NO336070B1 - Trykkammersammenstilling og nedihulls verktøy - Google Patents

Description

Trykkammersammenstilling og nedihulls verktøy

Teknisk område for oppfinnelsen

Denne oppfinnelse vedrører i alminnelighet perforering av et foret borehull som krysser en underjordisk hydrokarbonførende formasjon, og i særdeleshet en trykkammersammenstilling som er installert inne i verktøystrengen og drevet for å opprette en dynamisk underbalansert trykktilstand i borehullet under slik perforering.

Oppfinnelsens bakgrunn

Uten begrensning av omfanget til den foreliggende oppfinnelse vil dens bakgrunn omtales med henvisning til perforering av en underjordisk formasjon ved hjelp av perforeringskanoner med rettet sprengladning som et eksempel.

Etter boring av de forskjellige seksjonene i et underjordisk borehull som krysser en formasjon, sikres typisk individuelle lengder av metallrør med forholdsvis stor diameter sammen for å tilforme en foringsrørstreng som er posisjonert innenfor borehullet. Denne foringsrørstrengen øker fastheten til borehullet og tildanner en bane for produsering av fluider fra de produserende intervallene til overflaten. Tradisjonelt sementeres fo-ringsrørstrengen inne i borehullet. For å produsere fluider til foringsrørstrengen må hyd-rauliske åpninger eller perforeringer dannes gjennom foringsrørstrengen, sementen og en kort strekning inn i formasjonen.

Disse perforeringene opprettes typisk ved detonering av en serie rettede sprengladninger som er anbrakt inne i foringsrørstrengen og posisjonert tilliggende formasjonen. En eller flere ladningsbærere eller perforeringskanoner fylles spesielt med rettede sprengladninger som er koblet med en detonator via en tennledning. Ladningsbærerne forbindes deretter innenfor en verktøystreng som senkes i det forede borehullet ved enden av en rørstreng, en kabel, en glatt ståltråd, et kveilrør eller annen tilførsel. Så snart ladningsbærerne er korrekt posisjonert i borehullet, slik at de rettede sprengladningene er tilliggende formasjonen som skal perforeres, kan de rettede sprengladningene avfyres. Dersom mer enn en sone nedihulls skal perforeres kan en perforeringskanonsammenstilling med valgt avfyring brukes, slik at så snart den første sonen er perforert kan etterfølgen-de soner perforeres ved gjenposisjonering og avfyring av tidligere uavfyrte rettede sprengladninger uten uttrekking fra brønnen.

Perforeringsprosedyren kan gjennomføres i en overbalansert trykktilstand, i hvilken trykket i borehullet er større enn trykket i formasjonen, eller i en underbalansert trykktilstand, i hvilken trykket i borehullet er mindre enn trykket i formasjonen. Når perforering skjer i en underbalansert trykktilstand strømmer formasjonsfluider inn i borehullet umiddelbart etter at foringsrøret er perforert. Denne innstrammingen er gunstig ettersom perforering utvikler avfall fra perforeringskanonene, foringsrøret og sementen, hvilket avfall ellers kan forbli i perforeringstunnelene og strekke produktiviteten til formasjonen. Ettersom rene perforeringer er avgjørende for en god perforeringsjobb foretrekkes perforering ved underbalansert tilstand. Det er blitt påvist at på grunn av sikkerhetsan-liggender foretrekkes imidlertid opprettholdelse av en overbalansert trykktilstand under de fleste brønnkompletterende prosedyrer. Dersom perforeringskanonene skulle gi feil-funksjon og initiere for tidlig dannelse av forbindelsesbaner til en formasjon ville den overbalanserte trykktilstanden for eksempel bidra til å hindre eventuell ukontrollert fluidstrøm til overflaten.

Annen kjent teknikk vises i US-patent 6,598,682 B2.

Det har derfor oppstått et behov for en anordning og en fremgangsmåte for perforering av et poret borehull, hvilken anordning og fremgangsmåte danner effektive perforeringstunneler. Et behov har også oppstått for en slik anordning og fremgangsmåte som besørger trygge installasjons- og driftsprosedyrer. Enn videre har et behov oppstått for en slik anordning og fremgangsmåte som besørger gjenbruken av visse av perforeringsstrengkomponentene.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse avdekket her omfatter en anordning og en fremgangsmåte for perforering av et foret borehull, hvilken anordning og fremgangsmåte danner effektive perforeringstunneler. Anordningen og fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse besørger også trygge installasjons- og driftsprosedyrer, likeledes gjenbruken av visse av perforeringsstrengkomponentene. Kortfattet uttrykt rettes den foreliggende oppfinnelse mot et nedihulls verktøy for bruk inne i et borehull, hvilket verktøy innbefatter et hus som har et forbrenningskammer posisjonert i dette, et brennbart element posisjonert i forbrenningskammeret og et aktiverbart element. Det aktiverbare elementet aktiveres fra en første driftskonfigurasjon til en andre driftskonfigurasjon i reaksjon på forbrenning av det brennbare elementet.

I et aspekt rettes den foreliggende oppfinnelse mot en fremgangsmåte for aktivering av et nedihulls verktøy. Fremgangsmåten innbefatter trinnene med anbringelse av et brennbart element inne i et forbrenningskammer på nedihulls verktøyet, posisjonering av nedihulls verktøyet inne i et borehull og forbrenning av det brennbare elementet for å aktivere nedihulls verktøyet fra en første driftskonfigurasjon til en andre driftskonfigurasjon.

Mer spesielt rettes den foreliggende oppfinnelse mot en trykkammersammenstilling for bruk innenfor en verktøystreng i et borehull. Trykkammersammenstillingen innbefatter et hus som har en første åpning, et trykkammer og et forbrenningskammer. Den første åpning gir fluidforbindelse mellom utsiden av huset og trykkammeret. En første hylse er glidbart posisjonert inne i huset i enten en første posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom den første åpning hindres, eller en andre posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom åpningen tillates. Et brennbart element er slik posisjonert i forbrenningskammeret at forbrenning av det brennbare elementet utvikler trykk som aktiverer hylsen fra den første posisjonen til den andre posisjonen for å tillate at fluider kommer inn i trykk-kammeret fra borehullet, slik at det derved dannes en dynamisk underbalansert trykktilstand i borehullet.

I en utførelse omfatter det brennbare elementet videre et drivstoff, et fastbrensel, et rakettbrensel, kaliumklorat, kaliumperklorat, nitrocelluloseplastifisert brensel eller liknende. Trykkammersammenstillingen kan videre innbefatte en flens posisjonert innenfor huset mellom trykkammeret og forbrenningskammeret. I denne utførelsen kan flensen innbefatte en eller flere passasjer som gir fluidforbindelse mellom forbrenningskammeret og hylsen. En skjærpinne kan strekke seg mellom hylsen og flensen for selektivt å hindre hylsen fra å aktiveres fra den første posisjonen til den andre posisjonen, inntil en forbestemt kraft er påført mot hylsen av trykket i forbrenningskammeret. Et forspenningselement kan virksomt knyttes til hylsen for å hindre aksial bevegelse av hylsen, så snart hylsen er blitt aktivert til den andre posisjonen. En tennledning kan an-bringes innenfor huset og virksomt posisjoneres slik i forhold til det brennbare elementet at en detonering av tennledningen antenner det brennbare elementet.

I et annet aspekt rettes den foreliggende oppfinnelse mot en trykkammersammenstilling for bruk i et borehull, hvilken sammenstilling innbefatter et hus som har et første og et andre sett av åpninger, et trykkammer og et par forbrenningskamre posisjonert motsatt i forhold til trykkammeret. Åpningene gir fluidforbindelse mellom utside av huset og trykkammeret. En første og en andre hylse er glidbart posisjonert inne i huset i forhold til henholdsvis det første og det andre settet av åpninger. Hver enkelt hylse har en første posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom de tilknyttede åpninger hindres, og en andre posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom de tilknyttede åpninger tillates. Et brennbart element er posisjonert i hvert enkelt av forbrenningskamrene, slik at forbrenning av hvert enkelt av de brennbare elementer aktiveres en av hylsene fra dens første posisjon til dens andre posisjon.

I et ytterligere aspekt rettes den foreliggende oppfinnelse mot en verktøystreng for bruk i et borehull. Verktøystrengen innbefatter en første og en andre trykkammesammenstil-ling og minst en perforeringskanon posisjonert mellom den første og den andre trykkammersammenstillingen. Hver enkelt av den første og den andre trykkammersammenstillingen innbefatter et hus som har en eller flere åpninger, et trykkammer og et forbrenningskammer. Åpningene gir fluidforbindelse mellom utsiden av huset og trykk-kammeret. En hylse er glidbart posisjonert innenfor huset og har en første posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom åpningene hindres, og en andre posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom åpningene tillates. Et brennbart element er slik posisjonert i forbrenningskammeret at forbrenning av det brennbare elementet aktiverer hylsen fra den første posisjonen til den andre posisjonen.

Kort omtale av tegningene

For en mer fullstendig forståelse av innslagene og fordelene til den foreliggende oppfinnelse henvises det nå til den detaljerte omtale av oppfinnelsen sammen med de ved-føyde figurer, i hvilke tilsvarende henvisningstall i de ulike figurer henviser til tilsvarende deler, og i hvilke: Fig. 1 er en skjematisk illustrasjon av en olje- og gassplattform til havs, hvilken plattform betjener flere trykkbølgekammersammenstillinger i henhold til den foreliggende oppfinnelse posisjonert innenfor en verktøystreng som innbefatter flere perforeringskanoner; Fig. 2 er et halvsnittriss av en trykkammersammenstilling i henhold til den foreliggende oppfinnelse vist i aksialt suksessive seksjoner; Fig. 3 er et halvsnittriss av en øvre seksjon i en trykkammersammenstilling i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en lukket posisjon; Fig. 4 er et halvsnittriss av en øvre seksjon i trykkammersammenstillingen i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en åpen posisjon; Fig. 5 er et halvsnittriss av en alternativ utførelse av en øvre seksjon i en trykkammersammenstilling i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en lukket posisjon; og Fig. 6 er et halvsnittriss av en ytterligere utførelse av en øvre seksjon i en trykkammersammenstilling i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en lukket posisjon.

Detaljert omtale av oppfinnelsen

Selv om utføringen og bruken av forskjellige utførelser i henhold til den foreliggende oppfinnelse drøftes i detalj under bør det forstås at den foreliggende oppfinnelse gir mange anvendelige oppfinneriske konsepter som kan utøves i et bredt mangfold av spesielle sammenhenger. De spesielle utførelser drøftet her er kun illustrerende for spesielle måter for å utføre og bruke oppfinnelsen, og avgrenser ikke omfanget av den foreliggende oppfinnelse.

Med innledende henvisning til fig. 1 illustreres skjematisk og betegnes generelt 10 flere trykkammersammenstillinger i henhold til den foreliggende oppfinnelse, hvilke sam-menstillinger drives fra en olje- og gassplattform til havs. En halvt nedsenkbar plattform 12 er sentrert over en neddykket olje- og gassformasjon 14 lokalisert under en havbunn

16. Et undersjøisk ledningsrør 18 strekker seg fra et dekk 20 på plattformen 12 til en brønnhodeinstallasjon 22 som innbefatter undersjøiske utblåsingssikringer 24. Plattformen 12 har en heiseinnretning 26 og et boretårn 28 for heving og senking av rørstreng-er, så som en arbeidsstreng 30. Et borehull 32 strekker seg gjennom de ulike jordlagene som innbefatter formasjonen 14. Et foringsrør 34 er sementert inne i borehullet 32 med sement 26. Arbeidsstrengen 30 innbefatter forskjellig verktøy, så som flere perforeringskanoner og flere trykkammersammenstillinger. Når det ønskes å perforere formasjonen 14 senkes arbeidsstrengen 30 gjennom foringsrøret 34, inntil perforeringskanonene er korrekt posisjonert i forhold til formasjonen 14. Deretter avfyres sekvensvis de rettede sprengladningene inne i strengen av perforeringskanoner, enten i en retning opphulls til nedihulls eller nedihulls til opphulls. Ved detonering tilformer innleggene av de rettede sprengladningene stråler som danner i avstand anbrakte serier av perforeringer som strekker seg utover gjennom foringsrøret 34, sementen 36 og inn i formasjonen 14, for derved å tillate formasjons-forbindelse mellom formasjonen 14 og borehullet 32.

I den illustrerte utførelse har borehullet 32 et innledende, generelt vertikalt parti 38 og et nedre, generelt avbøyd parti 40 som illustreres som horisontalt. Det bør påpekes av de med erfaring innen området at perforeringskanonene med rettet sprengladning og trykkammersammenstillingene i henhold til den foreliggende oppfinnelse imidlertid er like velegnet for bruk i andre brønnkonfigurasjoner som innbefatter, men ikke begrenses til, skrådde brønner, brønner med begrensninger, ikke-avbøyde brønner og liknende.

Arbeidsstrengen 30 innbefatter en opphentbar pakning 42 som tettende kan danne an-legg med foringsrøret 34 i det vertikale partiet 38 av borehullet 32. Ved den nedre enden av arbeidsstrengen 30 finnes en kanonstreng, generelt betegnet 44.1 den illustrerte utfø-relse av kanonstrengen 44 ved dens øvre eller nære ende en nippel 46 med porter, under hvilken det finnes en tidsområdeavfyrer 48. Tidsområdeavfyreren 48 er anbrakt ved den øvre enden av et tandemkanonsett 50 som innbefatter en første og en andre kanon 52 og 54.1 den illustrerte utførelse benyttes flere slike kanonsett 50 som hvert enkelt innbefatter en første kanon 52 og en andre kanon 54. Hvert enkelt kanonsett 50 kan ha minst en orienteringsfinne (ikke vist) som strekker seg fra dette for å sikre at kanonsettet an-bringes eksentrisk med hensyn til foringsrøret 34, slik som omtalt i US patent nr. 5.603.379, utstedt til Halliburton Company 18. februar 1997, hvilket patent herved inn-lemmes med henvisning. Selv om tandemkanonsettene 50 er blitt omtalt bør det forstås av de med erfaring innen området at hvilket som helst arrangement av kanoner kan benyttes i forbindelse med trykkammersammenstillingene i henhold til den foreliggende oppfinnelse.

Spesielt finnes det mellom hvert enkelt kanonsett 50 en trykkammersammenstilling 56 som virker som en konnektor for kobling av tilliggende kanonsett sammen. Enn videre kan trykkammersammenstillingene 56 virke i funksjonen av et avstandsstykke som skil-ler tilliggende kanonsett 50. Slik som vil drøftes i detalj under innbefatter trykkammersammenstillingene 56 hver for seg et hus med åpninger som besørger fluidforbindelse fra borehullet 32 til et trykkammer posisjonert innenfor huset. En hylse er glidbart posisjonert inne i huset for selektivt å tillate og hindre fluidforbindelse gjennom åpningene. Et forbrenningskammer er posisjonert i fluidforbindelse med hylsen. Et brennbart element er posisjonert i forbrenningskammeret, slik at ved tenning utvikler det brennbare elementet et forbrenningstilfelle som danner trykk inne i forbrenningskammeret, hvilket trykk aktiverer hylsen for å muliggjøre fluidforbindelse fra borehullet 32 inn i trykk-kammeret.

Trykkamrene i trykkammersammenstillingene 56 er fortrinnsvis ved atmosfæretrykk under installering i borehullet 32 og før aktivering av hylsene. Ved aktivering av hylsene frembringes følgelig et fluidstøt fra borehullet 32 til trykkamrene, hvilket støt skaper en dynamisk underbalansert tilstand innenfor borehullet 32. Denne dynamisk underba-lanserte tilstanden forbedrer kvaliteten til perforeringene utviklet av kanonsettene 50, ettersom formasjonsfluider vil komme inn i borehullet 32 og trykkamrene umiddelbart etter perforeringene er utviklet. Dette støtet av fluid rengjør perforeringstunnelene for eventuelt avfall dannet under perforeringsprosessen og bistår til å hindre perforeringstunnelene fra å få en lav permeabilitet. Viktigst besørger den foreliggende oppfinnelse den sekvensvise avfyringen av perforeringskanonene 50 og driften av trykkammersammenstillingene 56 ved hjelp av tidsbrytere eller andre styrekretser, slik at segmenter av produksjons intervallet eller -intervallene kan perforeres og tillates for strøm deretter etter en tidsforsinkelse, andre segmenter av produksjonsintervallet eller -intervallene kan perforeres og tillates for strøm.

Fig. 2 skildrer en trykkammersammenstilling 70 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, hvilken sammenstilling generelt betegnes 70. Trykkammersammenstillingen 70 innbefatter en øvre tandem 72 som kan kobles til en perforeringskanon som del av en kanonstreng. Posisjonert innenfor det øvre tandemet 72 finnes et støtteelement 74 som mottar en forsterker posisjonert ved den øvre enden av en tennledning 76. Tennledningen 76 er posisjonert inne i en detoneringspassasje 78 som krysser lengden til trykkammersammenstillingen 70. Slik som vist er et hus 80, som har en utside 82, koblet med gjenger og tettende til det øvre tandemet 72.

Huset 80 innbefatter en øvre husseksjon 84, en konnektor 86, en mellomliggende husseksjon 88, en konnektor 90 og en nedre husseksjon 92, av hvilke hver enkelt er koblet med gjenger og tettende til den tilliggende husseksjonen. Den nedre husseksjonen 92 er koblet med gjenger og tettende til et nedre tandem 94. Et støtteelement 96 er posisjonert innenfor det nedre tandemet 94 som mottar forsterkeren posisjonert ved den nedre enden av tennledningen 76. Det nedre tandemet 94 kan forbindes med en perforeringska non ved dets nedre ende. Som sådan vil en detonering av tennledningen i en perforeringskanon over trykkammersammenstillingen 70 spre seg gjennom trykkammersammenstillingen 70 til en perforeringskanon under trykkammersammenstillingen 70 via tennledningen 76.

Det bør være åpenbart for de med erfaring innen området at bruken av retningsuttrykk, så som topp, bunn, over, under, øvre, nedre, oppover, nedover etc. brukes i forbindelse med de illustrerende utførelser som de skildres på figurene, idet retningen oppover er mot toppen av den tilsvarende figuren og retningen nedover er mot bunnen av den tilsvarende figuren. Som sådan skal det forstås at nedihullskomponentene omtalt her kan drives i vertikale, horisontale, omvendte eller skrådde orienteringer uten fravikelse fra prinsippene for den foreliggende oppfinnelse.

I en nedihulls driftsutførelse innbefatter utsiden 82 borehullet, perforeringene og partiene av formasjonen som er nær huset 80. Innsiden av huset 80 innbefatter et forbrenningskammer 98, et trykkammer 100 og et forbrenningskammer 102. En flens 104 er posisjonert mellom forbrenningskammeret 98 og trykkammeret 100. Flensen 104 innbefatter flere passasjer 106, av hvilke kun to vises. En flens 108 er posisjonert mellom forbrenningskammeret 102 og trykkammeret 100. Flensen 108 innbefatter flere passasjer, av hvilke kun to skildres. Tennledningen 76 passerer gjennom en åpning i senter-flensene 104, 108.

Den øvre husseksjonen 84 innbefatter flere åpninger 112, av hvilke kun to er synlige på fig. 2. Åpningene 112 muliggjør fluidforbindelse mellom utsiden 82 og trykkammeret 100. En glidende hylse 114 er tilpasset innenfor den øvre husseksjonen 84 for selektivt å tillate og hindre fluidforbindelse gjennom åpningene 112.1 den illustrerte lukkede posisjonen av trykkammersammenstillingen 70 sikrer skjærpinner 116 den glidende hylsen 114 mot flensen 104. Det bør forstås av de med erfaring innen området at selv om kun skjærpinner 116 illustreres og omtales kan hvilket som helst antall av skjærpinner benyttes i samsvar med kraften ønsket for å veksle den glidende hylsen 114.1 den lukkede posisjonen hindrer et par tetninger 118, 120 fluidforbindelser gjennom åpningene 112.1 tillegg er et forspenningselement, så som en sneppring 122, posisjonert ved utsiden av hylsen 114. Passasjene 106 gjennom flensen 104 besørger fluidforbindelse mellom forbrenningskammeret 98 og den glidende hylsen 114.

Et brennbart element som illustreres som et drivstoff 124 er posisjonert inne i forbrenningskammeret 98 og sikret på plass med en drivstoffhylse 126. Drivstoffet 124 er fortrinnsvis en substans eller blanding som har evnen til ekstremt rask, men styrt forbrenning som frembringer en forbrenningshendelse som innbefatter tilvirkningen av en stor mengde av gass ved høy temperatur og trykk. Drivstoffet 124 er fortrinnsvis fast, men kan være en væske eller en kombinasjon av dette. I en eksempelvis utførelse omfatter drivstoffet 124 et fast drivstoff, så som nitrocellulose plastifisert med nitroglyserin eller forskjellige ftalater og uorganiske salter suspendert i en plast eller en syntetisk gummi, og som inneholder et fint oppdelt metall. Enn videre kan, i denne eksempelvise utførel-se, drivstoffet 124 omfatte uorganiske oksidanter, så som ammonium- og kaliumnitrater og -perklorater. Mest foretrukket benyttes kaliumperklorat. Det bør imidlertid forstås at andre substanser enn drivstoff kan benyttes. Det kan for eksempel benyttes sprengstoff, så som svart krutt eller kruttladninger.

Den nedre husseksjonen 92 innbefatter flere åpninger 128, av hvilke kun to er synlige på fig. 2. Åpningene 128 muliggjør fluidforbindelse mellom utsiden 82 og trykkammeret 100. En glidende hylse 130 er tilpasset inne i den nedre husseksjonen 92 for selektivt å tillate og hindre fluidforbindelse gjennom åpningene 128.1 den illustrerte lukkede posisjonen av trykkammersammenstillingen 70 sikrer skjærpinner 132 den glidende hylsen 130 til flensen 108.1 den lukkede posisjonen hindrer et par tetninger 134, 136 fluidforbindelser gjennom åpningene 128.1 tillegg er et forspenningselement, så som en sneppring 138, posisjonert på utsiden av hylsen 130. passasjen 110 gjennom flensen 108 besørger fluidforbindelse mellom forbrenningskammeret 102 og den glidende hylsen 130. Et brennbart element som illustreres som et drivstoff 140 er posisjonert innenfor forbrenningskammeret 102 og sikret på plass med en drivstoffhylse 142.

Driften av trykkammersammenstillingen 70 i henhold til den foreliggende oppfinnelse vil nå omtales med henvisning til fig. 3 og 4 som skildrer et øvre parti av trykkammersammenstillingen 70. Når det er ønskelig å drive trykkammersammenstillingen 70 spres en eksplosjon i formen av en detonering gjennom trykkammersammenstillingen 70 via tennledningen 76. Slik som en med erfaring innen området vil forstå er eksplosjonen av tennledningen 76 en ekstremt rask, selvspredende oppløsning av tennledningen 76, hvilken oppløsning danner en høytrykks/temperaturs bølge som beveger seg hurtig gjennom trykkammersammenstillingen 70. Eksplosjonen av tennledningen 76 tenner drivstoffet 124 og bevirker en forbrenning, så snart drivstoffet 124 når dets selvanten- nelsespunkt, dvs. den minimale temperaturen påkrevd for å tenne eller forårsake selv-underholdende forbrenning.

Når eksplosjonen av tennledningen 76 er innenfor forbrenningsnærhet av drivstoffet 124 antennes drivstoffet 124. Forbrenningen av drivstoffet 124 utvikler en stor mengde av gass som trykksetter forbrenningskammeret 98. Slik som en med erfaring innen området også vil forstå er forbrenningen av drivstoffet 124 en eksotermisk oksidasjonsre-aksjon som gir store mengder av gassholdige sluttprodukter av oksider ved høyt trykk og temperatur. Mengden av oksider dannet ved forbrenningen av drivstoffet 124 inne i forbrenningskammeret 98 gir i særdeleshet kraften påkrevd for å aktivere den glidende hylsen 114. Mer spesielt virker trykket innenfor forbrenningskammeret 98 på den glidende hylsen 114, inntil den utviklede kraften er tilstrekkelig for å bryte skjærpinnene 116. Så snart skjærpinnene 116 er brutt aktiveres den glidende hylsen 114 til en åpen posisjon, slik at åpningene 112 ikke hindres og fluidforbindelse tillates fra utsiden 82 til trykkammeret 100, slik som best sett på fig. 4. Det nedre partiet av den øvre husseksjonen 84 innbefatter et radialt utvidet område 144 som avgrenser en skulder 146. Etter hvert som den glidende hylsen 114 glir til berøring med den øvre enden av konnektoren 86 utvides sneppringen 122 for å hindre ytterligere aksial bevegelse av hylsen 114.

Slik som best sett på fig. 2, når eksplosjonen av tennledningen 76 er innenfor forbrenningsnærhet av drivstoffet 140 antennes likeledes drivstoffet 140. Forbrenningen av drivstoffet 140 frembringer en stor mengde av gass som trykksetter forbrenningskammeret 102. Trykket innenfor forbrenningskammeret 102 virker på den glidende hylsen 130, inntil den utviklede kraften er tilstrekkelig for å bryte skjærpinnene 132. Så snart skjærpinnene 132 er brutt aktiveres den glidende hylsen 130 til en åpen posisjon, slik at åpningene 128 ikke hindres og fluidforbindelse tillates fra utsiden 82 til trykkammeret 100.1 den illustrerte utførelse innbefatter det nedre partiet av den øvre husseksjonen 92 et radialt utvidet område 148 som avgrenser en skulder 150. Etter hvert som den glidende hylsen 130 glir til berøring med den nedre enden av konnektoren 90 utvides sneppringen 138 for å hindre ytterligere aksial bevegelse av hylsen 130.

Før detonering av tennledningen 76 kan borehullet, i hvilket kanonstrengen og en eller flere trykkammersammenstillinger 70 er posisjonert, fortrinnsvis være i en overbalansert tilstand. Under drift drives hovedsakelig samtidig en serie av perforeringskanoner og trykkammersammenstillinger 70. Denne prosedyren tillater at fluider fra innsiden av borehullet kommer inn i trykkamrene som dynamisk danner en underbalansert trykktil stand. Dette tillater at tømmeavfall fra perforeringen renses ut av perforeringstunnelene på grunn av fluidstøtet fra formasjonen inn i trykkamrene. Renseinnstrømmingen fort-setter inntil en stagnasjon oppnås mellom trykket i formasjonen og trykket innenfor fo-ringsrøret. Følgelig sikrer trykkammersammenstillingen 70 i henhold til den foreliggende oppfinnelse rene perforeringstunneler ved tildannelse av en dynamisk underbalansert tilstand. Tilleggsserier av perforeringskanoner og trykksammenstillinger 70 kan deretter drives, noe som atter vil dynamisk danne en underbalansert trykktilstand for de nylig

skutte perforeringer.

Nå med henvisning til fig. 5 illustreres det i denne en alternativ utførelse av et øvre parti av en trykkammersammenstilling i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en lukket posisjon, hvilken sammenstilling generelt betegnes 170. Trykkammersammenstillingen 170 innbefatter et øvre tandem 172 som kan kobles til en perforeringskanon som del av en kanonstreng. Posisjonert innenfor det øvre tandemet 172 finnes et støtteelement 174 som mottar en forsterket posisjonert ved den øvre enden av en tennledning 176. Tennledningen er posisjonert inne i en detoneringspassasje 178 som krysser lengden til trykkammersammenstillingen 170 på måten omtalt over med henvisning til trykkammersammenstillingen 70 på fig. 2. Slik som skildret er et hus 180 som har en utside 182 koblet med gjenger og tettende til det øvre tandemet 172.

Huset 180 innbefatter en øvre husseksjon 184, likeledes ytterligere husseksjoner (ikke vist), så som de omtalt over med henvisning til trykkammersammenstillingen 70 på fig. 2.1 en nedihulls driftsutførelse innbefatter utsiden 182 borehullet, perforeringene og partiene av formasjonen som er nær huset 180.1 det illustrerte øvre partiet av trykkammersammenstillingen 170 innbefatter innsiden av huset 180 et forbrenningskammer 198 og et trykkammer 200. En flens 204 er posisjonert mellom forbrenningskammeret 198 og trykkammeret 200. Flensen 204 innbefatter flere passasjer 206, av hvilke kun to skildres. Tennledningen 176 passerer gjennom en åpning gjennom senterflensen 204.

Den nedre husseksjonen 184 innbefatter flere åpninger 212, av hvilke kun to er synlige på fig. 5. Åpningene 212 muliggjør fluidforbindelse mellom utsiden 182 og trykkammeret 200. En glidende hylse 214 er tilpasset innenfor den øvre husseksjonen 184 for selektivt å tillate og hindre fluidforbindelsen gjennom åpningene 212.1 den illustrerte lukkede posisjonen av trykkammersammenstillingen 170 sikrer skjærpinner 216 den glidende hylsen 214 til flensen 204.1 den lukkede posisjonen hindrer et par tetninger 218, 220 fluidforbindelser gjennom åpningene 212.1 motsetning til trykkammersam menstillingen 70 på fig. 2 bærer imidlertid hylsen 214 ingen sneppring på utsiden av denne, og den øvre husseksjonen 184 innbefatter ikke et radialt utvidet parti.

Et brennbart element som illustreres som et drivstoff 224 er posisjonert innenfor forbrenningskammeret 198 og sikret på plass med en drivstoffhylse 226. Driften av trykkammersammenstillingen 170 er hovedsakelig identisk med driften av trykkammersammenstillingen 70 på fig. 2, unntatt at hylsen 214 ikke sikres til den øvre husseksjonen 184 etter aktivering.

Nå med henvisning til fig. 6 illustreres det en ytterligere alternativ utførelse av et øvre parti av en trykkammersammenstilling i henhold til den foreliggende oppfinnelse i en lukket posisjon, hvilken sammenstilling generelt betegnes 270. Trykkammersammenstillingen 270 innbefatter et øvre tandem 272 som kan kobles til en perforeringskanon som del av en kanonstreng. Posisjonert inne i det øvre tandemet 272 finnes et støtteele-ment 274 som mottar en forsterket posisjonert ved den øvre enden av en tennledning 276. Tennledningen 276 er posisjonert innenfor en detoneringspassasje 278 som krysser lengden til trykkammersammenstillingen 270 på måten omtalt over med henvisning til trykkammersammenstillingen 70 på fig. 2. Slik som illustrert er et hus 280 som har en utside 282 koblet med gjenger og tettende til det øvre tandemet 272.

Huset 280 innbefatter en øvre husseksjon 284, likeledes ytterligere husseksjoner (ikke illustrert), så som dem omtalt over med henvisning til trykkammersammenstillingen 70 på fig. 2.1 en nedihulls driftsutførelse innbefatter utsiden 282 borehullet, perforeringene og partiene av formasjonen som er nær huset 280.1 det illustrerte øvre partiet av trykk-ammerstillingen 270 innbefatter innsiden av huset 280 et forbrenningskammer 298 og et trykkammer 300. En flens 304 er posisjonert mellom forbrenningskammeret 298 og trykkammeret 300. Flensen 304 innbefatter flere passasjer 306, av hvilke kun to skildres. Tennledningen 276 passerer gjennom en åpning gjennom senterflensen 304.

Den øvre husseksjonen 284 innbefatter flere åpninger 312, av hvilke kun to er synlige på fig. 6. Åpningene 312 muliggjør fluidforbindelse mellom utsiden 282 og trykkammeret 300. En glidende hylse 314 er tilpasset innenfor den øvre husseksjonen 284 for selektivt å tillate og hindre fluidforbindelse gjennom åpningene 312.1 den illustrerte lukkede posisjonen av trykkammersammenstillingen 270 sikrer skjærpinner 316 den glidende hylsen 314 til flensen 304.1 den lukkede posisjonen hindrer et par tetninger 318, 320 fluidforbindelser gjennom åpningene 312.1 motsetning til trykkammersammenstil lingen 70 på fig. 2 bærer imidlertid hylsen 314 ikke en sneppring på utsiden av denne, og den øvre husseksjonen 284 innbefatter ikke et radialt utvidet parti. I stedet innbefatter hylsen 314 en hylseutvidelse 322 som glir innenfor et radialt redusert parti 324 av den øvre husseksjonen 284. Det radialt reduserte partiet 324 innbefatter en tetning 326.

Et brennbart element som illustreres som et drivstoff 328 er posisjonert inne i forbrenningskammeret 298 og sikret på plass med en drivstoffhylse 330. Driften av trykkammersammenstillingen 270 er hovedsakelig identisk med driften av trykkammersammenstillingen 70 på fig. 2, unntatt at hylsen 314 ikke vil sikres til den øvre husseksjonen 284 etter aktivering.

Selv om denne oppfinnelse er blitt omtalt med henvisning til illustrerende utførelser menes ikke at denne redegjørelse skal tolkes i en begrensende betydning. Forskjellige modifikasjoner og kombinasjoner av de illustrerende utførelser, likeledes andre utførel-ser av oppfinnelsen, vil være åpenbare for personer med erfaring innen området med henvisning til redegjørelsen. Det menes derfor at de vedføyde patentkravene omfatter eventuelle slike modifikasjoner eller utførelser.

Claims (10)

1. Trykkammersammenstilling (70) for bruk i et borehull,karakterisert vedat trykkammersammenstillingen (70) omfatter: et hus (80) som har en første åpning (112), et trykkammer (100) og et forbrenningskammer (98), idet den første åpningen (112) besørger fluidforbindelse mellom utsiden av huset (80) og trykkammeret (100); en første hylse (114) glidbart posisjonert innenfor huset (80) med en første posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom den første åpningen (112) er hindret, og en andre posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom den første åpningen (112) er tillatt; og et første brennbart element (124) posisjonert i forbrenningskammeret (98), slik at forbrenning av det første brennbare elementet (124) aktiverer den første hylsen (114) fra den første posisjonen til den andre posisjonen.

2. Trykkammersammenstilling ifølge krav 1,karakterisertved at det brennbare elementet videre omfatter et drivstoff.

3. Trykkammersammenstilling ifølge krav 1,karakterisertv e d at det brennbare elementet videre omfatter et fast brensel.

4. Trykkammersammenstilling ifølge krav 1,karakterisertv e d at det brennbare elementet videre omfatter et rakettbrensel.

5. Trykkammersammenstilling (70) ifølge krav 1, hvori huset (80) omfatter en andre åpning, og et andre forbrenningskammer, hvori forbrenningskamre (98) er motsatt anbrakt i forhold til trykkammeret (100), hvori åpningene (112) besørger fluidforbindelse mellom utsiden av huset (80) og trykkammeret; og hvori trykkammersammenstillingen (70) omfatter en andre hylse glidbart posisjonert inne i huset i forhold til henholdsvis den førs-te og den andre åpningen (112), idet hver enkelt hylse (114) har en første posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom den tilknyttede åpningen (112) er hindret, og en andre posisjon, i hvilken fluidforbindelse gjennom den tilknyttede åpningen (112) er tillatt; og et andre brennbart element posisjonert i det andre forbrenningskammer, slik at forbrenning av det andre brennbare element aktiverer den andre hylse fra den første posisjon til den andre posisjon.

6. Trykkammersammenstilling (70) ifølge krav 1,karakterisertved at de ett eller to brennbare elementene (124) er valgt fra en gruppe som omfatter kaliumklorat, kaliumperklorat og nitrocelluloseplastifiserte brensler.

7. Trykkammersammenstilling (70) ifølge krav 5,karakterisertved at sammenstillingen (70) videre omfatter en flens (104) posisjonert innenfor huset (80) mellom trykkammeret (100) og hvert enkelt av forbrenningskamrene (98), idet hver enkelt av flensene (104) innbefatter en passasje (106) som besørger fluidforbindelse mellom ett av forbrenningskamrene (98) og en av hylsene (114).

8. Nedihulls verktøy for bruk inne i et borehull,karakterisertv e d at nedihulls verktøyet omfatter: et hus (80) som har et forbrenningskammer (98) posisjonert i dette; et brennbart element (124) posisjonert i forbrenningskamrene (98); og et aktiverbart element (114) som har en første og en andre driftskonifgurasjon, idet det aktiverbare elementet (114) er aktivert fra den første driftskonfigurasjonen til den andre driftskonfigurasjonen i reaksjon på forbrenning av det brennbare elementet (124).

9. Nedihulls verktøy ifølge krav 8,karakterisert vedat det brennbare elementet (124) er valgt fra en gruppe som består av drivstoff, faste brensler, rakettbrensler, kaliumklorat, kaliumperklorat og nitrocelluloseplastifiserte brensler.

10. Nedihulls verktøy ifølge krav 8,karakterisert vedat et sprengstoff er brukt for å antenne det brennbare elementet (124).