NO341413B1 - Brønnstrengsammenstilling omfattende løsbare koblingsanordninger og et hjelpeverktøy - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en brønnstrengsammenstilling som egner seg for å utføre en operasjon i forbindelse med et borehull og/eller en jordformasjon utenfor brønnstrengen i borehullet.

Uttrykket brønnstreng brukes for en streng eller brønnrør for operasjoner i et borehull, for eksempel boring, logging, fluidtransportering. Brønnstrengen behøver ikke være et rør over hele lengden. Brønnstrengen kan især være en borestreng.

I løpet av en operasjon, for eksempel boring i en jordformasjon, er det av og til ønskelig å ha adgang til utsiden av borehullet i borestrengen. For eksempel kan utføring av målinger av enkelte egenskaper av den omsluttende jordformasjon være vanskelig om ikke umulig å utføre fra innenfor en borestreng. Andre eksempler hvor det er ønskelig med adgang til borehullet omfatter å ta en prøve av den omsluttende formasjon, injisere et fluid for eksempel sement eller et tapt sirkuleringsmateriale for å hindre fluidtap, eller utføre en renseoperasjon, for eksempel fjerning av en slamgate fra borehullsveggen, for eksempel ved jetrensning.

Hvis det er kjent ved begynnelsen av boreoperasjonen hvilke operasjoner som må utføres, kan det være mulig å få med et spesialisert utstyr i brønnstrengen for eksempel et eget måle-under-boring(MWD)-verktøy. Et slikt spesialisert utstyr er kostbart og behov for dette spesialiserte utstyr oppstår kanskje bare i løpet av operasjonen. I et slikt tilfelle må borestrengen trekkes opp til overflaten slik at et spesielt verktøy kan monteres når borestrengen kjøres inn i borehullet igjen.

Den internasjonale patentsøknad med publikasjonsnummer WO 00/17488 beskriver et system for boring og logging av et brønnhull anordnet i en jordformasjon, hvor loggeverktøyet kan senkes inn i brønnhullet fra innsiden av en rørformet borestreng gjennom en borkrone til den nedre ende av borkronen.

Borkronen omfatter et kronelegeme forsynt med en passasje for loggeverktøyet og et lukningselement for passasjen i form av en innsatsseksjon i kroneflaten. Kronelegemet er festet til borestrengen ved borestrengsiden av kronelegemet og passasjen strekker seg fra en åpning ved borestrengens side til brønnens utside av kronelegemet. Lukningselementet omfatter en primær låseinnretning for selektivt å forbinde lukkeelementet til kronelegemet for selektivt å lukke passasjen. Det kjente system omfatter videre et hjelpeverktøy for å manipulere lukkeelementet, idet lukkeverktøyet danner den nedre del av loggeverktøystrengen.

Loggeverktøystrengen i det kjente system er anordnet slik at det kan passere fra den påfestede brønnstreng gjennom åpningen av kronelegemet ved borestrengssiden langs passasjen, slik at det kan nå lukkeelementet når lukkeelementet er forbundet til kronelegemet. Hjelpeverktøyet omfatter en andre låseinnretning for selektivt å forbinde hjelpeverktøyet til lukkeelementet. Den andre låseinnretning er videre slik anordnet at den første låsemekanisme, samtidig med låsning av hjelpeverktøyet til lukkeelementet blir drevet slik at lukkeelementet blir låst opp fra kronelegemet samtidig som det er festet til hjelpeverktøyet. Borkronen i kjente systemer kan brukes for boreproduksjon når lukkeelementet er forbundet til kronelegemet. Når det er ønskelig å logge formasjonen, blir boreoperasjonen stoppet og loggeverktøystrengen ved hjelpeverktøyet i den nedre ende blir senket gjennom borestrengen inn i passasjen. Den andre låseinnretning er forbundet til lukkeelementet og samtidig blir den første låseinnretning drevet for å frigjøre lukkeelementet fra kronelegemet. Heretter kan loggeverktøyet senkes inn i brønnhullet foran brønnborkronen som loggingen kan utføres fra. Etter at loiggingen har blitt utført, kan loggeverktøystrengen trekkes tilbake inn i borestrengen, slik at lokkeelementet blir gjeninnkoplet til kronelegemet og hjelpeverktøyet samtidig frakoples fra lukkeelementet.

Selv om det kjente system gir adgang til det åpne borehullet foran borkronen i løpet av en boreoperasjon med loggeverktøyet, har det den ulempen at en spesialborkrone forsynt med en passasje og et avtakbart lukkeelement.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en brønnstrengsammenstilling som angitt i krav 1 og bruk av en brønnstrengsammenstilling som angitt i krav 11.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en borestrengsammenstilling som egner seg for utføring av en operasjon i forbindelse med borehullet og/eller jordformasjonen utenfor borestrengen hvor det ikke er nødvendig med noen spesialborkrone..

For å oppnå dette tilveiebringer oppfinnelsen en brønnstrengsammenstilling som består av: en øvre rørbrønnstrengdel med øvre og nedre ender mellom hvilke det er anordnet en passasje;

en nedre brønnstrengdel med øvre og nedre ender, hvis nedre ende er anbrakt i avstand fra den nedre ende av den øvre brønnstrengdel og hvis nedre ende kan forbindes til, eller omfatte en borkrone;

en løsbar borestrengsammenkoplingsanordning for selektivt å kople sammen nedre og øvre brønnstrengdeler over den nedre ende av den nedre brønnstrengdel; og

et hjelpeverktøy anordnet slik at det kan føres langs passasjen av den øvre brønnstrengdel, idet hjelpeverktøyet omfatter en betjeningsanordning for å manipulere brørmstrengsammenkoplmgsanordningen for å frakople den nedre brønnstrengdel fra den øvre brønnstrengdel og hvor hjelpeverktøyet er anordnet slik at det kan føres, etter fråkopling av øvre og nedre brønnstrengdeler, gjennom en åpning i den nedre ende av den øvre brønnstrengdel for å nå en arbeidsposisjon hvor minst én del av hjelpeverktøyet ikke er radialt omsluttet av en del av brønnstrengen.

I spesifikasjonen og i kravene er uttrykkene øvre/oppover og nedre/nedover brukt i forhold til en borestreng i et borehull, slik at øvre blir nærmere overflaten (langs borehullet og uansett dets trajektorie) enn lavere. Uttrykket oppover og nedover brukes for å henvise til den respektive retning.

Oppfinnelsen er basert på innsikten som søkeren har tilegnet seg og hatt adgang til borehullet kan tilveiebringes ved å åpne opp brønnstrengen over borkronen i den nedre ende av den nedre del av brønnstrengen, slik at det ikke er nødvendig med en spesialborkrone. Operasjoner i det åpne borehull utenfor brønnstrengen kan utføres gjennom åpningen i den nedre ende av den øvre del av borestrengsammenstillingen. Enhver konvensjonell borkrone, herunder PDC-kroner, rullekonuskroner, kjernekroner, rømmere kan brukes i forbindelse med oppfinnelsen samt andre verktøy som kan forbindes til den øvre ende av en borestreng hvor normalt en borkrone kan anordnes. En borkrone kan være forbundet riktig til den nedre ende av den nedre del av brønnstrengen eller via ytterligere en lengde av brønnstrengen, herunder for eksempel et vanlig borestrengsrør eller elementer av en bunnhullsammenstilling.

Passende omfatter hjelpeverktøyet videre en nedre brønnstrengforbindelse for å forbinde hjelpeverktøyet til den nedre del av brønnstrengen samtidig med eller før fråkopling av brønnstrengens sammenkoplingsanordning. På denne måte kan det anordnes at den nedre brønnstrengdel ikke går tapt i borehullet etter fråkopling.

Hvis hjelpeverktøyet omfatter en avhengningsinnretning som samvirker minst med den nedre ende av den øvre borestrengdel, kan ikke selve hjelpeverktøyet, for eksempel med den nedre brønnstrengdel forbundet til dets nedre ende, gå tapt i hullet.

Fortrinnsvis er borestrengsammenstillingen anordnet slik at den nedre brønnstrengdel kan gjenforbindes til den øvre brønnstrengdel, passende ved å trekke hjelpeverktøyet oppover igjen etter at operasjonen i borehullet har blitt utført.

I en foretrukket utførelse kan øvre og nedre deler av borestrengen teleskopisk åpnes og lukkes med hjelpeverktøyet som den sentrale del.

Operasjonen i forhold til borehullet eller formasjonen som omslutter hjelpeverktøyet kan utføres av et annet spesialisert verktøy som drives gjennom verktøyet i sin arbeidsposisjon, idet hjelpeverktøyet da kan forsynes med en passende åpning. Et annet spesialisert verktøy kan for eksempel være et loggeverktøy, et inspeksjonsverktøy, et prøvetakingsverktøy, et fluidinjiseringsverktøy, et renseverktøy, et plasseringsverktøy for plassering av utstyr i borehullet, for eksempel en pakning. Det andre spesialiserte verktøy kan for eksempel senkes fra overflaten inn i hjelpeverktøyet i dets arbeidsposisjon. Hjelpeverktøyet selv kan også integreres med et annet spesialisert verktøy, dvs. at det kan omfatte en passende anordning for å utføre den ønskede operasjon, slik at hjelpeverktøyet kan utføre en dobbelfunksjon med åpning av borestrengen og utføring av den ønskede operasjon. Det er mulig å tilveiebringe flere hjelpeverktøy for forskjellige operasjoner som hvert kan åpne opp borestrengen ved å manipulere sammenkoplingsanordningen. Hvert integrert hjelpeverktøy kan for eksempel formes av en første modul som tjener til sammenkoplings/fråkopling, løsbart forbundet til en andre modul med det spesialiserte verktøy, slik at den første modul for en bestemt operasjon blir forbundet en passende andre modul for vedkommende operasjon.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, hvor

figur 1 viser skjematisk en utførelse av en brønnstrengsammenstilling ifølge oppfinnelsen hvor øvre og nedre brønnstrengdeler er sammenkoplet;

figur 2 viser skjematisk brønnstrengsammenstillingen på figur 1 etter fråkopling av øvre og nedre brønnstrengdeler;

figur 3 viser skjematisk en utførelse av en sammenkoplingsanordning for bruk ifølge oppfinnelsen;

figur 4 viser skjematisk en utførelse av den øvre del av et hjelpeverktøy;

figur 5 viser skjematisk nedstrømsdelen av hjelpeverktøyet på figur 4;

figur 6 viser skjematisk et snitt langs VI-VI på figur 5;

figur 7 viser skjematisk samvirkningen mellom hjelpeverktøyet og brønnstrengen i den første situasjon,

figur 8 viser skjematisk samvirkningen mellom hjelpeverktøyet og brønnstrengen i en andre situasjon; og

figur 9 viser skjematisk samvkkningen mellom hjelpeverktøyet og brønnstrengen i en tredje situasjon.

Like referansenummer på de forskjellige figurene refererer til vesentlig like deler.

På fig. 2 er det vist skjematisk en brønnstrengsammenstilling 1 ifølge oppfinnelsen anordnet i et borehull 2 som gjennomtrenger en undergrunnsformasjon 3. På fig. 1 er den nedre brønnstrengdel 5 vist forbundet til den øvre brønnstrengdel 8. Den nedre brønnstrengdel 5 har en øvre ende 10 og en nedre ende 11 og ved den nedre ende i dette tilfellet, er det festet en konvensjonell borkrone 12. Den nedre brønnstrengedel 5 kan også omfatte en lengde av et konvensjonelt borrør samt andre elementer av en bunnhullsammenstilling, for eksempel en borekrage, remmgsstyrmgsinnretninger, slammotor, måle-under-boringssystemer (ikke vist). Den nedre brønnstrengdel behøver ikke å ha en stor diameter i den langsgående passasje, men kan naturligvis ha en slik passasje over en viss lengde.

Den øvre brønnstrengdel har nedre ende 15 ovenfor, dvs. anbrakt i avstand fra den nedre ende av den nedre brønnstrengdel når den øvre og nedre brønnstrengdel er forbundet til hverandre under normal drift som vist på fig. 1. Den øvre brønnstrengdel strekker seg til overflaten, slik at dens øvre ende ikke blir vist på figuren. Den øvre brønnstrengdel 8 er rørformet, slik at det blir anordnet en langsgående passasje 16 mellom dens øvre og nedre ende.

Den øvre og nedre brønnstrengdel er løsbart sammenkoplet av en brønnstreng-sammenkoplingsanordning 18 som er formet av en låsemekanisme av samvirkende deler av den øvre ende 10 av en nedre brønnstrengdel 5 og den nedre ende 15 av den øvre brønnstrengdel 8. Låsemekanismen er bare vist skjematisk på fig. 1 av låsekulene 24 på den nedre brønnstrengdel som samvirker med en låsefordypning eller flere fordypninger 26 inne i rørets øvre brønnstrengdel 8. Et eksempel på sammenkoplingsanordning vil bli beskrevet i detalj under henvisning til figur 3.

Brønnstrengsammenstillingen 1 omfatter videre et hjelpeverktøy 30 som kan føres langs passasjen 16 av den øvre brønnstrengdel 8, idet hjelpeverktøyet 30 omfatter en operasjonsanordning 33 for å manipulere brønnstrengens sammenkoplingsanordning 18, for å kople fra den nedre brønnstrengdel 5 fra den øvre brønnstrengdel 8. Et eksempel på at hjelpeverktøy med operasjonsanordning vil bli beskrevet i detalj under henvisning til figur 4-6.

Den øvre og/eller nedre brønnstrengdel er forsynt med en anordning 35 for dreiende å låse brønnstrengdelene i forhold til hverandre når de er sammenkoplet. Det er nødvendig for å kunne overføre moment til den nedre brønnstrengdel ved å dreie den øvre brønnstrengdel når delene er sammenkoplet. Låseanordningen kan ha form av en eller flere låsefingre eller kilespor som samvirker med passende fordypninger i den andre brønnstrengdel.

På fig. 2 er brønnstrengsammenstillingen 1 på fig. 1 vist skjematisk etter at brønnstrengens sammenkoplingsanordning 18 ble operert av hjelpeverktøyet 30 ved å senke ned hjelpeverktøyet. Nedsenkningen kan utføres ved hjelp av øyekroken 37 og en vaier eller et spolerør, eller ved å bruke et spesielt utplasseringsverktøy, for eksempel pumpe verktøy.

Hjelpeverktøyet 30 i dette eksempelet omfatter videre en sammenkoplingsanordning 38 for en nedre brønnstreng som er anordnet slik at det forbinder hjelpe-verktøyet 30 til den nedre brønnstrengdel 5 samtidig med, eller før fråkopling av brørmstrengsammenkoplmgsanordningen 18 av operasjonsanordning en 33. Et eksempel på en nedre borestrengsammenkoplingsanordning er beskrevet under henvisning til figur 3-9.

Fig. 2 viser en brønnstrengsammenstilling 1 i en situasjon hvor hjelpeverktøyet 3 har blitt ført videre gjennom åpningen 40 i den nedre ende av den øvre brønnstrengdel 8 for å nå arbeidsposisjonen som vist, hvor hjelpeverktøyet strekker seg inn i et område 41 av borehullet 2 utenfor brønnstrengen hvor en del av hjelpeverktøyet ikke blir radialt eller sideveis omsluttet av noen av brønnstrengdelene. Verken den øvre eller nedre brønnstrengdel omslutter denne del av verktøyet mot alle radiale retninger. Det vil si at hjelpeverktøyet ikke er fullstendig omsluttet i denne arbeidsposisjon, slik at det blir fri adgang til minst borehullet og borehullsveggen. Det vil fremgå at borehullsveggen kan være formet for eksempel av foringsrøret.

For å feste hjelpeverktøyet i arbeidsposisjonen er hjelpeverktøyet forsynt med en avhengnmgsinnretning i form av en landering 42 i den øvre ende som samvirker med en landeskulder 44 i den øvre brønnstrengdel 8.

Hjelpeverktøyet 30 omfatter videre et loggeverktøy 46 hvor den delen som ikke er omsluttet av brønnstrengen 1 når brønnstrengen har blitt åpnet opp og hjelpeverktøyet er i arbeidsposisjonen som vist. Det vil fremgå at i stedet for loggeverktøyet 46, kan også en annen anordning få utføre en operasjon i forhold til borehullet eller formasjonen som omslutter hjelpeverktøyet anordnet, for eksempel som en modul som kan anordnes i stedet for loggeverktøymodulen.

Alternativt kan delen benevnt med 46 bare tilveiebringe en åpning eller vindu (ikke vist) som et annet spesialisert verktøy kan virke gjennom og hvor ytterligere spesialisert verktøy kan senkes inn i hjelpeverktøyet. På fig. 3 vises et eksempel på sammenkoplingsanordningen 18 i detalj i et langsgående snitt hvor øvre og nedre brønnstrengdeler er koplet som på fig. 1.

Sammenkoplmgsanordningen 18 er formet av en låseinnretning 110 i den øvre ende 10 av den nedre brønnstrengdel 5 som samvirker med en seksjon 118 i den nedre ende 15 av den øvre brønnstrengdel 8.

Låseinnretningen 110 av den nedre brønnstrengdel 5 har en vesentlig sylindrisk form og strekker seg inn i en sentral, langsgående boring 110 i seksjonen 112 med nøye klaring. Boringen 120 danner del av passasjen 16 og har en åpning 40 i den nedre ende. Låseinnretningen 110 er løsbart forbundet til den øvre brønnstrengdel 8. Låseseksjonen 110 omfatter en vesentlig sylindrisk ytterhylse 123 som strekker seg med nøye klaring langs boringen 110. Låseseksjonen 110 omfatter videre en innvendig hylse 125 som skyvbart passer til ytterhylsen 123. Innerhylsen 125 er forsynt med en ringformet kant 126 som er forspent i oppoverretningen mot en innvendig skulder 128 av den utvendige hylse 123. Forspenningskraften utøves av en delvis sammentrykket spiralfjær 130 som skyver innerhylsen 125 oppover. I den nedre ende er innerhylsen 125 forsynt med en ringformet fordypning 132 som er anordnet for å omslutte den øvre del av fjæren 130.

Den ytre hylse 123 er forsynt med fordypninger 134, hvor låsekuler 135 er anordnet. En låsekule 135 har en større diameter enn tykkelsen av hylsens 123 vegg og hver fordypning 124 er anordnet for å holde den respektive kule 135 løst, slik at den kan bevege seg et begrenset stykke radialt inn og ut av hylsen 123. To låsekuler 135 er vist på tegningen, men det vil imidlertid fremgå at flere låsekuler kan anordnes. Som et alternativ for låsekulene, kan også låsehaker brukes.

I samkoplingsposisjonen 3 blir låsekulene 135 skjøvet radialt oppover av innerhylsen 125 og registrerer med den ringformede fordypning 136 anordnet i seksjonen 112 innvendig rundt boringen 120. På denne måte blir låseinnretningen 110 og følgelig den nedre brønnstrengdel låst til den øvre brønnstrengdel 8.

Innerhylsen 125 er videre forsynt med en ringformet fordypning 137 som, i sammenkoplingsposisjonen blir langsgående forflyttet i forhold til fordypningene 136 i oppoverretningen. Innvendige fordypninger 138 kan også være tilveiebrakt. Som forklart i detalj nedenfor, kan sammenkoplingsanordningen brukes ved å frembringe en langsgående bevegelse av innerhylen 125 i forhold til ytterhylsen 123, siden låsekulene 135 på denne måte kan låses til å frigjøres fra boret 136.

Den øvre ende 123a av ytterhylsen 123 er traktformet for å føre hjelpeverktøyet inn i låseseksjonen 110, idet hjelpeverktøyet tjener til å kople den nedre brønnstrengdel og drive brønnstrengens sammenkoplmgsanordning. Låsefordypningene 139 er anordnet i hjelpehylsen 123 for å samvirke med den nedre borestrengens sammenkoplingsanordning 38 på hjelpeverktøyet 30 (se nedenfor).

Seksjonen 112 omfatter videre en toveis orienteringsinnretning 140 og en fjærforspent aktiveringsknapp 145 som begge er anordnet for å samvirke med hjelpe-verktøyet som kan utplasseres gjennom passasjen 16 for manipulering av sammenkoplingsanordningen 18. Orientermgsinnretningen 140 omfatter et føringsspor 141 formet av innadvendt kanter 142a, 142b som strekker seg i øvre og nedre retning helt rundt periferien av passasjen 16 for å danne en øvre kant 143 og en nedre kant 144. Orientermgsinnretningen 140 er tegnet som vist på figur 3 for tydelighets skyld, men den er orientert slik at føringssporet 141 er anordnet motstående knappen 145.

En utførelse av hjelpeverktøyet som samvirker med sammenkoplingsanordningen på fig. 3, vil nå bli beskrevet.

På figur 4-6, viser fig. 4 skjematisk den øvre del av hjelpeverktøyet og fig. 5 den nedre del av hjelpeverktøyet i et langsgående snitt. Fig. 6 viser et tverrsnitt langs VI-VI på fig. 5.

Hjelpeverktøyet 30 for manipulering av sammenkoplingsanordningen 18 er anordnet slik at det kan føres fra overflaten gjennom det indre av den øvre brønnstrengdel 8 langs passasjen 16 til sammenkoplingsanordningen 18 når øvre og nedre brønnstrengdel er koplet som vist på fig. 1 og 3. For dette formål er hjelpeverktøyet langstrakt og vesentlig sylindrisk med en maksimal utvendig diameter som er mindre enn den innvendige diameter av den øvre brønnstrengdel 8. Den nederste del av hjelpeverktøyet har en maksimal, utvendig diameter som er mindre enn den minste diameter av passasjen. En typisk minimumsdiameter av passasjen er 6 cm når den øvre brønnstrengdel har en diameter så liten som 9 cm eller naturligvis større.

Hjelpeverktøyet omfatter et første utvendige element 155 og et andre element i form av et innvendig stempel 156. Det utvendige elementet 155 i dette eksempelet har et hus anordnet av deler 157, 158, 159 som er satt sammen av skruer 160, 161. Det utvendige element 155 omfatter en nedre brørmstrengsarnmenko<p>lmgsanordning 38 i den nederste ende. Den nedre brørmstrengsarnmenkoplingsanordning omfatter fire låsefliker 163 som er anordnet for å samvirke med låsefordypninger 139 i låseinnretningen 110 av den nedre brønnstrengdel 5 for selektivt å løsbart kople sammen hjelpeverktøyet til den nedre brønnstrengdel.

Innerstempelet 156 er forsynt med en operasjonsanordning 133 i den nedre ende i form av et stempel 164. Stempelet 164 har et kryssformet tverrsnitt i den nederste ende, som det best fremgår av figur 6, og tjener for langsgående å forskyve den innvendige hylse 125 i forhold til den utvendige hylse 123 av låseseksjonen. For å oppnå dette blir innerstempelet 156 langsgående beveget i forhold til det ytre element 155. Stempelet 164 er vist ved 166 i en første, tilbaketrukket posisjon. Denne posisjon karakteriseres samtidig den relative posisjon mellom første, utvendige element 156 og det innvendige stempel (andre element) 156. Dette vil også fremgå for den øvre del av hjelpeverktøyet 30 på figur 4, hvor skaftet 167, som er forbundet til den øvre del av innerstempelet 156 er helt tilbaketrukket fra den øvre del av ytterelementet 155. Skaftet eller akselen 167 har en skulder 168 og er forbundet via en svivel 169 til annet utstyr (ikke vist) som danner del av, som er forbundet til den øvre ende av hjelpeverktøyet 30. Svivelen muliggjør fri tegning av et slikt annet utstyr.

Med stempelet i denne tilbaketrukne stilling får låseflikene 163 av ytterelementet 155 tverrfleksibilitet mot aksen 170 av hjelpeverktøyet, slik at de kan trenge inn i låseseksjonen 110 og forbindes til låsefordypningen 139.

Innerstempelet 156 kan også langsgående bli flyttet for å anta andre posisjoner i forhold til ytterelementet 155. En slik posisjon er vist stiplet ved 171, og i denne posisjon kan ikke flikene 163 bøye seg mer mot aksen.

Stempelet 164 er anordnet slik at det kan skyves på den øvre ende av innerhylsen 125 for derved å forme en operasjonsanordning 133 for sammenkoplingsanordningen 18 som beskrevet tidligere. Det vil bli beskrevet i detalj i forbindelse med figur 7-9.

Hjelpeverktøyet blir videre forsynt med flere deler som ytterligere støtter en sikker operasjon, især for ytterligere å sikre at den nedre borestrengdel ikke kan gå tapt i hullet; den øvre utløser 172 som danner en første holdeinnretning og den nedre utløser 173 som danner en andre holdeinnretning er anordnet på ytterelementet 155 for å samvirke med en fordypning 175 på innerstempelet 156 og med stempelet 145 i seksjonen 112 av den øvre brønnstrengdel 8, som forklart i detalj nedenfor. Utløserne 172 og 173 er forsynt med hakk 177, 178 som strekker seg gjennom en åpning 180 i huset 158 og som er svingbart montert rundt aksene 182, 183 hvor endene motstående hakkene er forspent i retning av innerstempelet 156 ved hjelp av en fjær 186, 187.

Huset er videre forsynt med et spor 190 som fremspringer ut av den vesentlig sylindriske ytterflate av den nedre del av ytterelementet 155 som samvirker med det toveis orienteringsverktøy 140 av den øvre strengdel 8. Kilesporet 190 er langstrakt og parallelt med retning av aksen 170 og har avskrånede kanter som gir det en båtliknende form. Kilesporet bæres av fjærer 192.1 stedet for det båtformede langstrakte kilespor kan det også anordnes to separate kilespor som er langsgående anbrakt fra hverandre. Under kilesporet 190 og litt på skrå forflyttet, finns det en antikollisjonsknapp i form av en radialt utadvendt spiss 195 båret av en fjær 197.

Innerstempelet 156 kan videre være forsynt med fingre (ikke vist for tydelighets skyld) som strekker seg under stempelet 164, idet fingrene kan samvirke med fordypninger 138 i låseinnretningene 110. På denne måte kan også innerstempelet forbindes den nedre brønnstrengdel i en bestemt posisjon som ytterligere kan bidra til en sikker operasjon i tilfellet sterke, langsgående, utadvendte (nedadgående) krefter på den nedre borestrengdel 5 på grunn av trekking eller pumping.

Funksjonen av delene for å sikre en sikker operasjon vil tydeligere fremgå etter beskrivelsen av figurene 7-9.

Figurene 7-9 viser flere trinn av sammenkoplingen mellom hjelpeverktøyet 30 og sammenkoplingsanordningen 18 når sammenkoplingsanordningen brukes for å frakople øvre og nedre brønnstrengdel. Referansenumrene tilsvarer de som allerede er brukt i forbindelse med figurene 1-6.

Brønnstrengen 1 med øvre og nedre brønnstrengdeler sammenkoplet som vist på fig. 1, kan brukes for å fremskride i brønnhullet 2.

Når det er ønskelig å utføre en operasjon i det åpne borehull 2, blir borkronen 12 først anbrakt i en avstand over bunnen av borehullet. Deretter kan en nedre brønnstrengdel 5 frakoples og senkes ned for å frembringe et rom for operasjonen mellom øvre og nedre brønnstrengdeler.

For fråkopling blir hjelpeverktøyet 30 senket ned fra overflaten, eller fra en posisjon inne i den øvre brønnstrengdel 8 langs passasjen 16, for å nå seksjonen 112.

Når hjelpeverktøyet 30 senkes ned, blir det innvendige stempel 156 værende i sin tilbaketrukne stilling 166 som også kalles den første posisjon i forhold til ytterelementet 156 i spesifikasjonen og i kravene. Når den nedre del av hjelpeverktøyet føres inn i seksjonen 112, vil kilesporet 190 gripe den øvre kamkant 143 (ikke vist på fig. 7-9 for tydelighets skyld) og hjelpeverktøyet blir dreiet rundt svivelen 169, slik at det oppnås en bestemt skråposisjon mellom den nedre brørmstrengsammenkoplingsanordning 38 og låseinnretningen 110 ved eller like før punktet hvor hjelpeverktøyet kontakter låseinnretningen 110.

Fliken 163 som danner den nedre brønnstrengsammenkoplingsanordning på den nedre ende av ytterelementet 156, blir mottatt og ført av den traktformede øvre ende 123a av ytterhylsen 23 inn i låseinnretningen 110. Benene av flikene 163 blir innvendig deformert inntil flikene 163 registrer med fordypningene 139, slik at de kan klemme utover. Denne posisjon, hvor hjelpeverktøyet 30 er forbundet til låseinnretningen 110 av den nedre brønnstrengdel 5, er vist på figur 7.

Det vil også fremgå av figur 7 at knappen 145 har grepet hakket 177 av den øvre utløser 172 (som danner en første holdeinnretning), for derved å løfte den øvre ende av utløseren 172 ut av fordypningen 175. Når flikene 163 har koplet seg til fordypningene 139, blir følgelig den første holdeinnretningen 172 operert (frigjort), slik at den ikke blokkerer en videre nedadgående bevegelse av innerstempelet 156.

Ytterligere skyving på den øvre ende av hjelpeverktøyet 30 vil få innerstempelet 156 til å gli langsgående i forhold til ytterelementet 155. Stempelet 164 griper den øvre ende av innerhylsen 125, som har en mindre innvendig diameter enn diameteren av stempelet 164. En ytterligere nedadgående bevegelse av innerstempelet vil få innerhylsen til å skyve mot kraften mot fjæren 130 inntil låsekulene 135 registrer med fordypningen 137. Denne situasjon er vist på fig. 8. Låsekulene blir deretter beveget innover for derved å låse opp den nedre brønnstrengdel 5 fra den ringformede fordypning 136, dvs. fra den øvre brønnstrengdel 8. På denne måte danner stempelet 164 en bruksanordning for sammenkoplingsanordningen 18. Den relative posisjon mellom innerstempelet 156 og ytterelementet 155 hvor låsekulene er helt frigjort fra den ringformede fordypning 136, kalles den andre relative posisjon i spesifikasjonen og kravene.

I posisjonen vist på figur 8, hindrer innerstempelet 156 en innadvendt bøyning av flikene 163, slik at hjelpeverktøyet 30 blir sikkert låst til den nedre brønnstrengdel 5. I denne posisjon har også fordypningen 175 på innerstempelet beveget seg så langt at den registrerer med den nedre utløser 173 (andre holdeinnretning). Den nedre ende av den nedre utløser 173 blir tvunget inn i fordypningen 175 av fjæren 187 virkning og blokkerer den langsgående, oppadvendte bevegelse av innerstempelet 56 i forhold til ytterelementet 156 når lukkeelementet 10 låses opp.

Ved ytterligere å skyve hjelpeverktøyet 30 i den nedre utgående retning, blir den nedre brønnstrengdel 5 skjøvet vekk fra den øvre brønnstrengdel. En del av hjelpeverk-tøyet når det åpne borehullet og blir ikke radialt omsluttet av borestrengen, slik at en operasjon kan utføres som nevnt i forbindelse med figur 2.

Hjelpeverktøyet kan passende henges av i bunnhullsammenstillingen som vist på figur 2. Brønnborkronen 1 og hjelpeverktøyet 30 er slik konstruert at den nedre brønn-strengdel 5 kan låses igjen til den øvre brønnstrengdel 8 hvis dette er ønskelig etter at operasjonen i det åpne borehull har blitt utført.

For å oppnå dette blir hjelpeverktøyet trukket oppover igjen. Den nedre utløser 173 samvirker med fordypningen 175 og holder innerstempelet i posisjonen i forhold til ytterelementet 155. Kilesporet 190 samvirker med den nedre kamkant 144 (som bare vist på fig. 3 for tydelighets skyld) for å bringe den nedre brønnstrengdel med påfestet hjelpeverktøy 30 i en bestemt vinkel i forhold til den øvre brønnstrengdel 8. Denne bestemte vinkelorientering må utføres i en annen, nedre posisjon av hjelpeverktøyet enn før da hjelpeverktøyet skulle gripe og kople sammen låseseksjonen 110. For å oppnå dette er kilesporet 190 langstrakt, eller to kilespor kan anordnes med et passende, langsgående mellomrom. På denne måte oppstår orienteringen på forskjellige, langsgående posisjoner. Dette kan i prinsippet også oppnås ved å gjøre føringssporet 141 lenger. Fordelen med den langstrakte kileanordning, er at det trengs mindre plass for orientermgsinnretningen 140 som del av borestrengen eller borkronen. KHeanordningens forlengelse kan velges lenger enn lengden av føringssporet.

Når posisjonen vist på fig. 8 nås, holder låsekulene 135 på å bli tvunget tilbake til den ringformede fordypning 136. I denne posisjon aktiverer knappen 145 den nedre utløser 173, slik at den frigjøres fra fordypningen 175 og det nedre stempelet 156 med stempelet 164 i dets nedre ende kan beveges i en oppoverretning. Innerhylsen 125 med fordypningene 137 forflytter seg oppover og låsekulene blir låst igjen i den ringformede fordypning 136. På dette tidspunkt blir kronelegemet og lukkeelementet koplet sammen igjen.

Etter sammenkopling kan hjelpeverktøyet frakoples igjen fra lukkeelementet. For å oppnå dette blir innerstempelet beveget til posisjonen i forhold til ytterelementet som vist på figur 7 og vil ikke lenger blokkere den innadvendte bøyebevegelse fra flikene 163. Ved ytterligere å trekke hjelpeverktøyet opp, for eksempel fra overflaten, kan flikene 193 løsnes fra fordypningene 139 og for å oppnå dette er de øvre kantene lett avskrånet som vist på tegningen. Etter ytterligere trekning frigjøres knappen 145 fra den øvre utløser 172 som deretter hindrer innerstempelet i å bevege seg nedover igjen.

Som det vil fremgå av den foregående beskrivelse, gir utførelsen av hjelpeverk-tøyet og borestrengen omtalt i forbindelse med figurene 3-9 en sikker åpning av brønns-trengens sammenkoplingsanordning og den nedre brønnstrengens sammenkoplingsanordning ganske enkelt ved å føre/skyve hjelpeverktøyet ned gjennom den øvre brønnstrengdel (for eksempel ved å bruke rør som strekker seg til overflaten eller pumping). Især vil det hindre at den nedre del av brønnstrengen går tapt i brønnhullet. En sikker gjenforbindelse er mulig også ganske enkelt ved å føre/trekke hjelpeverktøyet opp igjen (for eksempel ved hjelp av et rør eller en vaier).

I denne utførelse er to funksjoner av hjelpeverktøyet frakoplet, på den ene side er forbindelsen av den nedre borestrengdel til hjelpeverktøyet og på den annen side operasjonen av brørmstrengsammenkoplmgsanordningen. Fråkoplingen oppnås på en bestemt måte, slik at sammenkoplingsanordningen bare kan brukes når hjelpeverktøyet er koplet til den nedre borestrengdel. På denne måte hindres det at den nedre borestrengdel kan gå tapt i brønnhullet siden den bare kan frakoples fra den øvre brønnstrengdel hvis den er helt koplet til hjelpeverktøyet.

Fråkopling av disse funksjonene oppnås ved at hjelpeverktøyet omfatter første og andre elementer som hver er forbundet hovedsakelig til en av funksjonene og som er bevegelige i forhold til hverandre. I en første relativ posisjon mellom første og andre elementer kan hjelpeverktøyet forbindes til en nedre borestrengdel og ved å bevege første og andre elementer til deres andre relative posisjon, kan sammenkoplingsanordningen brukes.

I denne utførelse er den nedre borestrengforbindelsesanordning anordnet nær nedstrømsenden av det første element, idet operasjonsanordning en er anordnet nær nedstrømsenden av det andre element og det andre element er anordnet langsgående skyvbart langs passasjen i forhold til det første element. I den første relative posisjon blir passende det andre element i en øvre posisjon i forhold til det første element og hvor det andre element blir beveget nedover når den beveges mot den andre, relative posisjon.

Utførelsene er også fordelaktige siden den muliggjør en enkel operasjon av sammenkoplingsanordningen bare ved hjelp av langsgående bevegelser. Ved å senke hjelpeverktøyet ned med det andre element i den første relative posisjon, kan hjelpeverktøyet koples til den nedre borestrengdel. Med en ytterligere langsgående bevegelse av det andre element i forhold til det første element, kan sammenkoplingsanordningen brukes. En slik langsgående bevegelse kan lett bevirkes.

Samvirkningen mellom hjelpeverktøyet, sammenkoplingsanordningen og den nedre borestrengsforbindelse er omtalt under henvisning til figurene 3-9 og er vesentlig lik operasjonen av brønnborkronen som egner seg for gjennomgående operasjon som beskrevet i det europeiske patentskrift 03250243.7 som ikke er publisert ved prioriteringsdatoen av nærværende søknad.

Operasjonen av den toveis orientermgsinnretning er vesentlig som beskrevet i det europeiske patent nr. 03250243.7 og 03250242 som ikke er publisert ved prioriteringsdatoen for nærværende søknad. Begge disse europeiske patentsøknader ble overgitt før inngivelsesdato av nærværende søknad og har tjent som prioriteringssøknader for den internasjonale patentsøknad PCT/EP2004/050017 hvis gjenstand av begge de europeiske patentsøknader var tatt med.

Det vil fremgå at andre sarnmenkoplingsanordninger og hjelpeverktøy også kan brukes ifølge oppfinnelsen, for eksempel lik låsemekanismen for borkroner som egner seg for gjennom-krone-operasjon, som beskrevet i de internasjonale patentsøknader No. WO 00/17488 og WO 03/004825, hvis rolle av øvre og nedre brønnstrengdeler utføres av kronelegemet og lukkeelementet for den langsgående passasje i kronelegemet. I enkelte applikasjoner kan det være et problem ved å miste den nedre borestrengdel i borehullet etter fråkopling, slik at den nedre borestrengforbindelse ikke trengs.

Oppfinnelsen kan brukes for å se til at borestrengen kan åpnes i enhver ønsket posisjon over dens nedre ende. Det kreves bare å anordne en passende sammenkoplingsanordning ved posisjonen. Sarnmenko<p>lmgsanordningen behøver ikke forstyrre den normale boreoperasjon, men gi fleksibilitet for å utføre en operasjon i borehullet. Når en borestrengsammenstilling utplasseres i et borehull, kan oppfinnelsen brukes for å utføre en operasjon i borehullet utenfor brønnstrengen, som kan være et åpent borehull, eller også et delvis eller helt komplettert brønnhull.

Den nedre brønnstrengdel kan omfatte alle eller del av en såkalt bunnhullsammenstilling av en brønnstreng.

Brønnstrengen ifølge oppfinnelsen behøver ikke å være forsynt med en borkrone i den nedre ende av den nedre brønnstrengdel. En rømmer kan for eksempel monteres, eller et sementeringsverktøy. I en bestemt applikasjon er den nedre ende av den nedre brønnstrengdel forsynt med et spolehode og den øvre del av brønnstrengen i dette tilfelle omfatter videre en knuteskjøt. Strålehodet og knuteskjøten brukes i gjeninngangssystemer for å rette en borestreng i en bestemt gren av en flerlateral brønn.

Claims (11)

1. En brønnstrengsammenstilling omfattende; en øvre rørbrønnstrengdel med øvre og nedre ender mellom hvilke det er anordnet en passasje; en nedre brønnstrengdel ved øvre og nedre ender, hvis nedre ende kan forbindes til eller omfatter en borkrone; en løsbar brørmstrengsammenkoplmgsanordning for selektivt å kople sammen nedre og øvre brønnstrengdeler over den nedre ende av den nedre brønnstrengdel, hvor brønnstrengsammenstillingen erkarakterisert ved: et hjelpeverktøy anordnet slik at det kan føres langs passasjen av den øvre brønnstrengdel, idet verktøyet omfatter en operasjonsanordning for manipulering av brørmstrengsammenkoplmgsanordningen for å kople fra den nedre brønnstrengdel fra den øvre brønnstrengdel og hvor hjelpeverktøyet er anordnet slik at det kan føres, etter fråkopling av øvre og nedre brønnstengdeler, gjennom en åpning i den nedre ende av den øvre brønnstrengdel for å nå en arbeidsposisjon hvor minst en del av hjelpeverktøyet ikke blir radialt omsluttet av en del av brønnstrengen, hvorved den nedre ende av den nedre brønnstrengdel er anbrakt i avstand fra den nedre ende av den øvre brønnstrengdel når den øvre og nedre brønnstrengdel blir koplet til hverandre hvorved den nedre ende av den øvre brønnstrengdel befinner seg mellom den nedre ende og øvre ende av den nedre brønnstrengdel.

2. Brønnstrengsammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat hjelpeverktøyet videre omfatter en nedre brønnstrengforbindelsesanordning for å forbinde hjelpeverktøyet til den nedre brønnstrengdel samtidig med, eller fråkopling av brønnstrengens sammenkoplingsanordning.

3. Brønnstrengsammenstilling ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat hjelpeverktøyet omfatter en avhengnmgsinnretning, som samarbeider med den nedre enden av den øvre brønnstrengdelen.

4. Brønnstrengsammenstilling ifølge et av kravene 1-3,karakterisert vedå ytterligere omfatte et hjelpemiddel for å utføre en operasjon i forbindelse med borehullet eller formasjonen som omkranser hjelpeverktøyet, når hjelpeverktøyet er i arbeidsposisjon.

5. Brønnstrengsammenstilling ifølge krav 4,karakterisert vedat hjelpemiddelet for å utføre en operasjon er dannet som en del av hjelpeverktøyet.

6. Brønnstrengsammenstilling ifølge krav 4 eller 5,karakterisert vedat hjelpemiddelet for å utføre en operasjon er valgt fra en gruppe omfattende et loggeverktøy, et stikkprøveverktøy, et fluidinjeksjonsverktøy, eller et plasseringsverktøy.

7. Brørmstrengsammenstilling ifølge et av kravene 2-6 når avhengig av krav 2,karakterisert vedat hjelpeverktøyet omfatter et første element som inneholder det nedre brønnstrengforbindelsesmiddelet og et andre element som inneholder driftsmiddelet, hvor det andre element er anordnet bevegelig slik at det kan anta en første og en andre posisjon relativt til det første elementet, hvor i den første posisjonen det nedre brønnstrengforbindelsesmiddelet kan tilkoples, i hvert fall når øvre og nedre brønnstrengdeler er sammenkoplet, til den nedre brønnstrengdelen uten å betjene borestrengforbindelsesmiddelet, og hvor det etter sammenkoplingen av hjelpeverktøyet til den nedre brønnstrengdelen kan borestrengforbindelsesmiddelet bli betjent ved å bevege det andre element deriblant betjeningsmiddelet mellom den første og andre posisjonen.

8. Brønnstrengsammenstilling ifølge krav 7,karakterisert vedat det nedre brønnstrengforbindelsesmiddelet er anordnet nær den nedre enden til det første elementet, hvor betjeningsmiddelet er anordnet nær den nedre enden til det andre elementet, og hvor det andre elementet er anordnet glidbart i lengderetningen langs passasjen i forhold til det første elementet, slik at den første relative posisjonen er en øvre posisjon til det andre element, og hvor det andre element er beveget relativt til det første element i nedover retning når en beveger det mot den andre relative posisjonen.

9. Brønnstrengsammenstilling ifølge krav 8,karakterisert vedat det første elementet til hjelpeverktøyet omfatter et hovedsakelig rørformet legeme hvor det andre elementet er anordnet koaksialt glidbart, hvor den nedre brønnstrengdelen omfatter ved sin øvre ende en ytre muffe og en koaksial indre muffe, hvor den øvre enden av den ytre muffen er anordnet til å samarbeide med det nedre brønnstrengforbindelsesmiddelet for å låse hjelpeverktøyet til den ytre muffen, hvor den øvre enden til den indre muffen er anordnet til å samarbeide med betjeningsmiddelet til hjelpeverktøyet slik at forbindelsesmiddelet er betjent ved å bevege den indre muffen i forhold til den ytre muffen i lengderetningen.

10. Brønnstrengsammenstilling ifølge et av kravene 1-9,karakterisert vedat forbindelsesmiddelet, hjelpeverktøyet and det frivillige nedre brønnstrengforbindelsesmiddelet er anordnet slik at den nedre og øvre brønnstrengdelen kan bli sammenkoplet igjen etter en fråkopling.

11. Bruk av en brønnstrengsammenstilling ifølge et av kravene 1-10, for å utføre en operasjon i et borehull utenfor/rundt borestrengen.