NO339747B1 - Fremgangsmåte for skjæring av gjenstander nedihulls - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Oppfinnelsen angår fresing nedihulls med en bunnhullsammenstilling som fremføres på et kveilrør utstyrt med midler for å oppta motmoment fra fresing og for å samle opp generert avfall (debris) nær fresestedet.

Oppfinnelsens bakgrunn

Overhaling i eksisterende brønner kan kreve fjerning av pakninger eller plugger ved å frese dem ut. Det kan også oppstå andre situasjoner hvor det er nødvendig å frese ut et redskap eller endog en foringsrørseksjon. Hvis brønnen ikke skråner for sterkt, er stivt rør blitt brukt til å støtte en fres og rotasjonskraften som tilveiebringes fra overflateutstyret. Alternativt, der borehullets skrånende beskaffenhet utelukker rotasjon fra overflaten, kan bunnhullsammenstillingen innbefatte en slammotortil å dreie fresen. Bunnhullsammenstillingen blir fremdeles fremført på stivt rør, men slikt rør over slammotoren forblir stasjonært, idet slam-motorens utgangseffekt driver den underliggende fresen. I begge tilfeller må en overhalingsrigg reises over brønnen for å håndtere den stive rørstrengen for turer inn i og ut av brønnen. Ganske store omkostninger er knyttet til det å reise vedlike-holdsriggen på stedet og håndtere røret for montering og demontering av strengen for turer inn i brønnen. Det ville vært en fordel om en kveilrørenhet kunne brukes ved overflaten istedenfor en overhalingsrigg. Muligheten til å bruke kveilrør ville spare tid og penger for operatøren i forhold til bruk av stivt rør. Men bruk av kveil-rør skaper andre problemer som ikke opptrer ved bruk av stivt rør. Hovedproble-met er at kveilrør er betydelig svakere enn stivt rør. Ved fresing skapes et motmoment som overføres til støtterøret. Tidligere har man forsøkt fresing på kveilrør i små foringsrør som er mindre enn 11,43 cm (4-1/2 tommer) med tilsvarende små motorer som driver fresen. Disse forsøk virket, på en måte, fordi utgangseffekten fra motoren og det resulterende motmoment fra fresingen var tilstrekkelig lite til ikke å vri kveilrøret. Hvis motmomentet dreier kveilrøret kan det løfte fresen bort fra pakningen som freses eller prelle av, med uberegnelig fresing som resultat. Enda verre, kveilrøret kan svikte pga. for høyt dreiemoment. Av denne grunn var fresing med kveilrør tidligere begrenset til meget små anvendelser, hovedsakelig med foringsrørstørrelser mindre enn 10,16 cm (4 tommer).

Freseprosessen genererer avfall i brønnhullet. Selv om man forsøkte å ut-føre en fresejobb i et større foringsrør med et lite kveilrør og en tilsvarende svak slammotor, ville tilbakestrømningen i de større foringsrør redusere hastigheten til det tilbakestrømmende fluid, slik at avfallet fikk anledning til å falle ut istedenfor å føres med til overflaten for separering med overflateutstyr. Selv om avfallsfangere av ulike konstruksjoner er kjent, har de driftsmessige mangler. Noen krever en separat tur. Det hovedsakelig let the avfallsholdige fluid passerer gjennom en åpen port på vei ned i hullet. Når verktøyet bringes opp igjen lukkes omløpsporten og fluidet passerer gjennom en sil som holder igjen avfallet på silens innside. Noen eksempler på slike verktøy er H-3015 og 10084-1 som tilbys av Baker Oil Tools. Noen avfallsfangere kan kjøres i samme tur som freseutstyret, men som følge av den måten slike verktøy virker på, kan de ikke ha en slammotor under seg. Disse verktøy bruker en venturivirkning til å lede sponene inn i verktøyet og må vanligvis være paret med spesialkonstruerte freser som skaper den type spon som vil trenge inn i denne type avfallsfanger. Et slikt verktøy som tilbys av Baker Oil Tools er VACS-verktøyet. US- patenter 5,176,208; 5,402,850; 6,176,311; og 6,276,452.

Ankere for rør nede i borehull er kjent, som vist i US-patent 6,276,452.

WO 99/057409 A2 angår en fremgangsmåte for dannelse av en plugg i en petroleumsbrønn som strekker seg fra jordens overflate eller sjøbunnen til et petroleumsreservoar. Brønnen er foret med foringsrør. I det minste en åpning er utformet i foringsrøret ved en avstand fra jordens overflate, og en flytende herd-ende harpiks er anordnet i det minste i et parti av åpningen og et tilstøtende område av brønnen. Harpiksen etter herding danner en plugg i brønnen. Oppfinnelsen angår også et verktøy for å frese en åpning i et foringsrør til en petroleums-brønn, og en plugg for å plugge foringsrøret til petroleumsbrønnen.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en fremgangsmåte for skjæring av gjenstander nedihulls, kjennetegnet ved å omfatte det å: kjøre inn en skjæreanordning forbundet med en nedihullsmotor og et anker på kveilrør i en brønn;

sette ankeret;

bringe motoren til å dreie skjæreanordningen; og

anbringe en avfallsfanger på kveilrøret under innkjøringen, idet nevnte avfallsfanger innrettes og tilpasses for å samle avfall som genereres av skjæreanordningen.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 2 til og med 11.

Den foreliggende oppfinnelse tillater bruk av små kveilrør til å støtte store slammotorer for store fresejobber. Kveilrøret forankres i stilling og slammotoren driver fresen i tilknytning til en trykkinnretning for å holde fresen på verktøyet som freses. Andre varianter er påtenkt, som låser kveilrøret overfor motmomentet og samtidig tillater fresen å avansere og frese ut nede i hullet. En forbedret avfallsfanger inngår i sammenstillingen med større avfallstilbakeholdingsevne og andre driftsmessige forbedringer for å forbedre dens virkemåte. Disse og andre aspekter av oppfinnelsen vil bli lettere forstått av fagfolk på området ut fra beskrivelsen av den foretrukne utførelsesform og krav som angitt nedenfor.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Fresing i foringsrør som er over 11,43 cm (4-1/2 tommer) utføres med kveil-rør som er forankret overfor motmoment. En forbedret avfallsfanger er del av bunnhullsammenstillingen for å fange spon fra fresingen. En trykkinnretning kan brukes til å opprettholde vekt på fresen under fresingen. Kveilrøret støtter en slammotor for drift av fresen. Returfluid skilles fra sponene og tilbakeføres til overflaten.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1a-e er et vertikalsnitt gjennom bunnhullsammenstillingen for kveilrør-fresing.

Nærmere beskrivelse av den foretrukne utførelsesform

I figur 1a blir kveilrør 10 kjørt inn i foringsrør 12. Ved den nedre enden 14 er det en gjengeforbindelse som et anker 18 er festet til. Ankeret 18 er fortrinnsvis av kjent konstruksjon som beskrevet i US-patent 6,276,452. Det oppviser utstikkende gripedeler 20 og 22 som aktiveres hydraulisk ved hjelp av fluidsirkulasjon ned gjennom kveilrøret 10. Ved den nedre ende av ankeret 18 er det en forbindelse 24 forfastgjøring av avfallsfangeren 26. Avfallsfangeren 26 løper fra øvre ende 28 til nedre ende 30 i fig 1c. Fortsatt i forbindelse med den foretrukne utførelsesform, er et strålestykke 34 koblet til nedre ende 30. En trykkinnretning 38 (skjematisk vist) er koblet til slammotoren 36. En fres 40 er forbundet med trykkinnretningen 38. Fresen 40 kommer i kontakt med gjenstanden 42 (vist skjematisk) som skal freses i brønnhullet. Denne gjenstanden 42 kan være en pakning, en broplugg, et annet brønnverktøy, eller en seksjon av et foringsrør eller annet rør. Avhengig av de spe-sielle egenskaper ved de valgte komponenter, kan de festes i forskjellig rekke-følge. Trykkinnretningen 38 kan eventuelt sløyfes og isteden kan ankeret 18 perio-disk omplasseres under fresingen ved å stanse sirkulasjon for å frigjøre ankeret 18 og la sammenstillingen bevege seg ned til en ny stilling. På det tidspunkt kan sir-kulasjonen begynne igjen og ankeret 18 vil ta et annet grep på foringsrøret 12. Selvsagt er ankeret 18 over slammotoren 36 for å isolere kveilrøret 10 overfor motmoment fra fresen 40 som freser gjenstanden 42. Kveilrøret 10 kan være av så liten dimensjon som praktisk mulig for ikke bare å bære belastningen av bunnhullsammenstillingen, men også for å holde trykkfallet i strømningskanalen 32 på et rimelig nivå. Igangsetting av strømning gjennom kveilrøret 10 vil sette ankeret 18 først før fresen 40 kan utføre noen fresing av betydning. På dette tidspunkt er kveilrøret beskyttet fra motmoment som overføres gjennom slammotoren 36. Slammotoren 36 kan være av en type som er kjent innen teknikken i likhet med trykkinnretningen 38 hvis oppgave det er å holde vekt på fresen 40 for å holde den mot gjenstanden 42 for effektiv fresing. Så lenge ankeret 18 er riktig dimensjonert for foringsrøret 12, trenger de andre komponentene bare å være små nok til at de lett passerer gjennom foringsrøret 12. Følgelig kan den illustrerte sammenstilling raskt plasseres ved overflaten uten en overhalingsrigg, og turtiden for å nå gjenstanden 42 som skal freses kan reduseres sterkt sammenlignet med å kjøre bunnhullsammenstillingen på stivt rør. Gjenstander 42 i foringsrørstørrelser større enn 11, 43 cm (4-1/2 tommer) kan lett freses ut med kveilrør mindre enn 8,39 cm (3-1/2 tommer) i diameter. Det er tenkelig at kveilrør så små som 3,18 cm (1-1/4 tommer) kan brukes til å støtte freseutstyr i foringsrør så store som 24,45 cm (9-5/8 tommer) eller større.

Detaljene til avfallsfangeren vil nå bli beskrevet. Innstrømning skjer nær top-pen 28 gjennom kanalen 32. Et avlederstykke 44 har nedihulls-orienterte kanaler 46 i avstand fra oppihulls returkanaler 48. Pilen 50 viser strømningen videre fra kanalene 46 og rundt utsiden av hylsen 52 som ved hjelp av gjenger 54 er festet til avlederstykket 44. Strømningen fortsetter gjennom ringrommet 56 mellom hylsen 52 og det ytre silhus 57 og kommer ut i figur 1c som pil 50. Strømningen 50 kommer ut i et ringrom 58 rundt et avlederrør 60. Tetninger 62 tetter rundt avlederrøret 60. Følgelig rettes trykket nedover gjennom innsiden av hylsen 64 som vist med pilen 66 og på utsiden av hylsen 64 som vist med pilen 68. Strømningen 68 møter et stempel 70 som har et bevegelig lager 72 under seg og en pakningshylse 74 under lageret 72. En returfjær 76 presser pakningshylsen 74 oppihulls til en tilbaketrukket stilling. Trykk på stempelet 70 representert ved pil 68 skyver stempelet 70 og lageret 72 nedihulls mot pakningshylsen 74. En stasjonær skråflate 78 fanger opp pakningshylsens 74 nedre ende 80 for å presse den ut til tettende an-legg mot foringsrøret 12. På dette vis blir pakningshylsen 74 beskyttet mot skade under innkjøring eller uttaking fordi fjæren 76 holder den tilbaketrukket i avstand fra foringsrøret 12 inntil sirkulasjon gjennom kanalen 32 i kveilrøret 10 er opprettet. Et annet lager 82 støttes av tilbakestrømningsstykket 84. Sammen setter lagrene 72 og 82 pakningshylsen 74 i stand til å rotere i forhold til hylsen 64 for å fremme tetning og minimere slitasje på pakningshylsen 74.

Strømningen 66 gjennom hylsen 64 kommer ut nær den nedre ende av avfallsfangeren26 i et kammer 86 mellom innsnevring 88 og venturidyse 90. Venturidysen 90 munner ut i returbanen 92 i avlederrøret 60 for å minske trykk i returporten 94 for å suge inn avfallsholdig fluid (som forklart nedenfor). Denne innsnevring er valgfri og kan brukes når fresdysene (ikke vist) er temmelig store slik at tilstrekkelig mottrykk er tilgjengelig for korrekt operasjon av venturidysen 90. Etter å ha passert innsnevringen 88 går strømningen 66 til dysene i fresen 40 og kommer tilbake oppihulls ladet med spon i ringrommet 96 som vist ved pilen 98.

Strømningen 98 med spon tvinges inn i returporten 94 og med bistand fra virkningen av venturidysen 90. Den strømmer opp gjennom avlederrøret 60 og kommer ut av utløp 100, Avlederrørets 60 topp 102 er lukket ovenfor utløpene 100. En sil 104 haren lukket nedre ende 106, men ringrommet 108 på silens utside er åpent for den avfallsholdige strømningen 98. Den avfallsfrie strømningen 110 går til overflaten på utsiden av kveilrøret 10. Avfallet 112 faller ned på opp-fangerplaten 114 som kan være mange fot under den nedre ende av silen 104.

Fagfolk på området vil innse noen av forbedringene i avfallsfangeren 26 sammenlignet med konstruksjonen vist i US-patent 6,173,311. Pakningshylsen 74 er inntrekkbar for innkjøring og utkjøring for å beskytte den mot skader. En venturidyse akselererer den avfallsholdige strømning 98. Den avfallsholdige strømning 98 passerer gjennom en sil 104 med et forholdsvis stort åpent område som mins-ker faren for tilstopping ved bruk av de vilkårlige slisser i den kjente konstruksjon. Avfallslagerområdet under silen 104 kan være temmelig langt for å minimere faren for tilstopping.

Fagfolk på området vil nå innse at kveilrørfresing er mulig med små kveil-rørstørrelser i foringsrør større enn 11,43 cm (4-1/2 tommer). Kveilrøret er isolert overfor motmoment ved hjelp av et anker. Fresingen utføres med en slammotor med den ytterligere mulighet å bruke en trykkinnretning til å holde vekt på fresen. En avfallsfanger innbefatter forbedringer for øket ytelse, kapasitet og pålitelighet. En hydraulisk drevet kutter kan brukes istedenfor en fres for å skille foringsrør.

Selv om den foretrukne utførelsesform er angitt ovenfor, vil fagfolk på området innse at oppfinnelsens ramme er betydelig bredere og som angitt i de med-følgende krav.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for skjæring av gjenstander (42) nedihulls,karakterisert vedå omfatte det å: kjøre inn en skjæreanordning (40) forbundet med en nedihullsmotor (36) og et anker (18) på kveilrør (10) i en brønn; sette ankeret (18); bringe motoren (36) til å dreie skjæreanordningen (40); og anbringe en avfallsfanger (26) på kveilrøret (10) under innkjøringen, idet nevnte avfallsfanger (26) innrettes og tilpasses for å samle avfall som genereres av skjæreanordningen (40).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedå omfatte det å: plassere avfallsfangeren (26) oppihulls for motoren (36).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedå omfatte det å: fremføre trykkfluid gjennom avfallsfangeren (26) til nedihullsmotoren (36).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedå omfatte det å: anbringe en tilbaketrekkbar strømningsavleder (44) på en utside av avfallsfangeren (26).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert vedå omfatte det å: bruke trykkfluid levert til avfallsfangeren (26) til å aktivere strømningsav-lederen (44) til å lukke et ringrom rundt avfallsfangeren (26).

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedå omfatte det å: bruke trykkfluid levert til avfallsfangeren (26) til å skape en sone med redu-sert trykk i avfallsfangeren (26) for å suge avfallsholdig fluid inn i avfalls-holderen (26).

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert vedå omfatte det å: bevege det avfallsholdige fluid forbi en sil (104); lede fluid gjennom silen (104); tilveiebringe et fangvolum under silen (104) for avfall som ikke passerte gjennom silen (104).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedå omfatte det å: bevege fluid for aktivering av skjæreanordningen (40) gjennom avfallsfangeren (26) i motsatt retning av avfallsholdig fluid som strømmer inn i avfallsfangeren (26).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert vedå omfatte det å: montere strømningsavlederen (44) for å tillate relativ rotasjon i forhold til avfallsfangeren (26).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert vedå omfatte det å: tilveiebringe en skråflate (78) for å lede strømningsavlederen (44) til å spenne over et ringrom rundt avfallsfangeren (26); og holde strømningsfordeleren (44) borte fra skråflaten (78).

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedå omfatte det å: sette ankeret (18) ved å tilføre trykk i kveilrøret (10); og anordne en trykkinnretning nær skjæreanordningen (40), som aktiveres av trykket kveilrøret (10).