NO330594B1 - Fremgangsmate og system for samtidig boring og innsetting av et ror i et borehull ved anvendelse av en bunnhullssammenstilling - Google Patents
Fremgangsmate og system for samtidig boring og innsetting av et ror i et borehull ved anvendelse av en bunnhullssammenstilling Download PDFInfo
- Publication number
- NO330594B1 NO330594B1 NO20052795A NO20052795A NO330594B1 NO 330594 B1 NO330594 B1 NO 330594B1 NO 20052795 A NO20052795 A NO 20052795A NO 20052795 A NO20052795 A NO 20052795A NO 330594 B1 NO330594 B1 NO 330594B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- drill bit
- casing
- diameter
- torque
- section
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 238000003780 insertion Methods 0.000 title 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 title 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 27
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 18
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 235000019282 butylated hydroxyanisole Nutrition 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/067—Deflecting the direction of boreholes with means for locking sections of a pipe or of a guide for a shaft in angular relation, e.g. adjustable bent sub
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/08—Casing joints
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
- E21B17/1092—Gauge section of drill bits
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/068—Deflecting the direction of boreholes drilled by a down-hole drilling motor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
- E21B7/201—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes with helical conveying means
- E21B7/203—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes with helical conveying means using down-hole drives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Et borehull kan bores ved anvendelse av bunnhullssammenstillingen (10, 50) med en nedihullsmotor (14), hvilken kan være forskjøvet i en valgt bøyevinkel. Motorhuset kjøres fortrinnsvis glatt, og en kaliberseksjon (36) som er fastholdt til pilotborkronen (18) har en bærende overflate med en ensartet diameter langs en aksial lengde på minst 60% av pilotborkronens diameter. Borkronen eller rømmeren (16) har en borkronefrontflate som bestemmer den skjærende diameter av det borede hull. Den aksiale avstand mellom bøyen og borkronens frontflate reguleres til å være mindre enn femten ganger borkronens diameter. Nedihullsmotoren, pilotborkronen og borkronen kan hentes opp fra brønnen, mens foringsrørstrengen etterlates i brønnen.
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører teknologi for boring av en olje- eller gassbrønn, hvor foringsrørstrengen etterlates i brønnen etter boring. Mer bestemt vedrører den foreliggende oppfinnelse teknikker for å forbedre effektiviteten ved boring av en brønn med foringsrør, med forbedret brønnkvalitet som sørger for økt hydrokarbonutvinning, og hvor teknologien tillater betydelig reduserte kostnader ved pålitelig komplettering av brønnen.
De fleste hydrokarbonbrønner bores i suksessivt nedenforliggende forings-rørseksjoner, hvor en valgt størrelse foringsrør kjøres i en boret seksjon før boring av den nedenforliggende seksjon av brønnen med mindre diameter, deretter kjø-res en foringsrørstørrelse med redusert diameter i den nedre seksjon av brønnen. Dybden av hver borede seksjon er således en funksjon av (1) operatørens ønske om å fortsette boring så dypt som mulig før stopping av boreoperasjonen og innsetting av foringsrøret i den borede seksjon, (2) faren for at ovenforliggende for-masjoner vil bli skadet av høytrykksfluid som er påkrevet for å oppnå den ønskede brønnbalanse og fluidtrykk lenger ned i hullet på større dyp, og (3) faren for at en del av den borede brønn kan falle sammen eller på annen måte hindre at forings-røret kjøres i brønnen, eller at foringsrøret vil bli fastkjørt i brønnen eller på annen måte praktisk blir forhindret i å kjøres til den ønskede dybde i en brønn.
For å unngå de ovennevnte problemer har forskjellige teknikker for boring av en brønn med foringsrør blitt foreslått. Denne teknikken kjører iboende forings-røret inn i brønnen sammen med bunnhullssammenstillingen (bottom hole assembly, BHA) når brønnen, eller en seksjon av brønnen, bores. US-patent 3,552,509 og 3,661,218 beskriver teknikker for boring med roterende foringsrør. US-patent 5,168,942 beskriver en teknikk for boring av en brønn med foringsrør, hvor bunnhullssammenstillingen inkluderer muligheten for å sanse resistiviteten i den borede formasjon. US-patent 5,197,533 beskriver også en teknikk for boring av en brønn med foringsrør. US-patent 5,271,472 beskriver enda en annen teknikk for boring av brønnen med foringsrør, og beskriver særlig bruk av en rømmer for å bore en del av brønnen med en diameter som er større enn den utvendige diameter av foringsrøret. US-patent 5,472,051 beskriver boring av en brønn med foringsrør, med en bunnhullssammenstilling som inkluderer en boremotor for rotasjon av borkronen, hvilket gjør det mulig for operatøren på overflaten å (a) rotere foringsrøret og derved rotere borkronen, eller (b) rotere borkronen med fluid som overføres gjennom boremotoren og til borkronen. Enda en annen mulighet er å rotere foringsrøret ved overflaten og samtidig tilføre effekt til boremotoren for å rotere borkronen. US-patent 6,118,531 beskriver en teknikk for boring med foringsrør som anvender en slammotor ved enden av kveilrør for å rotere borkronen. SPE skrift 52789, 62780 og 67731 drøfter de kommersielle fordeler ved foringsrør-boring uttrykt ved lavere brønnkostnader og forbedrede boreprosesser.
Problemer har likevel begrenset aksepten av operasjoner ved boring med foringsrør, inkludert kostnaden for foringsrør som er i stand til å overføre høyt dreiemoment fra overflaten til borkronen, høye tap mellom det overflatepåførte dreiemoment og dreiemomentet på borkronen, stor slitasje av foringsrøret, og vanskeligheter som er forbundet med opphenting av borkronen og boremotoren til overflaten gjennom foringsrøret.
Ulempene ved kjent teknikk overvinnes ved den foreliggende oppfinnelse, og forbedrede fremgangsmåter til boring med foringsrør blir heretter beskrevet, hvilke vil resultere i et foringsrør som kjøres i en brønn under en operasjon med boring med foringsrør, med lavere kostnader og forbedret brønnkvalitet, hvilket sørger for lavere kostnad og/eller økt hydrokarbonutvinning.
Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en fremgangsmåte for samtidig boring og innsetting av et rør i et borehull ved anvendelse av en bunnhullssammenstilling som innbefatter en nedihullsmotor med en øvre drivseksjon med en sentral akse for drivseksjonen og en nedre opplagringsseksjon med en sentral akse for den nedre opplagringsseksjon, forskjøvet i en valgt bøyevinkel fra drivseksjonens sentrale akse med en bøy, hvor bunnhullsammenstillingen videre innbefatter en borkrone som er roterbar ved hjelp av motoren og som har en borkronefrontflate som bestemmer en skjærende diameter for borkronen som er stør-re enn en utvendig diameter av en foringsrørstreng som kjøres inn i brønnen med bunnhullsammenstillingen, idet fremgangsmåten innbefatter festning av en kaliberseksjon nedenfor borkronen, tilveiebringing av pilotborkronen festet til og under kaliberseksjonen, og rotering av kaliberseksjonen og pilotborkronen ved pumping av fluid gjennom nedihullsmotoren for å bore borehullet, kjennetegnet ved at forbedringen omfatter: kaliberseksjonen tilveiebringes med en bærende overflate med en ensartet diameter langs en aksial lengde på minst ca 60% av en pilotdiameter;
borkronediameteren tilveiebringes mindre enn omkring 122% av foringsrør-strengens ytre diameter.
Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er utdypet i kravene 2 til og med 14.
Videre oppnås målene med foreliggende oppfinnelse et system for samtidig boring og innsetting av et rør i et borehull ved anvendelse av en bunnhullsammenstilling som inkluderer en nedihullsmotor som har en øvre drivseksjon og en nedre opplagringsseksjon, hvor bunnhullssammenstillingen videre inkluderer en borkrone som er roterbar ved hjelp av motoren og har en borkronefrontflate som bestemmer en skjærende diameter for borkronen som er større enn en utvendig diameter av en foringsrørstreng som kjøres i brønnen med bunnhullssammenstillingen, en kaliberseksjon festet under borkronen og en pilotborkrone med en pilotborkronediameter festet til og under kaliberseksjonen, kjennetegnet ved at forbedringen omfatter: kaliberseksjonen har en bærende overflate med en ensartet diameter derpå langs en aksial lengde på minst 75% av pilotborkronediameteren;
minst en av nedihullsmotoren, borkronen, kaliberseksjonen og pilotborkronen er gjenvinnbar fra brønnen idet foringsrørstrengen etterlates i brønnen.
Foretrukne utførelsesformer av systemet er videre utdypet i kravene 16 til og med 21.
Pilotborkronen kan roteres med foringsrørstrengen for å bore en relativt rett seksjon av brønnboringen, og at nedihullsmotoren kan drives til å rotere pilotborkronen i forhold til den ikke-roterende foringsrørstreng for å bore et awiksparti av brønnboringen.
Kaliberseksjonen, som er fastholdt til pilotborkronen, kan ha en aksial lengde på minst 75% av pilotborkronens
diameter.
Den innbyrdes forbindelse mellom nedihullsmotoren og rømmeren eller bisenterborkronen fortrinnsvis kan oppnås med en hanngjengeforbindelse ved den nedre ende av nedihullsmotoren og en hunngjengeforbindelse ved den øvre ende av rømmeren.
Operasjoner med setting av foringsrør under boring kan utføres med den forbedrede bunnhullssammenstilling, idet foringsrørstrengen benytter relativt standard forbindelser, så som API-koplingsforbindelser, istedenfor spesielle forbindelser som er påkrevet ved operasjoner med setting av foringsrør under boring hvor det anvendes en konvensjonell bunnshullssammenstilling.
Bunnhullssammenstillingen kan vesentlig redusere faren for fastkjøring av foringsrøret i brønnen, hvilket kan koste en boreoperasjon titalls av tusener av dol-lar.
Bunnhullssammenstillingen krever ikke spesiallagede komponenter. Hver av komponentene i bunnhullssammenstillingen kan velges av operatøren etter ønske for å oppnå målet ved oppfinnelsen.
Disse og ytterligere hensikter, trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse, hvor det vises til figur-ene på de ledsagende tegninger.
Kort beskrivelse av tegningene:
Fig. 1 viser generelt en brønn som bores med en bunnhullssammenstilling ved den nedre ende av en foringsrørstreng og en nedihullsmotor med en bøy, en rømmer og en pilotborkrone. Fig. 2 viser i større detalj en pilotborkrone, en kaliberseksjon som er fastholdt til pilotborkronen og en rømmer. Fig. 3 viser en pilotborkrone og en kaliberseksjon som er fastholdt til pilotborkronen og en bisenterborkrone. Fig. 4 viser en hunngjengeforbindelse på rømmeren, forbundet med en hanngjengeforbindelse på motoren. Fig. 5 viser en nedihullsmotor uten en bøy, men med en rømmer og en pilotborkrone. Fig. 6 viser en foringsrørkonnektor med lav kostnad til bruk langs forings-rørstrengen i henhold til denne oppfinnelse. Fig. 7 viser en API-foringsrørkonnektor til bruk langs foringsrørstrengen. Fig. 1 viser generelt en brønn som bores med en bunnhullssammenstilling (bottom hole assembly, BHA) 10 ved den nedre ende av en foringsrørstreng 12. BHA'en 10 inkluderer en fluiddrevet nedihullsmotor 14 med en bøy for rotering av en borkrone 16 for å bore et awiksparti av brønnen. En rett seksjon av brønnen kan bores ved ytterligere å rotere foringsrørstrengen 12 ved overflaten for å rotere borkronen 16, hvilken som forklart i det følgende enten kan være en rømmer eller en bisenterborkrone. For å bore en krum seksjon av borehullet, skyves forings-røret (ikke-roterende) og nedihullsmotoren 14 roterer borkronen 16. Det er generelt ønskelig å rotere foringsrørstrengen for å minimalisere sannsynligheten for at
foringsrørstrengen blir fastkjørt i borehullet, og for å forbedre retur av borkaks til overflaten. I den foretrukne utførelse har en bøy i bunnhullssammenstillingen en bøyevinkel som er mindre ca. 3°.
Siden borkronen 16, som borer borehullet, har en skjærende diameter som er større enn den utvendige diameter av foringsrøret, og siden borkronen hentes opp gjennom den innvendige diameter av foringsrøret etter at foringsrøret er kjørt i brønnen, vil borkronen i mange applikasjoner være en rømmer. Borkronen 16 kan alternativt være en bisenterborkrone, eller et hvilket som helst annet skjærende verktøy for skjæring av en borehullsdiameter som er større enn foringsrørets utvendige diameter. Pilotborkronen 18 har en skjærende diameter som er mindre den innvendige diameter av foringsrøret, og kan være fastholdt til borkronen eller rømmeren 16, hvor den skjærende diameter av rømmeren eller bisenterborkronen er betydelig større enn den skjærende diameter av pilotborkronen.
Nedihullsmotoren 14 kan kjøres "glatt", hvilket betyr at motorhuset har en hovedsakelig ensartet diameter fra den øvre drivseksjon 22 gjennom bøyen 24 og til den nedre opplagringsseksjon 26. Det behøver ikke å være anordnet noen sta-bilisatorer på motorhuset, siden det ikke er trolig at verken motorhuset eller en stabilisator med liten diameter vil komme i inngrep med borehullets vegg, hvilket skyldes borehullet med utvidet diameter som er dannet av borkronen 16. Motorhuset kan inkludere en skyve- eller slitepute. En nedihullsmotor som anvender en kamformet rotor blir vanligvis benevnt en fortrengningsmotor (positiv displacement motor, PDM).
Nedihullsmotoren 14, som vist på fig. 1, har en bøy 24 mellom den øvre akse 27 for motorhuset og den nedre akse 28 for motorhuset, slik at aksen for borkronen 16 er forskjøvet i en valgt bøyevinkel fra aksen for den nedre ende av foringsrørstrengen. Den nedre opplagringsseksjon 26 inkluderer en opplagrings-pakke-sammenstilling som konvensjonelt omfatter både aksiallagre og radiallagre.
Borkronen 16, som i mange applikasjoner vil være en rømmer; haren ende-flate som er avgrenset av og bestemmer en skjærende diameter for borkronen. Når borkronen er en rømmer, vil rømmeren ha en frontflate som bestemmer røm-merens skjærende diameter. I begge tilfeller kan kutternes frontflate ligge innenfor et plan som står hovedsakelig perpendikulært på borkronens sentrale akse, som vist på fig. 2, eller kutterne kan være skråstilt, som vist på fig. 3. Borkronens skjærende diameter er i begge tilfeller diameteren av det hull som bores, og den radialt ytterste kutterens endelige lokalisering bestemmer således borkronens skjærende diameter. Kaliberseksjonen 34 befinner seg nedenfor rømmeren 16, og er rota-sjonsmessig fastholdt til og/eller kan være i ett med borkronen 16 og/eller pilotborkronen 18. Den aksiale lengde av kaliberseksjonen ("gauge length") er minst 60% av pilotborkronens diameter, er fortrinnsvis minst 75% av pilotborkronens diameter, og kan i mange applikasjoner være fra 90% til én og en-halv ganger pilotborkronens diameter. I en foretrukket utførelse kan bunnen av kaliberseksjonen være hovedsakelig ved den samme aksiale posisjon som pilotborkronens frontflate, men kan ha en avstand litt oppover fra pilotborkronens frontflate. Toppen av kaliberseksjonen er fortrinnsvis kun rett nedenfor den skjærende frontflate av borkronen eller rømmeren 16, selv om det er foretrukket at den aksiale avstand mellom bunnen av kaliberseksjonen og pilotborkronens frontflate er mindre enn den aksiale avstand mellom toppen av kaliberseksjonen og frontflaten av borkronen eller rømmeren 16. Diameteren av kaliberseksjonen kan være litt mindre enn pilotborkronens diameter.
Den aksiale lengde av kaliberseksjonen måles fra toppen av kaliberseksjonen til den fremre skjærende struktur av pilotborkronen ved det laveste punkt på full diameter av pilotborkronen, eksempelvis fra toppen av kaliberseksjonen til pilotborkronens skjærende frontflate. Fortrinnsvis danner ikke mindre enn 50% av denne kaliberlengde den sylindriske bærende overflate med hovedsakelig ensartet diameter når den roterer sammen med borkronen. Én eller flere korte mellomrom eller partier med mindre diameter kan således være anordnet mellom toppen av kaliberseksjonen og bunnen av kaliberseksjonen. Den aksiale avstand mellom toppen av kaliberseksjonen og pilotborkronens frontflate vil være den samlede kaliberlengde, og det parti som har en roterende sylindrisk bærende overflate med en hovedsakelig ensartet diameter er ikke mindre enn ca. 50% av den samlede kaliberlengde. Fagpersoner innen teknikken vil forstå at den utvendige overflate av kaliberseksjonen ikke behøver å være sylindrisk, og kaliberseksjonen er vanligvis i stedet forsynt med aksialt forløpende riller langs sin lengde, hvilket typisk er anordnet i et spiralmønster. I denne utførelse har kaliberseksjonen således en sylindrisk bærende overflate med en ensartet diameter som er bestemt av kutternes ensartede diameter på de riller som danner den sylindriske bærende overflate. Kaliberseksjonen kan således ha avtrappinger eller riller, men kaliberseksjonen bestemmer likevel en roterende sylindrisk bærende overflate. Pilotborkronen 16 kan alternativt bruke rullemeisler istedenfor faste kuttere. Fig. 2 viser i nærmere detalj en egnet borkrone 16, så som en rømmer, som har en skjærende diameter 32. Til borkronen 16 er det roterende fastholdt en kaliberseksjon 34 som har en ensartet overflate som tilveiebringer en sylindrisk bærende overflate med ensartet diameter langs en aksial lengde på minst 60% av pilotborkronens diameter, slik at kaliberseksjonen og pilotborkronen 18 sammen danner en pilotborkrone med lang kaliberseksjon. Som påpekt ovenfor er kaliberseksjonen fortrinnsvis i ett med pilotborkronen, men kaliberseksjonen kan dannes separat fra pilotborkronen, og deretter roterbart fastholdes til pilotborkronen. Røm-meren 16 vil vanligvis dannes separat fra og deretter roterbart innfestes til kaliberseksjonen 34, selv om man kan utforme rømmerens hoveddel og kaliberseksjonen som ett integrert legeme. Når rømmeren er bisentrert ved 16, som vist på fig. 3, er bisenterborkronens hoveddel fortrinnsvis i ett med hoveddelen av kaliberseksjonen 34. Kaliberseksjonen har fortrinnsvis en aksial lengde på minst 75% av pilotborkronens diameter. Borkronen eller rømmeren 16 kan være strukturelt i ett med kalibreringsseksjonen 34, eller kaliberseksjonen kan dannes separat fra og deretter roterbart innfestes til rømmeren. Borkronen eller rømmeren 16 inkluderer kuttere som beveger seg radialt utover til en posisjon som er typisk mindre enn, eller muligens større enn, 120° av foringsrørets diameter. I mange applikasjoner vil den radialt ytterste posisjon av kutterne på rømmeren være ca. 115% eller mindre sammenlignet med foringsrørets diameter. Kutterne på rømmeren 16 kan tilføres effekt hydraulisk, for å beveges radialt utover som respons på en økning i fluidtrykk i bunnhullssammenstillingen. Et kabelintervensjonsverktøy kan alternativt senkes inn i brønnen for å forflytte kutterne radialt utover og/eller radialt innover. I enda andre utførelser kan kutterne bevege seg radialt som respons på en J-spormekanisme, eller på vekt på borkronen. Fig. 3 viser en bisenter-borkrone 16 som erstatter rømmeren. Fig. 4 viser en hunn-gjengeforbindelse 40 som er anordnet på rømmeren 16 for gjengeinngrep med hann-gjengeforbindelsen 42 ved den nedre ende av nedihullsmotoren 14. Den foretrukne forbindelse mellom motoren og rømmeren er således utført gjennom en hann-gjengeforbindelse på motoren og en hunn-gjengeforbindelse på rømmeren.
I henhold til BHA'en i følge den foreliggende oppfinnelse, er det første kontaktpunkt mellom BHA'en og brønnboringen pilotborkronens frontflate, og det annet kontaktpunkt mellom BHA'en og brønnboringen er langs den aksiale lengde av kaliberseksjonen 34. Det tredje kontaktpunkt er borkronen eller rømmeren 16, og det fjerde kontaktpunkt ovenfor nedihullsmotoren, og vil fortrinnsvis være langs et øvre parti av BHA'en eller langs selve foringsrøret. Dette fjerde kontaktpunkt har imidlertid en avstand som er betydelig over det første, annet og tredje kontaktpunkt.
BHA'en 10, som vist på fig. 1, inkluderer fortrinnsvis et MWD (measure-ment-while-drilling, måling-under-boring) verktøy 44 i foringsrørstrengen over motoren 14. Dette er en ønsket posisjon for MWD-verktøyet, siden det kan være mindre enn ca. 30 meter, og mindre enn ca. 25 meter, mellom MWD-verktøyet og enden av foringsrørstrengen 12.
For utførelsen på fig. 5, brukes BHA'en ikke til retningsboreoperasjoner, og motoren 14 har følgelig ikke en bøy i motorhuset. Motoren får imidlertid tilført effekt for å rotere borkronen, eller selve foringsrøret blir generelt skjøvet i brønnen, men det kan også roteres mens motoren driver borkronen. BHA'n 50, som vist på fig. 5, kan således brukes til hovedsakelig rette boreoperasjoner, med de fordeler som er drøftet ovenfor.
Et vesentlig trekk ved den foreliggende oppfinnelse er at BHA'en gjør det mulig å bruke foringsrør med konvensjonelle gjengede konnektorer, så som API (Amercian Petroleum Institute) -konnektorer som vanligvis brukes i foringsrørope-rasjoner som ikke involverer rotasjon av foringsrørstrengen. En API-konnektor 61 som er vist i på fig. 7 kan således passende brukes til innbyrdes sammenkopling av foringsrørlengdene. Denne fordelen er vesentlig, siden konnektorer av spesial-kvalitet for høyt dreiemoment ikke behøves å anordnes på rørlengdene av forings-rør eller de andre rørkomponenter av foringsrørstrengen. Bruk av konvensjonelle komponenter, som allerede finnes på lager, reduserer installasjons- og vedlike-holdskostnadene vesentlig.
Som vist på fig. 1 og 5 er MWD-pakken 44 anordnet nedenfor en nederste ende av foringsrøret 12. Den opphentbare nedihullsmotor 14 kan tilføres effekt ved å la fluid passere gjennom foringsrøret, og deretter inn i nedihullsmotoren. Motoren 14 kan bæres fra foringsrøret med en låsemekanisme 51, som absorberer dreiemomentytelsen fra motoren 14. Fluid kan ledes gjennom låsemekanismen, deretter til motoren og deretter rømmeren og borkronen. Fagpersoner innen teknikken vil forstå at nedihullsmotoren kan låses til foringsrørstrengen 12 ved hjelp av forskjellige mekanismer, inkludert flerheten av langs omkretsen anordnede haker 52 som passer inn i korresponderende spor i foringsrøret 12. En pakning eller en annen tetningssammenstilling 54 kan være anordnet til å tette mellom BHA'en og foringsrørstrengen 12. Etter at hullet er boret kan hakene 52 på låsemekanismen 51 aktiveres hydraulisk for å beveges til en løsgjøringsposisjon, og motoren 14, de inntrukne skjærende elementer i borkronen eller rømmeren 16, kaliberseksjonen 34 og pilotborkronen 18 kan deretter hentes opp til overflaten. Et opphentingsverktøy som ligner de som brukes i multilaterale systemer kan anvendes. Rømmerens skjærere kan alternativt skjæres av eller på annen måte atskilles fra hoveddelen av rømmeren. En foringsrørsko ved den nedre ende av foringsrør-strengen kan ha den ende at den skjærer over rømmerens blader, slik at rømme-rens blader kan skjæres over istedenfor at de trekkes inn, og denne valgmulighe-ten kan brukes i enkelte applikasjoner. I en foretrukket utførelse kan nedihullssammenstillingen hentes opp ved hjelp av kabelen, idet foringsrøret 12 etterlates i brønnen. En arbeidsstreng 50 kan alternativt brukes til å hente opp motoren.
Det skal også forstås at en pilotborkrone, kaliberseksjon og rømmer som omtalt ovenfor kan fastholdes ved den nedre ende av foringsrørstrengen for operasjoner med boring med foringsrør ved rotering av foringsrørstrengen, som konvensjonelt roteres ved boring av rette seksjoner av borehullet. Vesentlige fordeler realiseres imidlertid i mange operasjoner for å bore i det minste et parti av brøn-nen hvor borkronen eller rømmeren drives med en nedihullsmotor, enkelte ganger hvor foringsrøret ikke roteres, for å muliggjøre retningsboring. Under boring av lengden av borehullet til den totale dybde, TD (total depth), kan foringsrøret etterlates i hullet og bunnhullssammenstillingen som inkluderer nedihullsmotoren og borkronen returneres til overflaten for reparasjon eller utbytting av skjær. Når den totale dybde av en brønn er nådd, kan nedihullssammenstillingen tilsvarende hentes opp til overflaten, selv om borkronen, rømmeren og pilotborkronesammenstil-lingen, eller borkronesammenstillingen og motoren, i enkelte applikasjoner kan etterlates i brønnen når man når TD, og kun MWD-sammenstillingen hentes opp til overflaten.
BHA'en ifølge den foreliggende oppfinnelse reduserer vesentlig det dreiemoment som må overføres til foringsrørstrengen 12 ved boring av en rett seksjon av borehullet. Ved rotering av foringsrørstrengen 12 inne i en brønn, vedrører et vesentlig problem "fastkjøring-løsning", hvilket forårsaker dreiemomenttopper langs foringsrørstrengen når rotasjon stoppes momentant og deretter startes på ny. Uønskede fastkjørings/løsnings-krefter vil trolig være særlig høye i det øvre parti av borestrengen, hvor dreiemoment på foringsrørstrengen 12 som overføres ved overflaten er høyest. Siden det dreiemoment som overføres til foringsrørstren-gen 12 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er vesentlig redusert, er følgende av fastkjøring/løsning av foringsrørstrengen 12 tilsvarende redusert, hvilket ytterligere reduserer kravene til robusthet for foringsrørkonnektorene.
Ved å bruke en motor med redusert dreiemoment i konteksten for denne oppfinnelse, blir det generert vesentlig mindre motordreiemoment, og således også mindre "bakoverrettet" eller reaktivt dreiemoment når borkronens motor kjø-rer seg fast og borkronen som roteres av motoren brått stanser. De høye topper av dette variable bakoverrettede dreiemoment forårsaker dreiemomenttopper som forplanter seg oppover fra motoren til det nedre parti av foringsrørstrengen. Det nedre parti av foringsrørstrengen kan således kortvarig "vikles opp" når borkronens rotasjon stanses. Bakoverrettet dreiemoment blir således også redusert, hvilket muliggjør mer økonomiske foringsrørkonnektorer.
Nedihullsmotoren tilføres effekt for å rotere borkronen og bore et avviksparti av brønnen, ønskede høye penetrasjonshastigheter kan ofte oppnås ved å rotere borkronen ved mindre enn 350 omdreininger pr. min. Reduserte vibrasjoner er et resultat av bruken av en lang kaliberseksjon over borkronens frontflate og den relativt korte lengde mellom bøyen og borkronen, hvilket øker stivheten av den nedre opplagringsseksjon. Fordelene ved forbedret borehullskvalitet inkluderer reduserte kostnader til rengjøring av hullet, forbedrede loggeoperasjoner og loggekvali-tet, enklere kjøringer av foringsrøret og mer pålitelige sementeringsoperasjoner. BHA'en har lav vibrasjon, hvilket igjen bidrar til forbedret borehullskvalitet.
Teknikker for boring med foringsrør brukes pr. i dag i en meget lav prosent-andel av brønner. Anstrengelser for å forbedre borehullets kvalitet med en BHA
som omtalt i US-patent 6,269,892 og vil ikke løse de primære problem med operasjoner med boring med foringsrør, hvilket involverer den høye kostnad for forings-rørstrengen på grunn av spesialkonnektorer, utstyrssvikt på grunn av vibrasjon, og vanskelighet med opphenting av nedihullsmotoren og borkronen gjennom forings-rørstrengen. US-patent 6,470,977 beskriver en bunnhullssammenstilling for opp-
rømming av et borehull. Den foreliggende oppfinnelse anvender teknologi som er rettet mot en bunnhullssammenstilling, og som sørger for vesentlige forbedringer i borehullets kvalitet, men fordelene ved forbedret borehullskvalitet vil være sekun-dære i forhold til den vesentlige reduksjon i kostnader og økt sannsynlighet for vellykket komplettering av en operasjon med boring med foringsrør.
Nedihullssammenstillingen ifølge den foreliggende oppfinnelse er i stand til å bore et hull ved bruk av mindre vekt på borkronen og således mindre dreiemoment enn BHA'er ifølge kjent teknikk, og er i stand til å bore et "nøyaktigere" hull med mindre spiralisering. Selve foringsrøret kan således ha tynnere vegger enn foringsrør som brukes ved boreoperasjoner med foringsrør ifølge kjent teknikk, eller kan ha den samme veggtykkelse, men kan være dannet av mindre kostbare materialer. Kostnaden ved foringsrør som er egnet ved konvensjonelle operasjoner med boring med foringsrør er høy, og de krefter som er påkrevet for å rotere borkronen for å penetrere formasjonen ved en ønsket borehastighet kan senkes i henhold til denne oppfinnelse, slik at mindre kraft overføres langs foringsrørstren-gen til borkronen. Siden det borede hull er mer nøyaktig, er det mindre bevegelsesmotstand på foringsrørstrengen, og operatøren har mer fleksibilitet med hen-syn på den vekt på borkronen som må påføres på overflaten gjennom foringsrør-strengen. Siden det er mindre inngrep med borehullets vegg, både ved skyving av foringsrøret i hullet når boremotoren får tilført effekt for å danne et awiksparti av brønnboringen, og ved rotasjon av foringsrørstrengen fra overflaten for å rotere borkronen ved boring av en rett seksjon av borehullet, er det betydelig mindre slitasje på foringsrøret under boreoperasjonen, hvilket igjen tillater foringsrør som har tynnere vegg og/eller er mindre kostbare.
Den primære fordel ved den foreliggende oppfinnelse er at den gjør det mulig å utføre operasjoner med boring med foringsrør mer økonomisk, og med en lavere fare for svikt. Det mer nøyaktige hull som fremkommer ved boring med for-ingsrør ved bruk av den foreliggende oppfinnelse resulterer ikke bare i lavere dreiemoment og bevegelsesmotstand i brønnen, men reduserer sannsynligheten for at foringsrøret blir fastkjørt i brønnen. En annen vesentlig fordel vedrører økt pålitelighet ved opphenting av borkronen gjennom foringsrørstrengen til overflaten. Som tidligere påpekt må den skjærende diameter av borkronen eller rømmeren være større enn den utvendige diameter av foringsrøret, men borkronen må hentes opp gjennom den innvendige diameter av foringsrøret. Forskjellige innretninger hadde blitt tenkt ut for å sørge for enkel opphentbarhet, men alle innretningene ut-settes for svikt, hvilket i en stor utstrekning kan tilskrives høy vibrasjon av BHA'en. Høye vibrasjoner av BHA'en kan således føre til svikt i foringsrørets forbindelser, svikt av borkronen og motorsvikt, og vil således negativt påvirke påliteligheten av mekanismen som krever at borkronens skjærende diameter reduseres for å passe inn i den innvendige diameter av foringsrørstrengen, slik at motoren og borkronen kan hentes opp til overflaten. Den relativt jevne brønnboring som er et resultat av BHA'en ifølge denne oppfinnelse, sørger for bedre sementering og rengjøring av hullet. BHA'en resulterer ikke bare i reduserte kostnader for å kjøre foringsrøret i brønnen, men resulterer også i bedre ROP, bedre styrbarhet, forbedret pålitelighet av rømmeren og reduserte borekostnader.
Ifølge kjent teknikk vil en PDM som driver en rømmer eller bisenter-borkrone og en konvensjonell pilotborkrone støttes minimalt radialt av borehullet, og vil således være relativt smidig, ubalansert og derfor tilbøyelig til å danne vibrasjon. Videre, ved rotasjon av denne ubalanserte sammenstilling, kan uønsket fast-kjøring/løsning være stor. Siden disse hendelser med høyt dreiemoment ofte vil være større enn det nominelle dreiemoment for standard API-foringsrørlengde-forbindelser, og siden svikt i en forbindelse vil være en betydelig kostnad, har boring med foringsrør ifølge kjent teknikk brukt spesialdesignede, kostbare foringsrør-konnektorer med høyere fasthet.
Operasjoner med boring med foringsrør ifølge kjent teknikk krever at en høy mengde dreiemoment overføres til foringsrørstrengen ved overflaten for å over-vinne den statiske friksjon og den dynamiske friksjon som er påkrevet for å rotere foringsrørstrengen i brønnen ved boring av en rett seksjon av borehullet. Frik-sjonstap kan reduseres betraktelig ved å benytte en bunnhullssammenstilling i-følge den foreliggende oppfinnelse, siden det mer nøyaktige borehull, som er et resultat av bunnhullssammenstillingen, reduserer bevegelsesmotstanden mellom foringsrørstrengen og formasjonen.
Når foringsrøret skyves (ikke-roterende fra overflaten) og motoren roterer borkronen, er det mindre krav til frembringelse av dreiemoment fra motoren ved
bruk av denne BHA'en, hvilket skyldes pilotborkronen og kaliberseksjonen, og fra-været av unyttig oppførsel av borkronen. Mindre aggressive borkroner og motorer med lavere dreiemoment er således foretrukket. Denne kombinasjonen reduserer også bakoverrettet dreiemoment på grunn av fastkjøring av motoren. Siden en
mindre aggressiv borkrone tar en mindre bit av bergarten, og siden pilotborkronen og kaliberseksjonen resulterer i at hver bit er den ønskede og korrekt tilsiktede bit, minimaliseres høyt momentant dreiemoment og sannsynligheten for en fastkjør-ing. Hvis motoren kjører seg fast, sørger motoren med lavt dreiemoment for at den reaktive eller bakoverrettede dreiemomenttopp er lavere, siden det reaktive dreiemoment ikke kan være større enn dreiemomentkapasiteten til motoren.
Ved rotering av foringsrøret fra overflaten for rengjøring av hullet, fjerning av retningsstyringen eller redusering av muligheten for differansetrykkfastsuging, blir mindre dreiemoment fra det toppdrevne rotasjonssystem oppbrukt i vekselvirk-ningen mellom det roterende foringsrør og brønnboringen, over lengden av brønn-boringen, hvilket skyldes den jevne brønnboringen. Jevnheten av borehullet, selv om det primært har innvirkning på det roterende dreiemoment, resulterer også i bedre vektoverføring til borkronen, hvilket gjør det mulig å påføre mindre vekt ved overflaten, og mindre vekt direkte på borkronen, hvilket reduserer dybden av kuttet og kutternes fastkjøring. Det toppdrevne rotasjonssystem krever mindre dreiemoment for å rotere foringsrørstrengen, og en langt større andel av dreiemomentet, som er generert av det toppdrevne rotasjonssystem når borkronen. Det dreiemoment som strengelementene nærmest overflaten må overføre, som ellers kan være svært høyt, reduseres, og foringsrørkonnektorer kan ha mindre dreiemo-mentkapasitet.
Ifølge den foreliggende oppfinnelse behøver konnektorene langs foringsrør-strengen ikke å være så kostbare eller robuste som foringsrørkonnektorer ifølge kjent teknikk for operasjoner med boring med foringsrør. Foringsrørkonnektorene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan således designes til å motstå mindre dreiemoment enn foringsrørkonnektorer i henhold til kjent teknikk, og fortrinnsvis ha et flytedreiemoment som oppfyller relasjonen:
hvor foringsrørkonnektorens flytedreiemoment eller CCYT er uttrykt i fot-pund, og foringsrørets utvendige diameter eller OD er uttrykt i tommer. Foringsrørforbindel-sens flytedreiemoment er således det maksimale dreiemoment som kan påføres
på konnektoren, siden dreiemoment, som er større enn denne verdi, teoretisk kan resultere i at konnektoren flyter og således svikter, enten mekanisk (mulig separa-
sjon av foringsrørstrengen) eller hydraulisk (mulig fluidlekkasje forbi eller gjennom forbindelsen). I vertikale brønner eller brønner med liten inklinasjon, er normalkraften fra foringsrørstrengen på veggen i brønnboringen liten, slik at flytedreiemomentet vil være proporsjonalt med foringsrørets utvendige diameter. I brønner med stor inklinasjon er imidlertid normalkraften hovedsakelig vekten av foringsrø-ret, hvilket er en funksjon av stålets tetthet og kvadratet av foringsrørets diameter.
I horisontale brønner vil flytedreiemomentet være proporsjonalt med tredjepotens av foringsrørstrengens utvendige diameter. Forbindelsens flytedreiemoment kan således fastsettes for det verste tilfellet, dvs. en horisontal brønn, deretter brukes i en vertikal brønn, en brønn som er litt skråstilt med mindre enn ca. 5°, og i en horisontal eller hovedsakelig horisontal brønn. For mange applikasjoner med boring med foringsrør, kan CCYT i henhold til den foreliggende oppfinnelse være vesentlig mindre enn ved kjent teknikk, og kan bestemmes med relasjonen: hvilket er ca. 60% av konnektor-flytedreiemomentkapasitet for dreiemomentkon-nektorer som vanlig brukes i operasjoner med boring med foringsrør. I enda andre applikasjoner kan konnektorens flytedreiemoment defineres av relasjonen:
I enkelte applikasjoner med grunne brønner og/eller vertikale brønner, kan den reduserte bevegelsesmotstand fra foringsrørstrengen på borehullet og bruken av en motor med et forholdsvis lavt nominelt dreiemoment muliggjøre enda lavere nominelle dreiemoment for konnektorene, hvilket oppfyller relasjonen:
Ifølge oppfinnelsen er BHA'en mye mindre tilbøyelig til å få disse dreiemomenttop-pene, og PDM'en som brukes kan ha et forholdsvis lavt nominelt dreiemoment. Videre kreves det ikke at foringsrørlengdekonnektorene har spesielt høy styrke, og de kan i enkelte utførelser ha en styrke som er sammenlignbar med eller som kan være standard API-konnektorene (API RP 5C1,18. utgave, 1999). Fig. 6 viseren foringsrørkonnektor 60 i henhold til den foreliggende oppfinnelse som inkluderer en konisk skulder på koplingen for inngrep med en nedre ende av en øvre forings-rørlengde og en øvre ende av en nedre foringsrørlengde, selv om foringsrørleng-dekonnektorene 60, som er vist på fig. 6, ikke behøver å være så kostbare eller robuste som ved boring med foringsrørkonnektorer ifølge kjent teknikk. Fig. 7 viser en alternativ foringsrørkonnektor 61 med en kopling som forbinder øvre og nedre rørlengder, og koniske tetningsflater på enden av hver rørlengde i inngrep med en motsvarende overflate på koplingen. Konnektoren 61, som vist på fig. 7, kan således tilsvare en API-forbindelse. Dette, og den reduserte sannsynlighet for svikt i forbindelsen, representerer en betydelig kostnadsbesparelse.
I henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er bunnhullssammenstillingen med nedihullsmotoren som omtalt ovenfor sammenstilt til bruk i en operasjon med boring med foringsrør. Ved sammenskruing av konnektorene i forings-rørstrengen, reguleres sammenskruingsdreiemomentet på de gjengede konnektorer til å være mindre enn flytedreiemomentet som oppfyller ligning 1, og fortrinnsvis mindre enn flytedreiemomentet som oppfyller ligning 2.1 mange operasjoner kan sammenskruingsdreiemomentet ytterligere reduseres til å være mindre enn det flytedreiemoment som oppfyller ligning 3, og i enkelte applikasjoner kan sammenskruingsdreiemomentet være tilstrekkelig lavt til å oppfylle ligning 4. De gjengede rørlengder i foringsrørstrengen blir således skrudd sammen til et valgt sammenskruingsdreiemoment som er mindre enn flytedreiemomentet, og kan selektivt reguleres til et ønsket nivå ved å regulere den maksimale ytelse fra krafttengene som tilfører sammenskruingsdreiemomentet. Sammenskruingsdreiemomentet for foringsrørstrengkonnektorene blir fortrinnsvis registrert for å sørge for at sammenskruingsdreiemomentet for hver av konnektorene er mindre enn flytedreiemomentet.
Enda en annen fordel ved den foreliggende oppfinnelse er at størrelsen av borkronen (rømmeren) kan reduseres. Tabell 1 gir spesifikke dimensjoner for en pilotborkrone og rømmer i den åpne posisjon. Hullutvidelsen er over 40% mellom pilotborkronen og den åpne rømmer. Hvis hullutvidelsen kan reduseres, vil kost-nadsbesparelser være et iboende resultat av boring av et borehull med mindre diameter. Rømmerens hulldiameter ifølge kjent teknikk er over ca. 125%, og vanligvis ca. 130%, av foringsrørets utvendige diameter. Tabell 2 viser det samme foringsrør, med den samme pilotborstørrelse, og tilveiebringer den rømmer med mindre diameter som resulterer i en betydelig reduksjon i hullutvidelse. Som vist i tabell 2, kan hullutvidelsen være mindre enn 40%, og i mange tilfeller mindre enn ca. 35%. Forholdet mellom det opprømmede hullets diameter og foringsrørets utvendige diameter, som vist i tabell 1 og 2, hvilket er 122% eller mindre, fortrinnsvis 120% eller mindre, og vanligvis ca. 115% eller mindre enn foringsrørets utvendige diameter i henhold til denne oppfinnelse, peker på de betydelige fordeler ved denne oppfinnelse i forhold til kjent teknikk.
Redusering av hullets utvidelse vil derfor øke penetrasjonshastigheten, og forbedre rømmerens pålitelighet både ved skjæring og når den hentes opp gjennom foringsrøret, og vil vesentlig redusere borekostnadene.
Det vil forstås av fagpersoner innen teknikken at den utførelse som er vist
er eksemplifiserende, og at forskjellige modifikasjoner kan gjøres ved praktiserin-gen av oppfinnelsen. Oppfinnelsens omfang skal følgelig forstås å inkludere slike modifikasjoner som er innenfor oppfinnelsens idé, som angitt i de følgende krav.
Claims (21)
1. Fremgangsmåte for samtidig boring og innsetting av et rør i et borehull ved anvendelse av en bunnhullssammenstilling (10) som innbefatter en nedihullsmotor (14) med en øvre drivseksjon (22) med en sentral akse for drivseksjonen og en nedre opplagringsseksjon (26) med en sentral akse for den nedre opplagringsseksjon, forskjøvet i en valgt bøyevinkel fra drivseksjonens sentrale akse med en bøy (24), hvor bunnhullsammenstillingen videre innbefatter en borkrone (16) som er roterbar ved hjelp av motoren og som har en borkronefrontflate som bestemmer en skjærende diameter for borkronen som er større enn en utvendig diameter av en foringsrørstreng (12) som kjøres inn i brønnen med bunnhullsammenstillingen, idet fremgangsmåten innbefatter festning av en kaliberseksjon (34) nedenfor borkronen, tilveiebringing av pilotborkronen (18) festet til og under kaliberseksjonen (34), og rotering av kaliberseksjonen (34) og pilotborkronen (18) ved pumping av fluid gjennom nedihullsmotoren (14) for å bore borehullet,
karakterisert vedat forbedringen omfatter: kaliberseksjonen (34) tilveiebringes med en bærende overflate med en ensartet diameter langs en aksial lengde på minst ca 60% av en pilotdiameter; borkronediameteren tilveiebringes mindre enn omkring 122% av foringsrør-strengens ytre diameter.
2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,
karakterisert vedat borkronen er en rømmer (16) som festes til og over kaliberseksjonen (34), slik at borkronens frontflate er rømmerens frontplate.
3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,
karakterisert vedat kaliberseksjonen (34) tilveiebringes med en aksial lengde på minst 75% av pilotborkronediameteren.
4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1,
karakterisert vedat et parti av kaliberseksjonen (34), som har den roterende sylindriske bærende overflate med hovedsakelig ensartet diameter, ikke er mindre enn 50% av den aksiale lengde av kaliberseksjonen (34).
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,
karakterisert vedat den videre omfatter: en hann-gjengeforbindelse (42) ved en nedre ende av nedihullsmotoren (14) anordnes; og en hunn-gjengeforbindelse (40) ved en øvre ende av borkronen (16) for sammenføring med hann-gjengeforbindelsen (42) tilveiebringes.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,
karakterisert vedat den videre omfatter: anordning av kuttere på borkronen (16), hvilke radialt beveges mellom en ytre posisjon for skjæring av et borehull som er større enn en utvendig diameter av foringsrøret og en opphentingsposisjon hvor nedihullsmotoren (14) og borkronen (16) hentes opp til overflaten.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,
karakterisert vedat hullutvidelsen fra borkronen (16) er mindre enn omkring 40% mer enn pilotborkronens diameter.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7,
karakterisert vedat hullutvidelse fra borkronen (16) er mindre enn omkring 30% større enn pilotborkronediameteren.
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,
karakterisert vedat borkronen (16) er en bisenterborkrone som festes til og over kaliberseksjonen (34), slik at borkronefrontflaten er bisenterborkronens frontflate.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,
karakterisert vedat den videre omfatter: anordning av bøyen (24) i en aksial avstand fra borkronens frontflate med mindre enn femten ganger borkronens diameter.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,
karakterisert vedat den videre omfatter: selektivt enten inntrekking eller fråkopling av kutterne på borkronen (16); og deretter opphenting av i det minste den ene av nedihullsmotoren (14), borkronen (16) og pilotborkronen (18) fra brønnen, mens foringsrørstrengen (12) etterlates i brønnen.
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,
karakterisert vedat den videre omfatter: kopling av foringsrørkonnektorer (60) langs foringsrørstrengen (12) ved sammenskruingsdreiemoment som er mindre enn foringsrørkonnektorenes flyte-element, idet foringsrørkonnektorens flytedreiemoment oppfyller relasjonen CCYT kg-m (fot-pund) < 760,6 kg-m (5500 fot-pund ) +1,62 kg-m/cm<3>(192 fot-pund/tommer<3>) (OD cm -11,43cm)<3>(OD tommer - 4,5 tommer)<3>hvor CCYT er foringsrørkonnektorens flytedreiemoment i fot-pund, og OD er den utvendige diameter av foringsrørstrengens rørlengder i cm (tommer).
13. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,
karakterisert vedat den videre omfatter: tilveiebringing av foringsrørkonnektorer (60) langs foringsrørstrengen (12) som er forbundet ved hjelp av sammenskruingsdreiemoment som er mindre enn foringsrørkonnektorens flytedreiemoment, foringsrørkonnektorens flytedreiemoment oppfyller relasjonen CCYT kg-m (fot-pund) < 760,6 kg-m (5500 fot-pund ) +1,62 kg-m/ cm<3>(192 fot-pund/tommer<3>) (OD cm -11,43cm)<3>(OD tommer - 4,5 tommer)<3>hvor CCYT er foringsrørkonnektorens flytedreiemoment i fot-pund, og OD er den utvendige diameter av foringsrørstrengens rørlengder i cm (tommer).
14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13,
karakterisert vedat den videre omfatter: tilføring av et sammenskruingsdreiemoment til foringsrørkonnektorene (60) for skrubar sammenkopling av foringsrørskjøtene langs foringsrørstrengen (12), sammenskruingsdreiemomentet er mindre enn foringsrørkonnektorenes flytedreiemoment.
15. System for samtidig boring og innsetting av et rør i et borehull ved anvendelse av en bunnhullsammenstilling (10) som inkluderer en nedihullsmotor (14) som har en øvre drivseksjon (22) og en nedre opplagringsseksjon (26), hvor bunnhullssammenstillingen (10) videre inkluderer en borkrone (16) som er roterbar ved hjelp av motoren (14) og har en borkronefrontflate som bestemmer en skjærende diameter for borkronen (16) som er større enn en utvendig diameter av en foringsrørstreng (12) som kjøres i brønnen med bunnhullssammenstillingen (10), en kaliberseksjon (34) festet under borkronen (16) og en pilotborkrone (18) med en pilotborkronediameter festet til og under kaliberseksjonen (34),karakterisert vedat forbedringen omfatter: kaliberseksjonen (34) har en bærende overflate med en ensartet diameter derpå langs en aksial lengde på minst 75% av pilotborkronediameteren; minst en av nedihullsmotoren (14), borkronen (16), kaliberseksjonen (34) og pilotborkronen (18) er gjenvinnbar fra brønnen idet foringsrørstrengen (12) etterlates i brønnen.
16. System som angitt i krav 15,
karakterisert vedat den videre omfatter: en hann-gjengeforbindelse (42) ved en nedre ende av nedihullsmotoren (14); en hunn-gjengeforbindelse (40) ved en øvre ende av borkronen (16) for sammenføring med hann-gjengeforbindelsen (42).
17. System som angitt i krav 15,
karakterisert vedat det videre omfatter: kuttere på borkronen (16) radialt bevegelige mellom en ytre posisjon for skjæring av et borehull som er større enn en utvendig diameter av foringsrøret og en opphentingsposisjon hvor bunnhullsammenstillingen (10) hentes opp til overflaten.
18. System som angitt i krav 15,
karakterisert vedat det videre omfatter: foringsrørkonnektorene (60) langs foringsrørstrengene er forbundet ved hjelp av et sammenskruingsdreiemoment mindre enn foringsrørkonnektorens fly tedreiemoment, idet foringsrørkonnektorens flytedreiemoment tilfredsstiller forholdet CCYT kg-m (fot-pund) < 760,6 kg-m (5500 fot-pund ) +1,62kg-m/ cm<3>(192 fot-pund/tommer<3>) (OD cm -11,43cm)<3>(OD tommer - 4,5 tommer)<3>hvor CCYT er foringsrørkonnektorens flytedreiemoment i fot-pund, og OD er den utvendige diameter av foringsrørstrengens rørlengder i cm (tommer).
19. System som angitt i krav 18,
karakterisert vedat foringsrørkonnektorene (60) tilfredsstiller forholdet CCYT kg-m (fot-pund) < 767,6 kg-m (5550 fot-pund ) +1,22 kg-m/ cm<3>(144 fot-pund/tommer<3>) (OD cm -11,43cm)<3>(OD tommer - 4,5 tommer)<3>
20. System som angitt i krav 19,
karakterisert vedat foringsrørkonnektorene (60) tilfredsstiller forholdet
CCYT kg-m (fot-pund) < 767,6 kg-m (5550 fot-pund ) +0,81 kg-m/ cm<3>(96 fot-pund/tommer<3>) (OD cm -11,43cm)<3>(OD tommer - 4,5 tommer)<3>
21. System som angitt i krav 15,
karakterisert vedat borkroneskjærer diameteren er mindre enn omkring 122% av foringsrørstrengens ytre diameter.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/320,164 US6877570B2 (en) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | Drilling with casing |
PCT/US2003/039131 WO2004061261A1 (en) | 2002-12-16 | 2003-12-10 | Drilling with casing |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20052795D0 NO20052795D0 (no) | 2005-06-09 |
NO20052795L NO20052795L (no) | 2005-09-16 |
NO330594B1 true NO330594B1 (no) | 2011-05-23 |
Family
ID=32506811
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20052795A NO330594B1 (no) | 2002-12-16 | 2005-06-09 | Fremgangsmate og system for samtidig boring og innsetting av et ror i et borehull ved anvendelse av en bunnhullssammenstilling |
NO20075263A NO343504B1 (no) | 2002-12-16 | 2007-10-15 | Fremgangsmåte og system for boring av et borehull |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20075263A NO343504B1 (no) | 2002-12-16 | 2007-10-15 | Fremgangsmåte og system for boring av et borehull |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6877570B2 (no) |
AU (1) | AU2003297791B2 (no) |
BR (1) | BR0317401C1 (no) |
CA (2) | CA2510081C (no) |
GB (3) | GB2412134B (no) |
NO (2) | NO330594B1 (no) |
WO (2) | WO2004061261A1 (no) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7334649B2 (en) * | 2002-12-16 | 2008-02-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling with casing |
US6877570B2 (en) * | 2002-12-16 | 2005-04-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling with casing |
US7395882B2 (en) | 2004-02-19 | 2008-07-08 | Baker Hughes Incorporated | Casing and liner drilling bits |
US20050126826A1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-16 | Moriarty Keith A. | Directional casing and liner drilling with mud motor |
US7086485B2 (en) * | 2003-12-12 | 2006-08-08 | Schlumberger Technology Corporation | Directional casing drilling |
US20050133268A1 (en) * | 2003-12-17 | 2005-06-23 | Moriarty Keith A. | Method and apparatus for casing and directional drilling using bi-centered bit |
US7182153B2 (en) * | 2004-01-09 | 2007-02-27 | Schlumberger Technology Corporation | Methods of casing drilling |
US7954570B2 (en) | 2004-02-19 | 2011-06-07 | Baker Hughes Incorporated | Cutting elements configured for casing component drillout and earth boring drill bits including same |
US8371398B2 (en) * | 2004-10-20 | 2013-02-12 | Baker Hughes Incorporated | Downhole fluid loss control apparatus |
US7552761B2 (en) * | 2005-05-23 | 2009-06-30 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for wellbore communication |
WO2007011906A1 (en) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Baker Hughes Incorporated | Latchable hanger assembly for liner drilling and completion |
US7325631B2 (en) * | 2005-07-29 | 2008-02-05 | Smith International, Inc. | Mill and pump-off sub |
DE112006002578B4 (de) * | 2005-10-05 | 2015-05-07 | Schlumberger Technology B.V. | Verfahren und Bohrgarnitur zum Bohren mit einem Bohrlochliner |
BRPI0617837A2 (pt) * | 2005-10-27 | 2016-08-23 | Shell Int Research | aparelho e método para perfurar um poço em uma formação |
US7607496B2 (en) | 2007-03-05 | 2009-10-27 | Robert Charles Southard | Drilling apparatus and system for drilling wells |
ITBO20070396A1 (it) * | 2007-06-04 | 2008-12-05 | Campagna S R L | Macchina fresatrice per la realizzazione di canalizzazioni sotterranee |
US7757754B2 (en) * | 2007-08-24 | 2010-07-20 | Baker Hughes Incorporated | Combination motor casing and spear |
US7954571B2 (en) | 2007-10-02 | 2011-06-07 | Baker Hughes Incorporated | Cutting structures for casing component drillout and earth-boring drill bits including same |
GB0904791D0 (en) * | 2009-03-20 | 2009-05-06 | Turbopower Drilling Sal | Downhole drilling assembly |
CN103415673B (zh) * | 2011-01-14 | 2016-05-18 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于径向扩张管件并进行定向钻井的方法和系统 |
US9500045B2 (en) | 2012-10-31 | 2016-11-22 | Canrig Drilling Technology Ltd. | Reciprocating and rotating section and methods in a drilling system |
EP3030739B1 (en) * | 2013-08-05 | 2021-06-30 | Geonex Oy | Method for steering a direction of a drilling device drilling a hole into the ground |
MY181123A (en) | 2013-12-13 | 2020-12-18 | Halliburton Energy Services Inc | Bottom hole assembly retrieval for casing-while-drilling operations using a tethered float valve |
US20150308196A1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-10-29 | Smith International, Inc. | Casing drilling under reamer apparatus and method |
US10273757B2 (en) | 2015-04-16 | 2019-04-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Directional drilling apparatus with an aligned housing bore |
US20170218705A1 (en) * | 2016-02-03 | 2017-08-03 | Chimere Nkwocha | Reaming system, device, and assembly |
CN107288544B (zh) * | 2016-04-01 | 2019-01-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种定向钻进装置 |
CN106014352A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 煤矿井下钻杆外跟管下筛管装置及施工方法 |
CN108643838B (zh) * | 2018-03-29 | 2019-11-12 | 西南石油大学 | 一种井下可调导向钻井工具 |
CN112392415B (zh) * | 2020-11-27 | 2022-04-29 | 邹城兖矿泰德工贸有限公司 | 旋具耐磨套管 |
CN116971721B (zh) * | 2023-09-06 | 2024-01-26 | 巨野县公路事业发展中心 | 一种用于桥梁施工的钻孔装置 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1500001A (en) * | 1923-03-30 | 1924-07-01 | Rogers Walter John | Well-boring tool |
US3552509A (en) | 1969-09-11 | 1971-01-05 | Cicero C Brown | Apparatus for rotary drilling of wells using casing as drill pipe |
US3661218A (en) | 1970-05-21 | 1972-05-09 | Cicero C Brown | Drilling unit for rotary drilling of wells |
US5197533A (en) | 1990-11-23 | 1993-03-30 | Gunther Behrends | Self-supporting, flexible continuous casting starter bar |
FR2675197B1 (fr) * | 1991-04-12 | 1993-07-16 | Leroy Andre | Appareil de forage petrolier, gazier ou geothermique. |
US5271472A (en) | 1991-08-14 | 1993-12-21 | Atlantic Richfield Company | Drilling with casing and retrievable drill bit |
US5168942A (en) | 1991-10-21 | 1992-12-08 | Atlantic Richfield Company | Resistivity measurement system for drilling with casing |
US6059051A (en) * | 1996-11-04 | 2000-05-09 | Baker Hughes Incorporated | Integrated directional under-reamer and stabilizer |
US6118531A (en) | 1997-05-03 | 2000-09-12 | Hertel; Martin | Method for identifying particles in a gaseous or liquid carrier medium |
US6123368A (en) * | 1998-03-19 | 2000-09-26 | Hydril Company | Two-step, differential diameter wedge threaded connector |
US6269892B1 (en) * | 1998-12-21 | 2001-08-07 | Dresser Industries, Inc. | Steerable drilling system and method |
CA2271401C (en) * | 1999-02-23 | 2008-07-29 | Tesco Corporation | Drilling with casing |
CA2311158A1 (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-09 | Tesco Corporation | A method for drilling with casing |
US6470977B1 (en) | 2001-09-18 | 2002-10-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Steerable underreaming bottom hole assembly and method |
US6877570B2 (en) * | 2002-12-16 | 2005-04-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling with casing |
US7213643B2 (en) * | 2003-04-23 | 2007-05-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Expanded liner system and method |
-
2002
- 2002-12-16 US US10/320,164 patent/US6877570B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-12-10 WO PCT/US2003/039131 patent/WO2004061261A1/en active IP Right Grant
- 2003-12-10 GB GB0511681A patent/GB2412134B/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-10 GB GB0622885A patent/GB2429736B/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-10 CA CA002510081A patent/CA2510081C/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-12-10 AU AU2003297791A patent/AU2003297791B2/en not_active Ceased
- 2003-12-10 BR BRC10317401A patent/BR0317401C1/pt not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-06-09 NO NO20052795A patent/NO330594B1/no not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-04-07 CA CA2604002A patent/CA2604002C/en active Active
- 2006-04-07 WO PCT/US2006/012853 patent/WO2006110461A2/en active Search and Examination
- 2006-04-07 GB GB0719908A patent/GB2441906B/en active Active
-
2007
- 2007-10-15 NO NO20075263A patent/NO343504B1/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2604002A1 (en) | 2006-10-19 |
BR0317401A (pt) | 2005-11-16 |
GB0622885D0 (en) | 2006-12-27 |
US6877570B2 (en) | 2005-04-12 |
GB2441906B (en) | 2010-09-01 |
NO343504B1 (no) | 2019-03-25 |
CA2604002C (en) | 2010-10-05 |
AU2003297791A1 (en) | 2004-07-29 |
WO2006110461A3 (en) | 2009-03-19 |
GB2412134A (en) | 2005-09-21 |
NO20052795L (no) | 2005-09-16 |
AU2003297791B2 (en) | 2007-03-29 |
GB2429736A (en) | 2007-03-07 |
GB0511681D0 (en) | 2005-07-13 |
NO20052795D0 (no) | 2005-06-09 |
NO20075263L (no) | 2008-01-10 |
WO2004061261A1 (en) | 2004-07-22 |
GB0719908D0 (en) | 2007-11-21 |
WO2006110461A2 (en) | 2006-10-19 |
CA2510081C (en) | 2010-01-19 |
GB2429736B (en) | 2007-07-25 |
US20040112639A1 (en) | 2004-06-17 |
CA2510081A1 (en) | 2004-07-22 |
GB2412134B (en) | 2007-01-31 |
GB2441906A (en) | 2008-03-19 |
BR0317401C1 (pt) | 2018-05-15 |
BR0317401B1 (pt) | 2014-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO330594B1 (no) | Fremgangsmate og system for samtidig boring og innsetting av et ror i et borehull ved anvendelse av en bunnhullssammenstilling | |
US7334649B2 (en) | Drilling with casing | |
US9187955B2 (en) | Locking clutch for downhole motor | |
US8701797B2 (en) | Bearing assembly for downhole motor | |
US7735581B2 (en) | Locking clutch for downhole motor | |
NO336653B1 (no) | Fremgangsmåte for posisjonering av et fast rør i et borehull. | |
NO311230B1 (no) | Brönnhullborearrangement og fremgangsmåte til boring av et borehull i en grunnformasjon | |
NO337294B1 (no) | Borestabiliserende system, et passivt borestabiliserende system samt en fremgangsmåte for boring av et hovedsakelig konsentrisk borehull | |
NO341776B1 (no) | Roterende og styrbar boreanordning samt fremgangsmåte | |
EP2817472A1 (en) | Steerable gas turbodrill | |
US8230947B2 (en) | Method of selecting a drilling motor for a casing drill string | |
Gaurina-Međimurec | Casing drilling technology | |
EP3749827B1 (en) | Drilling component coupler for reinforcement | |
WO2023152404A1 (en) | Drillstring anchor | |
GB2615592A (en) | Drillstring anchor | |
BRC10317401F1 (pt) | Método e sistema para perfurar um furo de poço |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |