NO332667B1 - Kulenedslippssammenstilling og sementeringshode som omfatter sammenstillingen - Google Patents

Abstract

En kulenedslippssammenstilling (350) for nedslipping av en eller flere gjenstander, slik som sfæriske kuler (5, 5', 5"), i et borehull. Sammenstillingen omfatter et sete (330) som skal holde på en kule før den slippes. Sammenstillingen kan også omfatte en kuletilførselskanal (380) for tilførsel av tilleggskuler til setet. En kuleholdearm (40) er tilveiebrakt for selektivt å motta og holde kuler på setet (330) og deretter slippe kulene enkeltvis inn i borehullet. I en utførelse er sammenstillingen festet til en sideboring (4) i fiuidforbindelse med en hovedboring (6) i et sementeringshode (105). Kuleholdearmen (40) dreier inn i boringen (6) når den frigjør en kule (5'). Når en plugg (8) slippes inn i boringen fra et sementeringshode (105), vil pluggen (8) utløse armen (40), hvilket får kuleholdearmen til å dreie tilbake mot sin kuleholdende stilling. Kulenedslippssammenstillingen tjener således også som en pluggfrigjøringsindikator.

Description

KULENEDSLIPPSSAMMENSTILLING OG SEMENTERINGSHODE SOM OMFATTER SAMMENSTILLINGEN

Den herværende oppfinnelse vedrører generelt et apparat for å slippe en kule ned i et borehull og et sementeringshode som omfatter apparatet. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen et apparat for å slippe ned én eller flere kuler, hvilket også kan brukes som indikator på at en plugg er blitt sluppet mn i en streng av borerør.

Ved boring av olje- og gassbrønner blir et borehull utformet ved bruk av en borekrone som tvinges nedover i en nedre ende av en borestreng. Etter boring til en forhåndsbe-stemt dybde blir borestrengen og kronen fjernet, og borehullet blir foret med en streng av fonngsrør. Det blir således dannet et ringformet område mellom fonngsrør-strengen og formasjonen. Det blir deretter gjennomført en sementenngsoperasjon for å fylle det ringformede området med sement. Kombinasjonen av sement og fonngsrør styrker borehullet og gjør det lettere å isolere visse områder av formasjonen bak formgsrøret for produksjon av hydrokarboner.

Det er vanlig å ta i bruk mer enn én fonngsrørstreng i et borehull. I dette henseende blir en første fonngsrørstreng satt i borehullet når brønnen er boret til en første tiltenkt dybde. Den første fonngsrørstreng henges opp fra overflaten, og sement blir deretter sirkulert inn i nngrommet bak formgsrøret. Brønnen blir deretter boret til en andre tiltenkt dybde, og en andre streng av fonngsrør, eller forlengnmgsrør, blir kjørt mn i brønnen. Den andre streng settes på en slik dybde at det øvre parti av den andre fonngsrørstreng overlapper det nedre parti av den første fonngsrørstreng. Den andre forlengningsrørstreng blir deretter festet eller "hengt opp" i det eksisterende fonngs-rør. Etterpå blir den andre fonngsrørstreng også sementert. Denne prosess blir typisk gjentatt med tilleggsstrenger av forlengnmgsrør til brønnen er blitt boret til total dybde. På denne måte blir brønner typisk utformet med to eller flere strenger av forings-rør med stadig avtakende diameter.

I prosessen med utforming av et borehull er det av og til ønskelig å benytte forskjellige plugger. Plugger angir typisk et langstrakt elastomerisk legeme brukt til å skille fluider som pumpes inn i et borehull. Det er vanlig å bruke plugger for eksempel under sementenngsoperasjonene for et forlengnmgsrør.

Prosessen for å sementere et forlengnmgsrør i et borehull innebærer typisk bruk av skrapeplugger for forlengnmgsrør og utløsningsplugger for borerør. En forlengnings-rørskrapeplugg er typisk plassert inne i toppen av et forlengningsrør og blir ført ned i borehullet sammen med forlengmgsrøret i bunnen av en arbeidsstreng. Forlengnings-rørskrapepluggen har en gjennomgående sylindrisk boring for at fluider skal kunne passere.

Etter at forlengnmgsrøret og den dertil festede forlengnmgsrørskrapeplugg er på plass, blir fluid injisert i borehullet gjennom arbeidsstrengen. Fluidet er typisk et sirkulenngs-fluid, eller sement. Etter at et tilstrekkelig volum av sirkuleringsfluid eller sement er blitt brakt mn i borehullet, sendes borerørsutløsnmgspluggen (av og til kalt en ned-pumpingsplugg) av gårde. Ved bruk av boreslam, sement eller annet fortrengnmgsflu-id blir utløsnmgspluggen pumpet mn i arbeidsstrengen. Når utløsnmgspluggen beveger seg nedover i borehullet, setter den seg på forlengnmgsrørskrapepluggen og stenger den innvendige boring gjennom forlengnmgsrørskrapepluggen. Hydraulisk trykk ovenfor utløsnmgspluggen tvinger utløsnmgspluggen og skrapepluggen til å løsne fra bunnen av arbeidsstrengen og sammen bh pumpet nedover forlengnmgsrøret. Dette tvinger det sirkuleringsfluid eller den sement som befinner seg foran skrapepluggen og utløsnmgspluggen, til å bevege seg ned gjennom forlengnmgsrøret og foreta en u-svmg opp og inn i ringrommet i forlengnmgsrøret. Forlengnmgsrørskrapepluggen har radiale skraper som skal gå i kontakt med og skrape innsiden av forlengnmgsrøret når pluggen beveger seg ned gjennom forlengnmgsrøret.

Sementenngsoperasjonen beskrevet ovenfor benytter et sementenngshodeapparat ved toppen av borehullet for å injisere sement og andre fluider ned i borehullet, og for å frigjøre pluggene. Sementenngshodet innbefatter typisk et utløsningsplugg-frigjønngsapparat, av og til kalt en pluggnedslippsbeholder (plug-droppmg container). Utløsningsplugger som brukes under en sementeringsoperasjon, blir holdt på overflaten av pluggnedslippsbeholderen. Pluggnedslippsbeholderen inngår i sementeringshodet ovenfor borehullet. Det typiske sementeringshode innbefatter også en eller annen mekanisme som tillater sement eller annet fluid å bli avledet rundt utløsnmgspluggen til frigjøring av pluggen ønskes. Fluid blir ledet til å strømme forbi utløsnmgspluggen på en eller annen måte inne i beholderen til den er klar til å slippes, på hvilket tids-punkt fluidet blir ledet til å strømme bak pluggen og tvinge den nedover i hullet.

Fra publikasjonen US 5950725 A er det kjent et sementeringshode bestående av en kulenedshppssammenstilling med en kule, og hvor kulen frigjøres ved å skyve på en skyvpmne ved bruk av en dnvaksel.

Fra publikasjonene US 18272257 A og US 679654 Bl er det kjent andre typer semen-tenngshoder med kulenedslippssammenstillinger.

Sementenngshodet innbefatter ofte en pluggfrigjøringsindikator som informerer ope-ratøren på overflaten om at en plugg er blitt frigjort. Frigjønngsindikatoren er vanligvis plassert nedenfor pluggnedslippsbeholderen og må tilbakestilles etter hver frigjø-ring av en plugg. I ett arrangement har pluggfrigjønngsindikatoren en finger som rager ut i boringen i sementeringshodet. Fingeren kan "utløses" av en plugg som pas-serer i boringen, for å gi en positiv indikasjon på at en plugg er blitt frigjort. Fngjø-ringsmdikatoren har en indikatorfane plassert utenfor sementeringshodet, hvilken er

synlig for en operatør for å angi at en plugg er sluppet ned i hullet gjennom borerøret.

Pluggfngjøringsindikatorer er utformet til å forhindre tilfeldig utløsning av fluidstrøm-ning i boringen. Mange fngjøringsindikatorer bruker fjaerskiver for å motstå fluidkrefter og for å holde fingeren i boringen til den frigjorte plugg utløser fingeren. Justeringen av fjærskiven må imidlertid være balansert mellom det å motstå fluidstrømning og å indikere frigjøring av plugg. Dersom justeringen av fjæren er for stram, kan den kraft som kreves for å løse ut indikatoren, være stor nok til å hindre pluggen fra å bevege seg nedover. Dersom fjærjusteringen er for løs, kan den bli utløst for tidlig.

En annen vanlig komponent i et sementeringshode eller annet fluidsirkulasjonssystem er en kulenedslippssammenstilhng som skal slippe en kule ned i rørstrengen. Kulen kan slippes for mange formål. For eksempel kan kulen slippes ned på et sete som er plassert i borehullet, for å stenge borehullet. Avtetting av borehullet tillater trykk å bygge seg opp i borehullet for å aktivere et brønnverktøy slik som en pakning, en for-lengningsrørhenger, et kjøreverktøy eller en ventil. Kulen kan også slippes for å skjæ-re en pinne for å betjene et brønnverktøy. Kuler blir også av og til brukt i semente-nngsoperasjoner for å avlede sementstrømmen under tnnndelte sementeringsoperasjoner. Kuler blir også brukt for å omforme flottørutstyr. Det kan således slippes flere kuler i sekvens under en komplettenngsoperasjon.

Mange kulenedslippssammenstillinger bruker en holdeanordnmg for å holde kulen ute av den gjennomgående strøm til kulen skal slippes. Holdeanordnmgen innbefatter vanligvis et stempel som bruker Imeærbevegelse for å skyve kulen mn i den gjennomgående strøm på frigjønngstidspunktet. Disse utforminger er tilbøyelige til å strekke seg ut av sementhodets hovedlegeme og krever tallrike manuelle omdreininger på et hjul for å frigjøre kulen.

Ved sammenstilling av et sementeringshode blir pluggfrigjøringsindikatoren typisk plassert nedenfor kulenedshppssammenstillingen for å verifisere at den frigjorte plugg har gått klar av alle mulige hindringer i sementeringshodet. En ulempe med denne utforming er at pluggfrigjøringsindikatoren må trekkes tilbake før en kule frigjøres. Å stable kulenedshppssammenstillingen over pluggfrigjøringsindikatoren øker dessuten lengden og størrelsen på hodeelementet. Dessuten kreves det to forskjellige aktivato-rer for separat å aktivere pluggfrigjøringsindikatoren og kulenedshppsmekanismen.

Det er derfor behov for en kulenedslippssammenstilhng som både kan slippe en kule ned i borehullet og angi at en plugg er blitt frigjort. Det er videre behov for et apparat for å slippe en kule og angi pluggfngjøring, hvilket er mer kompakt, mer effektivt og billigere enn å bruke to separate anordninger for å utføre disse funksjoner. Enda videre er det behov for en kulenedshppssammenstilling som tillater en kule å bh sluppet ned i et borehull uten separat tilbaketrekking av en pluggfngjøringsindikator. Det er også behov for en kombinert utløsningspluggfrigjønngsindikator og et kulenedshpp-sapparat som vil redusere kravene til aktivatorkraft og styringssystem for fjernstyrte operasjoner. Endelig er det behov for et slikt apparat som gir rom for sekvensiell ned-shpping av mer enn én kule.

I overensstemmelse med et første aspekt ved den herværende oppfinnelse er det tilveiebrakt en sammenstilling for nedslipping av en gjenstand i et borehull, hvilken sammenstilling omfatter: et sete for å motta gjenstanden ved overflaten;

en holdearm som skal holde gjenstanden i setet ved overflaten; og

en aksel gjennom holdearmen, om hvilken holdearmen dreier mellom en gjenstandsholdende stilling og en gjenstandsfngjørende stilling.

Ytterligere aspekter og foretrukne trekk er fremsatt i patentkrav 2 og påfølgende patentkrav.

Den herværende oppfinnelse tilveiebringer således, i det minste i foretrukne utførel-ser, en kulenedslippssammenstilhng til bruk ved borehullsoperasjoner. Sammenstillingen tilveiebringer et middel til både å slippe en kule og til å angi at en plugg er blitt sluppet fra et sementeringshode eller annet pluggnedslippsapparat og inn i et borehull. Sammenstillingen omfatter et sete som skal holde på en kule før den frigjøres. Apparatet omfatter videre en arm som skal holde kulen i setet. Kuleholdearmen kan ha en første finger og en andre finger som sammen danner en L-formet arm, hvorved kulen holdes mellom de to fingrer. Kulenedslippssammenstillingen omfatter også en aksel for armens dreining. Akselen kan også tjene som en pinne som armen dreier om fra en kuleholdende stilling og til en kulefngjørende stilling.

Sammenstillingen er fortrinnsvis plassert i en sidebonng i tilstøtmg til hovedbonngen i sementeringshodet. I den kuleholdende stilling kan den første finger være plassert i inngangen fra sideboringen til hovedbonngen og derved hindre kulen fra å slippe inn i sementeringshodets hovedbonng og falle ned i borehullet. I forhold til den første finger er den andre finger fortrinnsvis plassert inne i sideboringen og over kulen. Når kulen er klar til å slippes, kan armen dreies i retning hovedboringen og derved få den første finger til å rage mn i hovedboringen og samtidig få den andre finger til å tvinge kulen til å bevege seg fra setet og mn i hovedboringen. Dreiningen beveger fortrinnsvis også den første finger i stilling for å angi pluggfngjøring. Når en plugg er sluppet mn i boringen, vil den bevege seg ned gjennom hovedboringen og utløse den første finger, hvilket får den kuleholdende arm til å dreie tilbake til kuleholdende stilling. Dreining av armen får fortrinnsvis akselen utenfor sementhodet til å rotere, og tilveiebringer derved visuell bekreftelse for operatøren på pluggfngjøring nede i borehullet.

Ifølge ett aspekt ved den herværende oppfinnelse strekker akselen seg perpendikulært gjennom et hus i sementeringshodet. Ved at akselen strekker seg avtettet gjennom begge sider av huset, tilveiebringes en trykkbalansert kulenedslippssammenstillmg som kan aktiveres med lavt dreiemoment. Hver ende av akselen kan ha en aktiveringsspak for dreining av akselen. Aktivenngsspakene kan være plassert utenfor sementeringshodet og holdes i stilling av en fordypning i den ytre vegg i sementeringshodets legeme. Aktivenngsspakene kan også tjene som bekreftelsesmiddel for pluggfngjøring.

Det er tilveiebrakt et alternativt arrangement for en kulenedslippssammenstillmg, hvilket tillater at mer enn én kule selektivt blir sluppet ned i borehullet. I dette arrangement er det tilveiebrakt en kuletilførselskanal i tilstøtmg til setet. Den første kule som skal slippes ned, blir lastet mn på selve setet. Etter at den første kule er blitt sluppet, blir armen dreid tilbake mot kuletilførselskanalen. Det er tilveiebrakt et for-spennmgselement i kuletilførselskanalen, hvilket bevirker at den andre kule tvinges inn på setet. Kulenedslippsprosedyren kan deretter gjentas. På denne måte kan et flertall av kuler slippes i sekvens under en borehullskompletteringsoperasjon.

Det vil nå, bare som eksempel, bh beskrevet noen foretrukne utførelser av oppfinnelsen idet det vises til de medfølgende tegninger, hvor:

Fig. IA er et snitt riss av en første utførelse av en kulenedslippssammenstilhng i en kuleholdende stilling, vist plassert i en sidebonng i et sementenngs hode; Fig. IB er et snitt riss av en kulenedslippssammenstillmg ifølge fig. IA i dens kulefngjørende stilling; Fig. 2 er et snittperspektiv av et sementeringshode og viser en aktiveringsspak; Fig. 3A er et snitt riss av en alternativ utførelse av en kulenedslippssammenstilhng i en kuleholdende stilling, idet en andre kule er lastet mn i kuletilførsels-kanalen; Fig. 3B er et snittnss av kulenedslippssammenstillingen på fig. 3A i dennes ku-lefrigjørende stilling idet den første kule er sluppet, mens den andre kule blir værende i kuletilførselskanalen; Fig. 3C er et snittriss av kulenedslippssammenstillingen på fig. 3A etter at den første kule er blitt sluppet ned, og armen er dreid tilbake for å motta den andre kule fra kuletilførselskanalen; Fig. 3D er et snittriss av kulenedslippssammenstillingen på fig. 3A etter at den andre kule er mottatt fra kuletilførselskanalen, idet kulenedshppssammenstillingen igjen er i sin kuleholdende stilling; Fig. 3E er et snittriss av kulenedshppssammenstillingen på fig. 3A etter frigjøring av den andre kule fra kulenedshppssammenstillingen; Fig. 4 er et tverrsnittsoppnss av et parti av et sementeringshode innbefattende kulenedshppssammenstillingen på fig. 3B og viser en plugg som frigjøres fra sementeringshodet ovenfor kulenedshppssammenstillingen; Fig. 5 er et tverrsnittsoppnss a sementeringshodet på fig. 4 etter at pluggen har beveget seg gjennom hovedboringen i sementeringshodet og inn i borehullet, hvorved den har tvunget armen i kulenedslippssammenstillingen til å vende tilbake til sin kuleholdende stilling; Fig. 6 er et tverrsnittsplanoppnss ovenfra av en kulenedslippssammenstilhng ifølge den herværende oppfinnelse under frigjøring av en kule, og viser holdearmen idet den dreier mn i hovedboringen i sementeringshodet; og Fig. 7A-7C viser et alternativt arrangement for angivelse av kuleholding og utløsnmgs-pluggfngjøring i et sementeringshode. Pa fig. 7A er et første fingerelement 41 og et andre fingerelement 42 innrettet til å holde en kule 5. På fig. 7B er det første fingerelement 41 og det andre fingerelement 42 dreid for å slippe kulen 5 mn i borehullet. På fig. 7C er det første fingerelement 41 og det andre fingerelement 42 dreid tilbake når utløsnmgspluggen er sluppet ned i borehullet. Fig. IA er et delsnittriss av et sementeringshode 105 og viser én utførelse av en kulenedslippssammenstillmg 150 ifølge den herværende oppfinnelse. Kulenedslippssammenstillingen 150 er vist i kuleholdende stilling med en kule 5 plassert i den. Kulenedslippssammenstillingen 150 er plassert i en sideboring 4 som finnes i tilstøtmg til en hovedbonng 6 i sementeringshodet 105.

Kulenedslippssammenstillingen 150 omfatter først et sete 130 som skal holde kulen 5. Setet 130 angir et underlag som kulen 5 sitter på mens sammenstillingen 150 er i kuleholdende stilling. Kulenedslippssammenstillingen 150 omfatter også en holdearm 40. Holdearmen 40 holder kulen 5 inne i setet 130 til kulen 5 er klar til å slippes inn i hovedbonngen 6. I den kuleholdende stilling vist på fig. IA, virker holdearmen 40 til å hindre kulen 5 fra å bevege seg ut av setet 130.

Holdearmen 40 er plassert i sideboringen 4. Holdearmen 40 har et første fingerelement 41 og et andre fingerelement 42 som møtes slik at de danner et L-formet legeme. Hver finger 41, 42 kan angi ett enkelt langstrakt legeme som vist på Fig. IA. Betegnelsen finger angir imidlertid også hvilket som helst annet utspring som kan holde på og drive en kule 5. Eksempler innbefatter, men er ikke begrenset til, en plate eller gaffel som har tinder (ikke vist).

Holdearmen 40 er på fig. IA plassert slik at den første finger 41 er plassert mellom hovedboringen 6 og kulen 5 for å holde inne kulen i setet 130. Den første finger 41 har fortrinnsvis en flat ytre flate som er i flukt med hovedboringen 6, slik at den ikke kommer i konflikt med eventuelt fluid eller en eventuell gjenstand som måtte bevege seg ned gjennom hovedboringen 6.1 den kuleholdende stilling blir kulen 5 innledningsvis holdt mellom fingrene 41, 42. I dette henseende er fingeren 42 orientert inne i sideboringen 4. Den ytre flate av den andre finger 42 kan være flat eller rett. Den indre flate av den andre finger 42 er fortrinnsvis krummet når en sfærisk kule 5 brukes som nedslippsgjenstanden. Det skal forstås at de to fingrer 41, 42 ikke behøver danne en perfekt "L"; vinkelen dannet av de to fingrer 41, 42 kan være mindre eller større enn 90 grader. Dessuten kan det gjøres bruk av andre gjenstander enn en sfæ risk kule som nedslippsgjenstanden. Betegnelsen "kule" i dette skrift innbefatter således enhver gjenstand som er egnet til å slippes ned i et borehull for midlertidig å tette borehullet.

En aksel 45 er forbundet med holdearmen 40 for å dreie holdearmen 40 mellom en holdestilling (fig. IA) og en frigjøringsstillmg (fig. IB). En hette 155 plasseres valgfritt i en ytre ende av sideboringen 4 for å hindre fluidlekkasje. Hetten 155 har én eller flere tetninger 158 plassert rundt en diameter på hetten 155 for å gjøre det lettere å holde tilbake fluid. En holdehylse 160 er plassert utvendig på sementeringshodet 105 for å omslutte kulenedslippssammenstillingen 150. Bruken av hetten 155 og holdehyl-sen 160 tillater lading på ny av kulenedslippssammenstillingen 150 etter at en første kule 5 er blitt sluppet ned. Det skal imidlertid forstås at kulenedslippssammenstillingen 150 kan lades på ny fra bunnen, slik at en avtakbar hette 155 ikke er nødvendig. På denne måte er det ikke behov for noen demontering av kulenedslippssammenstillingen 150.

Fig. IB avbilder kulenedslippssammenstillingen 150 i dennes kulefngjørende tilstand. På dette oppriss er holdearmen 40 dreid slik at den første finger 41 beveger seg mn i hovedboringen 6 og befinner seg i banen for enhver gjenstand som beveger seg fra sementeringshodet 105 og inn i borehullet. Holdearmen 40 er fortrinnsvis dreid 90 grader, slik at den første finger 41 er perpendikulær i forhold til hovedboringen 6. Som vist, er et parti av den andre finger 42 plassert i hovedboringen 6 for å sikre at kulen slippes helt mn i hovedboringen. Det er imidlertid ikke nødvendig at noe parti av den andre finger 42 beveger seg mn i hovedboringen 6 når holdearmen 40 dreies til fngjø-ringsstillmg, så lenge kulen 5 blir frigjort.

Holdearmen 40 dreier om akselen 45. Rotering av akselen 45 dreier holdearmen 40 mellom kuleholdende stilling og kulefngjørende stilling. Det foretrekkes at akselen 45 strekker seg gjennom sementermgshodets 105 legeme 3 på begge sider av hovedbonngen 6. En fordel med å la akselen 45 strekke seg gjennom legemet 3 på begge sider, er at akselen 45 vil være trykkbalansert og ikke vil kreve vesentlig dreiemoment for å rotere. Som det vil bli vist, gir det at akselen strekker seg gjennom begge sider av sementeringshodet 105 i tillegg visuell bekreftelse på kulefngjøring på den ene eller andre side av sementeringshodet 105.

Fig. 2 viser kulenedslippssammenstillingen 150 i et tverrsnittsoppnss. Som illustrert

på fig. 2, er en aktivenngsspak 70 forbundet med i det minste den ene ende av akselen 45 for å dreie armen 40. Aktiveringsspaken 70 er fortrinnsvis plassert på den ytre flate av sementeringshodet 105, slik at den også kan virke som en pluggfrigjønngsin-

dikator. En pinne 75 er delvis plassert i en ende av aktivenngsspaken 70 motsatt av akselens 45 forbindelse. Sementenngshodets 105 ytre flate har to fordypninger 82, 84 som skal passe til pinnen 75. Pinnen 75 har en forspenningsmekamsme (ikke vist) som tvinger pinnen 75 inn i den ytre flate av sementeringshodet 105. Når pinnen 75 er plassert over én av fordypningene 82, 84, tvinger forspenningsmekanismen pinnen 75 til å gå i inngrep med fordypningen 82, 84. Når pinnen 75 går i inngrep med fordypningen 82, 84, blir aktivenngsspaken 70 og holdearmen 40 holdt på plass til ti I— leggskraft blir påført for å tvinge pinnen 75 ut av fordypningen 82 eller 84.

Under virksomhet befinner kulenedslippssammenstillingen 150 seg innledningsvis i den kuleholdende stilling, med en kule 5 plassert i den. Holdearmen 40 holdes på plass av pinnen 75 som befinner seg i inngrep med en første fordypning 82. Den førs-te finger 41 er plassert fullstendig inne i sideboringen 4, hvorved den tillater fluider eller gjenstander å bevege seg ned gjennom hovedboringen 6 uhindret av kulenedslippssammenstillingen 150. Den andre finger 42 (synlig på fig. IB) er plassert i tilstøtmg til kulen 5 og inne i sideboringen 4.

Når kulen 5 er klar til å slippes, dreies aktivenngsspaken 70. Pinnen 75 blir tvunget ut av den første fordypning 82, hvorved aktivenngsspaken 70 tillates å dreie slik at pinnen 75 går i inngrep med den andre fordypning 84. Dreining av aktivenngsspaken 70 får holdearmen 40 til å bevege seg fra sin kuleholdende stilling og til sin kulefngjøren-de stilling. Når aktivenngsspaken 70 dreies, beveger den første finger 41 seg mn i hovedboringen 6 til den når en stilling i det vesentlige perpendikulært på hovedbonngen 6. Den andre finger 42 dreier samtidig mot hovedboringen 6 omtrent 90 grader og tvinger kulen 5 mn i hovedboringen 6 for å slippes inn i borehullet (ikke vist). Når pinnen 75 på aktivenngsspaken 70 befinner seg over den andre fordypning 84, går pinnen 75 i inngrep med den andre fordypning 84 for å holde aktivenngsspaken 70 og holdearmen 40 i den kulefngjørende stilling.

Et alternativt arrangement for en kulenedslippssammenstillmg er vist på fig. 3A-3E. Fig. 3A-3E viser tverrsnittsoppnss av et parti av et sementeringshode 105. I sementeringshodet 105 ses en utførelse av en kulenedslippssammenstillmg 350. Kulenedslippssammenstillingen 350 slipper kuler 5', 5" mn i hovedboringen 6, hvoretter de vil falle ned i borehullet (ikke vist). Fig. 3A viser den alternative utførelse av en kulenedslippssammenstilling 350 i en kuleholdende stilling. Kulenedslippssammenstillingen 350 er igjen vist plassert i en sidebonng 4 i et sementeringshode 105. I dette alternative arrangement kan et flertall av kuler selektivt slippes ned i borehullet. Eksemplet i oppnsset på fig. 3A viser to kuler 5', 5".

Den alternative kulenedslippssammenstillmg 350 har felles trekk med den første utfø-relse 150 vist på fig. IA. I dette henseende gjør hver utførelse 150, 350 bruk av en arm 40 som dreier om en aksel 45. Hver utførelse 150, 350 gjør også bruk av et sete 130 henholdsvis 330. Den andre utførelse (vist på fig. 3A-3E) sørger imidlertid for en langstrakt kuletilførselskanal 380 som skal ta imot én eller flere kuler 5" i tillegg til den første kule 5'. Kuletilførselskanalen 380 er boringen i et langstrakt rørformet legeme 355 som er gjengeforbundet med sementenngshodets 105 legeme 3. En tetning 358 er tilveiebrakt ved grenseflaten mellom det rørformede legemet 355 og sementenngshodets legeme 3.

Et forspenmngselement er tilveiebrakt i kuletilførselskanalen 380 for å tvinge til— leggskulene 5" mn i setet 330. I arrangementet på fig. 3A-3E angir forspenningselementet en plate 370 som påvirkes av en fjær 372. Fjæren 372 holdes sammentrykt for å tilveiebringe en konstant kraft mot platen 370. En skulder 382 er tilveiebrakt langs kuletilførselskanalen 380 for å begrense platens 370 bevegelse mot hovedbonngen 6 i sementeringshodet 105.

Det er underforstått at andre forspenningselementarrangementer kan benyttes. For eksempel kan det rørformede legemet 355 ganske enkelt skråstilles i en liten vinkel, hvorved tyngdekraften får virke på den andre kule 5".

På fig. 3A blir den første kule 5' holdt på setet 330. En andre kule 5" kan ses lastet mn i kuletilførselskanalen 380. Den andre kule 5" blir drevet mot setet 330 av fjæren 372 og platen 370. Den andre kule 5" kan imidlertid ikke innta setet 330 fordi den er sper-ret av det andre fingerelement 42. På denne måte mottar armen 40 selektivt én enkelt gjenstand, f.eks. en kule 5', om gangen. Fig. 3B er et snittriss av kulenedslippssammenstillingen 350 på fig. 3A i dens ku-lefngjørende stilling. På dette oppnss blir den første kule 5' sluppet ned i borehullet, men den andre kule 5" blir værende i kuletilførselskanalen 380. Det bemerkes at det andre fingerelement 42 hindrer den andre kule 5" fra å innta setet 330 og fra å bh fanget av armen 40. Fig. 3C er igjen et snittriss av kulenedshppssammenstillingen 350 på fig. 3A. På dette oppriss er den første kule 5' blitt sluppet ned og kan ikke lenger ses. Armen 40 er blitt dreid tilbake mot kuletilførselskanalen 380 for å ta imot den andre kule 5" fra kuletil-førselskanalen 380. I dette oppriss er armen 40 i en kulemottakende stilling. Det skal forstås at tilbakedreining av armen 40 mot kuletilførselskanalen 380 vil påvirke det andre fingerelement 42 til å virke mot den andre kule 5" og midlertidig drive den tilbake lengre inn i kuletilførselskanalen 380. Når det andre fingerelement 42 går klar av den andre kule 5", blir den andre kule 5" fanget mellom armens 40 første 41 og andre 42 fingerelement av forspenningselementet, f.eks. fjæren 372 og platen 370. Fig. 3D er et snittriss av kulenedslippssammenstillingen 350 på fig. 3C. På dette oppriss er den andre kule 5" blitt fanget av armen 40. Sammenstillingen 350 befinner seg nå i den kuleholdende stilling igjen. Den andre kule 5" er klar til å slippes. Fig. 3E er et snittriss av kulenedslippssammenstillingen på fig. 3D. I dette oppriss er armen 40 blitt dreid for å således bevege den andre kule 5" mot boringen 6. Den andre kule 5" frigjøres fra kulenedslippssammenstillingen 350. Sammenstillingen 350 befinner seg nå i sin kulefngjørende stilling.

I det andre kulenedslippssammenstilhngsarrangement 350 blir kulene 5', 5" osv. lastet inn på forhånd i kuletilførselskanalen 380. For å laste inn kulene 5', 5", må kulene 5', 5" plasseres i det langstrakte rørformede legemet 355. En hette 360 er tilveiebrakt over det rørformede legemet 355 for ytterligere å trykktette kuletilførselskanalen 380. Hetten 360 innbefatter et tetningselement 368 på grenseflaten mellom det rørformede legemet 355 og hetten 360. Innlasting av kulene 5', 5" oppnås således ved å fjerne hetten 360 og plassere kulene 5', 5" i kuletilførselskanalen 380 i det rørformede legemet 355. Armen 40 befinner seg fortrinnsvis i sin kuleholdende stilling under kuleinn-lastingsprosessen. Hetten 360 blir deretter satt på igjen på det rørformede legemet 355 i sementeringshodet 105.

I den kulefngjørende stilling kan holdearmen 40 fungere som pluggfrigjøringsindikato-ren. Prosessen for angivelse av pluggfngjøring blir vist senere i forbindelse med fig. 4 og 5.

Fig. 4 viser et tverrsnittsoppnss av sementeringshodepartiet 105 på fig. 3B. Kulenedslippssammenstillingen 350 blir værende i sin kulefngjørende stilling. I dette henseende er kulen 5' allerede blitt sluppet inn i hovedboringen 6 og mn i borehullet nedenfor. Et parti av den første kule 5' er synlig inne i sementeringshodet 105 på

tegningen på fig. 4. Armens 40 finger 41 er i det vesentlige perpendikulær på hovedboringen 6 i pluggbeholderen 105. På dette stadium kan borefluid føres mn i borehullet (ikke vist på fig. 4) for å rense bort produksjonsavfall fra det ringformede rom. Den andre fordypning 84 yter tilstrekkelig motstand mot fluidkrefter til å holde den første finger 41 i hovedboringen 6.

Etter at kulen 5" er frigjort, blir en utløsningsplugg 8 frigjort fra sementeringshodet 105. Utløsnmgspluggen 8 kan ses på fig. 4. For å frigjøre utløsnmgspluggen 8 blir en kulenedslippsbeholder anvendt i sementeringshodet 105. Kulenedslippsbeholderen angir primært en sylinder 430 som skal holde på en plugg 8 til denne ønskes sluppet inn i borehullet. Sylinderpartiet 430 av en pluggnedshppsbeholder er vist delvis på fig. 4 med en utløsningsplugg 8 plassert i den. Sylinderen 430 er et rørformet element plassert koaksialt inne i et rørformet hus 10. Sylinderen 430 har en kanal 435 som sin boring. Kanalen 435 er innrettet på linje med boringen 6 i sementeringshodet 105. Sylmderkanalens 435 indre diameter er fortrinnsvis utformet til å passe til boringens 6 indre diameter.

I virksomhet blir utløsnmgspluggen 8 plassert i sylinderkanalen 435 når sementeringshodet 105 befinner seg i en pluggholdende stilling. Når utløsnmgspluggen 8 er frigjort, beveger den seg nedover ut av sylinderen 430 og gjennom en nedre åpning 15. Den nedre åpning 15 står i fluidforbindelse med hovedboringen 6.

Det typiske pluggnedslippsapparat innbefatter ett eller annet middel for å holde på utløsnmgspluggen 8 til pluggfngjøring er ønskelig. Det typiske pluggnedslippsapparat innbefatter også ett eller annet middel for å avlede fluid rundt utløsnmgspluggen 8 i påvente av pluggfngjøring. Disse trekk er ikke vist på fig. 4. Det skal imidlertid forstås at kulenedslippssammenstillingen 350 vil virke sammen med hvilket som helst pluggnedslippsapparat av hvilken som helst type så lenge kulenedslippssammenstillingen 350 er plassert nedenfor pluggnedslippsbeholderen. Det er derfor ikke behov for detal-jer vedrørende noen som helst spesiell pluggnedshppsbeholder.

Etter at utløsnmgspluggen 8 er frigjort fra en posisjon ovenfor kulenedslippssammenstillingen 350, beveger utløsnmgspluggen 8 seg nedover hovedboringen 6 og går i kontakt med den første finger 41. Fig. 5 viser utløsnmgspluggen 8 idet den beveger seg videre nedover og inn i borehullet. Kraften fra utløsnmgspluggen 8 som beveger seg nedover, frigjør pinnen 75 fra den andre fordypning 84 og dreier holdearmen 40 tilbake mot kuleholdende stilling. Når pinnen 75 er beveget fra den andre fordypning 84, angir den at utløsnmgspluggen 8 ble frigjort. Således tilveiebringes visuell bekreftelse på utløsnmgspluggfrigjøring for operatøren på overflaten. Sement eller annet sirkuleringsfluid kan deretter pumpes inn i borehullet bak utløsnmgspluggen 8.

Det kan være ønskelig å slippe en andre utløsningsplugg inn i borehullet. Før frigjøring av en ny utløsningsplugg blir holdearmen 40 dreid tilbake fra sin kuleholdende stilling til sin kulefngjørende stilling. Som bemerket, dreier holdearmen 40 om dreieakselen 45, slik at den er i stilling for å angi om den andre utløsningsplugg er blitt sluppet. I den kulefngjørende stilling er holdearmens 40 første finger 41 igjen plassert i hovedbonngen 6, og pinnen 75 er plassert i den andre fordypning 84. Når den andre utløs-ningsplugg er sluppet og går i kontakt med den første finger 41, dreier holdearmen 40 tilbake mot den kuleholdende stilling. Dreiningen beveger også pinnen 75 fra den andre fordypning 84 og mot den første fordypning 82 og angir derved at den andre utløs-ningsplugg er blitt sluppet.

På fig. 5 kan det ses at en andre kule 5" er tilgjengelig for påfølgende kulenedshpping. For å slippe den andre kule 5" må armen 40 dreies tilbake mot kuletilførselskanalen 380. Dette vil igjen få det andre fingerelement 42 til å virke mot den andre kule 5" og midlertidig drive denne tilbake lengre inn i kuletilførselskanalen 380. Når det andre fingerelement 42 går klar av den andre kule 5", blir den andre kule 5" fanget mellom armens 40 første 41 og andre 42 fingerelement av forspenningselementet, for eksempel fjæren 372 og platen 370 (slik det er vist på fig. 3C).

Utløsnmgspluggen 8 på fig. 4 og 5 er vist som en utløsningsplugg for borerør. Det skal imidlertid forstås at kulenedslippssammenstillingene 150, 350 er nyttige sammen med hvilken som helst type plugg, slik som en sementskrapeplugg (ikke vist).

Fig. 6 fremstiller kulenedslippssammenstillingen 350 i et tverrsnittsplannss, sett ovenfra. På dette oppriss finnes den langstrakte aksel 45. Akselen 45 strekker seg perpendikulært på holdearmen 40. Fortrinnsvis, og som vist i utførelsen på fig. 6, strekker akselen seg fra armen 40 på begge sider av hovedboringen 6. At akselen 45 strekker seg avtettet gjennom hovedboringen på begge sider, tilveiebringer en trykkbalansert kulenedslippssammenstillmg som kan aktiveres med lavt dreiemoment.

I den foretrukne utførelse har hver ende av akselen 45 en aktivenngsspak 70 for dreining av akselen 45. Aktivenngsspakene 70 er plassert utenfor sementeringshodet 105 og blir holdt på plass av fordypningene 82, 84 (vist på fig. 2) i sementeringshodets 105 ytre vegg. Det er underforstått at andre arrangementer for en kombinert kule-nedslipps- og utløsningspluggfrigjøringsindikatorsammenstilling ligger innenfor ram-men av den herværende oppfinnelse. For eksempel kan spakens 70 kuleholdende stilling være forskjellig fra spakens utløsningspluggfngjørende stilling. Et slikt arrangement er vist på fig. 7A-7C. På fig. 7A er et første fingerelement 41 og et andre fingerelement 42 innrettet til å holde kulen 5 direkte. I et slikt arrangement tjener det første fingerelement 41 også som setet 30. På fig. 7B er det første fingerelement 41 og det andre fingerelement 42 dreid for å slippe kulen 5 mn i borehullet. Deretter, som vist på fig. 7C, er det første fingerelement 41 og det andre fingerelement 42 dreid tilbake når utløsnmgspluggen (ikke vist) er sluppet ned i borehullet.

Den herværende oppfinnelse tilveiebringer derfor en kulenedslippssammenstilling som effektivt og rasjonelt kombinerer kulenedslippsfunksjonen med pluggfrigjøringsindika-torfunksjonen i ett enkelt apparat. Det skal likevel forstås at kulenedshppssammenstillingen kan brukes uten pluggfrigjøringsindikatorfunksjonen. Kulenedslippssammenstillingen kan videre benyttes enten med manuell aktivering, kraft- eller fjernaktivering.

Det bemerkes at pluggbeholderapparatet vist på fig. 4-5 bare er et eksempel og at den herværende oppfinnelse er nyttig i forbindelse med andre prosedyrer og utstyr som krever en kulefrigjøringsfunksjon. Det er også innenfor den herværende oppfin-nelses ramme å bruke kulenedslippssammenstillingen beskrevet i dette skrift for å slippe ned andre gjenstander enn kuler og for å slippe et flertall av kuler i sekvens.

Claims (22)

1. Sammenstilling (350) for å slippe en gjenstand fra en jordoverflate og inn i et borehull (7),karakterisert vedat sammenstillingen omfatter: - et sete (330) for å motta gjenstanden ved overflaten; - en holdearm (40) som skal holde gjenstanden tilbake i setet ved overflaten; og - en aksel (45) gjennom holdearmen (40), om hvilken holdearmen dreier mellom en gjenstandsholdende stilling og en gjenstandsfngjørende stilling.

2. Sammenstilling som angitt i krav 1, hvor holdearmen (40) har et første fingerelement (41) og et andre fingerelement (42); og gjenstanden holdes mellom det første og det andre fingerelement (41, 42) når armen er dreid til sin gjenstandsholdende stilling.

3. Sammenstilling som angitt i krav 2, hvor det første fingerelement (41) er plassert i det minste delvis i boringen når armen er i sin gjenstandsfngjørende stilling.

4. Sammenstilling som angitt i krav 3, hvor den er innrettet slik at armen blir dreid fra sin gjenstandsfngjørende stilling mot sin gjenstandsholdende stilling når en plugg (8) blir sluppet inn i borehullet (7) og beveger seg nedover forbi det første fingerelement (41).

5. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvor den videre omfatter en hette (155) som skal hindre fluidlekkasje fra borehullet (7).

6. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvor gjenstanden er en sfærisk kule.

7. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvor det første fingerelement (41) og det andre fingerelement (42) utgjør et langstrakt element hver, som møtes i en ende til dannelse av en i det vesentlige 90 graders vinkel.

8. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvor sammenstillingen er anbrakt i en sidebonng (4) som befinner seg i tilstøtmg til en hovedboring i et sementeringshode.

9. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvor en kule (5') kan lastes mn i setet (330) uten demontering av sammenstillingen.

10. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvor en kule (5') kan lastes inn i setet (330) fra bunnen av sementeringshodet (105).

11. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 8, hvilken er innrettet til å slippe minst to gjenstander ned i borehullet (7) og videre omfatter en gjenstandstilførselskanal (435) plassert inne i et hus (110), hvor - gjenstandstilførselskanalen (435) er innrettet til å inneholde alle gjenstander som skal slippes i tillegg til den første gjenstand; - tilleggsgjenstandene er forspent til å bevege seg fra gjenstandstilførselskana-len (435) og inn på setet; og - holdearmen (40) er innrettet til selektivt å ta imot hver tilleggsgjenstand enkeltvis etter at den første gjenstand er blitt sluppet ned i borehullet.

12. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvor: - holdearmen (40) har et første fingerelement (41) og et andre fingerelement (42); - gjenstanden blir holdt mellom det første og det andre fingerelement når armen er dreid til sin gjenstandholdende stilling; og gjenstanden er en sfærisk kule (5, 5', 5")-

13. En sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvor akselen strekker seg gjennom et legeme i et sementeringshode for å tilveiebringe en i det vesentlige trykkbalansert utforming.

14. Sammenstilling som angitt i krav 13, hvor den videre omfatter i det minste én aktivenngsspak (70) anbrakt på en ende av akselen for å dreie akselen og for å tilveiebringe visuell bekreftelse på at akselen har dreid.

15. Sammenstilling som angitt i krav 14, hvor den videre omfatter: - en pinne (75) som er plassert i det minste delvis innenfor den i det minste ene aktivenngsspak (70); og - én eller flere fordypninger i legemet, hvilke skal gå i inngrep med pinnen.

16. Sammenstilling som angitt i krav 15, hvor bevegelse av pinnen fra en første fordypning (82) og til en andre fordypning (84) dreier holdearmen (40) fra dennes gjenstandsholdende stilling og til dens gjenstandfrigjørende stilling.

17. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst foregående krav, hvor holdearmen (40) blir dreid manuelt fra den gjenstandholdende stilling mot den gjen-standfrigjørende stilling.

18. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 16, hvor dreining av holdearmen (40) er kraftdrevet.

19. Sammenstilling som angitt i hvilket som helst av kravene 1 til 16, hvor dreining av holdearmen (40) gjennomføres fjernbetjent.

20. Sementeringshode (105) som omfatter: - en hovedbonng som skal ta imot en plugg (8); - en sidebormg (4) som står i fluidforbmdelse med hovedbonngen; og - en sammenstilling (350) som angitt i hvilket som helst foregående krav, plassert i sideboringen (4).

21. Sementeringshode som angitt i krav 20, hvor akselen (45) strekker seg gjennom hver side av en boring i sementeringshodet (105).

22. Sementeringshode som angitt i krav 20 eller 21, hvor holdearmen (40) blir dreid fra sin kulefngjørende stilling og mot sin kuleholdende stilling når en plugg (8) er sluppet ned i borehullet fra sementeringshodet (105) og beveger seg forbi den første finger, slik at dreining tilveiebringer en bekreftelse på pluggfngjøring.