NO820038L - Fremgangsmaate og apparat for aa redusere tendensen til at en borestreng setter seg fast paa grunn av trykkforskjeller - Google Patents
Fremgangsmaate og apparat for aa redusere tendensen til at en borestreng setter seg fast paa grunn av trykkforskjellerInfo
- Publication number
- NO820038L NO820038L NO820038A NO820038A NO820038L NO 820038 L NO820038 L NO 820038L NO 820038 A NO820038 A NO 820038A NO 820038 A NO820038 A NO 820038A NO 820038 L NO820038 L NO 820038L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- drill
- elements
- drilling
- circular
- drill string
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 53
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035508 accumulation Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B31/00—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells
- E21B31/035—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells controlling differential pipe sticking
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår et rotasjons-boringsarrangement for å redusere tendensen til at en borestreng setter seg fast i et brønnhull på grunn av trykkforskjeller. Mer spesielt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte og et apparat for boring av avviksbrønnhull, slik som ved boring med utvidet rekkevidde, hvor fremgangsmåten og appa-ratet er særlig beregnet på å redusere sjansen for at borestrengen setter seg fast i brønnhullet på grunn av trykkforskjeller.
Oppfinnelsen fremskaffer en metode for rotasjonsboring av et brønnhull på en måte som reduserer tendensen til at en borestrent, som har en borkrone i den nederste enden, setter seg fast på grunn av trykkforskjeller, og fremgangsmåten omfatter derfor boring av hullet ved at en' borestreng roteres, idet borestrengen består av et antall borerør forbundet med hverandre, og borestrengen har deler med ikke-sirkulært tverrsnitt, slik at det periodisk dannes en åpning mellom de ikke-sirkulære delene og borekaksen og kaken langs veggen.
Boring med utvidet rekkevidde medfører boring, logging og komplettering av brønnhull som har vesentlig større.. skråvinkler i forhold til vertikallinjen og/eller strekker seg over vesentlig større horisontale avstander enn de brønn-hull som for tiden kan bores med konvensjonell retningsboring. Hvis man lykkes med slik boring med utvidet rekkevidde, vil dette først og fremst ha betydning for offshore-prosjekter,
da plattformkostnader utgjør en hovedfaktor i de fleste offshore-operasjoner. Boring med utvidet rekkevidde gir store, muligheter for 1) utvikling av offshore-reservoarer som ellers ikke er ansett som økonomiske, 2) tapping av deler av reservoarer som nå blir ansett å ligge utenfor økonomisk og tekno-logisk rekkevidde, 3) akselerert produksjon over lengére inter-valler i en produksjonsformasjon på grunn av de store skråvinkler for brønnhullene, 4) at det kreves færre plattformer for utvikling av store reservoarer, 5) at boring kan være ét alternativ for visse undersjøiske kompletteringer, og 6) det kan bores under trafikkerte farvann eller i andre områder som ellers ville være utilgjengelige.
Retningsboring med store vinkler og stor rekkevidde byr på flere problemer. Særlig byr skråvinkler på
60° eller mer kombinert med store borehull-lengder eller komplekse borehullprofiler på betydelige problemer som man må overvinne. Vesentlige fysiske fenomener i denne forbindelse er tyngdekraften, friksjonskoeffisienter og slam-partikkelavsetninger.
Når skråvinkelen øker, vil den tilgjengelige tyngdekraften som utnyttes for bevegelse av rørstrengen eller wirestrengen ned i brønnhullet avta med cosinus av vinkelen, og den vekt som virker mot brønnhullets underlig-gende side, vil øke med sinus av vinkelen. Den kraft som mot-virker borestrengens bevegelse vil være et produkt av den opptredende friksjonskoeffisient og summen av de krefter som presser strengen mot borehullsveggen. Ved en friksjonskoeffisient på ca. 0,58 for vanlig vannbasert slam, vil borestrenger ha en tendens til å gli ned i brønnhullet for vinkler opp til ca. 60°. Ved større vinkler vil borestrengene ikke bevege seg ned utelukkende under påvirkning av tyngdekraften og de må da i tillegg skyves eller trekkes mekanisk, eller man kan alternativt redusere friksjonskoeffisienten.
Da wire som benyttes ved logging ikke kan skyves ned i brønn-hullet, er vanlig wire-logging derfor en av de første funk-sjoner som vil vanskeliggjøres.
Rensing av hull blir også problematisk ved skråhull, fordi partikler bare behøver å falle noen få centimeter før de kommer ut av slamstrømmen og kommer til hvile mot hullets underside, vanligvis i en strømningsskygge langs røret. Dette problem støter man også på ved i hovedsaken vertikale borehull, men problemet er mye verre i avvikshull. I avvikshull vil borestrengen ha en tendens til å ligge mot borehullets underside, og borkaks vil ha en tendens til å avsette seg og samle seg langs borhullets underside rundt borestrengen. Når borkaks avsetter seg på undersiden sammen med den vanlige filterkake som danner seg ved borehullsveggen, vil det oppstå forhold som er gunstige for fastklebing av borerøret på grunn av trykkforskjeller når en porøs formasjon gjennomtrenges og hvor det interne trykk er mindre enn trykket i borehullet.
Slik avsetning av borkaks er særlig utpreget i
de nesten horisontale hull som kan forekomme ved boring med utvidet rekkevidde. De nå brukte borestrenger har rør, for-bindelser og borkrager som vanligvis er runde og roterer konsentrisk om en felles akse. Hvis røret roterer konsentrisk om samme akse som forbindelsesdelene, som normalt ligger an mot den faste veggen og tjener som lagring for den roterende strengen, vil det danne seg et langt kilespor når røret inn-leirer seg i borkaksen og veggkaken. En tilsvarende virkning vil man få i et vertikalt hull, hvis en borestreng roterer om en konsentrisk akse i en tykk veggkake. Hvis det eksi-sterer trykkforskjell (boreslammets trykk er mindre enn formasjonens boretrykk) overfor en gjennomtrengelig sone i formasjonen, vil det i begge tilfeller være forhold som kan medføre ulik klebing til veggen. I begge tilfeller er røret delvis dekket og innleiret i partikkelmassen, og kan bli hydraulisk avtettet i en slik grad, at det vil oppstå en vesentlig trykkforskjell i skillet mellom røret og veggen,
og det åpne rommet i borehullet. Denne hydrauliske avtetting gir et rørområde hvor trykkdifferensialet vil presse røret hardt mot veggen. Friksjonsmotstanden mot rørets bevegelse langs veggen vil medføre at røret setter seg fast, og røret er da i en tilstand som kan betegnes som differensialfast-setting.
Trykkdifferensialfastsetting av et borehull ble også diskutert i et foredrag med tittelen "Pressure-Differen-tial Sticking of Drill Pipe and How It Can Be Avoided or Relieved" av W.E. Helmick og A.J. Longley, holdt på vårmøtet til Pacific Coast District, Division of Production, Los Angeles, California i mai 1957. I dette foredraget sies det at teorien vedrørende trykkdifferensialfastsetting først fremkom etter at man hadde merket seg at punktoljesmøring bi-dro til frigjøring av et rør som hadde satt seg fast, mens røret var ubevegelig overfor en gjennomtrengelig innleiring. Dette var særlig merkbart i et felt hvor en uttømt sone på 1311 m med en trykkgradient på 0,792 kPa/m ble gjennomtrengt med retningshull ved bruk av slam med hydrostatiske gradienter på 11,76 kPa/m. Det ble konkludert med at borkragene måtte ligge an mot en filterkake på hullets underside, og at trykkdifferensialet virket mot det rørareal som hadde kontakt med den isolerte kake med en kraft tilstrekkelig til å hindre en frigjøring ved utøvelse av en strekkraft på borestrengen. I foredraget ble det fremhevet at blant de foreliggende muligheter for frigjøring av et slikt fastsatt rør var bruk av punktoljesmøring på røret, for derved å avlaste differensialtrykket, eller vasking med vann for derved å redusere trykkdifferensialet ved reduksjon av det hydrostatiske trykket. Feltforsøk basert på de i foredraget gitte prin-sipper viser at den beste måte å behandle differensialfast-setting på var å hindre, oppståelsen av. dette, derved at det benyttes stabilisatorer for borkragene, eller ved at man -
noe som ble ansett som mer vesentlig - aktivt avkortet de tids-intervaller som røret var i hvilekontakt med gjennomtrenge-lige formasjoner.
US-patent nr. 3.146.611 viser rørformede bore-strengdeler med kontinuerlige riller, som har til oppgave å redusere det arealet som har omkretsanlegg med brønnhullet, slik at sannsynligheten for at strengdelene setter seg fast på grunn av trykkforskjeller blir mindre.
US-patent nr. 3.306.378 beskriver spesielle borkrager for bruk i en borestreng for boring av hull, hvilke borkrager er utformet som en stiv stamme over borkronen for å motvirke tendensen til at borkragene bøyer seg og beveger seg spiralformet, slik at man får øket borevekten uten at det oppstår avvik for borkronen. For å oppnå dette ble borkrager med et eksentrisk gjennomgående hull festet til borerøret ved hjelp av forbindelsesdeler i den ene enden, slik at kragene roterer med konstant kontakt med borehullsveggen.
To eller flere slike krager plasseres symmetrisk om rotasjonsaksen for å få en ensartet støtte mot borehullsveggen og for dessuten å skaffe den nødvendige stivhet, slik at borkronens akse faller sammen med rotasjonsaksen.
US-patent nr. 3.382.938 beskriver en annen metode for å kontrollere avviket for borkronen fra dens påtenkte kurs. Patentet beskriver borkragen som bærer et antall ad- skilte klosser, som strekker seg radialt ut fra borkragens ene side og har flater i avstrykende kontakt med borhulls-veggen.
US-patent nr. 2.841.366 beskriver en metode og
et apparat for brønnboring og angår kontrollering og 'stabili-sering av borkrager og borkrone i deri nedre enden av borestrengen. Borkragens og borkronens bevegelser blir kontrol-lert og stabilisert ved at det er anordnet en eksentrisk vekt. Ved et punkt hvor borkragene har tendens til å bøye seg, er det anordnet en krage, hvor den øvre og nedre kob-lingsende er på linje, mens det mellomliggende partiet er eksentrisk. Det eksentriske mellomliggende partiet vil på grunn av sentrifugalkraften svinge i en sirkulær bane i brønnhullet. Partiet har en avstrykende kontakt med veggen som derved blir jevnere. Mens det eksentriske partiet roterer, blir endepartiene holdt konsentrisk med sentralaksen i brønn-hullet, slik at boreverktøyet blir rettet vertikalt og lager et rett, vertikalt hull i grunnen.
US-patent nr. 3.391.74 9 omtaler en teknikk for å hindre at brønnhullet under boringen får en avvikende retning fra vertikallinjen, og teknikken går ut på å bruke borkrager som vektsmessig er eksentriske i forhold til rotasjonsaksen.
US-patent nr. 2.309.791 beskriver en metode og et apparat for å sementere en foring i en brønn, hvor firingen blir skjøvet bort fra brønnveggen. Ansamlinger av slam,
som har en tendens til å forbli på plass når sementgrøten strømmer oppover rundt foringen, brytes opp slik at hele f6r-ingen blir omgitt av sement. Foringen er utstyrt med eksentriske utvidelser. Foringen har en tendens til å sentreres i hullet, enten ved en egnet egnet orientering av utvidelsene, eller en rotasjon av foringen, eller ved en kombinasjon av disse tingene. Disse eksentriske utvidelser kan være båret av eller kan bestå av koblinger, sko, flytekrager eller annet utstyr plassert i foringsstrengen. Rotasjon av den eksentriske utvidelse vil forstyrre strømmen av den stigende sement-søylen og tvinge den rundt alle sider av foringen.
Firkantede og trekantede borkrager har vært brukt
i mange borehull. Men hensikten med deres bruk har vært å gi
en stiv konstruksjon i borestrengens nedre parti og ikke for å forhindre fastklebing på grunn av trykkforskjell. Spiralriller har blitt brukt for å hindre fastklebing til veggen på grunn av trykkforskjeller. Men spiralriller er ikke det samme som den ikke-runde tverrsnittsformen som er beskrevet nedenfor.
Et formål med foreliggende oppfinnelse er å utvide i vesentlig grad rekkevidden i retningsborede brønner, det vil si det som nå blir kalt boring med utvidet rekkevidde. Foreliggende oppfinnelse minsker problemet med at borestrengen setter seg fast i borehullet, ved at flatekontakten mellom borestreng og brønnhullsvegg reduseres, og ved at borkaksen føres fra undersiden i brønnhullet og ut i hovedstrømmen av returnerende boreslam, slik at borkaksfjerningen fra brønn-hullet forbedres.
Det er derfor et formål med oppfinnelsen å frem-skaffe en forbedret metode og et tilsvarende arrangement for boring av et brønnhull på et vis som minsker borestrengens tendens til fastklebing på grunn av trykkforskjeller. Slik fastklebing av borestrengen i hullet unngås ved at borestrengen forsynes med elementer som har ikke-sirkulært tverrsnitt, slik at det periodisk dannes åpning mellom de ikke-sirkulære elementer og borkaksen og veggkaken. Borestreng-elementene kan være deler av selve borerøret, det kan være forbindelsesdelene, borkragene eller sliteknaster, og noen - eventuelt alle av disse elementene forsynes med ikke-sirkulært tverrsnitt. Den ikke-sirkulære formen kan være trekantet, firkantet eller mangekantet av høyere grad, eller elliptisk. Rotasjon av borestrengen bevirker at det periodisk dannes
i åpninger mellom de ikke-sirkulære elementene og borkaksen og veggkaken, noe som resulterer i bevegelse av den faste massen rundt de ikke-sirkulære elementer bort fra borestrengen, slik at borestrengens tilbøyelighet til fastklebing reduseres. Dessuten er det store muligheter for at hydrauliske avtetninger blir brutt som følge av de ikke-sirkulære elementers vekslende virkning.
Bevegelsen til den ikke-sirkulære borestrengen vil også rote opp i borkaksen, slik at det sirkulerende bore slam får kontakt med borkaksen og kan fjerne denne mer effektivt. Rask rotasjon av de ikke-sirkulære delene gjør partikkelmassen flytende og bryter opp de stivnede blandinger av boreslam og borkaks, slik at også denne kan fjernes mer effektivt av det sirkulerende boreslam. Både opprotingen og oppryddingen av de stivnede masser har som resultat en mer effektiv rensing av borehullet.
En spesielt gunstig og foretrukket tverrsnittsform er den elliptiske, da kanten på elliptiske elementer presenterer en glatt flate mot veggen to ganger pr. omdreining, og fordi to tomrom roterer sammen med borkragene. Når rotasjonen stopper, vil det alltid være minst en lomme mellom borestrengen og den vegg av en eller annen slags masse som har samlet seg rundt strengen.
På figurene, hvor like tall representerer like deler, er fig. 1 en skjematisk tegning av et avviksborehull som strekker seg ned i grunnen og figuren viser flere ut-førelsesformer av oppfinnelsen,
fig. 2 er et snitt tatt etter linjen 2-2 på fig. 1 og viser en åttekantet tverrsnittsform av en borerørslengde,
fig. 3 er et snitt tatt etter linjen 3-3 på fig. 1, og viser en elliptisk tverrsnittsform for en forbindelse,
fig. 4 er et snitt tatt etter linjen 4-4 på fig. 1, og viser en sliteknast med en firkantet tverrsnittsform, og
fig. 5 er et snitt tatt etter linjen 5-5 på fig. 1, og viser en borkrage med en elliptisk tverrsnittsform.
Ved boreoperasjoner brukes en borestreng som består av borerør, borkrager og en borkrone. Borerøret består av et antall lengder av et sømløst rør, og lengdene er knyt-tet sammen med forbindelsesledd. Borerøret har til oppgave å overføre dreiemoment og boreslam fra boreriggen ned til borkronen, og er den strekkpåkjente del når strengen skal trekkes opp fra brønnhullet. Under normale forhold er borerøret alltid under strekk når det bores. Borerørets ytterdiameter er vanligvis mellom 8,9 og 12,7 cm, og røret er vanligvis laget av stål. Men borerør av aluminium er også tilgjengelige i handelen, og slike rør kan være et gunstig valg ved boring med utvidet rekkevidde, fordi vekten av borestrengen som ligger an mot siden i et sterkt skrårettet hull, blir redusert.
Kommersielt tilgjengelige borerør av aluminium
med en diameter på 11,4 cm og forsynt med forbindelsesledd av stål, vil bare gi tredjeparten så meget tyngdekraft mot undersiden i et skråhull med 14 ppg boreslam, sammenlignet med en tilsvarende borestreng av stål. Teoretisk vil da,
med hensyn til friksjonskreftene, en tredjepart av vegg-kraften bare gi en tredjepart skyvemotstand og en tredjepart dreiemoment sammenlignet med en tilsvarende borestrent av stål. Med hensyn til andre fysiske egenskaper har dessuten en borestreng av aluminium flere fordeler sammenlignet med en borestreng av stål.
Borkragene er relativt tykkveggede rør sammenlignet med borerørene og har derfor større vekt pr. lengde-enhet. Borkragene virker som stive elementer i borestrengen og settes vanligvis inn i borestrengen like over borkronen og tjener til å gi vektbelastning på borkronen. Ved vanlig rotasjonsboring vil bare de nedre tre fjerdedeler av kragene være under aksial krompresjon for belastning av. borkronen under boringen, mens den øvre fjerdedel av kragene vil være strekkpåkjent på samme måte som borerørene. Kragene har større ytterdiameter enn borerørene, og ytterdiameteren ligger vanligvis mellom 11,4 og 25,4 cm.
Skjøtene eller koblingene som forbinder borerørene med hverandre er separate komponenter som festes til borerøret etter fremstillingen av dette. En skjøt består av en tapp som er festet til den ene énden av et rør, og av en muffe som festes til rørets andre ende. Vanligvis vil skjøtens muffe-st ykke ha en lengde som er litt større enn tappens lengde. Skjøten tilveiebringes ved at,en muffe og en tapp bringes sammen.
Ved rotasjonsboring benyttes det et boretårn med et rotasjonsbord for å gi et dreiemoment til borestrengen,
for derved å rotere borestrengen og borkronen. Rotasjonsbordet virker også som. basisfundament, hvorfra samtlige rør, såsom borerør, borkrager og foringer opphenges i hullet. En kelly brukes som et øvre rørelement i borestrengen, og kellyen
går gjennom rotasjonsbordet og samvirker med dette^slik at rotasjonsbordet kan utøve et dreiemoment på borkronen gjennom borestrengen. Væskepumper eller slampumper benyttes for sirkulering av borevæske eller boreslam mellom boretårnet og borehullets bunn. Vanligvis pumpes vborevæsken ned gjennom borestrengen og ut gjennom borkronen, og går opp igjen til overflaten gjennom det ringformede rommet som danner seg rundt borestrengen. Borevæsken tjener også til å fjerne borkaks som dannes av borkronen, kjøle borkronen og også til å, smøre borestrengen for derved å redusere energibehovet i forbindelse med rotasjon av borerøret. Ved komplettering av brønnen føres vanligvis en foring ned og sementeres på plass.
Som tidligere nevnt vil man noen ganger oppleve
at borestrengen setter seg fast ved såkalt differensial-fastsetting. Disse problemene blir mer alvorlige ved avviks-boringer, særlig ved utvidet rekkevidde, fordi borestrengen da vil ha en tendens til å legge seg an mot hullets under-liggende side, og borkaks vil også få en tendens til å avsette seg rundt borestrengen. På grunn av at borestrengen og borkaksen ligger langs undersiden av skråhullet, vil de deler av ringrommet som ligger på oversiden av borestrengen virke som hovedløp for strømmen av boreslam og borkaks opp til overflaten.
Idet det nå vises til tegningene i detalj, særlig fig. 1, har et avviksbrønnhull 1 et første vertikale parti 3, som strekker seg fra overflaten 5 i grunnen til et knekkpunkt 7, og et skrårettet andre parti 9 som strekker seg fra knekkpunktet 7 til bunnen 11 i brønnen. Selv om den viste utførelsesform viser et brønnhull med et første vertikalt parti frem til et knekkpunkt, er oppfinnelsens lære like anvendelig for andre typer brønnhull. For eksempel kan oppfinnelsen være anvendelig i vertikale hull, hvis man borer i porøse formasjoner og hvor det er store trykkforskjeller.
Noen avviksbrønner behøver heller ikke å ha det første vertikale partiet som er vist i fig. 1. En kort foring 13 ved overflaten og som er omgitt av en sementkappe 15, er også vist. En borestreng 17 som har en borkrone 19 i sin nedre er innført i brønnhullet 1. Borestrengen 17 består av borerør 21 og borkronen 19, og vil normalt omfatte borkrager 23. Borerøret 21 består av rørseksjoner som er koblet sammen ved hjelp av forbindelsesdeler 25, og borestrengen kan også omfatte sliteknaster for normal funksjon. I det skrårettede andre parti 9 vil borestrengen normalt hvile på den under-liggende side 27 i brønnhullet.
Når man borer brønnhullet, blir borevæske (ikke vist) sirkulert ned borestrengen 17, ut av borkronen 19 og returnert via ringrommet 29 i brønnen opp til overflaten 5. Borkaks som dannes ved at borkronen 19 bryter opp materialet
i grunnen, blir ført av den oppadstrømmende borevæsken i ringrommet 29 opp til overflaten. Den ikke viste borkaksen har en tendens til å avleire seg langs undersiden 27 i brønnhullet omkring borerøret 21.
Ifølge læren i foreliggende oppfinnelse er bore-strengelementene, så som borerøret 21, forbindelsesdelene 25, borkragene 23 og sliteknastene 24 gitt ikke-sirkulære tverrsnittsformer. De ikke-sirkulære formene kan være trekantet, firkantet eller mangekantet av høyere grad, eller elliptiske. Rotasjon av borestrengen bevirker at det periodisk dannes åpninger mellom de ikke-sirkulære elementene og borkaksen og veggkaken, noe som resulterer i en bevegelse av partikkelmassen omkring de ikke-sirkulære elementene bort fra borestrengen, slik at tendensen til at borestrengen setter seg fast på grunn av trykkforskjeller blir redusert. Dessuten vil hydrauliske avtetninger blir brutt som følge av ikke-sirkulære elementers vekslende virkning.
Mer spesielt er fig. 2 et snitt gjennom borerøret 21 etter linjen 2-2 i fig. 1 og viser at røret har åttekantet tverrsnitt. Forbindelsesdelene 25 kan også lages med et ikke-sirkul-ært tverrsnitt, slik som vist i fig. 3, hvor forbin-delsesdelen 25 har elliptisk tverrsnitt. Borkragene 23 kan også utføres med et ikke-sirkulært tverrsnitt, slik som vist i fig. 5, hvor kragen 23 har elliptisk tverrsnitt. Hvis borestrengen omfatter knaster 24, kan også disse ha en ikke-rund form, slik som vist i fig. 4, hvor knasten 24 er firkantet.
Bevegelsen av de ikke-sirkulære borestrengele-mentene vil også rote opp i borkaksen, slik at det sirkulerende boreslammet får kontakt med borkaksen og kan fjerne denne mer effektivt. Rask rotasjon av de ikke sirkulære elementene gjør partikkelmassen flytende og bryter opp de stivnede blandinger av boreslam og borkaks, slik at også disse kan fjernes mer effektivt av det sirkulerende boreslammet. Både opprotingen og oppryddingen av de stivnede masser har som resultat en mer effektiv rensing av borehullet.
En spesielt gunstig og derfor foretrukket tverrsnittsform'er den elliptiske formen, som er vist i fig. 3
og 5, fordi kanten på de elliptiske elementene presenterer en jevn flate mot veggen to ganger pr. omdreining, og to tomrom roterer sammen med borkragen. Når rotasjonen stopper, vil det alltid være minst en lomme mellom borestrengen og den vegg av en eller annen slags masse som har samlet seg rundt strengen.
Claims (14)
1. Fremgangsmåte for rotasjonsboring av et brønnhull på en måte som reduserer tendensen til at en borestreng, som i sin nedre ende har en borkrone, setter seg fast på grunn av trykkforskjeller, omfattende boring av brønnhullet ved rotasjon av en borestreng, bestående av sammenkoblede seksjoner av borerør, og elementer med ikke-sirkulær tverrsnittsform, slik at det periodisk dannes åpninger mellom de ikke-sirkulære elementene og borkaksen og veggkaken.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, for anvendelse ved boring med utvidet rekkevidde, hvorved brønnhullet har en skråvinkel i forhold til vertikallinjen på minst 60°.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,
hvorved elementene med ikke-sirkulært tverrsnitt er elliptiske.
4. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvorved elementene med ikke-sirkulært tverrsnitt er seksjoner av borerøret.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, hvorved elementene med ikke-sirkulært tverrsnitt er rørfor-bindelser.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, hvorved elementene med ikke-sirkulært tverrsnitt er borkrager.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 2 eller 3, hvorved elementene med ikke-sirkulært tverrsnitt er sliteknaster.
8. Apparat for rotasjonsboring av et brønnhull, utformet for å redusere tendensen til at borestrengen setter seg fast på grunn av trykkforskjeller, omfattende en borestreng bestående av sammenkoblede seksjoner av borerør og elementer med ikke-sirkulært tverrsnitt, for å bevirke at det periodisk dannes åpninger mellom de ikke-sirkulære elementene og borkaksen og veggkaken når elementene roterer.
9. Apparat som angitt i krav 8, for boring med utvidet rekkevidde, hvor borestrengen har minst en seksjon med større skråvinkel enn 6 0° i forhold til vertikallinjen.
10. Apparat som angitt i krav 8, hvorved de ikke-sirkulære elementene har elliptisk tverrsnittsform.
11. Apparat som angitt i krav 8, 9 eller 10, hvorved de ikke-sirkulære elementer er seksjoner av borerøret.
12. Apparat som angitt i krav 8, 9 eller 10, hvorved de ikke-sirkulære elementer er deler av rø rforbindelsene.
13. Apparat som angitt i krav 8, 9 eller 10, hvorved de ikke-sirkulære elementer er deler av borkrager.
14. Apparat som angitt i krav 8, 9 eller 10, hvorved de ikke-sirkulære elementer er deler av sliteknaster.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/223,464 US4428441A (en) | 1979-04-04 | 1981-01-08 | Method and apparatus for reducing the differential pressure sticking tendency of a drill string |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO820038L true NO820038L (no) | 1982-07-09 |
Family
ID=22836609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO820038A NO820038L (no) | 1981-01-08 | 1982-01-07 | Fremgangsmaate og apparat for aa redusere tendensen til at en borestreng setter seg fast paa grunn av trykkforskjeller |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4428441A (no) |
CA (1) | CA1169047A (no) |
DE (1) | DE3200293A1 (no) |
EG (1) | EG15549A (no) |
GB (1) | GB2090891B (no) |
NL (1) | NL8200059A (no) |
NO (1) | NO820038L (no) |
OA (1) | OA06987A (no) |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0103913B1 (en) * | 1982-08-25 | 1986-10-15 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Down-hole motor and method for directional drilling of boreholes |
US4653598A (en) * | 1984-11-23 | 1987-03-31 | Atlantic Richfield Company | Drainhole drilling assembly with oriented elliptic drill collar |
AU608503B2 (en) * | 1985-07-15 | 1991-04-11 | Chevron Research And Technology Company | Method of avoiding stuck drilling equipment |
US4674580A (en) * | 1985-08-27 | 1987-06-23 | Atlantic Richfield Company | Means for reducing bending stresses in drill pipe |
USRE33751E (en) * | 1985-10-11 | 1991-11-26 | Smith International, Inc. | System and method for controlled directional drilling |
US4739843A (en) * | 1986-05-12 | 1988-04-26 | Sidewinder Tool Joint Venture | Apparatus for lateral drilling in oil and gas wells |
US4699224A (en) * | 1986-05-12 | 1987-10-13 | Sidewinder Joint Venture | Method and apparatus for lateral drilling in oil and gas wells |
US4762186A (en) * | 1986-11-05 | 1988-08-09 | Atlantic Richfield Company | Medium curvature directional drilling method |
US4754819A (en) * | 1987-03-11 | 1988-07-05 | Mobil Oil Corporation | Method for improving cuttings transport during the rotary drilling of a wellbore |
US4844182A (en) * | 1988-06-07 | 1989-07-04 | Mobil Oil Corporation | Method for improving drill cuttings transport from a wellbore |
US5660239A (en) * | 1989-08-31 | 1997-08-26 | Union Oil Company Of California | Drag analysis method |
US5165491A (en) * | 1991-04-29 | 1992-11-24 | Prideco, Inc. | Method of horizontal drilling |
US5861362A (en) * | 1992-01-06 | 1999-01-19 | Blue Diamond Growers | Almond shell additive and method of inhibiting sticking in wells |
SE470177B (sv) * | 1992-03-23 | 1993-11-29 | Radi Medical Systems | Anordning för håltagning i hård vävnad och punktionsnål |
US5265687A (en) * | 1992-05-15 | 1993-11-30 | Kidco Resources Ltd. | Drilling short radius curvature well bores |
US5316091A (en) * | 1993-03-17 | 1994-05-31 | Exxon Production Research Company | Method for reducing occurrences of stuck drill pipe |
GB2279381B (en) * | 1993-06-25 | 1996-08-21 | Schlumberger Services Petrol | Method of warning of pipe sticking during drilling operations |
US5542482A (en) * | 1994-11-01 | 1996-08-06 | Schlumberger Technology Corporation | Articulated directional drilling motor assembly |
US5727641A (en) * | 1994-11-01 | 1998-03-17 | Schlumberger Technology Corporation | Articulated directional drilling motor assembly |
US5520256A (en) * | 1994-11-01 | 1996-05-28 | Schlumberger Technology Corporation | Articulated directional drilling motor assembly |
US6092610A (en) * | 1998-02-05 | 2000-07-25 | Schlumberger Technology Corporation | Actively controlled rotary steerable system and method for drilling wells |
US6158529A (en) * | 1998-12-11 | 2000-12-12 | Schlumberger Technology Corporation | Rotary steerable well drilling system utilizing sliding sleeve |
US6269892B1 (en) * | 1998-12-21 | 2001-08-07 | Dresser Industries, Inc. | Steerable drilling system and method |
US6739415B2 (en) | 1999-01-06 | 2004-05-25 | Western Well Tool, Inc. | Drill pipe protector |
US6250405B1 (en) | 1999-01-06 | 2001-06-26 | Western Well Tool, Inc. | Drill pipe protector assembly |
US6109372A (en) * | 1999-03-15 | 2000-08-29 | Schlumberger Technology Corporation | Rotary steerable well drilling system utilizing hydraulic servo-loop |
US7136795B2 (en) | 1999-11-10 | 2006-11-14 | Schlumberger Technology Corporation | Control method for use with a steerable drilling system |
DE60011587T2 (de) | 1999-11-10 | 2005-06-30 | Schlumberger Holdings Ltd., Road Town | Steuerungsverfahren für steuerbares bohrsystem |
WO2001063087A1 (en) * | 2000-02-24 | 2001-08-30 | Andergauge Limited | Bore cleaning |
US7188685B2 (en) * | 2001-12-19 | 2007-03-13 | Schlumberge Technology Corporation | Hybrid rotary steerable system |
WO2003096075A1 (en) | 2002-05-13 | 2003-11-20 | Camco International (Uk) Limited | Recalibration of downhole sensors |
GB2397893B (en) | 2003-01-30 | 2005-04-06 | Schlumberger Holdings | Permanently eccentered formation tester |
US7703549B2 (en) * | 2005-05-02 | 2010-04-27 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for removing cuttings in high-angle wells |
GB2429723B (en) * | 2005-09-06 | 2010-08-04 | Hamdeen Inc Ltd | Downhole impeller device |
US7963347B2 (en) * | 2007-10-16 | 2011-06-21 | Schlumberger Technology Corporation | Systems and methods for reducing backward whirling while drilling |
US9163465B2 (en) | 2009-12-10 | 2015-10-20 | Stuart R. Keller | System and method for drilling a well that extends for a large horizontal distance |
US9447666B2 (en) * | 2013-01-14 | 2016-09-20 | Harrier Technologies, Inc. | Rod attached apparatus for connecting a rotating drive rod string to a downhole assembly |
EP3048239A1 (en) | 2015-01-26 | 2016-07-27 | Sandvik Intellectual Property AB | Deviation resistant drilling guide rod |
CN105386730A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-03-09 | 西南石油大学 | 一种定向井、水平井钻柱延伸工具及其使用方法 |
CN105604484A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-05-25 | 燕山大学 | 管柱减阻减扭器 |
CN105422017A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-03-23 | 燕山大学 | 减阻减磨钻杆接头 |
US10415333B2 (en) * | 2017-05-02 | 2019-09-17 | Schlumberger Technology Corporation | Reversing differential pressure sticking |
US20240192106A1 (en) * | 2022-12-12 | 2024-06-13 | Aramco Overseas Company Uk Ltd | Differential sticking test fixture |
-
1981
- 1981-01-08 US US06/223,464 patent/US4428441A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-01-04 CA CA000393528A patent/CA1169047A/en not_active Expired
- 1982-01-07 NO NO820038A patent/NO820038L/no unknown
- 1982-01-07 DE DE19823200293 patent/DE3200293A1/de not_active Ceased
- 1982-01-07 GB GB8200375A patent/GB2090891B/en not_active Expired
- 1982-01-08 NL NL8200059A patent/NL8200059A/nl not_active Application Discontinuation
- 1982-01-08 OA OA57584A patent/OA06987A/xx unknown
- 1982-01-09 EG EG08/82A patent/EG15549A/xx active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3200293A1 (de) | 1982-10-21 |
GB2090891B (en) | 1985-01-30 |
CA1169047A (en) | 1984-06-12 |
OA06987A (fr) | 1983-05-31 |
GB2090891A (en) | 1982-07-21 |
US4428441A (en) | 1984-01-31 |
EG15549A (en) | 1986-12-30 |
NL8200059A (nl) | 1982-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO820038L (no) | Fremgangsmaate og apparat for aa redusere tendensen til at en borestreng setter seg fast paa grunn av trykkforskjeller | |
US4373592A (en) | Rotary drilling drill string stabilizer-cuttings grinder | |
US4368787A (en) | Arrangement for removing borehole cuttings by reverse circulation with a downhole bit-powered pump | |
US5402856A (en) | Anti-whirl underreamer | |
US5445222A (en) | Whipstock and staged sidetrack mill | |
US6851489B2 (en) | Method and apparatus for drilling wells | |
CA2510081C (en) | Drilling with casing | |
US4384625A (en) | Reduction of the frictional coefficient in a borehole by the use of vibration | |
US6634430B2 (en) | Method for installation of evacuated tubular conduits | |
US5040620A (en) | Methods and apparatus for drilling subterranean wells | |
EP0778914B1 (en) | Drill casing installation equipment with external friction reducing means | |
US4616719A (en) | Casing lateral wells | |
EP0186952B1 (en) | Method for drilling deviated wellbores | |
NO317534B1 (no) | Fremgangsmate ved boring | |
US20080053706A1 (en) | Continuous monobore liquid lining system | |
US8327951B2 (en) | Drill bit having functional articulation to drill boreholes in earth formations in all directions | |
Mohammed et al. | Current trends and future development in casing drilling | |
CN113802983A (zh) | 清除水平井岩屑床的方法 | |
US4246975A (en) | Wellbore drilling technique using eccentric tool joints to mitigate pressure-differential sticking | |
WO2002064939A1 (en) | Reamer having toroidal cutter body and method of use | |
AU2002253951A1 (en) | Reamer having toroidal cutter body and method of use | |
CA1111830A (en) | Extended reach drilling method | |
CA2326995C (en) | Rotating casing assembly and method | |
Machine et al. | Company profile |