindelsene. En slik krumning eller avskråning bør imidlertid være av en begrenset radius eller dybde for å unngå forstyrrelse med fastlåsing av forankringsbæreren 50 til fordypningen 2 og anlegget mot den nedre skulder 5. I en utførelse hvor det er ønskelig å unngå aksial dreining av forankringsbæreren i fordypningen 2, kan forankringsbæreren velges for å ha en presspasning i fordypningen ved at forankringsbæreren har en ekspandert utvendig diameter som er større enn D2. In fig. 2, the anchoring carrier 50 has a length between the front edge 50' and the rear edge 50" which is smaller than the width W of the recess 2, so that the anchoring carrier 50 can completely expand into the recess. The recess 2 is shaped with upper and lower shoulders respectively 4 and 5, whose steps are generally interrupted from D2 to ID[. The exposed corners of the upper and lower shoulders 4 and 5 may be radiused or chamfered to facilitate the movement past them for equipment, e.g., during drilling. Since the shoulders 4 and 5 however, if the anchoring carrier is held like this at the ends, the ends and the shoulder must be shaped for load-bearing engagement and any radius or bevel must not be so large that it prevents or interferes with a locking of the anchoring carrier 50 into the recess 2. When the anchoring carrier 50 expands into the recess 2, it will is locked therein by abutting a front edge 50' against the lower shoulder 5 of the recess (Fig. 2). The upward movement of the cement float tool 10 is limited by the edge 50" installation against the upper shoulder 4 of the recess (fig. 3). The outward facing corner of the leading edge 50' may be curved or chamfered to facilitate its movement through the casing string and over irregularities that may occur at the casing joints. However, such a curvature or chamfer should be of a limited radius or depth to avoid interference with locking of the anchoring carrier 50 to the recess 2 and the plant against the lower shoulder 5. In an embodiment where it is desirable to avoid axial rotation of the anchoring carrier in the recess 2 , the anchoring carrier can be selected to have a press fit in the recess in that the anchoring carrier has an expanded outer diameter greater than D2.

I en utførelse kan en tetningskopp brukes som hjelper til å forankre verktøyet 10 i foringsrøret og i den viste utførelse, idet en slik tetningskopp er vist som bunntetningskoppen 13, og vil bli beskrevet under henvisning til fig. 1. En slik tetningskopp kan omfatte en bunn med en diameter som velges for å kunne føres gjennom foringsrøret som det skal brukes i og en rørvegg som strekker seg fra bunnen og som omfatter en ytre ende, minst et perifert, utvendig tetningsland nærliggende den utvendige ende, idet diameteren av tetningslandet velges for tettende inngrep med foringsrørets innvendige diameter som det skal brukes i, idet rørveggen med en utvendig tetning danner en utvendig diameter av tetningen som generelt avskråner fra tetningslandet til bunnen og rørveggen med en tykkelse som vesentlig øker fra den utvendige ende til bunnen. Den utvendige overflate av rørveggen kan hindre lekkasje av fluid fra nærliggende tetningslandet forbi bunnen for å virke mot trykk rundt ytterflaten. In one embodiment, a sealing cup can be used to help anchor the tool 10 in the casing and in the embodiment shown, such a sealing cup is shown as bottom sealing cup 13, and will be described with reference to fig. 1. Such a sealing cup may comprise a bottom with a diameter selected to pass through the casing in which it is to be used and a pipe wall extending from the bottom and comprising an outer end, at least one peripheral, outer sealing land adjacent to the outer end , the diameter of the sealing land being chosen for sealing engagement with the inside diameter of the casing in which it is to be used, the pipe wall with an external seal forming an outside diameter of the seal which generally slopes from the sealing land to the bottom and the pipe wall with a thickness that increases substantially from the outside end to the bottom. The outer surface of the pipe wall can prevent leakage of fluid from the nearby sealing area past the bottom to act against pressure around the outer surface.

Ved bruk vil tetningskoppen 13 være selvforankrende under anvendelse av bunndifferensialtrykk. Aksiallast generert av trykkdifferensialen reageres av friksjonsglidemotstanden mellom tetningskoppens rørvegg og foringsrørveggen. Denne selvforankringsmekanisme oppstår på grunn av at den utvendige tetning formet ved den utvendige ende av tetningskoppen gjør det mulig å tilføre differensialtrykk som et innvendig radialt rettet trykk over rørveggen. Denne effekt muliggjøres også av den utvendige koppflate mellom tetningslandet og bunnen, som under bunntrykk kan føre lekkasjefluid fra nærliggende tetningslandet forbi bunnen og ut av grensesjiktet mellom tetningskoppen og foringsrøret som det tetter mot. Denne utvendige overflate som tillater lekkasje kan f.eks. være grovbearbeidet og forsynt med lekkasjespor eller dannet av et porøst materiale. Elastisiteten av den valgte strukturplast gjør at rørintervallet kan ekspandere radialt under tilførsel av et moderat trykk inntil det kontakter foringsrørveggen. Tilførsel av ekstra trykk tjener direkte til å øke mellomflatekontaktens belastning og proporsjonalt den aksiale kraft som kreves for å innføre friksjonsglidning mellom tetningskoppens rørintervall og foringsrørveggen. Aksial last som oppstår fra differensialtrykk virker over bunnen og reageres også delvis av spenning hvor det sammenføyes til rørintervallet og reduserer eller eliminerer aksialtrykkets endelast som må reageres gjennom forankringsinnretningen av verktøyet. In use, the sealing cup 13 will be self-anchoring using bottom differential pressure. Axial load generated by the pressure differential is reacted by the frictional sliding resistance between the sealing cup tube wall and the casing tube wall. This self-anchoring mechanism occurs because the external seal formed at the external end of the sealing cup makes it possible to apply differential pressure as an internal radially directed pressure across the pipe wall. This effect is also made possible by the external cup surface between the sealing land and the bottom, which under bottom pressure can lead leakage fluid from the nearby sealing land past the bottom and out of the boundary layer between the sealing cup and the casing against which it seals. This external surface which allows leakage can e.g. be roughly machined and provided with leakage tracks or formed from a porous material. The elasticity of the selected structural plastic means that the tube interval can expand radially under the application of a moderate pressure until it contacts the casing wall. The application of additional pressure serves directly to increase the interfacial contact load and proportionally the axial force required to introduce frictional slip between the seal cup tubing interval and the casing wall. Axial load arising from differential pressure acts above the bottom and is also partially reacted by tension where it joins the pipe interval and reduces or eliminates the axial pressure end load which must be reacted through the anchoring device of the tool.

Det vil fremgå at denne selvforankringsmekanisme generelt reduserer lastkapasiteten som kreves fra et forankringssystem på et verktøy og således forbedrer forankringsegenskapene i et verktøy. F.eks. når det gjelder forankringsinnretningen ifølge oppfinnelsen i kombinasjon med skjærområdeeffekt oppnådd ved å reagere last fra spindelen inn i forankringsbæreren gjennom grovgjengeinngrep, gir denne tetningskopparkitektur en vesentlig forbedring i evnen til å bruke mindre styrke og lett borbare materialer i spindelen og forankringsbæreren. It will be seen that this self-anchoring mechanism generally reduces the load capacity required from an anchoring system on a tool and thus improves the anchoring properties of a tool. E.g. when it comes to the anchoring device according to the invention in combination with shear area effect achieved by reacting load from the spindle into the anchoring carrier through coarse thread engagement, this sealing cup architecture provides a significant improvement in the ability to use less strength and easily drillable materials in the spindle and anchoring carrier.

På fig. 4 kan forankringstetningskoppen 13 være formet ved støpning eller maskinering med en bunn 22 integrert med et langstrakt tetningsrør 23. Tetningsrøret kan omfatte en ende 24 festet til bunnen 22 og en motstående ende 25 som åpner og således danner en kopp som i den viste utførelse vender nedover i forhold til verktøyet. Den utvendige overflate 26 av tetningskoppen 13 er profilert til å ha minst et litt opphøyet, perifert, utvendig tetningsland 27 nær enden 25. Diameteren ved tetningslandet kan velges for å muliggjøre tetning eller nær tetningsinngrep med foringsrørets innvendige diameter, f.eks. profilnippelen 3 direkte under fordypningen 2 som den skal brukes i. Diameteren ved bunnen 22 kan være lik driften eller den minimale kjøringsdiameter. Intervallet 23' som strekker seg fra tetningslandet 27 til tetningsrørenden 24 kan generelt være avskrånet for å blande seg med bunnen 22. Den utvendige overflate 26 er videre forsynt med et perifert lekkasjespor 28 direkte nærliggende tetningslandet 27 på tetningssiden (nærmest bunnen 22) og et eller flere lekkasjespor 28' som strekker seg fra sporet 28 mot bunnen, idet sporene er tilpasset for å muliggjøre passasje derigjennom av brønnboringsfluider som kan lekke forbi tetningslandet 27 under tetning mot bunntrykk. In fig. 4, the anchoring sealing cup 13 can be formed by casting or machining with a base 22 integrated with an elongated sealing tube 23. The sealing tube can comprise an end 24 attached to the base 22 and an opposite end 25 which opens and thus forms a cup which in the embodiment shown faces downwards in relation to the tool. The outer surface 26 of the sealing cup 13 is profiled to have at least a slightly raised, peripheral, outer sealing land 27 near the end 25. The diameter at the sealing land can be chosen to enable sealing or near sealing engagement with the casing inner diameter, e.g. the profile nipple 3 directly under the recess 2 in which it is to be used. The diameter at the base 22 can be equal to the operation or the minimum driving diameter. The interval 23' which extends from the sealing land 27 to the sealing pipe end 24 can generally be chamfered to blend with the bottom 22. The outer surface 26 is further provided with a peripheral leakage groove 28 directly adjacent to the sealing land 27 on the sealing side (closest to the bottom 22) and one or several leakage tracks 28' which extend from the track 28 towards the bottom, the tracks being adapted to enable the passage through it of well drilling fluids which can leak past the sealing land 27 during sealing against bottom pressure.

Den utvendige overflate 26 kan videre være forsynt med et overflateaktivt, slitebestandig materiale for å tilveiebringe holdbarhet mot skade f.eks. ved innkjøring. Se f.eks. tetningskoppen 113 på fig. 4A. Tetningskoppen 113 omfatter et utvendig, perifert tetningsland 127 på ytterflaten 126. Slitasjebestandige innsatser 129 i form av herdede stålwire montert i pakninger, f.eks. ved svalehaleinngrep, er tilveiebrakt i tetningsområdet nær tetningslandet. Innsatsen 129 kan brukes for å beskytte tetningslandet av koppen mot for mye slitasje som negativt kan påvirke tetningskoppens tetningsytelse. The outer surface 26 can further be provided with a surface-active, wear-resistant material to provide durability against damage, e.g. upon entry. See e.g. the sealing cup 113 in fig. 4A. The sealing cup 113 comprises an external, peripheral sealing land 127 on the outer surface 126. Wear-resistant inserts 129 in the form of hardened steel wires mounted in gaskets, e.g. in case of dovetail intervention, is provided in the sealing area close to the sealing area. The insert 129 can be used to protect the sealing surface of the cup against excessive wear which may adversely affect the sealing performance of the sealing cup.

Innsatsene kan anbringes fra hverandre og konfigureres for å tilveiebringe en vesentlig ensartet, perifer dekning, men tillate tilstrekkelig endeklaring for radial elastisitet over diameterreduksj onene langs foringsrøret, som ved gjengeforbindelser og tetningsekspansjon etter behov i tetningsområdet. The inserts may be spaced apart and configured to provide substantially uniform peripheral coverage, but allow sufficient end clearance for radial elasticity over the diameter reductions along the casing, as with threaded connections and seal expansion as needed in the seal area.

Selv om innsatser av ringformet stålwire har blitt vist, kan også andre slitasjebestandige innsatser eller overflatebelegg brukes etter behov. Selv om to rekker av innsatser har blitt vist anbrakt på tetningslandet, kan også et annet antall (f.eks. et eller flere) og posisjoner brukes. Although annular steel wire inserts have been shown, other wear resistant inserts or surface coatings may also be used as required. Although two rows of inserts have been shown placed on the sealing land, other numbers (eg, one or more) and positions may also be used.

Siden verktøyet i den viste utførelse er en sementflottør, kan en flottørventil eller tilbakeslagsventil anbringes i boringen 17 av hovedlegemet 11 for å tillate bare enveisstrøm derigjennom fra en øvre endeåpning 18 til den nedre endeåpning 19. Selv om andre enveissikkerhetsventiler, f.eks. kuleventiler er anvendelige, er den illustrerte sikkerhetsventil 70 en klappventil med en klapp 71 montert via en hengselklapp 72 til et klappventilhus 73. Som det vil fremgå for en fagmann, kan klappen 71 formes for å tette mot et sete 74 anordnet i den nedre endeåpning 19 i bunnen 22 av den nedre kopp 13 når en strøm av fluid forsøker å bevege seg gjennom boringen i en retning fra den nedre endeåpning 19 til den øvre endeåpning 18 (fig. 3). Klappen 71 er normalt forspent i tetningsposisjonen mot setet 74 av en fjær (ikke vist), f.eks. en torsjonsfjær som virker rundt hengseltappen 72. Klappventilhuset 73 kan være festet til den nedre koppbunnen 22 på forskjellig måte, f.eks. ved binding til innsiden av tetningskoppen 13 (som vist) eller gjenges. Andre ventiltyper, f.eks.. kuleventiler kan brukes etter ønske, forutsatt at de er tilstrekkelig holdbare for å kunne motstå trykket fra sement derigjennom. I andre utførelser er ventilen tilveiebrakt i spindelens boring. Since the tool in the embodiment shown is a cement floater, a float valve or check valve may be provided in the bore 17 of the main body 11 to permit only one-way flow therethrough from an upper end opening 18 to the lower end opening 19. Although other one-way safety valves, e.g. ball valves are applicable, the illustrated safety valve 70 is a flap valve with a flap 71 mounted via a hinged flap 72 to a flap valve housing 73. As will be apparent to one skilled in the art, the flap 71 can be shaped to seal against a seat 74 provided in the lower end opening 19 in the bottom 22 of the lower cup 13 when a stream of fluid tries to move through the bore in a direction from the lower end opening 19 to the upper end opening 18 (fig. 3). The flap 71 is normally biased in the sealing position against the seat 74 by a spring (not shown), e.g. a torsion spring that acts around the hinge pin 72. The poppet valve housing 73 can be attached to the lower cup base 22 in different ways, e.g. by binding to the inside of the sealing cup 13 (as shown) or threaded. Other valve types, e.g. ball valves can be used as desired, provided they are sufficiently durable to withstand the pressure from cement through them. In other embodiments, the valve is provided in the bore of the spindle.

For pumping ned i hullet, kan en løsbar plugg 80 være anbrakt i boringen 17. Den løsbare plugg 80 kan velges for å holdes i pluggeposisjonen i boringen 17 opp til et valgt maksimumstrykk. Ved trykk over det valgte maksimumstrykk kan pluggen 80 drives ut av boringen 17. Selv om mange egnede trykkløsbare plugger er kjent, kan det illustrerte sementflottørverktøyet omfatte en plugg med en flens 81 som tetter på en skulder 82 i den øvre tetningskopp 12. Når trykk som virker mot pluggen økes over det valgte maksimumstrykk, vil flensen skjæres vekk fra plugglegemet og pluggen støtes ut fra boringen 17. Lengden av pluggen 80 kan velges slik at den strekker seg forbi klappventilen 70 og således minsker en eventuell skade på klappen 71 når pluggen støtes ut. Pluggen kan holdes på forskjellig måte, f.eks. ved binding av flensen 81 til skulderen 82.1 en annen utførelse kan en sprengplate brukes i stedet for pluggen som blir støtt ut. I en standardfullføringsoperasjon kan det valgte maksimumstrykk for å støte ut pluggen være større enn normale trykk som kreves for å pumpe pluggen ned gjennom foringsrøret. F.eks. vil trykket for å pumpe ned et sementflottørverktøy typisk være mindre enn 500 psi. (3,5 MPa). I en annen utførelse velges den løsbare plugg 30 for å holdes på plass i boringen med mindre fluidtrykk over pluggen overskrider omtrent 1500 psi, (10,3 MPa). For pumping down the hole, a detachable plug 80 can be placed in the bore 17. The detachable plug 80 can be selected to be held in the plug position in the bore 17 up to a selected maximum pressure. At pressure above the selected maximum pressure, the plug 80 can be driven out of the bore 17. Although many suitable pressure-releasable plugs are known, the illustrated cement floater tool may comprise a plug with a flange 81 that seals on a shoulder 82 in the upper sealing cup 12. When pressure as acting against the plug is increased above the selected maximum pressure, the flange will be cut away from the plug body and the plug will be ejected from the bore 17. The length of the plug 80 can be chosen so that it extends past the flap valve 70 and thus reduces any damage to the flap 71 when the plug is ejected . The plug can be held in different ways, e.g. when connecting the flange 81 to the shoulder 82.1 another embodiment, a bursting plate can be used instead of the plug which is pushed out. In a standard completion operation, the maximum pressure selected to eject the plug may be greater than normal pressures required to pump the plug down through the casing. E.g. the pressure to pump down a cement floatation tool will typically be less than 500 psi. (3.5 MPa). In another embodiment, the releasable plug 30 is selected to be held in place in the bore unless fluid pressure above the plug exceeds approximately 1500 psi, (10.3 MPa).

Fig. 6-8 viser en annen utførelse av en forankringsinnretning. I den viste utførelse kan bæreren 50a og spindelen lia formes slik at bæreren løsbart griper spindelen når bæreren trykkes sammen der mot, men kan frigjøres fra inngrep med spindelen når bæreren får ekspandere. I den viste utførelse kan en kile 90 brukes for å låse bæreren til spindelen når bæreren trykkes på spindelen for innsettelse i foringsrøret. Denne utførelse kan holde bæreren i en sammentrykket tilstand med en utvendig diameter som er mindre enn foringsrørets driftsdiameter, slik at bæreren vesentlig er ute av full kontakt med foringsrøret for å redusere slepet som frembringes ved at bæreren krysser foringsrøret f.eks. under kjøring ned i hullet. Dette kan redusere slitasje på ytterflaten av forankringsbæreren og redusere risikoen for at verktøyet setter seg fast på steder hvor foringsrørets innvendige tverrsnittsområde er redusert eller begrenset, f.eks. ved forbindelser. Dette kan også redusere differensial nedpumpningstrykket over det øvre tetningselement, idet det lavere differensialtrykk i sin tur forsøker å redusere slitasjen på det øvre tetningselement. Fig. 6-8 shows another embodiment of an anchoring device. In the embodiment shown, the carrier 50a and the spindle 11a can be shaped so that the carrier releasably grips the spindle when the carrier is pressed against it, but can be released from engagement with the spindle when the carrier is allowed to expand. In the embodiment shown, a wedge 90 may be used to lock the carrier to the spindle when the carrier is pressed onto the spindle for insertion into the casing. This design can keep the carrier in a compressed state with an outside diameter smaller than the casing's operating diameter, so that the carrier is substantially out of full contact with the casing to reduce the drag produced by the carrier traversing the casing e.g. while driving down the hole. This can reduce wear on the outer surface of the anchor carrier and reduce the risk of the tool getting stuck in places where the casing's internal cross-sectional area is reduced or restricted, e.g. by connections. This can also reduce the differential pumping down pressure over the upper sealing element, as the lower differential pressure in turn tries to reduce wear on the upper sealing element.

Kilen 90 kan være vesentlig rektangulært og langstrakt. Kilen 90 kan passe i både et kilespor 91 anordnet gjennom de innvendige gjenger 51 av forankringsbæreren og et kilespor 92 anordnet gjennom de utvendige gjenger 29 på spindelen. Kilen 90 virker sammen med kilespor 91, 92 på en måte som er analogt med bruken av kiling av en aksel til f.eks. et hjul for å hindre relativ dreining derimellom. Kilesporene kan være formet tilpasset når bæreren er i sin sammentrykkede posisjon på spindelen etter behov for kjøring gjennom foringsrøret før låsing til profilnippelen. Pilene på fig. 8 viser generelt der hvor kreftene reageres av foringsrøret, Ff0rjngsrør> og sikrer at kilesporet 91 holder seg i inngrep til kilen 90. Kilesporet 92 i spindelen er formet presspasset til kilen 90, slik at kilen etter installasjon forsøker å holde seg i inngrep med spindelkilesporet uansett bevegelsen av bæreren derover. Låsning av kilen til spindelen kan videre hjelpes ved bruk av svalehalefesteanordninger, f.eks. skruer eller lim. Kilesporet 91 i bæreren er anordnet slik at kilen passer løst deri og dybden av kilesporet 91 i forhold til kilens avdekkede høyde på spindelen og forankringsbærerens gjengehøyde kan anordnes slik at kilesporet 91 innenfor området av radial ekspansjon som er mulig når bæreren vandrer i foringsrøret, gripes av kilen. Under den større utadvendte, radiale ekspansjon som er tillatt når bæreren kjøres inn i fordypningen av profilnippelen, vil kilesporet 91 frigjøres fra kilen over minst dens nedre lengde for at bæreren kan ekspandere og således samtidig vikles ut langs dens spiralformede intervall. Som vist kan den øvre ende 93 av kilen ha en større høyde enn den nedre ende for å tilveiebringe ekstra inngrep mellom kilen 90 og kilesporet 91 når den øvre C-ring 62. Dette tilleggsinngrep kan hindre bærerens gjenger i å frigjøres fra kilen selv under full ekspandering inn i foringsrørfordypningen. Dette er nyttig på samme måte som tappen 64, hvor det er ønskelig å ha momentoverføring mellom spindelen og forankringsbæreren, f.eks. under utboring. The wedge 90 can be substantially rectangular and elongated. The wedge 90 can fit in both a wedge groove 91 arranged through the internal threads 51 of the anchoring carrier and a wedge groove 92 arranged through the external threads 29 of the spindle. The key 90 works together with the keyway 91, 92 in a manner analogous to the use of keying a shaft for e.g. a wheel to prevent relative turning therebetween. The keyways can be shaped to suit when the carrier is in its compressed position on the spindle as required for driving through the casing before locking to the profile nipple. The arrows in fig. 8 generally shows where the forces are reacted by the casing, Ff0rjngsrør> and ensures that the keyway 91 stays in engagement with the wedge 90. The keyway 92 in the spindle is shaped press fit to the wedge 90, so that after installation the wedge tries to stay in engagement with the spindle keyway anyway the movement of the carrier over there. Locking of the wedge to the spindle can further be assisted by the use of dovetail fastening devices, e.g. screws or glue. The keyway 91 in the carrier is arranged so that the key fits loosely therein and the depth of the keyway 91 in relation to the exposed height of the wedge on the spindle and the thread height of the anchoring carrier can be arranged so that the keyway 91 within the area of radial expansion that is possible when the carrier travels in the casing, is gripped by the wedge. During the greater outward radial expansion permitted when the carrier is driven into the recess of the profile nipple, the keyway 91 will be released from the wedge over at least its lower length to allow the carrier to expand and thus simultaneously uncoil along its helical interval. As shown, the upper end 93 of the key may have a greater height than the lower end to provide additional engagement between the key 90 and the keyway 91 when the upper C-ring 62. This additional engagement may prevent the threads of the carrier from being released from the key even under full expanding into the casing recess. This is useful in the same way as the pin 64, where it is desirable to have torque transmission between the spindle and the anchoring carrier, e.g. during drilling.

I en utførelse hvor forankringsbæreren omfatter et spiralformet intervall under kjøring av spindelen lia og forankringsbæreren 50a inne i foringsrøret, kan kilen 90 forsøke å hindre bæreren å virke som en spoleformet fjær, i å ekspandere ved å reagere kreftene som tillater utspoling primært gjennom kilen 90 og inn i spindelen lia. Ved endene av det spiralformede intervall, er det en innadvendt, radial komponent som har en kraft som kreves for å opprettholde inngrepet av intervallet med kilen. Den nedre ende av kilesporet 91 i forankringsbærerens spiralformede intervall virker således som en lås hvor, avhengig av kontaktvinkelen mellom kilesporet og den kontaktende, nedre kant 94 av kilen, låsen er anordnet for å frigjøres med mindre den hindres av en utvendig radial kraft tilveiebrakt av kontakten med foringsrøret. Denne vinkel a kan velges under henvisning til den stedlige friksjonskoeffisient for å sikre frigjøring når profilnippelen føres inn, men ellers anordnes for å minimere den radiale kraft tilført av foringsrøret for således å redusere slitasje og slep og oppnå andre fordeler, som nevnt ovenfor. In an embodiment where the anchoring carrier comprises a helical interval during driving of the spindle 11a and the anchoring carrier 50a inside the casing, the wedge 90 may attempt to prevent the carrier acting as a coiled spring, from expanding by reacting the forces that allow unwinding primarily through the wedge 90 and into the spindle lia. At the ends of the helical interval, there is an inwardly facing radial component which has a force required to maintain the engagement of the interval with the wedge. The lower end of the keyway 91 in the helical interval of the anchor carrier thus acts as a latch where, depending on the angle of contact between the keyway and the contacting lower edge 94 of the key, the latch is arranged to release unless prevented by an external radial force provided by the contact with the casing. This angle a can be chosen with reference to the local coefficient of friction to ensure release when the profile nipple is inserted, but otherwise arranged to minimize the radial force supplied by the casing to thus reduce wear and drag and achieve other advantages, as mentioned above.

Ved bruk kan et verktøy med en forankringsinnretning kjøres i en foringsrørstreng og låses deri i en ringformet fordypning i foringsrøret. I de viste utførelser av fig. 1-3, er verktøyet 10 vist som en sementflottør med en spindel 11, forankringsbærer 50 og tetningskopper 12 og 13. I bruk blir verktøyet 10 plassert inne i foringsrøret 1 og forflyttet ned i hullet ved å pumpe fluid, typisk borefluid, gjennom foringsrørstrengen. Den øvre tetningskopp 12 virker for å hindre strøm av pumpefluid forbi sementflottørverktøyet og frembringer en nedadvendt aksial kraft som funksjon av det tilførte, øvre differensialtrykk som kreves for å overvinne slepet når den øvre tetningskopp 12, bunntetningskopp 13 og forankringsbærer 50 kontakter foringsrøret. Generelt bør summen av disse slepekomponenter ikke kreve for mye installasjonstrykk. For å unngå for mye slep fra den øvre kopptetning 12 på grunn av friksjon, kan veggtykkelsen og lengden av tetningsskjørtet velges i kombinasjon med diameteren nedenfor tetningslandet 21, slik at en klaring, under differensialtrykklastene som kreves for å pumpe ned sementflottørverktøyet, kan opprettholdes mellom tetningsleppen og den innvendige overflate av foringsrøret med unntagelse ved det øvre tetningsland 21 for å hindre kontakt i å utvikle seg utenfor tetningslandet og likevel tilveiebringe tilstrekkelig elastisitet for å sikre en tilfredsstillende tetning under de forventede variasjoner i den innvendige foringsrørdiameter. Slep som oppstår fra bunntetningskoppen 13 under installasjon vil naturligvis forsøke å bli minimert etter hvert som denne nedadvendte kopp ikke belastes under topptrykket som kreves for nedpumpning. Slepning som oppstår fra tendensen til elastisk sammentrykning av forankringsbæreren for å ekspandere mot innerdiameteren av foringsrøret, kan utføres ved friksjonsmellomvirkning mellom de grepede stabflanker 53' av de grove gjenger 51 når slepelasten reageres mellom forankringsbæreren 50 og spindelen 11. En for grunn stabflankvinkel fører til at sementflottørverktøyet setter seg fast under installasjon. Som videre forklart nedenfor, vil denne vinkel også påvirke forankringsstrukturens adferd. Som nevnt tidligere, kan den viste stabflankvinkel på omtrent 45° (i forhold til sementflottørverktøyets akse) være tilstrekkelig bratt for å hindre fastklemming. I tillegg, eller alternativt, kan for mye slep unngås ved hjelp av en kile 90 og et kilespor 91 (fig. 6 og 7) for å låse forankringsbærerens innover mot spindelen. I en annen utførelse kan en annen anordning brukes for å holde forankringsbæreren i en radialt sammentrykket tilstand, f.eks. ved skralling ved grensesjiktkantene 60a av en spiralformet seksjon. In use, a tool with an anchoring device can be driven into a casing string and locked therein in an annular recess in the casing. In the shown embodiments of fig. 1-3, the tool 10 is shown as a cement float with a spindle 11, anchor carrier 50 and sealing cups 12 and 13. In use, the tool 10 is placed inside the casing 1 and moved down the hole by pumping fluid, typically drilling fluid, through the casing string. The upper seal cup 12 acts to prevent flow of pumping fluid past the cement float tool and produces a downward axial force as a function of the applied upper differential pressure required to overcome the drag when the upper seal cup 12, bottom seal cup 13 and anchor carrier 50 contact the casing. In general, the sum of these drag components should not require too much installation pressure. To avoid excessive drag from the upper cup seal 12 due to friction, the wall thickness and length of the seal skirt can be selected in combination with the diameter below the seal land 21 so that a clearance, under the differential pressure loads required to pump down the cement float tool, can be maintained between the seal lip and the inner surface of the casing with the exception of the upper seal land 21 to prevent contact from developing outside the seal land and yet provide sufficient elasticity to ensure a satisfactory seal under the expected variations in the inside casing diameter. Drag arising from the bottom sealing cup 13 during installation will naturally try to be minimized as this downward facing cup is not loaded below the peak pressure required for pumping down. Drag arising from the tendency of elastic compression of the anchor carrier to expand towards the inner diameter of the casing can be effected by frictional interaction between the engaged rod flanks 53' of the coarse threads 51 when the drag load is reacted between the anchor carrier 50 and the spindle 11. A rod flank angle that is too shallow causes that the cement float tool gets stuck during installation. As further explained below, this angle will also affect the behavior of the anchoring structure. As mentioned earlier, the shown rod flank angle of approximately 45° (relative to the axis of the cement floater tool) may be sufficiently steep to prevent jamming. In addition, or alternatively, too much drag can be avoided by means of a wedge 90 and a wedge groove 91 (fig. 6 and 7) to lock the anchor carrier inwards against the spindle. In another embodiment, another device can be used to keep the anchor carrier in a radially compressed state, e.g. by ratcheting at the boundary layer edges 60a of a helical section.

Etter at sementflottørverktøyet har blitt forflyttet nedover til punktet hvor forankringsbæreren låses til fordypningen 2, vil tilførsel av topptrykk produsere en nedadvirkende aksial last som overføres gjennom spindelen 11 og grove gjenger 29, 51 til forankringsbæreren som blir trykket utover til positiv kontakt med overflaten av fordypningen 2. En fortsatt aksial kraft på verktøyet, etter at det er i fordypningen, blir reagert inn i foringsrøret ved den nedre skulder 5. Det vil fremgå at den samvirkende spindel og forankringsbærer fungerer som en forankring, slik at trykklast tettet over topptetningskoppen reageres av forankringen til foringsrøret og får den løsbare plugg 80 til å blåses ut og klappventilen 70 til å fungere som en sikkerhetsventil under strøm av fluider, etter behov for sementering. After the cement float tool has been moved downward to the point where the anchor carrier is locked to the recess 2, application of peak pressure will produce a downward acting axial load which is transmitted through the spindle 11 and coarse threads 29, 51 to the anchor carrier which is pushed outwards into positive contact with the surface of the recess 2 .A continued axial force on the tool, after it is in the recess, is reacted into the casing at the lower shoulder 5. It will be seen that the cooperating spindle and anchor carrier act as an anchor, so that compressive loads sealed above the top seal cup are reacted by the anchor to the casing and causes the releasable plug 80 to blow out and the poppet valve 70 to act as a safety valve under flow of fluids, as required for cementing.

Etter plassering av verktøyet, kan sement innføres i foringsrørstrengen og forflyttes inn i foringsrørets ringrom gjennom verktøyet 10 (fig. 2). Hvis foringsrørets tilstand tillater det, kan det være en tendens til at tyngre sementsøyle i ringrommet kan foreta en U-sving tilbake inn i foringsrøret. Denne strøm hindres av klappventilen 70 med en følgelig økning av differensialbunntrykket over bunntetningskoppen 13 (fig. 3). Innledende bunntrykklast over bunntetningskoppen 13 vil få den til å blåses opp, tette og gli opp gjennom hullet; men denne glidning hindres raskt av samvirkningen av forankringsfunksjonen av sementflottørverktøyet på en analog måte som ved topptrykk, hvor den illustrerte lastflank 53" forårsaker et positivt, radialt inngrep mellom forankringsbæreren 50 og fordypningen 2 og hindrer at forankringsbæreren 50 hopper inn. I motsetning til transienttopptrykklasten som kreves for å kassere og støte ut den løsbare plugg 80, må tetningen mot bunndifferensialtrykket opprettholdes inntil sementen stivner. Dette kan ta flere timer under typiske forhold nede i brønnen med høy temperatur og høyt differensialtrykk. After positioning the tool, cement can be introduced into the casing string and moved into the annulus of the casing through the tool 10 (fig. 2). If the condition of the casing allows, there may be a tendency for heavier cement column in the annulus to make a U-turn back into the casing. This flow is prevented by the flap valve 70 with a consequent increase in the differential bottom pressure above the bottom sealing cup 13 (fig. 3). Initial bottom pressure load over the bottom sealing cup 13 will cause it to inflate, seal and slide up through the hole; but this sliding is quickly prevented by the interaction of the anchoring function of the cement float tool in an analogous manner to top pressure, where the illustrated load flank 53" causes a positive, radial engagement between the anchor carrier 50 and the recess 2 and prevents the anchor carrier 50 from jumping in. Unlike the transient pressure load which required to discard and eject the releasable plug 80, the bottom differential pressure seal must be maintained until the cement sets, which may take several hours under typical high temperature, high differential pressure downhole conditions.

Den fullstendige trykkendelast kan bæres av tilkoplingen mellom gjengene 29, 51 for denne tidsperiode. Spindelens og forankringens materialer kan velges for å tåle denne trykklast. The complete pressure load can be carried by the connection between the threads 29, 51 for this time period. The materials of the spindle and anchorage can be chosen to withstand this compressive load.

Alternativt eller i tillegg kan en nedre kopp 13 brukes som kan motstå en slik glidning gjennom en trykkaktivert selvforankringsmekanisme. Denne selvforankringsmekanisme innføres under tilførsel av differensialtrykk nedenfra på grunn av plasseringen av den utvendige tetnings 26 i den nedre ende av tetningsrøret 23 i kombinasjon med lekkasjesporene 28 og 28' som sikrer at en full trykkdifferensial oppstår over veggen av tetningsrøret 23, som får det til å ekspandere, kontakte og holdes av profilnippelen 3 under tilførsel av tilstrekkelig trykk. Tilførsel av ekstra trykk tjener til å øke grensesjiktkontaktbelastningen og øke friksjonsmotstanden mot aksial glidning av tetningsrøret 23. Kombinasjonen av valg av det nedre koppmateriale for større elastisitet enn foringsrøret og sikre minimal klaring mellom tetningsrøret og profilnippelen 3 som nevnt her, fremmer kontakten ved lavere differensialtrykk og således en større motstand mot glidning for et gitt differensialtrykk. Veggtykkelsen og lengden av tetningsrøret 23 er anordnet for å fremme selvforankring under tilførsel av differensialtrykk når veggtykkelsen av tetningsrøret 23 generelt skråner for å tykne fra den nedre ende 25 til den øvre ende 24 og lengden kan velges tilstrekkelig lang for å sikre at alle eller en vesentlig del av differensialtrykkets endelast for det tiltenkte formål således reageres av denne selvforankringsmekanisme. Bunntetningskoppen kan derfor fungere både for å tette mot bunntrykket og reagere den tilhørende endelast for å assistere forankringen. Alternatively or additionally, a lower cup 13 can be used which can resist such sliding through a pressure-activated self-anchoring mechanism. This self-anchoring mechanism is introduced under the application of differential pressure from below due to the location of the external seal 26 at the lower end of the sealing tube 23 in combination with the leakage grooves 28 and 28' which ensures that a full pressure differential occurs across the wall of the sealing tube 23, causing it to expand, contact and be held by the profile nipple 3 while supplying sufficient pressure. Supply of additional pressure serves to increase the boundary layer contact load and increase the frictional resistance to axial sliding of the sealing tube 23. The combination of choosing the lower cup material for greater elasticity than the casing and ensuring minimal clearance between the sealing tube and the profile nipple 3 as mentioned here, promotes contact at lower differential pressure and thus a greater resistance to sliding for a given differential pressure. The wall thickness and length of the sealing tube 23 is arranged to promote self-anchoring under the application of differential pressure when the wall thickness of the sealing tube 23 generally slopes to thicken from the lower end 25 to the upper end 24 and the length can be selected sufficiently long to ensure that all or a substantial part of the differential pressure's end load for the intended purpose is thus reacted by this self-anchoring mechanism. The bottom sealing cup can therefore function both to seal against the bottom pressure and react to the associated end load to assist the anchoring.

Det vil fremgå at mange andre endringer kan utføres i de vist utførelser som faller innenfor omfanget av oppfinnelsen og det er tenkt at alle slike endringer skal dekkes av de vedføyde krav. It will be apparent that many other changes can be made in the embodiments shown which fall within the scope of the invention and it is intended that all such changes shall be covered by the appended claims.

Claims

1. Anchoring device for use in a pipe (1), where the pipe has an internal diameter with an annular recess (2) arranged therein, the annular recess having a length and a diameter greater than the pipe's internal diameter, the anchoring device comprising: a spindle (11) having an outer surface, an upper end and a lower end, the spindle being adapted to be moved through the pipe in which it is to be used; a radially elastic anchoring carrier (50) mounted coaxially around the spindle, the anchoring carrier forming an inner surface and a substantially cylindrical outer surface, the anchoring carrier having a length chosen to be less than the length of the tube's annular recess and adapted to pass through the tube radially compressed and to have an external diameter under radial expansion that is greater than the internal diameter of the pipe, where the anchoring device is characterized in that it further comprises: interlocking grooves and elongated projections (29, 51) arranged on the outer surface of the spindle and on the inner surface of the anchoring carrier, the interlocking grooves and elongated projections of the anchor carrier and spindle are selected to limit axial movement of the anchor carrier relative to the spindle and allow the anchor carrier to be pressed against the spindle to fit the inside diameter of the pipe and held in engagement when the anchor carrier is expanded and locked to the ring also deepening the pipe.

2. Anchoring device according to claim 1, characterized in that the spindle's grooves and elongated projections comprise at least some shaped with threads.

3. Anchoring device according to claim 1, characterized in that the spindle's grooves and elongated protrusions comprise at least some that are shaped axisymmetric and extend peripherally.

4. Anchoring device according to claim 1, characterized in that the anchoring carrier is shaped as a composite structure with an external sheath (52) of a first material and internal threads formed of drillable material attached to the external sheath, the internal threads forming the grooves and elongated projections on the inner surface of the anchoring carrier.

5. Anchoring device according to claim 4, characterized in that the thickness of the outer jacket is chosen not to exceed the depth of the annular recess provided in the pipe.

6. Anchoring device according to claim 1, characterized in that the anchoring carrier comprises a C-ring part (62, 63) to provide radial elasticity.

7. Anchoring device according to claim 6, characterized in that the anchoring carrier comprises a C-ring (62, 63) at each end and a helical coil spring section (61) that extends between them.

8. Anchoring device according to claim 7, characterized in that the helical coil spring section is configured as a right-facing helix.

9. Anchoring device according to claim 1, characterized in that the spindle comprises drillable materials.

10. Anchoring device according to claim 1, characterized in that the spindle has an axial bore (17) which extends from the upper end to the lower end, and the anchoring device further comprises a one-way valve (70) in the axial bore of the spindle, and a seal (12, 13) around the spindle for sealing between the spindle and the pipe.

11. Anchoring device according to claim 1, characterized in that the anchoring device's grooves and elongated projections comprise at least some formed by a helical coil spring (61)

12. Anchoring device according to claim 11, characterized in that the helical coil spring section is configured as a right-facing helix.

13. Anchoring device according to claim 1, characterized in that the anchoring carrier is shaped as a composite structure with an outer sheath (52) of a first material and an inner layer (54) connected to the outer sheath, where the inner layer forms grooves and elongated projections on the inner surface of the anchoring carrier.

14. Anchoring device according to claim 1, characterized in that it further comprises a notch (59) on the anchoring carrier and a wedge (64) that extends from the spindle arranged to be lockable into the notch on the anchoring carrier.

15. Anchoring device according to claim 1, characterized in that it further comprises a wedge (90) for locking the anchoring carrier to the spindle when the anchoring carrier is radially compressed.

16. Anchoring device according to claim 1, characterized in that the spindle's grooves and elongated projections have at least some shaped like external threads, and the anchoring carrier's grooves and elongated projections have at least some shaped like threads and comprise a mirror-shaped coil spring (61) which delimits the threads, and further comprising a keyway (91) formed in the threads of the anchor carrier, a keyway (92) formed in the external threads of the spindle, and a key (90) arranged to fit into the keyways when the anchor carrier is radially compressed against the spindle.

17. Anchoring device according to claim 16, characterized in that the wedge comprises an upper end (93) and a lower end, where the upper end has a height that is greater than the lower end so that the threads on the anchoring carrier are kept engaged with the upper end of the wedge when the anchoring carrier is radially expanded.