NO345345B1 - Opprømmer, integrert bladstabilisator for en opprømmer og fremgangsmåte for opprømming av et borehull - Google Patents

Description

TEKNISK OMRÅDE

[0001] Den foreliggende oppfinnelse vedrører feltet retningsboring, og særlig en opprømmer egnet til bruk i nedihulls boreoperasjoner.

BAKGRUNNSTEKNIKK

[0002] Retningsboring involverer styring av retningen av en brønnboring når den blir boret. Det er ofte nødvendig å justere retningen av brønnboringen hyppig under retningsboring, enten for å besørge en planlagt forandring i retning eller for å kompensere for utilsiktet og uønsket avbøyning av brønnboringen.

[0003] I borestrengen er bunnhullsanordningen det nedre parti av borestrengen bestående av borkronen, borkrone-rørdelen, en boremotor, vektrør, retningsboreutstyr og forskjellige målesensorer. Borestabilisatorer er typisk inkorporert i borestrengen i retningsboring. Det primære formål med bruk av stabilisatorer i bunnhullsanordningen er å stabilisere bunnhullsanordningen og borkronen som er festet til den distale ende av bunnhullsanordningen, slik at den roterer korrekt på sin akse. Når en bunnhullsanordning er korrekt stabilisert, kan vekten påført på borkronen optimeres.

[0004] Et annet formål med bruk av stabilisatorer i bunnhullsanordningen er å bistå med styring av borestrengen, slik at retningen av brønnboringen kan styres. For eksempel kan korrekt posisjonerte stabilisatorer hjelpe til med å øke eller redusere avbøyningsvinkelen til brønnboringen ved å støtte borestrengen nær borkronen eller ved å ikke å støtte nær borkronen.

[0005] Boreoperatører har ofte et behov for å åpne opp trange restriksjoner i et borehull før kjøring av fôringsrør, forlengingsrør og pakninger i hullet. I tillegg kan opprømmere brukes til å fjerne fremspring i borehullets profil. Opprømming av et borehull reduserer hyppigheten av fastkjørt rør, hjelper til med å kjøre vaierledningsverktøy som kan kjøre seg fast på fremspring, og reduserer hyppigheten av fastkjøring-løsning, hvilket reduserer omfanget av vibrasjon av skaden på bunnhullsanordningen og borkronen.

[0006] I tillegg, opprømming eller åpning av et borehull reduserer ringromsfluidhastighetene, for å ta hånd om ekvivalent sirkulerende tetthet (ECD) mer effektivt, en viktig faktor ved boring av en brønn. US 4467879 A beskriver borehullsanordninger konfigurert som stabilisatorer og borehullsopprømmere som inkluderer et langstrakt rørformet legeme som har en generelt sylindrisk ytre flate og en diameter som er sirka lik diameteren av borehullet som bores. US 2911195 A beskriver en krum borehullsretter for en roterende drillanordning.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0007] Foreliggende oppfinnelse vedrører en opprømer ifølge krav 1, en integrert bladstabilisator for en opprømmer ifølge krav 12 og en fremgangsmåte for opprømming av et borehull ifølge krav 15. En nedihullsanordning for opprømming av et borehull inkorporerer to sett av skjærende strukturer i to integrerte bladstabilisatorer, én orientert nedhulls og den andre orientert opphulls. De skjærende strukturer omfatter polykrystallinske diamantkuttere som er hardloddet i en kile av stål som er innsatt i legemet av opprømmerne i en aksial retning, og som holdes på plass av en stoppeblokk og et fastholdelsesdeksel som er boltet inn i opprømmeren. De to integrerte bladstabilisatorer har en kombinasjon venstre/høyre bladomvikling, for å tilveiebringe 360° støtte rundt omkretsen av opprømmeren. Mellom de to stabilisatorer agiterer et løpehjul og en strømningsakselerator borekaks på undersiden av borehullet, for å blande borekakset inn med boreslammet.

[0008] En fremgangsmåte for utvidelse av et borehull bruker en opprømmer, så som beskrevet ovenfor, stabiliserer opprømmeren i borehullet og utvider borehullet med de skjærende seksjoner. I én utførelse kan opprømmeren utvide borehullet under bevegelse både nedover i hullet og oppover i hullet.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009] De ledsagende tegninger, som er inkorporert i og utgjør en del av dette patentskrift, illustrerer en implementering av anordning og fremgangsmåter som er konsistente med den foreliggende oppfinnelse, og, sammen den detaljerte beskrivelse, tjener til å forklare fordeler og prinsipper som er konsistente med oppfinnelsen. På tegningene,

[0010] Figur 1 er et isometrisk riss som illustrerer en opprømmer i henhold til én utførelse.

[0011] Figur 2 er et forstørret isometrisk riss som illustrerer et parti av opprømmeren på fig.1.

[0012] Figur 3 er et forstørret isometrisk riss som illustrerer en skjærende struktur av opprømmeren på fig.1.

[0013] Figur 4 er et forstørret sideriss som illustrerer den skjærende struktur på fig.

3.

[0014] Figur 5 er et utspilt isometrisk riss av de skjærende strukturer av opprømmeren på fig.1.

[0015] Figur 6 er et sideriss av et løpehjul i henhold til én utførelse.

[0016] Figur 7 er et sideriss av et løpehjul og en strømningsakselerator i henhold til én utførelse.

BESKRIVELSE AV UTFØRELSER

[0017] I den følgende beskrivelse, med henblikk på forklaring, er tallrike spesifikke detaljer fremsatt for å tilveiebringe en grundig forståelse av oppfinnelsen. Det vil imidlertid være åpenbart for en med fagkunnskap innen teknikken at oppfinnelsen kan praktiseres uten disse spesifikke detaljer. I andre tilfeller er struktur og innretninger vist i blokkdiagramform for å unngå å tilsløre oppfinnelsen. Henvisninger til tall uten indekser eller suffikser forstås å referere til alle forekomster av indekser og suffikser som korresponderer til det refererte tall. Dessuten, det språk som brukes i offentliggjøringen har prinsipielt blitt valgt for lesbarhet og opplæringsformål, og har kanskje ikke blitt valgt for å skissere eller avgrense den oppfinneriske gjenstand, idet det er nødvendig å bruke kravene for å bestemme en slik oppfinnerisk gjenstand. Henvisning i patentskriftet til "én utførelse" eller til "en utførelse" betyr at et bestemt trekk, struktur eller karakteristikk beskrevet i forbindelse med utførelsene er inkludert i minst én utførelse av oppfinnelsen, og flere henvisninger til "én utførelse" eller "en utførelse" skal ikke forstås slik at alle nødvendigvis viser til den samme utførelse.

[0018] Ved beskrivelse av forskjellige lokaliseringer i den følgende beskrivelse, viser uttrykket "nedhulls" til retningen langs lengdeaksen i brønnboringen som ser mot den utstrekning av brønnboringen som er lengst bort. Nedhulls er også retningen mot lokaliseringen av borkronen og andre elementer i bunnhullsanordningen. På tilsvarende vis, uttrykket "opphulls" refererer til retningen langs lengdeaksen i brønnboringen som fører tilbake til overflaten, eller bort fra borkronen. I en situasjon hvor boringen er mer eller mindre langs en vertikal bane, er nedhulls reelt i retning nedover og opphulls er reelt i retning oppover, men i horisontal boring er uttrykkene opp og ned tvetydige, slik at uttrykkene nedhulls og opphulls brukes til å betegne relative posisjoner langs borestrengen. På lignende vis, i en brønnboring som nærmer seg en horisontal retning, er det en "overside" av brønnboringen og en "underside" av brønnboringen, hvilket refererer til de punkter på omkretsen av brønnboringen som er nærmest henholdsvis lengst bort fra overflaten av landet eller vannet.

[0019] Figur 1 illustrerer en opprømmer 100 i henhold til én utførelse.

Opprømmeren 100 tilveiebringer to sett av skjærende strukturer, en flerhet av opphulls skjærende strukturer 110 og en flerhet av nedhulls skjærende strukturer 120, som er bygget inn i to integrerte blad (IB) stabilisatorer 130 og 140.

[0020] Mellom stabilisatorene 130 og 140 er det et helisk trekk 150 som virker som et løpehjul og en strømningsakselerator 160. Løpehjulet 150 og strømningsakseleratoren 160 brukes til å agitere borkakset som ligger på undersiden av borehullet i et horisontalt boret borehull, som det beskrives i nærmere detalj nedenfor.

[0021] Koblinger 170 og 180 på hver ende av opprømmeren 100 tillater innkobling av opprømmeren 100 i en borestreng.

[0022] IB-stabilisatorene 130 og 140 er roterende blokkstabilisatorer som er inkorporert i opprømmeren 100 og som roterer sammen med opprømmeren 100 når borestrengen roterer. Selv om de på fig.1 er illustrert som IB-stabilisatorer med fast kaliber, kan IB-stabilisatorene 130 og 140 i andre utførelser være implementert som stabilisatorer med justerbar kaliber, hvilket tilveiebringer evnen til å justere kaliberen under boreprosessen.

[0023] Som illustrert på fig.1, IB-stabilisatorene 130 og 140 omfatter omviklede blader. Den nedhulls IB-stabilisator 140 har det som innen industrien er kjent som en "høyre venstre kombinasjonsomvikling". I en høyre-konfigurasjon, fra et synspunkt hvor man ser nedover i hullet, er orienteringen av det heliske mønster i bladene omkring rotasjonsaksen medurs, og kan beskrives som å ha en "høyre"-konvensjon, ettersom denne konvensjonen ofte brukes innen industrien til å definere en analog dreiemoment-påføring. Denne orienteringen er også konsistent med rotasjonsretningen for borestrengen. Omvendt, en "venstre omvikling" ville vise en skråstilling av krumningen i den motsatte retning. En høyre venstre kombinasjonsomvikling inneholder elementer som er orientert i både en høyre og en venstre retning. I én utførelse har den opphulls IB-stabilisator 130 en høyre venstre kombinasjonsomvikling. Andre utførelser kan bruke IB-stabilisatorer 130 og 140 med forskjellige omviklingskonfigurasjoner.

[0024] Selv om en IB-stabilisator som har rette blader er egnet til glideboring, er rette blader tilbøyelige til å forårsake støt og vibrasjon i bunnhullsanordningen under rotasjonsboring. Omviklede blader, så som illustrert på fig.1, kan begrense vibrasjon i bunnhullsanordningen når borestrengen roteres.

[0025] IB-stabilisatorene 130 og 140 er anordnet med symmetrisk innbyrdes avstand rundt løpehjulet 150, for å minimere støt og vibrasjon på bunnhullsanordningen og andre borestreng-komponenter. Fordi både stabilisatoren 130 og stabilisatoren 140 bruker en høyre venstre kombinasjonsomvikling, tilveiebringer stabilisatorene 130 og 140360° støtte for stabilisatorbladene og hjelper til med å redusere støt og vibrasjoner. IB-stabilisatorene 130 og 140 tillater opprømmeren 100 å opprettholde en retningsbane i brønnboringen mens opprømmeren 100 utvider borehullet. Opprømmeren 100 oppviser nøytral retningsoppførsel på grunn av den symmetriske plassering og kombinerte venstre/høyre symmetri av IB-stabilisatorene 130 og 140.

[0026] I én utførelse har stabilisatorbladene en avstand fra hverandre rundt omkretsen av IB-stabilisatorene 130 og 140 med en stor avstand for å redusere sjansen for at borekaks akkumulerer mellom bladene og pakker fult dette bestemte parti av IB-stabilisatoren 130 eller 140.

[0027] Den utvendige diameter av IB-stabilisatorene 130 og 140 er typisk svært nær den som er for borkronens diameter, stabilisatorenes kontakt vil således nesten ha kontakt med veggen i brønnboringen til enhver tid. Stabilisatorene 130 og 140 gjør at fremføringen av borkronen går videre i en rett linje, hvilket hindrer enhver ytterligere krumning av brønnboringens trajektorie inntil borestrengen er rekonfigurert. Stabilisatorene må derfor være av en svært robust design og konstruksjon for å motstå de ekstremt høye laster som overføres til stabilisatorene når de opplever kontakt med veggen i brønnboringen. I tillegg, virkningen av de skjærende strukturer 110 og 120 tilfører påkjenninger på bladene av stabilisatorene 130 og 140.

[0028] Som illustrert på fig.1, løpehjulet 150 er posisjonert symmetrisk mellom IB-stabilisatorene 130 og 140. Strømningsakseleratoren 160 er anordnet mellom løpehjulet 150 og den nedhulls IB-stabilisator 140. Disse trekk er beskrevet i nærmere detalj nedenfor ved beskrivelse av fig.6 og 7.

[0029] Figur 2 er et isometrisk riss av den nedhulls ende av opprømmeren 100 på fig. 1, og illustrerer IB-stabilisatoren 140 og den skjærende struktur 120 i nærmere detalj. Som det kan sees på fig.2, stabilisatoren 140 omfatter tre bladorganer 210 med lik innbyrdes avstand omkring den sentrale akse i opprømmeren 100. Bladorganene 210 danner tre fordypningspartier 220 mellom bladorganene 210 for fluidstrømning på utsiden av stabilisatoren 140. En passasje langs den sentrale akse tillater strømning av borefluider gjennom opprømmeren 100 nedover i hullet til bunnhullsanordningen. Stabilisatorens bladorganer 210 strekker seg radialt utover fra aksen i opprømmeren 100. Hvert bladorgan omfatter en hardmetallagoverflate ved den utvendige diameter av bladorganet 210, som er i stand til å motstå kontakt med veggen i brønnboringen under boreoperasjoner. I én utførelse oppviser hardmetallag-overflaten en bueform for overensstemmelse med veggen i borehullet.

[0030] I én utførelse omfatter hvert bladorgan 210 et hovedsakelig rett parti 212 lokalisert ved den nedhulls ende av bladorganet 210, og en viklet profil 214 lokalisert ved det opphulls endeparti av bladorganet 210. Den vinklede profil 214 omfatter i én utførelse et knekt eller V-formet parti som har en topp i en moturs retning i forhold til en nedhulls retning langs den sentrale akse. I én utførelse er toppene av det vinklede parti 214 av hvert bladorgan 210 i innretting i omkretsretningen.

[0031] Antallene og konfigurasjonene av IB-stabilisatorene 130 og 140 er illustrative og kun ment som eksempel, og andre antall og konfigurasjoner kan brukes, inkludert rette (ikke-omviklede) IB-stabilisatorer.

[0032] Stabilisatoren 130 er i sin essens identisk til stabilisatoren 140, men orientert i den motsatte retning. De skjærende strukturer 110 og 120 er posisjonert distalt i forhold til løpehjulet 150 og strømningsakseleratoren 160 i begge stabilisatorer 130 og 140. De skjærende strukturer 110 og 120 er anordnet i de rette partier 212 av hvert stabilisatorblad 210.

[0033] Det vises nå til fig.3 og 4, hvor en skjærende struktur 120 i henhold til én utførelse er illustrert i nærmere detalj. Figur 3 illustrerer i et isometrisk riss av den skjærende struktur 120 som sammenstilt i opprømmeren 100. Hver skjærende struktur 120 omfatter en stålkile-seksjon 310 som en flerhet av polykrystallinsk diamantkutter (PDC) innsatser er hardloddet eller på annen måte holdes i. Figur 4 tilveiebringer et sideriss av den skjærende struktur 120, hvilket tillater en betraktning av profilen av kileseksjonen 310 og fastholdelsesseksjonen 320 langs lengden av opprømmeren 100. Kileseksjonen 310 er innsatt i et parti av et blad av IB-stabilisatoren 140 og holdes på plass av en fastholdelsesseksjon 320. Bruken av PDC-innsatser er illustrativ og kun som eksempel, og andre kuttere som gir holdbarhet, hardhet og slagfasthet kan brukes som ønskelig.

[0034] Figur 5 er et utspilt riss som illustrerer én utførelse for tilvirking av den skjærende struktur 120. En stålkile 510 er innsatt i den aksiale retning i en renne 560 dannet i et parti av bladene 310. I én utførelse går en bolt 530 i lengderetningen gjennom kilen 510. Fordi slam vil danne kake i og rundt stålkilen 510, hvilket gjør den vanskelig å fjerne for vedlikehold, kan bolten 530 brukes som et uttakingsverktøy, hvilket tillater en boreoperatør å jekke kilen ut av legemet av opprømmeren 100 med bolten 530. PDC'ene 520 er hardloddet eller på annen måte fast innfestet til kilen 510 med den skjærende side av PC'en orientert i rotasjonsretningen for opprømmeren 100, hvilket presenterer profilen illustrert på fig. 4. I én utførelse er PDC'ene 520 plassert på stålkiler 510, for å forbedre skjærende effektivitet ved å dele arbeidslaster jevnt over alle PDC'ene 520.

[0035] Kilen 510 holdes videre på plass av en stoppeblokk 550 som er anordnet under én ende av et fastholdelsesdeksel 540. En stoppeblokk 550 kan være festet med pinner inn i bladet 210. Fastholdelsesdekselet 540 dekker stoppeblokken 550 og kan være boltet ved bruk av bolter 542 eller på annen måte avtagbart festet til bladet 210.

[0036] Som illustrert på fig.5, i én utførelse brukes det tre sett av kiler 510. Dette antall er illustrativt og kun ment som eksempel, og andre antall kan brukes. I én utførelse brukes et likt antall av skjærende strukturer 110 og 120 i både den nedhulls og opphulls IB-stabilisator 130 og 140, men i andre utførelser kan den opphulls og den nedhulls stabilisator 130 og 140 omfatte forskjellige antall av skjærende strukturer 110 og 120.

[0037] Som illustrert på fig.3-5, hver kileseksjon 510 holder seks runde PDC'er 520. Andra antall og former av PDC'er 520 kan brukes etter ønske. Selv om de er posisjonert på den nedhulls ende av den nedhulls IB-stabilisator 140 og den opphulls ende av den opphulls IB-stabilisator 130, kan de skjærende strukturer 110 og 120 være posisjonert et annet sted, etter ønske.

[0038] I én utførelse er fastholdelsesseksjonen 320, omfattende stoppeblokken 550 og fastholdelsesdekselet 540, designet til å holde på plass kileseksjonen 310, omfattende kilen 510 og PDC'ene 520, slik at i bruk blir all belastningen på PDC'ene 520 overført gjennom kilen 510 inn i legemet av opprømmeren 100. I en slik utførelse er ingen laster plassert på boltene 542 som fester fastholdelsesdekselet 540 til opprømmeren 100. Den utførelse som er illustrert på fig.3-5 er designet til enkelt å kunne vedlikeholdes på feltet, hvilket tillater enkel utbytting av kilen 510 og PDC'ene 520 som nødvendig.

[0039] Ved bruk av to skjærende strukturer 110 og 120, én som vender oppover i hullet og én som vender nedover i hullet, kan opprømmeren 100 virke i enten en opphulls eller en nedhulls retning.

[0040] Figur 7 er et riss av et løpehjul 150 og en strømningsakselerator 160 i henhold til én utførelse. Løpehjulet 150 og strømningsakseleratoren 160 brukes til å agitere borekaks som ligger på undersiden av borehullet. Borekaks som ligger på undersiden av borehullet er tilbøyelig til å forårsake dreiemoment- og bevegelsesmotstand-problemer under boreoperasjoner, så vel som innkjørings/ uttrekkings-problemer og stempelsugings-problemer når borerøret kjøres inn i eller trekkes ut av borehullet. Løpehjulet 150 og strømningsakseleratoren 160 er designet til å ta opp borekakset fra undersiden av borehulet og blande det med borefluidet som beveges til overflaten av borehullet. Dette tillater fjerning av borekakset fra borehullet, slik at borekakset ikke forstyrrer normale boreoperasjoner.

[0041] I horisontal boring bli borkronen ofte rettet i en vinkel ved eller nær horisontalen, og kan fortsette i denne trajektorien over store avstander. Strømmen av boreslammet inne i brønnboringen er parallell med aksen i brønnboringen, og er således ved eller nær horisontalen, slik at borekakset ikke bare bæres horisontalt av den viskøse kraft fra slammet, men også påvirkes vertikalt nedover av den allmenne gravitasjon. De viskøse krefter som overføres av slammet under horisontal bevegelse kan ofte ikke overvinne gravitasjonskreftene, hvilket tillater borekakset å samle seg i høyere tettheter langs undersiden av den horisontale brønnboring.

[0042] Denne akkumulering av borekaks utgjør forskjellige problemer med boreprosessen. Den høyere tetthet til borekaks på undersiden av brønnboringen øker bevegelsesmotstand på borestrengen ved å forårsake kontakt og forstyrrelse med rotasjonsbevegelsen så vel som translasjonsbevegelsen av borestreng-røret og andre borestreng-komponenter. Den høyere tetthet av borekaks øker også slitasjen på borestrengen, så vel som å øke sannsynligheten for nedihullsproblemer, så som fastkjørt rør.

[0043] På fig.6 og 7 omfatter løpehjulet 150 en flerhet av blader 610, som står utover i radial retning fra aksen 650 og som er anordnet helisk rundt opprømmeren 100 i aksial retning av opprømmeren 100. Mellom hvert par av tilgrensende blader 610 er det en fordypning 620, med profilform som er avgrenset av flatene av de tilgrensende blader 610. Ved bunnen av hver fordypning 620 er det en fordypningsbasis 630, hvor hver seksjon av løpehjulet 150 går over til aksen 650 som inneholder det punkt på fordypningen som er radialt nærmest aksen 650 i opprømmeren 100. I én utførelse er fordypningsbasisen 630 representert av en enkelt linje. I andre utførelser kan fordypningsbasisen 630 ha en definert bredde. I én utførelse ligger hvert punkt på fordypningsbasisen 630 i den samme radiale avstand fra aksen 650, forbi alle bladene 610 har identisk form. Hele fordypningen 620 danner en strømningskanal for borefluidet, vist med pilen på fig.7. Strømningskanalen er åpen, her definert som den tilstand hvor den radiale avstand til alle punkter på fordypningsbasisen 630, som målt fra aksen 650, ikke øker ved de ytre kanter 640 av fordypningen 620, og som et resultat kan det omgivende fluid gå inn i og ut av strømningskanalen uten å måtte bevege seg mot aksen 650, og fluidet er derfor ikke beheftet med å gå inn i og ut av kanalen. I én utførelse er fordypningene 620 i løpehjulet 150 åpne i begge ender. Denne kanalen forbedrer effektiviteten til løpehjulet 150 til å fange opp borekakset som er tilbøyelig til å avsette seg mot undersiden av brønnboringen og bevege det mot oversiden av brønnboringen ved hjelp av en vribor-effekt. I andre utførelser kan strømningskanalene i løpehjulet 150 være åpne ved kun én ende av løpehjulet 150.

[0044] Fordi IB-stabilisatorene 130 og 140 er i stand til å motstå de relativt høye slaglaster som er et resultat av kontakt med brønnboringens vegg, er de i stand til å hindre løpehjulet 150, som har en mindre utvendig diameter enn den som er for den maksimale diameter av stabilisatorene 130 og 140, i å ha kontakt med veggen i brønnboringen. Løpehjulet 150 behøver derfor ikke å ha den samme fasthet og holdbarhet som IB-stabilisatorene 130 og 140.

[0045] I én utførelse er stigningen av de heliske kurver av bladene 610 essensielt forholdet mellom forskyvningen av bladet 610 i omkretsretningen i forhold til den aksiale forskyvning av bladene 610 over en gitt aksial lengde av løpehjulet 150, akkurat som stigninger definert for enhver konvensjonell skrue.

[0046] Profilen av bladene 610 av løpehjulet 150 er konsistent over hele lengden av agitatoren. Likeledes er profilen av fordypningene 620 mellom bladene 610 av løpehjulet 150 også konsistent over hele lengden av løpehjulet 150. Formen av løpehjulets blader 610 har som særtrekk en forover-rettet skråstilling, slik at den fremre flate av bladet 610 som først får kontakt med borefluidet mens borestrengen roterer er underskåret i forhold til en imaginær linje trukket radialt fra aksen 650 i opprømmeren 100. Agitatorbladenes flate "lener seg" således inn i fluidet. Denne forover-rettede skråstilling, sammen med den skarpere stigning av den heliske kurve av bladene 610, produserer en større vribor-effekt på borefluidet og de medrevne borekaks. Bladene 610 av løpehjulet 150 ikke bare rører borekakset inne i strømmen av slam, men beveger faktisk borekakset fra undersiden av brønnboringen hvor tettheten er på et maksimum, og omfordeler det til områder i brønnboringen hvor tettheten av borekaks er lavere.

[0047] Strømningsakseleratoren 160 er anordnet mellom løpehjulet 150 og den nedhulls IB-stabilisator 140. Som best illustrert på fig.7, strømningsakseleratoren 160 har i én utførelse som særtrekk en profil som er en utvidelse av diameteren av borerøret som øker lineært over en lengde 720 i opphulls retning. Der hvor den økende diameter når sitt maksimum, reduserer profilen av strømningsakseleratoren 160 diameteren av strømningsakseleratoren over lengden 710 tilbake til sin opprinnelige diameter. I én utførelse er lengden 720 lengre enn lengden 710, slik at det nedhulls parti av strømningsakseleratoren 160 har en mer gradvis forandring i diameter enn det opphulls parti av strømningsakseleratoren 160.

Resultatet er en fortykkelse som forårsaker at hastigheten til boreslammet øker når det strømmer oppover i hullet forbi strømningsakseleratoren 160. Strømmen av slam blir også ledet mot veggen i brønnboringen. På undersiden av brønnboringen er derfor strømmen av boreslam rettet mot området med avsetning av borekaks. Den økte strømning er tilbøyelig til å frembringe en spylingseffekt på området med avsetning av borekaks på undersiden av en brønnboring, så vel som å danne mer turbulens på den opphulls side av strømningsakseleratoren 160. Strømningsakseleratoren 160 er anordnet nedhulls for løpehjulet 150, slik at denne spyling og turbulens kan øke virkningen av løpehjulet 150. I virkeligheten leder "bulb"-konturprofilen av strømningsakseleratoren 160 fluidstrømmen inn i borekaks-laget og danner en strålevirkning ved de fremre kanter av bladene 610 av løpehjulet 150.

[0048] Det skal forstås at den ovenstående beskrivelse er ment å være illustrativ, og ikke begrensende. For eksempel kan de ovenfor beskrevne utførelser brukes i kombinasjon med hverandre. Mange andre utførelser vil være åpenbare for de som har fagkunnskap innen teknikken ved en gjennomgang av den ovenstående beskrivelse. Omfanget av oppfinnelsen skal derfor bestemmes med henvisning til de vedføyde krav, sammen med det fulle omfang av ekvivalenter som slike krav er berettiget til. I de vedføyde krav brukes uttrykkene "inkluderende" og "hvor" som ekvivalenter i engelsk dagligspråk til de respektive uttrykk "omfattende" og "hvori".

Claims (17)

PATENTKRAV

1. En opprømmer (100), omfattende:

en første integrert bladstabilisator (130) anordnet ved en opphulls ende av opprømmeren, omfattende:

et blad som har en høyre venstre kombinasjonsomvikling; og en skjærende struktur (110), anordnet i et opphulls endeparti av bladet, orientert i en første rotasjonsretning;

en annen integrert bladstabilisator (140) anordnet ved en nedhulls ende av opprømmeren, omfattende:

et blad som har en høyre venstre kombinasjonsomvikling; og en skjærende struktur (120), anordnet ved et nedhulls endeparti av bladet, orientert i en annen rotasjonsretning,

hvor de skjærende strukturene (110; 120) hver omfatter:

en kileseksjon (310) anordnet i det korresponderende endepartiet av bladstabilisatoren;

en fastholdelsesseksjon (320) anordnet i det korresponderende endepartiet av bladstabilisatoren i umiddelbar nærhet av kileseksjonen (310) for å holde kileseksjonen på plass, hver fastholdelsesseksjon omfattende en stoppeblokk (550) i umiddelbar nærhet av kileseksjonen (310); og

et fastholdelsesdeksel (540), anordnet med stoppeblokken (550); og en flerhet av kutteorganer, festet til kileseksjonen (310).

2. Opprømmer som angitt i krav 1, videre omfattende:

et løpehjul (150), omfattende:

en flerhet av blader som står radialt utover fra en lengdeakse av opprømmeren og anordnet helisk omkring lengdeaksen; og

en strømningsakselerator (160), anordnet nedhulls for løpehjulet (150), omfattende:

en profil med variabel diameter omkring lengdeaksen.

3. Opprømmer som angitt i krav 2, hvor løpehjulet (150) og strømningsakseleratoren (160) er anordnet mellom den første integrerte bladstabilisator (130) og den annen integrerte bladstabilisator (140).

4. Opprømmer som angitt i krav 2, hvor profilen med variabel diameter av strømningsakseleratoren (160) omfatter:

et første område med økende diameter som har en første lengde; og et annet område med en minkende diameter, som har en annen lengde mindre enn den første lengde.

5. Opprømmer som angitt i krav 2, hvor strømningsakseleratoren (160) er konfigurert til å øke hastighet av et borefluid som passerer over strømningsakseleratoren (160).

6. Opprømmer som angitt i krav 2, hvor strømningsakseleratoren (160) er konfigurert til å øke trykk i turbulens mot en vegg i en brønnboring.

7. Opprømmer som angitt i krav 2, hvor løpehjulet (150) har en maksimum utvendig diameter mindre enn en maksimum utvendig diameter av den første integrerte bladstabilisator (130) og den annen integrerte bladstabilisator (140).

8. Opprømmer som angitt i krav 2, hvor flerheten av blader av løpehjulet (150) har en rotasjonsorientering korresponderende til den annen rotasjonsretning.

9. Opprømmer som angitt i krav 1, videre omfattende:

et par av endekoblinger (170; 180) konfigurert for festing av opprømmeren til en borestreng.

10. Opprømmer som angitt i krav 1, hvor flerheten av kutteorganer er posisjonert med kileseksjonen (310) for jevn lastdeling under boreoperasjoner.

11. Opprømmer som angitt i krav 1, hvor en skjærende last på kileseksjonen (310) bæres av bladet.

12. Integrert bladstabilisator for en opprømmer, omfattende:

en flerhet av blader med innbyrdes avstand omkring en sentral akse i den integrerte bladstabilisator (130), hver har en høyre venstre kombinasjonsomvikling;

en flerhet av skjærende seksjoner (110; 120), hver omfattende:

en kileseksjon (310) anordnet i et endeparti av et blad;

en fastholdelsesseksjon (320), anordnet i det korresponderende endepartiet av bladet i umiddelbar nærhet av kileseksjonen (310), konfigurert for å holde kileseksjonen (310) på plass, hver fastholdelsesseksjon (320) omfattende en stoppeblokk (550) i umiddelbar nærhet av kileseksjonen (310);

et fastholdelsesdeksel (540), anordnet med stoppeblokken (550); og en flerhet av kuttere, hver festet til kileseksjonen (310).

13. Integrert bladstabilisator som angitt i krav 12, hvor flerheten av kuttere omfatter polykrystallinske diamantkuttere.

14. Integrert bladstabilisator som angitt i krav 12, hvor flerheten av kuttere har innbyrdes avstand på kileseksjonen (310) for jevn belastning under boreoperasjoner.

15. Fremgangsmåte for opprømming av et borehull, omfattende:

stabilisering av en opprømmer (100) med et motstående par av integrerte bladstabilisatorer (130; 140), hver har en høyre venstre kombinasjonsomvikling; og

utvidelse av borehullet med skjærende strukturer (110; 120) innleiret i blader av de integrerte bladstabilisatorer (130; 140), hvor de skjærende strukturene omfatter:

en kileseksjon (310) anordnet i et endeparti av et blad;

en fastholdelsesseksjon (320), anordnet i det korresponderende endepartiet av bladet i umiddelbar nærhet av kileseksjonen (310), konfigurert for å holde kileseksjonen på plass, hver fastholdelsesseksjon omfattende en stoppeblokk (550) i umiddelbar nærhet av kileseksjonen (310);

et fastholdelsesdeksel (540), anordnet med stoppeblokken (550); og en flerhet av kuttere, hver festet til kileseksjonen (310), hvor de skjærende strukturene av den ene av det motstående paret av integrale bladstabilisatorer er orientert i en første rotasjonsretning og de skjærende strukturene av den andre av det motstående paret av integrale bladstabilisatorer er orientert i en annen rotasjonsretning, motsatt til den første rotasjonsretningen.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, videre omfattende:

akselerering av strøm av et borefluid mot et løpehjul (150); og

blanding av borekaks fra en underside av borehullet inn i borefluidet med løpehjulet (150).

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, hvor handlingen med utvidelse av borehullet omfatter:

utvidelse av borehullet under beveging av opprømmeren (100) i en nedhulls retning; og

utvidelse av borehullet under beveging av opprømmeren (100) i opphulls retning.