NO336419B1 - Hydrauliske verktøy for innsetting av toppakninger og sementeringsforinger. - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Oppfinnelsens bruksområde

Utførelser for den aktuelle oppfinnelsen er generelt relatert til metoder og apparater for fullføring av en brønn. Spesielt, utførelser for den aktuelle oppfinnelsen er relatert til hydrauliske verktøy som kan brukes til å innstille en toppakninger og/eller kan brukes til å motstå løftetrykket av sementering av tetninger.

Relatert beskrivelse

I boringen av olje- og gassbrønner dannes et borehull ved å bruke en borkrone som er presset nedover ved en lavere ende av en borestreng. Etter boring av en forhåndsdefinert dybde fjernes borestrengen og -kronen og borehullet kles med en foringsrørstreng. Dermed dannes et ringformet område mellom foringsrørstrengen og formasjonen. En sementeringsoperasjon utføres deretter for å fylle det ringformede området med sement. Kombinasjonen av sement og foring styrker borehullet og gjør det mulig å isolere visse områder av formasjonen bak foringen for produksjon av hydrokarboner.

Det er vanlig å bruke mer enn en foringsrørstreng i et borehull. I den forbindelse stilles en første foringsrørstreng inn i borehullet når brønnen er boret til en første spesifisert dybde. Den første foringsrørstrengen henges fra overflaten og deretter sirkuleres sement inn i ringen bak foringen. Brønnen bores deretter til en andre spesifisert dybde og en foringsrørstreng eller foringsrør nummer to senkes ned i brønnen. Den andre strengen er innstilt ved en slik dybde at den øvre delen av den andre foringsrørstrengen overlapper med den nedre delen av den øvre foringsrørstrengen. Den andre " foringsrørstrengen" festes deretter til eller "henges" fra den øvre overflateforingen. Etterpå sementeres foringen også. Denne prosessen gjentas vanligvis med ytterligere foringsrørstrenger til brønnen har blitt boret til den totale dybden. På denne måten dannes brønner vanligvis med to eller flere foringsrørstrenger med gradvis minkende diameter.

Prosessen med å henge en foring fra en streng på en overflateforing eller andre øvre foringsstrenger innebærer bruk av et forlengningsrøroppheng. Forlengingsrør-opphenget kjøres vanligvis ned i borehullet med selve foringsstrengen. Forlengingsrøropphenget aktiveres så snart foringsrøret er plassert i passende dybde i borehullet. Forlengingsrøropphenget stilles vanligvis inn gjennom aktivering av sluringer som trekkes utover på konusene for å friksjonsstarte de omkringliggende foringsrørstrengene. Forlengningsrøropphenget opererer for å henge foringsrøret fra foringsrørstrengen. Det gir imidlertid ingen væsketetning mellom foringsrøret og foringen. Følgelig er det i mange borehullfullførelser ønskelig å også ha en pakning.

I løpet av borehullfullførelsesprosessen senkes pakningen vanligvis inn i borehullet over forlengingsrøropphenget. En gjenget kopling kopler vanligvis underdelen av pakningen til toppen av forlengningsrøropphenget. Kjente pakninger bruker et mekanisk eller hydraulisk trykk til å utvide et pakningselement utover fra hoveddelen av pakningen inn i den ringformede regionen mellom tetningen og den omkringliggende foringsstrengen. En konus drives i tillegg bak en konisk sluring for å presse sluringen inn i den omkringliggende foringsveggen og for å forhindre bevegelse av pakningen. Det er utarbeidet flere oppsett for å oppnå disse resultatene.

US 5884702 A beskriver en forlengingsrørsammenstilling og fremgangsmåte som innbefatter å senke et forlengingsrør, et forlengingsrøroppheng, forlengingsrøroppheng-setteverktøy, forlengingsrørpakning og forlengingsrørpakningssetteverktøy i borehullet på en arbeidsstreng. US 3112796 A beskriver hydraulisk aktuererte brønnpakninger. GB 2351303 A beskriver lokalisering av et nedihulls referanseelement for etterfølgende boreoperasjoner.

Et problem i forbindelse med konvensjonelle mekanisk aktiverte tetningsystemer er muligheten for at det mekaniske trykket som påføres tetningen ikke er tilstrekkelig til å innstille pakningen, noe som resulterer i en foringsrøroverlapping uten ønsket trykkintegritet. For eksempel vil friksjonen mellom forankringsstrengen og borehullet i avbøyde eller horisontale borehull begrense graden av mekanisk trykk som kan påføres for å innstille tetningen. Dermed kan dette begrensede mekaniske trykket kan utilstrekkelig for å innstille eller fullstendig innstille tetningen.

Hydraulisk aktiverte tetninger kan innstilles med et mer jevnt hydraulisk trykk. Et problem i forbindelse med konvensjonelt hydraulisk aktiverte pakninger er at forankringsstrengen og setteverktøyene ofte må forbli bundet til foringen for at tetningen skal aktiveres. En forbinding til foringen under sementeringsoperasjoner øker faren for å få sement rundt forankringsstrengen og setteverktøyene uten å kunne frigjøre fra foringen.

Et annet problem i forbindelse med konvensjonelle, hydraulisk aktiverte pakninger er at pakningene kan innstilles for tidlig. For eksempel, kan noen konvensjonelle hydraulisk aktiverte pakninger bli aktivert ved å påføre et hydraulisk trykk for å forskyve den skyvbare anordningen for å utløse pakningens aktiveringsforing / polerte borbeholder, eller andre aktiveringsanordninger. Dermed kan pakningen innstilles for tidlig dersom det hydrauliske trykkes økes over trykket som kreves for å overgå den skyvbare anordningen.

Et annet problem som oppstår når man installerer foringsrør, er at under sementeringen av foringsrørene virker det hydrauliske trykket av sementen på sementeringstetningen og presser sementeringstetningen oppover. Tilstrekkelig nedadgående trykk må påføres setteverktøysammenstillingen for å forhindre at sementeringstetningen løftes ut av forseglingsaktiveringen med foringsrøret, ellers må sementeringstetningen låses mekanisk til foringsrøret for å forhindre bevegelse. I avbøyde eller horisontale borehull kan graden av trykk som kan påføres for å motvirke dette løftetrykket være begrenset av friksjonen mellom forankringsstrengen og borehullet. Et problem med mekanisk låst sementeringstetninger er at sementeringstetningen kan sette seg fast og det kan være vanskelig å frigjøre den fra foringsrøret.

Derfor er det behov for en forbedret anordning og metode for innstilling av forlengingsrørtoppakninger. I tillegg, er det behov for en forbedret anordning for motvirkning av løftetrykket for sementeringstetninger.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en verktøystreng for bruk i borehulloperasjoner, omfattende: en hydraulisk ankersammenstilling tilpasset for å forhindre aksial bevegelse av verktøystrengen, idet den hydrauliske ankersammenstilling innehar: en gripeflate som er bevegelig mellom en sammentrykt posisjon og en utvidet posisjon; et forspenningsledd som forspenner gripeflaten i en sammentrykt posisjon;

et rørformet ledd;

ett eller flere stempelkamre, idet hvert stempelkammer er i fluidkommunikasjon med en innvendig diameter av det rørformet ledd;

kjennetegnet ved et stempel plassert i hvert kammer, idet hvert stempel er tilpasset for å kunne beveges radielt og har gripeflaten plassert på en ende derav, idet det ene eller de flere av ankersammenstillingens stempelkamre er plassert i en roterbar foring;

en hydraulisk pakningsaktuatorsammenstilling tilpasset for å aktivere en forlengingsrøropphengsammenstilling med et forlengingsrøroppheng og en pakning; og et rørformet gripeledd tilpasset for løsbart å gå i inngrep med og støtte forlengingsrøropphengsammenstillingen under innkjøring.

Ytterligere utførelsesformer av verktøystrengen i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Utførelser av den aktuelle oppfinnelsen er forbundet med hydrauliske verktøy som kan brukes til å innstille en forlengingsrørtoppakning og/eller kan brukes til å motvirke løftetrykket for sementeringstetninger.

En utførelse av en verktøystreng for bruk i borehulloperasjoner består av en hydraulisk ankersammenstilling tilpasset for å forhindre aksial bevegelse av verktøystrengen og en hydraulisk pakningsaktuatorsammenstilling tilpasset for å innstille en pakning.

En utførelse av en hydraulisk pakningsaktuator for bruk i borehulloperasjoner består av et rørformet ledd som har en innerdiameter. Et stempel er bevegelig koplet til det rørformede leddet og er tilpasset for å beveges aksialt i forhold til det rørformede leddet mellom en uutvidet posisjon og en utvidet posisjon. Et kammer dannes mellom det rørformede leddet og stempelet og en port gir væskeoverføring mellom innerdiameteren av det rørformede leddet og kammeret. Et hydraulisk trykk påført innerdiameteren av det rørformede leddet flytter stempelet aksialt og flytter en krage koplet til stempelet, aksialt.

En utførelse av et hydraulisk anker omfatter et rørformet ledd som har en eller flere stempelkamre. Hvert stempelkammer har væskeoverføring med en innerdiameter av det rørformede leddet. Et stempel som har en gripeflate på en ende derav er plassert i hvert kammer. Hvert stempel og hver gripeflate er tilpasset til å flyttes radialt utover.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

For å vise hvordan egenskapene for den aktuelle oppfinnelsen er oppnådd som beskrevet ovenfor, og kan forstås i detalj er det gitt en mer utførlig beskrivelse av oppfinnelsen, som er kort sammenfattet ovenfor, fås ved henvisning til utførelsene som til en viss grad er illustrert i de vedlagte tegningene. Det bemerkes imidlertid at de vedlagte tegningene kun illustrerer typiske utførelser av denne oppfinnelsen og dette bør ikke anses som en begrensning på dens omfang, for oppfinnelsen kan inkludere andre like effektive utførelser. Figur 1A-1C er delvise sjematiske sidetverrsnittsoverblikk av en utførelse av en setteverktøyssammenstilling med tilhørende utstyr og en forlengningsrøropphengs-sammenstilling. Figur 2 er et delvist sjematisk tversnittsoverblikk av en utførelse av hydraulisk ankersammenstilling fra Figur 1. Figur 3 er et delvist sjematisk tverrsnittsoverblikk av en annen utførelse av hydraulisk ankersammenstilling fra Figur 1. Figur 4 er et delvist sjematisk tverrsnittsoverblikk av en utførelse av en hydraulisk pakningsaktuatorsammenstilling fra Figur 1.

DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKKET UTFØRELSE

Utførelsene for den aktuelle oppfinnelsen er generelt forbundet med metodene og apparatene for fullføring av en brønn. Nærmere bestemt er utførelser av den aktuelle oppfinnelsen forbundet med hydrauliske verktøy som kan brukes til å innstille en forlengingsrørtoppakning og/eller kan brukes til å motvirke løftetrykk for sementeringstetninger.

Utførelser av oppfinnelsen er beskrevet nedenfor med vilkår som angir retning i forhold til et vertikalt borehull. Disse vilkårene som bestemmer retningen skal ikke anses å begrense omfanget av oppfinnelsen. Utførelser av oppfinnelsen kan også brukes i ikke-vertikale borehull, slik som et horisontalt borehull.

Figur 1A-1C er et delvist sjematisk tverrsnittsoverblikk av en utførelse av en setteverktøysammenstilling 100 med tilhørende utstyr og en forlengningsrøroppheng-sammenstilling 200.1 løpet av innkjøringen er setteverktøysammenstillingen 100 lastet inn i forlengingsrøropphengsammenstillingen 200. Forankringsstrengen (ikke vist) og setteverktøysammenstillingen 100 brukes til å senke forlengingsrøroppheng-sammenstillingen 200 inn i posisjon inni foringen (ikke vist) og borehullet (ikke vist). Setteverktøysammenstillingen 100 kan senere hentes ut igjen fra borehullet mens forlengingsrøropphengsarnmenstillingen 200 forblir i borehullet etter at foringsrøret har blitt innstilt i posisjon.

Setteverktøysammenstillingen 100 kan inkludere forskjellige verktøy. For eksempel, som vist i figuren, består setteverktøysammenstillingen 100 av en hydraulisk ankersammenstilling 102, et stempeldeksel 104, en hydraulisk pakningsaktuatorsammenstilling 106, setteverktøy 107, sementtetninger av konustype 108, og et pluggsett 110. Forlengingsrøropphengsammenstillingen 200 kan inkludere forskjellige fullførelsesverktøy. For eksempel, som vist i figuren, omfatter forlengingsrøroppheng-sammenstillingen 200 en foring for tetningens styreelement 202, en forlengingsrør-toppakning 204, et forlengingsrøroppheng 206, et foringsrør 208, en forankringshylse 210, en øvre flottørsko 212, og en flottørsko 214. Setteverktøysammenstillingen 100 og forlengingsrøropphengsammenstillingen 200 kan omfatte andre konfigurasjoner og andre verktøy. For eksempel, kan enhver sementtetning brukes, som for eksempel konvensjonelle polerte borbeholderpakninger og gjenvinnelige tetningshylser.

Figur 2 er et delvist sjematisk tverrsnittsoverblikk av en utførelse av hydraulisk ankersammenstilling 102 fra Figur 1. Den hydrauliske ankersammenstillingen 102 omfatter et rørformet ledd 302 som har en eller flere stempelhus 304. Det er minst en port 308 for hvert stempelhus 304 som gir væskeoverføring mellom stempelhuset 304 og innerdiameteren 303 av det rørformede leddet 302. Minst ett stempel 306 er plassert i hvert stempelhus 304 og er tilpasset for radial bevegelse mellom en sammentrykt posisjon og en utvidet posisjon. Den ene enden av stempelet 306 er utstyrt med en gripeflate 310 for å gripe tak i den indre overflaten av foringen eller foringsrøret når stempelet 306 og gripeflaten 310 er i en utvidet posisjon. En valgfri fjær 312 eller et annet forspenningsledd kan være plassert i stempelhuset 304 for å forspenne stempelet 306 i en sammentrykt posisjon og/eller for å returnere stempelet 306 fra en utvidet posisjon til en sammentrykt posisjon. Den hydrauliske ankersammenstillingen 102 kan videre inkludere en skjør anordning 314, slik som et skyvbart ledd, som motvirker bevegelse av stempelet 306 for å forhindre for tidlig utplassering av stempelet 306 og gripeflaten 310 i en utvidet posisjon til et tilstrekkelig hydraulisk trykk er påført stempelet 306 for å bryte den skjøre anordningen 314.

I bruk påføres innerdiameteren 303 av det rørformede leddet 302 et hydraulisk trykk som følgelig påføres gjennom porten 308 til stempelhuset 304 . Når det hydrauliske trykket mot stempelet 306 overskrider forspenningen av fjæren 312 og integriteten til den skjøre anordningen 314, brekker den skjøre anordningen 314 og stempelet 306 og gripeflaten 310 beveges radialt til en utvidet posisjon. I en utvidet posisjon kan gripeflaten 310 gripe tak i den indre overflaten av foringen eller foringsrøret for å forhindre relativ aksial bevegelse mellom den hydrauliske ankersammenstillingen 102 og foringen eller foringsrøret, og således også forhindre relativ aksial bevegelse mellom setteverktøysammenstillingen 100 og foringen eller foringsrøret.

Figur 3 er et delvis sjematisk tverrsnittsoverblikk av en annen utførelse av den hydrauliske ankersammenstillingen 102 fra Figur 1. Den hydrauliske ankersammenstillingen omfatter et rørformet ledd 402. En dreibar foring 420 plasseres rundt det rørformede leddet 402 og inkluderer ett eller flere stempelhus 404. Minst én port 408 dannes i det rørformede leddet 402 for å gi væskeoverføring mellom stempelhuset 404 og innerdiameteren 403 av det rørformede leddet 402. En roterende tetning 422 ligger på den ene eller andre siden av porten 408 som tetter mellom det rørformede leddet 402 og den roterende foringen 420. Denne tetningen muliggjør rotasjon av den roterbare foringen 420 mens den opprettholder trykkintegritet. Det kan være støttere 424 plassert over og under stempelhuset 404 for å redusere friksjonen ved rotasjon med en aksial belastning påført ankersammenstillingen. Minst ett stempel 406 plasseres i hvert stempelhus 404 og er tilpasset for bevegelse radialt mellom en sammentrykt posisjon og en utvidet posisjon. Den ene enden av stempelet 406 er utstyrt med en gripeflate 410 for å gripe tak i den indre overflaten av foringen eller foringsrøret når stempelet 406 og gripeflaten 410 er i en utvidet posisjon. En valgfri fjær 412 eller andre forspenningsledd kan deponeres i stempelhuset 404 for å forspenne stempelet 406 i en sammentrykt posisjon og/eller returnere til stempelet 406 fra en utvidet posisjon til en sammentrykt posisjon. Den hydrauliske ankersammenstillingen 102 kan videre inkludere en skjør anordning 414, slik som et skyvbart ledd, som holder tilbake bevegelsen av stempelet 406 for å forhindre for tidlig utplassering av stempelet 406 og gripeflaten 410 i en utvidet posisjon til et tilstrekkelig hydraulisk trykk er påført stempelet 406 til å bryte den skjøre anordningen 414.

I bruk påføres innerdiameteren 403 av det rørformede leddet 402 et hydraulisk trykk som følgelig påføres gjennom porten 408 til stempelhuset 404. Når det hydrauliske trykket mot stempelet 406 overskrider forspenningen av fjæren 412 og integriteten for den skjøre anordningen 414, brekker den skjøre anordningen 414 og stempelet 406 beveges radialt til en utvidet posisjon. I en utvidet posisjon kan gripeflaten 410 gripe tak i den indre overflaten på foringen eller foringsrøret for å forhindre relativ aksial bevegelse mellom den hydrauliske ankersammenstillingen 102 og foringen eller foringsrøret og, dermed også forhindre aksial bevegelse mellom setteverktøysammenstillingen 100 og foringen eller foringsrøret.

Den roterbare foringen 420 tillater rotasjon gjennom den hydrauliske ankersammenstillingen 102 mens stempelet 406 og gripeflaten 410 er i en utvidet posisjon som forhindrer aksial bevegelse av den. For eksempel tillater den hydrauliske ankersammenstillingen 102 at setteverktøysammenstillingen 100 og/eller forlengingsrøroppheng-sammenstillingen 200 roteres under sementering, under innstilling av tetningen, og/eller under andre operasjoner mens den hydrauliske ankersammenstillingen 102 er aktivert.

Andre utførelser av hydraulisk ankersammenstilling 102 er også mulig. For eksempel, kan en hydralisk aktivert sluring og konusordning brukes som festeanordning i stedet for eller i sammenheng med de radialt bevegelige stemplene 304, 406 fra Figur 2 og 3.

Figur 4 er et delvis sjematisk tverrsnittsoverblikk av en utførelse av den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen 106 fra Figur 1. Den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen 106 omfatter et rørformet ledd 502 og et aksialt bevegelig stempel 504. For eksempel, som vist, består det aksiale bevegelige stempelet

504 av en skyvbar foring 505 plassert rundt det rørformede leddet 502 hvori den skyvbare foringen 505 danner et kammer 510 med det rørformede leddet 502. En eller flere porter 512 gir væskeoverføring mellom kammeret 510 og innerdiameteren 503 til det rørformede leddet 502. Når et hydraulisk trykk påføres innerdiameteren 503 til det rørformede leddet 502, påføres også et hydraulisk trykk på stempelet 504, noe som kan bevege stempelet 504 fra en uutvidet posisjon ned til en utvidet posisjon.

En krage 506 er koplet til stempelet 504 for å påføre et aksialt trykk idet stempelet 504 flyttes fra en uutvidet posisjon til en utvidet posisjon. I tillegg kan kragen 506 tilpasses til å utvides fra en første ytre diameter til en andre ytre diameter. For eksempel, som vist i figuren, består kragen 506 av ett eller flere fjærbelastede anslag 507.1 en annen utførelse, kan kragen 506 omfatte en eller flere C-ringer som består av metallmateriale eller annet egnet materiale som har en elastitetsmodulus som muliggjør sammentrykking og utviding.

I bruk av en utførelse av den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen 106, er den første ytre diameteren av den utvidbare kragen 506 av den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen 106 mindre enn innerdiameteren til en tetningsaktiveringsforing, slik som tetningsaktiveringsforingen 202 i Figur IA, slik at den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen 106 kan ligge i tetningsaktiveringsforingen i løpet av innkjøring. Når den utvidbare kragen 506 fjernes fra tetningsaktiveringsforingen utvides den utvidbare kragen 506 til en andre ytre diameteren som er større enn innerdiameteren av tetningsaktiveirngsforingen. Når et hydraulisk trykk påføres innerdiameteren 503 av det rørformede leddet, påføres også et hydraulisk trykk på stempelet 504 gjennom portene 512, noe som kan bevege stempelet og kragen fra en uutvidet posisjon ned til en utvidet posisjon. Under slaget nedover kan kragen 504 påføre et aksialt trykk slik som til tetningsaktiveirngsforingen.

Med henvisning til Figur 1-4, innebærer en utførelse av metoden for hydraulisk sementering av foringsrøret 208 og innstilling av forlengingsrørtoppakningen 204 med den hydrauliske ankersammenstillingen 102 og den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen 106, lasting av den hydrauliske pakningsaktuatoren 106 på innsiden av tetningsaktiveringsforingen 202 under innkjøring. Siden den hydrauliske pakningen 106 ligger på innsiden av tetningsaktiveringsforingen 202, kan ikke forlengingsrørtoppakningen innstilles for tidlig.

Forlengingsrøropphengsammenstillingen 200 senkes til en ønsket posisjon slik at forlengingsrøropphenget 206 er plassert over den nedre enden av foringsrørstrengen (ikke vist). Forlengingsrøropphenget 206 kan være et hvilket som helst forlengningsrøroppheng kjent innen fagfeltet. Forlengningsrøropphenget 206 stilles inn for å henge foringsrøret 208 i foringen. For eksempel, som vist i figuren, består forlengingsrøropphenget 206 av flere sluringer 230 og respektive konuser 232. Under aktivering av forlengingsrør-opphenget 206 drives sluringene 230 oppover i forhold til konusene 232. Fordi konusene 232 har en vinklet overflate, drives sluringene 230 radialt utover i kontakt med den indre overflaten til foringen. Sluringene 230 inkluderer stort sett et sett med tenner 234, kalt "veker", som gir friksjonsinngriping mellom forlengingsrøropphenget og den indre overflaten av foringen. Forlengingsrøropphenget 206 er typisk innstilt hydraulisk eller mekanisk.

Setteverktøysammenstillingen 100 utløses fra forlengingsrøropphengsammen-stillingen 200 slik at vekten av foringsrøret 208 bæres av forlengingsrøropphenget 206 ved en kjent anordning innen fagfeltet. For eksempel, kan setteverktøysammenstillingen 100 utløses fra forlengingsrøropphenget 200 ved å skru løs setteverktøysammenstillingen 100 fra forlengingsrøropphengsammenstillingen 200. Stort sett løftes setteverktøysammenstillingen 100 en kort distanse, men ikke langt nok til å fjerne den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen 106 fra tetningsaktiveringsforingen 202 for å kunne bestemme om setteverktøysammenstillingen 100 er fri fra vekten av forlengningsrøropphengsammenstillingen 200.

Deretter pumpes en sementslurry fra overflaten ned gjennom landingstrengen (ikke vist), gjennom setteverktøysammenstillingen 100, gjennom forlengningsrør-opphengsammenstillingen 200, gjennom flottørskoen 214 og opp gjennom ringen mellom foringen 208 og borehullet og opp gjennom den andre ringen mellom senkestrengen og foringen. Sementslurryen kan pumpes ved et tilstrekkelig hydraulisk trykk for å aktivere den hydrauliske ankersammenstillingen 102 slik at gripeflaten 310, 410 beveges til en utvidet posisjon og griper foringen eller foringsrøret og dermed bidrar til å forhindre bevegelse oppover av setteverktøysammenstillingen 100 på grunn av oppovertrykk mot konustypesementtetningene 108.

Etter at ønsket mengde sementslurry har blitt pumpet og sementkampluggene 112 og 114 har støtet på forankringshylsen 210, kan det hydrauliske trykket i innerdiameteren for senking 100 utløses slik at gripeflaten 310, 410 til den hydrauliske ankersammenstillingen 102 trekkes sammen på grunn av forspenningen av fjæren 312, 412. Deretter kan setteverktøysammenstillingen 100 heves for å fjerne den hydrauliske pakningsaktuatoren 106 fra innsiden av tetningsaktiveringsforingen 202 slik at de fjærbelastede anslagene 507 utvides radialt utover. Setteverktøysammenstillingen 100 senkes deretter ned slik at de fjærbelastede anslagene 507 berører toppen av tetningsaktiveringsforingen 202 til kammeret 510 av den hydrauliske pakningsaktuatoren 106 er lukket og stempelet 504 er i en uutvidet eller oppadrettet posisjon.

Et startinnstillingstrykk påføres setteverktøysammenstillingen 100 mens et hydraulisk trykk påføres innerdiameteren av setteverktøysammenstillingen 100. Sementkampluggene på den øvre flottørskoen utgjør en mulighet for øking av trykk i setteverktøysammenstillingen og foringsrøret. Evntuelt kan det fra overflaten utløses en egen anordning som er konstruert for å tetningsvis gripe fast i en forhåndsinstallert profil som ligger under den hydrauliske pakningsaktuatoren . Startinnstillingstrykket som mekanisk påføres setteverktøysammenstillingen 100, er ønskelig tilstrekkelig til å motstå løftetrykket av stempelet 504 for den hydrauliske pakningsaktuatoren 106 mot tetningsaktiveringsforingen 202 inntil stempelet 306, 406 av den hydrauliske ankersammenstillingen 102 kan overgå enhver fjærforspenning og inntil stempelet 306, 406 utvides radialt slik at gripeflaten 310, 410 gir et tilstrekkelig anker med foringen eller foringsrøret for å forhindre aksial bevegelse av setteverktøysammenstillingen 100.

Det hydrauliske trykket påført innerdiameteren av setteverktøysammenstillingen 100 øker størrelsen av kammeret 510 og flytter stempelet 504 nedover. Siden setteverktøysammenstillingen 100 er festet ved den hydrauliske ankersammenstillingen 102 og forlengingsrøropphengsammenstillingen 200 er festet til foringen, får den nedadgående bevegelsen av stempelet 504 de fjærbelastede anslagene 507 til å påføre et aksialt trykk nedover mot toppen av tetningsaktiveringsforingen 202 for å innstille forlengingsrørtoppakningen 204. På en måte gir dette aksiale trykket som påføres av fjærbelastede anslag 507 på grunn av det hydrauliske trykket, et jevnere aksialt trykk enn påføring av et mekanisk trykk gjennom setteverktøysammenstillingen 100 siden det er ingen formidlingstap på grunn av friksjon med forankringsstrengen (ikke vist) og foringen.

Forlengingsrørtoppakningen 204 kan være enhver tetning kjent innen fagfeltet. For eksempel kan forlengingsrørtoppakningen 204 inkludere et forseglingselement 240 plassert rundt et rørformet ledd 242. Forseglingselementet 240 er i stand til å tette en ring mellom forlengingsrøropphengsammenstillingen 200 og foringen. Forseglingselementet 240 kan bestå av et elastisk materiale, et komposittmateriale, kombinasjoner derav, og andre passende materialer og kan ha et hvilket som helst antall konfigurasjoner for å effektivt tette ringen .For eksempel kan forseglingselementet 240 inkludere slisser, kanter, fordypninger eller utstikkende konstruert slik at forseglingselementet 240 kan tilpasse seg til variasjoner i formen av innsiden av den omkringliggende foringen.

Det hydrauliske trykket til innerdiameteren av setteverktøysammenstillingen 100 kan økes til et tilstrekkelig trykk er overført for å innstille forlengingsrørtoppakningen 204. Etter at tetningen er fullt innstilt, kan det hydrauliske trykket utløses. Stempelet 306, 406 og gripeflaten 310, 410 til den hydrauliske ankersammenstillingen 102 trykkes sammen igjen. Overflødig sement kan sirkuleres ut og setteverktøysammenstillingen 100 kan hentes ut av borehullet.

Som vist i Figur 1A-1C er den hydrauliske ankersammenstillingen 102 plassert over den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen 106.1 visse utførelser av denne konfigurasjonen kan gripeflaten 310, 410 av den hydrauliske ankersammenstillingen 102 aktiveres og gripe foringen eller tidligere sementerte foringsrør. I andre utførelser kan den hydrauliske ankersammenstillingen 102 plasseres under den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen 106.1 visse utførelser av denne konfigurasjonen kan gripeflaten 310, 410 av den hydrauliske ankersammenstillingen 102 gripe foringsrøret når den er aktivert, slik som foringsrør 208.

Den nåværende metoden kan videre inkludere bruk av kuler, ankerstifter, plugger, kuleseter, forankringshylser, bristelige membraner og/eller andre kjente anordninger innen fagfeltet for å separere væsker, for å la et trykk bygges opp, og/eller for å la et hydraulisk trykk utløses.

Mens det foregående er rettet mot utførelser for den aktuelle oppfinnelsen, kan andre og videre utførelser av oppfinnelsen utarbeides uten å gå bort fra det grunnleggende omfanget derav, og omfanget derav er bestemt av kravene som følger.

Claims (17)

1. En verktøystreng for bruk i borehulloperasjoner, omfattende: en hydraulisk ankersammenstilling (102) tilpasset for å forhindre aksial bevegelse av verktøystrengen, idet den hydrauliske ankersammenstilling (102) innehar: en gripeflate (310, 410) som er bevegelig mellom en sammentrykt posisjon og en utvidet posisjon; et forspenningsledd som forspenner gripeflaten (310, 410) i en sammentrykt posisjon; et rørformet ledd (302, 242, 402); ett eller flere stempelkamre, idet hvert stempelkammer er i fluidkommunikasjon med en innvendig diameter av det rørformet ledd (302, 242, 402);karakterisert vedet stempel (306, 406, 504) plassert i hvert kammer, idet hvert stempel (306, 406, 504) er tilpasset for å kunne beveges radielt og har gripeflaten (310,410) plassert på en ende derav, idet det ene eller de flere av ankersammenstillingens (102) stempelkamre er plassert i en roterbar foring (420); en hydraulisk pakningsaktuatorsammenstilling (106) tilpasset for å aktivere en forlengingsrøropphengsammenstilling (200) med et forlengingsrøroppheng (206) og en pakning; og et rørformet gripeledd tilpasset for løsbart å gå i inngrep med og støtte forlengingsrøropphengsammenstillingen (200) under innkjøring.

2. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori pakningen omfatter en forlengingsrør-toppakning (204).

3. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori et hydraulisk trykk innen en innerdiameter av verktøystrengen aktiverer både den hydrauliske ankersammenstillingen (102) og den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen (106).

4. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske ankersammenstillingen (102) er tilpasset til å gripe tak i innsiden av et foringsrør.

5. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen (106) er plassert under den hydrauliske ankersammenstillingen (102).

6. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske ankersammenstillingen (102) er tilpasset til å gripe tak i innsiden av en foring.

7. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen (106) ligger i en tetningsaktiveringsforing (202) under nedsenking.

8. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen (106) er tilpasset til å påføre et aksialt trykk på en tetningsaktiveringsforing (202) for å innstille foringsrøret.

9. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen (106) omfatter: et rørformet ledd (242, 302, 402) som har en innerdiameter; et stempel (306, 406, 504) bevegelig koplet til det rørformede leddet (242, 302, 402), idet stempelet (306, 406, 504) er tilpasset til å beveges aksialt i forhold til det rørformede leddet (242, 302, 402) til en utvidet poisjon for å innstille tetningen; en krage (504, 506) koplet til stempelet (306, 406, 504); et kammer (510) dannet mellom det rørformede leddet og stempelet (306, 406, 504); og en port (308, 408, 512) som gir væskeoverføring mellom innerdiameteren av det rørformede leddet og kammeret (510).

10. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske ankersammenstillingen (102) er tilpasset for å tillate rotasjon av verktøystrengen mens den forhindrer aksial bevegelse av verktøystrengen.

11. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske ankersammenstillingen (102) omfatter en skjør anordning (314, 414) for å forhindre for tidlig aktivering av den.

12. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori det forspennende leddet omfatter en fjær (312,412).

13. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den ankersammenstillingen (102) videre omfatter en skjør anordning (314, 414) tilpasset til å midlertidig fastgjøre gripeflaten (310, 410) i en sammentrykt posisjon.

14. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori gripeflaten (310, 410) av ankersammenstillingen omfatter en eller flere sluringer (230) som er tilpasset til å beveges radialt utover over en eller flere konuser (232).

15. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori det rørformede gripeledd omfatter et setteverktøy (100) tilpasset for å gå i inngrep med med en innvendig overflate av forlengingsrøropphengsammenstillingen (200).

16. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske pakningsaktuatorsammenstillingen (106) er plassert mellom den hydrauliske ankersammenstillingen (102) og det rørformede gripeledd.

17. Verktøystrengen ifølge krav 1, hvori den hydrauliske ankersammenstillingen (102) er tilpasset for å tillate rotasjon av verktøystrengen mens den forhindrer aksial bevegelse av verktøystrengen når gripeflaten (310, 410) er i den utstrakte posisjonen.