NO335867B1 - Fremgangsmåte for å opprette ledende forbindelse i nedihullsomgivelser samtidig som frakopling og omkopling muliggjøres, samt en slik ledende koplingsanordning. - Google Patents

Abstract

Et vått koplings/frikoplings-arrangement er angitt for nedhullsutstyr som muliggjør installasjon av forskjellige verktøy og/eller en rørstreng samt tilsvarende elektrisk forbindelse for nedhullsutstyret i våte omgivelser. Flere utførelser er angitt, som alle danner en ren, pålitelig koplingsforbindelse.

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen gjelder elektriske nedihullskoplinger for anvendelse i våte omgivelser. Nærmere bestemt gjelder oppfinnelsen avtettede nedihullsomkoplinger som er selvrensende ved kontaktdannelse for å unngå forurensning av koplingen.

Tidligere kjent teknikk

Sammenkopling/frikopling av kraft/signalledninger nede i borehull har alltid vært et problem for industrien. US 4,921,438 beskriver en våtkopling eller -konnektor for tilkopling av en elektrisk kabel mellom overflateutstyr og et tidligere installert elektrisk drevet brønnhullsverktøy ved en fjerntliggende nedihullslokasjon i en brønn for overføring av elektrisk energi eller signaler til eller fra dette. EP 0 860 907 angir en elektrisk hunnkonnektor, og US 5,141,051 vedrører en våtkopling eller -konnektor for overføring av elektriske signaler i en brønnborestreng. Fordi nedihulls-omgivelsene er ytterst aggressive overfor elektriske forbindelser (saltvann, fersk-vann, syrer, osv.), er det nærmere bestemt tradisjonelt ansett at en pålitelige "våtkopling" ikke kunne opprettes. Tidligere kjent utstyr har forsøkt å skape våtkoplinger som kan benyttes i nedihullsomgivelser, men disse har bare oppnådd begrenset pålitelighet. Slike koplinger i henhold til tidligere kjent teknikk er ganske små og krever en overdreven presisjonsgrad når koplingen skal utføres, f.eks. 1500 m under overflaten. Skjønt disse koplinger er i rimelig grad i stand til å opprette en god elektrisk forbindelse på jordoverflaten i moderne borebrønnsanlegg, svikter de derfor når det gjelder å løse behovet for å opprette koplingsforbindelse mellom en opphulls-streng og en nedihullsstreng langt under overflaten. Slike forbindelser kreves i forbindelse med flere benyttede redskaper som krever effekt og instruksjoner.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

De ovenfor omtalte og andre ulemper og mangler ved tidligere kjent teknikk er overvunnet eller fjernet ved koplings-/frikoplingsutførelser i våte omgivelser i henhold til oppfinnelsen.

Ved alle utførelser i henhold til oppfinnelsen unngås behovet for innplugging i små koplingsstykker. Innpluggingen av selve rørledningen er alt som er nødvendig for å danne koplingsforbindelsen. Dette utgjøren betraktelig fordel innenfor fag-området i betraktning av denne tiltagende bruk av elektrisk drevne nedihullsverktøy. Denne våte kopling/frikopling sikrer pålitelighet for slikt utstyr på grunn av en øket sannsynlighet for at koplingen skal fungere og en reduksjon av den omsorg som behøves for å utføre koplingsforbindelsen.

De fleste av de utførelser som er angitt her benytter en isolator som beskytter en leder som er installert med nedihullsutstyret. Denne isolator kan være gummi, plastmateriale, metall et smørefett, osv. hvis oppgave ved sammenkoplingen hoved-sakelig er å bibeholde lederen i en meget ren tilstand. Noen av utførelsene omfatter videre en vask med hydraulisk fluid for å sikre at lederen ikke blir forurenset når isolatoren gjennomhulles eller på annen måte fjernes av den streng eller det koplingsstykke som stikkes inn. Generelt vil også lederen på innstikkingsverktøyet også være beskyttet av én eller flere isolatorer av ovenfor omtalte art.

Andre utførelser anvender ikke ledeisolatorer på nedihullsstrengen, men baserer seg på en rengjøringsvirkning fra opphullsstrengen ved innstikkingen for derved å fjerne eventuelle fremmedlegemer eller oksidasjon som kan være blitt opp-samlet på nedihullslederne.

Ved hver av de utførelser som er omtalt her, vil innstikkingsprosessen forårsake at visse hendelser inntreffer som vil føre til sikre og pålitelige sammen-koplinger.

I tillegg til evnen til å danne våtkontakt, tillater noen av de utførelser som er angitt her også våt frikopling og ny sammenkopling, hvilket er fordelaktig for situa-sjoner som krever slik virksomhet. I en viss utførelse er et visst avsnitt av opphullsstrengen etterlatt sammenkoplet med nedihullsstrengen. Dette etterlater den sammenkopling som er funnet sted ved innstikking uforstyrret. I stedet etterlates et stykke av opphullsseksjonen, som i seg selv utgjør en ny isolert leder (eller ikke-isolert) for påfølgende innstikkingsprosedyre. I det tilfelle strengens opphullsseksjon behøver å trekkes opp, kan en ny sammenkopling finne sted ved et senere tidspunkt og på samme måte som den opprinnelige ledersammenstilling. For å kunne være i stand til å etterlate en seksjon nede i borehullet, må en bryterseksjon også benyttes for å bryte forbindelsen med den øvre streng. Denne bryterseksjon må da bryte forbindelsen i avtettet omgivelse for å hindre kortslutning ved ny sammenkopling med opphullsstrengen.

For øvrig henvises til de vedlagte patentkravene, der hovedtrekkene ved oppfinnelsen fremgår av de selvstendige krav, og de uselvstendige krav angir ytterligere trekk ved oppfinnelsen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Det skal nå henvises til tegningene hvor tilsvarende elementer er påført like henvisningstall i de forskjellige figurer, og hvorpå:

fig. 1 er en opprisskisse som viser oppfinnelsens grunnprinsipp,

fig. 2 er en forstørret skisse av en spesifikk utførelse av det omsirklede parti A i fig. 1,

fig. 3 er en forstørret skisse av en alternativ spesifikk utførelse av det inn-sirklede parti A,

fig. 4A og 4B viser henholdsvis øvre og nedre parti av et tilsvarende koplings-apparat tilsvarende det omsirklede parti A i fig. 1, og da i ikke sammenkoplet stilling,

fig. 5A og 5B viser øvre og nedre parti av utførelsen i fig. 4A og 4B i sammenkoplet tilstand,

fig. 6A og 6B viser en annen alternativ utførelse for det omsirklede parti A i fig.

1 i henholdsvis frakoplet og sammenkoplet tilstand,

fig. 7 viser en annen alternativ utførelse for det omsirklede parti A i fig. 1,

fig. 8A og 8B viser en annen alternativ utførelse av det omsirklede parti A i fig.

1 i henholdsvis frikoplet og sammenkoplet tilstand,

fig. 9A og 9B viser en utførelse av det omsirklede område B i fig. 1,

fig. 10A-C viser forskjellige posisjoner for en alternativ utførelse av det omsirklede parti B i fig. 1,

fig. 11-13 er en lengdesnittskisse av verktøyet i henhold til en utførelse av oppfinnelsen for å anskueliggjøre frakoplingstilstanden,

fig. 14-17 viser til sammen et langstrakt lengdesnitt gjennom et annet koplingsverktøy i henhold til oppfinnelsen,

fig. 18 viser et tverrsnitt gjennom det parti av oppfinnelsesgjenstanden som er vist i fig. 11, og som er tatt langs snittlinjen 15-15, og

fig. 19 viser et tverrsnitt gjennom det parti av oppfinnelsesgjenstanden som er vist i fig. 12, og tatt langs snittlinjen 16-16.

DETALJERT BESKRIVELSE AV FLERE FORETRUKNE UTFØRELSER

Det skal nå henvises til fig. 1, hvor en skjematisk fremvisning gir en forståelse av oppfinnelsen i sitt bredeste aspekt uten detaljer med hensyn til spesifikke mekanismer i fungerende modeller. Det vil forstås at mange ulike utførelser er mulig, og som er i stand til å anvendes for å frembringe de ovenfor angitt ønskede resultater. Hver av figurene som følger etter fig. 1 anskueliggjør mindre partier av fig. 1 for å angi for fagkyndige på området en viss metode for sammenkopling eller fråkopling innenfor de omsirklede områder A og B i fig. 1. Det bør også erkjennes at skjønt det i mange tilfeller innenfor denne beskrivelse er henvist til "elektrisk" eller "elektrisitet", er denne terminolog bare benyttet for å angi eksempler og leseren bør forstå at også andre koplingstyper, slik som fiberoptiske ledere og lysledere kan anvendes.

Det brede oppfinnelsesbegrep begynner med fremstilling av en koplingsinnretning som vil kunne installeres i en brønn på ulike måter og forbindes med ulike anordninger. Fig. 1 viser skjematisk en koplingsinnretning i en brønn. I fig. 1 er en nedre (første) seksjon av en borebrønn blitt ferdigstilt (eller ut i fra fremstillerens synspunkt ferdigstillbar med) en redskapsstreng 12 med én eller flere elektrisk drivbare eller regulerte verktøy som kan ha følere, osv. Denne nedre seksjon 12 er av mange ulike grunner, som vil være kjent for fagkyndige på området, isolert fra en øvre (andre) seksjon av rørstrengen 14. Av denne grunn er det nødvendig å opprette en elektrisk forbindelse mellom den øvre seksjon 14 og den nedre seksjon 12. Som angitt ovenfor, har slike forbindelser vært vanskelige å utføre ut i fra tidligere kjent teknikk på grunn av de ufordelaktige nedihullsomgivelser. I henhold til foreliggende oppfinnelse er det derfor frembrakt utstyr for slik forbindelse ved at nedihullsfluider utelukkes fra lederne i seksjon 12 (eller rengjør disse) samt sikrer at forurensninger ikke påføres disse under sammenkoplingen. Det nedre parti 12 omfatter tilordnede ledningstråder (eller fibre) 16 (én eller flere) som på fremstillingsstedet er koplet til lederender (koplingsstykker) 18. Koplingsstykkene 18 er generelt innlagt i rør-ledningen og vil omfatte en overliggende tetning for å hindre forurensning. Det nedre parti 12 kjøres ned i borehullet eller anbringes nedihulls på annen måte i denne tilstand og vil forbli i avtettet tilstand for koplingsstykkene 18 inntil en øvre seksjon 14 drives ned i hullet for å danne forbindelse med koplingsstykkene 18. Eksakt hvor-ledes koplingsstykkene tilkoples vil bli omtalt nedenfor.

Det vil erkjennes at ut i fra den skisse som er angitt i fig. 1 at en annen distinkt del er vist mellom den nedre seksjon 12 og den øvre seksjon 14. Dette er omkoplingsseksjonen 20 (tredje seksjon). Omkoplingsseksjonen 20 kan eventuelt benyttes for å gjenopprette den opprinnelige sammenkopling for utstyret. Det bør erkjennes ut i fra en betraktning av fig. 1 at de særtrekk som foreligger på den nedre seksjon 12 også foreligger på omkoplingsseksjonen 20. Det vil da forstås at den øvre seksjon 14 bare behøver å omfatte trekk som vil være tilstrekkelige for å kunne sammenføyes med den nedre seksjon 12 uten behov for omkoplingsseksjonen 20. I en foretrukket utførelse er imidlertid omkoplingsseksjonen 20 inkludert. Seksjonen 20 omfatter trekk som utgjør en erstatning av det andre koplingsstykke for å kunne utføre en koplingsforbindelse med det første koplingsstykke. Denne seksjon gjør det mulig for den opprinnelige sammenkopling å forbli uberørt hvis den øvre seksjon 14 trekkes bort av en eller annen grunn. Dette vil forhindre forurensning av koplingsstykkene 18. Ved nærmere forklaring kan det angis at så snart koplingsstykkene 18 er befridd for isolasjonen som beskytter dem (i denne utførelsestype) ved den virkning som går ut på innstikking i opphullsseksjonen, vil det være etterlatt ubeskyttet mot elementene. Med den øvre seksjon tilsluttet kan intet omgivelsesfluid komme i kontakt med koplingsstykkene. Hvis imidlertid den øvre seksjon trekkes bort, så vil koplingsstykkene kunne utsettes for angrep fra brønnfluidene. Ny sammenkopling av disse koplingsstykker vil sannsynligvis ikke være vellykket. Av denne grunn benyttes omkoplingsseksjonen 20. For nå å fortsette omtalen av seksjon 20, skal det angis at denne seksjon omfatter en fråkopling for lednings-trådene i den øvre seksjon 14 slik at opphevelse av den elektriske kontinuitet som forårsakes ved uttrekk av seksjonen 14 ikke gjør det mulig for en "spenningsførende" forbindelse å komme i kontakt med nedihullsfluider. Dette er viktig for å hindre skade på elektriske nedihullsverktøy eller skade av utstyret ved ny sammenkopling. Frakoplingsområdet er skjematisk vist ved det omsirklede område B i fig. 1.

Omkoplingsseksjon 20 er utelukkende opprettet for å frembringe de mulig-heter som foreligger ved stakket utstyr. Nærmere bestemt er da omkoplingsseksjonen 20 på fremstillingsstedet forbundet med den øvre seksjon 14 over en avskjærbar eller på annen måte fraskillbar forbindelse med den øvre seksjon 14.1 det tilfelle den øvre seksjon 14 må fjernes fra borehullet, vil den etter seg etterlate en omkoplingsseksjon 20 som omfatter nye avtettede koplingsstykker 18' og lednings tråder 24 som står i forbindelse med den opprinnelige innstikking på lederne 26. En påfølgende øvre seksjon kan så stikkes inn på omkoplingsseksjonen med samme pålitelighet som ved den opprinnelige koplingsforbindelse, slik at opplegget med omkoplingsseksjon kan benyttes gang på gang så mange ganger frikopling og fornyet sammenkopling er nødvendig. Omkoplingsseksjoner fortsetter ganske enkelt å stakkes opp etter hvert som strenger trekkes ut og tilkoples på nytt.

Det skal nå henvises til spesifikke mekanismer, idet det omsirklede område A først vil bli omtalt i sammenheng med flere utførelser for å opprette en ren elektrisk tilkopling med pålitelighet og høy sikkerhet. I disse figurer er bare selve koplings-mekanismen anskueliggjort. Det bør forstås at en slik mekanisme utgjør en den av seksjon 14 eller seksjon 20, alt etter ønske. Etter omtalen av området A, vil det omsirklede område B bli omtalt. Området B gjelder utførelser for avbrudd av forbindelsen med ledningstråder 22 i seksjon 14 når denne seksjon trekkes bort.

Det skal nå henvises til fig. 2, hvor et deksel 30, som her er vist av plastmateriale, men som kan være av gummi eller metall, er posisjonsinnstilt i avtettet forhold på oversiden av koplingsstykket 18. Skjønt hele dette parti av den nedre seksjon 12 er utsatt for borebrønnsfluid, vil således koplingsstykket 18 være beskyttet. En koplingsmekanisme som er vist på plass etter innføring, men før aktivering, omfatter en utboring 34, som fortrinnsvis er fylt med hydraulisk fluid 30 (eller lignende). En kile 38 er anordnet i utboringen 34 og er drevet som et stempel fortrinnsvis av trykk fra en nærliggende eller fjerntliggende kilde og som bringes i kontakt med et elektrisk koplingsstykke 40 forbundet med ledningstråder 44 fra den øvre seksjon. Dette elektriske koplingsstykke 40 omfatter en skråstilt flate 46 og et hullstempel 48. Den skråstilte flate 46 er komplementær til kilen 38 og koplingsstykket 40 drives av denne mot tetningsmaterialet 42. Fortsatt trykk mot koplingsstykket 40 fører til gjennomhulling av tetningen 42. Etter gjennomhulling av tetningen 42, vil fluid 36 slippe ut fra utboringen 34, samt strømme inn i området mellom tetningen 42 og tetningen 30. Denne innstrømningsvirkning forskyver borebrønnsfluidene og oppretter en ren dielektrisk omgivelse hvori vedkommende sammenkopling kan utføres. Ytterligere påtrykning av koplingsstykket 40 bringer hullstempelet 48 til å trenge gjennom tetningen 30 og komme i elektrisk kontakt med koplingsstykket 18. Det bør bemerkes at fluidet 36 fortrinnsvis er et dielektrisk fluid eller et dielektrisk smørefett. Det fore trekkes smørefett på grunn av dets viskositet og således dets tendens til å forbli omkring koplingsforbindelsen.

Det skal nå henvises til fig. 3, hvor det er vist en alternativ koplingsmekanisme. Det vil erkjennes at denne mekanisme er meget lik den utførelse som er angitt i fig. 2 og bare legger til tetninger 50 som fortrinnsvis utgjøres av tetninger av chevron-type. For oversiktens skyld vil de øvrige deler av denne utførelse, skjønt de er litt forskjellige i visse henseender, være påført samme henvisningstall som i fig. 2. Utførelsen i fig. 3 gir ytterligere, eventuelt overflødig, sikring av kontinuerlig renhet av koplingsområdet. Tetninger 50 vil ikke tillate fluid å passere verken i den ene eller den andre retning, mens tetningen 50' vil det gjøre mulig for fluid å passere bare i "ut"-retningen i forhold til det område som omsluttes av tetningene 50, 50'. Bevegelsen av rengjøringsfluidet 36, som i denne utførelse fortrinnsvis utgjøres av hydraulisk fluid, vil da sveipe alle rester av brønnfluider ut av koplingsområdet og opprette et rent forbindelsesområde.

Det skal nå henvises til fig. 4A, 4B og 5A, 5B hvor det er vist en annen alternativ utførelse av oppfinnelsen. På grunn av den forholdsvis komplekse opp-bygging av denne utførelse, er den vist i både ikke-sammenkoplet og sammenkoplet form, og da henholdsvis i figurene 4A, 4B og 5A, 5B.

Det henvises først til fig. 4A og 4B, hvor den nedre seksjon 12 vil utgjør en referanse. Denne utførelsen fungerer ved å bringe den øvre seksjon, eller omkoplingsseksjonen, hvis denne foreligger, i forhold til den nedre seksjon 12' mot fjærforspente ringer som dekker koplingsstykkene. Den nedre seksjon 12 omfatter i denne utførelse en fjær forspent mot området 62 som forspenner ringen 64 til en posisjon hvor den tildekker koplingsstykket 18. Seksjonen 12' omfatter også fortrinnsvis to o-ringer 66, som danner pakning mot ringen 64 og en sveiper 68. Seksjon 14' eller 20' hvis denne foreligger, omfatter en fjær 70 som hviler mot en fjærstopper 72 og forspenner ringen 74 til en posisjon hvor den dekker koplingsstykket 76. Ringen 74 danner tetning over koplingsstykket 76 ved hjelp av o-ringer 78 som er montert på ringen 74. Koplingsstykket 76 er fortrinnsvis fjærbelastet ved hjelp av fjærer 80 på en slik måte at det forspennes mot koplingsstykket 18 i denne posisjon.

En oppmerksom leser som er fagkyndig på området vil erkjenne at det foreligger et område 82 som sannsynligvis er forurenset, og dette volum kan vise seg å være problematisk for koplingsforbindelsen, selv i betraktning av sveiperen 68. For å eliminere denne mulighet har oppfinnerne her opprettet et lukket hydraulisk fluid-reservoar 84 som kan åpnes over en opprivbar skive 86 til volumet 82. Det er anordnet et stempel 88 som er drivbart forbundet med reservoaret 84 og plassert slik at den "tidligere glidning" for denne utførelse, slik som omtalt ovenfor, bringer stempelet 88 til bevegelse inn i reservoaret 84 for å øke trykket i dette inntil den opprivbare skive 86 svikter og hydraulisk fluid drives inn i volumet 82. Dette fluid vil fjerne alle borebrønnsfluider i volumet 82 og gjør dette område rent.

I drift vil stempelet 88 lande på ringen 64 og drive ut det hydrauliske fluid, slik som omtalt. Før stempelet 88 er helt trykket inn i utboringen for reservoaret 84, begynner skulderen 90 å drive ringen 64 nedover ved å overvinne forspenningen fra fjæren 60. Deretter kommer ringen 74 i kontakt med skulderen 92 på seksjon 12' og blir drevet opphulls ved å overvinne kraften fra fjæren 72 ved nedoverbevegelse av den øvre seksjon eller eventuelt omkoplingsseksjonen.

Koplingsstykket 76 blir avdekket ved det tidspunkt det har nådd sveiperen 68 og blir sveipet rent for fjerning av eventuell oksidering som kan ha utviklet seg over tid. Fortsatt nedihullsbevegelse av opphullsseksjonen bringer koplingsstykkene 18 og 76 på linje og sammenkoplingen er da fullstendig.

Fig. 5A og 5B viser denne utførelse i sammenkoplet tilstand for å lette forståelsen av oppfinnelsen.

Det skal nå henvises til fig. 6A og 6B, hvor enda en annen alternativ mekanisme for det omsirklede område A i fig. 1 er vist. Den nedre seksjon i denne tegning viser en alternativ konfigurering av seksjon 12 og er således angitt ved 12". Koplingsstykkene avviker også i utseende og er derfor betegnet med 18". Den øvre seksjon 14" (det er underforstått at den øvre seksjon i denne figur også kan være omkoplingsseksjonen) omfatter et fluidfylt kammer 100 med en utløpsport 102 avtettet ved hjelp av en enveisventil 103 og en opprivbar skive 104. Kammeret 100 er avtettet ved sin andre ende ved hjelp av en pakning 106. I et foretrukket arrangement er flere o-ringpakninger også påført og er angitt ved 108. Ved fokusering på det parti av den øvre seksjon 14" som danner kammeret 100, vil det bemerkes at to sveipere 110 er påført. Én enkelt sveiper ville eventuelt være tilstrekkelig, men for ekstra sikkerhet foretrekkes to sveipere for bedre rengjøring. Kontaktstykker 112 er anordnet i dette området og disse er beskyttet av fluid 114 i kammeret 100.

I bruk blir nesen 116 på seksjon 12" drevet inn i pakningen 106 for til slutt å skjære gjennom denne pakning, og da o-ringene 108 vil hindre fluid 114 fra å slippe ut omkring nesen 116, så vil fluidet i stedet bli trykksatt. Etter hvert som trykket i kammeret 100 øker, vil dette bringe skiven 104 til å briste og fluid 114 blir overført gjennom ventilen 103 til rørledningen I.D. Da ventilen 103 ikke vil tillate fluid å passere i den andre retning, vil koplingsområdet i kammeret 100 forbli rent. Fortsatt bevegelse av nesen 116 inn i kammeret 100 bringer stykkene 18" til sveipekontakt med sveiperne 110, slik at disse koplingsstykker 18" blir renset for eventuelle oksider som er blitt dannet på disse. Stykkene 18" bringes så på linje med stykkene 112, og sammenkoplingen kan da utføres, slik som vist i fig. 6B.

Fig. 7 viser en annen alternativ utførelse som gjelder det omsirklede området A. I denne utførelse danner den øvre seksjon et koplingsstykke 120 bestående av et metall som kan smeltes ved lav temperatur (åpenbart, må smeltetemperaturen ligge godt over brønntemperaturen i nedsenket dybde). Metallkoplingsstykket 120 bringes i posisjon inntil koplingsstykket 18 og bringer en spole 122 i umiddelbar nærhet av dette, hvor denne nærhet er tilstrekkelig for å nedsmelte koplingsstykket 120. Som i tidligere utførelser er tetninger 134, 132, anordnet og et reservoar 128 omfatter fluid 130 som drives av et stempel 126 til å overskylle kontaktområdet. I denne utførelse bringes en strøm tilført fra overflaten eller en nedihullsfrembrakt strøm til å smelte koplingsstykket 120, som derpå flyter til elektrisk kontakt med koplingsstykket 18.

I en annen alternativ utførelse for det omsirklede område A, og som er angitt i fig. 8A og 8B, omfatter den nedre seksjon 12 to koplingsstykker 18. Den øvre seksjon på tegningene, som atter kan være noe tilsvarende av seksjon 14 eller seksjon 20 i fig. 1, alt ettersom en omkoplingsseksjon er anordnet etter uttrekk, omfatter en nese 130 med flere pakninger 132, fortrinnsvis av chevron-type. Festet til nesen 130 ved hjelp av en frigjøringsmekanisme, fortrinnsvis en skjærpinne 134, befinner det seg en koplingskile 136 som rommer et gjennomtrengbart koplingsstykke 138 i fluid 140 under tetning 142. Ved nedoverrettet bevegelse av den øvre seksjon på tegningen (14 eller 20) blir en fjær 144 drevet mot en ring 146 for å bevege denne nedihulls inntil den kommer i kontakt med avsatsen 148 på motkilen 150. Ytterligere bevegelse nedover bringer motkilen 150 til å beveges nedihulls bak koplingskilen 136 for derved å bringe koplingsstykkene 138 til å trenge gjennom tildekningen 142 å komme i kontakt med koplingsstykkene 18 for å slutte kretsen.

Som omtalt ovenfor, må i det tilfelle den øvre seksjon 14 fjernes fra hullet, forbindelsene bli brutt på en slik måte at kortslutning unngås. For å anskueliggjøre dette er vedkommende område markert med B i fig. 1. Det er viktig å legge merke til at bare strekningen av lederne for å danne brudd etter at dem er frilagt for bore-brønnfluider og inviterer til kortslutninger. Oppfinnerne har da i dette tilfelle frembrakt de følgende to utførelser av omkoplingsseksjoner. Det bør imidlertid forstås at andre mekanismer også kan være anordnet for å opprette en slik omkoplingsseksjon, hvilket ligger klart innenfor oppfinnelsens omfangsramme.

Det skal nå henvises til fig. 9A og 9B, hvor den første utførelse av omkoplingsseksjonen er vist i koplingsstilling og kontaktbruddstilling. Omkoplerstykket omfatter et koplingsstykke 162 anordnet ovenpå en isolator 160 i en forsenkning 172 i seksjon 12. Forsenkningen 172 er avtettet ved hjelp av et deksel 168 som kan være av flere forskjellige materialer, som imidlertid må være av en slik art at de enten avbøyes eller muliggjør en avtettet glidning av kontaktpinnene 166 gjennom seg. Når det gjelder avbøyning, behøver pinnene 166 ikke å gli gjennom tildekningen 166 (hvor det ikke-glidende arrangement er vist her).

Som det lett vil fremgå fra tegningene, danner kontaktpinnene 166 basis for koplingsstykkene 164, idet pinnene strekker seg frem til utsiden av dekslet 168 og til forbindelse med en plate 170. Omkoplingsseksjonen er ferdig sammenkoplet på fremstillingsstedet og er utført som vist i fig. 9A. Når en fråkopling er ønsket, vil en trekkraft på verktøyet bringe bryteren til den tilstand som er vist i fig. 9B, hvor den elektriske forbindelse er brutt og endene av nedihullsledningene er beskyttet inne i forsenkningen 172 og ved hjelp av dekslet 168. Det vil være klart for fagkyndige på området at hvis det øvre parti 174 av tegningene skal fjærnes helt vil omkoplingsseksjonen måtte fraskilles i et punkt på oversiden av dekslet 168. Alternativt kunne partiet 174 ganske enkelt være en ring som forblir nede i borehullet.

Det skal nå henvises til fig 10A, 10B og 10C, hvor en andre omkoplingsutfør-else er vist. Denne omkoplingsseksjon er ment å arbeide på stort sett samme måte som utførelsen i fig. 9A og 9B, og bare det som skiller disse utførelser vil bli omtalt her. Kontaktstaven 180 er koplet til et opphullsstykke av røret og bærer en drivpinne 182 og kontaktpinner 184. Drivpinnen 182 omfatter en kile 186 med tilstrekkelig skråvinkel til å aktivere glideren 190 over glidebanen 188. Igangsetting av glideren 190 forskyver denne (til høyre på tegningen) for å bringe portåpningene 192 på linje med kontaktmottakere 194, hvori kontaktstykker 196 er anordnet og forbundet med ledningstråder 198. Så snart innretning er oppnådd, slik som beskrevet, kan pinnene 184 komme i elektrisk kontakt med kontaktstykkene 196 (stykkene 196 er isolert fra det metalliske verktøy ved hjelp av en isolasjon 200).

Lengden av pinnene 182 og 184 er viktig for arbeidsfunksjonen i henhold til oppfinnelsen. Ved fråkopling er det påkrevet at glideren 190 blir lukket (under forspenning fra en fjær 204) før pinnene 184 trekkes fri fra membranen 202. Ved å kreve dette, vil gjennombrudd i den tetning som membranen 202 utgjør, idet pinnene 184 drives gjennom denne, ikke tillate forurensninger inn i mottakene 194. Det er åpenbart ment at glideren 190 skal danne avtetningskontakt med det omgivende område. Denne utførelse er fortrinnsvis sammensatt på fremstillingsstedet, men kan også benyttes på arbeidsfeltet, da den evne, pinnen 182, har til å aktivere glideren 190 vil ligge innenfor en tidsramme hvor pinnene 184 vil beskyttende befinne seg i membranen 202.

I enda en annen utførelse av oppfinnelsen blir ledere brakt på linje og sammenkoplet. Det skal innledningsvis henvises til fig. 11-13, hvor en mer skjematisk skisse av oppfinnelsesgjenstanden er angitt. Denne skisse inneholder ikke samtlige deler av oppfinnelsesgjenstanden og er således bare ment å vise plasseringene og orienteringen av koplingsstykkene. Redskapet 10 er oppdelt i en øvre halvdel (som omfatter fig. 11 og 12) og en nedre halvdel som omfatter fig. 13. Når disse halvdeler er atskilt, slik som vist i fig. 11-13, vil nedre pakningsadaptere 212 (det er tolv stykker av disse i den viste utførelse, skjønt flere eller færre kan benyttes) være synlige i den nedre halvdel (fig. 13), mens komplementære øvre pakningsadaptere 214 (samme antall som antallet nedre paktningsadaptere 212). De øvre pakningsadaptere 214 omfatter fortrinnsvis et par o-ringer 270 for fluidtett av-tegning av de nedre pakningsadaptere. De øvre pakningsadaptere 214 er forbundet med opphullsomgivelsene gjennom kanaler 218, mens i en andre enden av sammenkoplingen i nedre pakningsadaptere 12 er forbundet med nedihulls-omgivelsene gjennom en kanal 20. Kanalene 218 og 220 inneholder fortrinnsvis fiberoptiske ledere. Sammenkoplingsendene av lederne blir rengjort av fortrinnsvis et hydraulisk fluid som kan påføres på mange ulike måter, som omfatter utnyttelse av omgivelsene, men omfatter fortrinnsvis ikke tråder mellom innretningsprofilen og endekoplingene.

Skjønt øvre og nedre partier av verktøyet er ført inn i hullet sammen (sammenstilt på jordoverflaten), er en innretningsprofil 222 anordnet på verktøyet for å bringe nedre og øvre halvdel på linje med hverandre i det tilfelle de blir atskilt fra hverandre. Som vist direkte i fig. 12 og 13, utgjør profilen 224 et hevet område med forut bestemt orientering på forankringssubben 226. Profilen 224 passer sammen med en komplementær profil 228 på den nedre halvdel (fig. 13). Disse orienterings-profiler sikrer at de nedre pakningsadaptere 212 vil bli innrettet i forhold til og kan bringes sammen med de øvre pakningsadaptere 214 på pålitelig måte.

Det skal nå henvises til de indre komponenter i denne utførelse av oppfinnelsen, idet det henvises til figurene 14-16, og regnet fra verktøyets opphullsende er det vist at et gjengeavsnitt 230 er anordnet for feste av verktøyet til en arbeidsstreng (ikke vist). Dette gjengeavsnitt 230 er utskåret på et legeme 232 som strekke seg nedihulls til tilpasset gjengeforbindelse med en forankringssubb 234 ved hjelp av gjengen 236. Legemet 232 bærer i nærheten av sin opphullsende en skivefjær-belastet holdehette 238 som er gjenget på utsiden av legemet 232 ved hjelp av gjengen 240. Hetten 238 er videre fortrinnsvis forankret ved hjelp av en hetteskrue 242. Hetten 238 fungerer slik at den fastholder fortrinnsvis flere tallerkenfjærer (belleville-skiver) 244. Fjærene 244 absorberer bevegelser i lengderetningen av øvre og nedre pakningsadaptere. Videre holder skivene øvre og nedre pakningsadaptere positivt i skulderkontakt innvendig, hvilket er viktig for nedpumping av utskiftbare optiske fiberinstallasjoner og andre installasjoner. Tallerkenfjærene 244 biholdes i posisjon ved nedihullsenden ved hjelp av holdesubben 246. Denne subb 246 er ringformet og gjenget til tallerkenfjærens justeringssubb 248 ved hjelp av gjengen 250.

Nedihulls for festesubben 248 og radialt utenfor legemet 232 befinner det seg et øvre koplingsstykke 252. Dette øvre koplingsstykke 252 rommer øvre pakningsadaptere 214 ved sin nedre ende, samt en linjekoplingssammenstilling 254, som fortrinnsvis omfatter et par ringbeslag og en låsemutter (ikke vist enkeltvis). Koplingsstykket 252 holdes i posisjon på legemet 232 ved hjelp av en skjærskrue 256 og en skulderskrue 258. Disse sistnevnte skruer er best vist i fig. 18. Flere utboringer 260 er utført i det øvre koplingsstykke for å motta kanalen 218. Det nedre koplingsstykke 262 (fig. 15 og 19) er anordnet nedihulls for det øvre koplingsstykke 252 og rommer nedre pakningsadapter 212, utboring 264 for kanalen 220 samt en reguleringslinje- kopling 260, som omfatter et par ringbeslag og en låsemutter (ikke vist hver for seg). Det bør bemerkes at fig. 15 viser et tverrsnitt gjennom verktøyet, og som viser øvre og nedre tetningsadaptere, slik det tidligere er forklart her. Det bør også bemerkes at øvre tetningsadapter 214 omfatter to sett o-ringer 268 og 270. Ringene 268 avtetter øvre pakningsadapter 214 overfor det øvre koplingsstykket 252, mens ringene 270 avtetter den nedre pakningsadapter 212 inne i den øvre pakningsadapter 214, når den er brakt i slikt inngrep. Den nedre adapter 212 kan da være for vanlige ledere eller fiberoptiske ledere. Fig. 19 viser tre av fire (212a) slike i vanlig form og én (212b) i fiberoptisk form.

Bro mellom figurene 15 og 16 danner en muffe 272 som dekker komponentene i en innsmekkings- og utsmekkingsanordning i henhold til oppfinnelsen (komponentene i denne vil bli omtalt nedenfor). Muffen 272 er koplet til et paknings-hus 274 som omfatter låseansatser 276. Pakningshuset er også oppgjenget 278 for en låsering 280 for legemet. Denne låsering 280 stoppes i dreieretningen av en rulletapp 236. Pakningshuset 274 er avtettet overfor forankringssubben 234 ved hjelp av en pakningsstakk 281.

Radialt på utsiden av pakningshuset 274 (fig. 16 og 17) befinner seg et hylster 282 og en reguleringslinjesubb 284. Hylsteret 282 omfatter flere pakninger 286, flere skruer 288 og en innsatsmottakende profil 290.

Radialt innenfor muffen 272 (fig. 16) befinner det seg en innsmekkings-/ut-smekkings-sammenstilling, som er nevnt ovenfor. Denne sammenstilling omfatter, med begynnelse fra opphullsenden, en skjærringholder 292 som er koplet til forankringssubben 234 ved hjelp av en skjærring 294. Skjærringholderen 292 er også koplet til en bærering 298 gjennom et sett skruer 296 og gjenge 300. Bæreringen 298 understøtter en nedsetningsmuffe 302 og befinner seg i kontakt med legemets låsehus 306. Legemets låseringhus 306 er forbundet med legemets låsering 304 på vanlig måte og omfatter en settskrue 308 for å sperre for dreiebevegelse. Legemets låseringhus er også gjengeforbundet med en nedsettelsesmuffe 302 ved hjelp av gjenge 310. Legemets låseringhus 306 kan ikke bevege seg oppover eller nedover på grunn av skjærskruen 312, som befinner seg i inngrep med forankringssubben 234. Legemets låseringhus 306 er koplet til en sperre 314 ved hjelp av en delering 316, som er en ring med holdeprofiler 318 for å holde legemets holderinghus 306 mot sperren 314 inntil en forutbestemt strekkbelastning påføres dette og bryter deleringen 316.

I drift og etter nedkjøring i hullet, vil en trykkledning 243 (fig. 16) trykksette et stempelområde 318 som er avtettet med pakninger 86. Etter å ha nådd et forutbestemt trykk, vil skjærskruen 288 bli avskåret og tillater huset 282 å bevege seg nedover i hullet og slik at forsenkningen 290 anbringes over låseansatsene 276 og tillater disse å beveges radialt utover for fråkopling fra forankringssubben 234. Når forankringssubben 234 er koplet fra ansatsene 276 vil den være fri til å bevege seg. Legemets låsering 280 er anordnet for å hindre huset 282 fra å bevege seg tilbake opphulls og ominnstille ansatsene 276. Etter innledende innstilling blir så huspartiet av verktøyet permanent forskjøvet og ansatsene 276 permanent frikoplet fra forankringssubben 234. Etter denne fråkopling kan verktøyets øvre parti (fig. 11 og 12) fraskilles det nedre parti (fig. 13) ved bruk av innsmekkings-/utsmekkings-sammen-stillingen for det formål å utvikle en hensiktsmessig oppstykking for den foreliggende brønn, idet verktøyet kan smekkes inn og ut så mange ganger som nødvendig inntil tilstrekkelig vekt er overført og forankringssubben 234 understøtter sperren 314. I denne sistnevnte tilstand blir utsmekkingstrekket opphevet.

Så snart oppstykkingen er korrekt, vil en nedsettingsvekt som overskrider skjærstyrken av skjærringen 294 og skjærskruen 312 bli påført. Etter avskjæring forskyves forankringssubben 234 nedihulls gjennom låseringen 304 og holdes i denne posisjon inntil uttrekk er nødvendig eller ønskelig.

For å trekke ut verktøyet, anbringes en strekkbelastning på forankringssubben og som overføres til legemets låsering 304, deleringen 316 og sperren 314. Når en forutbestemt strekkraft overskrides, vil deleringen svikte og forankringssubben 34 kan beveges opphulls. Den ikke-understøttede sperre 314 gjør det mulig for sperren å avbøyes inn i forsenkningen 320 slik at utsmekkingssubben bringes i driftstilstand. Fortsatt strekkbelastning vil frigjøre den øvre del av verktøyet fra dets nedre parti for uttrekk. Den prosess som er beskrevet kan gjentas med et nytt eller ombygget øvre parti.

Claims (28)

1. Fremgangsmåte for å opprette ledende forbindelse i nedihullsomgivelser samtidig som fråkopling og omkopling muliggjøres, idet fremgangsmåten omfatter: installering av en første seksjon (12) innrettet for å forbindes med utstyr som befinner seg lenger ned i borehullet enn en tilsiktet plassering av den første seksjonen (12), hvor den første seksjonen (12) har minst én tilordnet leder (16) samt et koplingsstykke funksjonelt forbundet med den minst ene lederen (16), og erkarakterisert ved: installering av en andre seksjon (14) innrettet for å koples til utstyr som befinner seg lenger opp i borehullet enn en tilsiktet beliggenhet for den andre seksjonen (14), hvor den andre seksjon (14) har minst én tilordnet leder (22) og den andre seksjonen (14) videre omfatter en tredje seksjon med minst én tilordnet leder samt et tredje koplingsstykke som er funksjonelt forbundet med den ene ende av den minst ene lederen, samt et fjerde koplingsstykke funksjonelt forbundet med den andre ende av det minst ene koplingsstykke, og inngrep av den tredje seksjon med den første seksjon (12).

2. Fremgangsmåte for å opprette ledende forbindelse som angitt i krav 1, som videre omfatter: frikopling av den andre seksjon (14) fra den tredje seksjonen, og installering av en separat andre seksjon for inngrep med den tredje seksjon i samme posisjon som forbundet med den første seksjon (12).

3. Fremgangsmåte for å opprette ledende forbindelse som angitt i krav 1, hvor inngrepet omfatter skylling av et koplingsområde for sammenkopling mellom det første koplingsstykke og det andre koplingsstykke med et dielektrisk fluid (36).

4. Fremgangsmåte for å opprette ledende forbindelse som angitt i krav 1, hvor inngrepet omfatter skylling av et koplingsområde for sammenkopling mellom det første koplingsstykke og det tredje koplingsstykke med et dielektrisk fluid (36).

5. En ledende koplingsanordning for et nedihullsmiljø, omfattende: en første seksjon (12) som kan koples til utstyr beregnet på å bli lokalisert lengre nedihulls enn den første seksjonen (12) når anordningen er installert i en brønnboring; minst én første leder (16) tilknyttet den første seksjonen (12); et første koplingsstykke i funksjonsdyktig kommunikasjon med den minst ene første leder (16), idet det første koplingsstykket blir holdt i en ren tilstand; ogkarakterisert ved: en andre seksjon (14) som kan forbindes til utstyr tiltenkt å bli lokalisert lengre opphulls enn den andre seksjon (14) når anordningen er installert i en brønnboring; minst én andre leder (22) tilknyttet den andre seksjonen (14); et andre koplingsstykke i funksjonsdyktig kommunikasjon med den minst ene andre lederen (22), idet det andre koplingsstykket blir holdt i en ren tilstand eller kan rengjøres ved operasjon av koplingsanordningen, idet det andre koplingsstykket kan koples til det første koplingsstykket ved drift av forbindelsesanordningen.

6. Ledende koplingsanordning ifølge krav 5, hvor det første koplingsstykket og det andre koplingsstykket hver omfatter: minst én pute; minst ett fluid-ugjennomtrengelig deksel på hver side av den minst ene pute.

7. Ledende koplingsanordning ifølge krav 6, hvor koplingsanordningen videre inkluderer minst én mellomkopling som tilveiebringer sammenkopling mellom den første koplingsputen og den andre koplingsputen.

8. Ledende koplingsanordning ifølge krav 7, hvor mellomkoplingen er et ledende innstikkingsstykke som stikker gjennom det minst ene fluid-ugjennomtrengelig overtrekk på hver side av den minst ene puten ved operasjon av koplingsanordningen.

9. Ledende koplingsanordning ifølge krav 7, hvor koplingsanordningen er konfigurert til å tilveiebringe et dielektrisk materiale (36) i nærheten av mellomkoplingen mellom det første koplingsstykke og det andre koplingsstykke.

10. Ledende koplingsanordningen ifølge krav 9, hvor overtrekket er gummi.

11. Ledende koplingsanordning ifølge krav 9, hvor overtrekket er metall.

12. Ledende koplingsanordning ifølge krav 9, hvor det dielektriske materialet (36) er olje.

13. Ledende koplingsanordning ifølge krav 9, hvor det dielektriske materialet (36) er smørefett.

14. Ledende koplingsanordning ifølge krav 5, hvor det første koplingsstykket og det andre koplingsstykket er utsatt for omgivelsespåvirkninger og tørkes rene under drift av koplingsanordningen.

15. Koplingsanordning ifølge krav 14, hvor anordningen er konfigurert til å tilveiebringe et dielektrisk materiale (36) i nærheten av en mellomkopling i koplingsanordningen.

16. Ledende koplingsanordning ifølge krav 15, hvor det dielektriske materialet (36) er olje.

17. Ledende koplingsanordning ifølge krav 15, hvor det dielektriske materialet (36) er smørefett.

18. Ledende koplingsanordning ifølge krav 15, hvor det dielektriske materialet (36) avgis fra et reservoar i anordningen.

19. Ledende koplingsanordning ifølge krav 14, hvor det første koplingsstykket og det andre koplingsstykket tørkes rene av hverandre.

20. Ledende koplingsanordning ifølge krav 14, hvor det første koplingsstykket og andre koplingsstykket tørkes rene av en visker.

21. Ledende koplingsanordning ifølge krav 18, hvor reservoaret inkluderer en ti I— bakeslagsventil.

22. Ledende koplingsanordning ifølge krav 5, hvor det første forbindelsesstykke er en pute og det andre forbindelsesstykket inkluderer et smeltbart ledende element.

23. Ledende koplingsanordning ifølge krav 22, hvor elementet er smeltbart av en spole (122).

24. Ledende koplingsanordning ifølge krav 23, hvor spolen (122) kraftforsynes fra anordningen.

25. Ledende koplingsanordning ifølge krav 23, hvor spolen (122) kraftforsynes fra en kilde utenfor anordningen.

26. Ledende koplingsanordning ifølge krav 5, hvor anordningen er konfigurert til å tilveiebringe et dielektrisk materiale (36) til et sammenkoplingsareal mellom det første koplingsstykket og det andre koplingsstykket.

27. Ledende koplingsanordning ifølge krav 26, hvor det dielektriske materialet (36) er olje.

28. Ledende koplingsanordning ifølge krav 26, hvor det dielektriske materialet (36) er smørefett.