NO341364B1

NO341364B1 - Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling

Info

Publication number: NO341364B1
Application number: NO20092893A
Authority: NO
Inventors: Todor K Sheiretov; Franz Aguirre; Keith R Nelson
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2007-02-19
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2017-10-23
Also published as: US20080196901A1; CN101250980A; US8770303B2; GB2458861A; GB0914062D0; CN101250980B; NO20092893L; US20140318867A1; WO2008102280A1; GB2458861B

Description

OMRADE FOR OPPFINNELSEN

[0001]Utførelser beskrevet heri angår traktorer for avlevering av verktøy gjennom hydrokarbonbrønner. Spesielt, er utførelser av sentraliserte sammenstillinger som er i stand til å opprettholde vesentlig drivfriksjon for effektiv traktordrift beskrevet i detalj.

BAKGRUNN FOR DEN RELATERTE TEKNIKK

[0002]Brønnhullstraktorer er ofte anvendt for å drive et brønnverktøy gjennom en horisontal eller høyt avviket brønn på et oljefelt. På denne måte kan verktøyet være posisjonert ved et brønnsted av interesse til tross for den ikke-vertikale naturen av slike brønner. Forskjellige utforminger av brønnhullstraktorer kan anvendes for bruk i en slik brønn. For eksempel kan en passiv traktor med traktorarmer i form av separate tilstøtende sonder med immobiliserings-traksjons-elementer derpå anvendes. Med en slik traktor kan sondene alternativ immobiliseres mot et borehullsforingsrør ved brønnveggen og fremføres i en tomme-ormlignende fasong gjennom brønnen. Alternativt, kan en aktiv eller kontinuerlig bevegelig traktor som anvender traktorarmer med drivtrekkelementer derpå anvendes. Slike drivtrekkelementer kan innbefatte hjul, kammer, puter, spor eller kjeder. Med denne type traktor, kan drivtrekkelementene være i kontinuerlig bevegelse ved borehullets foringsrør-grensesnitt, og således driver traktoren gjennom brønnen.

[0003]Uavhengig av den valgte traktorutforming, kan traktoren sammen med flere tusen pund av utstyr trekkes tusener av fot inn i brønnen for utførelse av en operasjon ved det angjeldende brønnsted. For å oppnå denne grad av traktordrift, er radielle krefter overført fra traktoren mot brønnveggen gjennom de angitte trekkelementer. På denne måten kan traktoren unngå glidning og fremføres gjennom veggen.

[0004]Effektiviteten av de beskrevne radielle krefter for å unngå glidning og sikker traktorfremføring kan avhenge av den sentraliserte posisjoneringen av traktoren innen brønnen. For eksempel, som angitt ovenfor, kan brønnen være foret med en borehullsforing med en periferisk natur. Traktoren kan så posisjoneres på en sentralisert måte i forhold til foringsrøret for å sikre at en tilstrekkelig grenseflate mellom traktoren og foringsrøret er opprettholdt. Det vil si, med en riktig sentralisert traktor, kan en balansert tilkopling mellom trekkelementene og borehullsforingen sikres og derved optimalisere mengden av drivfriksjon mellom foringsrøret og elementene.

[0005]I tillegg for å optimalisere trekkelement-borehullforingsgrenseflaten for forbedret friksjon, kan sentralisering også tilveiebringe andre trekkfordeler. Videre, kan en riktig sentralisert grenseflate mellom foringsrøret og trekkelementene hjelpe til med å unngå skade på den ene eller den andre egenskap. Det vil si, skade på foringsrøret eller et trekkelement er et sannsynlig resultat hvor traktorer ikke er sentralisert og ubalanserte grenseflater er tilstede. Slike skader kan være resultatet av skarpe kanter på trekkelementet som radielt tvinges mot borehulls-foringsrøret når traktoren er usentrert.

[0006]I tillegg kan sentralisering av traktoren anvendes som en måte for å holde kontroll på traktor og verktøyposisjonering. For eksempel, kan det være foretrukket at et verktøy til verktøystrengen ankommer ved operasjonsstedet på en periferisk sentrert måte for på den måte å tilveiebringe en kjent orientering eller posisjo-nering av verktøyet i forhold til brønnen og hverandre. Denne kjente orientering kan dra fordel av hvor verktøy skal virke sammen under forløpet av operasjoner, f.eks. hvor et bønnverktøy kan anvendes for å gripe fast og fiske ut et annet.

[0007]For å tilveiebringe sentralisering som nevnt ovenfor, kan en sentraliserer være forbundet med traktoren og verktøystrengen. Sentralisereren kan innbefatte radielt anbrakte armer forspent utover fra et langstrakt legeme av traktoren for å kontakte sider av brønnveggen ved borepulsforingsrøret, og så sentrisk posisjo-nere legemet av traktoren. Som beskrevet ovenfor, kan traktorarmer og til og med en verktøystreng også koples til det nå sentraliserte langstrakte legeme, og derved også tilveiebringe sentraliseringen dertil. Traktoren kan således gå fremover på en måte som optimaliserer drivfriksjon som detaljert ovenfor.

[0008]Dessverre, kan sentralisering som beskrevet ovenfor svikte for å sikre optimaliseringen av drivfriksjon ved grenseflaten av trekkelementene og brønnen i alle forhold. For eksempel kan det ovenfor beskrevne borehulls-foringsrør være av en vesentlig konstant sirkulær form. Således, sikrer sentralisering av traktoren en posisjon for optimalisert drivfriksjon for trekkelementene i forhold til brønnveggen. Imidlertid i tilfelle med en åpenhulls (uforet) brønn som mangler et borehulls-foringsrør kan en elliptisk eller annen ikke-sirkulær brønnform være tilstede. I virkeligheten kan morfologien av brønnen forandre dynamisk ettersom traktoren går fremover derigjennom. Som et resultat kan problemer oppstå selv der hvor traktoren er initielt sentralisert med trekkelementene i en posisjon for optimalisert drivende friksjon. For eksempel, ettersom traktoren går frem gjennom brønnen, kan morfologien av brønnen forandre seg slik at de lineære fremførings-trekkelementene ikke lenger er i en posisjon for optimalisert drivende friksjon i forhold til brønnveggen. Således, kan traktoren svikte med å gå fremover på grunn av mangelen på optimalisert drivende friksjon og/eller skade på brønnveggen og trekkelementene kan være et resultat som beskrevet ovenfor.

[0009]US 2742259 A vedrører en traktor for å skyve eller trekke apparatur gjennom sylindriske kanaler, slik som rørledninger og lignende.

[0010]WO 98/12418 A2 vedrører et autonomt nedihulls oljefelt-verktøy med evne til å bevege seg selv og treffe beslutninger, slik at den kan anbringes i nedihulls-omgivelser for å overvåke og styre nevnte omgivelser ved å påvirke arbeids-funksjonene for andre innretninger og vedlikeholde nedihullsstrukturer.

[0011]WO 01/09478 A1 vedrører en roterende boresammenstilling med lang rekkevidde.

SAMMENFATNING

[0012]Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling til bruk i en brønn ved et oljefelt som angitt i det selvstendige krav 1.

[0013]Sammenstillingen innbefatter et langstrakt legeme med en sentraliserer for sentralisering av sammenstillingen i brønnen og et traktorparti for fremføring av traktoren i brønnen. Sentralisereren og traktorpartiet er hver uavhengig roterbare omkring en akse av det langstrakte legeme i forhold til hverandre.

[0014]En fremgangsmåte for å anvende brønnhullstraktor-sammenstillingen er også beskrevet. Det vil si, traktorsammenstillingen kan posisjoneres innen brønnen ved hjelp av sentralisereren. Sammenstillingen kan så fremføres gjennom brønnen med traktorpartiet på en sentralisert måte slik at traktorpartiet kan rotere uavhengig omkring en akse av det langstrakte legemet av sammenstillinger i forhold til sentralisereren.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0015]Fig. 1 er et sideperspektivriss av en utførelse av en selvinnrettende åpenhullstraktor-sammenstilling.

[0016]Fig. 2 er et sideperspektivriss av sammenstillingen i fig. 1 vist sentralisert med et tverrsnitt av en åpenhullsbrønn.

[0017]Fig. 3 er et tverrsnittsbilde av sammenstillingen tatt fra 3-3 i fig. 2, som avdekker et frontriss av et grensesnitt mellom brønnen og et traktorparti av sammenstillingen.

[0018]Fig. 4 er et forskjøvet riss av grenseflaten tatt fra 4-4 i fig. 3.

[0019]Fig. 5 er et sideperspektivriss av en alternativ utførelse av en selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling sentralisert innen et tverrsnitt av åpenhullsbrønnen i fig. 2-4.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0020]Utførelser er beskrevet med referanse til visse åpenhullstraktor-utforminger. Fokus er lagt på en sentraliserer eller sentraliseringsparti tilstøtende en traktor eller traktorparti til en større traktorsammenstilling. Spesielt, et sentraliseringsparti som er en buefjærutforming som vist tilstøtende et traktorparti som anvender hjularmerfor å tilveiebringe kontinuerlige traktorbevegelse. En menge av andre utforminger for sentraliseringer og traktorpartier kan imidlertid anvendes. Ikke desto mindre kan partiene være posisjonert tilstøtende hverandre og strekke seg fra det samme langstrakte legemet av traktorsammenstillingen idet de også er uavhengig roterbare omkring en akse av legemet i forhold til hverandre. Således, kan fremføring av traktorsammenstillingen gjennom en åpenhulls brønn forbedres.

[0021]Nå med referanse til fig. 1, er en utførelse av en selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling 100 vist. Sammenstillingen 100 innbefatter et sentraliseringsparti 175 koplet til et traktorparti 150. Det skal spesielt merkes det faktum at sentraliseringspartiet 175 er koplet til traktorpartiet 150 på en slik måte for å tillate traktorpartiet 150 å være uavhengig roterbart omkring en langsgående akse 180 av sammenstillingen 100 i forhold til sentraliseringspartiet 175. Dette er synlig i utførelsen i fig. 1, hvor traktorpartiet 150 fremkommer roterbart i en retning omkring aksen 180 som er motsatt en potensiell rotasjon av sentraliseringspartiet 175 omkring aksen 180 (se piler 190, 195). Som detaljert nedenfor, tillater denne roterbare uavhengighet mellom partiene 150, 175 av sammenstillingen 100 at traktorpartiet 150 naturlig inntar en posisjon som i det vesentlige optimaliserer mengden av drivende friksjon i forhold til en vegg 250 av en brønn 200 ettersom sammenstillingen 100 går frem gjennom brønnen 200 (se fig. 2). Sammenstillingen 100 kan således refereres til som "selvinnrettende" i dens evne til å innta den angitte posisjon. Denne posisjon kan refereres til heri under som en avoptima-lisert drivende friksjon.

[0022]Som vist i fig. 1, er den beskrevne uavhengighet for rotasjon av sammenstillingspartier 150, 175 i forhold til hverandre oppnådd gjennom en svivelmekanisme 101. Svivelmekanismen 101 kan være en konvensjonell roterbar kopling anbrakt mellom traktorpartiet 150 og sentraliseringspartiet 175. Imidlertid i andre utførelser kan andre typer av mekanismer være anvendt som beskrevet under for å tilveiebringe en grad av roterbar uavhengighet mellom sammenstillingspartiene 150, 175 i forhold til den langsgående akse 180 av sammenstillingen 100. Videre, kan graden av roterbar uavhengighet mellom sammenstillingspartiene 150, 175 variere. Foreksempel kan svivelmekanismen 101 ha noen grad av motstand mot rotasjon eller kanskje fremme rotasjon i en spesiell retning. Ikke desto mindre kan sammenstillingspartiene 150, 175 anses vesentlig uavhengig roterbare omkring aksen 180 i forhold til hverandre og er heri referert således. Som hentydet til ovenfor og detaljert nedenfor med referanse til fig. 2, er det denne rotasjonsuavhengighet som tillater traktorpartiet 150 å opprettholde en vesentlig optimalisert drivende friksjonsposisjon ettersom sammenstillingen 100 går frem gjennom en åpenhullsbrønn 200 med irregulær morfologi.

[0023]Fortsatt med referanse til fig. 1, med ytterligere referanse til fig. 2, er åpenhullstraktor-sammenstillingen 100 vist posisjonert innen en åpenhulls brønn 200 gjennom en formasjon 225. Sammenstillingen 100 innbefatter et langstrakt legeme 110 fra hvilket traktorpartiet 150 og sentraliseringspartiet 175 er opplagret. I den viste utførelse, er traktorpartiet 150 utformet for kontinuerlig bevegelse med armer 125 som strekker seg fra et armhulrom 130 i det langstrakte legeme 110. Disse armer 125 er utstyrt med trekkelementer 127 i formen av hjul. Trekkelementet 127 kan være rettet for å grense mot en vegg 250 til en åpenhulls brønn 200 for fremføring av sammenstillingen 100 deri. På denne måten kan sammenstillingen 100 drives i enhver retning innen brønnen 200 (dvs. opphulls eller nedhulls).

[0024]Idet traktorpartiet 150 til sammenstillingen 100 er utformet for kontinuerlig bevegelse med trekkelementer 127 i formen av hjul, kan andre trekkformer anvendes. Foreksempel, kan trekkelementene 127 være i form av kammer, puter, spor og kjettinger. I tillegg kan traktorpartiet 150 virke sammen med sentraliseringspartiet 175 hvor sentraliseringspartiet 175 innbefatter kapasiteten til å fungere som én av et par av "sonder" for vekslende immobilisering mot brønn-veggen 250 i visse tilfeller. I en slik utførelse kan sammenstillingen 100 fremføres på en tomme-ormlignende måte, i likhet med virkningen av en konvensjonell passiv traktor med traktorpartiet 150 som tilveiebringer ytterligere trekk-kapasitet, og sentraliseringspartiet 175 tjener som en innfylling hvis én av de opprinnelige sondene til sammenstillingen 100 ikke fungerer.

[0025]Fortsett med referanse til figurer 1 og 2, er sammenstillingen 100 også utstyrt med et sentraliseringsparti 175 for å hjelpe til med sentraliseringen av traktorpartiet 150 så vel som andre partier av den åpenhulls traktorsammenstillingen 100. Med hensyn til traktorpartiet 150, hjelper denne sentraliseringen ved å sikre at radielle krefter fra armene 125 av traktorpartiet 150 jevnt kan fordeles mot veggen 250 av brønnen 200. Stabil og jevn trekking av traktorpartiet 150 kan så videreutvikles.

[0026]I den viste utførelse er sentraliseringspartiet 175 en buefjærutforming med flere buefjærer 160 som forløper fra det langstrakte legeme 110 og anbrakt mellom buemansjetter 230 omkring legemet 110. Imidlertid, i alternative utførelser, kan andre konvensjonelle typer av sentraliserere, slik som rullesentraliserer anvendes for å hjelpe til med å sentralisere det tilstøtende traktorparti 150 og annet nærliggende utstyr til det langstrakte legeme 110. I tillegg, kan sentrali-seringselementer, bortsett fra buefjærer 160 anvendes, slik som stive armer. Ikke desto mindre kan elementene aktiveres ved en spiralfjær, hydraulisk pumpe, eller andre midler for å kontakte brønnveggen 250.

[0027]Videre, kan sentraliseringspartiet 175, være uavhengig roterbart omkring det langsgående legeme 110. Det vil si, istedenfor, eller i tillegg til svivelmekanismen 101, kan ytterligere uavhengig roterbarhet av sentraliseringspartiet 175 i forhold til traktorpartiet 150 tilveiebringes. Foreksempel, i en utførelse, kan mansjettene 230 være utformet for å være roterbart anbrakt omkring det langstrakte legeme 110 for å tilveiebringe uavhengig roterbarhet for sentraliseringspartiet 175 omkring legemet 110. Motstand mot slik rotasjon kan være større på grunn av dets tilstedeværelse i forbindelse med rotasjon av hele det langstrakte legeme 110. Ikke desto mindre, selv uten svivelmekanismen 101, kan rotasjonsuavhengighet mellom sentraliseringspartiet 175 og traktorpartiet 150 i forhold til akselen 180 av sammenstillingen 100 derved oppnås.

[0028]Når med fortsatt referanse til fig. 2, er den åpenhulls traktorsammenstillingen 100 vist anbrakt innen en åpenhulls brønn 200. Åpenhulls-brønnen 200 er i store trekk en elliptisk form i området hvor sammenstillingen 100 er posisjonert (f.eks. se risset i fig. 3). I tillegg, med spesiell referanse til fig. 2, er det åpenbart ved å studere brønnveggen 250, at den nøyaktige form og profil av brønnen 200 forandrer seg når man flytter seg fra én ende av bildet til den andre. Ikke desto mindre, til tross for den vekslende morfologi av brønnen 200, er sammenstillingen 100 holdt relativt sentrert ved sentraliseringspartiet 175.

[0029]Som hentydet ovenfor, innbefatter sentraliseringspartiet 175 buefjærer 160 som forløper fra det langstrakte legeme 110 av sammenstillingen 100 mot veggen 250 av brønnen 200. Buefjærene 160 har en fleksibel karakter og er i stand til å dynamisk flate ut eller bøye seg i forhold til veggen 250 ettersom sammenstillingen 100 går fremover gjennom brønnen 200. For eksempel, ved å anta at sammenstillingen 100 er fremført til høyre i bildet i fig. 2, kan den synlige tilnærmingen til brønnen 200 i forhold til de øvre og nedre buefjærer 160 resultere i utflating av disse bøyefjærer 160. Denne reagerende forandring i form av disse buefjærer 160 skjer ved å holde det sentraliserende parti 175 og legemet 110 til sammenstillingen 100 i en relativt sentralisert posisjon med hensyn til brønnen 200. Det vil si, i samsvar med den skiftende brønnmorfologi, tilveiebringer sentraliseringspartiet 175 sann betydelig sentralisering for det langstrakte legeme 110 ettersom det går frem gjennom brønnen 200. Som beskrevet videre nedenfor, ved å holde legemet 110 vesentlig sentralisert som angitt, kan spille en nøkkelrolle ved å opprettholde tilstrekkelig drivfriksjon mellom veggen 250 til brønnen 200 og trekkelementene 127 til traktorpartiet 150. På denne måten kan fortsatt fremføring av sammenstillingen 100 gjennom brønnen 200 sikres og overdreven skade på trekkelementene 127 og veggen 250 unngås.

[0030]Fortsatt med referanse til fig. 3, med ytterligere referanse til fig. 2, er den elliptiske formen av brønnen 200 sett fra tverrsnitt i 3-3 i fig. 2, lett kjennbar. Det langstrakte legeme 110 og langsgående akse 180 derigjennom er holdt i en relativ sentralisert posisjon av brønnen 200 ved sentraliseringspartiet 175 som beskrevet ovenfor. Således kan hver arm 125 til det to-armede traktorparti 150 strekke seg grovt sett den samme avstanden til veggen 250 av brønnen 200. Således kan en balanse av radielle krefter oppstå med hver arm 125 som utøver omkring den samme kraftmengde på veggen 250 gjennom de respektive trekkelementer 127. I den viste utførelse er trekkelementene 127 hjul. Således kan en koordinert rotasjon av hjulene anvendes for å drive sammenstillingen 200 gjennom brønnen 200 så lenge som tilstrekkelig drivfriksjon opprettholdes.

[0031]Drivfriksjon for sammenstillingen 100 er bestemt basert på grensesnittet 300 til trekkelementene 127 og veggen 250 til brønnen 200. Spesielt, kan posisjoneringen av trekkelementene 127 basert på orienteringen av traktorpartiet 150 i forhold til veggen 250 være nøkkel for å oppnå den optimale drivfriksjon ved grensesnitt 300. Det vil si, i tillegg til sentraliseringen som beskrevet ovenfor, kan drivfriksjonen være optimalisert for å sikre den riktige orienteringen av traktorpartiet 150 innen brønnen 200 for på den måten å sikre stabil griping av veggen 250 ved trekkelementene 127. Således, for eksempel, som vist i fig. 3, kan traktorpartiet 150 være orientert eller innrettet langs forskjellig mulige vertikale akser 380, 385 i forhold til veggen 250 av brønnen 200. Imidlertid, som beskrevet nedenfor, er det en innretning langs en vesentlig perpendikulær vertikal akse 380 i forhold til veggen 250 som optimaliserer drivfriksjon.

[0032]Med fortsatt referanse til fig. 3 og 4, er traktorpartiet 150 vist orientert langs en vesentlig perpendikulær vertikal akse 380. Det vil si, at hver arm 125 til den 180° to-armede utforming av den viste utførelse er grovt sett innrettet med aksen 380. Således, kontakter hvert trekkelement 127 ved enden av hver arm 125 veggen 250 med en optimal mengde av dets overflate (se fig. 4). Dette resulterer i et balansert grensesnitt 300 med optimalisert trekkfriksjon. I den viste utførelse er den perpendikulære vertikale akse 380 funnet over den størst mulige diameter av brønnen 200. En vertikal akse som er vesentlig perpendikulær kan imidlertid også være funnet over den minste mulige diameter av den uregelmessig formede åpenhulls-brønnen 200. Innretning med en slik akse av traktorpartiet 150 vil likeledes tilveiebringe optimalisert drivfriksjon som beskrevet.

[0033]Idet innretning med den perpendikulære vertikale akse 380 som angitt ovenfor tilveiebringer et balansert grensesnitt 300 med optimalisert drivfriksjon, vil alternative orienteringer av traktorpartiet 150 innen brønnen 200 unnlate å tilveiebringe slik optimalisert drivfriksjon. For eksempel, er en skråakse 385 vist over åpenhulls-brønnen 200 i fig. 3. Innretning av traktorpartiet 150 med skråakse 385 vil resultere i et ubalansert grensesnitt 386. Det vil si, forskjellige fra den vesentlige tilpasning som er synlig i fig. 4 mellom overflaten av trekkelementet 127 og brønn-veggen 250 ved det balanserte grensesnitt 300, vil de ubalanserte grensesnitt 386 innbefatte trekkelementer 127 som kontakter veggen 250 i en uordnet fasong. Det vil si, uforholdsmessige og ubalanserte radielle krefter vil overføres mer til én side av trekkelementene 127 idet den andre side av trekk-elementene 127 kan unnlate å overføre så mye kraft eller kanskje unnlate til og med å kontakte veggen 250 i det hele tatt.

[0034]Avhengig av graden av ubalanserte krefter som er involvert, kan skade-omfanget på den ubeskyttede (dvs. ikke-forede) formasjonen 225 påført av trekk-elementene 127 under trekking øke så vel som økt slitasje og skade på selve trekkelementene 127. I tillegg, hvis traktorpartiet 150 er innrettet med en slik skrå akse 385, kan de ubalanserte grensesnitt 385 resultere i en reduksjon av drivfriksjon som er stor nok til forhindre trekking i det hele tatt. Imidlertid, som hentydet ovenfor, innbefatter utførelser beskrevet heri et traktorparti 150 som er utformet for vesentlig selvinnretning med en perpendikulær vertikalakse 380 over brønnen 200 for på den måten å hjelpe til med å optimalisere drivfriksjon idet skade på brønnveggen 250 og trekkelementene 127 også minimaliseres.

[0035]Nå fortsatt med referanse til fig. 1-3, er den selvrettende egenskap av traktorpartiet 150 ytterligere beskrevet. Det vil si, som indikert ovenfor, kan innretning av traktorpartiet 150 med en perpendikulær vertikal akse 380 som vist i fig. 3, anvendes for effektiv trekking av traktorsammenstillingen 100. Imidlertid, som også beskrevet ovenfor, er åpenhullskarakteren til brønnen 200 slik at dets morfologi dynamisk kan forandre seg ettersom sammenstillingen 100 fremføres derigjennom. Med spesiell referanse til fig. 2, kan f.eks. en perpendikulær vertikal akse 380, slik som den i fig. 3, være funnet ved omkring 3-3 i innretning med armene 127 til traktorpartiet 150, for en stor del som beskrevet ovenfor med hensyn til fig. 3. Imidlertid, dette kan forandre seg. For eksempel, ved å anta at traktorpartiet 150 er fremført fra posisjonen vist i fig. 2 til høyre, kan orienteringen av den perpendikulære vertikale akse 180 forandre seg (dvs. rotere). Det vil si, gitt den vekslende morfologi av brønnen 200 fra lokalisering til lokalisering, kan den største (eller minste) distanse over brønnen 200 også forandre seg fra lokalisering til lokalisering.

[0036]For å tillate at traktorpartiet 150 opprettholder innretning med en perpendikulær vertikal akse 380 med vekslende orientering, kan traktorpartiet 150 utformes for å være roterbart. Som indikert ovenfor, kan denne roterbarhet tilveiebringes ved en svivelmekanisme 101 posisjonert mellom traktorpartiet 150 og sentraliseringspartiet 175 til traktorsammenstillingen 100. Imidlertid kan alternative roterbare innretninger være tilveiebrakt. Ikke desto mindre, som også angitt ovenfor, kan traktorpartiet 150 og sentraliseringspartiet 175 være uavhengig roterbare omkring en langsgående akse 180 av sammenstillingen 100. Dette kan ses med referanse til fig. 1 ved at traktorpartiet 150 fremkommer roterbart i en retning omkring den langsgående akse 180 med sentraliseringspartiet 175 roterbart i en motsatt retning (se pilene 190, 195).

[0037]Med traktorpartiet 150 fritt til å rotere omkring den langsgående akse 180 som beskrevet, er det nå mulig at dets armer 125 kan være dynamisk innrettet med den perpendikulære vertikale akse 380 under trekking gjennom brønnen 200. Det vil si, idet sentraliseringspartiet 175 og det gjenværende av sammenstillingen 100 kan være tilbøyelig til å forbli en relativ konstant orientering under fremføring med brønnen 200, kan traktorpartiet 150 ikke desto mindre fritt kunne forandre orientering i henhold til vekslende orientering av den perpendikulære vertikale akse 380. På denne måten, kan et balansert grensesnitt 300 for effektiv trekking oppnås.

[0038]Fortsatt med referanse til fig. 1-3, kan det balanserte grensesnitt 300 oppnås på grunn av rotasjonsfriheten som traktorpartiet 150 tilbys. Imidlertid, utførelser beskrevet heri sørger ikke bare for, men kan i virkeligheten favorisere, en tilstand for traktorpartiet 150 i innretning med den perpendikulære vertikale akse 380, og derved opprettholde det balanserte grensesnitt 300 under trekking. Sammenstillingen 100 kan således i sannhet være "selvinnrettende". Dette er videreutviklet ved bruk av et to-armet traktorparti 150 med armer som er omkring 180° fra hverandre som vist. Det vil si, med en slik utforming, kan radielle krefter utøvet på armene 125 hjelpe dem til å innta den største oppnåelige atskillelse fra hverandre. Således kan trekkelementene 127 søke å grense mot brønnveggen 250 ved lokaliseringer atskilt fra hverandre ved en størst mulige diameter av brønnen 200 (dvs. i henhold til den større perpendikulære vertikale akse 380). Tilstrekkelige radielle krefter for å oppnå rotasjon som beskrevet kan være mellom omkring 1,5 til 2 ganger vekten av traktorpartiet 150. Således i en utførelse hvor traktorpartiet 150 er mellom omkring 250 pund og omkring 350 pund, kan opp til 700 pund av kraft utøves gjennom armene 125 for å oppnå den ønskede orientering.

[0039]Sammenstillingen 100 kan foretrekke en posisjon av optimalisert drivfriksjon som indikert. Imidlertid, som også indikert, kan orienteringen av den perpendikulære vertikale akse 380 rotere fra lokalisering til lokalisering innen brønnen 200. Således, for å opprettholde en posisjon av optimalisert drivfriksjon, kan traktorpartiet 150 til sammenstillingen 100 likeledes rotere som beskrevet, og opprettholde innretning med den dynamiske perpendikulære vertikale akse 180. Dette er oppnådd ettersom radielle krefter påført gjennom trekkelementene 127 driver dem til å forandre posisjon ettersom de beveger seg langs veggen 250 av brønnen 200 ved grensesnittet 300. For eksempel, kan trekkelementer 127 i formen av rullende hjul som vist i figurer 2-4 styres ved radielle krefter over overflaten og brønnen 250 i en retning og måte som opprettholder innretning med den størst mulige diameter av brønnen 200. På grunn av tilstedeværelsen av en svivelmekanisme 101 eller annen roterbar innretning, er styring av trekkelementene 127 på denne måten ikke forhindret ved noen immobilitet av det langstrakte legeme 110 eller andre sammenstillingspartier. Rotasjon av traktorpartiet 150 er således tillatt og selvinnretning med den perpendikulære vertikalakse 380 er opprettholdt ettersom traktoren fremføres.

[0040]Nå med referanse til fig. 5, er en alternativ utførelse av en selvinnrettende åpenhullstraktor-sammenstilling 500 vist. I denne utførelse, er en skare av sammenstillingspartier 550, 575, 551, 576 opplagret av et langstrakt legeme 510 og forbundet til hverandre i rekker. Partiene 550, 575, 551, 576 er anordnet med traktorpartier 550, 551 og sentraliseringspartier 575, 576 som veksler langs legemet 510 med svivelmekanismer 501, 502, 502 anbrakt derimellom.

[0041]Sammenstillingen 500 i fig. 5 opererer i likhet med den i figurer 1-4. For eksempel, i den viste utførelse innbefatter sentraliseringspartiene 575, 576 buefjærer 560, 561 for å tilveiebringe sentralisering av sammenstillingen 500 med hensyn til brønnen 200 i likhet med utførelsene beskrevet ovenfor. Imidlertid, med flere sentraliseringspartier 575, 576 kan lengden av sammenstillingen 500 som kan være sentrert innen brønnen 200 økes. Således kan traktorpartier 550, 551 være vekslende anbrakt mellom sentraliseringspartiene 575, 576 for passende sentreringer derav. Selvfølgelig vil hvert traktorparti 551, anbrakt mellom to separate sentraliseringspartier 575, 576 og svivelmekanismer 502, 503 ha den samme fordelen av sentraliseringskrefter påført ved begge ender derav. I en slik utførelse vil dette være tilfellet for alle bortsett fra de øverst i hullet og nederst i hullet posisjonerte traktorpartier (f.eks. 550).

[0042]Fortsatt med referanse til fig. 5, kan radielle krefter påføres en rekke av trekkelementer 527 gjennom armer 525 til traktorpartiene 550, 551 for å grense mot en geologisk formasjon 225 ved åpenhulls-brønnveggen 250. Traktorpartiene 550, 551 kan således anvendes for driving av sammenstillingen 500 gjennom brønnen 200 i likhet med utførelsene detaljert ovenfor. I tillegg, kan imidlertid bruken av flere traktorpartier 550, 551 tilveiebringe ytterligere trekk-kapasitet for sammenstillingen 500.

[0043]Idet den totale sammenstilling 500 i fig. 5 opererer i likhet med utførelser i fig. 1-5, tilveiebringer tillegget av flere sammenstillingspartier 550, 575, 551, 576 sammenstillingen 500 med et segmentert og forlenget slangelignende område med forøket stabilitet, sentralisering og total øket trekk-kapasitet. Dette seg-menterte område av flere sammenstillingspartier 550, 575, 551, 576 innbefatter flere svivelmekanismer 501, 502, 503 for å tillate at hvert sammenstillingsparti 550, 575, 551, 576 er uavhengig roterbart omkring en langsgående akse 580 av sammenstillingen 500. Hvert traktorparti 550, 551 er således i stand til å opprettholde en posisjon med optimalisert drivfriksjon som detaljert ovenfor. I virkeligheten, uten hensyn til den selvinnrettende karakter av et fremadgående traktorparti 550, 551, tilveiebringer tilstedeværelsen av svivelmekanisme 501, 502 anbrakt ved begge sider av et sentraliseringsparti 575 den tilførte fordel med å tillate en grad av roterbarhet må fremvises ved et slikt parti 575 innen brønnen 200 etter behov.

[0044]Utførelser beskrevet heri, sørger for en selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling hvor en optimalisering av drivfriksjon kan realiseres ut gjennom brønnhullstrekking. Det vil si, at drivfriksjon kan optimaliseres ved grensesnittet av trekkelementer og en vegg til en brønn (selv i tilfeller med en åpenhulls brønn med uregelmessig og vekslende morfologi). På denne måten, kan tilstrekkelig drivfriksjon opprettholdes for på den måten å sikre kontinuerlig trekking av traktorsammenstillingen gjennom brønnen. I virkeligheten kan den selvinnrettende egenskap av traktorsammenstillingen hjelpe til med å unngå skade på formasjonen så vel som trekkelementene som et resultat av opprettholdt balansert grensesnitt derimellom.

Claims

1. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling tilpasset for anvendelse i en undergrunns åpenhull-brønn, karakterisert vedat den omfatter: et langstrakt legeme (510); et første sentraliseringsparti (576) som strekker seg fra nevnte langstrakte legeme; et andre sentraliseringsparti (575) som strekker seg fra nevnte langstrakte legeme; og et første traktorparti (551) anbrakt mellom nevnte første sentraliseringsparti (576) og nevnte andre sentraliseringsparti (575), det første traktorpartiet er uavhengig roterbart med hensyn til hver av sentraliseringspartiene, og sentraliseringspartiene er hver uavhengig roterbare med hensyn til det langstrakte legeme (510) og det første traktorpartiet (551), det første traktorpartiet (551) er konfigurert til justerbart å bringes i inngrep med veggen i brønnen og drive sammenstillingen langs brønnen og omfatter ikke mer enn ett par med radielt utstrekkende omkretsmessig plasserte armer (525), anbragt omkring 180° fra hverandre omkring nevnte langstrakte legeme, armene har respektive trekkelementer (527) ved deres ytre ender, nevnte armer drives radielt utover fra legemet for å drive trekkelementene i inngrep med veggen i borehullet, armene er tilpasset til å innrette seg med den største diameter i brønnen for å tillate traktorsammenstillingen å selvinnrette innen åpenhull-brønnen, og opprettholde optimalisert drivfriksjon innen åpenhull-brønnen; og et andre traktorparti (550) anbrakt tilstøtende nevnte andre sentraliseringsparti, hvori nevnte andre sentraliseringsparti (575) er mellom nevnte første traktorparti (551) og nevnte andre traktorparti (550), nevnte andre traktorparti strekker seg fra nevnte langstrakte legeme for uavhengig rotasjon omkring den langsgående akse i forhold til nevnte første sentraliseringsparti (576), nevnte andre sentraliseringsparti (575) og nevnte første traktorparti (551).

2. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling ifølge krav 1, som videre omfatter: en første svivelmekanisme (502) til nevnte langstrakte legeme anbrakt mellom nevnte første traktorparti (551) og nevnte andre sentraliseringsparti (575); og en andre svivelmekanisme (501) til nevnte langstrakte legeme anbrakt mellom nevnte andre traktorparti (550) og nevnte andre sentraliseringsparti (575), nevnte første svivelmekanisme (502) og nevnte andre svivelmekanisme (501) for å tilveiebringe en grad av uavhengighet for rotasjon til nevnte andre sentraliseringsparti (575) omkring den langsgående akse i forhold til nevnte første sentraliseringsparti (576), nevnte første traktorparti (551) og andre nevnte andre traktorparti (550).

3. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling ifølge krav 1, hvori sentraliseringspartiene (575, 576) omfatter flere buefjærer (560, 561) som forløper fra det langstrakte legeme.

4. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling ifølge krav 1, hvori sentraliseringspartiet er forbundet med det langstrakte legemet ved mansjetter (230), og hvori mansjettene er roterbare omkring det langstrakte legemet.

5. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling ifølge krav 1, hvori trekkelementene er hjul, kammer, puter, spor, kjeder eller kombinasjoner derav.

6. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling ifølge krav 1, hvori armene i paret med radielt utstrekkende omkretsmessig plasserte armer strekker seg fra et armhulrom (130).

7. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling ifølge krav 1, hvori trekkelementene er hjul.

8. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling ifølge krav 1, hvori trekkelementene er kammer.

9. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling ifølge krav 1, hvori trekkelementene er puter.

10. Selvinnrettende åpenhulls traktorsammenstilling ifølge krav 1, hvori trekkelementene er spor.