NO330425B1

NO330425B1 - Flersidig gjennomrorssystem, en rorledningsforlengelse og en fremgangsmate for forlengelse av en rorledningsstreng

Info

Publication number: NO330425B1
Application number: NO20013373A
Authority: NO
Inventors: Douglas James Murray
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2011-04-11
Also published as: NO20013373D0; GB2365040A; US20020011339A1; CA2352604C; US6640895B2; CA2352604A1; NO20013373L; GB0116399D0; GB2365040B; AU784997B2; AU5420601A

Description

BAKGRUNN

Et stort antall adskilte oljeborebrønner foreligger i modne eller modnende oljefelter hvor bruk av flersidige forgreninger i vertikale utboringer ville gjøre det mulig å få tilgang til ytterligere reserver av olje eller gass. I områder hvor overfla-teområder er begrenset, f.eks. ved boreoperasjoner til sjøs eller boring på North Slope of Alaska, ville det være ønskelig med en flersidig forgrening ut fra en eksisterende borebrønn, men omkostninger viser seg ofte å være en begrensende fak-tor ved innlemmelse av flersidige forgreninger i eksisterende borebrønner.

Vanlige borebrønner omfatter typisk en foring av enten stål eller betong samt en rørledningsstreng som er konsentrisk posisjonsinnstilt i brønnen, og hvorigjennom olje og gass tas ut fra underjordiske reservoarer.

I en tidligere kjent anvendelse, omfatter anordning av en flersidig rørled-ningsforgrening i en eksisterende borebrønn fjerning av rørledningsstrengen inne i borebrønnen for derved å tillate tilgang i fullt omfang til innsiden av foringen for å frembringe utløpsvinduer i foringen for siderettede boreoperasjoner. En slik fjerning av rørledningsstrengen er en kostnadskrevende og arbeidskrevende prosess.

Ved en annen tidligere kjent anvendelse, hvor flersidig rørledningsforgre-ning skal installeres på et sted nedenfor dybdenivået av ytterenden av den opprinnelige rørledningsstreng, må de redskaper som skal anvendes for å frembringe den flersidige rørledningsforgrening føres gjennom rørledningen med mindre innerdiameter og derpå anvendes inne i foringen med større innerdiameter. I et slikt tilfelle vil sentralisering av redskapene og mulighetene for å ta ut disse redskaper gjennom den innsnevrede rørledning bli problemer av betydning.

Fra US 4,664,189 A fremgår det en fremgangsmåte og anordning for å ut-føre målinger og operasjoner i en brønn. I fremgangsmåten benyttes et rør med to deler der den ene er en øvre rørformet del og den andre er en nedre rørformet del, og en forlengelse med en øvre og en nedre ende. Et instrument for å utføre målinger eller operasjoner er fastgjort til den nedre enden av forlengelsen.

SAMMENFATNING

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører et flersidig gjennomrørssystem og for bruk ved oljeboringsarbeider. Systemet omfatter en rørledningsforlengelse posisjonsinnstilt på en nedhullsende av en rørledningsstreng i en borebrønn. Rør-ledningsforlengelsen omfatter et hovedlegemeparti og en tynnvegget seksjon an ordnet på denne. Den tynnveggede seksjonen er tynn før installering av nevnte forlengelse i en brønnboring og er seksjonen som overlapper enden av rørstreng-en. En forankringsanordning er konfigurert og plassert for å forankre rørlednings-forlengelsen i borebrønnen.

Videre vedrører oppfinnelsen en rørledningsforlengelse for nedhulls oljeboringsarbeider i en borebrønn. Rørledningsforlengelsen omfatter et legemeparti konfigurert til å danne en rørformet struktur og en tynnvegget seksjon festet til en ende av dette legemeparti. Den tynnveggede seksjon har en veggtykkelse som er mindre enn legemepartiets veggtykkelse før installasjon i en brønnboring og hvori nevnte seksjon er nedtrappet fra en utvendig dimensjon av rørledningsforlengel-sen.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for forlengelse av en rørledningsstreng i en borebrønn. Fremgangsmåten omfatter kjø-ring av en rørledningsforlengelse inn i en rørledningsstreng i borebrønnen på en slik måte at opphullsenden av rørledningsforlengelsen overlappes av en nedhullsende av rørledningsstrengen. Forlengelsen har et legemeparti og et leppeparti. Leppepartiet har en tykkelse som er mindre enn legemepartiet før installering i brønnboringen og er seksjonen som overlapper enden av rørstrengen. Videre omfatter fremgangsmåten utvidelse av rørledningsforlengelsen i en slik grad at rør-ledningsforlengelsen sikkert holdes i stilling av rørledningsstrengen, og forankring av rørledningsforlengelsen i borebrønnen.

En anordning i henhold til oppfinnelsen kan være en flersidig rørlednings-forgrening og en fremgangsmåte for å installere denne for nedhulls-boreoperasjoner etter olje omfatter en rørledningsforlengelse posisjonsinnstilt på nedhullsenden av en rørledningsstreng i en borebrønn og forankret på plass. Denne rørledningsforlengelse er dimensjonert til å oppta den minst mulige rørled-ningsinnsnevring slik at den vil lette installasjon av en flersidig forgreningsforbindelse gjennom seg.

Rørledningsforlengelse i det flersidige forgreningsutstyr kan omfatte et hovedlegemeparti og en tynnvegget seksjon. Denne tynnveggede seksjon kan være festet til en opphullskant av hovedlegemepartiet. Veggtykkelsen i den tynnveggede seksjon er mindre enn veggtykkelsen i hovedlegemepartiet for derved å mulig-gjøre en mindre innsnevring av rørledningsstrengens innerdiameter ved forgre-ningen mellom den opprinnelige rørledningsstreng og forlengelsesrørledningen.

Rørledningsforlengelsen har en gjennomgående ytterdiameter som er mindre enn rørledningsstrengens innerdiameter (samt enhver eventuell innsnevring av den

opprinnelige rørledningsstreng) samt er installert i direkte kontakt med innsiden av rørledningsstrengens nedhullsende. Skjøten mellom den tynnveggede seksjon og rørledningsstrengen er senkesmidd for å jevne ut overgangen mellom den opprinnelige rørledningsstreng og forlengelsesstrengen.

Forlengelses-rørledningsstrengen er forankret ved sementering av ringrommet eller installering av en oppblåsbar eller sammenfoldbar pakning, eller eventuelt en lignende innretning.

En fordel ved denne anordning og prosess er at bare et utstyrsett er nød-vendig for et bestemt omfang av rørledningsstrengen. De redskaper som anvendes for hver spesielle størrelse av rørledningsstrengen vil derfor være uavhengig av den borediameter som er fastlagt ved innsiden av foringen. En annen fordel ved dette utstyr er dets evne til å gjøre det mulig å installere flersidige forgreninger fra innsiden av rørledningsstrengen eller en ut i fra det bredere tverrsnittsareal av foringen nedenfor rørledningsstrengen. I tillegg til at det er lettere å arbeide innen-fra rørledningsstrengen i motsetning til nedenfor rørledningsstrengens nedhullsende gir denne anordning muligheter for betraktelige innsparinger fremfor de ut-gifter som påbeløpes ved fjerning av rørledningsstrengen fra borebrønnen for installering av en flersidig forgrening på vanlig måte, spesielt i fjerntliggende områder.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1 viser et sideoppriss av en borebrønn hvor en rørledningsstreng er konsentrisk anordnet inne i en foring, og hvor foringen strekker seg forbi ytterenden av rørledningsstrengen. Fig. 2 viser et sideoppriss av en borebrønn hvor rørledningsstrengen er konsentrisk anordnet inne i foringen, og hvor rørledningsstrengen er forlenget og forankret inne i borebrønnen. Fig. 3 er et sideoppriss av en rørledningsforlengelse som oppviser et hovedlegemeparti med en større veggtykkelse samt en tynnvegget seksjon.

DETALJERT BESKRIVELSE En gjennomgående flersidig rørledningsforgre-ning for en eksisterende oljebrønn hvor en flersidig forgrening er ønsket på et sted nedenfor nedhullsenden av en installert rørledningsstreng vil bli omtalt. Dette utstyr omfatter en forlengelse av nedhullsenden av rørledningsstrengen innenfor utboringens foring for å kunne installere en flersidig rørledningsforgrening gjennom den forlengede rørledningsstrengs vegg fra innsiden av rørledningsstrengen ved å danne et utløpsvindu gjennom rørledningsstrengen, og som strekker seg gjennom ringrommet mellom rørledningsstrengen og foringen, samt gjennom foringsveggen. Lateral utboring kan da utføres og nytt ferdigstillingsutstyr trenges inn i gass- og/eller oljeformasjonen.

Det skal nå henvises til fig. 1, hvor det generelt er vist en vanlig borebrønn ved henvisningstallet 10 og som i det følgende vil bli betegnet som «utboring 10». Utboringen 10 omfatter en rørledningsstreng som generelt er angitt ved henvisningstallet 12, og som er konsentrisk understøttet inne i en foring 14, slik at det dannes et ringformet rom 16 mellom rørledningen og foringen. Vanligvis omfatter en ferdigstilt borebrønn enten en rørledning med diameter ca. 14 cm inne i en foring med diameter ca. 24,45 cm eller en rørledning med diameter ca. 11,45 cm inne i en foring med diameter ca. 17,75 cm. Rørledningsstrengen 12 er understøt-tet inne i en foring 14 ved hjelp av en pakning 20.1 uoppblåst eller sammenfoldet tilstand, blir hver av flere pakninger 20 ført inn i ringrommet 16 på forskjellige ste-der langs lengden av utboringen 10. Oppblåsning eller utvidelse av pakningen 20 fastholder rørledningsstrengen 12 forholdsvis konsentrisk innstilt inne i foringen 14 og tar opp enhver klaring mellom foringens innside 18 og utsiden av rørlednings-strengen 12.

Innretningen av forskjellige typer blir ofte posisjonsinnstilt inne i ringrommet 16 for å overvåke strømmen av gass eller olje inne i rørledningsstrengen 12. disse innretninger er vanligvis ført gjennom veggen av rørledningsstrengen 12 og rager ut i det romområde som avgrenses av det indre av rørledningsstrengen 12. Alt etter størrelse og innraging i rørledningsstrengen 12, vil strømningen av gass eller olje bli noe innsnevret. Disse innretninger omfatter da vanligvis strømningsregule-rende nipler (ikke vist) eller sikkerhetsventilnipler (ikke vist). Forut for inkorpore-ringen av det flersidige forgreningsutstyr, bør slike innretninger fjernes eller freses bort fra det indre av rørledningen for å gjøre det indre tverrsnittsareal i rørledning-en 12 så stort og uavgrenset som mulig.

Det skal nå henvises til fig. 2, hvor det er vist et gjennomgående flersidig rørledningsutstyr som generelt er angitt ved henvisningstallet 22 og som er instal lert i utboringen 10. Det gjennomgående forgrenede rørledningsutstyr 22 omfatter en rørledningsstreng 12 som er konsentrisk understøttet i foringen 14, slik som i fig. 1. Det gjennomløpende flersidige forgreningsutstyr 22 omfatter videre en rør-ledningsforlengelse som generelt er vist ved 24, og hvorigjennom den flersidige forgrening kan installeres uten sentreringsenheter. Det er ønskelig å forankre forlengelsen ved hjelp av en viss form for forankringsutstyr, hvilket kan finne sted ved sementering av ringrommet omkring forlengelsen, hvilket forøvrig også vil sørge for soneisolering, eller også kan finne sted ved hjelp av utvidbare eller oppblåsba-re pakninger, etc. For å opprette en flersidig forgrening ved anvendelse av det gjennomgående flersidige forgreningsutstyr 22, blir forlengelsen 24 kjørt inn gjennom rørledningsstrengen 12 på en slik måte at rørledningsforlengelsen 24 rager ut forbi ytterenden 26 av rørledningsstrengen 12, men har en lett overlapping med rørledningsstrengen 12 ved dens ytterende 26. Den endelige dybdeutstrekning av rørledningsforlengelsen 24 bør være dypere i utboringen 10 enn til det nivå hvor en flersidig forgreningsforbindelse sannsynligvis vil bli installert. På grunn av at rørledningsforlengelsen 24 kjøres inn i utboringen 10 gjennom rørledningsstreng-en 12 må den ha en utvendig diameter som er mindre enn den indre diameter av den tetteste innsnevring i rørledningsstrengen 12. For å oppnå størst effektivitet for utstyret er det ønskelig å utvide hele lengden av rørledningsforlengelsen enten ved hjelp av et utvidelsesverktøy eller ved en senkesmiing. I tillegg kan utvidelsen frembringes ved en enkelt arbeidsoperasjon eller over et antall mindre seksjoner i rekkefølge.

Det skal nå henvises til fig. 3, hvor rørledningsforlengelsen 24 er vist mer detaljert. Denne rørledningsforlengelse 24 omfatter et hovedlegemeparti 28 med en påført tynnvegget seksjon 30, og er slik orientert i utboringen at den tynnveggede seksjon 30 ligger «opphulls» i forhold til hovedlegemepartiet 28. Dette for-holder seg slik fordi det er den tynnveggede seksjon som er ment å skulle danne overlapping med rørledningsstrengen 12. Denne tynnveggede seksjon danner da en mindre innsnevring ved forbindelsen mellom rørledningsstrengen 12 og rørled-ningsforlengelsen 24. En innside av rørledningsforlengelsen 24 er konfigurert til å være glatt og relativt fri for variasjoner over det område hvor den tynnveggede seksjon 30 er festet til hovedlegemepartiet 28. En utside av rørledningsforlengel-sen 24 er konfigurert til å danne en skulder 32 som rager utover fra seksjonen 30 mot hovedlegemepartiet 28 på det punkt hvor partiet 28 og seksjonen 30 er for- bundet med hverandre. Skulderen 32 er konfigurert til å fastlegge hovedlegemepartiet 28 slik at det har en veggtykkelse 34 som er hovedsakelig lik veggtykkelsen av rørledningssstrengen 12 og den tynnveggede seksjon 30 til å ha en veggtykkelse 36 som er noe mindre enn veggtykkelsen 34 av hovedlegemepartiet 28.

Under henvisning til samtlige figurer, vil det fremgå at overlappingen av rør-ledningsforlengelsen 24 på rørledningsstrengen 12 vil frembringe en uregelmes-sighet ved overgangen mellom innsidene av henholdsvis rørledningsforlengelsen 24 og rørledningsstrengen 12. Denne ujevnhet utgjør typisk en fremspringende kant som er dannet ved at seksjonen 30 på rørledningsforlengelsen 24 rager konsentrisk innover fra innsiden av rørledningsstrengen 12. Som angitt vil den tynne vegg som anvendes redusere denne virkning. I tillegg, vil senkesmiing eller en utvidelsesprosess nedsette denne virkning til et minimum ved å utvide overgangen til en diameter som er tilstrekkelig større enn dens omfang forut for utvidelsen, slik at det i bruk vil foreligge en meget liten innsnevring. I en foretrukket utførelse vil innerdiameteren rørledningsforlengelsen 24 være omtrent den samme som det minste innsnevringstverrsnitt i rørledningsstrengen 12.

Så snart rørledningsforlengelsen 24 er korrekt posisjonsinnstilt inne i utboringen 10, vil rørledningsforlengelsen 24 fortrinnsvis bli sementert på plass ved hjelp av sement 25 før vindusutløpet og det laterale borehull utbores. Sementen 25 danner understøttelse for en vanlig kjent installasjon av en flersidig forgrening i nærheten av det punkt hvor rørledningsstrengen 12 og rørledningsforlengelsen 24 møtes. Et vindu i rørledningen og foringen kan opprettes ved bruk av standard slagverktøy og verktøyforankringsutstyr (ikke vist). Flersidige forgreninger kan så installeres.

Claims

1. Flersidig gjennomrørssystem og for bruk ved oljeboringsarbeider, hvor systemet omfatter: en rørledningsforlengelse (24) posisjonsinnstilt på en nedhullsende av en rørledningsstreng (12) i en borebrønn, idet rørledningsforlengelsen (24) omfatter et hovedlegemeparti (28) og en tynnvegget seksjon (30) anordnet på denne, idet den tynnveggede seksjonen (30) er tynn før installering av nevnte forlengelse (24) i en brønnboring (10) og er seksjonen som overlapper enden av rørstrengen (12); og en forankringsanordning konfigurert og plassert for å forankre rørlednings-forlengelsen (24) i borebrønnen (10).

2. Flersidig gjennomrørssystem som angitt i krav 1, og hvor nevnte rørled-ningsforlengelse (24) har en ytterdiameter som er mindre enn rørledningsstreng-ens (12) innerdiameter.

3. Flersidig gjennomrørssystem som angitt i krav 1, og hvor nevnte, tynnveggede seksjon (30) er anordnet på en opphullskant av nevnte hovedlegemeparti (28).

4. Flersidig gjennomrørssystem som angitt i krav 3, og hvor den tynnveggede seksjon (30) er konfigurert til å ha mindre veggtykkelse enn hovedlegemepartiet (28).

5. Flersidig gjennomrørssystem som angitt i krav 4, og hvor den tynnveggede seksjon (30) befinner seg i inngrepspasnings-kontakt med innsiden av nedhullsenden av rørledningsstrengen (12) for derved å danne en forbindelse mellom den tynnveggede seksjon (30) og rørledningstrengen (12).

6. Flersidig gjennomrørssystem som angitt i krav 5, og hvor nevnte forbindelse mellom den tynnveggede seksjon (30) og rørledningsstrengen (12) er senkesmidd for å frembringe en jevn overflateovergang mellom rørledningsstrengen (12) og den tynnveggede seksjon (30).

7. Flersidig gjennomrørssystem som angitt i krav 1, og hvor nevnte forankringsanordning er plassert på en overlappingsskjøt på rørledningsforlengelsen (24) og rørledningsstrengen (12).

8. Flersidig gjennomrørssystem som angitt i krav 7, og hvor forankringsanord-ningen utgjøres av sement.

9. Flersidig gjennomrørssystem som angitt i krav 7, og hvor forankringsanord-ningen er en pakning.

10. Rørledningsforlengelse for nedhulls oljeboringsarbeider i en borebrønn, og som omfatter: et legemeparti (28) konfigurert til å danne en rørformet struktur; og en tynnvegget seksjon (30) festet til en ende av dette legemeparti (28), hvor den tynnveggede seksjon (30) har en veggtykkelse (36) som er mindre enn legemepartiets (28) veggtykkelse (34) før installasjon i en brønnboring (10) og hvori nevnte seksjon er nedtrappet fra en utvendig dimensjon av rørledningsforlengel-sen (24).

11. Rørledningsforlengelse som angitt i krav 10, og hvor nevnte rørledningsfor-lengelse (24) er dimensjonert for å kunne glidende mottas i en rørledningsstreng (12) i borehullet (10).

12. Fremgangsmåte for forlengelse av en rørledningsstreng (12) i en borebrønn (10), og som omfatter: kjøring av en rørledningsforlengelse (24) inn i en rørledningsstreng (12) i borebrønnen (10) på en slik måte at opphullsenden av rørledningsforlengelsen (24) overlappes av en nedhullsende av rørledningsstrengen, idet nevnte forlengelse (24) har et legemeparti og et leppeparti (32) og hvori nevnte leppeparti (32) har en tykkelse (36) som er mindre enn nevnte legemeparti (28) før installering i nevnte brønnboring (10) og er seksjonen som overlapper enden av rørstrengen (12); utvidelse av rørledningsforlengelsen (24) i en slik grad at rørledningsfor-lengelsen (24) sikkert holdes i stilling av rørledningsstrengen (12); og forankring av rørledningsforlengelsen (24) i borebrønnen (10).

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, og som videre omfatter nedfresing av hindringer i rørledningsstrengen (12) før kjøring av rørledningsforlengelsen (24) inn i rørledningsstrengen (12).

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, og hvor utvidelsen av rørledningsfor-lengelsen (24) omfatter senkesmiing av rørledningsforlengelsen (24).

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, og hvor nevnte forankring av rørled-ningsforlengelsen (24) i borebrønnen omfatter sementering av en skjøteforbindel-se mellom rørledningsforlengelsen (24) og rørledningsstrengen (12).

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, og hvor forankringen av rørlednings-forlengelsen (24) i borebrønnen omfatter installering av en pakning omkring en forbindelsesskjøt mellom rørledningsforlengelsen (24) og rørledningsstrengen (12).

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, og hvor rørledningsforlengelsen (24) utvides langs hele sin lengdeutstrekning.