NO334422B1 - Forstørrelses- og stabiliserings-verktøy for bruk i et borehull og fremgangsmåte for iverksettelse av dette. - Google Patents

Abstract

Sammendrag 0. nr. Forstørrelses- og stabiliserings-verktøy omfattende et rørformet legeme (1) med et aksialt hulrom (2) åpent mot utsiden ved i det minste én radiell ledeslisse (3), et skjærebladelement (5, 6) innrettet slik at det er radielt forflyttbart i hver radielle ledeslisse (3, 4), og kilemidler som ved en aksial forflytning inne i det rørformede legeme vil indusere en radiell bevegelse av hvert skjærebladelement, så vel som et drivrør (11) som er montert i nevnte aksiale hulrom på en slik måte at det kan effektuere de aksiale forflytninger og som definerer en langsgående akse (8) rundt hvilken det kan rotere, i det minste ett kileelement (17, 18) løsbart understøttet av periferien til drivrøret (11), der hvert kileelement og drivrøret ved en første vinkelposisjon til drivrøret er i stand til å iverksette en aksial glidebevegelse i forhold til hverandre, mens hvert kileelement ved en andre vinkelposisjon til drivrøret drives i sine aksiale forflytninger av drivrøret, samt midler (28-32) for å kunne stoppe drivrøret i dets andre vinkelposisjon, for derved å tillate de ovenfor nevnte aksiale forflytninger.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et forstørrelses- og stabiliserings-verktøy for bruk i et borehull, omfattende et rørlegeme for montering mellom en første seksjon av en rørstreng og en andre seksjon av denne, der dette rørlegeme omfatter et aksialt hulrom som er åpent mot utsiden ved i det minste én radiell ledeslisse, et skjærebladelement innrettet på en slik måte at det er radielt forflyttbart i hver av de ovenfor nevnte radielle ledeslisser, samt kilemidler som ved en aksial forflytning inne i rørlegemet vil indusere en radiell bevegelse av hvert skjærebladelement i dets ledeslisse.

Slike verktøyer har vært kjent lenge (se for eksempel US-A-5.368.114, US-B-6.189.631, US-B-6.615.933 og US-A-2003/0155155).

Det har blitt mer og mer nødvendig under boring i harde og abrasive geologiske formasjoner å anvende forstørrelsesverktøyer utstyrt med flere skjærebladelementer i form av armer med omfattende størrelse. Forstørrelsesarmene har således blitt lengre og omfatter mange kutteinnsatser. Endelig vil skjærebladelementene i form av forstørrelsesarmer, som vanligvis vil forstørre borehullet ved kjøring av verktøyet ned i grunnen, for tiden fortrinnsvis være utstyrt med diamantforsterkede partier for å stabilisere verktøyet under forstørrelsen, samt partier som er i stand til å forstørre hullet ved tilbaketrekking av forstørrelsesverktøyet mot overflaten.

Verktøyer kjent fra tidligere teknikk omfatter uheldigvis den ulempe å være adekvate bare for bruk i én type av geologisk formasjon. Ved en endring av geologisk formasjon bør forstørrelsesverktøyet erstattes helt, det vil si at hele verktøyet bør fjernes fra rørstrengen og erstattes av et annet verktøy hvis konfigurasjon vil egne seg bedre for forstørrelse av borehullet i den nye geologiske formasjon. Det samme vil gjelde ved slitasje eller svikt av skjærebladelementene. Dette medfører betydelige operasjonskostnader.

Foreliggende oppfinnelse har således som formål å frembringe et forstørrelses- og stabiliserings-verktøy som angitt innledningsvis, som tillater en omfattende fleksibilitet ved bruk av verktøyet, i forhold til geologiske formasjoner i hvilke det skal benyttes til å forstørre et borehull, samt en omfattende tilretteleggelse for erstatning av skjærebladelementer etter at disse er blitt slitt.

Man har i følge oppfinnelsen løst dette problem ved et forstørrelses- og stabiliserings-verktøy som angitt innledningsvis og som i tillegg omfatter et drivrør som er montert i nevnte aksiale hulrom på en slik måte at det kan effektuere de aksiale forflytninger og som definerer en langsgående akse rundt hvilken det kan rotere, som kilemidler i det minste ett kileelement per skjærebladelement løsbart understøttet av periferien til drivrøret, der det nevnte i det minste ene kileelement og drivrøret ved en første vinkelposisjon til drivrøret er i stand til å iverksette en aksial glidebevegelse i forhold til hverandre, mens det nevnte i det minste ene kileelement, ved en andre vinkelposisjon til drivrøret, drives i sine ovenfor nevnte aksiale forflytninger av drivrøret, samt løsbare stoppmidler som er i stand til å stoppe drivrøret i dets andre vinkelposisjon, for derved å tillate de ovenfor nevnte aksiale forflytninger.

Dette verktøy vil dermed tillate at kileelementene enkelt erstattes ved å løsne disse fra drivrøret på hvilket de er båret. Derfor vil det uten vanskeligheter være mulig å erstatte disse med andre kileelementer med en annen konfigurasjon. Stilt overfor en hard geologisk formasjon vil man kunne velge skjærebladelementer som vil reagere på en mer fleksibel måte under forstørrelsen, siden de vil hvile på kileelementer med en kraftig helning. Stilt overfor en skjør geologisk formasjon vil man kunne velge, i samme verktøy, skjærebladelementer som vil reagere på en hardere måte, siden kileelementene da vil være valgt med en svakere helning. En slik omforming av verktøyet vil således kreve en bestemt erstatning av kileelementer samt et bytte av skjærebladelementer med andre som er tilpasset disse kileelementer. Man kan således i de samme radielle ledeslisser også velge skjærebladelementer med forskjellig aktiv lengde, uten å måtte skifte verktøy.

Når det videre oppstår slitasje av skjærebladelementene kan disse raskt erstattes, slik dette i det følgende vil bli utlagt mer detaljert.

Ifølge én utførelsesform av oppfinnelsen omfatter de nevnte stoppmidler i det minste én åpning i rørlegemet, i det minste ett spor som strekker seg longitudinalt langs periferien av drivrøret i en lengde som tilsvarer den tilsiktede glidning av dette, og som ved den andre vinkelposisjon til sistnevnte vil være posisjonert overfor én av de nevnte minst én åpninger, så vel som et blokkeringselement som passerer gjennom nevnte minst ene åpning for således å trenge inn i nevnte minste ene spor, for å blokkere drivrøret i dets andre vinkelposisjon uten å hindre dets aksiale forflytninger. For i ett enkelt verktøy å tillate en enkel justering av den tillatte, langsgående forflytning av drivrøret har man i følge oppfinnelsen valgt stoppmidlene omfattende flere åpninger og et korresponderende antall spor med gjensidig forskjellige lengder. I henhold til den ønskede glidelengde for drivrøret vil blokkeringselementet passere gjennom åpningen posisjonert overfor det tilordnede spor, og verktøyet omfatter for øvrig midler for plugging av åpningene som ikke er i bruk. Dersom for eksempel den ønskede helning til kileelementene skal være brattere, eller dersom den radielle forflytning av skjærebladelementene ragende utenfor verktøyslegemet skal være liten, vil det være tilstrekkelig å begrense den longitudinale forflytning av drivrøret ved å innføre blokkeringselementet i et spor med redusert lengde.

Ifølge en forbedret utførelsesform av oppfinnelsen er den innvendige, skrånende overflate til hvert skjærebladelement og den utvendige, skrånende overflate til hvert kileelement på hvilket skjærebladelementet er understøttet gjensidig utstyrt med tilbakeholdelsesmidler i den radielle retning som er innrettet på en slik måte at skjærebladelementet i en hevet posisjon i sin ledeslisse ved tilbaketrekking av tilbakeholdelsesmidlene innrettet på nevnte minst ene kileelement, under den aksiale forflytning av dette, vil gjennomføre en radiell nedstigning mot en lavere posisjon. Den radielle utskyvningen av skjærebladelementene mot utsiden, og tilbaketrekningen av disse mot det innvendige av rørlegemet vil således resultere i et bestemt samvirke mellom kileelementer og et korresponderende skjærebladelement holdt fast i en slisse som utelukkende tjener til radiell leding. Av dette følger at hva nå helningen til de samvirkende overflater av kileelementene og skjærebladelementet enn måtte være, eller lengden til sistnevnte, eller den ønskede utraging av dette utenfor verktøyslegemet, så vil rørlegemet og drivrøret forbli de samme.

Ifølge en fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen omfatter drivrøret et stempel som vil holde adskilt en første seksjon i rørlegemet, i hvilken et hydraulisk fluid befinner seg under et innvendig trykk, fra en andre seksjon som ved nevnte i det minste ene radielle ledeslisse hvor nevnte i det minste ene kileelement samt dets korresponderende skjærebladelement befinner seg er i forbindelse med utsiden. Ved en enkel forskjell mellom det påførte trykk i de to seksjoner i rørlegemet vil det være mulig å longitudinalt drive kileelementene og sette skjærebladelementene i aktivitet for en forstørrelse av hullet og/eller en stabilisering av verktøyet i dette hull.

Andre utførelsesformer av verktøyet ifølge oppfinnelsen er angitt i de vedlagte patentkrav.

Foreliggende oppfinnelse angår likeledes en fremgangsmåte for iverksettelse av et forstørrelses- og stabiliserings-verktøy for bruk i et borehull.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter en aksial innføring av hvert skjærebladelement, innrettet med i det minste ett kileelement, i det aksiale hulrom i rørlegemet overfor en korresponderende radiell ledeslisse, en radiell innsetting av hvert skjærebladelement utstyrt med sitt i det minste ene kileelement i dets radielle ledeslisse samt dets fastholdelse i denne posisjon, en innføring av drivrøret i det aksiale hulrom i rørlegemet i en første vinkelposisjon samt en bevirkning av en relativ glidebevegelse mellom drivrøret og nevnte i det minste ene radielt tilliggende kileelement til en tilordnet posisjon, en rotering av drivrøret i denne tilordnede posisjon til en andre vinkelposisjon i hvilken det vil være i stand til å drive nevnte i det minste ene kileelment i dets aksiale forflytninger, og en blokkering av drivrøret i dets andre vinkelposisjon samtidig som dets aksiale forflytninger tillates.

En slik fremgangsmåte tillater ved en aksial innføring av alle de andre elementer i hulrommet i rørlegemet en særlig enkel og rask montering og demontering av verktøyet. En enkel rotasjon av drivrøret vil fastlåse kileelementene på drivrøret i den aksiale retning. Etter en enkel fastlåsing av drivrøret i dets nye vinkelposisjon tillates at verktøyet umiddelbart tas i bruk.

På den annen side vil den aksiale innføring av skjærebladelementene, det vil si via innsiden av rørlegemet, eliminere enhver risiko for at disse skal løsne fra verktøyet mens dette er i bruk, slik som vil være tilfelle for verktøyer fra den kjente teknikk. Skjærebladelementene ifølge oppfinnelsen er i realiteten fastlåst i sine ledeslisser, for eksempel ved tilordnede stoppkrager som alltid vil hindre at skjærebladelementene faller ut.

Ifølge en fordelaktig utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter den i tillegg, før trinnet med aksial innføring av hvert skjærebladelement, en anbringelse, på i det minste én innvendig, skrånende overflate av hvert skjærebladelement, av i det minste ett kileelement med en utvendig, på samme måte skrånende overflate, på en slik måte at under dette trinn med en aksial innføring vil disse elementer forbli forbundet, det ene over det andre, mens disse elementer, etter trinnet med rotering av drivrøret, vil bli løsgjort på en slik måte at skjærebladelementet kan gli på den skrånende overflate av nevnte i det minste ene kileelement. Løsgjøringen av kileelementene og skjærebladelementene kan for eksempel gjøres ved gjennom en overskridelse av en bestemt hydraulisk trykkterskel å bryte tapper som holder skjærebladelementene på plass på disses kileelementer, det vil si selv om forstørrelsesverktøyet allerede er kjørt ned i borehullet.

Andre utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er angitt i de vedlagte patentkrav.

Andre detaljer og spesifikke trekk ved oppfinnelsen vil komme frem fra følgende ikke-begrensende beskrivelse og med referanse til de vedlagte tegninger. Figurene 1 og 2 viser hver et delvis brutt perspektivriss av et forstørrelses- og stabiliserings-verktøy ifølge oppfinnelsen, der figur 1 viser skjærebladelementene i tilbaketrukket posisjon og der figur 2 viser disse i en utført posisjon. Figur 3 viser et delvis brutt perspektivriss av drivrøret innrettet med kileelementer og skj ærebladelementer.

Figur 4 viser et perspektivriss av drivrøret.

Figurene 5 og 6 viser monteringstrinnene for verktøyet ifølge oppfinnelsen.

Figurene 7 til 9 viser et aksialriss av verktøyet ifølge oppfinnelsen, i begge ender utstyrt med forbindelseselementer for innsetting av verktøyet i en rørstreng. Figurene 10 og 11 viser tverriss langs linjen X-X i figur 8, henholdsvis linjen XI-XI i denne figur. Figurene 12 til 14 viser hver et delvis brutt perspektivriss av en aktiveringsinnretning for verktøyet ifølge oppfinnelsen, i tre forskjellige posisjoner. Figurene 15 og 16 viser hver et delvis brutt perspektivriss av en fangeinnretning for drivrøret, i to forskjellige posisjoner. Figur 17 viser et aksialriss av en variant av aktiveringsinnretningen for verktøyet ifølge oppfinnelsen. Figur 18 vier et aksialriss identisk med figur 8, gjennom en annen utførelsesform av verktøyet ifølge oppfinnelsen.

Figur 19 viser et perspektivriss av en variant av et kileelement.

Verktøyet ifølge oppfinnelsen, slik dette er illustrert i figurene 1 og 2, omfatter et rørformet legeme 1 innsatt mellom to seksjoner i en ikke vist rørstreng. Dette rørformede legeme 1 utgjør et aksialt hulrom 2 åpent mot utsiden via tre radielle ledeslisser, der bare to av disse, 3 og 4, er synlige i figurene. Man ville selvsagt, etter behov, kunne valgt et annet antall ledeslisser.

I hver ledeslisse er det på radielt forflyttbar måte anbrakt et skjæreelement 5 h.h.v. 6. Hvert skjæreelement omfatter i det illustrerte eksempel en ytre overflate utstyrt med skjærinnsatser, omfattende et fremre parti 7 skrånende fremover (det vil si mot høgre i figurene 1 og 2) i forhold til den langsgående akse 8 (se figur 3), et sentralt parti 9 omtrent parallelt med aksen 8 og et bakre parti 10 skrånende bakover i forhold til den langsgående akse 8. Det fremre part i 7 er bestemt for å tilveiebringe en forstørrelse av borehullet under nedkjøring, det sentrale parti 9 for å stabilisere verktøyet i forhold til det forstørrede hull og det bakre parti 10 for å tilveiebringe en forstørrelse av borehullet under tilbaketrekking av rørstrengen.

Verktøyet ifølge oppfinnelsen omfatter likeledes et drivrør 11 innrettet i det aksiale hulrom 2 på en slik måte at det her, ved hjelp av hydraulisk trykk, kan effektuere aksiale forflytninger. Dette rør kan også rotere om den ovenfor nevnte, langsgående akse 8.

Slik som kommer særlig klart frem fra figur 4 omfatter også drivrøret 11 et aksialt hulrom 12 gjennom hvilket boreslam kan sirkulere. Drivrøret 11 inneholder et stempel 13 som i rørelementet vil holde adskilt en første seksjon 14 (se figur 7) og en andre seksjon 15 (se figur 8). Et hydraulisk fluid under trykk kan trenge inn i den første seksjon 14, for eksempel fra hulrommet 12 i drivrøret, idet det passerer filtreringsmidler dannet av perforeringer 16. Den andre seksjon 15 i rørlegemet 1 er i forbindelse med utsiden via ledeslissene 3 og 4 hvor skjæreelementene 5 og 6 befinner seg.

Verktøyet i følge oppfinnelsen omfatter i dette eksempel for øvrig to kileelementer 17 og 18 per skjærebladelement, der disse kileelementer er understøttet av drivrøret 11. Man vil forstå at man ville kunne velge å benytte ett enkelt kileelement per skjærebladelement, eller flere enn to, alt etter behov.

Hvert skjærebladelement omfatter i det minste én innvendig, i forhold til den langsgående akse 8, skrånende overflate. I den illustrerte utførelsesform vil det omfatte to, 19 og 20. Hvert kileelement omfatter på tilsvarende måte en ytre, skrånende overflate 21 i anlegg mot den innvendige overflate 19 eller 20 av det korresponderende skjærebladelement.

I eksempelet illustrert i figur 11 omfatter hvert skjærebladelement 5 en U-formet, tverrgående seksjon som følgelig vil overdekke det korresponderende kileelement 17 eller 18. Overflatene 19,20 og 21 til disse elementer, som vil være i anlegg mot hverandre, omfatter gjensidige tilbakeholdelsesmidler i den radielle retning, som i det illustrerte eksempel er gitt i form av en sinke og et spor 38 med en tilsvarende form.

For monteringen er for øvrig kileelementene fastgjort til skjærebladelementene ved skjærtapper 22 som vil holde tilbake kileelementene i forhold til skjærebladelementene i posisjonen illustrert i figur 1. For å kunne oppnå dette er skjærtappene innført i en perforering 37 innrettet i skjærebladelementet for dette formål samt en korresponderende perforering i kileelementet (se figur 10).

Med henvisning til figur 4 kan det ses at drivrøret 11 ved sin periferi er utstyrt med langsgående spor 23 i hvilke kileelementene 17 og 18 kan gjennomføre en aksial glidebevegelse i forhold til drivrøret 11, slik som vist i figur 3.

Drivrøret 11 omfatter ved sin periferi også periferiske spor 24, 25, i hvert av hvilke et kileelement kan gli når drivrøret ledes til å rotere om sin akse 8, mellom en første vinkelposisjon illustrert i figurene 3 og 6 og en andre vinkelposisjon illustrert for eksempel i figurene 1 og 2.

I denne andre vinkelposisjon er kileelementene 17,18 radielt tilbakeholdt i de periferiske sporene 24, 25.1 praksis vil de periferiske spor ha tverrsnittsform av en sinke og kantene på kileelementene 17, 18 vil vide seg ut på en tilsvarende måte, angitt ved 26 og 27 (se figur 8).

I den andre vinkelposisjon til drivrøret illustrert i figur 1 og 2 vil således kileelementene være longitudinalt fastlåst i forhold til drivrøret 11 og de vil følge dette ved dets aksiale forflytninger.

Verktøyet ifølge oppfinnelsen omfatter for øvrig løsbare stoppmidler som er i stand til å fastlåse drivrøret 11 i dets andre vinkelposisjon for derved å tillate dets aksiale forflytninger. Disse stoppmidler omfatter i det minste én åpning i rørlegemet 1 og i det minste ett spor som strekker seg longitudinalt langs periferien av drivrøret 11.1 det illustrerte eksempel er drivrøret 11 utstyrt med 3 åpninger og 3 spor. To åpninger 28 og 29 er spesifikt vist i figurene 1 og 2 og to spor 30 og 31 er spesifikt vist i figur 4. Et annet antall åpninger og spor kan selvsagt tenkes. I det viste eksempel har sporene en forskjellig lengde, idet sporet 31 er kortere enn sporet 30.1 den andre vinkelposisjon til drivrøret 11 er hvert spor plassert overfor en korresponderende åpning 29, 30.

De ovenfor nevnte stoppmidler omfatter i tillegg et låseelement 32 som passerer gjennom åpningen 28 plassert overfor sporet 30 hvis lengde vil korrespondere til den ønskede glidning til drivrøret, og videre tvers gjennom dette spor, hvilket vil hindre drivrøret fra å rotere, uten å forhindre dets aksiale glidning. De andre åpninger er utstyrt med plugger 33.

Ved den aksiale glidning av drivrøret 11 blir dette ført fra posisjonen vist i figur 1 mot posisjonen vist i figur 2. Det vil trekke med seg kileelementene som da vil indusere en radiell bevegelse av hvert skjærebladelement 5, 6 i disses ledeslisser 3, 4.1 praksis er skjærebladelementene av de fremre 34 og bakre 35 vegger i sine ledeslisser forhindret fra enhver aksial forflytning, og de vil følgelig gjennomføre en heve- eller senke-bevegelse i disse, mellom den nedre posisjon (tilbaketrekking) vist i figur 1 og den øvre posisjon (ekspansjon) vist i figur 2.

Stempelet 13 omfatter fortrinnsvis en passasje i form av i det minste én ledning 36 med liten diameter (se figur 8) som vil tillate kommunikasjon mellom seksjonen 14 i rørlegemet under trykk (se figur 7) og seksjonen 15 (se figur 8) som er i forbindelse med utsiden. Innsnevringen tilveiebrakt ved denne ledning 36 vil bevirke en injeksjon i seksjonen 15 av en fluidstråle av hydraulisk fluid under høyt trykk. Dette bidrar til å forhindre inntrengning i verktøyet av boreslam som sirkulerer på utsiden av rørstrengen samt til å rense kileelementene, skjærebladelementene og de radielle ledeslisser.

Fremgangsmåten for iverksettelse av verktøyet ifølge oppfinnelsen vil nå bli utlagt mer detaljert nedenfor.

Slik det vil komme frem fra figur 5 er hvert skjærebladelement 5 i det illustrerte eksempel utstyrt med to kileelementer 17 og 18. Her har de svalehaleformede kanter 38 til kileelementene glidd i de korresponderende, svalehaleformede spor i skjærebladelementet til posisjonen vist i figur 5. Deretter fastgjøres hvert kileelement til sitt skjærebladelement ved en skjærtapp 22 som går gjennom hvert kileelement og i det minste én åpning 37 innrettet i skjærebladelementet (se figur 10). På denne måte forblir kileelementene og skjærebladelementet fastgjort til hverandre under monteringsoperasj onene.

Skjærebladelementet 5 innrettet med sine to kileelementer blir så aksialt innført i det indre av hulrommet 2 i rørlegemet 1, i retning av pilen Fl vist i figur 5, der skjærebladelementet er vist i to suksessive posisjoner under innføringen. Når skjærebladelementet 5 befinner seg overfor sin korresponderende, radielle ledeslisse 3 blir det manuelt eller ved hjelp av en maskin trukket radielt mot utsiden, i retningen av pilen F2, og det blir her fastholdt i denne kontaktposisjon.

Det påfølgende trinn er illustrert i figur 6, der drivrøret 11 innføres i det aksiale hulrom 2 i rørlegemet 1 i retning av pilen F3, mens det befinner seg i en vinkelposisjon der kileelementene kan gli i de langsgående spor 23 i drivrøret. Figurene 3 og 6 illustrerer denne posisjon som vil tillate en relativ, aksial glidning mellom kileelementene og drivrøret.

Når kileelementene har kommet rett overfor de periferiske spor 24 og 25 vil drivrøret 11 bli rotert om dets akse 8, som angitt ved den doble pil F4 i figur 6, for således å oppnå den andre vinkelposisjon illustrert i figurene 1 og 2. Kileelementene blir i denne vinkelposisjon drevet av drivrøret når dette glir aksialt i rørlegemet 1.

Man kan så fastlåse drivrøret 11 i dets andre vinkelposisjon ved låseelementet 32 som man kan la passere gjennom en tilordnet åpning, for eksempel åpningen 28, og for eksempel sporet 30 hvis lengde vil korrespondere til den valgte glidebevegelse for den aktuelle anvendelse av verktøyet.

Dersom den valgte helning for overflatene til kileelementene på hvilke skjærebladelementene glir er steilere kan i praksis glidebevegelsen til drivrøret være kortere, og omvendt.

Som man forstår er monteringen, og selvsagt også demonteringen, av verktøyet svært enkel og rask. Skjærebladelementene kan lett erstattes av nye, og andre skjærebladtyper kan innsettes i verktøyet uten å måtte erstatte selve verktøyet.

Verktøyet ifølge oppfinnelsen omfatter likeledes en aktiveringsinnretning som er i stand til å aksialt fastholde drivrøret 11 i dets initielle posisjon vist i figur 1. Det er i denne for skjærebladelementene tilbaketrukne posisjon at verktøyet kjøres ned i borehullet.

I eksempelet illustrert i figurene log 2 omfatter denne aktiveringsinnretning en skjærtapp 39 som går gjennom en åpning 40 innrettet i rørlegemet for så å trenge inn i et blindhull innrettet i et forlengelsesrør 41 på fast måte forbundet med drivrøret 11. Når det hydrauliske trykk på stempelet 13 er under en bestemt terskel vil skjærtappen forhindre enhver aksial forflytning i rørlegemet. Når denne terskel overskrides vil skjærtappen bli brutt, slik det vil fremgå fra figur 2, og drivrøret kan gli i rørlegemet 1.

Slik som spesifikt kan ses fra figurene 8 og 9 er verktøyet ifølge oppfinnelsen i det viste eksempel også utstyrt med en returfjær 42 som på den ene side er understøttet av forlengelsesrøret 41 forbundet med drivrøret 11, og på den andre side av et forbindelseselement 43 som er fastgjort til rørlegemet 1 og som vil tillate at dette innsettes i rørstrengen. Når drivrøret 11 under trykkpåvirkning forflyttes vil returfjæren bli sammentrykt, slik som vist i figur 2. Når trykket lettes vil drivrøret 11 returnere til sin initielle posisjon vist i figur 1.

Ifølge et annet eksempel av utførelsesformen vist i figurene 12 til 14 omfatter aktiveringsinnretningen ved enden av forlengelsesrøret 41 en hylse 44 som omslutter denne ende. Denne hylse er forsynt med flere laterale hull 45. Hylsen 44 er innrettet slik at den kan gli i en muffe 46 på fast måte inkorporert i forbindelseselementet 43. En skjærtapp 47 vil ved den initielle posisjon til drivrøret holde hylsen 44 på plass over enden av forlengelsesrøret 41, og hylsen 44 vil forhindre enhver aksial forflytning av forlengelsesrøret 41 og dermed også drivrøret 11. Borevæsker vil passere gjennom drivrøret 11, forlengelsesrøret 41 og muffen 46, for igjen å slutte seg til rørstrengen.

Man kan så slippe en aktiveringskule 48 fra overflaten, som vil komme til anlegg mot en endeinnsnevring 49 i forlengelsesrøret 41. Anvendelsen av denne kule, som vist i figur 13, vil bevirke på den ene side et mekanisk slag mot skjærtappen 47 og på den andre side et stengsel for aksial passasje av borevæsker, og følgelig en enorm forsterkning av trykket påført stempelet 13 i drivrøret 11. Dette vil umiddelbart medføre at skjærtappen 47 brytes, slik som vist i figur 13, og at drivrøret glir nedover. Ved trykkdannelsen i rommet oppstrøms for hylsen 44 vil denne bli skjøvet nedover til posisjonen vist i figur 13 hvor den stoppes av en stoppkrage 50. Glidebevegelsen til drivrøret 11 og følgelig forlengelsesrøret 41, bestemt av det valgte spor 30, stoppes før forlengelsesrøret 41 kan treffe hylsen 44 i dennes stopposisjon. Følgelig vil det via de laterale hull 45 bli gjenopprettet slamsirkulasjon. I denne posisjon, vist i figur 13, vil drivrøret være frigjort og det kan påbegynne sine aksiale glidebevegelser. Når det hydrauliske trykk avtar vil returfjæren 42 tilbakeføre drivrøret mot dets initielle posisjon, slik som for eksempel vist i figur 14.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen ville man kunne tenke seg et låseelement, i og for seg kjent, som ville holde drivrøret 11 aksialt på plass i den initielle posisjon i rørlegemet 1.

En i og for seg kjent elektrisk styreenhet kan for eksempel være plassert på overflaten og, slik som vist i figur 17, forbundet med låsen 70 via en elektronisk innretning 71 som for eksempel kan være styrt av fluidpulser. Den elektroniske innretning kan så i sin tur gjennom en låseaktivator 72 bevirke en forskyvning av låsen til en åpningsposisjon i hvilken den vil frigjøre drivrøret.

Verktøyet ifølge oppfinnelsen kan også med fordel være utstyrt med en fangeinnretning for drivrøret. I utførelsesformen illustrert i figurene 15 og 16 er drivrøret 11 utstyrt med en rørformet skjøt 51 fastgjort til seg. Denne skjøt 51 er omsluttet av en muffe 52 som er i stand til å gli over nevnte skjøt 51, inn i to suksessive hylser 53 og 54 fast forbundet med hverandre. Disse hylser 53 og 54 er selv på stasjonær måte innfelt i et forbindelses element 57 fast forbundet med rørlegemet 1, for å tillate dettes innsetting i en rørstreng.

Et første elastisk rørklammer 55 er anbrakt i et innvendig spor 58 i muffen 52 og kan således gli med denne på skjøten 51. Et andre elastisk rørklammer 59 er anbrakt i et innvendig spor 60 dannet mellom de to hylsene 53 og 54, på en slik måte at det kan gli på muffen 52.

I den initielle posisjon til drivrøret 11, slik som under bruk av verktøyet, er muffen 52 aksialt holdt på plass i den faste hylse 53 av en skjærtapp 61. Borevæsker vil passere gjennom muffen 52, deretter skjøten 51 og tilslutt drivrøret 11.

Når bruken av verktøyet skal stoppes, for eksempel for å bli returnert til overflaten, blir en andre kule 62 med en diameter større enn muffens 52 sendt ned gjennom rørstrengen. Den vil legge seg mot inngangen til muffen 52 og stenge passasjen. Ved det mekaniske slag fra kulen og den umiddelbare og kraftige økning av trykket vil skjærtappen 61 bli brutt og muffen 52 kan gjennomføre en glidning nedstrøms.

Under denne glidebevegelse vil et periferisk spor 64 på muffen 52 plassere seg overfor det andre elastiske rørklammer 59, og dette siste vil da anbringe seg i sporet og således forbinde muffen 52 og de faste hylser 53 og 54, og dermed forbindelseselementet 57 til rørlegemet 1. Når trykket deretter minskes vil det første elastiske rørklammer 55 anbringe seg i et periferisk spor 63 innrettet mellom skjøten 51 og drivrøret 11, som er hevet til sin initielle posisjon, hvilket vil forbinde disse med muffen 52.1 denne posisjon vil drivrøret bli fanget av rørlegemet 1 og det vil ikke lenger kunne bevege seg. Siden oppstrømsenden av muffen 52 er utstyrt med laterale hull 66 vil borevæsker i denne fangeposisjon kunne fortsette å sirkulere ved å passere lateralt rundt kulen 62 gjennom et rom 67 dannet mellom hylsen 53 og muffen 52, deretter gjennom de laterale hull 66 og til slutt gjennom muffen 52.

Det skal forstås at foreliggende oppfinnelse på ingen måte er begrenset av utførelsesformene utlagt ovenfor og at mange modifikasjoner av disse kan gjennomføres uten å forlate rammen av de vedlagte patentkrav.

Man kan også se for seg at drivstempelet kan drives i sine aksiale forflytninger ved fullstendig eller delvis mekaniske midler plassert for eksempel over verktøyet.

Endelig kan man tenke seg at verktøyet omfatter en lås som i en lukket stilling vil aksialt fastholde fangeinnretningen i en ikke-aktiv posisjon, og en elektrisk styreenhet forbundet med låsen og i stand til å bevirke en forflytning av låsen til en åpen stilling i hvilken fangeinnretningen forflyttes til sin fangeposisjon.

Man kan også se for seg, som vist figurene 18 og 19, at det for hvert skjærebladelement 5 kan foreligge flere kileelementer, for eksempel to kileelementer 80 og 81, stivt forbundet med hverandre, for eksempel ved en tverravstiver 82. Disse kileelementer 80 og 81 vil ved den andre vinkelposisjon til drivrøret 11 være låst i ett og samme periferiske spor 83 på dette rør og som omfatter et svalehaleformet tverrsnitt. På samme måte som de individuelle kileelementer 17 og 18 ifølge utførelsesformen i figur 1 vil disse stivt forbundne kileelementer 80 og 81 ved den første vinkelposisjon til drivrøret 11 også være i stand til å gli i de longitudinale spor i dette, hvilke likeledes omfatter en svalehaleformet seksjon.

Denne utførelsesform gir fordelen av en bedre motstand mot hopping av kileelementene i svalehalesporene, og dermed kan enhver utilsiktet fastkiling av kileelementene unngås.

Claims (23)

1. Forstørrelses- og stabiliserings-verktøy for bruk i et borehull, omfattende et rørlegeme (1) for montering mellom en første seksjon av en rørstreng og en andre seksjon av denne, der dette rørlegeme omfatter et aksialt hulrom (2) som er åpent mot utsiden ved i det minste én radiell ledeslisse (3), et skjærebladelement (5, 6) innrettet på en slik måte at det er radielt forflyttbart i hver av de ovenfor nevnte radielle ledeslisser (3, 4), samt kilemidler som ved en aksial forflytning inne i rørlegemet vil indusere en radiell bevegelse av hvert skjærebladelement i dets ledeslisse,karakterisert vedat det i tillegg omfatter et drivrør (11) som er montert i nevnte aksiale hulrom (2) på en slik måte at det kan effektuere de aksiale forflytninger og som definerer en langsgående akse (8) rundt hvilken det kan rotere, som kilemidler, i det minste ett kileelement (17,18) per skjærebladelement (5, 6) løsbart understøttet av periferien til drivrøret (11), der det nevnte i det minste ene kileelement og drivrøret ved en første vinkelposisjon til drivrøret er i stand til å iverksette en aksial glidebevegelse i forhold til hverandre, mens det nevnte i det minste ene kileelement, ved en andre vinkelposisjon til drivrøret, av drivrøret drives i sine ovenfor nevnte aksiale forflytninger, samt løsbare stoppmidler (28-32) som er i stand til å låse drivrøret i dets andre vinkelposisjon, for derved å tillate de ovenfor nevnte aksiale forflytninger.

2. Verktøy ifølge krav 1,karakterisert vedat drivrøret (11) på sin periferi omfatter longitudinale spor (23) i hvilke nevnte minst ene kileelement (17, 18) ved nevnte første vinkelposisjon til drivrøret (11) kan gjennomføre nevnte relative, aksiale glidebevegelse, så vel som i det minste ett periferisk spor (24, 25) i hvilket nevnte i det minste ene kileelement kan gli for derved å tillate drivrøret å passere fra sin første vinkelposisjon til sin andre vinkelposisjon ved hvilken nevnte i det minste ene kileelement holdes radielt tilbake i dette minst ene periferiske spor og er forhindret fra å gjennomføre en aksial glidebevegelse i forhold til drivrøret.

3. Verktøy ifølge ett av kravene 1 og 2,karakterisert vedat de nevnte stoppmidler omfatter i det minste én åpning (28, 29) i rørlegemet (1), i det minste ett spor (30, 31) som strekker seg longitudinalt langs periferien av drivrøret (11) i en lengde som tilsvarer den tilsiktede glidning av dette, og som ved den andre vinkelposisjon til sistnevnte vil være posisjonert overfor én av de nevnte minst én åpninger, så vel som et blokkeringselement (32) som passerer gjennom nevnte minst ene åpning for således å trenge inn i nevnte minst ene spor, for å blokkere drivrøret i dets andre vinkelposisjon uten å hindre dets aksiale forflytninger.

4. Verktøy ifølge krav 3,karakterisert vedat stoppmidlene omfatter flere åpninger (28, 29) og et korresponderende antall spor (30, 31) med gjensidig forskjellige lengder, og ved at i henhold til den ønskede glidelengde for drivrøret vil blokkeringselementet (32) passere gjennom åpningen (28,29) posisjonert overfor det tilordnede spor (30,31), og ved at det i tillegg omfatter midler for plugging av åpningene som ikke er i bruk.

5. Verktøy ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 4,karakterisert vedat hvert skjærebladelement (5, 6) omfatter i det minste én innvendig overflate (19, 20), skrånende i forhold til den longitudinale akse (8) til drivrøret, ved at hvert kileelement (17,18) omfatter en utvendig overflate (21) som på samme måte er skrånende i forhold til nevnte longitudinale akse og på hvilke er understøttet én av nevnte i det minste én skrånende overflate til et skjærebladelement, ved at hvert skjærebladelement ved fremre og bakre vegger (34, 35) i dets ledeslisse (3, 4) er forhindret fra enhver aksial forflytning og ved at når nevnte minst ene kileelement drives aksialt av drivrøret vil det korresponderende skjærebladelement gjennomføre en heve- eller senke-bevegelse i sin ledeslisse, idet det vil gli på den skrånende overflate av nevnte minste ene kileelement, der skjærebladelementet i den øvre posisjon kan rage ut fra rørlegemet.

6. Verktøy ifølge krav 5,karakterisert vedat den innvendige, skrånende overflate (19, 20) til hvert skjærebladelement og nevnte utvendige, skrånende overflate (21) til hvert kileelement på hvilket skjærebladelementet er understøttet gjensidig er utstyrt med tilbakeholdelsesmidler i den radielle retning som er innrettet på en slik måte at skjærebladelementet i en hevet posisjon i sin ledeslisse ved tilbaketrekking av tilbakeholdelsesmidlene innrettet på nevnte minst ene kileelement, under den aksiale forflytning av dette, vil gjennomføre en radiell nedstigning mot en lavere posisjon.

7. Verktøy ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 6,karakterisert vedat drivrøret (11) omfatter et stempel (13) som vil holde adskilt en første seksjon (14) i rørlegemet, i hvilken et hydraulisk fluid befinner seg under et innvendig trykk, fra en andre seksjon (15) som ved nevnte i det minste ene radielle ledeslisse (3,4) hvor nevnte i det minste ene kileelement samt dets korresponderende skjærebladelement befinner seg er i forbindelse med utsiden.

8. Verktøy ifølge krav 7,karakterisert vedat det i tillegg omfatter, for hvert skjærebladelement, minst én skjærtapp (22) som forbinder dette med i det minste ett kileelement for således når det innvendige, hydrauliske trykk er lavere enn en bestemt terskelverdi å forhindre enhver bevegelse av det ene i forhold til det andre, og som vil bli brutt når dette hydrauliske trykk overskrider denne terskelverdi.

9. Verktøy ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 8,karakterisert vedat hvert skjærebladelement er båret av i det minste to kileelementer (17, 18).

10. Verktøy ifølge krav 9,karakterisert vedat kileelementene som bærer det samme skjærebladelement er stivt forbundet med hverandre.

11. Verktøy ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 10,karakterisert vedat hvert skjæreelement omfatter en ytre overflate utstyrt med skjærinnsatser, omfattende et fremre parti (7) skrånende fremover i forhold til den langsgående akse (8) og bestemt for å tilveiebringe en forstørrelse av borehullet, et sentralt parti (9) omtrent parallelt med aksen og bestemt for å stabilisere verktøyet i forhold til det forstørrede hull, og et bakre parti (10) skrånende bakover i forhold til den langsgående akse 8 og bestemt for å tilveiebringe en forstørrelse av borehullet under tilbaketrekking av rørstrengen.

12. Verktøy ifølge hvilket som helst av kravene 7 til 11,karakterisert vedat det omfatter en forbindelse mellom drivrøret (11), gjennom hvilket et hydraulisk fluid under trykk passerer, og nevnte første seksjon (14) så vel som i det minste én innsnevret passasje (36) gjennom nevnte stempel (13) som tillater en injeksjon av hydraulisk fluid i nevnte andre seksjon (15) for således å forhindre inntrengning i nevnte andre seksjon av borefluid fra utsiden av rørlegemet (1).

13. Verktøy ifølge krav 12,karakterisert vedat nevnte forbindelse mellom drivrøret (11) og nevnte første seksjon (14) omfatter fluidfiltreringsmidler (16).

14. Verktøy ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 13,karakterisert vedat det omfatter en aktiveringsinnretning som aksialt vil fastholde drivrøret i en initiell posisjon i rørlegemet (1) i hvilken nevnte i det minste ene kileelement (17,18) og hvert skjærebladelement vil befinne seg i en nedre posisjon i ledeslissen (3,4) for skjærebladelementet, og som er i stand til å frigjøre drivrøret (11) på et bestemt tidspunkt, for derved også å tillate gjennomføringen av de nevnte aksiale forflytninger som vil avhenge av et hydraulisk fluidtrykk, og i det minste én returfjær (42) som vil motvirke disse aksiale forflytninger og som når det hydrauliske trykk avtar vil returnere drivrøret mot dets initielle posisjon.

15. Verktøy ifølge krav 14,karakterisert vedat aktiveringsinnretningen omfatter i det minste én skjærtapp (39,47) som når det hydrauliske trykk er mindre enn en bestemt terskelverdi vil aksialt fastholde drivrøret i nevnte initielle posisjon i rørlegement, og som når det hydrauliske trykk er større enn nevnte terskelverdi vil bli brutt for således å tillate en aksial forflytning av drivrøret i rørlegemet samtidig med en radiell heving av hvert skjærebladelement i disses ledeslisser.

16. Verktøy ifølge krav 14,karakterisert vedat aktiveringsinnretningen i tillegg omfatter en lås som i en lukket posisjon vil aksialt fastholde drivrøret i nevnte initielle posisjon i rørlegemet, samt en elektronisk styreenhet forbundet med låsen og i stand til å bevirke en forskyvning av låsen til en åpen posisjon hvor den vil frigjøre drivrøret.

17. Verktøy ifølge ett av kravene 14 til 16,karakterisert vedat det i rørlegemet (1) i tillegg omfatter en fangeinnretning som kan være aktivert i en fangeposisjon i hvilken drivrøret (11) når dette ved hjelp av returfjæren (42) kommer tilbake til sin initielle posisjon vil bli fanget av denne innretning.

18. Fremgangsmåte for iverksettelse av et forstørrelses- og stabiliserings-verktøy ifølge hvilket som helst av kravene 1 til 17,karakterisert vedat den omfatter en aksial innføring av hvert skjærebladelement, innrettet med i det minste ett kileelement, i det aksiale hulrom i rørlegemet overfor en korresponderende radiell ledeslisse, en radiell innsetting av hvert skjærebladelement utstyrt med sitt i det minste ene kileelement i dets radielle ledeslisse samt dets fastholdelse i denne posisjon, en innføring av drivrøret i det aksiale hulrom i rørlegemet i en første vinkelposisjon samt en bevirkning av en relativ glidebevegelse mellom drivrøret og nevnte i det minste ene radielt tilliggende kileelement til en tilordnet posisjon, en rotering av drivrøret i denne tilordnede posisjon til en andre vinkelposisjon i hvilken det vil være i stand til å drive nevnte i det minste ene kileelment i dets aksiale forflytninger, og en blokkering av drivrøret i dets andre vinkelposisjon samtidig som dets aksiale forflytninger tillates.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18,karakterisert vedat den i tillegg omfatter, før trinnet med aksial innføring av hvert skjærebladelement, en anbringelse, på i det minste én innvendig, skrånende overflate av hvert skjærebladelement, av i det minste ett kileelement med en utvendig, på samme måte skrånende overflate, på en slik måte at under dette trinn med en aksial innføring vil disse elementer forbli forbundet, det ene over det andre, og ved at disse elementer, etter trinnet med rotering av drivrøret, vil bli løsgjort på en slik måte at skjærebladelementet kan gli på den skrånende overflate av nevnte i det minste ene kileelement.

20. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 18 og 19,karakterisert vedat den i tillegg omfatter, etter nedkjøring av verktøyet ifølge oppfinnelsen i et borehull, en forsterkning av trykket i det hydrauliske fluid i en seksjon i rørlegemet, som vil bevirke en aksial glidning av drivrøret i forhold til en initiell posisjon hvor hvert skjærebladelement befinner seg i en nedre posisjon i sin ledeslisse, der nevnte i det minste ene kileelement drives med i denne glidebevegelse, og en glideforflytning av hvert skjærebladelement på dettes i det minste ene meddrevne kile, med en radiell hevning i dets ledeslisse på en slik måte at det kan rage utenfor rørlegemet.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20,karakterisert vedat den omfatter, fra en første seksjon av rørlegemet i hvilken det befinner seg hydraulisk fluid under trykk, en delvis injeksjon av dette fluid i en andre seksjon som er i forbindelse med utsiden via nevnte minst ene radielle ledeslisse hvor nevnte i det minste ene kileelement og dets korresponderende skjærebladelement er anbrakt, for derved å forhindre inntrengning i nevnte andre seksjon av borefluid som befinner seg utenfor rørlegemet.

22. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 20 og 21,karakterisert vedat den under forsterkningen av trykket i det hydrauliske fluid omfatter, først og fremst, en midlertidig fastholdelse av drivrøret i dets initielle posisjon ved i det minste én skjærtapp, og en brytning av nevnte i det minste ene skjærtapp når det innvendige trykk har passert en bestemt terskelverdi.

23. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 20 til 22,karakterisert vedat den i tillegg omfatter en minskning av trykket i det hydrauliske fluid, en returnering av drivrøret til dets initielle posisjon, med en radiell senkning av hvert skjærebladelement i dets radielle ledeslisse, og en fanging av drivrøret i dets initielle posisjon.