NO754236L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår rotasjonsboring i alminnelighet og særlig en anordning og en fremgangsmåte til vasking av boreutstyret, såsom stabilisatorer, idet disse trekkes fra borehullet, og til oppbrytning av eventuelle store stykker av fjellformasjonen som bringes med til overflaten av boreslammet.

Anordningen og fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan benyttes til vasking av alt boreutstyr, innbefattende borerøret i en borestreng. Oppfinnelsen er imidlertid særlig egnet til vasking av stabilisatorer. Stabilisatorer anvendes for å holde borestrengen i avstand fra veggen av borehullet, forhåpentligvis aksialt i flukt med borehullets senterlinje.

Av denne grunn er stabilisatorene beregnet på å være i berøring med veggene i borehullet vanligvis ved hjelp av tverrstilte blader montert på et rørformet legeme og borestrengen.. Borepartikler, veggkaker og deler av undergrunnsformasjonen der bladene er i berøring med borehullets vegg, bygges opp mellom bladene og stabilisatorens hoveddel under boringen.

Når borestrengen tas ut av borehullet for utskiftning

av borkrone eller av andre årsaker, er det viktig av minst to grunner at materialet som måtte hefte seg til stabilisatorene fjernes. For det første, hvis opphopning av materiale tillates å forbli på stabilisatoren når denne igjen senkes ned i hullet, vil strømmen av boreslam rundt stabilisatoren bli innsnevret når stabilisatoren senkes. Dette kan resultere i en trykkopp-bygning under stabilisatorene hver gang rørstrengen senkes. Disse trykkoppbygninger kan bryte ned frilagte formasjoner i undergrunnen, noe som har skjedd mange ganger. Dette vil minst resultere i et tap av noe av det kostbare boreslam i hullet.

Videre kan det oppstå en situasjon der formasjonen vil ta opp boreslam kontinuerlig ved normalt hydrostatisk trykk. Dette kan kreve tilsetning av materialer som hindrer sirkulasjonstap når det gjelder boreslammet, og det kompliserer boreoperasjonen. I ekstreme tilfelle er det nødvendig å pumpe sement inn i formasjonen for å forsegle denne. Alt dette fører til tap av kostbar tid.

Videre blir borerørene som utgjør borestrengen vanligvis rangert vertikalt i eller ved boretårnet når strengen trekkes opp fra hullet, og borerørene står da i holdere som holder tre rørseksjoner hver. Da stabilisatorene står i forskjellige punkter på borestrengen, er det ikke uvanlig at en stabilisator befinner seg nær toppen av en holder for borerør når borerøret tas løs fra strengen og settes tilbake i boretårnet eller nær dette. Hvis stabilisatoren ikke rengjøres når den kommer gjennom dreieboret vil materialet som hefter seg til stabilisatoren tørke i luften, og i mange tilfelle løsner materialet og faller ned fra stabilisatoren, mot dekket av boreriggen,i store klumper som skaper meget farlige forhold for mennesker som arbeider på boreriggens dekk.

En hensikt med oppfinnelsen er å komme frem til en anordning og en fremgangsmåte til rengjøring av boreutstyr,som stabilisatorer, før utstyret som befinner seg i hullet trekkes opp gjennom dreieboret i boreriggen. Dette sikrer at verktøyet kan settes tilbake i boretårnet over arbeidernes hode uten fare for at materialet skal løsne og falle ned på arbeiderne, og dessuten spares det meget av den tid som man ellers ville bruke på å rengjøre utstyret etterat dette er trukket gjennom dreieboret. I tillegg til dette vil, når utstyr rengjøres over dreiebordet, det materiale som fjernes bli liggende på dreiebordet og tilstøtende dekk i boreriggen. Dette materiale er vått når det fjernes og gjør dekket glatt slik at dette blir en utrygg arbeidsplass.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å komme frem til en anordning som er en flerhet av stråler av boreslam rettet mot utsiden av boreutstyret før dette når opp til dreiebordet, for derved å fjerne partikler og materialer. En ytterligere fordel som oppnås ved dette er at ved å anvende boreslam som ren-gjøringsmiddel og ved å rette dette boreslam mot utstyret før det kommer ut av klokkenippelen under dreiebordet, blir boreslammet ikke forurenset av vann som ville være ett av de ren-gjøringsmidler man benyttet hvis utstyret ble rengjort over dreiebordet.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å komme frem til en fremgangsmåte og en anordning til vasking av boreutstyr på en slik måte at materialet som fjernes fra utstyret ved klokkenippelen kan føres gjennom returledningen for slammet. Dette er fordelaktig ikke bare fordi det hindrer materialet eller i det minste mesteparten av det i å synke gjennom slammet og ned i borehullet, men dette fører også til at borehullet åpnes fylt med boreslam opp til nivået for slamreturledningen. Dette er meget viktig fordi det reduserer mulighetene for utblåsning ved at man opprettholder det maksimale hydrostatiske trykk av fluidum mot olje- eller gassholdige formasjoner som borehullet kan ha trengt gjennom.

Oppfinnelsen er nyttig i tillegg til selve rengjørings-prosessen. Når man borer i visse undergrunnsformasjoner, kan store stykker av formasjonen bli brakt opp til overflaten. Man vet ikke med sikkerhet om disse stykker er revet løs fra veggen i borehullet eller er resultatet av opphopning av borepartikler når disse beveges til overflaten. Uansett hva årsaken er vil disse store stykker av formasjonen når de når overflaten, tilstoppe returledningen for boreslammet og ofte også selve klokkenippelen i en slik utstrekning at boreoperasjonene må stanses inntil visse stykker fra formasjonen er fjernet. Dette fenomen opptrer i første rekke når man borer i o<y>erflateleire av den type som vanligvis kalles "gumbo"..

En ytterligere hensikt med oppfinnelsen er derfor å komme frem til en anordning og en fremgangsmåte til oppbrytning av eventuelle store stykker av formasjoner som kommer opp til overflaten under boreoperasjonene, for dermed å hindre stykkene i å tilstoppe klokkenippelen eller returledningen for slammet.

Det er dessuten en hensikt med oppfinnelsen å komme

frem til en fremgangsmåte for boring i undergrunnsformasjoner, f.eks. "gumbo", der en flerhet av strømmer av boreslam innføres i slammet når dette returnerer til overflaten for derved å bryte opp eventuelle store stykker av formasjonen i slammet før de kan tilstoppe eller tette til retursystemet for boreslammet.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å komme frem til en anordning for rengjøring av boreutstyr når dette passerer gjennom klokkenippelen i en rotasjonsrigg og til oppbrytning av eventuelle store stykker av formasjoner som når overflaten, hvilken anordning innbefatter en flerhet av munnstykker som har utskiftbare strømningsbegrensende anordninger som kan fjernes og skiftes ut når de slites ned av boreslammet, eller når det er ønskelig å forandre størrelsen på åpningen i de strømningsbe-grensende anordninger.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli beskrevet nærmere under henvis-ning til tegningene der: Fig. 1 viser, sett fra siden, den øvre utblåsningssperre og klokkenippel i en vanlig utblåsningssperrestand som ligger like under dreiebordet i en rotasjonsborerigg, med den foretrukne utførelsesform for anordningen i henhold til oppfinnelsen instal-lert i klokkenippelen i retursystemet for boreslammet,

fig. 2 viser et snitt tatt etter linjen 2-2 på fig. 1,

fig. 3 viser et snitt tatt etter linjen 3-3 på. fig. 2, og

fig. 4 viser et snitt gjennom anordningen i henhold til oppfinnelsen når denne benyttes til oppbrytning av store stykker av undergrunnsformasjoner som når opp til overflaten under boringen.

Ved rotasjonsboring strekker borestrengen seg inn i borehullet gjennom en utblåsningssperre og et system for retur av boreslam. Ehutblåsningssperre eller stand kan innbefatte en eller flere utblåsningssperrer som står i flukt med borehullet. På fig. 1 er bare den øverste utblåsningssperre gjengitt, og den er betegnet med henvisningstallet 10. Borestrengen 12 strekker seg gjennom utblåsningssperren og vil under boreoperasjonene ha en borkrone ved enden. Boreslam pumpes ned gjennom borestrengen 12 ut gjennom bork&onen og tilbake til overflaten mellom borestrengen og veggen i borehullet, eller eventuelt en hylse som allerede kan være innsatt i borehullet. Boreslammet passerer OPP gjennom utblåsningssperren inn i retursystemet for slammet, innbefattende klokkenippelen 14 som er festet til den øvre utblåsningssperre 10, og gjennom returledning 16 som strekker seg ut til siden. Slammet strømmer opp i klokkenippelen og deretter ut til siden gjennom slamreturledningen 16 til steinrister og lagersteder, hvorfra det igjen føres videre av slampumper og pumpes ned gjennom borestrengen.

I henhold til oppfinnelsen er et antall munnstykker 18 montert på klokkenippelen og gjennom disse kan boreslam pumpes slik at man får en flerhet av stråler av boreslam som blir rettet mot utsiden av boreutstyret som passerer gjennom klokkenippelen for rengjøring av utsiden av denne,eller for oppryd-ning av eventuelle store stykker av formasjonen som når frem til klokkenippelen. I henhold til fremgangsmåten og den foretrukne utførelsesform for anordningen i henhold til oppfinnelsen, er munnstykkene montert på klokkenippelen over slamreturledningen 16. Alle munnstykker har samme konstruksjon slik at bare en vil bli beskrevet i detalj. Som vist på fig. 3 innbefatter munnstykket 18 et rørformet munnstykkehus 20. Huset har en gjennomgående passasje der en del 22 av denne er større i diameter enn delen 24, slik åt det fremkommer en ringformet skulder 26. Pas-sasjedelene 22 og 24 er i flukt med hverandre og med åpningen 28 gjennom klokkenippelen 14. Munnstykkehuset 20 er festet til en monteringsflens 30 som sitter på utsiden av klokkenippelen, f.eks. fastsveiset for å holde munnstykkehuset i den ønskede stilling med passasjene i flukt med åpningen 28 i veggen av klokkenippelen. Monteringsflensen 30 er sveiset til klokkeflensen også for å hindre utstrømning av boreslam gjennom åpningen 28 og mellom klokkenippelen og monteringsflensen. Den ønskede akselerasjon av slammet som pumpes gjennom munnstykket fåes ved hjelp av en skiveformet strømningsbegrensende del 32 som er plasert i partiet 22 av passasjen i anlegg mot skulderen 26.

Det finnes også anordninger som tilfører munnstykkene fluidum under trykk. I den viste utførelsesform innbefatter disse anordninger sirkulære rørformede grenrør 34 som omgir klokkenippelen og er festet til innløpsenden av hvert munnstykkehus .

Som forklart ovenfor vil nivået av boreslam i borehullet synke når borestrengen tas ut av hullet ved at røret etterhvert fjernes. Hvis gass eller oljeholdige formasjoner blir frilagt i borehullet, kan et fall i nivået på boreslammet redusere det hydrostatiske trykk overfor den produserende formasjon til mindre enn formasjonstrykket og gass eller olje i formasjonen kan strømme ut i borehullet og en utblåsningskan finne sted.

Av denne grunn er det en vanlig praksis å kople en ledning

fra slampumpene på riggen til klokkenippelen, en ledning som vanligvis kalles for oppfyllingsledning, og gjennom denne kan boreslam tilføres borehullet etterhvert som røret trekkes ut av dette for å opprettholde nivået av boreslam ved eller nær overflaten, noe som på sin side opprettholder det hydrostatiske trykk fra hele væskesøylen mot produserende formasjoner.

I den viste utførelsesform er etterfyllingsledningen

36 koplet til grenrøret 34. For vanlig etterfylling blir så fluider pumpet inn i grenrøret ved hjelp av slampumpene og føres inn i klokkenippelen gjennom munnstykkene for å holde hullet fullt av boreslam opp til returledningen for slammet.

Når en stabilisator, f.eks. den som er vist stiplet ved S eller annet boreverktøy som krever rengjøring nærmer seg klokkenippelen, kan trykket i etterfyllingsledningen økes tilstrekkelig til at det oppstår en strøm av boreslam fra hvert av munnstykkene 18 méd tilstrekkelig hastighet til å rengjøre utstyret idet det passerer gjennom klokkenippelen. Det kan under noen forhold være ønskelig å pumpe kontinuerlig gjennom etterfyllingsledningen slik at rengjøringsvirkningen på borestrengen vil være kontinuerlig sålenge den trekkes fra borehullet. Dette vil også sikre at fluidumnivået holdes på det høyest mulige punkt til enhver tid. Mulig overskytende fluidum som blir pumpet inn i klokkenippelen vil ganske enkelt strømme gjennom slamreturledningen tilbake til lagringsstedene for slammet. Som vist står munnstykkene 18 omtrent ved en vinkel på 50° på horisontalplanet slik at slamstrømmene fra munnstykkene treffer boreutstyret i en nedadrettet vinkel. Munnstykkene blir fortrinns-vis rettet nedad i en vinkel på mellom 30° og 60° i forhold til

. horisontalplanet.

Ved utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen for rengjøring av boreutstyr avgir munnstykkene en flerhet av stråler av boreslam over slamreturledningen, slik at fast-sittende materialer vaskes løs fra boreutstyret. Dette materiale faller eller føres av boreslammet ned i klokkenippelen der det kommer inn i den tverrettede strøm av slam som strømmer inn i slamreturledningen. På denne måte blir materialet ikke bare vasket fra boreutstyret før dette trekkes ut av klokkenippelen og opp på boreriggens dekk, men det fjernede materiale blir også ført ut av klokkenippelen sammen med boreslammet slik at det kan skilles fra slammet med stenristeren.

Som forklart ovenfor vil når det bores i visse typer formasjoner, f.eks. gumbo, ved kysten av den Meksikanske Gulf, store stykker av formasjonen kunne finne vei opp til overflaten. De stykker som er tilstrekkelig små til å komme inn i slamreturledningen vil her kunne sette seg fast og redusere ledningens kapasitet eller i mange tilfelle tilstoppe ledningen fullstendig. I begge tilfeller vil det resirkulerte slam bli begrenset eller hindret i å strømme gjennom returledningen og vil da flomme over toppen av klokkenippelen. Boreoperasjonene må da stanse mens returledningen rengjøres for disse formasjonsstykker. Hvis stykkene er for store til å komme inn i returledningen slik til-fellet er med stykkene 50 og 52 på fig. 4, vil de bevege seg sammen med slammet til innløpet av returledningen 16 og hindre eller begrense strømmen av slam inn i-ledningen, og slammet vil igjen flomme over klokkenippelen.

Ved pumping av boreslam gjennom munnstykkene 18 under boreoperasjonen vil, som vist på fig. 4, en flerhet av hurtige strømmer av boreslam treffe stykkene 50 gg 52 av formasjonen når de beveger seg oppad i klokkenippelen, og stykkene vil bli brutt opp i mindre stykker 54 før de kan komme inn i eller tilstoppe returledningen for slammet. Mindre stykker av formasjonen vil så bli ført på tvers sammen med boreslammet gjennom boreslammets returledning til steinristeren der de skilles fra slammet. 1 Når de benyttes for dette formål, innstilles munnstykkene slik at de hurtige strømmer av slam som utmates fra munnstykkene vil treffe og bryte opp formasjonsstykkene før disse stykker kan komme inn i eller tilstoppe returledningen for boreslammet .

Da, som vist på fig. 4, boring foregår, er den øvre del av borestrengen vist som en kelly 56.

Som forklart ovenfor holdes den strømningsbegrensende del 32 på plass av skulderen 26. En tetningsring 40 som bæres av delen hindrer strøm av boreslam rundt utsiden av delen og tvinger alt slammet til å strømme gjennom åpningen 42 i denne del.

Den strømningsbegrensende del eller dyse 32 tjener til

å skape en økning i boreslammets hastighet tilstrekkelig til at man får den ønskede rense- eller vaskevirkning. Selv om disse deler vanligvis er laget av eller belagt med meget hardt materiale vil de bli påvirket av erosjon og slitasje og de må til slutt byttes ut. Det er et trekk ved foreliggende oppfinnelse at den strømningsbegrensende del eller dyse i hvert munnstykke kan tas ut og erstattes når det er ønskelig.

I den viste utførelsesform er åpningene 44 plasert på siden av samlerøret 34 diametralt overfor munnstykkehuset 20. Normalt er åpningene lukket med hetter 46 som er festet til nipler 48. Når det er behov for å skifte ut en av munnstykke-dysene 32, fjernes hetten som sitter på munnstykket og dysen tas ut gjennom munnstykkehuset, gjennom grenrøret og gjennom åpningen 44 og en ny settes tilbake.

Av det som her er sagt vil man se at oppfinnelsen er

vel egnet til oppnåelse av alle de formål som er nevnt tidligere sammen med andre fordeler som skulle gi seg selv og som er knyttet til anordningen og fremgangsmåten.

Det skal pekes på at visse trekk og kombinasjoner ved oppfinnelsen kan anvendes uten å være kombinert med andre trekk. Dette ligger også innenfor rammen av oppfinnelsen.Da mange ut-førelsesformer for anordningen er mulig samtidig med at fremgangsmåten utøves på forskjellige måter uten at man går utenom oppfinnelsens ramme, skal det pekes på at alt som her er sagt og vist bare skal tas som en illustrasjon av oppfinnelsen og ikke som noen begrensning av det beskyttelsesomfang dette patent gir.

Claims (8)

1. Anordning montert på klokkenippelen i en rotasjonsborerigg over slamreturledningen, for oppbrytning av store formasjonsstykker, f.eks. av gumbo, når stykkene når frem til overflaten av boreslammet i klokkenippelen under boreoperasjoner, karakterisert ved en flerhet av munnstykker med monteringsanordninger som holder munnstykkene på klokkenippelen

direkte over slamreturledningen, slik at fluidum som strømmer gjennom munnstykkene blir rettet inn i slammet når slammet når frem til slamreturledningen for oppbrytning av store stykker av formasjonen, og anordninger for pumping av boreslam gjennom munnstykkene, samtidig med at boreslam pumpes opp til klokkenippelen og på tvers gjennom slamreturledningen for å føre med seg stykker av formasjonen fra borehullet.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at monteringsanordningen innbefatter et sirkulært grenrør som hvert munnstykke er festet til og gjennom hvilket hvert munnstykke tilføres boreslam.

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at hvert munnstykke innbefatter et rørformet hus med et innløp og et utløp og en strømningsbegrensning an-brakt i huset nær ved utløpet for å øke hastigheten på det slam som strømmer gjennom huset før slammet forlater dette gjennom utløpet.

4. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at strømningsbegrensningen er uttagbar gjennom innløpsenden av munnstykkehuset,og ved at det rørformede gren-rør er utstyrt med åpninger plasert overfor innløpet til munnstykkehusene og gjennom hvilke strømningsbegrensningene kan føres inn og ut av munnstykkehuset, og med avtagbare anordninger for lukning av de nevnte åpninger.

5. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at munnstykkene er montert for å rette det slam som strømmer fra munnstykkenes utløp nedad i en vinkel på mellom 30-60° i forhold til horisontalplanet.

6. Anordning for anvendelse sammen med en klokkenippel og slamreturledning i en rotasjonsborerigg for vasking av boreutstyr før dette passerer ut gjennom klokkenippelen under rota-sjonsboret, karakterisert ved en flerhet av åpninger i klokkenippelen over slamreturledningen, en flerhet av munnstykker, monteringsanordninger for munnstykkene på klokkenippelen for å rette en flerhet av strømmer av boreslam som strømmer gjennom munnstykkene gjennom åpningene i klokkenippelen mot boreutstyr som passerer gjennom denne nippel, og anordninger for tilførsel av boreslam under trykk til munnstykkene når det er ønskelig å rengjøre boreutstyr ved dets passasje gjennom klokkenippelen, der hvert munnstykke innbefatter et rørformet hus med en gjennomgående passasje i flukt med en av de åpninger i klokkenippelen gjennom hvilken boreslam føres inn i denne, hvilken passasje har et parti med redusert diameter nær ved åpningen i klokkenippelen for å danne en ringformet skulder som vender motsatt strømningsretningen for boreslammet, og en skiveformet begrensningsdel som er plasert i passasjen i anlegg mot skulderen og har en åpning med redusert diameter for å snevre sammen strømmen av boreslam gjennom passasjen og for å øke hastigheten på dette slam før det kommer inn i klokkenippelen, og tetningsanordninger mellom det strømningsbegrensende del og huset.

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at monteringsanordningen omfatter et sirkulært grenrør som omgir klokkenippelen og er forbundet med de rør-formede hus for munnstykkene for å danne en felles ledning gjennom hvilken -boreslam under trykk tilføres munnstykkene, hvilket grenrør har åpninger som vender fra og er i flukt med passasjene i munnstykkehusene og har deksler for åpningene, hvilke deksler kan fjernes for å tillate uttagning og innsetning av de strømningsbegrensende deler fra huset gjennom åpningene.

8. Fremgangsmåte til rotasjonsboring, karakterisert ved at boreslam sirkuleres ned gjennom borestrengen og opp gjennom det ringformede rom til klokkenippelen og på tvers gjennom en slamreturledning til steinristeren, og lag-ringer for å føre stykker av formasjonen ut av borehullet, an-bringelse av en flerhet av munnstykker i klokkenippelen nær ved slamreturledningen for å rette munnstykkenes stråler inn i slammet når dette når frem til slamreturledningen og for å rette en flerhet av stråler av boreslam gjennom munnstykkene mot stykker av formasjonen som føres til overflaten av boreslammet når stykkene når frem til slamreturledningen for å bryte opp disse stykker tilstrekkelig til at de kan flyte på tvers sammen med slammet gjennom slamreturledningen.