NO335473B1 - Fresbar plugganordning - Google Patents
Fresbar plugganordning Download PDFInfo
- Publication number
- NO335473B1 NO335473B1 NO20130268A NO20130268A NO335473B1 NO 335473 B1 NO335473 B1 NO 335473B1 NO 20130268 A NO20130268 A NO 20130268A NO 20130268 A NO20130268 A NO 20130268A NO 335473 B1 NO335473 B1 NO 335473B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- mandrel
- section
- housing
- center axis
- plug
- Prior art date
Links
- 238000003801 milling Methods 0.000 title description 36
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 22
- 210000004373 mandible Anatomy 0.000 abstract 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
- E21B33/129—Packers; Plugs with mechanical slips for hooking into the casing
- E21B33/1291—Packers; Plugs with mechanical slips for hooking into the casing anchor set by wedge or cam in combination with frictional effect, using so-called drag-blocks
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
- E21B33/1204—Packers; Plugs permanent; drillable
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/12—Packers; Plugs
- E21B33/129—Packers; Plugs with mechanical slips for hooking into the casing
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/134—Bridging plugs
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/14—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes
- E21B33/16—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes using plugs for isolating cement charge; Plugs therefor
- E21B33/167—Cementing plugs provided with anti-rotation mechanisms, e.g. for easier drill-out
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
Abstract
Den foreliggende oppfinnelse angår en fresbar plugganordning(1) for bruk i et brønnrør (WP). Anordningen omfatter en indre mandrell (2) som omfatter en første mandrellseksjon (2a) og en andre mandrellseksjon (2b), hvor den første mandrellseksjonen (2a) har en sylindrisk ytre overflate, og hvor den andre mandrellseksjonen (2b) har en sylindrisk ytre overflate. Anordningen omfatter videre et ytre hus (3) anordnet radialt utenfor i det minste deler av den indre mandrellen (2). En tetningssammenstilling (10) er tilveiebragt radielt utenfor den indre mandrellen (2), hvor tettesammenstillingen (10) er konfigurert for å bli brakt fra en kjørtilstand til en satt tilstand ved en relativ aksial forskyvning mellom den indre mandrellen (2) og det ytre huset (3). Den fresbare plugganordningen (1) har en første senterakse (I1). Den andre mandrellseksjonen (2b) har en andre senterakse (I2b) som er forskjøvet parallelt i forhold til den første senteraksen (I1). I det minste en del av den andre mandrellseksjonen (2b) er anordnet inne i kammeret (4b) i den satte tilstanden. Rotasjon av den indre mandrellen (2) i den satte tilstanden tilveiebringer at en tredje mandrellseksjon (2c) av mandrellen (2) bringes til en låst tilstand, hvor ytterligere rotasjon av den indre mandrellen (2) hindres.
Description
OPPFINNELSENS OMRÅDE
Den foreliggende oppfinnelse angår en fresbar plugganordning. Spesielt angår den foreliggende oppfinnelse en fresbar permanent plugganordning.
OPPFINNELSENS BAKGRUNN
Plugganordninger er vanlige verktøy som brukes i olje- og/eller gassbrønner. Plugganordninger består normalt av en indre mandrell og et ytre hus, hvor aksial forskyvning av den indre mandrellen i forhold til det ytre huset tilveiebringer en setteoperasjon av plugganordningen. Under setteoperasjonen blir en tetningsanordning radielt ekspandert fra en kjørtilstand til en satt tilstand. Tetningsanordningen omfatter et tetningselement som hindrer aksial fluidstrømning mellom det ytre huset og den indre overflaten av brønnrøret og slipsanordninger som forankrer plugganordningen til den indre overflaten av brønnrøret. Noen plugganordninger omtales som pakkere (engelsk: packers), det vil si den indre mandrellen omfatter en boring med en ventil, der fluidstrømning tillates gjennom hullet når ventilen er åpen, og hvor fluidstrømmen blir forhindret gjennom hullet når ventilen er lukket.
Gjenopphentbare plugganordninger er konstruert for å bli hentet opp fra brønnen etter bruk ved hjelp av et henteverktøy, mens permanente plugganordninger settes i brønnen permanent. Permanente plugganordninger er vanligvis enklere i sin utforming, og kan tåle høyere temperaturer og/eller trykk enn gjenopphentbare plugganordninger. Den eneste måten å fjerne en permanent plugganordning på er å ødelegge den ved fresing eller ved bruk av eksplosiver etc.
Hvis en gjenopphentbar plugganordning ligger i en brønn i flere år, er det et vanlig problem at utløsermekanismen ikke virker lenger, og dermed at også gjenopphentbare plugganordninger må ødelegges ved fresing for å fjerne dem.
Derfor har fresbare eller borbare permanente plugganordninger blitt utviklet. De har fordelene ved permanente plugganordninger (dvs. enkel utførelse, kan motstå høyt trykk og/eller høy temperatur), men er laget av materialer som er lettere å fjerne ved fresing, dvs. at de kan være laget av komposittmaterialer, støpejern, messing etc.
Et problem som kan oppstå under fresing er at den indre mandrellen roterer sammen med freseverktøyet i forhold til det ytre hus. Under denne rotasjonen er det ingen frese fremdrift hos den indre mandrellen, og freseverktøyet er forhindret fra å frese andre deler av plugganordningen også. I slike tilfeller kan det være nødvendig å sette mye vekt på fresekronen og/eller å øke rotasjonshastigheten til fresekronen, for å "sveise" den indre mandrellen til det ytre huset ved hjelp av den resulterende økte temperatur, og dermed hindre relativ rotasjon. Hvis dette ikke fungerer, kan det være nødvendig å pumpe sement på toppen av plugganordningen og la det stivne før freseoperasjonen prøves igjen.
Et annet problem som kan oppstå er at under fresing så demonterer de forskjellige delene av plugganordningen seg i flere deler og faller ned i brønnen. Hvis de demonterte delene er for store, kan en fiskeoperasjon utføres for å fjerne dem fra brønnen. Fiskeoperasjonen er enklere når for eksempel magneter kan brukes, slik som hvis de demonterte delene er relativt små. Videre kan det hende at fiskeoperasjonen ikke er nødvendig hvis de demonterte delene er så små at de kan pumpes bort fra brønnboringen.
En løsning på dette problemet er å tilveiebringe den indre mandrellen med en ikke-sirkulær ytre overflate og det ytre huset med en tilsvarende ikke-sirkulær innvendig overflate for å forhindre relativ rotasjon mellom den indre mandrellen og det ytre hus. En slik løsning er vist i US 6.491.108. En ulempe her er at det er svært dyrt å maskinere de ikke-sirkulære former på den indre mandrellen og det ytre huset. Videre er det vanskelig å tilveiebringe pålitelige tetninger, slik som o-ringer, støttende tetningsringer osv. for slike ikke-sirkulære mandreller. Dermed er det vanskelig å oppnå visse produktklassifikasjoner, for eksempel ISO 14310:2008 V0 klassifikasjonen, for slike plugganordninger.
US 2010/0132960 viser en borbar plugg for bruk i en brønn bestående av en hylse med et pakningselement, og en øvre og nedre låsekile med låseringer hvor hver av låsekilene har en første og andre låsering hvor segmentene i den første låseringen er radielt forskjøvet i forhold til segmentene i den andre låseringen.
US 2012/0255723 viser en plugganordning med en slip ring med en senterlinje som er forskjøvet i forhold til senterlinjen til røret for å kunne feste denne bedre til rørveggen under setting.
US 2007/0246224 viser at en ventil kan plasseres med en forskjøvet sentrumslinje i forhold til sentrumslinjen til røret den er plassert i. Ventilen er her festet til røret ved hjelp av sement.
Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en plugganordning som kan freses ut fra en brønn på en pålitelig og effektiv måte. Derfor er det et mål for oppfinnelsen å tilveiebringe en fresbar plugganordning hvor ulempene med tidligere kjente plugganordninger unngås. Et annet formål er å tilveiebringe at så mye som mulig av plugganordningen blir frest i stykker før plugganordningen faller fra hverandre og ned i brønnen.
SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN
Oppfinnelsen angår en fresbar plugganordning for bruk i et brønnrør, omfattende:
- en indre mandrell omfattende en første mandrellseksjon og en andre mandrellseksjon, hvor den første mandrellseksjonen har en sylindrisk ytre overflate og hvor den andre mandrellseksjon har en sylindrisk ytre overflate; - et ytre hus tilveiebrakt radielt utenfor minst deler av den indre mandrellen, hvor det ytre huset omfatter en første husseksjon og en andre husseksjon, hvor den andre husseksjonen omfatter et sylindrisk kammer; - en tetningssammenstilling tilveiebrakt radialt utenfor den indre mandrellen, hvor tetningssammenstillingen er konfigurert for å bli brakt fra en kjørtilstand til en satt tilstand ved en relativ aksial forskyvning mellom den indre mandrellen og det ytre huset;
hvor den fresbare plugganordningen har en første senterakse;
karakterisert vedat den andre mandrellseksjonen har en andre senterakse som er forskjøvet parallelt i forhold til den første senteraksen;
i det minste deler av den andre mandrellseksjonen er anordnet inne i kammeret i den satte tilstanden;
hvor rotasjon av den indre mandrellen i den satte tilstanden tilveiebringer at en tredje mandrellseksjon av mandrellen bringes til en låst tilstand, hvor ytterligere rotasjon av den indre mandrellen er forhindret.
Når dreiningen av den indre mandrellen er forhindret, vil den indre mandrellen ikke rotere sammen med freseanordningen eller fresekronen. Derfor vil den indre mandrellen bli frest til småbiter.
I ett aspekt omfatter den tredje mandrellseksjon et første kontaktområde som bringes i kontakt med brønnrøret i den låste tilstand.
I ett aspekt omfatter det første kontaktområdet radialt utstikkende slips.
I ett aspekt tilveiebringer rotasjon av det ytre huset i den satte tilstanden at en tredje husseksjon av det ytre huset bringes til en låst tilstand, hvor ytterligere rotasjon av det ytre huset er forhindret. Dermed sikres det at det ytre huset ikke vil rotere sammen med freseanordningen eller fresekronen.
I ett aspekt omfatter den tredje husseksjonen et andre kontaktområde som bringes i kontakt med brønnrøret i den låste tilstanden.
I ett aspekt omfatter det andre kontaktområdet radialt utstikkende slips.
I ett aspekt er den tredje mandrellseksjonen tilveiebrakt nedenfor tetningssammenstillingen.
I ett aspekt er den første mandrellseksjonen ledet gjennom en åpning tilveiebrakt i den første husseksjonen.
I ett aspekt omfatter den første mandrellseksjonen en første festemekanisme og den første husseksjonen omfatter en andre festemekanisme, hvor den første festemekanismen kan festes til den andre festemekanisme under setting av plugganordningen.
I ett aspekt er de første og andre festemekanismer tilveiebrakt av en skrallemekanisme.
DETALJERT BESKRIVELSE
Utførelsesformer av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet med henvisning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 viser et sideriss av en første utførelsesform i en kjørtilstand; Fig. 2 viser et sideriss av en første utførelsesform i en satt tilstand; Fig. 3 viser et sideriss av mandrellen hos plugganordningen; Fig. 4 viser et sideriss av mandrellen og det ytre huset i den satte tilstanden; Fig. 5 viser et toppriss av mandrellen; Fig. 6 viser et tverrsnitt av det ytre huset i perspektiv; Fig. 7 viser et tverrsnittsriss fra siden av en andre utførelse av plugganordningen i kjørtilstanden; Fig. 8 viser et tverrsnittsriss fra siden av den andre utførelse av plugganordningen i den satte tilstanden; Fig. 9 viser et tverrsnittsriss fra siden av den andre utførelse av plugganordningen i låst tilstand; Fig. 10a, 10b, og 10c illustrerer plugganordning sett ovenfra henholdsvis i kjørtilstand, i satt tilstand og i låst tilstand.
Først bør det bemerkes at begrepet "fresing" ("freseanordning", "fresbar" osv.) her brukes for alle operasjoner som involverer et roterende verktøy for fjerning av en plugganordning i en brønn ved å kutte plugganordningen i mindre biter. Derfor anvendes begrepet "fresbar" og "borbar" synonymt i beskrivelsen nedenfor.
Det er nå henvises til fig. 1 og 2. Her blir en plugganordningen 1 vist. Plugganordningen er her en plugg for bruk i et brønnrør, for eksempel en olje-og/eller gassbrønn, olje og/eller gassrør osv. På tegningene er den venstre side av plugganordningen den "øvre" siden av plugganordningen 1, dvs. den siden som er nærmest overflaten av brønnen. Den høyre side av plugganordningen er den "nedre" siden av plugganordningen 1, dvs. den side som er lengst vekk fra overflaten av brønnen.
Plugganordningen omfatter en indre mandrell 2 og et ytre hus 3 som er tilveiebrakt radialt på utsiden av minst deler av den indre mandrellen 2. På fig. 1 er bare den nedre seksjonen 2c av mandrellen 2 synlig.
Plugganordningen omfatter videre en tetningssammenstilling 10 tilveiebrakt radialt utenfor den indre mandrellen 2. Tetningssammenstillingen 10 er konfigurert til å bli brakt fra en kjørtilstand til en satt tilstand ved en relativ aksial forskyvning mellom den indre mandrellen 2 og det ytre huset 3. Tetningssammenstillingen 10 omfatter her første og andre slipsanordninger 11, 12 og et tetningselement 13 tilveiebrakt aksialt mellom de første og andre slipsanordninger 11, 12. Tetningssammenstillingen 10 omfatter her også første og andre konusanordninger 14, 15 anordnet mellom hver av slipsanordningene 11, 12 og tetningselementet 13. De første og andre konusanordninger 14, 15 leder slipsanordningene 11, 12 fra deres kjørtilstand til deres satte tilstand og komprimerer tetningselementet 13 aksialt i den satte tilstanden.
I fig. 4 er kjørtilstanden vist. I denne tilstanden bringes plugganordningen til ønsket sted i brønnen. På det ønskede stedet bringer setteverktøyet plugganordningen fra kjørtilstanden til den satte tilstanden ved en relativ aksial forskyvning mellom den indre mandrellen 2 og det ytre huset 3.1 fig. 2 er det vist at en øvre seksjon 2a av mandrellen 2 er blitt trukket oppover (dvs. mot venstre) i forhold til det ytre huset 3 for derved å bevirke en aksial kompresjon og følgelig en radiell ekspansjon av slipsanordningene 11, 12 og tetningselementet 13. Dette er også vist i fig. 7 og 8.1 fig. 7 er plugganordningen i kjørtilstanden på ønsket sted i brønnen, i fig. 8 er plugganordningen i den satte tilstanden hvor slipsanordningene 11, 12 og tetningselementet 13 er i kontakt med den indre overflaten av brønnrøret betegnet som WP. Plugganordningen 1 danner nå en plugg i brønnrøret WP, hvor fluidet er forhindret fra å passere denne.
I fig. 7 er det vist at den første mandrellseksjonen 2a omfatter et koblingsgrensesnitt 5 for tilkobling til setteverktøyet.
Det bør bemerkes at tetningssammenstillingen 10 er ansett som kjent for en person med kunnskap innenfor fagområdet, og vil ikke bli beskrevet ytterligere i detalj her.
I fig. 1 og 2 er det vist at den fresbare plugganordningen 1 har en vesentlig sylindrisk ytre form. En senterakse II, heretter kalt den første senteraksen II, er angitt med en stiplet linje. I den satte tilstanden vil den første senteraksen II falle sammen med midtaksen av brønnrøret (forutsatt at brønnrøret også er sylindrisk).
Det er nå henvist til fig. 3, hvor det er vist at mandrellen 2 omfatter en første eller øvre mandrellseksjon 2a, en andre mandrellseksjon 2b og en tredje eller nedre mandrellseksjon 2c. Den første mandrellseksjonen 2a har en sylindrisk ytre overflate og den andre mandrellseksjonen 2b har en sylindrisk ytre overflate. Også den tredje mandrellseksjon 2c har en sylindrisk ytre overflate. I fig. 3 er det også vist at mandrellen 2 omfatter en fjerde mandrellseksjon 2d mellom den første mandrellseksjonen 2a og den andre mandrellseksjonen 2b, som vil bli beskrevet nedenfor. På fig. 3 er det også vist at den tredje mandrellseksjon 2c kan omfatte et avsmalnende neseparti 2e for å lette innkjøringen av plugganordningen 1 inn i brønnrøret.
I fig. 3 er det vist at den andre mandrellseksjonen 2b har en andre senterakse I2b som er forskjøvet parallelt i forhold til den første senteraksen II. Følgelig er den andre mandrellseksjonen 2b tilveiebrakt eksentrisk i forhold til andre deler av plugganordningen og også i forhold til brønnrøret. Den første mandrellseksjonen 2a har en senterakse som sammenfaller med den første senteraksen II. Dermed tilveiebringer den fjerde mandrellseksjon 2d et avsmalnende område mellom den første mandrellseksjonen 2a og den andre mandrellseksjonen 2b.
På fig. 3 og fig. 5 er det vist at en første mandrellradius R2bl som representerer den lengste radielle avstanden mellom den ytre overflate av den andre mandrellseksjonen 2b til den første senteraksen 12 er lengre enn en andre mandrellradius R2b2 som representerer den korteste radielle avstand mellom den ytre overflaten av den andre mandrellseksjonen 2b til den første senteraksen 12. Videre er det vist at en tredje mandrellradius R2cl som representerer den korteste radielle avstand mellom den ytre overflaten av den tredje mandrellseksjonen 2c til den andre senteraksen I2b er kortere enn en fjerde mandrellradius R2c2 som representerer den lengste radielle avstanden mellom den ytre overflaten av den tredje mandrellseksjonen 2c til den andre senteraksen I2b. Som vist, er den første mandrellradius R2bl tilveiebrakt radialt i samme retning (opp på fig. 5) som den tredje mandrellradius R2cl. Den andre mandrellradius R2b2 er tilveiebrakt radialt i samme retning (nedover på fig. 5) som den fjerde mandrellradius R2c2. Som vist er de første og tredje mandrellradier orientert 180 ° i forhold til de andre og fjerde mandrellradier.
Som vist på fig. 3 er diameteren til den tredje mandrellseksjonen 2c større enn diameteren til den andre mandrellseksjonen 2b. Dermed danner den tredje mandrellseksjonen 2c en stoppflate som brukes for å komprimere tetningssammenstillingen 10 mot under setting av plugganordningen.
Det er nå henvist til fig. 4 og fig. 6. Det ytre huset 3 er tilveiebrakt radielt utenfor minst deler av den indre mandrellen 2. Det ytre huset 3 består av en første husseksjon 3a, en andre husseksjon 3b og en tredje husseksjon 3c. I den foreliggende utførelse danner det ytre huset 3 en del av den ytre overflaten av plugganordningen 1. Derfor er den ytre overflaten av det ytre huset 3 hovedsakelig sylindrisk.
Den første husseksjonen 3a omfatter en åpning 4a. Den første mandrellseksjonen 2a blir ført gjennom åpningen 4a tilveiebrakt i den første husseksjonen 3a. Den første mandrellseksjonen 2a omfatter en første festemekanisme 20 og den første husseksjonen 3a omfatter en andre festemekanisme 30. Den første festemekanismen 20 kan festes til den andre festemekanismen 30 under setting av plugganordningen 1. Dermed tilveiebringer festemekanismene 20, 30 en aksial fiksering av mandrellen 2 i forhold til huset 3. Festemekanismene 20, 30 tillater aksial bevegelse som bringer den tredje mandrellseksjon 2c nærmere den tredje husseksjonen 3c, men forhindrer bevegelse i motsatt retning, det vil si det å bringe plugganordningen fra kjørtilstand til den satte tilstanden er tillatt, men det å bringe plugganordningen fra satt tilstand til kjørtilstand er ikke tillatt. De første og andre festemekanismer 20, 30 kan være tilveiebrakt av en skrallemekanisme (engelsk: ratchet mechanism).
Den andre husseksjonen 3b omfatter et sylindrisk kammer 4b. I det minste deler av den andre mandrellseksjonen 2b er anordnet inne i kammeret 4b i den satte tilstanden. I kjørtilstanden i fig. 7 er bare en liten del av den andre mandrellseksjonen 2b anordnet inne i kammeret 4b, mens i den satte tilstanden i fig. 8 fyller den andre mandrellseksjonen 2b nesten hele kammeret 4b. I den foreliggende utførelsesform er det sylindriske kammeret 4b også tilveiebrakt i den tredje husseksjonen 3c, som vist i fig. 6. Dermed danner åpningen 4a og kammeret 4c en aksial åpning gjennom huset 3, hvori mandrellen 2 er tilveiebrakt.
På fig. 6 er det vist at åpningen 4a er tilveiebrakt sentralt i huset 3, dvs. at den også er sentralt tilveiebrakt i plugganordningen 1. Imidlertid har kammeret 4b en tredje senterakse I4b, som tilsvarer den andre senteraksen til den andre mandrellseksjonen 2b i kjørtilstanden og i den satte tilstanden. Det vil si at den tredje senteraksen I4b også er forskjøvet parallelt i forhold til den første senteraksen II. Selvfølgelig sammenfaller også den andre og den tredje senteraksen I2b, I4b.
Det bør bemerkes at i den satte tilstanden (og i den foreliggende utførelse også i kjørtilstanden), er relativ rotasjonsbevegelse mellom den indre mandrellen 2 og det ytre huset 3 ikke mulig på grunn av eksentrisiteten til den andre mandrellseksjonen 2b innenfor kammeret 4b, så lenge den første mandrellseksjonen 2a er tilveiebrakt gjennom den sentralt orienterte åpningen 4a.
I det følgende vil freseopersjonen av plugganordningen bli forklart i detalj. Det antas at plugganordningen 1 er blitt satt som vist og forklart ovenfor med referanse til fig. 8. Her vil slipsanordningene 11,12 hindre aksial bevegelse av plugganordningen i forhold til rørveggen WP, og tetningselementet 13 vil hindre fluid fra å passere mellom den indre overflate av brønnrør og den ytre overflate av tetningselementet 13 og mellom den indre overflate av tetningselementet 13 og den ytre overflate av den andre mandrellseksjonen 2b.
Freseoperasjonen starter nå, og et roterende freseverktøy senkes inn i brønnen. Freseverktøyet anses kjent for en person med kunnskap innenfor fagområdet og vil ikke bli beskrevet her i detalj. Fresekronen hos freseverktøyet antas å rotere med urviseren med en rotasjonsakse som faller sammen med den første senteraksen II av plugganordningen. Imidlertid er det naturligvis også mulig å bruke andre freseverktøy.
Freseverktøyet vil først starte fresingen av den første mandrellseksjonen 2a. På grunn av eksentrisiteten til den andre mandrellseksjonen 2b, er det ikke mulig for mandrellen 2 for å rotere inne i huset 3. Derfor, hvis friksjonskrefter som tilveiebringes av tetningselementet 13 ikke er tilstrekkelig til å holde mandrellen 2 i forhold til rørveggen WP, vil mandrellen 2 og det ytre huset 3 begynne å rotere sammen med fresekronen i forhold til tetningssammenstillingen 10.
Imidlertid, på grunn av eksentrisitet, vil rotasjonen av den indre mandrellen 2 i den satte tilstanden bringe den tredje mandrellseksjon 2c hos mandrellen 2 til en låst tilstand, hvor ytterligere rotasjon av den indre mandrellen 2 er forhindret. Som vist på fig. 8 er avstanden fra den øvre ytre overflaten av den tredje mandrellseksjonen 2 c til den indre overflaten av brønnrøret WP lik avstanden fra den nedre ytre
overflaten av den tredje mandrellseksjonen 2c til den indre overflaten av brønnrøret.
I den låste tilstand vist i fig. 9 har mandrellen 2 rotert om den andre senteraksen I2b og et første kontaktområde betegnet med referansenummer 22 i fig. 8 har blitt brakt 1 kontakt med brønnrøret WP som vist i fig. 9. Her er videre rotasjon av mandrellen 2 i forhold til tetningssammenstillingen 10 ikke lenger mulig, og fresekronen vil igjen være i stand til å frese mandrellen 2. Som vist på fig. 8 og 9, omfatter kontaktområdet 22 radielt utstående slips 22a for kontakt med brønnrøret WP i den låste tilstand. Dette er imidlertid bare en foretrukket utførelsesform, i den første utførelsesformen i fig. 1 og 2, er det ingen slike slips 22a.
Det bør bemerkes at i den låste tilstanden til mandrellen 2 hindres også rotasjon av huset 3 på grunn av eksentrisiteten til den andre mandrellseksjonen 2b og kammeret 4b. Imidlertid, når freseoperasjonen har frest vekk den første husseksjonen 3a og festemekanismene 20, 30 kan det være mulig for huset 3 for å rotere rundt mandrellen 2 under visse omstendigheter. Derfor, i den foreliggende utførelse, har den tredje husseksjonen 3c en større ytre diameter enn de første og andre husseksjoner 3a, 3b. Den ytre diameteren er tilsvarende den ytre diameteren til den tredje mandrellseksjonen 2c. Her, dersom det ytre huset 3 begynner å rotere i den satte tilstanden på grunn av freseoperasjonen, vil den bringe den tredje husseksjonen 3c til en låst tilstand, hvor ytterligere rotasjon av det ytre huset 3 er forhindret. Som for den tredje mandrellseksjon 2c omfatter den tredje husseksjonen 3c et andre kontaktområde 32 som er brakt i kontakt med brønnrøret WP i den låste tilstanden. Her er videre rotasjon av huset 3 i forhold til tetningssammenstillingen 10 ikke lenger mulig, og fresekronen vil igjen være i stand til å frese huset 3. Også det andre kontaktområdet 32 kan omfatte slips 32a.
Videre har forsøk vist at de friksjonskrefter som tilveiebringes av tetningselementet 13 er tilstrekkelig til å hindre at mandrellen 2 roterer under freseoperasjonen. På grunn av eksentrisiteten til den andre mandrellseksjonen 2b og kammeret 4b, vil det ytre huset 3 også være forhindret fra å rotere. Dermed vil det første kontaktområdet 22 ikke bli rotert til den låste tilstanden før freseoperasjonen har redusert friksjonskreftene som tilveiebringes av tetningselementet 13, dvs. at tetningselementet 13 er i det minste delvis frest bort.
Forsøkene viser også at freseoperasjonen kan fortsette helt til enkelte av tennene på de nedre slipsene 12 er frest bort. Dette indikeres av linjen Mmax i fig. 9. På dette punktet vil de resterende delene, dvs. delene til høyre for linjen Mmax, falle ned i brønnen. Alle delene til venstre for linjen Mmax er blitt frest til småbiter.
I utførelsene ovenfor, har elementene til tetningssammenstillingen 10 en sirkulær ytre overflate. Men siden de er gitt tilveiebrakt radialt rundt den andre mandrellseksjonen 2b med sine sirkulære indre overflate i kontakt med den ytre overflaten av den andre mandrellseksjonen 2b, har de en ulik tykkelse rundt omkretsen av plugganordningen, som vist i fig. 7, 8 og 9.
I den foreliggende utførelsesform har plugganordningen en maksimal ytre diameter på 110 mm i kjørtilstanden og skal settes i et brønnrør med en indre diameter på 124,8 mm. Diameteren til den tredje mandrellseksjonen 2c er i kjørtilstanden 110 mm, hvor den tredje mandrellradius R2cl er 55 mm og den fjerde mandrellradius R3c2 er 65 mm. Her er den andre senteraksen I2b forskjøvet parallelt i forhold til den første senteraksen II med 5 mm.
Den maksimale tykkelsen T3bl til den andre husseksjonen 3b (vist i fig. 6) er 38 mm og den minimale tykkelsen T3b2 til den andre husseksjonen 3b er 28 mm. Når den tredje mandrellseksjonen 2c begynner å rotere mot sin låste tilstand, vil det første kontaktområdet fortrinnsvis rotere mellom 120° - 160° før den kommer i kontakt med den indre overflate av brønnrør WP, det vil si når den ytre diameter til plugganordningen er lik den indre diameter av brønnrøret. Dette vil avhenge av avstanden mellom den andre senteraksen (I2b) og den første senteraksen (II), men vil også være avhengig av sirkulariteten til selve brønnrøret. Dermed bør eksentrisitet til den andre mandrellseksjonen 2b og kammeret 4b sikre at den låste tilstanden oppnås også i brønnrør som ikke er perfekt sirkulære i sitt tverrsnitt. Det bør bemerkes at i fig. 9 har mandrellen 2 og huset 3 blitt rotert 180 °, her kan det sees at tennene på slipset 22a, 32a hos kontaktområdene 22, 32 er tegnet inn i brønnrøret WP, en situasjon som i praksis ikke vil forekomme - rotasjonen vil stanse før en rotasjon på 180 ° oppnås. I dette tilfelle, dvs. når mandrellen 2 og huset 3 har blitt rotert 180 °, er den maksimale målbare ytre "diameter" 130 mm (dvs. over den indre diameteren av brønnrøret den er konstruert for).
Som nevnt i innledningen ovenfor, bør materialene i mandrellen 2 og huset 3 være laget av materialer som er lette å frese, for eksempel komposittmaterialer, støpejern, messing etc. Tetningselementet 13 er hovedsaklig laget av gummi, elastomerer eller lignende myke materialer. Materialene i de andre delene av
tetningssammenstillingen 10 vil også være laget av lett borbare materialer.
I den foreliggende utførelsesformen er hovedformålet med slipsene 22a, 32a hos kontaktområdene 22, 32 å forhindre aksiell forskyvning av henholdsvis huset 3 eller mandrellen 2. Ifølge forsøkene med plugganordningen 1 er det funnet at eksentrisiteten til den andre mandrellseksjonen 2b og kammeret 4b er tilstrekkelig til å hindre rotasjon av mandrellen og huset i sin låste tilstand. Slipsene 22a, 32a vil bidra til å forhindre en slik ytterligere rotasjon, selv om deres hovedformål er å forhindre aksial forskyvning. Det bør bemerkes at slipsene 22a, 32a også kan utformes slik at deres viktigste formål er å forhindre rotasjon av mandrellen 2 og huset 3 i forhold til rørveggen WP.
Claims (10)
1. Fresbar plugganordning(l) for bruk i et brønnrør (WP), omfattende: - en indre mandrell (2) som omfatter en første mandrellseksjon (2a) og en andre mandrellseksjon (2b), hvor den første mandrellseksjonen (2a) har en sylindrisk ytre overflate, og hvor den andre mandrellseksjonen (2b) har en sylindrisk ytre overflate; - et ytre hus (3) anordnet radielt utenfor minst deler av den indre mandrellen (2), hvor det ytre huset (3) omfatter en første husseksjon (3a), og en andre husseksjon (3b), hvor den andre husseksjonen (3b) omfatter et sylindrisk kammer (4b); - en tetningssammenstilling(lO) anordnet radialt utenfor den indre mandrellen (2), hvor tettesammenstillingen (10) er konfigurert for å bli brakt fra en kjørtilstand til en satt tilstand ved en relativ aksial forskyvning mellom den indre mandrellen (2) og det ytre huset (3);
hvor den fresbare plugganordning (1) har en første senterakse (II);
karakterisert vedat: den andre mandrellseksjonen (2b) har en andre senterakse (I2b) som er forskjøvet parallelt i forhold til den første senteraksen (II); i det minste en del av den andre mandrellseksjonen (2b) er anordnet inne i kammeret (4b) i den satte tilstanden; hvor rotasjon av den indre mandrellen (2) i den satte tilstanden tilveiebringer at en tredje mandrellseksjon (2c) av mandrellen (2) bringes til i en låst tilstand, hvor ytterligere rotasjon av den indre mandrellen (2) hindres.
2. Anordning ifølge krav 1, hvor den tredje mandrellseksjonen (2c) omfatter et første kontaktområde (22) som er brakt i kontakt med brønnrøret (WP) i den låste tilstand.
3. Anordning ifølge krav 2, hvor det første kontaktområdet (22) omfatter radialt utragende slips (22a).
4. Anordning ifølge krav 1, hvor rotasjon av det ytre huset (3) i den satte tilstanden tilveiebringer at en tredje husseksjon (3c) i det ytre huset (3) bringes til en låst tilstand, hvor ytterligere rotasjon av det ytre huset (3) blir forhindret.
5. Anordning ifølge krav 4, hvor den tredje husseksjonen (3c) omfatter et andre kontaktområde (32) som kan bringes i kontakt med brønnrøret (WP) i den låste tilstanden.
6. Anordning ifølge krav 5, hvor det andre kontaktområdet (32) omfatter radielt utstående slips (32a).
7. Anordning ifølge krav 1, hvor den tredje mandrellseksjonen (2c) er anordnet nedenfor tettesammenstillingen (10).
8. Anordning ifølge krav 1, hvor den første mandrellseksjonen (2a) er ført gjennom en åpning (4a) anordnet i den første husseksjonen (3a).
9. Anordning ifølge krav 1, hvor den første mandrellseksjonen (2a) omfatter en første festemekanisme (20) og den første husseksjonen (3a) omfatter en andre festemekanisme (30), hvor den første festemekanismen (20) kan festes til den andre festemekanismen (30) under setting av plugganordningen (1).
10. Anordning ifølge krav ovenfor, hvor de første og andre festemekanismer (20, 30) er forsynt med en skrallemekanisme.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20130268A NO335473B1 (no) | 2013-02-18 | 2013-02-18 | Fresbar plugganordning |
EP13791764.7A EP2956614B1 (en) | 2013-02-18 | 2013-11-04 | Millable plugging device |
US14/767,153 US9695668B2 (en) | 2013-02-18 | 2013-11-04 | Millable plugging device |
BR112015019594-6A BR112015019594B1 (pt) | 2013-02-18 | 2013-11-04 | Dispositivo de tamponamento fresável |
DK13791764.7T DK2956614T3 (da) | 2013-02-18 | 2013-11-04 | Fræsbar tilpropningsanordning |
AU2013378560A AU2013378560B2 (en) | 2013-02-18 | 2013-11-04 | Millable plugging device |
PCT/EP2013/072913 WO2014124712A2 (en) | 2013-02-18 | 2013-11-04 | Millable plugging device |
MX2015010355A MX356748B (es) | 2013-02-18 | 2013-11-04 | Dispositivo de bloqueo fresable. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20130268A NO335473B1 (no) | 2013-02-18 | 2013-02-18 | Fresbar plugganordning |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20130268A1 NO20130268A1 (no) | 2014-08-19 |
NO335473B1 true NO335473B1 (no) | 2014-12-15 |
Family
ID=49584699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20130268A NO335473B1 (no) | 2013-02-18 | 2013-02-18 | Fresbar plugganordning |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9695668B2 (no) |
EP (1) | EP2956614B1 (no) |
AU (1) | AU2013378560B2 (no) |
BR (1) | BR112015019594B1 (no) |
DK (1) | DK2956614T3 (no) |
MX (1) | MX356748B (no) |
NO (1) | NO335473B1 (no) |
WO (1) | WO2014124712A2 (no) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019194813A1 (en) | 2018-04-05 | 2019-10-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore isolation device |
NO347280B1 (en) * | 2021-06-25 | 2023-08-21 | Interwell Norway As | Downhole millable permanent plug |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6491108B1 (en) * | 2000-06-30 | 2002-12-10 | Bj Services Company | Drillable bridge plug |
US8469088B2 (en) * | 2004-02-27 | 2013-06-25 | Smith International, Inc. | Drillable bridge plug for high pressure and high temperature environments |
US20070246224A1 (en) | 2006-04-24 | 2007-10-25 | Christiaan Krauss | Offset valve system for downhole drillable equipment |
US20120255723A1 (en) * | 2011-04-05 | 2012-10-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drillable slip with non-continuous outer diameter |
US9121253B2 (en) * | 2012-12-19 | 2015-09-01 | CNPC USA Corp. | Millable bridge plug system |
US10006264B2 (en) * | 2014-05-29 | 2018-06-26 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Whipstock assembly having anchor and eccentric packer |
-
2013
- 2013-02-18 NO NO20130268A patent/NO335473B1/no unknown
- 2013-11-04 AU AU2013378560A patent/AU2013378560B2/en active Active
- 2013-11-04 US US14/767,153 patent/US9695668B2/en active Active
- 2013-11-04 BR BR112015019594-6A patent/BR112015019594B1/pt active IP Right Grant
- 2013-11-04 EP EP13791764.7A patent/EP2956614B1/en active Active
- 2013-11-04 MX MX2015010355A patent/MX356748B/es active IP Right Grant
- 2013-11-04 DK DK13791764.7T patent/DK2956614T3/da active
- 2013-11-04 WO PCT/EP2013/072913 patent/WO2014124712A2/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014124712A2 (en) | 2014-08-21 |
AU2013378560A1 (en) | 2015-08-06 |
MX2015010355A (es) | 2016-04-15 |
AU2013378560B2 (en) | 2017-07-20 |
WO2014124712A3 (en) | 2014-12-04 |
US20150376978A1 (en) | 2015-12-31 |
DK2956614T3 (da) | 2020-02-10 |
EP2956614B1 (en) | 2020-01-01 |
EP2956614A2 (en) | 2015-12-23 |
BR112015019594B1 (pt) | 2021-07-20 |
US9695668B2 (en) | 2017-07-04 |
MX356748B (es) | 2018-06-12 |
NO20130268A1 (no) | 2014-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9175533B2 (en) | Drillable slip | |
US9845658B1 (en) | Lightweight, easily drillable or millable slip for composite frac, bridge and drop ball plugs | |
US9816351B2 (en) | Multi-stage cementing tool and method | |
EP3180491B1 (en) | Methods and apparatus for use in oil and gas well completion | |
US2189697A (en) | Cement retainer | |
CA2692114C (en) | Slip segments for downhole tool | |
AU2011213202B2 (en) | Drillable bridge plug for high pressure and high temperature environments | |
NO20131185A1 (no) | Dobbelt rensepluggsystem | |
US20110005779A1 (en) | Composite downhole tool with reduced slip volume | |
US20060021748A1 (en) | Sealing plug and method for removing same from a well | |
US20120255723A1 (en) | Drillable slip with non-continuous outer diameter | |
US10883326B2 (en) | Hydraulic anchoring assembly for insertable progressing cavity pump | |
CA2976813A1 (en) | An improved setting tool for use in subterranean wells | |
US20140166317A1 (en) | Millable bridge plug system | |
NO314953B1 (no) | Avskallingsresistente knapper for brönnverktöy med glideelementer | |
NO318862B1 (no) | Hydraulisk aktivert svivel for kjoring av ekspanderbare komponenter med produksjonsrorforlengelse | |
BR112017027197B1 (pt) | Ferramenta de fundo de poço | |
BR102015005751A2 (pt) | âncora de torque, sistema para bombear e impedir rotação, instalação de bombeio e método para impedir rotação de uma coluna de tubagem | |
NO20121312A1 (no) | Skjaerepil og fremgangsmate for anvendelse av skjaerepilen | |
NO335473B1 (no) | Fresbar plugganordning | |
EP3094813A1 (en) | Sealing element for downhole tool | |
US20180179853A1 (en) | Millable bridge plug system | |
CN108468522B (zh) | 磨鞋 | |
WO2024146535A1 (zh) | 尾管悬挂器 | |
WO2015117247A1 (en) | Expandable and drillable landing seat |