NO346075B1

NO346075B1 - Flerbruks fylle- og sirkulasjonsbrønnverktøy samt fremgangsmåte for å operere et flerbruks fylle- og sirkulasjonsverktøy

Info

Publication number: NO346075B1
Application number: NO20130196A
Authority: NO
Inventors: Douglas J Lehr; Malcolm Gray-Stephens; David H Harris; Gareth D Sonnier
Original assignee: Baker Hughes Holdings Llc
Priority date: 2010-09-17
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2022-02-07
Also published as: CA2808136A1; AU2011301878A1; DK179974B1; US20120073832A1; BR112013006376A2; CN103109035B; AU2011301878B2; GB2497014B; WO2012037521A1; GB2497014A; CA2808136C; NO20130196A1; US8714271B2; CN103109035A; DK201300150A; BR112013006376B1; MY161003A; GB201301643D0

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Område for oppfinnelsen

[0001] Den foreliggende oppfinnelse angår generelt flerformåls (flerbruks) fylle- og sikulasjonsverktøy ("FAC-verktøy") til bruk i brønner, og mer nøyaktig, et FAC-verktøy som omfatter et pakningselementsystem til bruk under høytrykkshendelser.

Beskrivelse av relatert teknikk

[0002] Prosessen med å bore underjordiske brønner for å utvinne olje og gass fra hydrokarbonreservoarer innbefatter boring av et hull i jorden ned til petroleumsakkumuleringen og installering av røret fra reservoaret til overflaten. Et fôringsrør er benyttet som en beskyttelsesrørfôring innen brønnboringen. Fôringsrøret kan kjøres inn i brønnboringen med én seksjon om gangen. Hendelsesvis, setter fôringsrøret seg fast og er ikke i stand til å senkes inn brønnboringen. Når dette skjer, er det vanlig praksis å øke lasten på fôringsrørstrengen for å tvinge fôringsrøret inn i brønnboringen, eller borefluid kan sirkuleres ned den innvendige diameter av fôringsrøret og ut av fôringsrøret inn i ringrommet for å frigjøre fôringsrøret fra brønnboringen. For å utføre dette, har det tradisjonelt vært tilfelle at spesial rigging må installeres for å tilføre aksial belastning på fôringsrørstrengen og/eller for å tilrettelegge sirkulering av borefluidet. For eksempel, kan en toppdrevet enhet som kan påføre både vridningsmoment og mekanisk last anvendes for å tvinge fôringsrøret inn i brønnen.

[0003] Ved kjøring av fôringsrør, er borefluid generelt tilført hver seksjon ettersom den kjøres inn i brønnen. Denne prosedyre utføres for å forhindre fôringsrøret fra å kollapse på grunn av høye trykk innen brønnboringen. Borefluidet kan også virke som et smøremiddel for å tilrettelegge senking av fôringsrøret innen brønnboringen. Borefluidet sirkuleres ofte i fôringsrøret og brønnboringen når motstand erfares ettersom fôringsrøret senkes inn i brønnboringen. For å sirkulere borefluidet, tettes toppen av fôringsrøret slik at fôringsrøret kan trykksettes.

[0004] Det er velkjent innen fagområdet å anvende et FAC-verktøy for å tette toppen av fôringsrøret ved tilføring av borefluidet til brønnboringen. FAC-verktøyet innføres i toppen av fôringsrøret ettersom det kjøres inn i brønnen. En toppdrevet enhet forbinder toppenden av FAC-verktøyet og benyttes for å drive FACverktøyet og fôringsrøret inn i brønnen. Borefluid, slik som boreslam, injiseres inn i brønnfôringsrøret gjennom en aksial strømningsbane i FAC-verktøyet. FAC-verktøyet innbefatter generelt pakningselementer, slik som en pakningskopp, som tilveiebringer en lavtrykkstetning mellom FAC-verktøyet og fôringsrøret. Dette kan forhindre eller redusere mengden av borefluid som er sluppet ut fra toppen av fôringsrøret, og tillater fôringsrøret å trykksettes for å sirkulere borefluidet.

[0005] Under kjøringen av fôringsrøret inn i brønnboringen, er trykk som erfares av FAC-verktøyet generelt relativt lave, (f.eks. mindre enn omkring 70,3 kg/cm<2 >(1000 psi). Imidlertid, kan periodiske brønntrykk øke til over 70,3 kg/cm<2 >(1000 psi), slik som 351,5 kg/cm<2 >(5000 psi) eller mer. Når dette skjer, er det høye trykket på FAC-verktøyet for stort for lavtrykkstetningen, og kan forårsake overflødig lekkasje av borefluidet fra brønnboringen, som kan være kostbart og skadelig for både miljøet og for brønnrigg-operatører. I noen tilfeller, kan en høytrykkshendelse skyve FAC-verktøyet rett ut av brønnboringen, og potensielt forårsake skade på FAC-verktøyet eller boreriggen eller skade borerigg-operatørene.

[0006] WO2005/7090740A1 omtaler en utblåsningssikring for operasjon mellom et spyd til et rørgripeverktøy og et rør grepet av verktøyet hvor utblåsningssikringen omfatter: en ekspanderbar tetning båret på spydet og utvidbar for å tette mellom spydet og rørets indre vegg, den utvidbare tetning er opererbar som en støtte for en primærtetning som kan brukes mellom spydet og rørets indre vegg. Et rørgripeverktøy og en fremgangsmåte kan innbefatte utblåsningssikringen [0007] Når en høytrykkshendelse er observert, vil brønnrigg-operatørene generelt følge et sett av sikkerhetsprotokoller som kan redusere risikoen for skade forårsaket av hendelsen. Tiden mellom når høytrykkshendelsen er observert og punktet hvor pakningskoppen på FAC-verktøyet svikter, kan imidlertid være relativt kort. I noen tilfeller har brønnoperatører ikke tilstrekkelig tid til å utføre de passende sikkerhetsprotokoller før skade oppstår.

[0008] Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot å overvinne, eller i det minste redusere virkningene av én eller flere av problemene som fremlagt ovenfor.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0009] Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved et flerbruks fylle- og sirkulasjonsverktøy («FAC-verktøy») til bruk i en brønn som omfatter et brønnfôringsrør, kjennetegnes ved at FAC-verktøyet omfatter: en toppdrevet forbindelse for kopling av verktøyet til en toppdrift; en pakningskopp konfigurert for å tette et ringformet rom mellom FAC-verktøyet og brønnfôringsrøret når pakningskoppen er aktivert; et pakningselementsystem som omfatter i det minste en pakning bevegbar mellom en låst posisjon, hvor den i det minst ene pakning ikke er aktivert, og en aktivert posisjon, pakningselementsystemet er konfigurert for å tette det ringformede rom mellom FAC-verktøyet og brønnfôringsrøret når det er i den aktiverte posisjon; og et glidesystem som omfatter i det minste en holdekile posisjonert mellom pakningskoppen og pakningselementsystemet, glidesystemet er konfigurert for å feste FAC-verktøyet i fôringsrøret, og glidesystemet er konfigurert for å tilbakeholde den i det minste ene pakning i den aktiverte posisjon.

[0010] Foretrukne utførelsesformer av verktøyet er utdypet i kravene 2 til og med 10.

[0011] Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås videre ved en fremgangsmåte for å operere et flerbruks fylle- og sirkulasjonsverktøy («FAC-verktøy») koblet i et brønnforingsrør til en brønn, kjennetegnet ved at FAC-verktøyet omfatter: en toppdrevet forbindelse for kopling av verktøyet til en toppdrift; en skyveplate; en pakningskopp konfigurert for å tette et ringformet rom mellom FAC-verktøyet og brønnfôringsrøret når pakningskoppen er aktivert; et pakningselementsystem som omfatter i det minste en pakning bevegbar mellom en låst posisjon hvor den i det minste ene pakning ikke er aktivert, og en aktivert posisjon, pakningselement-systemet er konfigurert for å tette det ringformede rom mellom FAC-verktøyet og brønnfôringsrøret når det er i den aktiverte posisjon; og et glidesystem som omfatter i det minste en holdekile, glidesystemet er konfigurert for å feste FAC-verktøyet i fôringsrøret, hvori fremgangsmåten omfatter: føling av en høytrykkshendelse; opplåsing av pakningselementsystemet; flytting av den i det minste ene pakning til den aktiverte posisjon; og utplassering av den i det minste ene holdekile for å feste FAC-verktøyet i fôringsrøret, og glidesystemet tilbakeholder den i det minste ene pakning i den aktiverte posisjon.

[0012] Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 12 til og med 21.

[0013] Det er omtalt et stort FAC-verktøy til bruk i en brønn som omfatter et brønnfôringsrør. FAC-verktøyet omfatter en toppdrevet forbindelse for å kople verktøyet til en toppdrift; en skyveplate; en teleskopseksjon som kopler skyveplaten til toppdriftsforbindelsen; en pakningskopp konfigurert for å tette et ringformet rom mellom FAC-verktøyet og brønnfôringsrøret når pakningskoppen er aktivert; et pakningselementsystem som omfatter i det minste én pakning bevegbar mellom en låst posisjon hvor den i det minst ene pakning ikke er aktivert, og en aktivert posisjon, og pakningselement-systemet er konfigurert for å tette det ringformede rom mellom FAC-verktøyet og brønnfôringsrøret når det er i den aktiverte posisjon; og et glidesystem som omfatter i det minste en holdekile, glidesystemet er konfigurert for å låse pakningselementet i den aktiverte posisjon.

[0014] Det er videre omtalt en fremgangsmåte for å operere et FAC-verktøy koplet i et brønnfôringsrør til en brønn. FAC-verktøyet omfatter en toppdrevet forbindelse for kopling av verktøyet til en toppdrift; en skyveplate; en pakningskopp konfigurert for å tette et ringformet rom mellom FAC-verktøyet og brønnfôringsrøret når pakningskoppen er aktivert; et pakningselement-system som omfatter i det minste én pakning bevegbar mellom en låst posisjon hvor den i det minste ene pakning ikke er aktivert, og en aktivert posisjon, og pakningselementsystemet er konfigurert for å tette det ringformede rom mellom FAC-verktøyet og brønnfôringsrøret når det er i den aktiverte posisjon; og et glidesystem som omfatter i det minste en holdekile, glidesystemet er konfigurert for å låse pakningselementet i den aktiverte posisjon; hvori fremgangsmåten omfatter: føling av en høytrykkshendelse; opplåsing av pakningselement-systemet, flytting av i den minste ene pakning til en aktivert posisjon; og utplassering av den i det minste ene holdekile for å låse den i det minste ene pakning i den aktiverte posisjon.

[0015] Det er også omtalt en fremgangsmåte for å operere et flerformåls fylle- og sirkulasjonsverktøy ("FAC-verktøy") koplet i et brønnfôringsrør til en brønn.

Fremgangsmåten omfatter føling av en høytrykkshendelse, og opplåsing av et pakningselement-system til FAC-verktøyet, pakningselement-systemet omfatter i det minste én pakning; flytting av den i det minste ene pakning til en aktivert posisjon; og utplassering av den i det minste ene holdekile for å feste FAC-verktøyet i fôringsrøret, glidesystemet tilbakeholder den i det minste ene pakning i den aktiverte posisjon.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0016] Fig.1 illustrerer en skjematisk tegning av et FAC-verktøy, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

[0017] Fig.2 illustrerer en skjematisk tegning av FAC-verktøyet i fig.1, hvor et pakningselement-system har blitt aktivert, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

[0018] Fig.3 illustrerer et skjematisk riss av et FAC-verktøy posisjonert for innkjøring i hull, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

[0019] Fig.4 illustrerer et skjematisk riss av FAC-verktøyet i fig.3 med høytrykkskomponenter aktivert, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

[0020] Fig.5 illustrerer et skjematisk riss av FAC-verktøyet i fig.3 i en tilbakestrømmingsposisjon, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

[0021] Fig.6 illustrerer et skjematisk riss av FAC-verktøyet koplet til en toppdrift under en innkjøringsoperasjon, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

[0022] Figurer 7 og 8 illustrerer et planriss av J-sporsystem-posisjoner, i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

[0023] Idet oppfinnelsen er mottakelig for forskjellige utførelser og alternative former, har spesifikke utførelser blitt vist ved hjelp av eksempel i tegningene og vil skrives i detalj heri. Det skal imidlertid forstås at oppfinnelsen ikke er ment å begrenses til de spesielle former som omtalt. Isteden, er intensjonen å dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som faller innen idéen og omfanget av oppfinnelsen som definert ved de vedføyde krav.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0024] Fig.1 viser en utførelse av et flerformåls FAC-verktøy 100 posisjonert innen et segment av fôringsrør 5. Som omtalt ovenfor, er FAC-verktøyet 100 posisjonert i den øverste seksjonen av fôringsrøret ettersom fôringsrørseksjonen 5 er kjørt inn i brønnboringen. FAC-verktøyet 100 sørger for en bane for injeksjon av fluider, slik som boreslam, inn i fôringsrøret 5 posisjonert inn i brønnboringen. Boreslam er pumpet inn i fôringsrørstrengen for å hjelpe til med å forhindre svikt av fôringsrøret på grunn av det hydrostatiske trykk innen brønnboringens utside av fôringsrørstrengen. Fôringsrørstrengen innbefatter en flytesko (ikke vist) lokalisert ved bunnseksjonen av fôringsrørstrengen. Flyteskoen innbefatter en ventil, slik som en tilbakeslagsventil, som forhindrer strømmingen av brønnboringsfluider inn i fôringsrørstrengen.

[0025] FAC-verktøyet 100 kan være forbundet til opphullsenden av en fôringsrørseksjon 5 som er kjørt inn i brønnboringen. FAC-verktøyet 100 er innført i opphullsenden av fôringsrørseksjonen 5 inntil en skyveplate 30 er posisjonert mot en fôringsrørskjøt 6. Fôringsrørmansjetten 6 sørger for en forbindelse for den neste seksjon av fôringsrør 5 som skal innføres i brønnboringen. Skyveplaten 30 er tilpasset for å forhindre den fullstendige innføring av FAC-verktøyet 100 inn i boringen til fôringsrørstrengen.

[0026] Skyveplaten 30 er forbundet til en teleskopseksjon 20 som strekker seg over skyveplaten 30 til en kopling 10 tilpasset for å forbinde til en toppdrift (ikke vist). Teleskopseksjonen 20 strekker seg gjennom, og er bevegbar med hensyn til, skyveplaten 30. Toppdriften kan benyttes for å rotere og innføre fôringsrørstrengen under innføring inn i brønnboringen. Vekten av en typisk toppdrift, som f.eks. kan være mellom 18144 kg (40000 pund) og 54432 kg (120000 pund), er typisk tilstrekkelig for å holde FAC-verktøyet 100 innen boringen av fôringsrørsegmentet 5 når vanlig trykk eksisterer innen boringen, som kan være mellom 7,03 kg/cm<2 >(100 psi) og 35,15 kg/cm<2 >(500 psi) og generelt ikke overskrider 70,3 kg/cm<2 >(1000 psi).

[0027] FAC-verktøyet 100 innbefatter et pakningselement 50, som generelt kan være et kopptype-pakningselement. Boreslam kan pumpes ned gjennom boringen i FAC-verktøyet 100 og ut av en port 96 til en slamspareventil-sammentilling 95, som innbefatter en tilbakeslagsventil (ikke vist) som forhindrer strømming av fluider opp gjennom boringen til FAC-verktøyet 100. Pakningselementet 50 opptar en indre boring av fôringsrørsegmentet 5, og derved tilveiebringer en tetning som forhindrer strømmingen av boreslam og/eller fluid opp ringrommet mellom FAC-verktøyet 100 og den indre boring av fôringsrøret 5. Pakningselementet 50 er typisk tilstrekkelig for å tette mot fôringsrøret 5 med mindre trykk innen fôringsrørstrengen øker over normale størrelser, slik som 35,15 kg/cm<2 >(500 psi).

[0028] I tilfellet av at ventilen i flyteskoen svikter eller et parti av fôringsrøret svikter, kan trykket innen boringen av fôringsrørstrengen øke over normale størrelser, slik som 35,15 kg/cm<2 >(500 psi) til 70,3 kg/cm<2 >(1000 psi), og utøve en stor kraft på FAC-verktøyet 100 innført i toppenden av fôringsrørstrengen.

Oppoverkraften utøvet mot FAC-verktøyet 100 kan overskride vekten av toppdriften som benyttes for å holde FAC-verktøyet 100 innen fôringsrørsegmentet 5. For eksempel, kan et trykk på 351,5 kg/cm<2 >(5000 psi) innen en 31,75 cm (12,5 tommers) boring til 33,97 cm (133/8 tomme) fôringsrør utøve en kraft på FAC-verktøyet 100 som overskrider 226800 kg (500000 pund). I dette tilfelle er vekten av toppdriften ikke tilstrekkelig til å holde FAC-verktøyet 100 innen boringen av fôringsrørsegmentet 5. Videre, kan ikke det typiske tetningselement 50, slik som et kopptype-tetningselement, benyttes på FAC-verktøy uten å motstå trykk innen fôringsrørstrengen som overskrider omkring 70,3 kg/cm<2 >(1000 psi). Svikt av tetningselementet 50 tillater fluid innen fôringsrørstrengen, slik som boreslam og brønnboringsfluider, å strømme forbi tetningselementet 50 ut av fôringsrørstrengen.

[0029] Utførelsen av FAC-verktøyet 100 vist i fig.1, innbefatter komponenter for å redusere eller forhindre strømming av fluider ut av fôringsrørsegmentet og å holde FAC-verktøyet 100 innen fôringsrørsegmentet i tilfellet av forhøyede trykk innen fôringsrørstrengen på grunn av svikt på den flytende sko og/eller svikt av et fôringsrørsegmet innen brønnboringen. FAC-verktøyet 100 innbefatter pakningselement (er) 80 som er tilpasset for å tilveiebringe tetning mot den indre diameter av fôringsrørsegmentet ved økte trykk på over 70,3 kg/cm<2 >(1000 psi), slik som 456,95 kg/cm<2 >(6500 psi) eller

703 kg/cm<2 >(10000 psi) eller mer. Ett eller flere pakningselementer kan anvendes, slik som to, tre eller flere pakningselementer. Pakningselementet 80 kan være en servicepakningstype som kan aktiveres ved anvendelsen av en nedsettingsvekt som beskrevet nedenfor. I en utførelse, kan pakningselementet låses opp ved rotasjon av en toppdrift før aktivering av pakningen. Pakningselementet 80 er tilpasset for å tilveiebringe en tetning mellom FAC-verktøyet 100 og fôringsrøret 5 ved forhøyede trykk i fôringsrørstrengen potensielt på grunn av svikt, som omtalt ovenfor.

[0030] FAC-verktøyet 100 innbefatter et glidesystem 70 som kan aktiveres for å holde FAC-verktøyet 100 ved en satt posisjon innen fôringsrørsegmentet 5.

Glidesystemet 70 er benyttet for å holde FAC-verktøyet 100 ved denne posisjon for å sikre at pakningselementet 80 forblir aktivert. Glidesystemet 70 kan innbefatte konvensjonelle holdekiler og konuser benyttet for å sette et verktøy innen fôringsrøret og/eller røret som det vil forstås av en som er normalt faglært på området og som har fordelen av denne beskrivelse. I en utførelse, er holdekilene forspent, slik som med en fjær, for på den måten å tvinges inn i en posisjon for å låse pakningselementet 80 i en aktivert posisjon når lasten på FAC-verktøyet er økt. Bruken av pakningselementet 80 og glidesystemet 70 kan benyttes sammen for å forhindre fluidstrømming opp forbi FAC-verktøyet 100 og holde FAC-verktøyet 100 innen fôringsrøret 5 når forhøyede trykk eksisterer innen fôringsrørstrengen.

[0031] For å minimere slitasje på pakningselementet 80 og/eller glidesystemet 70, kan disse komponenter låses og ikke aktiveres under normale fylleoperasjoner av FAC-verktøyet 100. Når en økning i trykket er observert, kan operatøren låse opp komponentene for å forhindre svikt av tetningen og/eller utblåsing av FAC-verktøyet 100. En utførelse av den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for å låse opp og aktivere høytrykkselementene til FAC-verktøyet 100. Fig.2 viser FAC-verktøyet 100 med pakningselementet 80 aktuert og glidesystemet 70 som opptar fôringsrøret 5.

[0032] For å låse opp komponentene, er toppdriftsvekten slakket av mot skyveplaten 30 og fôringsrørmansjetten 6. Mengden av vekt slakket av kan være tilpasset basert på den forskjellige utforming av FAC-verktøyet 100. For eksempel, kan vekten som slakkes av (tas bort) variere fra omkring 4536 kg (10000 pund) til omkring 9072 kg (20000 psi). Komponentene kan så låses opp ved rotasjon av FAC-verktøyet 100. En øvre styreseksjon 40 til FAC-verktøyet 100 kan innbefatte en posisjon som tilrettelegger opplåsingen av pakningselementet 80 og glidesystemet 70. Konstruksjonen lokalisert i den øvre styreseksjon 40 kan f.eks. være et J-sporsystem eller banegjenge, som vil det forstås av en som er normalt faglært på området og som har fordelen av denne omtale. Antallet av rotasjoner nødvendig for å låse opp komponentene så vel som rotasjonsretningen kan varieres som ønsket for å låse opp komponentene. Slike styreseksjoner er generelt velkjente innen fagområdet.

[0033] Når opplåst, kan avslakkingsvekten så påføres FAC-verktøyet 100. I en utførelse, kan vekten av en toppdrift benyttes for å skjære en anordning 72, slik som en skjæring eller skrue, som i en utførelse illustrert i fig.4. Dette tillater vekten fra toppdriften å tvinge teleskopseksjonen 20 nedover for å aktivere pakningselementet 80 mot den indre boring av fôringsrøret 5, og derved tilveiebringe en høyere trykktetning enn kopptetningselementet 50.

[0034] Fig.2 viser pakningselementet 80 i FAC-verktøyet 100 i en aktivert tilstand mot fôringsrøret 5. Avslakkingsvekten vil bevirke nedoverbevegelsen av FAC-verktøyet 100 til å aktivere pakningselementet 80. Når pakningselementet 80 er aktivert, kan operatøren innstille glidesystemet 70 mot fôringsrøret 5 til å holde FAC-verktøyet 100 i denne posisjon, og derved tillate pakningselementet 80 å forbli aktivert. Alternativt, kan glidesystemet aktueres samtidig med aktiveringen av pakningssystemet. Glidesystemet 70 kan settes ved rotasjon av FAC-verktøyet 100. For eksempel, kan FAC-verktøyet 100 roteres i retningen motsatt av retningen rotert for å låse opp høytrykkskomponentene. En midtre styreseksjon 60 til FAC-verktøyet 100 kan innbefatte komponentene benyttet for å sette glidesystemet 80 mot fôringsrøret 5. For eksempel, kan rotasjonen av midtseksjonen 60 tvinge holdekilene til å bevege seg langs de kone ramper som bevirker at holdekilene ekspanderer utover og opptar fôringsrøret 5 som det vil forstås av en som er normalt faglært på området.

[0035] Etter at glidesystemet 70 har opptatt fôringsrøret, kan FAC-verktøyet 100 innbefatte nedre styreseksjon 90 som kan aktiveres for å låse FAC-verktøyet 100 og forhindre ytterligere rotasjon og/eller bevegelse av teleskopseksjonen 20 til FAC-verktøyet 100. For å låse ned FAC-verktøyet 100, kan toppdriften roteres og flyttes nedover, som bevirker at teleskopseksjonen 20 roterer gjennom et J-sporsystem lokalisert i den nedre styreseksjon 90, og derved låse ned og forhindre tilfeldig frigjøring av FAC-verktøyet 100. Den repeterte rotasjon og nedoverbevegelse av teleskopseksjonen 20 til FAC-verktøyet 100 resulterer i en minskning i distansen mellom skyveplaten 30 og toppdriftskopling 10, som vist i fig.2.

[0036] Alternativt, istedenfor å anvende en øvre, midtre og nedre styreseksjon, som beskrevet ovenfor, kan FAC-verktøyet konstrueres for å ha kun en enkel styreseksjon. Den enkle styreseksjon kan utføre alle funksjonene til de øvre, midtre og nedre styreseksjoner (f.eks. låse opp komponentene, sette glidesystemet 80 mot fôringsrøret 5, og låse FAC-verktøyet 100, som beskrevet ovenfor). Slike styresystemer er velkjente.

[0037] Etter at høytrykkshendelsen har blitt styrt, kan operatøren ønske å fjerne det nedlåste FAC-verktøyet 100. For å fjerne det nedlåste FAC-verktøyet 100, kan en fremgangsmåte reversere rotasjon av FAC-verktøyet for å flytte ut J-sporsystemet i den nedre styreseksjon 90 for å låse opp teleskopseksjonen 20 til FAC-verktøyet 100. Når låst opp, kan en toppdriftsvekt anvendes for å skjære-frigjøre FAC-verktøyet 100 (en nedskjæringsmekanisme). Et rett trekk opp på FAC-verktøyet 100 kan anvendes for å strekke ut verktøyet og deaktivere pakningselementet 80 og frigjøre glidesystemet 70 fra fôringsrøret 5, og derved tillate FAC-verktøyet 100 å fjernes fra fôringsrøret. Alternative typer av frigjørere kan innbefatte en oppskjæringsmekanisme eller annen mekanisme som anvender en bevegelse som ikke involverer rotasjon av et J-spor for å låse opp og/eller frigjøre. Enda en annen frigjøringsinnretning kan innbefatte oppskruing ut av stor trapesgjenge eller annen gjengeprofil.

[0038] En annen utførelse av et FAC-verktøy 200 er illustrert i fig.3 til 5. Fig.3 illustrerer et riss av FAC-verktøyet 200 posisjonert for innkjøring i et hull. Under innkjøringsoperasjoner, kan FAC-verktøyet 200 være koplet til bunnen av en toppdrift 98, som illustrert i fig.6. Når FAC-verktøyet 200 er kjørt inn i brønnen, er RSP-komponentene (f.eks. glidemekanisme, pakningselementer) låst, i likhet med som beskrevet ovenfor for FAC-verktøyet 100.

[0039] FAC-verktøyet 200 innbefatter en teleskopseksjon 20, en skyveplate 30, et glidesystem 70 og pakningselement(er) 80, i likhet med det som er beskrevet i utførelsen ovenfor. En pakningskopp 50 er posisjonert over det nedre styresystem (ikke vist i fig.3) og under pakningselementsystem 80. En slamspareventilsammenstilling 95 og port 96 er også innbefattet, i likhet med FAC-verktøyet 100. I en utførelse, kan lengden av slamspareventil-sammenstillingen 95 reduseres sammenlignet med slamspareventil-sammenstillingen 95 i fig.1.

[0040] Ved å posisjonere pakningskoppen 50 over det nedre styresystem og å redusere lengden av slamspareventil-sammenstillingen 95, kan den totale lengde av FAC-verktøyet 200 reduseres. For eksempel, kan lengden reduseres med 20% til 30% eller mer i forhold til FAC-verktøyet 100. Ved å redusere lengden av FAC-verktøyet 200 i forhold til FAC-verktøyet 100, vil en person 99 på boredekket ikke måtte være så høyt oppe i luften for å operere krafttengene 102 til riggen. Se fig.

6. Som det er velkjent, er krafttengene 101 benyttet for å rotere hver skjøt (rørdel) av fôringsrør og bygge det opp til rørlengden av fôringsrøret som nettopp ble kjørt gjennom boredekket.

[0041] Under det ordinære løpet for å operere FAC-verktøyet 200, er verktøyet repeterende stukket inn i skjøtene til fôringsrøret. På grunn av at pakningselementet 50 er posisjonert under pakningselementene 80 kan det være mulig å stikke kun et nedre parti (f.eks. omkring 25 til omkring 30% av lengden) av FAC-verktøyet inn i fôringsrøret, slik at FAC-verktøyet strekker seg inn i fôringsrøret akkurat langt nok til at pakningskopp 50 tetter. Innføring av pakningskoppen 50 uten innføring av pakningselementene 80 kan tilveiebringe tilstrekkelig beskyttelse i en typisk operasjon hvor en brønnstyringshendelse ikke oppstår. I tillegg kan slitasje forårsaket ved skrubbing/trekking på pakningselement-systemet 80 og glidesystemet være redusert.

[0042] Det ene eller flere pakningselementer 80 kan være en servicepakningstype som kan aktiveres ved anvendelsen av en nedsettingsvekt som beskrevet ovenfor med hensyn til FAC-verktøy 100. Fig.4 illustrerer FAC-verktøyet 200 med pakningselementene 80 i den aktiverte posisjon med glidesystemet 70 satt.

[0043] I en utførelse, innbefatter FAC-verktøyene til den foreliggende søknad en tilbakestrømmingsposisjon. Fig.5 illustrerer en tilbakestrømmingsposisjon for FAC-verktøyet 200. Tilbakestrømmingsposisjonen sørger for at strømming fra brønnen frigjøres gjennom strømningskrysset 202 for å frigjøre trykk fra nedenunder. Alternativt, kan fluid pumpes inn gjennom strømningskrysset 202 og ned gjennom slamspareventil-sammenstillingen 95.

[0044] Tilbakestrømmingsposisjonen tillater strømmingen til å omløpe tilbakeslagsventilen i slamspareventilsammenstillingen 95. Etter at høytrykkskomponentene har blitt aktivert, kan teleskopseksjonen 20 justeres til en posisjon som tillater fluid å omløpe tilbakeslagsventilen å komme opp gjennom en tilbakestrømningsbane 422 til overflaten. I en utførelse, kan teleskopseksjonen 20 innbefatte en port 424 som er i stand til å innrette seg med en tilbakestrømningsledning 426 som er i fluidforbindelse med brønnboringen under pakningselementene 80 via en port 428. Når teleskopseksjonen 20 er posisjonert for å innrette porten 424 med tilbakestrømningsledningen 426, kan høytrykksfluider under FAC-verktøyet omløpe slamspareventilen og strømme opp til overflaten gjennom porten 428, tilbakestrømningsledningen 426 og tilbakestrømningsbanen 422. En annen passende konfigurasjon som er i stand til å sørge for strømming av høytrykksfluider fra under FAC-verktøyet, kan anvendes istedenfor den illustrerte tilbakestrømningskonfigurasjon.

[0045] Figurer 7 og 8 illustrerer planriss av eksempler på J-sporposisjoner for en utførelse hvor et J-sporsystem er anvendt. J-sporsystemet kan innbefatte en ansats 432 posisjonert på teleskopseksjonen 20. Ansatsen 432 kan traverse et spor 434 som er konfigurert for å plassere komponentene til FAC-verktøyet i forskjellige ønskede posisjoner, innbefattende: posisjon a, som er innkjøringsposisjonen som vist i figurer 3 og 7; posisjon b, hvor høytrykkskomponentene er aktivert som vist i figurer 4 og 7; c, som er tilbakestrømningsposisjonen som vist i fig. 5 og 8; og en posisjon d (som vist i fig.7), hvor høytrykkskomponentene er låst opp og klar for gjenvinning. I en utførelse, kan J-sporsystemet innbefatte en oppskjæringsposisjon, e, og/eller en nedskjæringsposisjon, f, (vist i fig.8) i hvilken henholdsvis oppover- og nedoverkrefter kan påføres for å skjære en frigjøringsmekanisme som kan tillate verktøyet å frigjøres fra brønnboringen. Slike skjærfrigjøringsmekanismer er velkjente innen fagområdet.

[0046] Sporet 434 til J-sporsystemet kan posisjoneres i eller forbindes til en spindel 436 som er festet til skyveplaten 30. Spindelen 436 kan være festet til skyveplaten på enhver passende måte, slik som ved sveising eller ved skruing av den på skyveplaten 30. Ansatsen 432 kan traversere sporet 434 til spindelen 436 for å flytte FAC-verktøyet mellom de forskjellige posisjoner som illustrert i fig.3 til 5 og 7 til 8.

Claims

PATENTKRAV

1. Flerbruks fylle- og sirkulasjonsverktøy ("FAC-verktøy") (100,200) til bruk i en brønn som omfatter et brønnfôringsrør (5),

k a r a k t e r i s e r t v e d a t FAC- verktøyet (100,200) omfatter:

en toppdrevet forbindelse for kopling av verktøyet (100,200) til en toppdrift (98);

en pakningskopp (50) konfigurert for å tette et ringformet rom mellom FAC-verktøyet (100,200) og brønnfôringsrøret (5) når pakningskoppen (50) er aktivert;

et pakningselementsystem (80) som omfatter i det minste en pakning bevegbar mellom en låst posisjon, hvor den i det minst ene pakning ikke er aktivert, og en aktivert posisjon, pakningselementsystemet (80) er konfigurert for å tette det ringformede rom mellom FAC-verktøyet (100,200) og brønnfôringsrøret (5) når det er i den aktiverte posisjon; og

et glidesystem (70) som omfatter i det minste en holdekile posisjonert mellom pakningskoppen (50) og pakningselementsystemet (80), glidesystemet (70) er konfigurert for å feste FAC-verktøyet (100,200) i fôringsrøret (5), og glidesystemet (70) er konfigurert for å tilbakeholde den i det minste ene pakning i den aktiverte posisjon.

2. Verktøy (100,200) ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t det videre omfatter en skyveplate (30); og en teleskopseksjon (20) som kopler skyveplaten (30) til den toppdrevne forbindelse.

3. Verktøy (100,200) ifølge krav 2,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t det videre omfatter en nedre ventilsammenstilling posisjonert under pakningselementsystemet (80).

4. Verktøy (100,200) ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t FAC-verktøyet (100,200) omfatter en indre strømmingsbane som strekker seg fra den toppdrevne forbindelse gjennom den nedre ventilsammenstilling, og derved tillater fluid å strømme gjennom FAC-verktøyet (100,200) og inn i brønnen.

5. Verktøy (100,200) ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t en øvre styreseksjon (40) er posisjonert mellom skyveplaten (30) og pakningskoppen (50).

6. Verktøy (100,200) ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t en midtre styringsseksjon (60) er posisjonert mellom pakningskoppen (50) og glidesystemet (70).

7. Verktøy (100,200) ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t en nedre styreseksjon (90) er posisjonert mellom pakningselementsystemet (80) og ventilsammenstillingen.

8. Verktøy (100,200) ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t pakningselementsystemet (80) omfatter et flertall av pakninger.

9. Verktøy (100,200) ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t pakningskoppen (50) er posisjonert under pakningselementsystemet (80).

10. Verktøy (100,200) ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t det videre omfatter en tilbakestrømningsbane (422) som er konfigurert for å tillate fluid å frigjøres fra brønnen under pakningene til pakningselementsystemet (80) når pakningselementsystemet (80) er aktivert.

11. Fremgangsmåte for å operer et flerbruks fylle- og sirkulasjonsverktøy ("FAC-verktøy") (100,200) koplet i et brønnfôringsrør (5) til en brønn, k a r a k t e r i s e r t v e d a t FAC-verktøyet (100,200) omfatter:

en skyveplate (30);

et pakningselementsystem (80) som omfatter i det minste en pakning bevegbar mellom en låst posisjon hvor den i det minste ene pakning ikke er aktivert, og en aktivert posisjon, pakningselementsystemet (80) er konfigurert for å tette det ringformede rom mellom FAC-verktøyet (100,200) og brønnfôringsrøret (5) når det er i den aktiverte posisjon; og

et glidesystem (70) som omfatter i det minste en holdekile, glidesystemet (70) er konfigurert for å feste FAC-verktøyet (100,200) i fôringsrøret (5), hvori fremgangsmåten omfatter:

føling av en høytrykkshendelse;

opplåsing av pakningselementsystemet (80);

flytting av den i det minste ene pakning til den aktiverte posisjon; og utplassering av den i det minste ene holdekile for å feste FAC-verktøyet (100,200) i fôringsrøret (5), og glidesystemet (70) tilbakeholder den i det minste ene pakning i den aktiverte posisjon.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t en øvre styreseksjon (40) posisjoneres mellom skyveplaten (30) og pakningskoppen (50).

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t en midtre styreseksjon (60) posisjoneres mellom pakningskoppen (50) og glidesystemet (70).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t en nedre styreseksjon (90) posisjoneres mellom pakningselementsystemet (80) og ventilsammenstillingen.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 11,

16. Fremgangsmåte ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t opplåsing av pakningen omfatter å redusere en last på, og rotering av FAC-verktøyet (100,200).

17. Fremgangsmåte ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t flytting av den i det minste ene pakning til den aktiverte posisjon omfatter økning av en last på FAC-verktøyet (100,200).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t holdekilene forspennes for på den måten å tvinges inn i en posisjon for å feste FAC-verktøyet (100,200) i fôringsrøret (5) når lasten på FAC-verktøyet (100,200) økes.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter låsing av en teleskopseksjon (20) til FAC-verktøyet (100,200) etter utplassering av den i det minste ene holdekilde.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter fjerning av FAC-verktøyet (100,200) fra fôringsrøret (5).

21. Fremgangsmåte ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter justering av FAC-verktøyet (100,200) til en tilbakestrømningsposisjon for å tillate fluid å frigjøres fra brønnen under pakningene til pakningselementsystemet (80) når pakningselementsystemet (80) aktiveres.