NO331546B1 - Lasering for rorkilebelte, samt en fremgangsmate for a styre aksial translasjon av en muffe. - Google Patents

Abstract

En selektivt frigjørbar forankring for brønnverktøy innbefatter en rørformig kilebelteskoholder og en rørformig setningsmuffe montert for å gli langs en rørformig stamme. Kilebelteskoholderen holder fast flere uavhengige kilebeltesko. Den rørformige setningsmuffen innbefatter en konisk kileflate som bringes i løst inngrep med skoholderen ved hjelp av flere kragefingre som forløper ut fra den koniske kileflaten i inngrep med låseinnretninger i skoholderen. Kragefingrene festes i låseinnretningene under innføring i en brønn ved hjelp av anpassede skjærbare eller brytbare (sviktende) festeelementer. Kileflater på de flere kilebelteskoene linjeføres med den koniske kileflaten og forårsaker en radiell forskyvning av kilebelteskoene ved aksiell translasjon av setningsmuffen relativt skoholderen. Det forekommer imidlertid ingen relativ aksiell translasjon før det overføres en aksiell kompresjonskraft mellom skoholderen og setningsmuffen som er tilstrekkelig til å skjære de anpassede festeelementene. For å tilveiebringe selektiv frigjøring fra brønnboringen innbefatter setningsmuffen en låsering montert i den innvendige boringen i setningsmuffen. Låseringen innbefatter innvendige trapesgjenger som skrus sammen med utvendige trapesgjenger på stammen ved en valgt posisjon langs stammen. Bevegelse av stammen for å engasjere gjengene på stammen med gjengene på låseringen trekker den koniske kileflaten vekk fra kileflaten på kilebelteskoen, slik at kilebeltene frigjøres fra penetrasjonsinngrepet i brønnveggen.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår fremgangsmåter og anordninger for produksjon avverdifulle mineraler fra undergrunnen. Mer spesifikt angår oppfinnelsen en anordning og en fremgangsmåte for setting av rørforankringer for å sikre posisjoneringen av nedihulls brønnverktøy så som ringromspakninger, med påfølgende frigjøring av verktøyet for tilbakehenting fra brønnen.

Nedihulls brønnverktøy som vanligvis anvendes for å sikre et rør eller et annet verktøy så som en ringromspakning betegnes ofte "holdekiler". En holde-kile omfatter generelt mange radielt ekspanderbare elementer kjent innenfor teknikken som "kilebelter (eng: wickers)". Tradisjonelt fordeles flere kilebelter sirkumferensielt rundt en sylindrisk stamme. På en eller annen måte låses kilebeltene på stammen for bevegelse i lengderetningen mens de fritt kan ekspanderes radielt i hvert fall en begrenset lengde ut fra stammens diameter. De innvendige overflatene av et kilebelte som bringes i kontakt med veggen er tilveiebrakt med en rekke penetrasjonstenner eller parallelle rader av kuttekanter. Tennene eller kantene av kilebeltet er laget av et ekstremt hardt materiale og er kuttet skarpt for å penetrere inn i stålforingsrørets veggflater. Kilebeltets under-side er skrådd for å samvirke med en konisk kileflate (eng: slip face). Den koniske kileflaten er en sirkumferensiell overflate på en rørformig muffe. På en blant flere mulige måter forskyves den rørformige muffen aksialt langs stammens overflate i forhold til det i lengderetningen fastholdte kilebeltet for å drive den koniske kileflaten inn under kilebeltet og mot den skrådde overflaten derav. Når den koniske kileflaten føres aksialt fremover langs stammen tvinges kilebeltelegemet radielt utover slik at dets sagtakkede tannkanter presses inn i den innvendige veggen av foringsrøret, for eksempel, og med det klemmes kilebeltene og stammen mot foringsrøret. Stammen festes ofte til en rørformig arbeidsstreng så som et produksjonsrør eller et borerør, men kan også være kabelført.

Holdekiler som anvendes i forbindelse med ringromspakninger ut-plasseres ofte parvis. Ett eller flere sett av holdekiler tilveiebringes ovenfor pakningen og ett eller flere sett tilveiebringes nedenfor pakningen. I alminnelighet er kilebeltene i de respektive holdekilene vendt i motsatt retning. For eksempel kan de nedre kilebeltene være vendt slik at de kutter dypere inn i foringsrørveggen dersom de utsettes for en oppoverrettet last. For samvirkning kan de øvre holdekilene vært vendt slik at de kutter dypere inn i foringsrør-veggen dersom de utsettes for en nedoverrettet last. Bevegelse av pakningen i lengderetningen langs boringen i foringsrøret, for eksempel, motvirkes således i begge retninger. Tilveiebringelse av denne egenskapen fordrer imidlertid at en rekke verktøy deployeres sekvensielt. For eksempel kan en pakningsenhet omfatte fire forskjellige verktøy: (1) en produksjonsavfallssperre, (2) et øvre sett av holdekiler, (3) et nedre sett av holdekiler og (4) en pakningsmuffe. Når pak-ningsenheten befinner seg i den ønskede setningsposisjonen kan en forbestemt deployeringssekvens innebære at produksjonsavfallssperren deployeres først. Deretter kan prosedyren diktere at det øvre settet av holdekiler engasjeres for å forankre enheten til foringsrørveggen til støtte for arbeidsstrengens vekt. Deretter pumpes/ekspanderes pakningsmuffen radielt utover for å trykkisolere ringrommet mellom den innvendige foringsrørveggen og den utvendige overflaten av verktøystrengen. Endelig settes det nedre settet av holdekiler for å støtte opp mot eventuelt nedihullstrykk som forsøker å løfte arbeids- eller produksjonsstrengen.

Dersom den ene av eller begge holdekilene, ved en feiltagelse eller ved et uhell, settes fortidlig, kan posisjoneringen av pakningen bli feil eller pakningens tetningsintegritet kompromitteres. For mekanisk å ordne deployerings-rekkefølgen av holdekiler og andre brønnverktøy har det vært anvendt mekanis-mer som for eksempel skjærpinner, skjærringer, nøkler og J-slisser med veksl-ende grad av suksess. Disse anordningene krever imidlertid at det kuttes inn en kanal av en eller annen form i verktøystammen som er så dyp at den påvirker verktøyets styrke. For eksempel kan et spor for en skjærring (shear ring groove) tilveiebrakt i den sylindriske veggen av en holdekilestamme redusere tverrsnitts-diameteren med så mye som 5,080 mm (0,200 in). Omregnet i reduksjon av stammens strekkfasthet er disse 5,080 millimeterne mye.

Fra US 4,582,135 fremgår det to varianter av en brønnpakning for stenging av ringrommet mellom en rørstreng og en brønnboring der rørstrengen er plassert.

Begge variantene omfatter et ringformet pakningselement tilpasset for å bli ekspandert i tettende inngrep med brønnboringen som reaksjon på relativ aksial bevegelse mellom indere og ytre rørformede elementer.

I enkelte tilfeller kan det være nødvendig å tilbakehente de utplasserte verktøyene i en sekvens bestående av flere trinn. I disse tilfellene krever tilbakehentingen at sekvensen i det vesentlige gjentas i samme rekkefølge som under utsettingen.

Et mål ved foreliggende oppfinnelse kan være å tilveiebringe et holdekile-setningssystem som sekvensielt kan bringes i inngrep med og frigjøres fra en brønnvegg eller et rør.

Et annet mål ved oppfinnelsen kan være å tilveiebringe et holdekilesystem som tilveiebringer selektiv programmering av rekkefølgen av fastgjøringen og frigjøringen av verktøyene.

Et ytterligere mål ved oppfinnelsen kan være å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for å frigjøre en nedihulls rørforankring.

Nok et ytterligere mål ved oppfinnelsen kan være å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for å styre (eng. rectify) bevegelsen av et kile-element av en pakning langs pakningsstammen.

Disse og andre mål ved oppfinnelsen, som vil fremgå av den etter-følgende beskrivelsen av dens foretrukne utførelsesformer, kan realiseres og oppnås med en brønnveggforankring som innbefatter en reversibel deployeringsmekanisme.

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å styre aksial translasjon av en muffe som glir tett langs en i det vesentlige sylindrisk overflate. Fremgangsmåten omfattende følgende trinn: (a) tilveiebringe en lengde gjenge langs den sylindriske overflaten, (b) tilveiebringe en gjenge langs muffens innerdiameter av, (c) tilveiebringe et radielt elastisk ringelement, idet ringelementet er elastisk tilknyttet muffen, (d) danne en i en retning forspent første gjenge på en utvendig omkrets av ringelementet, (e) danne en i en retning forspent andre gjenge på en innvendig omkrets av ringelementet, (f) elastisk forspenne den andre gjengen av ringelementet i et plan radielt i forhold til den sylindriske overflaten, til å passere over gjengen på den sylindriske overflaten i en aksial retning og motsatt aksial bevegelse av den sylindriske overflaten og hylseelementet i den andre aksiale retningen, (g) hvori gjengen på den indre omkretsen av ringelementet initialt sleider på den sylindriske overflaten men er ikke i utgangspunktet i inngrep med gjengen langs den sylindriske overflaten, og hvori gjengen på den indre omkretsen av ringelementet og gjengen langs den sylindriske overflaten går i inngrep ved styring av den aksiale translasjonen av muffen.

Videre vedrører oppfinnelsen en forankring for brønnverktøy. Forankringen omfatter: (a) en idet vesentlige rørformet stamme innbefattende en seksjon (T) med utvendig gjenger, (b) en idet vesentlige rørformet kilebelteskoholder glidbart montert over nevnte rørformige stamme, idet nevnte skoholder har et flertall låseslisser fordelt rundt holderens diameter, (c) en idet vesentlige rørformig kilebelte engasjeringsmuffe glidbart montert rundt nevnte stamme, idet muffen har en hovedsakelig konisk kileflate hovedsakelig rundt omkretsen av muffen, et flertall fingerutspringere fra den koniske kileflaten og innvendige gjenger som hovedsakelig vil gå i inngrep med segmentet av stammens utvendige gjenge, (d) et flertall kilebeltesko i inngrep med nevnte skoholder og muffen der hver har rørveggpenetrerings-kilebelter tvers over en ytre flate på skoen, og (e) et flertall kalibrerte skjærfesteelementer for å fastgjøre fingerfremspringerne til skoholderen.

Brønnforankringen kan omfatte en rørformig kilebelteskoholder (eng: wicker shoe cage) med en glidende passform over en rørformig verktøystamme. Skoholderen (eng: shoe cage) kan innbefatte flere sko-låseslisser rundt holderens periferi for å holde på plass flere kilebeltesko. En konisk kileflate tilveiebringes av en forankrings-aktueringsmuffe innbefattende kragefingre som forløper aksialt ut fra kileflaten. Kragefingrene festes til holderen ved hjelp av anpassede skjærpinner som brytes innenfor et relativt smalt, men forbestemt last-intervall. Forankrings-kilebelteskoene inkluderer låsehaker som bringes i inngrep med sko-låseslissene i skoholderen. En innvendig overflate av kilebelteskoene, beliggende motsatt for kilebeltets tenner, er avskrådd for å tjene som en kileflate. Kileflaten på kilebelteskoen er linjeført side om side med den koniske kileflaten. Skjærpinnene brytes ved tilstrekkelig aksial kompresjon mellom kragemuffen og kilebelte-skoholderen. Kilebelte-ekspansjonskonusen kan føres fremover mot skråflaten på kilebeltet for å ekspandere kilebelteskoene radielt og med det bringe kilebeltetennene i inngrep med brønnforingsrørets vegger.

Kombinasjonen av pakning og forankring kan monteres rundt en rørformig stamme som innbefatter to faste referansekonstruksjoner. Den øvre referansekonstruksjonen er en krage for montering av en produksjonsavfallssperre. Den andre referansekonstruksjonen er et ringstempel som er strukturelt festet til stammen. De radielt ekspanderbare elementene omfattende en produksjonsavfallssperre, pakning-tetningsmuffen og de øvre og nedre holdekileforankringene kan gli langs stammen mellom de to referansekonstruksjonene under operasjon.

Ringstempelet kan samvirke med en dobbeltvirkende sylinder for aksialt å komprimere de radielt ekspanderbare pakningselementene. Trykket i boringen i arbeidsstrengen som forsynes gjennom en åpning i stammen som leder inn i en sylinder med ringstempelet i den ene enden og en stammeglidering (eng: mandrel slide ring) i den andre enden driver sylinderen mot de ekspanderbare pakningselementene. De ekspanderbare elementene komprimeres følgelig mot den øvre referansekonstruksjonen og ekspanderes. Disse elementene ekspanderes sekvensielt i en forbestemt rekkefølge som bestemmes av de anpassede skjær-festeelementene og de relative dimensjonene til aksialt forløpende forskyvningskanaler. Først ekspanderes produksjonsavfallssperren for å beskytte de nedenfor beliggende verktøyene mot ytterligere produksjonsavfall. Deretter ekspanderes den øvre forankringen når det anpassede skjærelementet mellom kilebelteskoholderen og aktueringsmuffen bryter. Når kilebelteskoene ekspanderes og tennene på kilebeltet trenger inn i brønnveggen overføres kompresjonslasten langs stammen til brønnveggen. Deretter ekspanderes de ekspanderbare tetningsmuffene av pakningen mot brønnveggene. Til slutt bryter det anpassede skjær-festeelementet mellom kilebelteskoholderen og aktueringsmuffen for den nedre forankringen slik at den nedre forankringen settes.

For å kollapse de ekspanderbare elementene og tilbakehente pakningen fra brønnen, kuttes stammen med en hvilken som helst velkjent metode. Initialt, etter at stammen er kuttet, skapes det en strekk i arbeidsstrengen fra overflaten slik at oppihullsandelen av den kuttede stammen glis under forankringen og

pakningen. Forankringskragen av produksjonsavfallssperren er imidlertid festet til stammens overflate og glir derfor ikke. Den øvre enden av produksjonsavfall-

sperremuffen trekkes således vekk fra brønnveggen når forankringskragen forskyves aksialt vekk fra nedihulls-kompresjonskragen.

Når produksjonsavfall-sperremuffen er helt inntrukket engasjerer kompresjonskragen en anlegningsflate på sperreringen (eng: limit ring) som er festet til stammen. Kompresjonskragen er fast festet til den øvre holderringen (eng: caging ring) og trekker derfor denne med seg. Deretter bringes sperrevegger av kilebeltesko-låseslissene i inngrep med hakene på kilebelteskoene. Ytterligere oppihulls bevegelse av stammen trekker oppihulls-kilebelteskoene vekk fra den koniske kileflaten slik at skoene frigjøres fra inngrepet med brønnveggen.

Sperreringen engasjerer også låsehakene på kragefingrene for å trekke kragemuffen og den tilfestede kompresjonsskålen (eng: compression cup) vekk fra pakningens tetningsenhet og med det frigjøre pakningstetningen.

Ytterligere oppihulls bevegelse av stammen bringer en seksjon av trapesgjenger (eng: buttress threads) på stammeoverflaten i inngrep med pass-formede trapesgjenger på den kragekone muffen av den nedre forankringen. Dette inngrepet skaper en positiv opptrekningskraft på muffen slik at den koniske kileflaten trekkes vekk fra kileflaten på den nedre kilebelteskoen. Som følge av dette frigjøres den nedre forankringen fra brønnveggen. Paknings/- forankrings-enheten kan nå tilbakehentes fra brønnen eller bringes til et annet dyp.

Fordelene ved og ytterligere aspekter av oppfinnelsen vil åpenbares for de med ordinære kunnskaper på området etter hvert som denne forstås bedre under en gjennomgang av den etterfølgende detaljerte beskrivelsen, sett sammen med de vedlagte figurene i hvilke like referansetegn angir like eller tilsvarende elementer og hvorav: Figurene 1A til 1D illustrerer, i et aksialt delsnitt, oppfinnelsen montert for operasjon mens den initialt føres inn i en brønnboring, før aktivering av noen av elementene. Figurene 2A til 2D illustrerer, i et aksialt delsnitt, oppfinnelsen montert for operasjon mens den aktiveres for å sette pakningens tetningsmuffe og forankrings-kilebeltene. Figurene 3A til 3D illustrerer, i et aksialt delsnitt, oppfinnelsen montert for operasjon mens den aktiveres for å tilbakehente enheten bestående av tetningsmuffen og forankringskilebeltene fra brønnen. Figur 4 er en skisse av brønnverktøysforankringen ifølge foreliggende oppfinnelse, der visse deler er trukket fra hverandre. Figur 5 er et forstørret, detaljert delsnitt av den øvre brønnverktøys-forankringen ifølge foreliggende oppfinnelse i innføringsstillingen. Figur 6 er et forstørret, detaljert delsnitt av den øvre brønnverktøys-forankringen ifølge foreliggende oppfinnelse i den satte stillingen. Figur 7 er et forstørret, detaljert delsnitt av den nedre brønnverktøys-forankringen ifølge foreliggende oppfinnelse i innføringsstillingen. Figur 8 er et forstørret, detaljert delsnitt av den nedre brønnverktøys-forankringen ifølge foreliggende oppfinnelse i den satte stillingen. Figur 9 er et elevert snitt av setningsmuffen av brønnverktøy-forankringen. Figur 10 er et elevert endesnitt av setningsmuffen av brønnverktøy-forankringen. Figur 11 er et aksialt seksjonssnitt av setningsmuffen for den nedre brønnverktøysforankringen. Figur 12 er et aksialt seksjonssnitt av låseringen (eng: body lock ring element) på setningsmuffen av den nedre brønnverktøyforankringen. Figur 13 er et elevert endesnitt av låseringen på setningsmuffen for den nedre brønnverktøyforankringen.

Oppfinnelsen redegjøres for og beskrives her i forbindelse med den foretrukne utførelsesformen av en kombinert brønnboringspakning og arbeids-strengforankring. I denne utførelsesformen aktiveres begge verktøyene hydr-aulisk og frigjøres mekanisk. Figurene 1 til 3 illustrerer oppfinnelsen i aksiale delseksjoner. Siden verktøyet er langt og tynt er det illustrert over fire aksiale seksjoner. I denne beskrivelsen betraktes den venstre enden av figuren som oppihulls-referanseretningen. Følgelig illustrerer figur 1D bunnhulls-grenseflaten mellom den foreliggende verktøystammen 12 og brønn-arbeidsstrengrøret 10 nedenfor stammen 12. Figurene 1A til 1D illustrerer enheten i "inn-føringsstilling", med brønnboringsforankringene og pakningsmuffen i tilbake- trukket stilling. Figurene 2A til 2D illustrerer den "satte" stillingen til forankringene og pakningen. Figurene 3A til 3D illustrerer den frigjorte stilingen som verktøyselementene vil befinne seg i når verktøyene tilbakehentes fra brønnen.

Først med henvisning til grensen mellom nederst på verktøyet og arbeidsstrengen 10, som vises best i figur 1D, skrus verktøystammen 12 med gjenger 13 fast til arbeidsstrengmuffen (eng: box sleeve) 11. Også festet til arbeidsstrengmuffen 11 med monteringsgjenger (eng: assembly threads) 21 er en nedre sylindervegg 20. Sylinderveggen 20 forløper oppover fra muffen 11 konsentrisk rundt den nedre enden av stammen 12 slik at den skaper et ringrom 24 med glatte vegger mellom den innvendige overflaten av veggen 20 og den utvendige overflaten av stammen 12. Nær muffen 11 er stammen perforert med én eller flere fluidstrømningsporter 22 for kommunikasjon av fluidtrykket fra den sentrerte boringen i stammen og inn i ringrommet 24.

Ytterligere egenskaper ved stammen 12 inkluderer et utvendig ringstempel 16 festet til den utvendige periferien av stammen 12 med monteringsgjenger 17. På oppihullssiden av ringstempelet 16 er stammens vegger også perforert med fluidstrømningsporter 14. Ved den øvre enden av stammen 12 er det tilveiebrakt en produksjonsavfallssperre 80 festet til den utvendige periferien av stammen 12 med monteringsgjenger 86 mellom stammen 12 og en forankr-ingskrage 84. Ved en nøye valgt posisjon mellom forankringskragen 84 og ringstempelet 16 er det tilveiebrakt et sirkumferensielt bånd av trapesgjenger 19 med en gjengelengde T langs stammens lengderetning. Trapesgjengene 19 er fortrinnsvis så grunne som den aktuelle anvendelsen tillater, slik at ringroms-seksjonens tykkelse kan økes. De med kunnskaper på området vil vite at verk-tøyets effektive strekkfasthet i mange tilfeller bestemmes av stammens ufor-styrrede seksjonstykkelse ved dette punktet. Som et representativt eksempel kan trapesgjengene derfor kun stikke omtrent 0,432 mm inn i stammens utvendige overflate. En slisse for en låsering for det samme formålet ville kreve et radielt dyp på minst 2,54 mm og kun tilveiebringe én kontaktflate. Trapesgjengene gir således kun 0,8636 mm tap av materialstyrke på diameteren mens en C-ringslisse vil kunne kreve 5,08 mm; en besparelse på 4,2164 mm.

Montert for glidning langs utsiden av stammen er det, for eksempel, tilveiebrakt en produksjonsavfallssperre, paknings-tetningselementer og posi-sjoneringsforankringer. Disse glideelementene beveges fortrinnsvis av en aksialkraftaktuator, som for eksempel hydrauliske stempler. Det finnes mange mulige valg av fluidkraft-overføringsanordninger. Den konkrete konstruksjonen som er valgt for foreliggende oppfinnelse komprimerer imidlertid glideelementene mellom et muffestempel (eng: sleeve ram) 40 og den nedre anlegningsskulderen 47 på stammen. Med henvisning til figurene 1B, 1C og 1D er et muffestempel 40, anpasset for å gli tett rundt stammens utvendige diameter ovenfor stammestempelet 16, skrudd fast med gjenger 41 til en øvre sylindervegg 30. Den innvendige periferioverflaten av den øvre sylinderveggen 30 tilveiebringer en glideforsegling rundt stammestempelets utvendige diameter 17.1 sin nedre ende er den øvre sylinderveggen 30 skrudd med gjenger 31 til et nedre stempel 26. Den nedre enden av den øvre sylinderveggen 30 er også festet til den øvre enden av den nedre sylinderveggen 20 ved hjelp av et anpasset skjærbart festeelement 33. Det nedre stempelet 26 er i forseglende glidekontakt i ringrommet 24 for å tilveiebringe en forskyvende sylinderkraft mot enden av stempelet 26 som følge av fluidtrykket som slippes inn fra stamme-boringen gjennom åpningen 22.

Med henvisning til figurene 1B og 8 bringes muffestempelet 40 i anlegg mot den nedre forankringsmekanismen 50. Overlappsmuffen (eng: lap sleeve) 42 på stempelet 40 ligger over overlappsmuffen 143 på en kilesko-låseholder (eng: slip shoe retainer cage) 52. Overlappsmuffene 42 og 143 er strukturelt festet til hverandre ved hjelp av anpassede skjærpinner 43.

Den nedre rørformige forankringsmekanismen 50 er illustrert i detalj i figurene 7 til 11 samt i figur 1B. Fire grunnleggende komponenter av mekanis-men inkluderer kilesko-låseholderen 52, kragekonen 54, kilebelteskoen 56 og de anpassede skjærbare elementene 43. Den nedre kilesko-låseholderen 52 er tilnærmet identisk med den øvre kilesko-låseringen 72 vist i tegnings form i figur 4. Tilsvarende er den nedre holderen 52 et rørformig element tilveiebrakt med flere låseslisser 141 fordelt rundt periferien, for eksempel fire slisser. Mellom slissene er det tilveiebrakt kragebøssinger 142 med sperrelommer definert i periferiveggene 146. Endene av kragebøssingene er stivet opp ved hjelp av sirkumferensielle plater (eng: webs) 140.

Den nedre kragekonen 54 inkluderer en muffeseksjon 130 som skrår innover mot basen til kragefingrene 57 og tilveiebringer en konisk kileflate 132, som fremgår klart i figurene 9 og 11. De ytterste endene av kragefingrene innbefatter integrerte låsehaker 134 som bringes i inngrep med låseinnretninger (eng: detents) på låseholderen. Låseinnretningene på låseholderen er tilveiebrakt i form av låsevegger 146 som omslutter låseområdet. For innføring i en brønn posisjoneres kragefingrene for inngrep mellom låsehakene 134 og låseinnretningene på låseholderen 52 og festes med anpassede skjærbare elementer 55. Fastlåsingsområdet er lengre enn hakene på kragefingrene av forskjellige årsaker. For det første er det nødvendig med tilstrekkelig be-vegelsesfrihet i låseinnretningen til å skjære festeelementet 55.1 tillegg er geometrien til den skråttløpende kileflaten og den nødvendige radielle for-skyvningen av kilebelteskoene essensielle designfaktorer. Periferibegrensning av låsehakene 134 i låseveggene 146 forhindrer separasjon.

Kilebelteskoene 56, vist i figurene 1B, 7 og 8 festes løst mellom kragefingrene 57 med kileflaten liggende side om side med den kragekone kileflaten 132. Kilebeltesko-låsehaken festes løst i låseholderslissen 141 og kilebeltesko-låsebøylen (eng: wicker shoe strap) 126 forløper mellom stammen 12 og den sirkumferensielle platen 140 av låseholderen. Kilebelteskoene er tilnærmet ubevegelige sideveis men kan, til en viss grense, beveges fritt radielt.

Med henvisning til figur 11 innbefatter den øvre enden av den kragekone muffen 130 første monteringsgjenger 69 for å festes til endeskålene 68 av pakningen. Langs en dypere forsenkning fra muffeenden er det tilveiebrakt innvendige trapesgjenger 131 for inngrep med samvirkende utvendige gjenger 135 på låseringen 58.

Låseringen 58, vist i figurene 12 og 13, inkluderer også innvendige trapesgjenger 137 for inngrep med trapesgjengene 19 rundt stammen 12. Låseringen er også splittet som ved 59 i figur 12 for å gjøre det lettere å kollapse ringen radielt. Låseringen 58 er laget av et materiale som er tilstrekkelig elastisk eller fjærende til at den kan ekspanderes eller komprimeres sirkumferensielt. Når kragemuffen 130 glis langs stammens overflate er låseringens innvendige diameter mindre enn når låseringens trapesgjenger 137 er i inngrep med trapesgjengene 19 på stammen.

Tetningselementene av pakningen 60 er gummi- eller elastomermuffer som komprimeres i størrelse for å tette av ringrommet mellom stammen 12 og den innvendige veggoverflaten 15 i brønnen, som kan være et produksjons-foringsrør eller nakne brønnboringsvegger. I dette tilfellet er det tre gummi-muffer, inklusive en sentermuffe 62 som separeres i lengderetningen fra et flankedannende par av endemuffer 64 av stabilisatorringer 66.

Kragekonen 74 av den øvre forankringen 70 hviler mot den øvre endeskålen 68 av pakningen 60. Med henvisning til figur 1A og figurene 4 til 6 omfatter kragekonen 74 en muffe 100 med kragefingre 77 forløpende i lengderetningen fra basen av en konisk kileflate 102. Låsehakene 106 i den ytterste enden av fingrene 77 bringes i inngrep med sperreinnretningene 94 i bøssing-ene 92 av den øvre låseringen 72. Sperreinnretningene er tilveiebrakt i form av periferiveggen 96. Låsehakene 106 festes i inngrep med sperreinnretningene 94 i låseholderen ved hjelp av skjærbare festeelementer 75. Bøssingene 92 på den øvre låseringen separeres sideveis av sirkumferensielle plater 90. Omtrent midtveis på låseringen er det tilveiebrakt, for eksempel, fire slisser 91. Tilsvarende som for den nedre forankringen 50 er bøylene 116 av kilebelteskoene 76 løst festet under låseholderplatene 90 med sko-låsehakene 114 i inngrep inne i låseholderslissene 91 og kileflaten 112 på skoen side mot side med den koniske kileflaten 102.

Den øvre enden av den øvre låseringen (eng: cage ring) 72 ligger over anlegningsskulderen 47 som er et fast referansepunkt langs stammens lengderetning. Et kompresjonskrageelement 88 av produksjonsavfallssperren 80 er festet til låseringen 72 ved hjelp av monteringsgjenger 89. Låseringen 72 kan gli aksialt over sperreringen 45 mellom de øvre og nedre anlegningene 48 og 49.

Forankringskragen 84 av produksjonsavfallssperren 80 er festet til overflaten av stammen 12 ved hjelp av monteringsgjenger 86. Mellom forankringskragen og kompresjonskragen er det festet en elastomer- eller gummimuffe 82 som ekspanderes radielt når de to kragene føres mot hverandre.

Verktøyet innføres i en brønn i den mekaniske stillingen beskrevet ovenfor med henvisning til figurene 1A til 1D. Når den befinner seg i den ønskede setningsposisjonen bygges trykket i den sentrerte boringen i stammen 12 opp fra overflaten med arbeidsfluid, som for eksempel kan være hydraulikk-olje eller borefluid. Når de henholdsvis bringes inn i ekspansjonskamrene 24 og 37 gjennom trykkåpningene 22 og 14, føres det nedre stempelet 26 og muffestempelet 40 oppover langs stammen 12 ved først å skjære festeelementet 33 mellom den nedre sylinderveggen 20 og den øvre sylinderveggen 30. Denne initiale bevegelsen overføres langs og gjennom alle verktøyets glideelementer til kompresjonskragen 88 av produksjonsavfallssperren 80 og ekspanderer først sperremuffen 82 radielt mot brønnveggen.

Når anlegningsveggen 49 engasjerer den nedre kanten av anlegningsskulderen 47 konsentreres lastspenningene i de gjenværende skjærbare festeelementene. Festeelementet 75 mellom den øvre forankringsholderen 72 og kragefingrene 77 er konstruert som det nest svakeste festeelementet og således det neste elementet som skjæres, hvilket fører til at den øvre forankringen kollapser aksialt og den koniske kileflaten 102 drives inn under kilebelteskoens kileflate 112. Som følge avdette ekspanderes kilebelteskoen 76 radielt og driver kilebeltene 110 inn i brønnveggen 15.

Når den øvre forankringen 70 settes komprimeres pakningens tetningselementer 62 og 64 mellom de øvre og nedre kragemuffene og ekspanderes mot brønnveggen 15. De innvendige trapesgjengene 137 på låseringen 58 er initialt ikke i inngrep med de motsvarende gjengene 19 på stammens utvendige overflate. Følgelig kan den nedre kragekonen 54 beveges langs stammens utvendige overflate for å anvende en kompresjonslast mot pakningen 60 inntil den anpassede skjærstyrken til festeelementet 55 overstiges. På dette tidspunktet engasjerer den øvre kanten av den sirkumferensielle plateandelen 140 av låseringen 52 basen av kilebelteskoen og tvinger kileflaten på kilebelteskoen mot den koniske kileflaten 132 slik at kilebeltet ekspanderes radielt inntil tennene 120 på kilebeltet trenger inn i brønnveggen 15. Inngrepet mellom trapesgjengene på låseringen 127 i den øvre enden av den nedre sylinderveggen 20 og de utvendige trapesgjengene 129 på det nedre stempelet 26 sikrer den relative posisjoneringen på en ikke-frigjørbar måte. Dette kompletterer setningen av pakningsverktøyet.

Tilbakehenting av verktøyet fra brønnen inkluderer i hovedsak den samme sekvensen av trinn som ble fulgt under setningen av verktøyet. Mer spesifikt frigjøres produksjonsavfallssperren 80 og den øvre forankringen 70 etterfulgt av frigjøring av pakningstetningene 60. Med frigjøringen av pakningstetningene frigjøres den nedre forankringen 50.

Den foregående sekvensen initieres ved å kutte stammen 12 i det korrekte området ved kuttelinjen C-C vist i figur 2D. Dette kuttet gjennom stammen 12 sitt rørskall og inn i rommet 24 i den nedre sylinderen mellom den øvre enden av arbeidsstrengmuffen 11 og den nedre enden av det nedre stempelet 26 kan oppnås ved hjelp av et hvilket som helst av mange kjente kabelførte verktøy.

Etter at stammen 12 er kuttet ved C-C skapes det en strekk i stammen 12 fra overflaten langs den øvre andelen av arbeidsstrengen for å løfte stammen i forhold til pakningen og forankringene. Hovedandelen av stammen glir under pakningen og forankringene. Forankringskragen 84 for produksjonsavfallssperren er festet til stammen 12 ved hjelp av gjenger 86. Følgelig beveges forankringskragen 84 med stammen 12 og trekker i sperremuffen 82 slik at den frigjøres fra brønnveggen.

Når sperremuffen 82 er beveget til sin ytterste grense bringes den øvre anlegningsskulderen 46 på stammen i kontakt med anlegningsveggen 48 på kompresjonskragen 88. Siden kompresjonskragen er skrudd med gjenger 89 til den øvre låseringen 72 trekker koplingen med den øvre låseringen den nedre flaten av låseslissen 91 mot låsehaken 114 på den øvre kilebelteskoen. Denne koplingen med den øvre låseringen trekker den nedre flaten av låseslissen 91 i anlegg mot låsehaken 114 på den øvre kilebelteskoen. Når stammen trekkes videre etter denne anlegningen trekkes kileflaten 112 av den øvre kilebelteskoen vekk fra den koniske kileflaten 102 av den øvre kragekonen 74 slik at kilebeltene 110 frigjøres fra brønnveggen 15. Den øvre forankringen 70 er nå frigjort.

På dette tidspunktet er også låseveggen 96 på den øvre låseringen bragt i inngrep med låsehaken 106 på den øvre kragefingeren 77. Følgelig, etter at kilebelteskoene er trukket vekk fra kragekonen, trekkes kragekonen 74 og den øvre endeskålen 68 vekk fra pakningen 60 sine tetningsmuffer. Dette frigjør den tetningsskapende kompresjonen av tetningsmuffene slik at pakningen frigjøres.

Nær ekspansjonsgrensen for den foregående koplingsrekken bringes trapesgjengeseksjonen T på stammen i inngrep med de innvendige trapesgjengene 137 på låseringen 58. Dette inngrepet trekker den koniske kileflaten 132 på den øvre kragemuffen 130 vekk fra kileflaten 122 på den nedre kilebelteskoen slik at de nedre kilebeltene 120 frigjøres fra brønnveggen 15.

Når den nedre forankringen 50 er frigjort overføres hele vekten av den nedre andelen av arbeidsstrengen 10 til den nedre forankringsenheten via den øvre sylinderveggen 30, muffestempelet 40 og låseringen 52. Gitt den be-grensede opplagerflaten til disse komponentene tilsier forsiktighetshensyn at vekten av den nedre arbeidsstrengen bør overføres til en mer solid konstruk-sjon. For å oppnå dette bringes låseveggen 146 på den nedre låseringen 52 i inngrep med låsehakene 134 på de nedre kragefingrene 57. Dette inngrepet tilveiebringer et strukturelt lasttog (structural bading train) mellom trapesgjengene 19 på stammen til det anpassede skjærfesteelementet 43 muffestempelet 40 og overlappsmuffen 143 på låseringen 52. Dersom vekten av den nedre andelen av arbeidsstrengen er tilstrekkelig til å skjære de anpassede festeelementene 43 flyttes lasten av arbeidsstrengens vekt til stammestempelet 16.

Alle elementene i verktøysenheten er nå frigjort fra brønnveggen 15, slik at arbeidsstrengen 10 kan fjernes fra brønnen eller omplasseres til et annet dyp.

Selv om oppfinnelsen er beskrevet i forbindelse med spesifiserte ut-førelsesformer som er beskrevet i detalj, er det underforstått at disse kun er illustrative eksempler, og at oppfinnelsen ikke nødvendig er begrenset til disse utførelsesformene. Alternative utførelsesformer og operasjonsmåter vil åpenbares for de med kunnskaper på området på bakgrunn av den foreliggende beskrivelsen. Følgelig innbefatter oppfinnelsen alle modifikasjoner som kan gjøres innenfor rekkevidden til de etterfølgende patentkravene.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for å styre aksial translasjon av en muffe (130) som glir tett langs en i det vesentlige sylindrisk overflate (12), omfattende følgende trinn: (a) tilveiebringe en lengde gjenge (19) langs den sylindriske overflaten (12); (b) tilveiebringe en gjenge (131) langs innerdiameteren av muffen; (c) tilveiebringe et radielt elastisk ringelement (58) idet ringelementet (58) er elastisk tilknyttet muffen (130); karakterisert vedat nevnte fremgangsmåte videre omfatter trinnene med: (d) danne en i en retning forspent første gjenge (135) på en utvendig omkrets av ringelementet (58); (e) danne en i en retning forspent andre gjenge (137) på en innvendig omkrets av ringelementet (58); (f) elastisk forspenne den andre gjengen (137) av ringelementet (58) i et plan radielt i forhold til den sylindriske overflaten (12), til å passere over gjengen (19) på den sylindriske overflaten (12) i en aksial retning og motsatt aksial bevegelse av den sylindriske overflaten (12) og hylseelementet (130) i den andre aksiale retningen; (g) hvori gjengen (137) på den indre omkretsen av ringelementet (58) initialt sleider på den sylindriske overflaten (12) men er ikke i utgangspunktet i inngrep med gjengen (19) langs den sylindriske overflaten (12); og (h) hvori gjengen (137) på den indre omkretsen av ringelementet (58) og gjengen (19) langs den sylindriske overflaten (12) går i inngrep ved styring av den aksiale translasjonen av muffen (130).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori nevnte elastisk forspente gjenge er forspent til kontakt med den første gjengen (135).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvori gjengen (19) langs den sylindriske overflaten tilveiebringer en gjengedybde på fra omtrent 0,0432 mm til omtrent 0,0864 mm.

4. Forankring for brønnverktøy, omfattende: (a) en idet vesentlige rørformet stamme (12) innbefattende en seksjon (T) med utvendig gjenger (19); (b) en idet vesentlige rørformet kilebelte skoholder (52, 72) glidbart montert over nevnte rørformige stamme (12), idet nevnte skoholder (52, 72) har et flertall låseslisser fordelt rundt holderens diameter; karakterisert vedat den videre omfatter: (c) en idet vesentlige rørformig kilebelte engasjeringsmuffe (130) glidbart montert rundt nevnte stamme (12), idet muffen (130) har en hovedsakelig konisk kileflate (132) hovedsakelig rundt omkretsen av muffen (130), et flertall fingerutspringere (57, 77) fra den koniske kileflaten (132) og innvendige gjenger som hovedsakelig vil gå i inngrep med segmentet (T) av stammens utvendige gjenge (19); (d) et flertall kilebeltesko (56, 76) i inngrep med den nevnte skoholder (52, 72) og muffen (130) der hver har rørvegg penetrerings kilebelter (110, 120) tversover en ytre flate på skoen (56, 76); og (e) et flertall kalibrerte skjærfesteelementer (55, 75) for å fastgjøre fingerfremspringerne til skoholderen (52, 72).

5. Forankring for brønnverktøy ifølge krav 4, hvori nevnte innvendige gjenger på inngrepsmuffen er radielt elastiske for å passere over nevnte stammegjenger i en aksial retning og for å gå i inngrep med stammegjengene i en motsatt aksial retning.

6. Forankring for brønnverktøy ifølge krav 4, ytterligere omfattende en legeme låsering (58) satt inne i en innvendig boring av kilebelte-inngrepsmuffen (130), idet nevnte innvendige gjenger (137) på hylsen (130) er utformet på legeme låsering (58).

7. Forankring for brønnverktøy ifølge krav 4, hvori segmentet med utvendige gjenger (19) er trapesgjenger.

8. Forankring for brønnverktøy ifølge krav 4, hvori skoholderen (52, 72) ytterligere omfatter sperreinnretninger som mottar nevnte utspringende fingre (57, 77).