NO873600L

NO873600L - Stabilisator for boreutstyr.

Info

Publication number: NO873600L
Application number: NO873600A
Authority: NO
Inventors: Noureddine Hommani; Daniel Kadjar
Original assignee: Total Petroles
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1987-08-26
Publication date: 1988-02-29
Also published as: FR2603329B1; NO873600D0; FR2603329A1; US4823891A; EP0258115A1

Description

Oppfinnelsen angår stabilisatorer som benyttes sam-

men med boreutstyr og gjerne da i forbindelse med vektrør i en borestreng for å sentrere disse i et borehull og eventuelt be-stemmelse av dettes avvik fra vertikallinjen under såkalt kon-trollert avviksboring, og oppfinnelsen har særlig funnet en interessant anvendelse innenfor denne type boring, uten at dette på noen måte skal være begrensende.

En borestreng består av en rekke sammenføyde rørfor-

mede elementer av hvilke det nederste er festet til borkronen,

og hvor elementene innvendig sammen danner en rørledning for å tilføre borevæske til borkronen, idet borevæsken eller bore-slammet deretter føres opp til overflaten i det ringrom som dannes mellom borestrengen og brønnveggen.

For at borevæsken i dette ringrom skal kunne passere forbi en stabilisator er dennes ytre del formet med finner som avgrenser spor som følger skruelinjer.

Sporene bestemmer også, ved sitt tverrsnitt og for-

men på de finner som ligger mellom hvert enkelt spor de hydrodynamiske krefter som påvirker stabilisatoren fra siden. Som et resultat av dette er det vanligvis ikke mulig å optimalisere en stabilisators omkrets både med tanke på opptaket av krefter og forbistrømmingen av borefluid. En slik optimalisering er temme-lig vanskelig siden utførelsen av stabilisatorer oftest innbefat-ter skruelinjeformede spor, hvilket gjør det umulig eller meget vanskelig å beregne de hydrodynamiske krefter med særlig stor nøyaktighet.

Foreliggende oppfinnelse har som formål å muliggjøre

en slik optimalisering ved å skille de deler av stabilisatoren som skal oppta krefter fra de deler av samme som skal tjene til å føre borefluid forbi stabilisatoren, og således lettes denne forbistrømming.

Dette er oppnådd i samsvar med oppfinnelsen ved at

det er skaffet til veie en stabilisator som omfatter et rør-

formet element med skjøteorganer i endene for innsetting i en borestreng og med en innvendig langsgående kanal for en nedoverrettet passasje av et borefluid, og stabilisatoren er særlig kjennetegnet ved at det rørformede element i en viss utvendig avstand er omsluttet av en sylindrisk koaksial kappe med glatt ytterflate og som er festet til elementet med finner innrettet

for å kunne føre borefluidet oppover gjennom stabilisatoren. Borefluidet føres altså mellom den omsluttende ytre kappe i stabilisatoren og dennes rørformede sentrale element, mellom de forbindende finner.

Stabilisatoren har således en glatt yttervegg hvilket gjør det lettere å beregne virkningen av de påkjennende krefter eksakt, og den har videre en oppdelt kanal på innsiden av kappen, og gjennom denne kanal føres så borefluidet oppover ved at det gis en resulterende oppadrettet bevegelse som følge av finnenes pumpevirkning, idet disse er skråstilte eller har generatriser som følger skruelinjer.

Ifølge et annet karakteristisk trekk ved oppfinnelsen har den sylindriske kappe ved sin øvre og nedre ende en respektive ringformet flate som danner en del av en konsentrisk kjegle, men hvor fasongens overganger likevel er avrundede med tanke på fluidgjennomstrømmingen. Denne skråstilte flate tvinger borefluidet ut i det ringrom som befinner seg mellom kappens sylindriske ytterflate og brønnveggen, og i dette rom virker stabilisatoren som fluidbefordrer forbi det lager som brønn-veggen danner omkring stabilisatoren.

Den kjegleformede flate øverst på den sylindriske kappe er fortrinnsvis forsterket med et wolframbelegg som be-skytter flaten når stabilisatoren trekkes opp i brønnen og eventuelt bidrar til å skjære den løs ved eventuelle fastkilin-ger under opptrekkingen.

Videre lettes innføringen av borefluid i rommet som befinner seg mellom ytterveggen av den sylindriske kappe og borebrønnen ved å forsyne kappen med innsnitt på den ene eller begge ender og på de steder som befinner seg mellom finnenes fester.

I det følgende skal beskrives et utførelseseksempel i samsvar med oppfinnelsen med støtte i de ledsagende tegnin-ger, men beskrivelsen skal ikke anses å være begrensende. Teg-ningene viser på fig. 1 et aksialt snitt av den nedre del av en borestreng i en brønn, fig. 2 viser i større målestokk og del-vis gjennomskåret en stabilisator tenkt anvendt i en slik borestreng, og fig. 3 viser denne stabilisator ovenfra. Endelig viser fig. 4 i enda større målestokk stabilisatoren fra siden.

Av fig. 1 fremgår at en borestreng 1 nederst har en borkrone 2 festet til den nederste del 3 av borestrengen som omfatter vektrør. På oversiden av den nederste del av borestrengen er det i denne innsatt en stabilisator 4 som skal beskrives i detalj og med henvisning til figurene. Borestrengen 1 er vist nede i en brønn 5 under boring i en grunnformasjon 6.

På fig. 2 fremgår at stabilisatoren 4 omfatter en øvre gjenget muffe 7 med innvendige gjenger og gripbar profil 8, en nedre gjenget tapp 9 med utvendige gjenger, et sentralt og koaksialt anordnet rørformet element 10 som forbinder de gjengede ender henholdsvis muffen 7 og tappen 9, og en sylindrisk kappe 11 som omslutter det rørformede element 10 og likeledes er koaksial i forhold til dette og stabilisatorens lengde-akse. Den øverste sirkulære kant 12 av kappens 11 sylinderflate går over i en øvre ringformet flate 13 som danner en del av en kjegle og er forsynt med et belegg 14 av wolframkarbid. Den nederste kant 15 av kappens 11 sylinderflate går over i en ringformet flate 16 som på samme måte som den øvre ringformede flate 13 er en del av en kjegle.

Finner 17 som best fremgår av fig. 4 er på sin ene side sveiset til ytterveggen av det rørformede element 10 og på sin annen side til innerveggen av den sylindriske kappe 11. Imidlertid kan andre utførelsesformer av festet mellom det rør-formede element 10, finnene 17 og den sylindriske kappe 11

godt tenkes.

I den øvre og nedre sirkulære kant 12 og 15 av kappen 11 er det mellom de steder hvor finnene 17 er festet til kappen anordnet innsnitt 18 som går inn et visst stykke inn i kappens gods eller kan gå helt gjennom dette.

Den beskrevne stabilisator fremviser stor styrke

ved at det rørformede element 10 og kappen 11 kan utføres med betydelig tykkelse og at likeledes finnene 17 kan danne kraf-tige forsterkende ribber.

Gjennomstrømmingen av borefluid i det indre av det rørformede element 10 i retning nedover til borkronen og i retning oppover i det oppdelte ringrom som i denne stabilisator dannes mellom det rørformede element 10 og kappen 11 fore-går således hele tiden innvendig i stabilisatoren 4, mens de mekaniske påkjenninger virker mot den glatte ytterflate av kappen 11. En slik stabilisator fyller altså to klait adskilte funksjoner: en støttefunksjon og en pumpefunksjon. Det har vist seg at ved å la det være en viss klaring mellom stabilisatoren og brønnveggen etableres det en lagervirkning i fluidet ved at det dannes en borfluidfilm mellom stabilisatoren og brønnveg-gen, og dette har den virkning at krefter kan overføres uten at det er direkte kontakt mellom stabilisatoren og veggen. Fravær av mekanisk friksjon mellom stabilisatoren og veggen reduserer tendensen til vinkelavvik for borestrengen og bedrer overføringen av dreiemoment til borkronen.

Ved rotasjonsboring er forskjellen i tap av driv-effekt ved borefluidets oppumping mellom en stabilisator av tradisjonell type og den nå presenterte mer enn 0,1 N/mm 2. Med en borestreng hvor det er montert fire stabilisatorer av denne type vil den vinning som oppnås ved at det benyttes stabilisatorer i samsvar med den foreliggende oppfinnelse ligge på omkring 0,5 N/mm 2. Man kan således redusere trykkforskjellen mellom bunntrykket når borefluid sirkulerer i brønnen og tryk-ket når ikke borefluid sirkulerer, og følgelig bedres fjernin-gen av den utborede masse. Ved turboboring roterer stabilisatoren med ca. 800 o/m, og da er stabilisatorens pumpevirkning av særlig stor betydning, hvilket med en stabilisator av den presenterte type gjør det mulig å kunne drive frem borkronen med forbedret hastighet.

Claims

1. Stabilisator for boreutstyr, omfattende et rørformet element (10) med skjøteorganer (7, 9) i endene for innsetting i en borestreng (1) og med en innvendig langsgående kanal for en nedoverrettet passasje av et borefluid, KARAKTERISERT VED at det rørformede element (10) i en viss utvendig avstand er omsluttet av en sylindrisk koaksial kappe (11) med glatt ytterflate og som er festet til elementet (10) med finner (17) innrettet for å kunne føre borefluidet oppover gjennom stabilisatoren (4) .

2. Stabilisator ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at den sylindriske kappe (11) ved sin øvre (12). og nedre kant (15) har en respektive ringformet flate (13 hhv. 16) som danner en del av en konsentrisk kjegle.

3. Stabilisator ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at den øvre ringformede flate (13) er forsterket med et belegg (14) av wolframkarbid.

4. Stabilisator ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at det i det minste i en av kantene (12, 15) av den sylindriske kappe (11) og i de partier som befinner seg mellom finnenes (17) feste til denne er anordnet innsnitt (18).