NO334681B1 - Fôringsrørsko for nedihulls bruk samt brønnkompletteringsfremgangsmåte. - Google Patents

Abstract

En anordning for å beskytte monteringsområdet til et foringsrør ved senere fastgjøring av en rørdel er vist. En hylse (20) som avgrenser et avtettet hulrom (28) med et løst, inkompressibelt materiale (30) innvendig, dekker monteringsstedet på foringsrøret. Sementeringen av foringsrøret finner sted gjennom hylsen. Etter sementeringen, blir hylsen boret ut og det inkompressible materialet jernet til overflaten sammen med borkaksen. En rørdel (66) innføres i foringsrøret og blir fortrinnsvis ekspandert til tettende kontakt med monteringsstedet på foringsrøret. Ved slutten av ekspansjonen, gjenvinnes innkjøringsskoen (84) på rørdelen.

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse angår en foringsrørsko for nedihulls bruk, omfattende et legeme med i det minste en innvendig utsparing med en integral bunnoverflate og en gjennomgående kanal.

Oppfinnelsen angår videre en brønnkompletteringsfremgangsmåte, omfattende innkjøring av et rørdelhus med en sko ved sin nedre ende.

Oppfinnelsens bakgrunn

Fig. 1 viser kjente teknikker for kjøring i foringsrør med en foringsrørsko 16 nær dets nedre ende. Dersom en rørdel senere kjøres inn og trenger å festes til foringsrøret ved ekspansjon, vil forekomst av sementrester i støtte- eller bæreom-rådet på foringsrøret der rørdelen skal festes, kunne hindre oppnåelse av en tett forbindelse. En måte å oppnå dette på ville være å lede sementen inn i en sko som er montert under det punktet hvor forlengingsrøret senere skal festes. En annen metode ville være å kjøre børster og skrapere inn i monteringsstedet etter sementering, for å sikre at det var rent slik at en god tetning og støtte for den deretter installerte rørdel kan oppnås. Disse teknikker krever imidlertid betydelig tid og medfører en tilhørende kostnad.

WO 02/33212 A beskriver en foringsrørsko for nedihulls bruk som omfatter et legeme som har minst en innvendig utsparing og en gjennomgående kanal, et deksel som er montert over utsparingen for å beskytte utsparingen mot ansamling av rester fra sementering av legemet nedihulls idet dekslet kan fjernes etter sementering av legemet for å frilegge utsparingen.

US 6655459 A omtaler en foringsrørsko for nedihulls bruk som benytter en hylse som i noen utførelser er fjernbar etter sementering og før den neste strengen ekspanderes inn i en fordypning. Hylsen har en åpning for trykkutjevning under innkjøring.

US 2002/0033261 A1 viser en annen løsning for foringsrørsko for nedihulls bruk.

Den foreliggende oppfinnelse beskytter monteringsstedet på foringsrøret under sementering med en hylse som dekker en utsparing. Hylsen avgrenser et avtettet, ringformet rom som inneholder et inkompressibelt materiale. Dette gjør hylsen elastisk ettergivende overfor endringer i hydrostatisk trykk når foringsrøret senkes på plass. Sementering utføres gjennom hylsen. Hylsen blir deretter boret

ut og frilegger derved en utsparing og et lokaliseringsspor. Rørdelen kan så plas-seres nøyaktig og ekspanderes inn for tettende anlegg mot foringsrøret. På grunn av utsparingen, er rørdelens driftdiameter etter ekspansjon inn i utsparingen minst like stor som foringsrørdriftdiameteren. Hele rørdelen kan ekspanderes til sin nedre ende og en innkjøringssko ved rørdelens nedre ende kan trekkes tilbake og fjernes fra brønnen med senkeenheten og kjørestrengen som leverte den. Disse og andre fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil lett innsees av fagpersoner på området, ut fra en gjennomgang av beskrivelsen av den foretrukne utførelsesform og kravene som finnes nedenfor.

Oppsummering av oppfinnelsen

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en foringsrørsko for nedihulls bruk, omfattende: et legeme med i det minste en innvendig utsparing med en integral bunnoverflate og en gjennomgående kanal;

kjennetegnet ved at et elastisk deksel er montert over nevnte utsparing og forløper inn i nevnte kanal for å danne et ringformet rom derimellom og for å beskytte nevnte utsparing fra ansamling av rester fra sementering av nevnte legeme nedihulls;

nevnte elastiske deksel bøyer seg for å legge til rette for forandring i hydrostatisk trykk ettersom nevnte legeme kjøres ned i hullet;

nevnte deksel er fjernbart påfølgende sementering av nevnte legeme for å eksponere nevnte bunnoverflate til nevnte utsparing.

Foretrukne utførelsesformer av foringsrørskoen er utdypet i kravene 2 t.o.m. 7.

Videre oppnås målene med foreliggende oppfinnelse ved en brønnkomplet-teringsfremgangsmåte, omfattende innkjøring av et rørdelhus med en sko ved sin nedre ende; videre

kjennetegnet ved at å tilveiebringe en elastisk hylse for å dekke en utsparing med en bunnoverflate integral med nevnte hus;

forlenging av nevnte hylse inn i nevnte kanal;

dannelse av et ringformet rom mellom nevnte hylse og nevnte rørdel;

nevnte elastiske hylse tillates å bøye seg og legger til rette for forandringer i hydrostatisk trykk under nevnte innkjøring;

sementering av rørdelen nedihulls;

fjerning av hylsen etter sementering for å eksponere nevnte bunnoverflate til nevnte utsparing.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 9t.o.m. 12.

Det er vist en anordning for beskyttelse av monteringsområdet til foringsrør med etterfølgende tilfesting av en rørdel. En hylse som avgrenser et avtettet hulrom som innvendig har et løst, inkompressibelt materiale, dekker monteringsstedet på foringsrøret. Sementeringen av foringsrøret finner sted gjennom hylsen. Etter sementering blir hylsen boret ut og det inkompressible materialet føres til overflaten sammen med borkaksen. En rørdel innføres i foringsrøret og blir fortrinnsvis ekspandert inn til tettende anlegg mot monteringsstedet på foringsrøret. Ved slutten av ekspansjonen, blir innkjøringsskoen på rørdelen gjenvunnet.

Detaljert beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er et tidligere kjent produksjonsforingsrør som viser en standard for-ingsrørsko ved den nedre ende; Fig. 2 viser en produksjonsstreng med skoskinnen ifølge den foreliggende oppfinnelse; Fig. 3 viser produksjonsfdringsrøret med skoskinnen ifølge den foreliggende oppfinnelse innkjørt i borehullet; Fig. 4 er risset ifølge fig. 3, etter sementering; Fig. 5 er risset ifølge fig. 4, som viser skoskinnen frilagt etter utboring og borehullet forlenget under produksjonsforingsrøret; Fig. 6 er risset ifølge fig. 5, som viser opprømmingen av det nylig borede forlengingsborehull; Fig. 7 er et nærbilde av den nå frilagte sko; Fig. 8 viser forlengingsrøret innkjørt på et kjøreverktøy og i posisjon for å bli ekspandert; Fig. 9 er risset ifølge fig. 8, og viser senkeverktøyets innledende slag, som leder til frigjøring fra kjøreverktøyet; Fig. 10 er risset ifølge fig. 9, og viser ankeret frigjort og nedsetting av vekt for omplassering for senkeverktøyets neste slag; Fig. 11 er risset ifølge fig. 10, og viser senkeverktøyets neste slag; Fig. 12 er risset ifølge fig. 11, og viser senkeverktøyet under fremføring mot forlengingsrørets nedre ende; Fig. 13 er risset ifølge fig. 12, der senkeverktøyet nå ligger an mot forleng-ingsrørkjøreskoen ved dens nedre ende; Fig. 14 er risset ifølge fig. 13, med forlengingsrøret fullt ekspandert og med senkeverktøyet fjernet sammen med kjøreskoen ved tilbaketrekking av kjøreverk-tøyet fra det fullt ekspanderte forlengingsrør; Fig. 15 er et nærbilde av hylsen som beskytter den utsparte skoen under sementering; Fig. 16a-16b viser oppfangingen av føringsnesesammenstillingen; Fig. 17a-17b viser utskjæringen av føringsnesesammenstillingen fra rør-delen eller forlengingsrøret;

Fig. 18a-18b viser føringsnesen helt frigjort og fanget; og

Fig. 19a-19b viser nødutløsningstrekket.

Detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelsesform

Fig. 1 viser et produksjonsforingsrør 10 med en kjent forankringskrage 12 og en standard flytekrage 14, samt en foringsrørsko 16 nær dens nedre ende 18. Ifølge kjent teknikk blir sement pumpet gjennom foringsrørskoen 16 og deretter anvendes en utløsningsplugg eller skraper til å fortrenge sement fra forings-

røret 10 og ut gjennom skoen 16 og inn i det omgivende ringrom. Når brønnen skal bores dypere, blir skoen 16 boret ut, men gjenværende sement kan fremdeles forekomme. Nærværet av slik sement eller skorester etter boring kan påvirke tet-ningen som det senere er behov for når forlengingsrøret innføres og festes til for-ingsrøret 10. Dette er særlig et problem når forlengingsrøret skal ekspanderes for å festes til foringsrøret 10.

Den foreliggende oppfinnelse løser dette problem med en hylse 20 vist i fig. 2 og 15. Som vist i fig. 15, har produksjonsforingsrøret 22 en nedre seksjon 24. Innvendig i seksjonen 24 er en hylse 20 montert fortrinnsvis konsentrisk og avgrenser et ringformet rom 28 som inneholder et inkompressibelt materiale 30. Det in kompressible materialet 30 er løst montert sand, men andre materialer kan brukes. Hensikten med materialet 30 er å tillate bøyning som reaksjon på økende hydrostatiske trykk etter hvert som foringsrørets 22 dybde øker, når det senkes ned i utgangsstilling. Hylsen 20 er fortrinnsvis av glassfiber forseglet ved end-ene 32 og 34. Hylsen 20 dekker innledningsvis en plasseringsutsparing 36 og lang usparing 38, som senere vil virke som stedet for fastgjøring av en rørdel så som et forlengingsrør ved hjelp av ulike metoder. Den foretrukne ekspansjonsmetode vil bli nærmere beskrevet nedenfor. Hylsen 20 er fortrinnsvis et ikke-metallisk eller annet materiale som hurtig kan bores så som plast eller kompositter, for å nevne noen få. Under sementering av foringsrøret 22, har hylsen 20 en innerflate 40 som kommer i kontakt med sementen. Senere passerer en utløsnings- eller skraper-plugg 42 gjennom foringsrøret 22 og lander på forankringskragen 12 (se fig. 4) for å fortrenge mesteparten av sementen ut av foringsrøret 22 og inn i det omgivende ringrom. Hylsen 20 blir deretter boret ut slik at det in kompressible materialet 30 kan unnslippe og frilegge den rene plasseringsutsparingen 36 og den lange utsparingen 38 for etterfølgende fastgjøring av en rørdel slik som nedenfor beskrevet. Boringen fjerner en del av tetningsringer 42 og 46 uten å skade forings-røret 22 eller den nedre seksjon 24.

Metoden kan forstås ved å begynne med fig. 3, der foringsrøret 22 er

montert i ønsket stilling for sementering i borehullet 26. Sammenstillingen omfatter forankringskragen 12 og flytekragen 14. Sammenstillingen vist i fig. 15 er ved den nedre ende av sammenstillingen, men for klarhetens skyld er bare hylsen 20 angitt i den skjematiske illustrasjon.

Fig. 4 viser at sement 48 er blitt fortrengt av pluggen 42 ved landing på forankringskragen 12. Derved blir sement 48 skjøvet gjennom hylsen 20, gjennom innkjøringsskoen 50 og inn i ringrommet 52.

I fig. 5 er en borestreng 54 med en borkronesammenstilling 56 blitt fremført gjennom foringsrøret 22 og har freset ut skraperen 42 og hylsen 20, slik at plasseringsutsparingen 36 og den lange utsparing 38 er blitt frilagt. Det inkompressible materialet 30 er frigjort og sirkulert til overflaten sammen med borkakset som følge av borkronesammenstillingens 56 virksomhet.

Fig. 6 viser utvidelsen av den nye seksjon av borehullet 58 til en ny dimen-sjon 60 ved bruk av en underrømmer eller en RWD-borkrone 62. Avhengig av borkronesammenstillingens 56 beskaffenhet, kan borehullet 60 utformes ved en enkelt tur i hullet eller i flere turer. Fig. 7 viser boringen av borehullet 60 komplett og strengen 54 og borkronesammenstillingen 56 fjernet fra borehullet 60 og lagret ved overflaten. Fig. 8 viser en kjørestreng 64 som bærer et forlengingsrør eller annen rørdel 66 ved låsehaker 68. Sammenstillingen omfatter videre et anker 70 med kiler 72 som fortrinnsvis er trykkfølsomme for utskyving av kilene 72 og la dem gå tilbake når trykket fjernes. I sammenstillingen finnes også en stempel- og sylinder-kombinasjon 74 som driver en senke 76 som reaksjon på trykk som påføres stempel- og sylinderkombinasjonen 74. Innledningsvis, som vist i fig. 9, blir trykk påført for å skyve ut kilene 72 og drive ned senken 76 som skjematisk vist ved piler 78. Den øvre ende 80 av rørdelen 66 ekspanderes inn i den lange utsparing 38 for støtte fra foringsrøret 22. Når senken 76 er fremført tilstrekkelig langt til at rørdelen 66 henger fast i foringsrøret 22, faller støtten under hakene 68 bort og deres grep på rørdelen 66 frigjøres. Som vist i fig. 10 er hakene 68 frigjort og kilene 72 er blitt utløst. Når vekt nedsettes på overflaten, etter at innvendig trykk er fjernet, blir stempel- og sylinderkombinasjonen 74 spent på nytt for et annet slag av senken 76. Fig. 11 viser det påfølgende slag for ytterligere ekspansjon av rør-delen 66. Eventuelt kan en eller flere åpent hull-pakninger 82 benyttes for senere å opprette tetningsanlegg i borehullet 60 etter ekspansjon. Fig. 12 viser fortsettelsen av senkebevegelsen som reaksjon på påført overflatetrykk på ankeret 70 og stempel- og sylinderkombinasjonen 72. Fagpersoner på området vil innse at kraftforstørrelse kan inngå i stempel- og sylinderkombinasjonen 72, og en større kraft kan påføres senken 76 ved begynnelsen av hvert slag, sammenlignet med balansen av hvert slag. Disse trekk er vist i den samtidige US-søknad med serienummer 60/265,061 hvis innleveringsdato er 11. februar 2002, og hvis innhold fullt ut inngår her som om fullstendig beskrevet. Imidlertid kan andre teknikker benyttes for senkesmiing, eller også for å feste rørdelen 66 til den lange utsparing 38 eller et annet sted som innledningsvis dekkes av en hylse så som 20 under sementering av foringsrøret 22, uten å avvike fra oppfinnelsen.

Til slutt ekspanderer kjørestrengen 64 åpent hull-pakningene 82 til tetningsanlegg mot borehullet 60 når den nærmer seg innkjøringsskoen 84 som er montert nær den nedre ende og innkjøringsskoen 84 gripes av mekanismen 88. Sen ken 76 ekspanderer den nedre ende 86 av rørdelen 66 tilstrekkelig til at inn-kjøringsskoen frigjøres. Når strengen 64 flyttes fra borehullet 60 til overflaten, tar den med seg ankeret 70, stempel- og sylinderkombinasjonen 74 og innkjørings-skoen 84, etterlatende en stor åpning 90 i den nedre ende av rørdelen 66, som vist i fig. 14. Fagpersoner på området vil innse at innkjøringsskoen 84 letter innfør-ing av rørdelen ved at den oppviser en butt nese når rørdelen innledningsvis frem-føres i stilling, som vist i fig. 8. Den har en ventil i seg som tillater sirkulering for å lette innføring av rørdelen 66. Fjerning eller flytting av innkjøringsskoen 84 som beskrevet ovenfor, gir en stor åpning i den øvre ende av rørdelen 66, som letter påfølgende boreoperasjoner eller andre kompletteringsteknikker.

Fig. 16-19 viser gripemekanismen 88 mer detaljert. Den har et øvre over-gangsstykke 100 som ved hjelp av en gjenge 102 er tilkoblet under hakene 68. Overgangsstykket 100 er forbundet med en stamme 104 ved en gjenge 106. Inn-kjøringsskoen 84 er festet til rørdelen 66 ved hjelp av en splittring 108 som fastholdes mot rotasjon ved hjelp av en pinne 110 som strekker seg fra skoen 84. Gjenger 112 på ringen 108 står i inngrep med gjenger 114 på rørdelen 16. Ringen 116 holder ringen 112 i stilling på skoen 84. Skoen 84 har et spor 118 og en anslagsflate 120. Det øvre overgangsstykket 100 har en flate 122 som lander på flaten 120 når gripemekanismen 88 fremføres med senken 76. Når flaten 122 treffer flaten 120, er rørdelen 66 ennå ikke blitt ekspandert. Stammen 104 er en rekke gripefingre 124 som lander i sporet 118 når flatene 120 forbindes. Når dette skjer, som vist i fig. 16a, er gripefingrene innrettet på linje med utsparingen 126 på stammen 104, slik at de kan innføres i utsparingen 118 i skoen 84. Stammen 104 har en ring 128 som fastholdes ved hjelp av en bruddpinne 130. Når en nedad-rettet kraft påføres skoen 84 gjennom kontakten mellom flatene 120 og 122, skjæ-rer gjengene 112 og 114 ut og skoen 84 faller ned og oppfanges på ringen 128. På dette punkt, vist i fig. 17a, bærer flaten 132 på stammen 104 gripefingrene 124 i sporet 118. Skoen 84 er nå festet til stammen 104. Når stammen 104 beveges nedover i tandem med senken 76, ekspanderes rørdelen 66 til bunns. Deretter kan både senken 76 og gripemekanismen 88 og den vedheftende sko 84 fjernes til

overflaten, som vist i fig. 18a. Dersom skoen 84 av en eller annen grunn ikke skul-le frigjøres fra rørdelen 66 eller fastgjøres på vei ut til overflaten, vil en trekkraft på strengen 64 virke til å skjære ut pinner 130, og derved la gripefingrene 124 bli uten

støtte når flaten 34 stilles overfor den motstående utsparing 118 som vist i fig. 19a. Fagpersoner på området vil innse at andre anordninger kan brukes til å snare skoen 84 når senken 76 fremføres. Muligheten til å fjerne skoen 84 er fordelaktig, da den fjerner behovet for å frese den ut og dessuten minsker faren for at skoen 84 simpelthen dreier som reaksjon på en fresebelastning, når den lenger fastholdes mot rotasjon av den nå ekspanderte rørdel 66.

Fagpersoner på området vil nå forstå fordelene ved foreliggende oppfinnelse. Hylse 20 beskytter påfølgende monteringssteder for rørdelen 66 på forings-røret 22 fra forurensning med sementen 48 som benyttes til å tette foringsrøret 22. Uavhengig av metoden for avtettet fastgjøring mellom rørdelen 66 og forings-røret 22, er det følgelig en større sikkerhet for at den riktige tetningsstøtte vil bli oppnådd uten bekymring for at sement kan ha entret monteringsstedet. Sammenstillingen innbefattende hylsen 20 er elastisk ettergivende for endringer i hydrostatiske trykk som følge av fremføring av foringsrøret 22 nede i borehullet. Ved slutten av ekspansjonen eller annen teknikk for fastgjøring av rørdelen 66 til for-ingsrøret 22, vil den nedre ende av rørdelen 66 stå åpen når innkjøringsskoen 84 trekkes opp igjen.

Claims (12)

1. Foringsrørsko (84) for nedihulls bruk, omfattende: et legeme med i det minste en innvendig utsparing (36, 38) med en integral bunn overflate og en gjennomgående kanal;karakterisert vedat et elastisk deksel er montert over nevnte utspa ring (36, 38) og forløper inn i nevnte kanal for å danne et ringformet rom (28) derimellom og for å beskytte nevnte utsparing (36, 38) fra ansamling av rester fra sementering av nevnte legeme nedihulls; nevnte elastiske deksel bøyer seg for å legge til rette for forandring i hydrostatisk trykk ettersom nevnte legeme kjøres ned i hullet; nevnte deksel er fjernbart påfølgende sementering av nevnte legeme for å ekspo nere nevnte bunnoverflate til nevnte utsparing (36, 38).

2. Sko (84) ifølge krav 1, karakterisert vedat nevnte deksel er tettet til nevnte legeme for å lukke nevnte ringformede rom (28) tilstøtende nevnte utsparing (36, 38).

3. Sko (84) ifølge krav 2, karakterisert vedat nevnte ringformede rom (28) inneholder et in kompressibelt material (30).

4. Sko (84) ifølge krav 3, karakterisert vedat nevnte inkompressibelt material (30) er løst pakket.

5. Sko (84) ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter: et rør (66) innført gjennom nevnte sko (84) etter fjerning av nevnte deksel for festing til nevnte utsparing (36, 38).

6. Sko (84) ifølge krav 5, karakterisert vedat: nevnte rør (66) er festet til nevnte utsparing (36, 38) ved ekspansjon.

7. Sko (84) ifølge krav 6, karakterisert vedat: nevnte legeme har en driftdiameter på utsiden av nevnte utsparing og nevnte rørdel (66), etter ekspansjon inn i nevnte utsparing, har en driftdiameter i det minste så stor som nevnte driftdiameter i nevnte sko (84) på utsiden av nevnte utsparing (36, 38).

8. Brønnkompletteringsfremgangsmåte, omfattende innkjøring av et rørdel-hus (66) med en sko (84) ved sin nedre ende; videre karakterisert vedå tilveiebringe en elastisk hylse (20) for å dekke en utsparing (36, 38) med en bunnoverflate integral med nevnte hus; forlenging av nevnte hylse (20) inn i nevnte kanal; dannelse av et ringformet rom (28) mellom nevnte hylse og nevnte rørdel; nevnte elastiske hylse (20) tillates å bøye seg og legger til rette for forandringer i hydrostatisk trykk under nevnte innkjøring; sementering av rørdelen nedihulls; fjerning av hylsen (20) etter sementering for å eksponere nevnte bunnoverflate til nevnte utsparing (36, 38).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert vedat den omfatter: tetting av nevnte ringformede rom (28) rundt nevnte utsparing (36, 28) med nevnte hylse (20).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert vedat den omfatter: innføring av en rørstreng etter fjerning av nevnte hylse (20); ekspandering av nevnte rørstreng inn i nevnte utsparing (36, 38) for opplagring.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat den omfatter: å tilveiebringe en driftdiameter for nevnte rørstreng etter nevnte ekspansjon i det minste så stor som driftdiameteren til nevnte sko (84) på utsiden av nevnte utsparing (36, 38).

12. Fremgangmåte ifølge krav 10, karakterisert vedat den omfatter: å forbinde en innkjøringssko (50) til en nedre ende av rørstrengen for innkjøring; frigjøring av nevnte innkjøringssko (50) fra nevnte rørstreng ved nevnte ekspande ring; og gjenvinning av nevnte innkjøringssko (50) til overflaten.