NO340545B1 - Anordning, fremgangsmåte og system for mekanisk kaliber-måling under boreoperasjoner og LWD-operasjoner - Google Patents

Anordning, fremgangsmåte og system for mekanisk kaliber-måling under boreoperasjoner og LWD-operasjoner Download PDF

Info

Publication number
NO340545B1
NO340545B1 NO20074069A NO20074069A NO340545B1 NO 340545 B1 NO340545 B1 NO 340545B1 NO 20074069 A NO20074069 A NO 20074069A NO 20074069 A NO20074069 A NO 20074069A NO 340545 B1 NO340545 B1 NO 340545B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
tool
borehole
sensor
extendable
extendable member
Prior art date
Application number
NO20074069A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20074069L (no
Inventor
René N Ritter
Hans-Juergen Faber
James Kinney
Hans-Christian Freitag
Original Assignee
Baker Hughes Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baker Hughes Inc filed Critical Baker Hughes Inc
Publication of NO20074069L publication Critical patent/NO20074069L/no
Publication of NO340545B1 publication Critical patent/NO340545B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/08Measuring diameters or related dimensions at the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/08Measuring diameters or related dimensions at the borehole
    • E21B47/085Measuring diameters or related dimensions at the borehole using radiant means, e.g. acoustic, radioactive or electromagnetic

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN
Teknisk område
[0001]Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt boreverktøy, og spesielt en anordning og en fremgangsmåte for å bestemme diameteren til et brønnhull under boring, inn- og utkjøring eller opprømm ing.
Beskrivelse av beslektet teknikk
[0002]Mange brønnloggings- og formasjonsmålingsanvendelser krever kjennskap til diameteren til borehullet. Diametermålinger blir vanligvis utført ved å bruke et kabel-diameterverktøy kjørt inn i borehullet etter inn- og utkjøring av borestrengen. Diametermålinger under boring blir vanligvis utført ved å bruke ultralydteknikker fordi en roterende eller langsgående bevegelse av borestrengen fører til problemer som ikke ses i kabelanvendelser.
[0003]Nøyaktig borehullsdimensjons- og geometriinformasjon er nødvendig for en lang rekke anvendelser. Datakvalitetsvurdering og omgivelsesmessige korreksjoner for formasjonsevalueringssensorer (FE-sensorer) krever en forståelse av borehullets dimensjon og geometri ved sensorens posisjon. Ved avslutningsprosessen i borehullet er det nødvendig å kjenne disse borehullsparameterne for å plassere forings-rørutstyr, slik som sentreringsorganer, osv., og for å bestemme et nøyaktig sement-volum. Bestemmelse av regionale retningsspenninger fra borehullsforlengelse og utbruddsinformasjon og vurdering av egnetheten av boreslamsystemer på bakgrunn av leiresvelling eller formasjonsfilterkakeoppbygging krever også borehullsmålinger.
[0004]Diametermålinger er tilgjengelige fra et antall forskjellige kabelanordninger som benytter enten mekaniske armer i kontakt med borehullsveggen eller akustiske pulsekkosensorer. De akustiske pulsekkometodene som for tiden er i bruk, er begrenset med hensyn til hulldimensjonsdekning og noen ganger når det gjelder kvaliteten til pulsekkomålingene som blir forringet på grunn av inkompatibelt returfluid og/eller dårlige formasjonstilstander. Med mer og mer avvikende brønner som logges med sensorer for logging under boring (LWD-sensorer) er det nødvendig med en nøyaktig og sanntids diametermåling med et passende dynamisk område.
[0005]Kabelverktøy er kjent på området for å måle diameteren, også kjent som kalibere, til et borehull for å korrigere for formasjonsmålinger som er følsomme for dimensjon eller veggavstand. Disse korreksjonene er nødvendige for nøyaktig formasjonsevaluering. US-patent nr. 4,407,157 beskriver en teknikk for måling av en borehullsdiameter ved å inkorporere en mekanisk anordning med utstrekkbare kontakt-armer som blir presset mot sideveggen i borehullet. Denne teknikken har praktiske begrensninger. For å sette inn anordningen i borehullet må borestrengen fjernes, noe som resulterer i ytterligere kostnader og dødtid for boreren. Slike mekaniske anord-ninger er også begrenset med hensyn til området for diametermålingen som de leverer. Disse mekaniske kabelverktøyene er dessuten ikke egnet for bruk under boring fordi armene blir koplet til borehullsveggen når de strekkes ut. Hvis et slikt kabelverktøy ganske enkelt ble innbefattet i et system for måling-under-boring, vil den mekaniske eller de mekaniske armene bli ødelagt eller brekke. I noen tilfeller kan et slikt verktøy skade borehullsveggen og gjøre all måling ugyldig. US 6,560,889 B1 omhandler bruk av magnetoresistive sensorer for borehullslogging.
[0006]Kabeldiameterverktøy er også tidkrevende. Borestrengen må kjøres ut før kabelen kjøres inn i borehullet. I lys av de store tidskostnadene ved boringsoperasjoner kan disse kabeltestene være ganske kostbare. Kabelverktøy kan dessuten ikke brukes effektivt i borehull som er svært avvikende fra vertikalen, slik tilfellet ofte er ved retningsboring.
[0007]De typiske diameterverktøyene som brukes under boring i dag, har evne til å fremskaffe diametermålinger i retningsborehull. Disse verktøyene er imidlertid be-heftet med andre problemer. Ultralydverktøy som befinner seg i en verktøykrage har vanskeligheter ved måling gjennom visse borehullsfluider. Avhengig av fluidets kjemi, viskositet og forekomsten av partikler kan målingene bli unøyaktige eller umulige. Disse svært komplekse verktøyene er dessuten ganske kostbare og har en tendens til å svikte under drift i barske borehullsomgivelser.
[0008]Det er derfor behov for et kostnadseffektivt verktøy for måling under boring som er i stand til å måle diameteren til et borehull under opprettholdelse av høy pålitelighet.
Oppsummering av oppfinnelsen
[0009]Foreliggende oppfinnelse angår ett eller flere av de ovenfor identifiserte pro-blemene i forbindelse med konvensjonelle verktøy for måling av borehullsdiameter. Foreliggende oppfinnelse overvinner noen av eller alle de ovennevnte vanskelig- hetene ved å tilveiebringe et verktøy for måling av diameteren til et borehull under boring, under opprømming og/eller under inn- og ut-kjøring av verktøyet fra et borehull. Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.
[0010]Ett aspekt ved foreliggende oppfinnelse er en anordning for å bestemme en borehullsdimensjon. Anordningen innbefatter et verktøy transportert inn i borehullet på et langstrakt rør som har et kutteverktøy for å skjære inn i en grunnformasjon. Et selektivt utstrekkbart organ er koplet til verktøyet, hvor det utstrekkbare organet kan strekkes ut fra verktøyet mot borehullsveggen. En sensor er operativt tilknyttet det utstrekkbare organet og det utstrekkbare organet forblir hovedsakelig frakoplet fra borehullsveggen, mens det strekkes ut for å tillate borerøret å bevege seg i borehullet under i det minste en del av tiden under drift av sensoren. Sensoren gir et utgangssignal som er relatert til én eller flere av i) en avstand mellom en distal ende av det utstrekkbare organet og borehullsveggen, og ii) en størrelse for utstrekkingen av det utstrekkbare organet.
[0011]Det utstrekkbare organet kan være elastisk koplet til verktøyet, det kan være svingbart koplet eller det kan oppnå fråkopling fra borehullsveggen ved ikke å bli brakt i kontakt med borehullsveggen.
[0012]Det utstrekkbare organet kan strekke seg radialt eller vinkelmessig fra verk-tøyet. Det utstrekkbare organet kan innbefatte en frakoplingsanordning ved en distal ende av det utstrekkbare organet. Frakoplingsanordningen kan ha en formet ende for å tillate glidekontakt og/eller ha en valse for å tillate rullekontakt. Frakoplingsanordningen kan være en ultralydanordning hvor det utstrekkbare organet ikke er i kontakt med borehullsveggen, og ultralydanordningen blir brukt til å bestemme den lille avstanden mellom det utstrekkbare organet og borehullsveggen.
[0013]Kutteverktøyet kan innbefatte én av eller både en borkrone og en opp-røm mingskrone. Ifølge et aspekt innbefatter oppfinnelsen videre én eller flere formasjonsevalueringsinstrumenter som brukes i forbindelse med de utstrekkbare organene og sensoren. Formasjonsevalueringsinstrumentet evaluerer en formasjonsparameter mens verktøyet er i drift, for å bestemme borehullsdimensjonen hovedsakelig samtidig som formasjonsparameteren blir evaluert.
[0014]Ifølge et annet aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å bestemme en borehullsdimensjon. Fremgangsmåten innbefatter å transportere et verktøy gjennom borehullet på et langstrakt rør som har et kutteverktøy for å skjære inn i en grunnformasjon, å strekke ut et utstrekkbart organ fra verktøyet mot borehullsveggen, å generere et signal relatert til én eller flere av i) en avstand mellom en distal ende av det utstrekkbare organet og borehullsveggen, og ii) en størrelse for utstrekkingen av det utstrekkbare organet ved å bruke en sensor som er operativt tilknyttet det utstrekkbare organet, og å opprettholde det utstrekkbare organet hovedsakelig frakoplet fra borehullsveggen mens det er utstrakt, for å gjøre det mulig for borerøret å bevege seg i borehullet under i det minste en del av tiden under drift av sensoren.
[0015]Et annet aspekt ved oppfinnelsen er et system for å bestemme en borehullsdimensjon under boringsoperasjoner. Systemet innbefatter en boreanordning som innbefatter et borerør med en borkrone for boring av borehullet. Et verktøy blir transportert i borehullet på borerøret og et selektivt utstrekkbart organ er koplet til verk-tøyet, idet det utstrekkbare organet kan strekkes ut fra verktøyet mot borehullsveggen. En sensor er operativt tilknyttet det utstrekkbare organet, hvor det utstrekkbare organet forblir hovedsakelig frakoplet fra borehullsveggen mens det er utstrakt, for å gjøre det mulig for borerøret å bli beveget i borehullet under i det minste en del av tiden for drift av sensoren, idet sensoren tilveiebringer et utgangssignal ved-rørende én eller flere av i) en avstand mellom en distal ende av det utstrekkbare organet og borehullsveggen, og ii) en størrelse for utstrekkingen av det utstrekkbare organet. En prosessor behandler utgangssignalet, og det behandlede utgangssignalet er en indikasjon på borehullets dimensjon.
Kort beskrivelse av tegningene
[0016]For å få en detaljert forståelse av foreliggende oppfinnelse skal det vises til den følgende detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelsesformen i forbindelse med de vedføyde tegningene, hvor like elementer er blitt gitt like henvisningstall, og hvor: Fig. 1 er et oppriss av et samtidig borings- og loggingssystem som innbefatter en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser et diameterverktøy i henhold til en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse i tverrsnitt; Fig. 3 viser en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som har to utstrekkbare armer som strekker seg i et plan perpendikulært til verktøyets lange akse; Fig. 4 er en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor de utstrekkbare armene er utstrekkbare stempler i forbindelse med akustiske sensorer for å bidra til å sikre at verktøyet forblir frakoplet med hensyn til borehullsveggen under bruk av verktøyet; Fig. 5 viser et verktøy i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen med et utstrekkbart organ elastisk koplet til verktøyet; Fig. 6 er en annen utførelsesform av oppfinnelsen som skjematisk viser det utstrekkbare organet som buefjærer; Fig. 7 viser en annen utførelsesform av oppfinnelsen som benytter én eller flere slarkringer; Fig. 8 viser en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse som benytter et antall utstrekkbare armer anordnet på en overlappende måte; Fig. 9 viser en annen utførelsesform av oppfinnelsen som benytter eksentriske ringer som kan strekkes ut fra verktøyet; Fig. 10 viser en annen utførelsesform som benytter en torsjonsstav svingbart montert på verktøyet ved en dreietapp; og Fig. 11A-11B viser to utførelsesformer hvor et diameterverktøy i henhold til oppfinnelsen blir brukt under opprømming, under boring og/eller under bestemmelse av forskjellige formasjonsparametere ved å bruke formasjonsevalueringsinstru-m enter.
Beskrivelse av foretrukne utførelsesformer
[0017]Fig. 1 er et oppriss av et samtidig borings- og loggesystem som innbefatter en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Et borehull 102 blir boret inn i jorden under styring av overflateutstyr som innbefatter en rotasjonsborerigg 104. I samsvar med en utførelsesform innbefatter riggen 104 et boretårn 106, et tårndekk 108, heiseverk 110, en krok 112, en drivrørskjøt 114, et rotasjonsbord 116 og en borestreng 118. Borestrengen 118 innbefatter borerør 120 festet til den nedre enden av drivrørskjøten 114 og til den øvre enden av en seksjon som omfatter et antall vektrør. Vektrørene innbefatter ikke separat viste vektrør slik som et øvre vektrør, et mellomliggende vektrør og et nedre vektrør med en bunnhullsanordning (BHA) 121 umiddel- bart under det mellomliggende røret. Den nedre enden av BHA 121 bærer et brønn-hullsverktøy 122 i følge foreliggende oppfinnelse og en borkrone 124.
[0018]Boreslam 126 blir sirkulert fra en slamgrop 128 gjennom en slampumpe 130, forbi en trykkutjevningsanordning 132, gjennom en slamforsyningsledning 134 og inn i en svivel 136. Boreslammet 126 strømmer ned gjennom drivrørskjøten 114 og en langsgående sentral boring i borestrengen, og gjennom dyser (ikke vist) i den nedre flaten av borkronen. Borehullsfluid 138 som inneholder boreslam, borkaks og forma-sjonsfluid strømmer tilbake opp gjennom ringrommet mellom den ytre overflaten av borestrengen og den indre overflaten av borehullet for å bli sirkulert til overflaten hvor de blir returnert til slamgropen gjennom en slamreturledning 142. En sikt (ikke vist) separerer borkaks fra formasjonene fra borefluidet før slammet blir returnert til slamgropen.
[0019]Systemet på fig. 1 kan bruke et hvilket som helst antall kjente kommunikasjons-teknikker for å kommunisere med overflaten. I én utførelsesform benytter systemet slampulstelemetri til å kommunisere data fra hullet til overflaten under boringsoperasjoner. For å motta data på overflaten er det en transduser 144 i en slamforsyningsledning 132. Transduseren genererer elektriske signaler som reaksjon på trykkvariasjoner i boreslammet og en overflateleder 146 overfører de elektriske sig-nalene til en overflatestyringsenhet 148.
[0020]Borestrengen 118 kan eventuelt ha en boremotor 150 nede i hullet for å rotere borkronen 124. Innbefattet i borestrengen 118 over borkronen 124 er brønnhullsverk-tøyet 122 i følge foreliggende oppfinnelse, som vil bli beskrevet mer detaljert i det etterfølgende. Et telemetrisystem 152 er plassert på et passende sted på borestrengen 118 slik som over verktøyet 122. Telemetrisystemet 152 blir brukt til å motta kommandoer fra og sende data til overflaten via slampulstelemetrien som er beskrevet ovenfor.
[0021]Fig. 2 viser et diametermåleverktøy i henhold til foreliggende oppfinnelse i tverrsnitt. Det er vist et verktøy 200 som løper gjennom et borehull 202 boret gjennom en formasjon 204. Verktøyet 200 innbefatter én eller flere utstrekkbare organer slik som ribber eller armer 206 benyttet til å måle og bestemme dimensjonen og formen til borehullet 202.
[0022]Hver arm 206 er koplet til verktøyet 200 ved å bruke en ikke-bindende punkt-kopling slik som en dreietapp 210. Det er ikke nødvendig at koplingen er av en tapptype. En gjenget innsats eller en annen ikke-bindende kopling vil virke så lenge armen 206 er hovedsakelig fri til å bevege seg ved koplingspunktet. På denne måten er armen 206 hovedsakelig frakoplet fra borehullsveggen. Denne fråkoplingen gjør det mulig for verktøyet å bevege seg gjennom borehullet under målinger uten å bli bundet eller fastkilt.
[0023]Fagkyndige på området vil innse at det er mange mekanismer tilgjengelige for å strekke ut en arm. En slik mekanisme er et styrbart låse- og forspenningsorgan slik som en fjær. En annen mekanisme kan være en motor eller et hydraulisk stempel.
[0024]For formålet med foreliggende oppfinnelse bør det utstrekkbare organet være frakoplet fra borehullsveggen under utstrekking og ved full utstrekking for å sikre evnen til å bevege verktøyet aksialt og/eller rotasjonsmessig gjennom borehullet under målinger. Utstrekkingsanordningen bør tillate bevegelse frem og tilbake under måling fordi borehullsveggen sannsynligvis vil være ujevn med hensyn til form. For formålene med foreliggende oppfinnelse skal uttrykket "frakoplet med hensyn til borehullsveggen" leses til å omfatte enhver slik mekanisme som gjør det mulig for organet å bevege seg gjennom borehullet, aksialt og/eller rotasjonsmessig, uten å være i fast kontakt med borehullsveggen. Kontakt med borehullsveggen er innenfor rammen av uttrykket så lenge kontakten er glidende eller rullende kontakt.
[0025]I en utførelsesform er armen 206 en løsbar arm forspent for å bli strukket ut når den er frigjort. Forspenningsanordningen kan være en fjær eller lignende. Hvis en løsbar, forspent arm blir brukt, så kan en tilbaketrekkingsmekanisme være innbefattet for å trekke tilbake armen. Tilbaketrekkingsmekanismen kan være hydraulisk eller elektromekanisk, slik som en motor.
[0026]Den utførelsesformen som er vist på fig. 2 innbefatter en motoranordning 212 for å strekke ut armen 206. Motoren 212 kan være en hvilken som helst motor som er egnet for drift i brønnhull. Uten begrensning kan f.eks. motoren 212 være en elektrisk trinnmotor eller en elektromekanisk kule- og skruemotor. Motoren kan være hydraulisk eller en liten turbin drevet av boreslam avledet fra verktøyets sentrale boring 208. En hydraulisk motor kan også bruke selvholdig fluid ved å bruke en elektrisk motor som styrer en pumpe.
[0027]Når armen 206 er utstrukket, forblir den frakoplet med hensyn til borehullsveggen ved å bruke en frakoplingsanordning 216. Frakoplingsanordningen 216 kan være en valse av hjultypen eller en kuleskålrull. En kuleskålrull er nyttig når det gjelder å tillate både rotasjonsmessig og aksial bevegelse uten skade eller fastkiling på borehullsveggen. Som diskutert senere under henvisning til den utførelsesformen som er vist på fig. 4, kan frakoplingsanordningen 216 også være en ultralydanordning som måler en liten avstand mellom enden av armen og borehullsveggen. Den lille avstanden holder armen frakoplet med hensyn til borehullsveggen.
[0028]En sensor 214 blir brukt til å måle størrelsen av utstrekkingen som er nødven-dig for å bringe armen 206 i kontakt med eller tett i nærheten av borehullsveggen. I den utførelsesformen som er vist her, har armen 206 en kjent lengde La, og verktøyet 200 har en kjent diameter Dt. Den utstrukne armen danner en vinkel a parallell med en langsgående akse for verktøyet 200. Vinkelen a kan bestemmes ved å bruke en utgang fra sensoren 214 som kan måle rotasjoner eller trinn for en motor som strekker ut armen 206. En prosessor 218 kan så behandle sensorutgangen nede i hullet for å bestemme a. Prosessoren 218 er vist nede i hullet, men prosessoren kan være implementert i alternative utførelsesformer fullstendig utenfor hullet eller delvis oppe i hullet og delvis nede i hullet avhengig av behovene til det spesielle boresystemet.
[0029] Med kjent La, Dtog a er det så en enkel beregning ved bruk av prosessoren til å bestemme borehullsdimensjonen ved en spesiell posisjon. Diametermåleverktøyet 200 blir så beveget i borehullet for å bestemme dimensjonen og formen til borehullet. Foreliggende oppfinnelse innbefatter å rotere verktøyet og bevege verktøyet aksialt i borehullet, noe som gir hovedsakelig fullstendig dimensjons- og form informasjon om borehullet i et område av interesse.
[0030]Fig. 3 viser en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse med to utstrekkbare armer 306 som strekker seg i et plan perpendikulært til verktøyet langs aksen. På denne måten er armene velegnet for å forbli frakoplet med hensyn til borehullsveggen når verktøyet 300 roteres.
[0031]Det er vist et verktøy 300 som løper gjennom et borehull 302 boret gjennom en formasjon 304. Verktøyet 300 innbefatter ett eller flere utstrekkbare organer slik som ribber eller armer 306 brukt til å måle og bestemme dimensjonen og formen til borehullet 302. Armene 306 kan være buet i denne utførelsesformen for å oppvise en glatt verktøyomkrets når armene 306 er i tilbaketrukket stilling. Virkemåten og meka-nismene til den utførelsesformen som er vist på fig. 3, er omtrent maken til de på fig. 2, bortsett fra at armene 306 beveger seg i et plan normalt til verktøyets z-akse.
[0032]Hver arm 306 er koplet til verktøyet 300 ved å bruke en ikke-bindende punkt-kopling slik som en svingtapp 310. Det er ikke nødvendig at koplingen er av tapptype. En gjenget innsats eller en annen ikke-bindende kopling vil virke så lenge armen 306 er hovedsakelig fri til bevege seg ved koplingspunktet. På denne måten er armen 306 hovedsakelig frakoplet fra borehullsveggen. Denne fråkoplingen gjør det mulig for verktøyet å bevege seg gjennom borehullet under målinger uten å bli bundet eller fastkilt. Kontakt med borehullsveggen blir tillatt så lenge kontakten er glidende eller rullende kontakt.
[0033]I en utførelsesform er armen 306 en løsbar arm basert for å bli strukket ut når den frigjøres. Forspenningsanordningen kan være en fjær eller lignende. Hvis en løsbar, forspent arm blir brukt, så kan en tilbaketrekkingsmekanisme være innbefattet for å trekke tilbake armen. Tilbaketrekkingsmekanismen kan være hydraulisk eller elektromekanisk, slik som en motor.
[0034]Den utførelsesformen som er vist på fig. 3, innbefatter en motoranordning 312 for å strekke ut armen 306. Motoren 312 kan være en hvilken som helst motor som er egnet for brønnhullsdrift. Uten begrensning kan f.eks. motoren 312 være en elektrisk skrittmotor eller en elektromekanisk kule- og snekkemotor. Motoren kan være hydraulisk eller en liten turbin drevet ved hjelp av borefluid som er avledet fra verktøyets sentrale boring 308. En hydraulisk motor kan også brukes med eget fluid ved å benytte en elektrisk motor som styrer en pumpe.
[0035]Når armen 306 er utstrukket, forblir den frakoplet med hensyn til borehullsveggen ved å bruke en frakoplingsanordning 316. Frakoplingsanordningen 316 kan være en trinse av hjultypen eller en kuleskålrulle. En kuleskålrulle er nyttig når det gjelder å tillate både rotasjonsmessig og aksial bevegelse uten å skade eller kile seg fast på borehullsveggen. Frakoplingsanordningen 316 kan også være en ultralydanordning som måler en liten avstand mellom enden av armen og borehullsveggen. Den lille avstanden holder armen frakoplet med hensyn til borehullsveggen.
[0036]En sensor 314 blir brukt til å måle størrelsen på utstrekkingen som er nødven-dig for å bringe armen 306 i kontakt med eller meget nær borehullsveggen. I den ut-førelsesformen som er vist her, har armen 306 en kjent lengde La og verktøyet 300 har en kjent diameter Dt. Den utstrakte armen danner en vinkel a med hensyn til armens tilbaketrukne posisjon. Vinkelen a kan bestemmes ved å bruke en utgang fra sensoren 314 som kan måle rotasjoner eller skritt for en motor som strekker ut armen 306. En prosessor 318 kan så behandle sensorutgangen nede i hullet for å bestemme a. Prosessoren 318 er vist nede i hullet, men prosessoren kan være implementert i alternative utførelsesformer fullstendig utenfor hullet eller delvis oppe i hullet og delvis nede i hullet avhengig av behovene til det spesielle boresystemet.
[0037] Med kjent La, Dtog a er det så en enkel beregning ved bruk av prosessoren å bestemme borehullsdimensjonen ved en spesiell posisjon. Diametermåleverktøyet 300 blir så beveget i borehullet for å bestemme dimensjonen og formen til borehullet. I likhet med utførelsesformen på fig. 2 er utførelsesformen tenkt å rotere verktøyet og bevege verktøyet aksialt i borehullet, som gir hovedsakelig fullstendig dimensjons- og form informasjon om borehullet i et område av interesse.
[0038]Fig. 4 er en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse hvor de utstrekkbare armene er utstrekkbare stempler 406 i forbindelse med akustiske sensorer for å bidra til å sikre at verktøyet 400 forblir frakoplet med hensyn til borehullsveggen under bruk av verktøyet 400. Bruk av en utstrekkbar arm eller et stempel i forbindelse med en ultralydanordning overvinner de begrensningene som finnes i rene ultralydverktøy, nemlig av ultralydsensoren blir meget mindre påvirket av større hulldimensjon, dårlige borehullsveggtilstander og inkompatible returfluider. Fagkyndige på området har hittil ikke innsett at det å strekke ut en ultralydsensor mot borehullsveggen vil overvinne slike begrensninger.
[0039]Verktøyet 400 er vist anordnet i et borehull 402. Verktøyet 400 innbefatter en aksial boring 408 for å tillate trykksatt borefluid å passere gjennom verktøyet 400. Verktøyet 400 innbefatter utstrekkbare organer slik som stempler 406. Disse stemplene kan selektivt strekkes ut og styres ved å bruke en motoranordning 412. Motoren 412 kan være enhver motor som er egnet for brønnhullsdrift. Uten begrensning kan f.eks. motoren 412 være en elektrisk skrittmotor eller en elektromekanisk kule- og snekkemotor. Motoren kan være hydraulisk eller en liten turbin drevet av borefluid avledet fra verktøyets sentrale boring 408. En hydraulisk motor kan også bruke eget fluid ved å benytte en elektrisk motor til å regulere en pumpe. Stemplene kan være direkte hydraulisk drevet ved å bruke styrte ventiler og trykkfluid, slik som borefluid eller hydraulisk fluid.
[0040]Hvert stempel 406 forblir i frakoplet tilstand med hensyn til borehullsveggen når det er utstrukket, ved å bruke en frakoplingsanordning 416. Denne frakoplingsanordningen 416 er vist som pulsekkosensor for ultralyd for å måle en liten avstand D3mellom en distal ende av stempelet og borehullsveggen. Den lille avstanden holder stempelet frakoplet med hensyn til borehullsveggen.
[0041]En sensor 414 blir brukt til å måle en størrelse for utstrekkingen av stempelet som er nødvendig for å bringe stempelet 406 inn i tett nærhet til borehullsveggen. I den utførelsesformen som er vist her, er verktøydiameteren Dtkjent. Avstanden mellom hvert stempels distale ende og borehullsveggen, indikert henholdsvis ved D^og D3blir bestemt ved å bruke ultralydsensoren 416. Den avstanden som hvert stempel 406 er utstrukket med, indikert henholdsvis med D2og D4, og blir bestemt ved hjelp av sensorer 414. En prosessor 418 kan så behandle utgangen fra alle sensorene i brønnhullet for å bestemme borehullets dimensjon ved ethvert gitt punkt. Bevegelse av verktøyet under avføling gir data som kan behandles for å bestemme både dimensjon og form av borehullet. Prosessoren 418 er vist nede i hullet, men prosessoren kan være implementert i alternative posisjoner fullstendig utenfor hullet eller delvis utenfor og delvis nede i hullet avhengig av behovene for det spesielle boresystemet. I likhet med utførelsesformene på fig. 2 og 3 er denne utførelses-formen tenkt å rotere verktøyet og bevege verktøyet aksialt i borehullet, noe som gir hovedsakelig fullstendig dimensjons- og form informasjon om borehullet i et område av interesse.
[0042]Varianter av et diametermåleverktøy i henhold til foreliggende oppfinnelse er mulige uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. Figurene 5-10 viser eksempler på og ikke-begrensende varianter av foreliggende oppfinnelse. Alle styrings-, avfølings- og behandlingsaspekter ved disse utførelsesformene er hovedsakelig som beskrevet ovenfor og vist på figurene 2-4. Disse aspektene blir som sådanne ikke vist igjen her eller beskrevet med hensyn til figurene 5-10. Det er tilstrekkelig å si at fagkyndige på området som har hatt fordelen ved å sette seg inn i beskrivelsene og figurene her og ovenfor, lett kan inkorporere de forskjellige komponentene i disse utførelsesformene.
[0043]Fig. 5 viser et verktøy 500 med et utstrekkbart organ slik som en arm 502. En elastisk kopling 504 kopler armen 502 til verktøyhuset. Den elastiske koplingen 504 kan være en hvilken som helst elastisk kopling som tillater armen 502 å forbli frakoplet med hensyn til borehullsveggen. Koplingsmaterialet kan være et elastomer-materiale, armert gummi eller et metall som har en fjærlignende respons. Vinkelen til armen blir målt som beskrevet ovenfor, og fråkoplingen kan forsterkes ved hjelp av en frakoplingsanordning 506 som beskrevet ovenfor.
[0044]Fig. 6 er en annen utførelsesform av oppfinnelsen som er vist skjematisk. Verk-tøyet 600 er plassert i et borehull ved siden av en formasjon. Verktøyet 600 innbefatter en øvre krage 604 og en nedre krage 606. Mellom den øvre kragen og den nedre kragen er to buefjærer 602. Buefjærene 602 strekker seg utover fra verktøyet 600 når kragene blir presset mot hverandre. Kragene (én eller begge) blir drevet av en motor eller en annen drivmekanisme som beskrevet ovenfor. Hver buefjær kan innbefatte en frakoplingsanordning 608 som beskrevet ovenfor, eller fjærene kan være formet for glidende kontakt med borehullsveggen.
[0045]Fig. 7 viser en annen utførelsesform av et verktøy 700 i henhold til oppfinnelsen som bruker én eller flere slarkringer 702. Slarkringene 702 blir strukket ut ved å rotere de ovale ringene omkring en tapp 704 langs verktøyaksen. Når de er utstrukket, forblir ringene frakoplet med hensyn til borehullsveggen ved hjelp av en "slarkvirkning" som innledes hver gang et punkt på en ring møter motstand mens den beveger seg gjennom borehullet. Ringformen tillater rotasjonsbevegelse av verktøyet 700 uten å binde det i borehullet. Fråkoplingen kan forsterkes ved å bruke en frakoplingsanordning 706 som beskrevet ovenfor.
[0046]Fig. 8 viser en annen utførelsesform av et verktøy 800 i henhold til foreliggende oppfinnelse som bruker et antall utstrekkbare armer 802 anordnet på overlappende måte. Dette arrangementet av armer er koplet til verktøyet på en dreietapp 804 og blir aktivert for å bli strukket utover fra verktøyet 800 ved hjelp av en drivkrage 806. Drivkragen kan aktiveres av en motor, enten elektrisk eller hydraulisk som beskrevet ovenfor. Vinkelen for hver arm blir målt som beskrevet ovenfor, og fråkoplingen kan forbedres ved hjelp av en frakoplingsanordning 808 som beskrevet ovenfor.
[0047]Fig. 9 viser en annen utførelsesform av et verktøy 900 i henhold til foreliggende oppfinnelse som bruker konsentriske ringer 902 til å strekke seg ut fra verk-tøyet 900. Ringene er svingbart koplet til verktøyet ved en dreietapp 904 og er aksialt forskjøvet i forhold til hverandre. Dreievinkelen kan måles som beskrevet ovenfor og fråkoplingen kan forbedres ved hjelp av en frakoplingsanordning 906 som beskrevet ovenfor.
[0048]Fig. 10 viser en annen utførelsesform av et verktøy 1000 i henhold til foreliggende oppfinnelse som bruker en torsjonsstav 1002 svingbart montert på verktøyet ved en dreietapp 1004. Torsjonsstavens utstrekking kan styres av en motoranordning som beskrevet ovenfor. Vinkelen til armen blir målt og behandlet sammen med alle kjente konstanter som beskrevet ovenfor. Fråkoplingen kan forbedres ved hjelp av en frakoplingsanordning 1006 som beskrevet ovenfor.
[0049]Det vises til figurene 11A-11B hvor et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse er et diametermåleverktøy brukt under opprømming. Fagkyndige på området vil gjenkjenne forskjellige konfigurasjoner for opprømm i ngsverktøy. Fig. 11A viser en BHA 1100 som innbefatter en borkrone 1102. BHA 1100 blir ført inn i borehullet på en borestreng 1112. Et diameterverktøy 1106 er posisjonert på BHA 1100 over borkronen 1102. Diameterverktøyet kan være i henhold til én av de tidligere beskrevne verktøyene som er vist på figurene 2-10. Diameterverktøyet blir derfor bare vist skjematisk her og vil ikke bli beskrevet i detalj.
[0050]En opprømmingskrage 1108 er posisjonert på BHA over diameterverktøyet 1106. Opprømmingskragen innbefatter én eller flere utstrekkbare skjæreanordninger 1104 for å opprømme borehullet når BHA blir kjørt ut fra borehullet. Opprømmings-kragen innbefatter et sett med opprømmingsanordninger 1110 som er utstrekkbare fra kragen 1108. Anordningene blir aktivert ved f.eks. hydraulisk kraft ved å bruke borefluid som strømmer inne i verktøyet. Når de er aktivert, er opprømmingsanord-ningene utstrukket for å danne skjærende kontakt med borehullsveggen. Opp-røm mingskrager er kjent. Opprømmingskragen 1108 blir derfor bare vist skjematisk og vil ikke bli beskrevet mer detaljert her.
[0051]Under noen boreoperasjoner blir borehullet opprømmet mens borestrengen blir kjørt ut fra borehullet som vist på fig. 11 A. I den viste utførelsesformen er diameterverktøyet posisjonert på BHA under opprømm ingskragen 1108 for å mulig-gjøre diametermålinger mens borestrengen kjøres ut fra borehullet. Diametermålingene kan utføres mens opprøm mingskragen blir brukt til å opprømme borehullet over diameterverktøyet. Det er likeledes tenkt i denne utførelsesformen at diametermålingene blir tatt under utkjøring, men hvor borehullet ikke blir opprømmet ved å bruke opprømmingskragen. Det er likeledes klart fra utførelsesformen som er vist, at diametermåleverktøyet kan brukes under boring av borehullet når opprømmings-kragen ikke blir brukt.
[0052]Noen ganger blir diametermålingen tatt for å sikre at opprømmingsverktøyet virker riktig. Som nevnt foran blir diametermålinger ofte brukt i forbindelse med formasjonsevalueringsmålinger til å gi datakorreksjon når borehullsdimensjonen er en fak tor. Et valgfritt trekk ved foreliggende oppfinnelse er derfor tillegget med formasjons-evalueringsverktøy (FE-verktøy) 1114. Verktøyene kan innbefatte et hvilket som helst antall nyttige formasjonsevalueringsinstrumenter. Disse instrumentene kan være kjernemagnetiske resonansinstrumenter (NMR-instrumenter), resistivitetsinstru-menter, verktøy, lysbaserte refleksjonsverktøy eller lignende. For formålene med foreliggende oppfinnelse kan FE-verktøyet være et hvilket som helst verktøy hvor borehullsdimensjonen påvirker FE-verktøyutgangen eller oversikten over slike verktøy-utganger.
[0053]FE-verktøyene 1114 er vist på hver side av diameterverktøyet 1106. Den aktuelle posisjonen til FE-verktøyet 1114 kan likeledes være på andre brukbare steder på BHA 1100 eller langs borestrengen 1112.
[0054]Fig. 11B er hovedsakelig lik fig. 11 A, bortsett fra at utformingen på 11B er en konfigurasjon for opprømming under boring. Henvisningstallene på fig. 11A blir brukt på 11B til å indikere at de komponentene som er beskrevet nedenfor, kan være hovedsakelig lik de komponentene som er vist på fig. 11A og beskrevet ovenfor selv om komponenten er plassert andre steder på BHA. I den viste utførelsesformen kan FE-målingene være tatt hovedsakelig samtidig med diametermålingene under opp-røm mingsprosessen, eller i løpet av boreprosessen. Likeledes kan FE-målingene være tatt under kombinasjonen av diametermålinger og boring.
[0055]Fig. 11B viser en BHA 1100 som innbefatter en borkrone 1102. BHA 1100 blir ført inn i et borehull på en borestreng 1112. Et diametermåleverktøy 1106 er plassert på BHA 1100 over borkronen 1102. Diameterverktøyet kan være i henhold til én av de tidligere beskrevne verktøyene som er vist på figurene 2-10. Diameterverktøyet blir derfor bare vist skjematisk her og vil ikke bli beskrevet i detalj.
[0056]En opprømmingskrage 1108 er plassert på BHA under diameterverktøyet 1106. Opprøm mingskragen innbefatter én eller flere utstrekkbare skjæreanordninger 1104 for opprømming av borehullet mens BHA blir ført inn i borehullet og mens borkronen 1102 videre borer borehullet. Opprømm ingskragen innbefatter et sett med opprømmingsanordninger 1110 som er utstrekkbare fra kragen 1108. Anordningene blir aktivert f.eks. ved hjelp av hydraulisk kraft ved bruk av borefluid som strømmer inne i verktøyet. Når de er aktivert, er opprømmingsanordningene utstrakt for å danne skjærende kontakt med borehullsveggen. Opprømmingskrager er kjent. Derfor er opprømm ingskragen 1108 bare vist skjematisk og vil ikke bli beskrevet nærmere her.
[0057]Under visse boreoperasjoner blir borehullet opprømmet under boring av borehullet som vist på fig. 11B. I den utførelsesformen som er vist, er diametermåleverk-tøyet plassert på BHA over opprømm ingskragen 1108 for å muliggjøre diametermålinger mens borestrengen blir brukt til å bore borehullet. Diametermålingene kan utføres mens opprømm ingskragen blir brukt til å opprømme borehullet under diameterverktøyet. Det er likeledes i den utførelsesformen tenkt at diametermålingene blir tatt under boring, men hvor borehullet ikke blir opprømmet ved å bruke opprømm ingskragen. Det er klart fra den utførelsesformen som er vist, at diametermålingene også kan tas under utkjøring hvor verken borkronen eller opprømm ingskragen er i bruk.
[0058]Som nevnt ovenfor blir diametermålinger noen ganger tatt for å sikre at opp-røm mingsverktøyet virker riktig og at diametermålingene ofte også blir brukt i forbindelse med formasjonsevalueringsmålinger til å tilveiebringe datakorreksjon der hvor borehullsdimensjonen er en faktor. FE-verktøyene 1114 er i denne utførelses-formen vist under diameterverktøyet 1106 og på hver side av opprøm mingskragen 1108. Som nevnt ovenfor kan den aktuelle posisjonen til FE-verktøyet 1114 likeledes være ved en annen brukbar posisjon på BHA 1100 eller langs borestrengen 1112. I den viste utførelsesformen kan FE-målinger tas hovedsakelig samtidig med diametermålingene under opprømmingsprosessen eller under boreprosessen. FE-målinger kan likeledes tas under enhver kombinasjon av diametermåling, opprømming og/eller boring.
[0059]Den foregående beskrivelsen er rettet mot spesielle utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse for det formål å illustrere og forklare. For en fagkyndig på området vil det imidlertid være opplagt at mange modifikasjoner og endringer av de utførelses-formene som er angitt ovenfor, er mulige uten å avvike fra oppfinnelsens ramme definert av de etterfølgende patentkrav.

Claims (37)

1. Anordning for å bestemme en borehullsdimensjon, omfattende: a) et verktøy (122, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) transportert i borehullet (102, 202, 302, 402) på et rør (120) som har et kutteverktøy (1104) for å skjære inn i en grunnformasjon (204, 304); b) et selektivt utstrekkbart organ (206, 306, 406, 506, 606, 706, 806, 906, 1006) koplet til verktøyet, hvor det utstrekkbare organet kan strekkes ut fra verktøyet mot en borehullsvegg, og c) en sensor (214, 314, 414) operativt tilknyttet det utstrekkbare organet,karakterisert vedat det utstrekkbare organet forblir hovedsakelig frakoplet fra borehullsveggen mens det er utstrukket, for å gjøre det mulig for røret å bevege seg i borehullet under i det minste en del av tiden under drift av sensoren, hvor sensoren tilveiebringer et utgangssignal som vedrører én eller flere av: i) en avstand mellom en distal ende av det utstrekkbare organet og borehullsveggen, og ii) en størrelse for utstrekningen av det utstrekkbare organet.
2. Anordning ifølge krav 1, hvor det utstrekkbare organet omfatter et arm-organ (206, 306, 502, 802) som er elastisk koplet til verktøyet.
3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, hvor det utstrekkbare organet omfatter en første ende og en andre ende, hvor det utstrekkbare organet er svingbart montert på verktøyet ved den første enden for å tillate den andre enden å strekke seg vinkelmessig ut fra en langsgående eller z-akse for verktøyet.
4. Anordning ifølge krav 1 eller 2, hvor det utstrekkbare organet omfatter en første ende og en andre ende, der det utstrekkbare organet er svingbart montert på verktøyet ved den første enden for å tillate den andre enden å strekke seg vinkelmessig ut i et plan som er normalt til verktøyets langsgående eller z-akse.
5. Anordning ifølge krav 1 eller 2, hvor det utstrekkbare organet omfatter en buet arm (306) med en første ende og en andre ende, hvor den buede armen (306) er svingbart montert på verktøyet ved den første enden for å tillate den andre enden å strekke seg ut fra verktøyet, hvor den andre enden har et rulleorgan påmontert for å hindre verktøykopling med hensyn til borehullsveggen.
6. Anordning ifølge krav 1, hvor det utstrekkbare organet omfatter et stempel (406) som strekkes ut i radial retning fra en langsgående eller z-akse for verktøyet.
7. Anordning ifølge krav 6, hvor stempelet (406) omfatter et antall stempler anordnet omkring en omkrets av verktøyet.
8. Anordning ifølge krav 1, hvor sensoren omfatter en første sensor (214, 314, 414) og en andre sensor (216, 316, 416), hvor den første sensor (214, 314, 414) bestemmer en størrelse av utstrekningen av det utstrekkbare organet, og den andre sensoren (216, 316, 416) er operativt tilknyttet en distal ende av det utstrekkbare organet, idet det utstrekkbare organet strekkes ut for å bevege seg over bare en del av avstanden mellom verktøyet og borehullsveggen, hvor den andre sensoren blir brukt til å bestemme den gjenværende avstanden mellom det utstrekkbare organets distale ende og borehullsveggen.
9. Anordning ifølge et av kravene 1 -8, hvor det utstrekkbare organet er valgt fra en gruppe bestående av: i) en oval slarkring (702), ii) en buefjær (602), iii) en torsjonsribbe (206, 306), og iv) en eksentrisk ring (902) rotert omkring borehullet.
10. Anordning ifølge et av kravene 1 -9, hvor skjæreverktøyet (1104) omfatter en borkrone (124, 1102) ved en distal ende av det langstrakte røret.
11. Anordning ifølge et av kravene 1 -9, hvor skjæreverktøyet (1104) omfatter en opprømmer (1110).
12. Anordning ifølge et av kravene 1 -9, hvor skjæreverktøyet (1104) omfatter en borkrone (1102) ved en distal ende av det langstrakte røret og en opprømmer (1110) plassert på det langstrakte røret over borkronen (1102).
13. Anordning ifølge et av kravene 1 -12, hvor det utstrekkbare organet blir strukket ut under én eller flere av: i) under utkjøring av borerøret (120) fra borehullet (102, 202, 302, 402), ii) under boring av borehullet (102, 202, 302, 402), og iii) under opprømming av borehullet (102, 202, 302, 402).
14. Anordning ifølge krav 1, hvor verktøyet (1106) er lokalisert på røret nær et formasjonsevalueringsinstrument (1114) som evaluerer en formasjonsparameter mens verktøyet (1106) blir operert for å bestemme borehullsdimensjonen hovedsakelig samtidig som formasjonsparameteren blir evaluert.
15. Fremgangsmåte for å bestemme en borehullsdimensjon,karakterisert ved: a) å transportere et verktøy (122, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) gjennom borehullet (102, 202, 302, 402) på et rør (120) som har et kutte-verktøy (1104) for å skjære inn i en grunnformasjon (204, 304); b) å strekke ut et selektivt utstrekkbart organ (206, 306, 406, 506, 606, 706, 806, 906, 1006) fra verktøyet mot borehullsveggen; c) å generere et signal vedrørende én eller flere av: i) en avstand mellom en distal ende av det utstrekkbare organet og borehullsveggen, og ii) en størrelse for utstrekkingen av det utstrekkbare organet ved å bruke en sensor (214, 314, 414) operativt tilknyttet det utstrekkbare organet; og d) å holde det utstrekkbare organet hovedsakelig frakoplet borehullsveggen mens det er utstrakt for å gjøre det mulig for røret å bevege seg i borehullet under i det minste en del av tiden under drift av sensoren.
16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, hvor utstrekkingen av det utstrekkbare organet omfatter å strekke ut et arm-organ (206, 306, 502, 802) elastisk koplet til verktøyet.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 15, hvor det utstrekkbare organet omfatter en første ende og en andre ende, idet det utstrekkbare organet er svingbart montert på verktøyet ved den første enden, og utstrekking av det utstrekkbare organet omfatter å strekke ut den andre enden vinkelmessig fra en langsgående eller z-akse for verktøyet.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 15, hvor det utstrekkbare organet omfatter en første ende og en andre ende, hvor det utstrekkbare organet er svingbart montert på verktøyet ved den første enden, og utstrekking av det utstrekkbare organet omfatter å strekke ut den andre enden vinkelmessig i et plan normalt til en langsgående eller z-akse for verktøyet.
19. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 15-18, hvor det å holde det utstrekkbare organet frakoplet fra borehullsveggen omfatter å bruke en rulle anordnet ved en distal ende av det utstrekkbare organet.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 15, hvor det utstrekkbare organet omfatter et stempel (406), og utstrekking av det utstrekkbare organet omfatter å strekke ut det utstrekkbare stempelet (406) i en radial retning fra en z-akse for verktøyet.
21. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 15-20, hvor sensoren omfatter en første sensor (214, 314, 414) og en andre sensor (216, 316, 416) operativt forbundet med en distal ende av det utstrekkbare organet, hvor utstrekking av det utstrekkbare organet omfatter å strekke ut det utstrekkbare organet slik at det bare spenner over et del av avstanden mellom verktøyet og borehullsveggen, hvor fremgangsmåten videre omfatter: i) å bestemme en størrelse av utstrekkingen av det utstrekkbare organet ved å bruke den første sensoren (214, 314, 414); og ii) å bestemme en gjenværende avstand mellom det utstrekkbare organets distale ende og borehullsveggen ved å bruke den andre sensoren (216, 316, 416).
22. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 15-21, hvor det utstrekkbare organet er utstrakt under én eller flere av: i) ved inn- og utkjøring av det langstrakte røret (120) fra borehullet (102, 202, 302, 402), ii) under boring av borehullet (102, 202, 302, 402), og iii) under opprømming av borehullet (102, 202, 302, 402).
23. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 15-22, hvor verktøyet (1106) er lokalisert på det langstrakte rør nær et formasjonsevalueringsinstrument (1114), hvor fremgangsmåten videre omfatter å evaluere en formasjonsparameter ved å bruke formasjonsevalueringsinstrumentet (1114) mens borehullsdimensjonen bestemmes hovedsakelig samtidig som formasjonsparameteren blir evaluert.
24. System for å bestemme en borehullsdimensjon under boringsoperasjoner,karakterisert ved: a) en boreanordning med et borerør (120) som har en borkrone (124, 1102) for boring av borehullet (102, 202, 302, 402); b) et verktøy (122, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000) transportert i borehullet (102, 202, 302, 402) på borerøret (120); c) et selektivt utstrekkbart organ (206, 306, 406, 506, 606, 706, 806, 906, 1006) koplet til verktøyet, hvor det utstrekkbare organet strekkes ut fra verktøyet mot borehullsveggen; d) en sensor (214, 314, 414) operativt tilknyttet det utstrekkbare organet, hvor det utstrekkbare organet forblir hovedsakelig frakoplet fra borehullsveggen når det er utstrukket for å gjøre det mulig for borerøret å bevege seg i borehullet under i det minste en del av den tiden hvor operasjon av sensoren finner sted, idet sensoren tilveiebringer et utgangssignal relatert til én eller flere av: i) en avstand mellom en distal ende av det utstrekkbare organet og borehullsveggen, og ii) en størrelse for utstrekkingen av det utstrekkbare organet; og e) en prosessor (218, 318, 418) som behandler utgangssignalet, hvor det behandlede utgangssignalet er en indikasjon på borehullsdimensjonen.
25. System ifølge krav 24, hvor det utstrekkbare organet omfatter et arm-organ (206, 306, 502, 802) som er elastisk koplet til verktøyet.
26. System ifølge krav 24, hvor det utstrekkbare organet omfatter en første ende og en andre ende, idet det utstrekkbare organet er svingbart montert på verktøyet ved den første enden for å tillate den andre enden å strekke seg vinkelmessig fra en z-akse for verktøyet.
27. System ifølge krav 24, hvor det utstrekkbare organet omfatter en første ende og en andre ende, idet det utstrekkbare organet er svingbart montert på verktøyet ved den første enden for å tillate den andre enden å strekke seg vinkelmessig ut i et plan normalt til en z-akse for verktøyet.
28. System ifølge krav 24, hvor det utstrekkbare organet omfatter en buet arm (306) som har en første ende og en andre ende, hvor den buede armen (306) er svingbart montert på verktøyet ved den første enden for å tillate den andre enden å strekke seg fra verktøyet, idet den andre enden har et rulleorgan påmontert for å hindre verktøykopling med hensyn til borehullsveggen.
29. System ifølge krav 24, hvor det utstrekkbare organet omfatter et stempel (406) som strekker seg i en radial retning fra en z-akse for verktøyet.
30. System ifølge et av kravene 24-29, hvor sensoren omfatter en første sensor (214, 314, 414) og en andre sensor (216, 316, 416), hvor den første sensoren (214, 314, 414) bestemmer en størrelse for utstrekkingen av det utstrekkbare organet, hvor den andre sensoren (216, 316, 416) er operativt tilknyttet en distal ende av det utstrekkbare organet, idet det utstrekkbare organet strekkes ut for å spenne over bare en del av avstanden mellom verktøyet og borehullsveggen, hvor den andre sensoren blir brukt til å bestemme en gjenværende avstand mellom det utstrekkbare organets distale ende og borehullsveggen.
31. System ifølge krav 24, hvor det utstrekkbare organet omfatter et antall utstrekkbare organer anordnet omkring en periferi for verktøyet.
32. System ifølge et av kravene 24-31, hvor det utstrekkbare organet er valgt fra en gruppe bestående av: i) en oval slarkring (702), ii) en buefjær (602), iii) en torsjonsribbe (206, 306), og iv) en eksentrisk ring (902) rotert omkring borehullet.
33. System ifølge et av kravene 24-32, hvor det utstrekkbare organet er utstrakt under én eller flere av: i) inn- og utkjøring av borerøret (120) fra borehullet (102, 202, 302, 402), ii) boring av borehullet (102, 202, 302, 402), og iii) opprømming av borehullet (102, 202, 302, 402).
34. System ifølge et av kravene 24-33, hvor verktøyet (1106) er plassert på borerøret (120) nær et formasjonsevalueringsinstrument (1114) som evaluerer en formasjonsparameter mens verktøyet (1106) blir operert for å bestemme borehullsdimensjonen hovedsakelig samtidig som formasjonsparameteren blir evaluert.
35. System ifølge krav 24, hvor boreanordningen omfatter en borkrone (124, 1102) ved en distal ende av det langstrakte røret.
36. System ifølge krav 24, hvor boreanordningen omfatter en opprømmer (1110).
37. System ifølge krav 24, hvor boreanordningen omfatter en borkrone (1102) ved en distal ende av det langstrakte røret og en opprømmer (1110) plassert på det langstrakte røret over borkronen (1102).
NO20074069A 2005-01-31 2007-08-07 Anordning, fremgangsmåte og system for mekanisk kaliber-måling under boreoperasjoner og LWD-operasjoner NO340545B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US64848605P 2005-01-31 2005-01-31
PCT/US2006/003047 WO2006083738A1 (en) 2005-01-31 2006-01-30 Apparatus and method for mechanical caliper measurements during drilling and logging-while-drilling operations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20074069L NO20074069L (no) 2007-08-29
NO340545B1 true NO340545B1 (no) 2017-05-08

Family

ID=36337383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20074069A NO340545B1 (no) 2005-01-31 2007-08-07 Anordning, fremgangsmåte og system for mekanisk kaliber-måling under boreoperasjoner og LWD-operasjoner

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7389828B2 (no)
CA (1) CA2596345A1 (no)
GB (1) GB2438333B (no)
NO (1) NO340545B1 (no)
WO (1) WO2006083738A1 (no)

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7036611B2 (en) 2002-07-30 2006-05-02 Baker Hughes Incorporated Expandable reamer apparatus for enlarging boreholes while drilling and methods of use
US8905148B2 (en) * 2006-02-09 2014-12-09 Schlumberger Technology Corporation Force monitoring tractor
US8875810B2 (en) 2006-03-02 2014-11-04 Baker Hughes Incorporated Hole enlargement drilling device and methods for using same
US20070278009A1 (en) * 2006-06-06 2007-12-06 Maximo Hernandez Method and Apparatus for Sensing Downhole Characteristics
US7967081B2 (en) * 2006-11-09 2011-06-28 Smith International, Inc. Closed-loop physical caliper measurements and directional drilling method
US8118114B2 (en) * 2006-11-09 2012-02-21 Smith International Inc. Closed-loop control of rotary steerable blades
US7900717B2 (en) 2006-12-04 2011-03-08 Baker Hughes Incorporated Expandable reamers for earth boring applications
US8657039B2 (en) 2006-12-04 2014-02-25 Baker Hughes Incorporated Restriction element trap for use with an actuation element of a downhole apparatus and method of use
US8028767B2 (en) 2006-12-04 2011-10-04 Baker Hughes, Incorporated Expandable stabilizer with roller reamer elements
US7424912B2 (en) * 2006-12-29 2008-09-16 Schlumberger Technology Corporation Wellbore treatment apparatus and method
WO2008157428A2 (en) 2007-06-14 2008-12-24 Western Well Tool, Inc. Electrically powered tractor
US20090145661A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Schlumberger Technology Corporation Cuttings bed detection
US7882905B2 (en) * 2008-03-28 2011-02-08 Baker Hughes Incorporated Stabilizer and reamer system having extensible blades and bearing pads and method of using same
WO2009135116A2 (en) 2008-05-01 2009-11-05 Baker Hughes Incorporated Stabilizer and reamer system having extensible blades and bearing pads and methods of using same
US8540035B2 (en) * 2008-05-05 2013-09-24 Weatherford/Lamb, Inc. Extendable cutting tools for use in a wellbore
GB2465505C (en) * 2008-06-27 2020-10-14 Rasheed Wajid Electronically activated underreamer and calliper tool
EP2177712A1 (en) * 2008-10-20 2010-04-21 Services Pétroliers Schlumberger Apparatus and methods for improved cement plug placement
US20100271031A1 (en) * 2009-04-27 2010-10-28 Baker Hughes Incorporated Standoff-Independent Resistivity Sensor System
CA2702404C (en) * 2009-05-01 2017-10-03 Schlumberger Canada Limited Force monitoring tractor
US8484858B2 (en) 2009-06-17 2013-07-16 Schlumberger Technology Corporation Wall contact caliper instruments for use in a drill string
US8024868B2 (en) * 2009-06-17 2011-09-27 Schlumberger Technology Corporation Wall contact caliper instruments for use in a drill string
US8297381B2 (en) 2009-07-13 2012-10-30 Baker Hughes Incorporated Stabilizer subs for use with expandable reamer apparatus, expandable reamer apparatus including stabilizer subs and related methods
CA2775744A1 (en) 2009-09-30 2011-04-07 Baker Hughes Incorporated Remotely controlled apparatus for downhole applications and methods of operation
US9062531B2 (en) * 2010-03-16 2015-06-23 Tool Joint Products, Llc System and method for measuring borehole conditions, in particular, verification of a final borehole diameter
EP2585669B1 (en) 2010-06-24 2018-01-03 Baker Hughes, a GE company, LLC Cutting elements for earth-boring tools, earth-boring tools including such cutting elements, and methods of forming cutting elements for earth-boring tools
EP2625366A1 (en) 2010-10-04 2013-08-14 Baker Hughes Incorporated Status indicators for use in earth-boring tools having expandable members and methods of making and using such status indicators and earth-boring tools
US8973679B2 (en) 2011-02-23 2015-03-10 Smith International, Inc. Integrated reaming and measurement system and related methods of use
US9963964B2 (en) 2011-03-14 2018-05-08 Tool Joint Products Llc Downhole sensor tool for measuring borehole conditions with fit-for-purpose sensor housings
US8844635B2 (en) 2011-05-26 2014-09-30 Baker Hughes Incorporated Corrodible triggering elements for use with subterranean borehole tools having expandable members and related methods
US8960333B2 (en) 2011-12-15 2015-02-24 Baker Hughes Incorporated Selectively actuating expandable reamers and related methods
US9267331B2 (en) 2011-12-15 2016-02-23 Baker Hughes Incorporated Expandable reamers and methods of using expandable reamers
US9388638B2 (en) 2012-03-30 2016-07-12 Baker Hughes Incorporated Expandable reamers having sliding and rotating expandable blades, and related methods
US9493991B2 (en) 2012-04-02 2016-11-15 Baker Hughes Incorporated Cutting structures, tools for use in subterranean boreholes including cutting structures and related methods
US9217323B2 (en) * 2012-09-24 2015-12-22 Schlumberger Technology Corporation Mechanical caliper system for a logging while drilling (LWD) borehole caliper
US9081110B2 (en) * 2012-12-18 2015-07-14 Schlumberger Technology Corporation Devices, systems and methods for low frequency seismic borehole investigations
US10036622B2 (en) 2013-06-28 2018-07-31 Buhler Inc. Barrel measuring device
US9464879B2 (en) 2013-06-28 2016-10-11 Buhler, Inc. Barrel measuring device
WO2016010517A1 (en) * 2014-07-15 2016-01-21 Halliburton Energy Services, Inc. Acoustic calipering and analysis of annulus materials
US10689973B2 (en) 2014-07-24 2020-06-23 Halliburton Energy Services, Inc. Dimensional characteristic determinations of a wellbore
US9752427B2 (en) * 2014-10-27 2017-09-05 Gagemaker, Lp Stator bore gage
GB2547569B (en) * 2014-11-19 2019-06-12 Halliburton Energy Services Inc Borehole shape characterization and method of carrying out the same
WO2018038712A1 (en) * 2016-08-24 2018-03-01 Halliburton Energy Services, Inc. Borehole shape estimation field of the invention
US10794178B2 (en) 2016-12-02 2020-10-06 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Assemblies for communicating a status of a portion of a downhole assembly and related systems and methods
WO2020033041A1 (en) * 2018-08-07 2020-02-13 Halliburton Energy Services, Inc. Caliper tool and sensor for use in high pressure environments
US10954780B2 (en) 2018-08-14 2021-03-23 Halliburton Energy Services, Inc. Eccentricity correction algorithm for borehole shape and tool location computations from caliper data
AU2020396915A1 (en) 2019-12-02 2022-06-02 Reflex Instruments Asia Pacific Pty Ltd Fit for purpose measurement system for drill hole logging
US11125075B1 (en) 2020-03-25 2021-09-21 Saudi Arabian Oil Company Wellbore fluid level monitoring system
US11414963B2 (en) 2020-03-25 2022-08-16 Saudi Arabian Oil Company Wellbore fluid level monitoring system
US11280178B2 (en) 2020-03-25 2022-03-22 Saudi Arabian Oil Company Wellbore fluid level monitoring system
US11414984B2 (en) 2020-05-28 2022-08-16 Saudi Arabian Oil Company Measuring wellbore cross-sections using downhole caliper tools
US11414985B2 (en) 2020-05-28 2022-08-16 Saudi Arabian Oil Company Measuring wellbore cross-sections using downhole caliper tools
US11631884B2 (en) 2020-06-02 2023-04-18 Saudi Arabian Oil Company Electrolyte structure for a high-temperature, high-pressure lithium battery
US11149510B1 (en) 2020-06-03 2021-10-19 Saudi Arabian Oil Company Freeing a stuck pipe from a wellbore
US11391104B2 (en) 2020-06-03 2022-07-19 Saudi Arabian Oil Company Freeing a stuck pipe from a wellbore
US11719089B2 (en) 2020-07-15 2023-08-08 Saudi Arabian Oil Company Analysis of drilling slurry solids by image processing
US11255130B2 (en) 2020-07-22 2022-02-22 Saudi Arabian Oil Company Sensing drill bit wear under downhole conditions
US11506044B2 (en) 2020-07-23 2022-11-22 Saudi Arabian Oil Company Automatic analysis of drill string dynamics
US11867008B2 (en) 2020-11-05 2024-01-09 Saudi Arabian Oil Company System and methods for the measurement of drilling mud flow in real-time
US11434714B2 (en) 2021-01-04 2022-09-06 Saudi Arabian Oil Company Adjustable seal for sealing a fluid flow at a wellhead
US11697991B2 (en) 2021-01-13 2023-07-11 Saudi Arabian Oil Company Rig sensor testing and calibration
US11572752B2 (en) 2021-02-24 2023-02-07 Saudi Arabian Oil Company Downhole cable deployment
US11727555B2 (en) 2021-02-25 2023-08-15 Saudi Arabian Oil Company Rig power system efficiency optimization through image processing
US11846151B2 (en) 2021-03-09 2023-12-19 Saudi Arabian Oil Company Repairing a cased wellbore
US11692429B2 (en) * 2021-10-28 2023-07-04 Saudi Arabian Oil Company Smart caliper and resistivity imaging logging-while-drilling tool (SCARIT)
US11624265B1 (en) 2021-11-12 2023-04-11 Saudi Arabian Oil Company Cutting pipes in wellbores using downhole autonomous jet cutting tools
US11867012B2 (en) 2021-12-06 2024-01-09 Saudi Arabian Oil Company Gauge cutter and sampler apparatus
US11840898B2 (en) * 2021-12-21 2023-12-12 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Intelligent section mill, method, and system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6560889B1 (en) * 2000-11-01 2003-05-13 Baker Hughes Incorporated Use of magneto-resistive sensors for borehole logging

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4226116A (en) * 1979-01-08 1980-10-07 Shell Oil Company Logging while raising a drill string
US4247985A (en) * 1979-07-02 1981-02-03 Otis Engineering Corporation TFL Caliper
US4302881A (en) * 1980-03-31 1981-12-01 Gearhart Industries, Inc. Calibrated conduit caliper and method
US4491022A (en) * 1983-02-17 1985-01-01 Wisconsin Alumni Research Foundation Cone-shaped coring for determining the in situ state of stress in rock masses
FR2562150B1 (fr) * 1984-04-03 1986-07-04 Petroles Cie Francaise Sonde geomecanique pour puits de forage
US4881406A (en) * 1987-03-12 1989-11-21 Coury Glenn E Apparatus and method for taking measurements while drilling
US5242020A (en) * 1990-12-17 1993-09-07 Baker Hughes Incorporated Method for deploying extendable arm for formation evaluation MWD tool
GB2281968B (en) * 1993-09-20 1996-05-01 Hunt Grubbe Robert Measuring instruments
CA2133286C (en) 1993-09-30 2005-08-09 Gordon Moake Apparatus and method for measuring a borehole
CA2127476C (en) 1994-07-06 1999-12-07 Daniel G. Pomerleau Logging or measurement while tripping
US5917774A (en) * 1997-09-26 1999-06-29 Western Atlas International, Inc. Magnetic motion coupling for well logging instruments
US6339886B1 (en) * 1998-12-22 2002-01-22 Baker Hughes, Inc. Remotely measured caliper for wellbore fluid sample taking instrument
US7757784B2 (en) * 2003-11-17 2010-07-20 Baker Hughes Incorporated Drilling methods utilizing independently deployable multiple tubular strings
US7730967B2 (en) * 2004-06-22 2010-06-08 Baker Hughes Incorporated Drilling wellbores with optimal physical drill string conditions

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6560889B1 (en) * 2000-11-01 2003-05-13 Baker Hughes Incorporated Use of magneto-resistive sensors for borehole logging

Also Published As

Publication number Publication date
GB2438333B (en) 2008-12-17
US7389828B2 (en) 2008-06-24
CA2596345A1 (en) 2006-08-10
GB2438333A (en) 2007-11-21
GB0715402D0 (en) 2007-09-19
NO20074069L (no) 2007-08-29
US20060249307A1 (en) 2006-11-09
WO2006083738A1 (en) 2006-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO340545B1 (no) Anordning, fremgangsmåte og system for mekanisk kaliber-måling under boreoperasjoner og LWD-operasjoner
CA2448550C (en) Dual sensor freepoint tool
US7080552B2 (en) Method and apparatus for MWD formation testing
CN104395548B (zh) 配备有仪器的钻井系统
NO20141354A1 (no) Boresammenstillinger som innbefatter ekspanderbare utvidere og ekspanderebare stabiliseringsrør, og relaterte fremgangsmåter
NO345770B1 (no) Hullutvidelses-boreanordning og fremgangsmåter for anvendelse av denne
US20050211429A1 (en) Dual sensor freepoint tool
SA518390929B1 (ar) أدوات ثَقْب أرض عيارية، وحدات نمطية لتلك الأدوات وطرق ذات صلة
US20110120775A1 (en) Drilling Assembly with a Steering Unit
NO328836B1 (no) Anordning og fremgangsmate for formasjonstesting under boring ved bruk av kombinert absolutt- og differensialtrykkmaling
CN105723044A (zh) 用于旋转/可滑动钻探系统和方法的智能扩孔器
NO336221B1 (no) Anordning og fremgangsmåte for innhenting av data fra et borehull under boreoperasjoner.
NO342988B1 (no) Apparat og fremgangsmåte for beregning av orientering av et foringsrør under boring av en brønnboring
CA2538196A1 (en) Deep water drilling with casing
AU4015499A (en) Formation pressure measurement while drilling utilizing a non-rotating stabilizer
NO343198B1 (no) Brønnhullmålinger under ikke-boringsoperasjoner.
GB2548519A (en) System and method for measuring borehole conditions, in particular, verification of a final borehole diameter
US20050056421A1 (en) [apparatus and methods for pressure compensated contact with the borehole wall]
US20200240213A1 (en) Rotary steerable system
US11408783B2 (en) Integrated collar sensor for measuring mechanical impedance of the downhole tool
CA2969791A1 (en) Blade-mounted sensor apparatus, systems, and methods
US11680478B2 (en) Integrated collar sensor for measuring performance characteristics of a drill motor
US11512583B2 (en) Integrated collar sensor for a downhole tool
US20190100987A1 (en) Well drilling system
US11920457B2 (en) Integrated collar sensor for measuring health of a downhole tool

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees