SE410753B - Anordning for att styra en borrkrona i en bestemd bana - Google Patents

Description

78021188-2 I Denna kända anordning baseras på användandet av ett flexibelt* yttre styrrör och en inre, flexibel drivaxel samt en speciellt slipad borrkrona. Rotationsaxeln för borrkronan bildar tangent till det krökta borrhâlet. Någon säker och bestämd_styrning av banan kan inte erhållas med en sådan anordning, eftersom borrkronan teoretiskt sett måste fortsätta i tangentens riktning. Den avböjning, som uppträder, är betingad av samma orsaker som åstadkommer avböjningar vid borrning med konventionella anordningar, exempelvis inhomogeniteter i berg- grunden.

Det är därför ett huvudändamål med uppfinningen att åstadkomma en anordning av den inledningsvis nämnda typen, som medger borrning av hål i en bestämd bana och därigenom kunna korrigera oavsiktliga avböjningar i påbörjade borrhål. Det är vidare ett ändamål att åstad- komma en anordning medelst vilken borrhål utgående från ett centralt borrhål kan upptagas i helt bestämda riktningar exempelvis i samband med undersökning av sandskikt e.d. vid oljeprospektering.

Dessa ändamål förverkligas väsentligen med en anordning enligt kravets l kännetecknande del.

Vid korrigering av ett krökt borrhål för att rikta detta mot det avsedda målet införes en anordning enligt uppfinningen i borrhålet med borrkronans rotationsaxel riktad åt målet och därefter borras hålet vidare till dess erforderlig, korrigerande avböjning erhållits, varefter borrningen fortsättes med konventionell utrustning. Senare uppkommande avböjningar korrigeras på motsvarande sätt.

Uppfinningen beskrivas nedan genom ett utföringsexempel i an- slutning till bifogade ritningar, på vilka figur l visar ett borrhål, som upptagits med en konventionell utrustning och som avviker från en bestämd, rät linje från hålets öppning till målet, figur 2 visar anbringandet av en anordning enligt uppfinningen i borrhålet enligt figur l, " figur 3 visar utförd korrigeringsborrning med anordningen en- ligt uppfinningen och _ figur H visar en genomskuren anordning enligt uppfinningen.

Figur l visar ett borrhål l som borrats med en konventionell borrutrustning och som avviker från den önskade räta linjen 2 mellan borrhålets öppning 3 och det avsedda målet H. För att korrigera av- böjningen i hålet 1 införes i hålet en anordning enligt uppfinningen, som visas mycket förenklat på figur 2. Utrustningen innefattar ett 7802488-2 drivaggregat 5 av konventionell typ med en drivaxel 6, som går genom ett cylindriskt styrrör 7 och som på sin nedre ände uppbär en borr- krona 8, som exempelvis består av en diamantborrkrona eller en annan lämplig typ av borrkrona och som har något större diameter än det cylindriska styrröret 7. Borrkronan B tillföres dels en rotationsrö- relse och dels en tryckkraft i styrrörets axiella riktning medelst drivaxeln 6. Enligt uppfinningen är borrkronans 8 rotationsaxel 9 snedställd i förhållande till det väsentligen stela styrrörets 7 centrumaxel 10 och bildar med denna en vinkeki. Vinkeln°C kan va- riera i beroende av den önskade avböjningen och kan exempelvis ligga inom området 0,1-l,5°,men även andra vinklar är tänkbara. Runt driv- axeln 6 och fast kopplat till styrröret 7 antydes ett beklädnadsrör ll, vilkets övre ände hâlles ovridbar och i detta fall tänkes fastsatt på drivaggregatets 5 matningsanordning 5'. Ändamålet med bekläd- nadsröret ll, vilket kan bestå av med varandra sammanfogade sek- tioner är dels att hindra sten o.d. att nä drivaxeln och dels att hindra en vridning av styrröret 7. Genom att styrröret 7 hâlles i ovridbart läge säkerställas att borrkronans rotationsaxel 9 alltid hâlles i bestämd riktning. Vid införandet av anordningen i borrhålet l orien- teras borrkronans rotationsaxel 9 i sådan bestämd riktning att krökningen hos borrhålet l upphäves och en korrekt inriktning mot må- let 2 erhålles efter en viss ytterligare borrning. Figur 3 åskådliggör borrhålet sedan borrning skett med anordningen enligt uppfinningen.

Det framgår att borrkronan 8 under borrningen av borrhålsedelen 1' svängt in mot linjen 2 i en av vinkelnflfi bestämd, väldefinierad, krökt bana och att efter avlägsnandet av anordningen enligt uppfinningen och införing av konventionell borrutrustning i hålet l,l', dvs en utrustning där borrkronans rotationsaxel sammanfaller med styrrörets centrumaxel ett rakt hål 1" kan förväntas. Skulle även vid borrning av håldelen l" uppträda avvikningar från den räta linjen införes åter anordningen enligt uppfinningen med borrkronan orienterad så att avböjningen upphäves.

En som exempel vald utföríngsform visas på figur H. Styrröret 7 och drivaxeln 6 visas på figuren uppdelade i tre sektioner. Styrröret 7 kan ha vilken som helst lämplig längd, exempelvis 1,5 meter, men kan vara såväl mindre som större än detta valda värde. Drivaxeln 6 utgöres i det valda exemplet av ett s.k. kärnrör, som är med sin ena ände ovridbart ansluten till en spindel 12, som är vridbart lagrad i styrrörets 7 ände och som samverkar med ett axiallager l3. Spindeln 12 kan vara fastpressad eller gängad eller på annat lämpligt sätt fast 7802488-2 4 anbringad på kärnrörets 6 ände. På spindeln 12 är medelst här icke visade organ ovridbart fäst en borrkrona 8, som i detta fall antages bestå av en diamantborrkrona. Borrkronan 8 har en central öppning lß, som är förbunden med kärnrörets 6 inre. Genom kärnrörets 6 inre ledes vatten för bortspolning av material runt borrkronan 8. Kärnrörets 6 motsatta ände är utformad med en hylsa 15 med exempelvis en sexkant- hålighet för upptagning av änden 16 på en till drivaggregatet 5 kopplad borrstång 17. Då borrstången l7 roterar kommer sålunda kärnröret 6 likaledes att rotera och driva spindeln 12 och borrkronan 8, under det att styrröret 7, som är ovridbart sammankopplat med beklädnads- röret ll hâlles stationärt. I det visade utföríngsexemplet åstadkommes borrkronans 8 snedställning i förhållande till det i obelastat till- stånd raka styrröre s 7 centrumaxel 10 därigenom att kärnröret 6 genom lagring i styrröret hâlles krökt så, att spindelns 12 och därmed borr- kronans 8 rotationsaxel 9 bildar den nämnda vinkelnofi med styrrörets ?' centrumaxel 10.

För att åstadkomma den önskade böjningen av kärnröret 6 är detta lagrat i tre punkter i styrröret 7. Den först och närmast spindeln 12 och borrkronan 8 liggande punkten definieras av kullagret 13, som stöder kärnröretšgyttre ände. Den andra änden på kärnröret B är lagrad i ett kuålager 18. De båda kullagren 13 och 18 håller ändarna på kärnröret centrerade relativt styrröret. Kärnrörets 6 mittp rti är lagrat i ett excentriskt glidlager l9, som håller kärn- röret krökt på avsett sätt och sålunda bestämmer riktningen på borr- kronans 8 rotationsaxel 9 i förhållande till styrrörets 7 centrum- axel 10. ' Under borrning med den ovan beskrivna anordningen kommer borr- kronan 8 att beskriva en krökt borrbana i det plan som går genom axlarna 9_och 10 och som avviker vinkeln linje i varje ögonblick. ' Den beskrivna utföringsformen av uppfinningen kan modifieras på olika sätt inom ramen för patentkraven och sålunda är det möjligt att använda vilken som helst lämplig typ av borrkrona och andra konstruktioner än den beskrivna för att hålla borrkronan snedställd relativt styrröret. Det är exempelvis möjligt att lagra borrkronan på styrröret i snedställt läge och att använda en böjlig drivaxel för att tillföra rotationsrörelse och tryckkraft till borrkronan.

Det visade och beskrivna beklädnadsröret ll, vilkets väsentliga funk- tion är att hålla styrröret ovridbart kan ersättas med griporgan på själva styrröret, som griper in i borrhålsväggen och förhindrar ro- tation, samtidigt som en axiell rörelse hos styrröret medgives. 7802488-2 Det visade aggregatet 5 har ovan antagits vara stationärt an- bringat på markytan, i ett borrtorn e.d. men kan även utgöras av en s.k. sänkborrmaskin, som eventuellt kan vara inbyggd i styrröret och som följer med ner i hålet.

Claims (5)

vaoznss-2 f P A T E N T K R A V

1. Anordning för att styra en borrkrona (8) i en bestämd krökt bana vid borrning av bergborrhål (1), inne- fattande ett yttre styrrör (7), en i detta roterbart anordnad axel (6), som med sin ena ände är anslutbar till en drivkälla (5) och som på sin andra ände uppbär en borrkrona (8), vilkens rotationsaxel (9) bildar vinkel 6%) med styrrörets centrum- axel (l0), k ä n n e t e c k n a d därav, att borrkronan (8) är roterbart lagrad på och styrd av styrrörets (7) ena ände samt att styrröret är över mellanliggande organ (ll) ovridbart men axiellt förskjutbart anslutet till en längd- matningsanordning.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att drišaxeln (6) är med sina båda ändpartier centriskt lagrad i styrröret (7) och att ett mellanliggande parti av drivaxeln är excentriskt lagrat i styrröret.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att drivaxeln (6) är flexibel.

4. M. Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d därav, att med drivaxeln (6) samverkande organ (l2,l3,l8,l9) är anordnade att hålla borrkronan (8) i sitt läge på styrrörets nämnda ena ände.

5. Anordning enligt något av kraven 1-U, k ä n n e - t e c k n a d därav, att ett beklädnadsrör (ll) är anordnat att hålla styrröret (7) i ovridbart läge under borrning. ÅNFÖRDÅ PUBLIKATIONER: Sverige 203 116 (5 a:18/20) I - US 2 173 309 (175-76), 2 498 191 (242-86.64), 4 026 371 (175-45)