NO339853B1 - Røropphengsenheter samt fremgangsmåte for å operere en røropphengsenhet nedihulls inne i et fôringsrør - Google Patents

Description

BESLEKTET SØKNAD

Denne søknaden tar prioritet fra US 60/795,549, innlevert 27. april 2006.

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse vedrører nedihullsverktøy med tetningskompo-nenter for gjennomføring av sementeringsoperasjoner. Mer spesifikt vedrører foreliggende oppfinnelse en røropphengsenhet for å henge opp et forlengningsrør i en brønn, samt en låsbar og gjensperrbar sementeringshylse. Foreliggende oppfinnelse vedrører også en fremgangsmåte for å operere en røropphengsenhet nedihulls inne i et foringsrør.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

En sementeringshylse, av og til kalt en tetningshylse, anvendes i en røropp-hengsenhet for å tette mellom forlengningsrøret og setteverktøyet, som senkes inn i brønnen på en kjørestreng. Når den er senket til ønsket posisjon, blir sement pumpet gjennom kjørestrengen og ut rundt forlengningsrøret i brønnboringen. Sementeringshylsen sørger således for den nødvendige økningen i fluidtrykket for å pumpe inn sement i brønnen, og deretter for selektivt å bryte forseglingen mellom forlengningsrøret og setteverktøyet.

Kjente sementeringshylser anvender flere knaster som står ut fra tetnings-legemet for å låse hylsen til forlengningsrøret. Disse knastene kan være små og begrense tetningshylsens evne til å skape sementeringstrykk. En operatør ønsker typisk å hente opp setteverktøyet etter frigjøring fra røropphenget, og setteverk-tøyets slettkobling ("slick joint") bestemmer hvor langt setteverktøyet kan trekkes opp før sementeringshylsen kommer ut av forlengningsrøret. Dersom operatøren trekker opp setteverktøyet over en lengde av slettkoblingen, kan tetningshylsen løsne fra røropphenget og ødelegge sementeringsprosessen. Hele enheten vil da kunne måtte hentes opp siden det ikke er mulig å gjenopprette trykkintegritet.

US-patentene 3,920,057 og 4,281,711 beskriver en røropphengsenhet for å henge opp et forlengningsrør i en brønn, der enheten omfatter en opphentbar tetningshylse. En opphentbar og gjeninnsettbar sementeringshylse er beskrevet i US-patentet 6,739,398. Mer spesifikt kan sementeringshylsen beskrevet i '398-patentet trekkes ut av forlengningsrøret og gjeninnsettes i forlengningsrøret, selv om muligheten for innestengt trykk nedenfor sementeringshylsen reduserer syste-mets pålitelighet. TIW tilbyr forlengningsrørutstyr med en opphentbar tetningshylse, og Smith International tilbyr en opphentbar sementeringshylse med låse-knaster. Weatherford tilbyr en opphentbar stammetetning (RSM) fra Nodeco.

Problemene med kjent teknikk løses av foreliggende oppfinnelse, og et forbedret røroppheng med en låsbar og gjensperrbar sementeringshylse er beskrevet i det følgende.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Ifølge én utførelsesform omfatter en røropphengsenhet et stammeverktøy som holdes av en kjørestreng, en holdekileenhetfor å sette holdekiler som griper foringsrøret og støtter røropphenget fra foringsrøret, og en frigjøringsmekanisme for å frigjøre det satte røropphenget fra de delene av verktøyet som skal hentes opp til overflaten.

Røropphengsenheten omfatter også en sementeringshylse som kan gjeninnsettes i forlengningsrøret dersom kjørestrengen heves til over forlengnings-røret, og gjør det dermed mulig å gjenopprette trykkintegritet. Sementeringshylsen kan gjeninnsettes i forlengningsrøret dersom, etter at den har blitt satt og frigjort fra forlengningsrøret, setteverktøyet trekkes oppover ut av røropphenget mens det undersøkes om setteverktøyet er frigjort, eller dersom oppoverbevegelse av bore-strengen under sementering løfter setteverktøyet til over røropphenget. En periferisk lastering øker hylsens evne til å skape sementeringstrykk, noe som øker kapa-siteten og påliteligheten og dermed gir operatøren mer fleksibilitet.

I én utførelsesform omfatter en sementeringshylse for å tette mellom et rør-oppheng og et røroppheng-setteverktøy et hylselegeme med en radielt ytre tetning for forsegling med røropphenget og en radielt indre tetning for forsegling med setteverktøyet. En første C-ring eller en annen låsestruktur er aksielt bevegelig med hylselegemet og radielt bevegelig for å koble sammen og fra hverandre hylselegemet og røropphenget aksielt. En slettkobling støttet på setteverktøyet gjør at setteverktøyet kan beveges oppover mens det tetter mot hylsens radielt indre tetning. En andre C-ring eller en annen låsestruktur er anordnet på slettkoblingen, og utvider seg for å koble hylsen til slettkoblingen når den beveges oppover. Når slettkoblingen deretter senkes og den første C-ringen begynner å komme inn i sporet igjen, blir tappene presset radielt innover og kollapser den andre C-ringen og frigjør hylsen fra slettkoblingen. Følgelig kobles den første låsestrukturen til røropphenget på nytt og den andre låsestrukturen frigjør hylsen fra slettkoblingen.

Ifølge én utførelsesform omfatter fremgangsmåten for tetting mellom et røroppheng og et røroppheng-setteverktøy det å anordne et hylselegeme med en radielt ytre tetning for forsegling med røropphenget og en radielt indre tetning for forsegling med setteverktøyet. Den første låsestrukturen kobler sammen hylselegemet og røropphenget aksielt og løftes oppover for frigjøring fra røropphenget når setteverktøyet beveges oppover, og løfter dermed en slettkobling understøttet på setteverktøyet som forsegler med hylselegemet. En andre låsestruktur aksielt understøttet på slettkoblingen beveger seg oppover for aksielt å sikre hylsen til slettkoblingen.

Disse og ytterligere trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil tyde-liggjøres av den følgende detaljerte beskrivelsen, der det er henvist til de vedlagte figurene.

KORT BESKRIVELSE AV FIGURENE

Figurene 1A til 1G illustrerer sekvensielt hovedkomponentene i et passende setteverktøy for røroppheng. Figur 2 illustrerer mer i detalj et utsnitt av en sementeringshylse som er låst til et setteadapter på et røroppheng. Figur 3 illustrerer sementeringshylsen som vist i figur 2 frigjort fra låsesporet i setteadapteret, og en nedre låsering understøttet på en slettkobling. Figur 4 viser en sementeringshylse som vist i figurene 2 og 3, med den øvre låseringen aksielt frigjort fra røropphenget. Figur 5 illustrerer posisjonen til sementeringshylsen når den gjeninnsettes i røropphenget. Figur 6 illustrerer en stopper på sementeringshylsen som går i inngrep med en skulder på røropphenget, med tappene senket til nedenfor låsesporet og den andre låsestrukturen komprimert slik at slettkoblingen kan bevege seg ned og låse hylsen til opphenget. Figur 7 illustrerer den øvre låseringen igjen anordnet i låseringsporet, med tappene nedenfor låseringsporet og den nedre låseringen fastholdt på slettkoblingen.

DETALJERT BESKRIVELSE AV FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER

Figur 1, som består av figurene 1A-1G, illustrerer én utførelsesform av et røropphengverktøy 100 med to C-ring-seteenheter, hvert for inngrep med et lukke-element i et røroppheng. En øvre C-ring-seteenhet 110 er vist i figur 1B og en nedre C-ring-seteenhet 170 er vist i figur 1D. I tillegg til komponentene knyttet til anlegg og frigjøring av lukkeelementet omfatter hovedkomponentene i røroppheng-setteverktøyet 100 som vist i figur 1 en tieback-låsemekanisme 80 (figur 1A), en kilefrigjøringsenhet operativt knyttet til den øvre C-ring-seteenheten 110, en pakningssettering 180 (figur 1C), en røroppheng-frigjøringsenhet 175 operativt knyttet til den nedre C-ring-seteenheten (figur 1D), en sementeringshylse 130 (figur 1E) og en kuleavleder 140 og pluggfrigjøringsenhet 150 (figur 1G). Figur 1E illustrerer pakningen 122 og figur 1F illustrerer holdekileenheten 120, som ikke er del av setteverktøyet som hentes opp til overflaten, men forblir nedihulls med det satte forlengningsrøret. Sementeringshylsen 130, som er beskrevet nærmere nedenfor, kan gjeninnsettes eller gjeninnføres i forlengningsrøret slik at det er mulig å gjenopprette trykkintegritet mellom setteverktøyet og røropphengs-enheten for sirkuleringsformål. Sementeringshylsen kan hentes opp til overflaten etter at sementeringsoperasjonen er avsluttet.

Ved installasjon av et forlengningsrør blir setteverktøyet 100 først festet til den nedre enden av en arbeidsstreng og løsbart koblet til røropphenget, som for-lengningsrøret er opphengt fra for å bli senket inn i boringen nedenfor et tidligere satt foringsrør eller forlengningsrør C.

En tieback-holder 102 som vist i figur 1A er understøttet rundt setteverk-tøyet 100. Den øvre enden av tieback-holderen 102 danner ved fjerning av sette-verktøyet en foringsrør-tieback (ikke vist) som deretter går fra dets øvre ende til overflaten. Verktøyet 100 omfatteren senterstamme 104, som kan omfatte flere sammenkoblede seksjoner og som haren senterboring 106. Den nedre enden av tieback-holderen 102 er koblet til pakningselement-spennhylsen 121, som vist i figur 1E, funksjonen til hvilken vil bli beskrevet i forbindelse med setting av pakningselementet 122 rundt en øvre konus 124 og setting av holdekilene 126 rundt en nedre konus 128 (se figur 1 F).

Ved å innlemme en aksielt bevegelig slettkobling 132 (som funksjonelt kan være en utvidelse av stammen 104) kan setteverktøyet beveges aksielt i forhold til komponenter slik at det kan bli igjen i brønnen uten å bryte forseglingen som dannes av sementeringshylsen 130 (se figur 1E). Sementeringshylsen 130 tilveie-bringer en opphentbar og gjeninnsettbar tetning mellom setteverktøyet 100 og rør-opphengsenheten for sirkulering av fluid.

Figur 1A illustrerer også en tieback-låsemekanisme 80. En splittring 82 låser tieback-holderen 102 til stammen 104. Tieback-låsemekanismen hindrer for tidlig aktivering av verktøyet når det føres inn i brønnen. Låsemekanismen 80 fri-gjør tieback-holderen 102 slik at holdekilene 126 kan settes. Mer spesifikt hindres holdekilene 126 i å settes for tidlig mens verktøyet 100 føres inn i brønnboringen av tieback-låsemekanismen 80, som griper den øvre enden av tieback-holderen 102 for å hindre at den beveger seg oppover før holdekilene er satt.

Verktøyaktuatorenheten 110 som vist i figur 1B anvendes for å frigjøre røroppheng-kilene for setting, og omfatter en hylse 112 anordnet inne i og aksielt bevegelig i forhold til setteverktøyets stamme 104. Hylsen 112 holdes i sin øvre posisjon av skjærpinner 114. Et C-ring-kulesete 116 er understøttet i hylsen 112. En tetning 115 er tilveiebragt for forsegling med den anlagte kulen. Følgelig kan en kule 118 slippes fra overflaten inn i setteverktøyets boring 106 og opp i setet 116. En økning av fluidtrykket inne i stammen 104 over den anlagte kulen vil skjære pinnene 114 og senke kulesetet 116 og hylsen 112 til en nedre posisjon i sette-verktøyets boring, f.eks. mot stoppeskulderen 108. Når denne enheten er senket, kan fluidtrykk overføres gjennom porter 166 og bevege et stempel og dermed fri-gjøre holdekilene for setting.

Stempelhylsen 160 er anordnet rundt og er aksielt bevegelig i forhold til stammen 104. En øvre tetningsring 162 er anordnet rundt en mindre utvendig diameter av setteverktøyets stamme enn det den nedre tetningsringen 164 slik at det dannes et ringformet trykkammer mellom dem for å løfte tieback-holderen 102 fra posisjonen vist i figur 1B til en øvre posisjon for setting av holdekilene eller holdekilesegmentene 126. Porter 166 dannet i stammen 104 forbinder setteverktøyets boring med det omkringliggende trykkammeret når setet 116 og hylsen 112 er senket. En økning i trykket gjennom portene 166 vil løfte stempelhylsen 160. Oppoverbevegelse av hylsen 160 gjør at dens øvre ende løfter tieback-holderen 102, og løfter også holdekilene 126.

Holdekileenheten 120 vist i figur 1F dannes av bueformede holdekileseg-menter 126 som mottas i periferisk spredte utsparinger i holdekilehylsen rundt den nedre enden av røropphenget og ved den nedre konusen 128. Hvert holdekileseg-ment 126 omfatter en forholdsvis lang, konisk bueformet holdekile med tenner 127 på utsiden og en bueformet konusflate 125 anordnet på innsiden for glidende inngrep med den nedre konusen 128. Tre eller flere periferisk spredte holdekileseg-menter kan anvendes. Alternativt kan en helstøpt C-holdekile brukes i stedet for holdekilesegmentene. Tennene 127 er innrettet for å bite inn i foringsrøret C når forlengningsrørets vekt anvendes på holdekilen. Holdekilene 126 er således vertikalt bevegelige mellom en nedre inntrukket posisjon der deres utvendige tenner 127 står i en avstand fra foringsrøret C, og en øvre posisjon der holdekilene 126 er beveget vertikalt ned over konusen 128 til inngrep med foringsrøret C. Figurene 1E og 1F viser både pakningselementet 122 og de periferisk spredte holdekilene 126 henholdsvis rundt den øvre 124 og den nedre 128 konusen. Det ringformede pakningselementet 122 er anordnet rundt en nedover-utvidende øvre konus 124 nedenfor spennhylsen 121. Pakningselementet 122 har opprinnelig en periferi der dens utvendige diameter er redusert og således står i en avstand fra foringsrøret C. Pakningselementet 122 kan imidlertid ekspanderes ved at det presses nedover konusen 124 for å tette mot foringsrøret. Figur 1E er en generell illustrasjon av sementeringshylsen 130. Sementeringshylsen danner en opphentbar og gjeninnsettbar forsegling mellom setteverk-tøyet og røropphenget for sirkulering av fluid før sementering, og også for sementeringsoperasjonen. Sementeringshylsen 130 samvirker med slettkoblingen 132 for å muliggjøre aksiell bevegelse av setteverktøyet uten å bryte forseglingen som skapes av sementeringshylsen. Stammen 104 av det frigjorte setteverktøyet kan anvendes for å løfte sementeringshylsen 130 for å bevirke til at knastene 133 beveger seg inn og frigjøres fra røropphenget. Røropphenget 70 er vist med et ringformet spor 72 for å motta knastene 133. Sementeringshylsen 130 tetter mellom et radielt ytre forlengningsrør-setteadapter i røropphenget og en radielt indre setteverktøystamme.

En sperrering 136 er også vist i figur 1E. Denne sperreringen lar pakningselementet 122 skyves nedover over den øvre konusen 124, og låser da pakningselementet i dets satte posisjon.

Pakningselementet 122 kan settes ved å anvende en fjærbelastet spenn-basert C-ring 180 (se figur 1C) som, når den beveges oppover ut av tieback-holderen 102, vil bli presset til en ekspandert posisjon for å gripe toppen av tieback-holderen. Det frigjorte setteverktøyet kan trekkes opp inntil pakningssetteenheten fjernes fra toppen av en tieback-holder slik at C-ringen 180 løftes til en posisjon over toppen av tieback-holderen og ekspanderes utover. Når pakningssetteenheten er i denne ekspanderte posisjonen, kan vekten slakkes (be slacked off) ved å bringe C-ringen 180 i inngrep i toppen av tieback-holderen 102, som da gjør at pakningselementet 122 innleder sin nedovergåendeforseglingsbevegelse. Når vekten settes ned, overfører den ekspanderte C-ringen 180 denne nedoverrettede kraften gjennom tieback-holderen 102 til spennhylsen 121, og deretter til pakningselementet 122 (se figur 1E). Denne vekten aktiverer også en tetningsring 182 (se figur 1C) mellom pakningssetteenheten og tieback-holderen for å hjelpe til å sette pakningselementet med bruk av ringromstrykket. Den nedre delen av figur 1C illustrerer den øvre delen av en kobling 185 festet til den utvendige diameteren til stammen 104 for å overføre dreiemoment samtidig som den tillater re-lativ aksiell bevegelse mellom koblingen og stammen. Senterdelen av koblingen 185 er vist i figur 1D, og kan bevege seg drevet av en forspenningsfjær 184.

Første gang pakningssetteenheten beveges ut av en polerboring i sette-verktøyet kan en utkoblingsring ("trip ring") hoppe til en radielt ytre posisjon. Når pakningssetteenheten deretter gjeninnsettes i polerboringen vil utkoblingsringen gripe i toppen av polerboringen, og C-ringen anordnes inne i polerboringen. Når nedsettingskraften anvendes, vil utkoblingsringen bevege seg radielt innover som følge av en kamvirkning. Hele pakningssetteenheten kan således senkes til den bunner ut på en nedre del av setteadapteret før sementeringsoperasjonen inn-ledes. Neste gang pakningssetteenheten løftes ut av setteverktøyets polerboring vil den radielt utoverrettede forspenningskraften fra C-ringen gjøre at C-ringen griper i toppen av tieback-holderen. Ytterligere detaljer ved pakningssetteenheten er beskrevet i US-patentet 6,739,398.

Pakningselementet 122 kan være som beskrevet i US-patentene 4,757,860 og 6,666,276, dvs. omfatte et innvendig metallegeme for å gli over konusen og ringformede flenser eller ribber som står ut fra legemet for å gripe inn i forings-røret. Ringer av et elastisk tetningsmateriale kan være anordnet mellom disse ribbene. Tetningslegemene kan være laget av et meget elastisk materiale som kan spenne over ringrommet mellom røropphenget og foringsrøret C. C-ring-seteenheten 170 som vist i figur 1D kan være anordnet nedenfor den øvre C-ring-seteenheten 110 vist i figur 1B. Den nedre C-ring-seteenheten 170 holdes fast inne i setteverktøyets boring av skjærpinner 172. Følgelig støtter hylsen 174 setet 176. Kulen 118, når den frigjøres fra det øvre setet, vil lande i det nedre setet 176. Når kulen ligger i setet, kan det forbestemte trykket anvendes for å skjære pinnene 172 og bevege kulesetet 176 og hylsen 174 nedover for å av-dekke portene 173. Høyere fluidtrykk kan da anvendes for å bevirke til at stempelhylsen 177 beveger seg oppover og dermed frigjør setteverktøyet fra det satte røropphenget. Frigjøringsenheten 175 omfatter pinner 172, porter 173, kulesete 174 og stempel 177, og frigjør det satte røropphenget fra den delen av verktøyet som skal hentes opp til overflaten. Enheten 175 frigjør resten av verktøyet som skal hentes opp til overflaten fra det satte forlengningsrøret. Når det indre stempe-let 177 heves, kan setteverktøyet løftes fra det satte røropphenget, før pakningen settes, og på den måten frigjøre kulen og muliggjøre sirkulering av sement nedover gjennom verktøyet og oppover inne i ringrommet mellom det satte forleng-ningsrøret og foringsrøret. Figur 1D illustrerer også et hydrostatisk balanseringsstempel 171 for å balansere fluidtrykket over tetningen 193 for å øke påliteligheten ved aktivering av hylsen 174. Tetningene 193 ovenfor og nedenfor porten 173 blir således utsatt for hovedsaklig samme fluidtrykk på begge sider av tetningene, og letter med det aktivering av hylsen 174. Figur 1D illustrerer også en splittring 178 for å gripe rør-opphenget 70. Splittringen kan beveges radielt i stilling slik at den kan presses sammen radielt innover og dermed frigjør setteverktøyet fra røropphenget. Figur 1G illustrerer en nedre del av verktøyet, omfattende en kuleavleder 140 og en røravskraperplugg-frigjøringsenhet 150. Enheten 150 fjerner behovet

for skjærskruer for å feste røravskraperpluggen til setteverktøyet. Pluggholderen vist i figur 1G er funksjonelt tilsvarende pluggfrigjøringsenheten beskrevet i US-patentet 6,712,152. Verktøykomponenter og operasjoner som ikke er beskrevet i detalj her kan være funksjonelt tilsvarende komponentene og operasjonene beskrevet i US-patentet 6,681,860.

Etter aktivering av den nedre C-ring-seteenheten 170 kan operatøren løfte opp verktøyet for å føre kulen gjennom setet 176. Et trykkfall vil indikere at kulen har passert gjennom kulesetet, slik at sirkuleringen gjennom kjørestrengen kan fortsette og kulen kan pumpes nedover og inn i kuleavlederen. Fluider blir da sir-kulert gjennom verktøyet i påvente av sementfortrengning. Sement blir da pumpet inn gjennom setteverktøyet og nedpumpingspluggen følger sementen og rørav-skraperpluggen og danner en sperre for den tidligere fortrengte sementen og for-trengningsfluidet.

Som kan sees i figurene 2 og 3 er sementeringshylsen 130 konstruert for å bli hentet opp etter at sementeringsoperasjonen er avsluttet sammen med kjøre-strengen. Sementeringshylsen er også innrettet for å kunne gjeninnsettes i røropp-henget dersom kjørestrengen løfter sementeringshylsen over forlengningsrøret, og gjør det dermed mulig å gjenopprette trykkintegritet. Sementeringshylsen kan også gjeninnsettes i forlengningsrøret dersom, etter setting og frigjøring fra forleng-ningsrøret, setteverktøyet trekkes opp og sementeringshylsen løftes ut av forleng-ningsrøret.

I figur 2 er sementeringshylseenheten 130 vist i sin normale posisjon låst til røropphenget, og omfatter et toppstykke 212 av metall og et nedre hus 230 som er koblet sammen med gjenger 216. Et låsedeksel 218 er også skrudd fast til toppstykket, og posisjonerer den ytre tetningen 220 for forseglende inngrep med setteadapteret 222 på røropphenget. Toppstykket 212 og det nedre huset 230 posisjonerer også en indre tetning 224 for forsegling med slettkoblingen 132. Enheten omfatter videre en første låsestruktur, for eksempel en radielt innoverspent C-ring

226, som er vist anordnet inne i et spor 228 i den innvendige overflaten av adapte-ret 222 når sementeringshylsen er låst i posisjon på normal måte. Den første låsestrukturen tjener også som et lasteelement, som forklares i det følgende, og opptar mesteparten av et periferisk spor når den er i en lasteposisjon. C-ringen 226 er anordnet aksielt mellom et toppstykke 212 og et nedre hus 230, som kan være

koblet sammen med gjenger 216. Flere periferisk anordnede tapper eller plungere 232 i huset 230 beveger seg radielt utover og innover, som forklart nedenfor. Slettkoblingen 132 støtter også en nedre C-ring 234, som kan være plassert i et spor eller på annen måte anordnet på slettkoblingen for å bevege seg oppover med slettkoblingen. Figur 3 viser mer detaljert den øvre låseringen 226 og en låseringholder 236 idet den øvre låseringen bringes ut av sporet 228 ved å trekke oppover i verktøyet og således løfte slettkoblingen 132. Som følge av utsparingen eller sporet 242 på den utvendige overflaten av slettkoblingen 132 kan både den øvre låseringen og låseringstøtten beveges radielt innover når en oppoverrettet kraft anvendt på verktøyet løfter den øvre låseringen 226 ut av låsesporet 228 og plasserer støtten 236 i sporet 242. Hovedsaklig samtidig beveger C-ringen 234 seg ut og inn i sporet 233 i sementeringshylsen og låser hylsen til slettkoblingen. Når slettkoblingen er trukket opp vil således den øvre låseringen 226 gripe inn i den frustrokoniske overflaten 240 og bli presset radielt innover ut av sporet 228 og inn i sporet 242 dannet i slettkoblingen 132. C-ringen 226 kan være spent radielt innover, men kan normal bli holdt på plass i sporet 228 av den utvendige diameteren til slettkoblingen 132, som hindrer at den kollapser innover. Når slettkoblingen beveges opp slik at overflaten 242 (se figur 2) er aksielt linjeført med C-ringen 226, kollapser naturligvis C-ringen innover og hopper ut av sporet 228. Den øvre låseringen 226 trekker seg inn i sporet 242 i slettkoblingen, og hovedsaklig samtidig låses den nedre låseringen 234 i sporet 233. På dette tidspunktet er sementeringshylsen låst til slettkoblingen av den nedre låseringen 234. Figur 4 illustrerer slettkoblingen 132 i en oppovervendt posisjon med den første C-ringen 226 ute av sporet 228, slik at videre heving av setteverktøyet kan trekke sementeringshylsen ut av røropphenget. Den innvendige diameteren til røroppheng-setteadapteret 222 ovenfor sporet 228 er større enn den innvendige diameteren til setteadapteren nedenfor sporet 228, slik at tappene 232 kan pas-sere over sporet 228 uten å kollapse C-ringen 234 radielt innover. En del av slettkoblingen 132 kan omfatte én eller flere vertikale slisser eller utskjæringer, så som slissen 252 vist i figur 4, som går fra ovenfor utsparingen 242 til nedenfor ringen 234. Disse utskjæringene eller slissene muliggjør omløp fra ovenfor utsparingen 242 til nedenfor låseringen 234, slik at fluid kan omløpes fra ovenfor til nedenfor hylsen når den befinner seg i posisjonene i figurene 3-6. Når den befinner seg i posisjonene i figurene 2 og 7, er disse omløpsskissene nedenfor tetningen 224 som forsegler med slettkoblingen 132. Figur 5 illustrerer det særtrekket at sementeringshylsen enkelt kan gjeninnsettes i røropphenget selv om den løftes over toppen av røropphenget. Sementeringshylsen 130 kan således innledningsvis være satt inn i den større innvendige diameteren 246 i toppen av røroppheng-adapteret, iden den koniske overflaten 248 tjener som føring når hylsen senkes. I posisjonen i figur 5 vil plungerne 232 bli presset radielt innover når hylsen beveges nedover og tappene 232 griper inn i den koniske kamflaten 241 ved den nedre enden av slissen 228 for å kollapse ringen 234 og frigjøre hylsen fra slettkoblingen. Den øvre låseringen 226 kan samtidig bli senket til posisjonen vist i figur 6, der den står aksielt på linje med sporet 228, men ikke presses radielt utover til den låste posisjonen som følge av utsparingen eller sporet 242 i slettkoblingen 132. Figur 6 illustrerer Iåsedekselet218 i inngrep med den koniske skulderen 248 på et røroppheng-setteadapter 222. Skulderen 248 gjør det mulig å anvende nedoverrettede krefter på røropphenget for å skyve forlengningsrøret og opphenget i brønnen. Da er plungerne eller tappene 232 skjøvet radielt innover som følge av den frustrokoniske overflaten 241, og kollapser dermed den utoverspente C-ringen 234 og frigjør C-ringen 234 fra hylsen.

I figur 7 er slettkoblingen 132 senket slik at C-ringen 234 er betydelig nedenfor det nedre huset 230 og sporet 242 er beveget til under sporet 228 i rør-opphenget. C-ringen 226 låser således hylsen til røropphenget på nytt, og danner en hovedsaklig kontinuerlig periferisk struktur med stort areale som er i stand til å overføre store krefter til røropphenget.

Det at sementeringshylsen kan forbedre verktøyets virkemåte og pålitelighet gir operatøren fleksibilitet ved opptrekk under frigjøring av setteverktøyet. Dersom sementeringshylsen løsner fordi den trekkes lengre opp enn tiltenkt, kan sementeringsoperasjonen gjenopptas på et senere tidspunkt ved å gjeninnsette sementeringshylsen i forlengningsrøret. Den periferiske låseringen 226 på hylsen øker hylsens sementeringtrykk-kapasitet betydelig. Låseringen 226 har et stort tverrsnitt og omfatter ikke utskjæringer eller omløpsveier annet enn slissen i C-ringen, og gir dermed et stort overflateareal for kontakt med røropphenget.

Som beskrevet over er den første låsestrukturen fortrinnsvis en C-ring som kan ekspanderes radielt slik at den griper inn i et periferisk spor eller en slisse i røropphenget, og kan trekkes sammen radielt slik at den hopper seg ut av sporet. Den andre låsestrukturen kan også være en C-ring som beveger seg utover for å koble hylsen til slettkoblingen og innover for å frigjøre hylsen fra slettkoblingen. Denne andre C-ringen er spent radielt utover for å låse hylsen til slettkoblingen, og beveger tappene utover når den beveges radielt utover. Tappene beveger seg deretter innover og presser sammen C-ringen slik at slettkoblingen kan bevege seg nedover, og tillater dermed den første låsestrukturen å ekspandere og gå tilbake i låsesporet for å låse hylsen til røropphenget, og frigjør samtidig den andre låsestrukturen for aksiell frigjøring av hylsen fra slettkoblingen.

Det er et særtrekk ved oppfinnelsen at den øvre C-ringen 226 normalt låser hylsen 130 til røropphenget ved at den anordnes i et periferisk spor eller en slisse i røroppheng-setteadapteret 222. Den øvre C-ringen 226 kan komme ut av dette sporet hovedsaklig samtidig som den nedre C-ringen 234 hopper inn i sporet 233, hvilket låser hylsen til slettkoblingen.

Fagmannen skulle forstå at C-ringen 226 og C-ringen 234 er de foretrukne typer låsestrukturer for å samvirke med sporet, selv om andre låsestrukturer kan anvendes, omfattende flere periferisk anordnede og radielt bevegelige stempler, tapper, plungere, knaster eller kammer, som kobles aksielt til hylsen. Uansett opptar låsestrukturen(e) periferisk mesteparten av det periferiske sporet når de er i en låst posisjon, og opptar fortrinnsvis minst 75% av et 360° periferisk spor. Tilsvarende er tappene, stemplene eller plungerne 232 den foretrukne type mekanisme som beveges radielt i forhold til låsesporet, slik at når disse tappene beveges radielt innover, C-ringen 234 frigjør sementeringshylsen fra slettkoblingen. Andre former for kammer, knaster eller en annen C-ring kan anvendes for å besørge laste- og/eller låsefunksjonene. Det periferiske sporet for låsestrukturen er fortrinnsvis et 360° spor når det mottar en C-ring. For andre typer strukturer, så som kammer eller knaster, kan mottakersporet også være et fullt 360° ringspor, selv om bueformede slisser adskilt av en kort bueformet vegg mellom slissene alternativt kan anvendes.

Som et alternativ til funksjonen som besørges av den øvre kamflaten 240 i sporet 228 kan andre mekanismer anvendes for å frigjøre hylsen 130 fra røropp-henget. Funksjonen til overflaten 240 er å holde hylsen 130 på plass inntil C-ringen 234 hopper inn i sporet 233 i huset 230. Hylsen 130 og C-ringen 226 kan enkelt settes tilbake i røropphenget, hvoretter hylsen låses til forlengningsrøret. Det å ha en kamflate 240 som den øvre enden av sporet 228 er foretrukket fordi det er så enkelt. Formålet med kamflaten 241 ved den nedre enden av sporet 228 er å oppnå en struktur som vil presse tappene radielt innover og dermed kollapse den utoverspente C-ringen 234 innover og dermed frigjøre slettkoblingen fra hylsen. Selv om disse funksjonene kan oppnås med ett enkelt spor 228 som vist kan flere enn ett spor være tilveiebragt, slik at en kamflate i ett spor tjener til å låse den øvre C-ringen og en kamflate i den nedre enden av et annet spor tjener til å frigjøre den nedre C-ringen og således frigjøre slettkoblingen fra hylsen. I atter andre anvendelser kan funksjonen som utføres av den nedre C-ringen 234 og tappene 232 kombineres, slik at én enkelt C-ring tjener dette formålet. Utvendige utspringere på C-ringen kan således gripe inn i en kamflate tilsvarende overflaten 240 i sporet 228 og presse den utoverspente nedre C-ringen radielt innover, og dermed frigjøre slettkoblingen fra hylsen uten bruk av tappene. Kammer, knaster eller andre strukturer kan anvendes for å tjene formålet med C-ringene.

En annen type kamflate eller en annen kammingsmekanisme kan anvendes for å skyve inn tappene og presse inn den nedre C-ringen for å frigjøre hylsen fra slettkoblingen. I nok en annen variant kan den nedre C-ringen være tilveiebragt på sementeringshylsen, og kan være spent radielt innover, men kan hindres i å bevege seg innover av slettkoblingens radielt utvendige overflate. Et spor i den utvendige overflaten av slettkoblingen kan danne en utvendig overflate med redusert diameter, slik at en innoverspent C-ring kan låses i sporet og dermed koble sammen hylsen og slettkoblingen aksielt. Når den øvre C-ringen er låst i sporet 228, kan nedoverrettet bevegelse av slettkoblingen gripe kamflaten i den øvre enden av sporet i slettkoblingen, hvorved denne kamflaten presser den nedre C-ringen radielt utover og frigjør hylsen fra røropphenget.

I mange anvendelser brukes hylsen av brønnoperatøren for forskjellige fluidsirkuleringsformål, omfattende sirkulering før sementering. Hylsen anvendes også ofte for gjennomføring av sementeringsoperasjoner, som er velkjent for fagmannen. I andre anvendelser kan sementeringshylsen benyttes for gjennom-føring av andre nedihullsoperasjoner som ikke krever et røroppheng, omfattende forskjellige typer andre nedihulls sementeringsverktøy.

Forskjellige typer enheter kan anvendes for å sikre forlengningsrøret inne i foringsrøret. En holdekileenhet er en foretrukket type anordning for dette formålet, men andre typer enheter kan anvendes for aksiell sikring av forlengningsrøret inne i brønnen.

Selv om foretrukne utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er illustrert i detalj er det klart at modifikasjoner og tilpasninger av de foretrukne utførelses-former vil sees av fagmannen. Det må imidlertid forstås at slike modifikasjoner og tilpasninger faller innenfor oppfinnelsens ramme og idé, som definert i de følgende kravene.

Claims (19)

1. Røropphengsenhet (100), karakterisert vedat den omfatter: en setteverktøystamme (104) støttet på en kjørestreng; er røroppheng for å gripe et foringsrør for å støtte et røroppheng og et for-lengningsrør fra foringsrøret; en frigjøringsmekanisme (175) for å frigjøre deler av røropphengsenheten (100) som skal hentes opp til overflaten fra en del av et røropphengsenheten (100) som er igjen nede i brønnhullet; en slettkopling (132) støttet på kjørestrengen; og en sementeringshylse (130) som kan gjeninnsettes i røropphenget for sammenkopling til røropphenget, sementeringshylsen (130) innbefatter en eller flere lasteelementer som opptar mesteparten av et periferisk spor i røropphengsen-heten (100) når de er i en lasteposisjon, og kan beveges radielt for å kople sammen sementeringshylsen (130) og røropphenget og motstå fluidtrykkrefter på sementeringshylsteret (130), det ene eller flere lastelementer er radielt bevegelige for å trekke seg tilbake fra sporet for å frakople sementeringshylsen (130) fra røropphenget (100); og et låseelement (80) som er radielt bevegelig for å forbinde sementeringshylsen (130) til slettkoplingen (132), låseelementet (80) er i posisjonert innen en utsparing (242) i slettkoplingen (132) for aksialt å forbinde sementeringshylsen (130) til slettkoplingen (132), og radialt tilbaketrekkbarfra utsparingen (242) i slettkoplingen (132) for å frakople sementeringshylsen (130) fra slettkoplingen (132).

2. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 1, karakterisert vedat sementeringshylselegemet tetter med delen av røropphengsenheten (100) for å gjenvinnes til overflaten og også tetter med rør-opphenget.

3. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 1, karakterisert vedat lasteelementet omfatter en C-ring.

4. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 1, karakterisert vedat lasteelementet er opplagret på et røroppheng.

5. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 1, karakterisert vedat sementeringshylsen (130) kan gjeninnsettes i rør-opphenget etter setting av røropphenget og frigjøring av delen av røropphenget for å returneres til overflaten fra delen av røropphenget som forblir nede i brønnhullet.

6. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 1, videre karakterisert vedat den omfatter: et flertall av tapper (232) som kan beveges radielt utover for aksielt å kople hylselegemet til slettkoplingen (132) og bevegelig radielt innover for å kollapse låsestrukturen og frigjøre hylselegemet fra slettkoplingen (132).

7. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 1, karakterisert vedat låsestrukturen beveger seg radielt ut av sporet (228) i røropphenget vesentlig samtidig med låsestrukturen som forbinder sementeringshylsen (130) til slettkoplingen (132).

8. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 1, karakterisert vedat sementeringshylsen (130) er frigjort fra røropp-henget når sementeringshylselegemet er låst til slettkoplingen (132).

9. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter: en kamflate som virker på det ene eller flere lastelementer for å låse sementeringshylselegemet til røropphengsenheten (100).

10. Røropphengsenhet (100), karakterisert vedat den omfatter: en setteverktøystamme (104) støttet på en kjørestreng; et røroppheng for å gripe et foringsrør for å støtte et røroppheng og et for-lengningsrør fra foringsrøret; en frigjøringsmekanisme (175) for å frigjøre en del av røropphengsenheten (100) for å returneres til overflaten fra en del røropphenget som er igjen nede i brønnhullet; en sementeringshylse (130) som kan gjeninnsettes i røropphenget, sementeringshylse (130) innbefatter ett eller flere lasteelementer som opptar mesteparten av et periferisk spor i røropphenget når de er i en låseposisjon, hvert lasteelement kan beveges aksialt med hensyn til hylselegemet og radielt bevegelig for aksial sammenkopling av hylselegemet og røropphenget, og sementeringshylsen (130) innbefatter et hylselegeme for tetting med røropphenget og for tetting med delen av røropphengsenheten (100) som skal returneres til overflaten; en slettkopling (132) støttet på kjørestrengen; og en låsestruktur som kan beveges radielt for å kople sementeringshylsen (130) til slettkoplingen (132), låsestrukturen er posisjonert innen en utsparing (242) i slettkoplingen (132) for aksielt å forbinde sementeringshylsen (130) til slettkoplingen (132) og radielt tilbaketrekkbar fra utsparingen (242) i slettkoplingen (132) for å frakople sementeringshylsen (130) fra slettkoplingen (132).

11. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 10, karakterisert vedat lasteelementet omfatter en C-ring.

12. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 10, karakterisert vedat sementeringshylsen (130) kan gjeninnsettes i røropphenget etter setting av røropphenget og frigjøring av den delen av verktøyet som skal returneres til overflaten.

13. Røropphengsenhet (100) som angitt i krav 10, karakterisert vedat den videre omfatter: et flertall av tapper (232) som kan beveges radielt innover for å kollapse låsestrukturen og frigjøre hylselegemet fra slettkoplingen (132).

14. Fremgangsmåte for å operere en røropphengsenhet (100) nedihulls inne i et foringsrør, karakterisert vedat den omfatter: å støtte en setteverktøystamme (104) og en kjørestreng; å bringe en anordning i inngrep med foringsrøret for å støtte et røroppheng og et forlengningsrør fra foringsrøret; å tilveiebringe en gjeninnsettbar sementeringshylse (130) innen røropp-henget, sementeringshylsen (130) omfatter ett eller flere lasteelementer som opptar mesteparten av et periferisk spor i røropphenget når de er i låseposisjon; å frigjøre en del av røropphengsenheten (100) som skal hentes opp til overflaten fra en del av røropphengseneheten (100) som forblir nede i brønnhullet; å opplagre en slettkopling (132) på kjørestrengen; og å radielt bevege en låsestruktur for å kople sementeringshylsen (130) og slettkoplingen (132).

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert vedat sementeringshylsen (130) innbefatter et hylselegeme for tetting med delen av røropphengsenheten (100) som gjenvinnes til overflaten og også tetting med røropphenget.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, karakterisert vedat den videre omfatter: å radielt bevege det ene eller flere lastelementer for å aksialt å sammen-kople hylselegemet og røropphenget.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert vedat sementeringshylsen (130) gjeninnsettes i røropp-henget etter setting av enheten og frigjøring av delen av røropphengsenheten (100) som skal gjenvinnes til overflaten.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert vedat den videre omfatter: å bevege et flertall av tapper (232) innover for å kollapse låsestrukturen og frigjøre hylselegemet fra slettkoplingen (132).

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert vedat lastelementet flyttes radielt ut av et respektivt spor (228) vesentlig samtidig med at låsestrukturen går inn i sitt respektive spor.