NO20080309L - Borkronesammenstilling for setting av konsentriske fóringsrorstrenger - Google Patents

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en sammenstilling til setting av konsentriske fôringsrørstrenger i et brønnhull. Hver fôringsrørstreng har en borkronedel som er anordnet ved dens nedre ende. Borkronedelene på tilstøtende fôringsrørstrenger er løsbart forbundet til hverandre. En borkronesammenstilling omfatter løsbart sammenbundne borkronedeler.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåter og anordninger for dannelse av et brønnhull i en brønn. Mer bestemt vedrører oppfinnelsen fremgangsmåter og anordninger for dannelse av et brønnhull ved boring med foringsrør. Enda mer bestemt vedrører oppfinnelsen boring av en brønn med borkronedeler som er forbundet til konsentriske foringsrørstrenger.

Ved brønnkompletterings-operasjoner dannes et brønnhull for å få adgang til hydrokarbonholdige formasjoner ved bruk av boring. Boring utføres ved å bruke en borkrone som er montert på enden av et borbærende element, vanligvis kjent som en borestreng. For å bore inne i brønnhullet til en forhåndsbestemt dybde, blir borestrengen ofte rotert med et toppdrevet rotasjonssystem eller et rotasjonsbord på en overflateplattform eller en rigg, eller ved hjelp av en nedihullsmotor som er montert mot den nedre ende av borestrengen. Etter boring til en forhåndsbestemt dybde tas borestrengen og borkronen ut, og en seksjon av foringsrør senkes inn i brønnhullet. Det dannes følgelig et ringformet område mellom strengen av foringsrør og formasjonen. Strengen av foringsrør henges midlertidig fra overflaten av brønnen. Det utføres deretter en sementeringsoperasjon for å fylle det ringformede område med sement. Ved bruk av anordninger som er kjent innen teknikken, sementeres forings-rørstrengen inn i brønnhullet ved sirkulering av sement inn i det ringformede område som er avgrenset mellom den utvendige vegg av foringsrøret og borehullet. Kombi-nasjonen av sement og foringsrør styrker brønnhullet og muliggjør isolasjon av visse områder av formasjonen bak foringsrøret for produksjon av hydrokarboner.

Ved enkelte boreoperasjoner, så som brønnkompletteringsoperasjoner på dypt vann, blir et lederør initialt plassert inn i brønnhullet som en første streng av forings-rør. Et lederør er det røret som har størst diameter som vil bli plassert i brønnhullet. Det øvre lag av dypvannsbrønner består primært av slam; lederøret kan derfor ofte kun skyves nedover inn i brønnhullet istedenfor at det bores i brønnhullet. For å hind-re slammet i å fylle det indre av lederøret, er det nødvendig å spyle røret i grunnen ved å presse trykksatt fluid gjennom den innvendige diameter av lederøret samtidig med at lederøret skyves inn i brønnhullet. Fluidet og slammet blir følgelig tvunget til å strømme oppover på utsiden av lederøret, slik at lederøret forblir hovedsakelig hylt for å motta foringsrørstrenger av minkende diameter, som beskrevet nedenfor.

Det er vanlig å anvende mer enn en streng av foringsrør i et brønnhull. I så henseende bores brønnen til en første utpekt dybde med en borkrone på en borestreng. Borestrengen tas ut. En første streng av foringsrør eller lederør blir deretter kjørt inn i brønnhullet og satt i det utborede parti av brønnhullet, og sement sirkuleres inn i ringrommet bakforingsrørstrengen. Deretter bores brønnen til en annen utpekt dybde, og en annen streng av foringsrør (casing), eller foring (liner), kjøres inn i det utborede parti av brønnhullet. Den annen streng settes ved en dybde slik at det øvre parti av den annen streng av foringsrør overlapper det nedre parti av den første streng av foringsrør. Den annen foringsstreng blir deretter festet, eller «hengt» av på det eksisterende foringsrør ved hjelp av holdekiler som bruker holdekileelementer og kjegler for å kile fast den nye strengen av foring i brønnhullet. Den annen forings-rørstreng blir deretter sementer. Denne prosessen gjenstås typisk med ytterligere foringsrørstrenger inntil brønnen har blitt båret til den totale dybde. På denne måte blir det typisk dannet brønner med to eller flere strenger av foringsrør med en stadig minkende diameter.

Etter som flere foringsrørstrenger settes i brønnhullet, blir foringsrørstrengene progressivt mindre i diameter for å passe inn i den forrige foringsrørstreng. I en boreoperasjon må borkronen for å bore til den neste forhåndsbestemte dybde følgelig bli progressivt mindre etter som diameteren av hver foringsrørstreng minker for å passe inn i den foregående féringsrørstrengen. Det er derfor i alminnelighet nødvendig med flere borkroner med forskjellige størrelser for å bore ved brønnkompletteringsopera-sjoner.

Brønnkompletteringsoperasjoner utføres typisk ved bruk av den ene av to fremgangsmåter. Den første fremgangsmåte involverer å først kjøre borestrengen sammen med borkronen innfestet til denne inn i brønnhullet for konsentrisk å bore et hull for å sette foringsrørstrengen. Borestrengen må deretter tas ut. Deretter kjøres féringsrørstrengen inn i brønnhullet på en arbeidsstreng, og settes inne i hullet inne i brønnhullet. Disse to trinnene gjentas etter ønske med progressivt mindre borkroner og foringsrørstrenger inntil den ønskede dybden er nådd. For denne fremgangsmåten er det nødvendig med to innkjøringer inn i brønnhullet pr. foringsrørstreng som settes i brønnhullet.

Den annen fremgangsmåte til å utføre brønnkompletteringsoperasjoner involverer boring med foringsrør, i motsetning til den første fremgangsmåte til boring, og deretter setting av foringsrøret. Ved denne fremgangsmåten kjøres forings-rørstrengen inn i brønnhullet sammen med en borkrone for boring av det etterfølgen-de hull med mindre diameter som er lokalisert i det indre av foringsrørstrengen. Ved en boreoperasjon på dypt vann, inkluderer lederøret en borkrone ved innkjøring av den første foringsrørstrengen, hvilken kun opereres etter plassering av lederøret ved hjelp av den ovenfor beskrevne midler. Borkronen opereres ved konsentrisk operasjon av borestrengen fra overflaten av brønnhullet. Etter at lederøret er satt i brønn-hullet, så blir den første borkronen deretter aktuert for å bore et etterfølgende hull med mindre diameter. Den første borkronen blir deretter hentet opp fra brønnhullet. Den annen arbeidsstreng omfatter en mindre foringsrørstreng med en annen borkrone i det indre av foringsrørstrengen. Den annen borkrone er mindre enn den første borkrone, slik at den passer inn i den annen, mindre foringsrørstreng. Den annen foringsrørstreng settes i det hullet som ble boret av den første borkronen ved den tidligere innkjøring av den første foringsrørstreng. Den annen, mindre borkrone borer deretter mindre hull for plassering av det tredje foringsrør ved den neste innkjøring av foringsrørstrengen. Igjen hentes borkronen opp, og etterfølgende sammenstillinger som omfatter foringsrørstrenger med borkroner i det indre av foringsrørstrengene opereres inntil brønnen er komplettert til en ønsket dybde. Denne fremgangsmåten krever i det minste en innkjøring i brønnhullet pr. foringsrørstreng som settes i brønn-hullet. Begge fremgangsmåter til brønnkomplettering ifølge kjent teknikk krever flere innkjøringer av foringsrørarbeidsstrengen og/eller borestrengen for å plassere etter-følgende foringsrørstrenger i brønnhullet. Hver innkjøring av strengene for å sette etterfølgende foringsrør inne i brønnhullet er mer kostbar, etter som arbeidskostnader og utstyrskostnader øker for hver innkjøring. Det er følgelig ønskelig å minimalisere antallet innkjøringer av foringsrørarbeidsstrenger og/eller borestrenger som er nød-vendig for å sette de nødvendige foringsrørstrenger inne i brønnhullet til den ønskede dybde.

Videre krever hver innkjøring av borestrengen og/eller foringsrørstrengen inn-festing av en borkrone med en forskjellig størrelse til borestrengen og/eller forings- rørstrengen. Igjen, øker dette arbeids- og utstyrskostnader, etter som tallrike borkroner må kjøpes og transporteres, og arbeidskraft på brukes for å innfeste borkronene med minkende størrelse.

Det eksisterer derfor et behov for et boresystem som kan sette flere forings-rørstrenger inne i brønnhullet ved en innkjøring av foringsrørarbeidsstrengen. Boring med flere foringsrørstrenger som er imidlertid festet konsentriske til hverandre øker mengden av foringsrør som kan settes i en innkjøring av foringsrørstrengen. Videre finnes det behov for en borkronesammenstilling som tillater boring med en borkrone for etterfølgende strenger av foringsrør med minkende diameter. En utførelse av boresystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse anvender en boresammenstilling med en borkrone som omfatter borkronedeler som er løsbart sammenbundet. Det brukes følgelig en borkronedel for å bore hull med minkende diameter inne i brønnhullet for å sette foringsrørstrenger med minkende diameter. Som følge av dette blir driftskost-nader man pådrar seg i en brønnkompletteringsoperasjon tilsvarende redusert.

Den foreliggende oppfinnelse beskriver et boresystem som omfatter konsentriske strenger av foringsrør som har borkronedeler som er forbundet til foringsrøret, og en fremgangsmåte til bruk boresystemet. I en utførelse er de konsentriske strenger av foringsrør midlertidig forbundet til hverandre. I en annen utførelse er borkronedelene midlertidig forbundet til hverandre for å danne en borkronesammenstilling.

I et aspekt av den foreliggende oppfinnelse omfatter boresystemet konsentriske strenger av foringsrør med minkende diameter som er lokalisert inne i hverandre. Et lederør eller den ytterste streng av foringsrør omfatter den ytre foringsrørstrengen i systemet. Foringsrørstrenger med stadig minkende diametere er lokalisert i det hule indre av lederøret. Boresystemet omfatter videre borkronedeler som er forbundet til bunnen av hver foringsrørstreng. Borkronedelene er løsbart forbundet til hverandre, slik at de danner en borkronesammenstilling og forbinder foringsrørstrengene med hverandre.

På den ytterste foringsrørstrengen, på det øverste parti av foringsrørstrengen, i boresystemet, er det lokalisert hengere som er innsatt på toppen av den ytterste foringsrørstrengen eller lederøret, hvilke rager radialt utover for å forankre boresammenstillingen til toppen av brønnhullet. Disse hengerne forhindrer vertikal bevegelse av den ytterste foringsrørstrengen og fastholder boresystemet ved innkjøring av foringsrørstrengen. Boresammenstillingen består av borkronedeler med skjærestrukturer, hvor borkronedelene er løsbart forbundet til hverandre. Den ytterste, første borkronedelen er forbundet til lederøret og rager radialt utover og nedover inn i brønn-hullet fra lederøret. En mindre, første foringsrørstreng inneholder da en tilsvarende annen borkronedel som er mindre enn den første borkronedel. Så mange borkronedeler og foringsrørstrenger som det er nødvendig for å komplettere brønnen kan plasseres på innkjøringsstrengen. Den innerste foringsrørstrengen inneholder en borkronedel som rager utover og nedover fra foringsrørstrengen, og som også hovedsakelig fyller den innvendige diameter av den innerste foringsrørstrengen. Borkronedelen som er anordnet ved den nedre ende av den innerste foringsrørstrengen inneholder perforeringer inne i seg. Hvilket tillater noe fluidstrømning nedover gjennom den innerste foringsrørstrengen. Borkronedelene er løsbart forbundet til hverandre med progressivt sterkere kraft etter som foringsrørstrengenes diameter blir mindre. Med andre ord, de ytre forbindelser mellom borkronedelene er svakere enn de indre forbindelser mellom borkronedelene. En arbeidsfdringsrørstreng er midlertidig forbundet til den innvendige diameter av den innerste foringsrørstreng i boresystemet ved hjelp av en gjengeforbindelse eller en tangsammenstilling. Fluid og/eller slam kan pumpes inn i arbeidsforingsrørstrengen under boreoperasjonen. Arbeidsforingsrørstrengen tillater påføring av rotasjonskraft så vel som aksialkraft på boresystemet fra overflaten under boreoperasjonen.

I et annet aspekt av oppfinnelsen omfatter boresystemet konsentriske strenger av foringsrør. De konsentriske strenger av foringsrør omfatter et lederør eller en ytterste streng av foringsrør og foringsrørstrenger med stadig minkende diameter inne i det hyle indre i lederøret. Boresystemet omfatter videre minst én borkronedel som er anordnet ved den nedre ende av den ytterste streng av foringsrør. De konsentriske strenger av foringsrør er løsbart forbundet til hverandre.

I operasjon senkes boresystemet inn i brønnhullet på en arbeidsfdrings-rørstreng. I enkelte tilfeller roteres boresystemet ved påføring av rotasjonskraft på arbeidsforingsrørstrengen fra brønnens overflate. Som beskrevet ovenfor, ved enkelte boreoperasjoner på dypt vann, er boring inn i brønnen ved rotasjon av arbeids strengen imidlertid ikke nødvendig, fordi formasjonen er myk nok til at boresystemet kun kan skyves nedover inn i formasjonen til den ønskede dybde ved setting av le-derøret. Trykksatt fluid innføres inn i arbeidsforingsrørstrengen mens boresystemet senkes inn i brønnhullet. Når boresystemet er senket til den ønskede dybde, stopper den nedoverrettede bevegelse og/eller rotasjonsbevegelse. Det utføres deretter en sementeringsoperasjon for å fylle det ringformede rom mellom brønnhullet og le-derøret. Deretter påføres en nedoverrettet kraft på arbeidsforingsrørstrengen fra brønnhullets overflate. Den nedoverrettede kraft er beregnet til å bryte over forbindelsen mellom borkronedelen på lederøret og borkronedelen på den første forings-rørstreng. I den alternative utførelse bryter kraften forbindelsen mellom lederøret og den første streng av foringsrør. Lederøret forblir sementert inn i det tidligere borede hull med sin borkronedel festet til det, mens resten av boresystemet faller nedover på grunn av presset som plasseres på sammenstillingen. I den alternative utførelse forblir lederøret sementer inn i det tidligere borede hull, mens hele borkronedelen faller nedover sammen med resten av boresystemet. Denne prosessen gjentas inntil nok foringsrørstrenger er plassert i brønnhullet for å nå den ønskede dybde. Den innerste foringsrørstrengen holder det siste gjenværende parti av borkronsammenstillingen. I den alternative utførelse holdes hele borkronedelen på den innerste forings-rørstrengen.

Boresystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse og fremgangsmåten til bruk av boresystemet gjør at flere strenger av foringsrør kan settes inne i brønnhullet med kun en innkjøring av foringsrørarbeidsstrengen. Borkronesammenstillingen ifølge den foreliggende oppfinnelse tillater boring av flere hull med minkende diameter inne i brønnhullet med kun en innkjøring av boresystemet. Boresystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse bruker videre én borkronesammenstilling i steden for at det kreves innkjøring av en borestreng eller foringsrørarbeidsstreng for hver borkronedel med minkende diameter for å bore hull for å plasseres foringsrørstrenger med minkende diameter. Derfor reduseres operasjons- og utstyrskostnader i en brønnkomplette-ringsoperasjon som bruker boresystemet med boresammenstilling.

For at de ovenfor oppregnede trekk ved oppfinnelsen skal kunne forstås i de-talj, kan en mer spesiell beskrivelse av oppfinnelsen, som kort er oppsummert oven for, fås ved henvisning til utførelser, hvorav noen er vist på de ledsagende tegninger. Det skal imidlertid bemerkes at de vedføyde tegninger kun viser typiske utførelser av oppfinnelsen, og de skal derfor ikke forstås slik at de begrenser dens omfang, idet oppfinnelsen kan gi mulighet for andre like effektive utførelser. Fig. 1 er et tverrsnittsriss av en utførelse av boresystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse i innkjøringskonfigurasjonen. Fig. 2 er et tverrsnittsriss av boresystemet på fig. 1 anordnet i et brønnhull etter at boresystemet er kjørt inn til en ønsket dybde inne i brønnhullet, med et lederør satt i brønnhullet. Fig. 3 er et tverrsnittsriss av boresystemet på fig. 1 anordnet i et brønnhull, med lederøret og en første foringsrørstreng satt i brønnhullet. Fig. 4 er et tverrsnittsriss av boresystemet på fig. 1 anordnet i et brønnhull, med lederøret, den første foringsrørstreng og den annen foringsrørstreng satt i brønnhullet. Fig. 5 er et grunnriss, vist som snitt, av de konsentriske foringsrørstrenger iføl-ge den foreliggende oppfinnelse, lagt langs linje 5-5 på fig. 1. Fig. 6 er et grunnriss, vist som snitt, av boresystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse, lagt langs linje 6-6 på fig. 1. Fig. 7 er et tverrsnittsriss av en alternativt utførelse av boresystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse i innkjøringskonfigurasjonen. Fig. 1 er et tverrsnittsriss av en utførelse av boresystemet 9 ifølge den foreliggende oppfinnelse i innkjøringskonfigurasjonen. Boresystemet 9 omfatter tre konsentriske strenger av foringsrør, inkludert et lederør 12, en første foringsrørstreng 15 og en annen foringsrørstreng 18. Lederøret 12 har en større diameter enn den første foringsrørstreng 15, og den første foringsrør 15 har en større diameter enn den annen foringsrørstreng 18. Den annen foringsrørstreng 18 er følgelig lokalisert inne i den første foringsrørstreng 15, som er lokalisert inne i lederøret 12. Selv om boresystemet 9 som er vist på fig. 1 omfatter tre foringsrørstrenger, kan det brukes et hvilket som helst antall konsentriske strenger av foringsrør i boresystemet 9 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Boresystemet 9 omfatter valgfritt avskrapere (ikke vist) som er anordnet i det ringformede rom mellom lederøret 12 og den første foringsrørstreng 15 og/eller anordnet i det ringformede rom mellom den første foringsrørstreng 15 og den annen foringsrørstreng 18. Avskraperne hindrer at uønskede faststoffer migrerer inn i de ringformede rom mellom foringsrørstrenger og svekker operasjonen av borkronesammenstillingen, hvilket er omtalt nedenfor. Fig. 5, som er lagt langs linje 5-5 på fig. 1 viser det øvre parti av de konsentriske strenger av foringsrør i et grunnriss, vist som snitt. En første borkronedel 13 er anordnet ved den nedre ende av lederøret 12. På lignende måte er en annen borkronedel 16 anordnet ved den nedre ende av den første foringsrørstreng 15, og en tredje borkronedel 19 er anordnet ved den nedre ende av den annen foringsrørstreng 18. Selv om boresystemet 9 på fig. 1 viser tre foringsrørstrenger med tre borkronedeler festet til dem, kan et hvilket som helst antall av borkronedeler være festet til et hvilket som helst antall av konsentriske strenger av foringsrør i boresystemet 9 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Den første borkronedel 13 og den annen borkronedel 16 rager utover og nedover fra lederøret 12 henholdsvis den første foringsrørstreng 15. Borkronedelen 13, 16 og 19 har skjærestrukturer 22, som brukes til å danne en vie for foringsrøret gjennom en formasjon 36 under boreoperasjonen. Skjærestrukturene 22 er anordnet på borkronedeler 13, 16 og 19 på den nedre ende og det utvendige parti av hver borkronedel. Den innerste foringsrørstrengen, i dette tilfelle den annen foringsrørstreng 18, omfatter en tredje borkronedel 19 som rager utover og nedover fra den annen foringsrørstreng 18, og som også hovedsakelig fyller den innvendige diameter av den foringsrørstreng 18. Perforeringer 21 er tildannet inne i den tredje borkronedel 19, gjennom hvilke fluid kan strømme under brønnkompletteringsoperasjonen. Fig. 6, som er lagt langs linje 6-6 på fig. 1, representerer et grunnriss, vist som snitt, av boresystemet 9, hvilket viser perforeringene 21. Fig. 6 viser et grunnriss, vist som snitt, av boresystemet 9 ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvilket omfatter konsentriske foringsrørstrenger 12, 15 og 18 med en borkronesammenstilling innfestet derpå. Borkronesammenstillingen er beskrevet med henvisning til fig. 1 så vel som fig. 6. Borkronesammenstillingen omfatteren første borkronedel 13 som er løsbart forbundet til en annen borkronedel 16 med en første konnektor 14. Sammenstillingen omfatter videre en tredje borkronedel 19 som er løsbart forbundet til den annen borkronedel 16 med en annen konnektor 17. De løsbar forbindelser er fortrinnsvis avskjærbare forbindelser, hvor den første konnektor 14 holder en første borkronedel 13 til den annen borkronedel 16 med mindre kraft enn den annen konnektor 17 holder den annen borkronedel 16 til den tredje borkronedel 19. Den første borkronedel 13, den annen borkronedel 16, og den tredje borkronedel 19 er lokalisert på de nedre ender av konsentriske foringsrørstrenger 12, 15 henholdsvis 18. Den første, annen og tredje borkronedel 13,16 henholdsvis 19 har skjærestrukturer 22 på sine ytre og nedre flater. Som beskrevet nedenfor, etter at den første borkronedel 13 er frigjort fra borkronesammenstillingen, anvendes skjærestrukturene 22 på den ytre overflate av den annen borkronedel 16 til å bore gjennom formasjonen 36 til en dybde for å sette den første foringsrørstreng 15. Tilsvarende, etter at den annen borkronedel 16 er frigjort fra borkronesammenstillingen, anvendes skjærestrukturene 22 på den ytre overflaten av den tredje borkronedel 19 til å bore gjennom formasjonen 36 til en dybde for å sette den annen foringsrørstreng 18.

Som vist på fig. 1 omfatter boresystemet 9 også hengere 23, som er lokalisert på den øvre ende av lederøret 12. Hengerne 23 holder boresystemet 9 på plass ved inngrep med overflaten 31 av brønnhullet 30, hvilket hindrer boresystemet 9 i å opp-leve videre nedoverrettet bevegelse gjennom formasjonen 36. Et hvilket som helst element som er egnet til å bære vekten av boresystemet 9 kan brukes som en heng-er 23.

En foringsrørarbeidsstreng 10 er forbundet til den innvendige diameter av den annen foringsrørstreng 18. Enhver type forbindelse som frembringer en sterkere kraft enn den kraften som frembringes av konnektorene 14 og 17 kan brukes sammen med den foreliggende oppfinnelse. Fig, 1 viser en type forbindelse som er egnet til bruk sammen med den foreliggende oppfinnelse. En gjengeforbindelse 11 er vist mellom foringsrørarbeidsstrengen 10 og den annen foringsrørstreng 18, hvilken skrus ut etter at boreoperasjonen er fullført, slik at foringsrørarbeidsstrengen 10 kan hentes opp. Alternativt kan foringsrørarbeidsstrengen 10 være avskjærbart forbundet til den annen foringsrørstreng 18, med en tangsammenstiling (ikke vist). Kraften som frembringes av den avskjærbare forbindelse med tangsammenstillingen må være større enn kraften som frembringes med konnektorene 14 og 17. Tangsammenstillingen er forbundet til den nedre ende av foringsrørsarbeidsstrengen 10, og strekker seg radialt gjennom det ringformede rom mellom foringsrørarbeidsstrengen 10 og den innvendige diameter av den annen foringsrørstreng 18. Ved fullføring av boreoperasjonen brytes den avskjærbare forbindelse av, av en langsgående kraft, slik at foringsrørar-beidsstrengen 10 kan hentes opp fra brønnhullet 30.

I boresystemet 9 er den første borkronedel 13 løsbart forbundet til den annen borkronedel 16 ved hjelp av den første konnektor 14. Tilsvarende er den annen borkronedel 16 løsbart forbundet til den tredje borkronedel 19 med den annen konnektor 17. Den løsbare forbindelse er fortrinnsvis en avskjærbar forbindelse. Den første konnektor 14 og den annen konnektor 17 er en hvilken som helst konnektor som er i stand til midlertidig å forbinde de to borkronedelene, inkludert vektavskjæringspinner pinner eller låsemekanismer. I den utførelse som er beskrevet ovenfor er den langsgående kraft som er nødvendig for å bryte forbindelse mellom tangsammenstillingen og den annen foringsrørstreng 18 større enn den langsgående kraft som er nødven-dig for å bryte den annen konnektor 17. På samme måte er den langsgående kraft som er nødvendig for å bryte den annen konnektor 17 større enn den langsgående kraft som er nødvendig for å bryte den første konnektor 14. Forbindelsen mellom tangsammenstillingen og den annen foringsrørstreng 18 er følgelig sterkere enn den annen konnektor, og forbindelsen som frembringes av den annen konnektor 17 er sterkere enn forbindelsen som frembringes av den første konnektor 14.

Det ringformede rom mellom foringsrørstrengene 12 og 15, så vel som det ringformede rom mellom foringsrørstrengene 15 og 18, kan omfatte tetningselemen-ter (ikke vist) for å forhindre migrering av uønsket fluid og faststoffer inn i de ringformede rom inntil det utpekte punkt i boreoperasjonen. Tetningselementene forhindrer fluidstrømning inn i de ringformede rom, hvilket tvinger fluid som stivner til å strømme inn i det ønskede område på utsiden av foringsrørstrengen som blir satt. Tetningselementene frigjøres sammen med sine respektive konnektorer 14 og 17 ved det utpekte trinn i operasjonen.

Fig. 7 viser en alternativ utførelse av boresystemet 9 ifølge den foreliggende oppfinnelse i innkjøringskonfigurasjonen. I denne utførelse er boresystemet 9 identisk med boresystemet på fig. 1, unntatt for konnektorene i boresystemet 9 og borkronedelene. Tallene som brukes til å identifisere deler på fig. 1 korresponderer til de tall som brukes til å identifisere de samme deler på fig. 7. I utførelsen på fig. 7 er en borkronedel 40 anordnet ved den nedre ende av den innerste foringsrørstrengen, som er den annen foringsrørstreng 18. Igjen kan et hvilket som helst antall konsentriske foringsrørstrenger anvendes i den foreliggende oppfinnelse. Borkronedelen 40 omfatter perforeringer 21 som går gjennom den, og som tillater fluidstrømning gjennom foringsrørarbeids-strengen 10 og inn i formasjonen 36. En første konnektor 41 forbinder lederøret 12 løsbart til den første streng av foringsrør 15. Tilsvarende forbinder en annen konnektor 42 den første streng av foringsrør 15 løsbart til den annen streng av foringsrør 18. Den løsbare forbindelse er fortrinnsvis en avskjærbar forbindelse som er dannet enten av vektavskjæringspinner eller låsemekanismer. Kraften som er nødvendig for å frigjøre den annen konnektor 42 er større enn kraften som er nød-vendig for å frigjøre den første konnektor 41. Likeledes er kraften som dannes av gjengeforbindelsen 11 eller tangsammenstillingen (ikke vist) større enn kraften som er nødvendig for å frigjøre den annen konnektor 42.

I en ytterligere alternativ utførelse kan boresystemet 9 anvende et dreiemomentkilesystem (ikke vist). Et dreiemomentkilesystem omfatter kiler (ikke vist) som er lokalisert på den indre foringsrørstreng av de konsentriske strenger av foringsrør, hvilke er i inngrep med spor (ikke vist) som er tildannet i den ytre foringsrørstreng av de konsentrisk strenger av foringsrør. Borkronedelene 13, 16 og 19 på fig. 1 og 40 på fig. 7 omfatter en skjærestruktur (ikke vist) som er lokalisert ovenfor et parti som er snudd oppned (ikke vist) av foringsrørstrengene 12 og 15. Det første dreiemomentkilesystem (ikke vist) omfatter kiler (ikke vist) som er anordnet på den første forings-rørstreng (15) og spor (ikke vist) som er anordnet på lederøret 12. Når boresystemet 9 brukes til å bore til den ønskede dybde inne i formasjonen 36 for å sette lederøret 12, forblir kilene som er anordnet på den første foringsrørstreng 15 i inngrep i spore-ne som er anordnet i lederøret 12, hvilket begrenser rotasjonsbevegelse av den førs-te foringsrørstreng 15 i forhold til lederøret 12, slik at den første foringsrørstreng 15 og lederøret 12 forflytter seg sammen. Etter at boresystemet 9 har boret til den ønskede dybde inne i brønnhullet 30, frigjøres kilen på den første foringsrørstrengen 15 fra sporet i lederøret 12, hvilket tillater rotasjonsmessig såvel som langsgående bevegelse av den første foringsrørstreng 15 i forhold til lederøret 12. Deretter blir det parti av lederøret 12 som er snudd opp ned frest av den skjærende struktur som er lokalisert ovenfor det parti av lederøret 12 som er snudd opp ned, slik at borkronedelen 16 kan rotere for å bore til den annen utpekte dybde inne i brønnhullet 30, mens det annet dreiemomentkilesystem for den første foringsrørstreng 15 og den annen foringsrørstreng 18 forblir i inngrep. Det annet dreiemomentkilesystem opererer på samme måte som det første dreiemomentkilesystem.

I en ytterligere utførelse kan en splineforbindelse (ikke vist) brukes i steden for dreiemomentkilesystemet for å begrense rotasjonsbevegelse av lederøret 12 i forhold til den første foringsrørstreng 15.1 denne utførelse har lederøret 12 og den første foringsrørstreng 15 en splineforbindelse (ikke vist). Splineforbindelse omfatter riller (ikke vist) som er dannet på en innvendig overflate av lederøret 12, hvilke passer sammen med splines (ikke vist) som er tildannet på en utvendig overflate av den første foringsrørstreng 15. Når splineforbindelsen er i inngrep gjør den det mulig for den første foringsrørstrengen 15 og lederøret 12 å forflytte seg rotasjonsmessig sammen når boresystemet 9 bores til den ønskede dybde, mens den første forings-rørstreng 15 og lederøret 12 samtidig tillates å bevege seg aksialt i forhold til hverandre. Når den løsbare forbindelse mellom den første foringsrørstreng 15 og le-derøret 12 er frigjort, tillates de to foringsrørstrenger 12 og 15 å rotere i forhold til hverandre. En annen splineforbindelse (ikke vist) kan også være anordnet på den første foringsrørstreng 15 og den annen foringsrørstreng 18.

Fig. 2, 3 og 4 viser den første utførelse av boresystemet 9 på fig. 1 i operasjon. Fig. 2 er et tverrsnittsriss av boresystemet 9 ifølge den foreliggende oppfinnelse, anordnet i et brønnhull 30, med lederøret 12 satt i brønnhullet 30. Fig. 3 er et tverrsnittsriss av boresystemet 9 ifølge den foreliggende oppfinnelse, anordnet i et brønnhull 30, med lederøret 12 og den første foringsrørstreng 15 satt i brønnhullet 30. Fig. 4 er et tverrsnittsriss av boresystemet 9 ifølge den foreliggende oppfinnelse, anordnet i et brønnhull 30, med lederøret 12, den første foringsrørstreng 15 og den annen foringsrørstreng 18 satt i brønnhullet 30.

I operasjon er boresystemet 9 forbundet til foringsrørarbeidsstrengen 10 som går derigjennom. Som vist på fig. 1 og 7 er foringsrørarbeidsstrengen 10 med boresystemet 9 tilkoplet kjørt inn i et brønnhull 30 inne i formasjonen 36. Under kjøring av foringsrørarbeidsstrengen 10 inn i brønnhullet 30, påføres en langsgående kraft og en rotasjonskraft fra overflaten 31 på foringsrørarbeidsstrengen 10. Alternativt, hvis formasjonen 36 er tilstrekkelig myk, så som ved boreoperasjoner på dypt vann, er kun en langsgående kraft nødvendig for å kjøre boresystemet 9 inn i den ønskede dybde inne i brønnhullet 30 for å sette lederøret 12. Trykksatt fluid innføres inn i boringen 33 i foringsrørarbeidsstrengen 10 samtidig med kjøring av foringsrørarbeids-strengen 10 inn i brønnhullet 30, slik at fluidet og slammet som i alminnelighet vil strømme oppover gjennom den innvendige diameter av foringsrørarbeidsstrengen 10 tvinges til å strømme oppover gjennom det ringformede rom mellom lederøret 12 og brønnhullet 30.

Som vist på fig. 2, når hele lengden av lederøret 12 er kjørt inn i brønnhullet 30, slik at hengerne 23 påfører trykk på overflaten 31, stanses den langsgående kraft og/eller rotasjonskraft som utøves på foringsrørarbeidsstrengen 10. En sementeringsoperasjon blir deretter utført for å fylle et ringformet område mellom brønnhullet 30 og lederøret 12 med sement 34. Alternativt, hvis friksjonen i brønnhullet 30 er tilstrekkelig til å holde lederøret 12 på plass, er en sementeringsoperasjon ikke nød-vendig. Fig. 2 viser lederøret 12 satt inne i brønnhullet 30.

Deretter påføres en første langsgående kraft på foringsrørarbeidsstrengen 10 fra overflaten 31. Den første langsgående kraft bryter den løsbare forbindelse mellom den første borkronedel 13 og den annen borkronedel 16 som er dannet av den første konnektor 14. Rotasjonskraft og langsgående kraft blir igjen påført på foringsrørar-beidsstrengen 10 fra overflaten 31. Resten av boresystemet 9 utøver rotasjonskraft og langsgående kraft på formasjonen 36, slik at det dannes et dypere hull inne i brønnhullet 30 for å sette den første foringsrørstreng 15.

Dette hullet nødvendigvis mindre i diameter enn det første hull som ble dannet, fordi borkronesammenstillingen mangler den første borkronedel 13, og derfor har en redusert diameter. Trykksatt fluid innføres i boringen 33 i foringsrørarbeids-strengen 10 samtidig med kjøring av boresystemet 9 videre nedover, inn i brønnhullet 30, slik at fluidet og slammet som i alminnelighet vil strømme oppover gjennom den innvendige diameter av foringsrørarbeidsstrengen 10 tvinges til å strømme oppover i det ringformede rom mellom den utvendige diameter av den første foringsrørstreng 15 og den innvendige diameter av lederøret 12.

Som vist på fig. 3, når den første foringsrørstreng 15 er boret til den ønskede dybde inne i brønnhullet 30, blir de langsgående krefter og rotasjonskrefter som påfø-res på foringsrørarbeidsstrengen 10 igjen stanset. En sementeringsoperasjon blir deretter utført for å fylle et ringformet område mellom lederøret 12 og den første foringsrørstreng 15 med sement 34. Fig. 3 viser den første foringsrørstreng 15 sammen med lederøret 12 satt i brønnhullet 30.

I det neste trinn av boreoperasjonen blir en annen langsgående kraft påført på foringsrørarbeidsstrengen 10 fra overflaten 31. Denne annen langsgående kraft er større enn den første langsgående kraft, etter som den annen langsgående kraft må påføre nok trykk på foringsrørarbeidsstrengen 10 til å bryte den løsbare forbindelse mellom den annen borkronedel 16 og den tredje borkronedel 19 som er dannet av den annen konnektor 17. Langsgående krefter og rotasjonskrefter blir igjen påført på det gjenværende parti av boresystemet 9, slik at formasjonen 36 bores til den ønskede dybde ved hjelp av det gjenværende parti av borkronesammenstillingen. Igjen blir trykksatt fluid kjørt inn i boringen 33 i foringsrørarbeidsstrengen 10 fra overflaten 31 samtidig med rotasjonskraft og langsgående kraft for å forhindre slam og fluid i å bevege seg oppover gjennom foringsrørarbeidsstrengen 10. Slammet og fluidet som innføres i foringsrørarbeidsstrengen 10 forlater systemet ved å strømme oppover til overflaten 31 gjennom det ringformede rom mellom den første foringsrørstreng 15 og den annen foringsrørstreng 18. Hullet som dannes av det gjenværende parti av boresystemet 9 er enda mindre enn det forrige hull ble boret av boresystemet 9 for å sette den første foringsrørstreng 15, fordi den annen borkronedel 16 har blitt frigjort fra borkronesammenstillingen, hvilket ytterligere reduserer diameteren av borkronesammenstillingen.

Som vist på fig. 4, når boresystemet 9 har blitt boret inn i formasjonen 36 til den ønskede dybde for å sette den annen foringsrørstreng 18, blir de langsgående krefter og rotasjonskreftene igjen stanset. En sementeringsoperasjon blir deretter utført for å fylle et ringformet område mellom den første foringsrørstreng 15 og den annen foringsrørstreng 18 med sement 34, hvilket setter den annen foringsrørstreng 18. Den fullførte operasjon er vist på fig. 4.

Ved enden av boreoperasjonen befinner resten av boresystemet 9, som omfatter den tredje borkronedel 19 og den annen foringsrørstreng 18, seg permanent i brønnhullet 30. Gjengeforbindelsen 11 løsnes fra den innvendige diameter av den annen foringsrørstreng 18, og foringsrørarbeidsstrengen 10 og gjengeforbindelsen 11 tas ut av brønnhullet 30.

Den annen utførelse som er vist på fig. 7 virker mye på samme måte som den første utførelse av en foreliggende oppfinnelse, med små forskjeller. Istedenfor å bruke langsgående kraft for å frigjøre konnektorene 14 og 17 mellom borkronedelene, brukes kraften til å frigjøre konnektorene 41 og 42 mellom de konsentriske strenger av foringsrør 12, 15 og 18. En første langsgående kraft brukes til å bryte over den første konnektor 41 mellom lederøret 12 og den første foringsrørstreng 15. En annen, større langsgående kraft brukes til å bryte over den annen konnektor 42 mellom den første streng av foringsrørstreng 15 og den annen streng av foringsrør 18. Til slutt skrus gjengeforbindelsen 11 ut etter at boreoperasjonen er fullført, slik at foringsrørarbeidsstrengen 10 kan hentes opp. Alternativt kan en tredje, enda større langsgående kraft brukes til å bryte over den avskjærbare forbindelse mellom tangsammenstillingen (ikke vist) og den annen foringsrørstreng 18. Fordi borkronedelene ikke er anordnet ved den nedre ende av foringsrørstrengene 12 og 15, blir borkronedeler ikke etterlatt inne i brønnhullet under operasjonen, men forblir festet til boresystemet 9 inntil det avsluttende trinn. Borkronedelen 40 føres sammen med den annen foringsrørstreng 18 under hele operasjonen, og forblir festet til den annen streng av foringsrør 18 inne i brønnhullet ved fullføring av boreoperasjonen. I alle de utførelser som er beskrevet ovenfor kan konnektorene 14 og 17 eller konnektorene 41 og 42 alternativt omfatte en sammenstilling som kan fjernes fra overflaten ved bruk av ka-bel, produksjonsrør eller et borerør ved slutten av boreoperasjonen. Videre kan konnektorene 14 og 17 og konnektorene 41 og 42 omfatte en sammenstilling som kan deaktiveres fra overflaten 31 av brønnhullet 30 ved trykk inne i foringsrørstrengene 12,15 og 18.

En alternativ fremgangsmåte (ikke vist) til å sette foringsrørstrengene 12, 15

og 18 inne i brønnhullet 30 involverer bruk av en hvilken som helst av de ovenståen-de fremgangsmåter til å bore foringsrørstrengene 12, 15 og 18 til den ønskede dybde inne i brønnhullet 30. I steden for å utføre en sementeringsoperasjon ved hvert trinn i operasjonen etter at hver foringsrørstreng har nådd sin ønskede dybde inne i brønn-hullet 30, blir imidlertid hver av foringsrørstrengene 12,15 og 18 senket til den ende-lige dybde for hele boresystemet 9 (som vist på fig. 4). Fig. 4 brukes av illustrative formål i beskrivelsen nedenfor, selv om andre utførelser av boresystemet 9 som er

beskrevet ovenfor kan brukes til å utføre denne alternative fremgangsmåte. Boresystemet 9 senkes til den ønskede dybde for å sette lederøret 12 ved hjelp av rotasjonskrefter og langsgående krefter. Deretter stanses rotasjonskraften, og den langsgående kraft brukes til å frigjøre den første konnektor 14. Lederøret 12 er festet i lengde-retningen og rotasjonsmessig inne i brønnhullet 30 med det parti 45 av formasjonen 36 som strekker seg bortenfor det gjenværende parti av boresystemet 9. Det gjenværende parti av boresystemet 9 som omfatter den første streng av foringsrør 15 og den annen foringsrørstreng 18 bores til den annen ønskede dybde inne i brønnhullet 30, og prosessen gjentas inntil hele boresystemet 9 har teleskopert til den ønskede dybde inne i brønnhullet 30. Deretter utføres en sementeringsoperasjon for å sette alle foringsrørstrengene 12, 15 og 18 inne i brønnhullet 30 samtidig.

Selv om det foregående er rettet mot utførelser av den foreliggende oppfinnelse, kan andre og ytterligere utførelser av oppfinnelsen tenkes ut uten å avvike fra dens grunnleggende omfang, og dens omfang er bestemt av de følgende krav.

Claims (17)

1. Borkronesammenstilling for setting av konsentriske foringsrørstrenger i et brønnhull, omfattende: borkronedeler som er løsbart forbundet til hverandre, hvor en første kraft som er krevet for å løsgjøre en første forbindelse mellom de ytterste borkronedeler er svakere enn en andre kraft som er krevet for å frigjøre en andre forbindelse mellom en av de innerste borkronedeler, hvor en av de innerste borkronedeler angir en mindre ytre diameter enn en av de ytterste borkronedeler, hvor en av de innerste borkronedeler er konfigurert for å muliggjøre boring av en mindre diameters hull som samsvarer med den mindre ytre diameteren av de innerste av borkronedelene idet den første forbindelsen er løsgjort.

2. Borkronesammenstilling som angitt i krav 1, hvor borkronedelene omfatter skjærestrukturer som er anordnet på nedre og ytre ender av borkronedelene.

3. Borkronesammenstilling som angitt i krav 1, hvor forbindelsene er avskjærbare forbindelser.

4. Borkronesammenstilling som angitt i krav 3, hvor den avskjærbare forbindelse omfatter vektavskjæringspinner.

5. Borkronesammenstilling som angitt i krav 1, videre omfattende perforeringer som er lokalisert inne i minst en av borkronedelene for å tillate fluidstrøm å kommunisere mellom innsiden og utsiden av arbeidsstrengen.

6. Borkronesammenstilling, omfattende: en første borkronedel som definerer en innledende ytre diameter for boring av et første hull som samsvarer med den utvendige diameteren av den første borkronedelen; en andre borkronedel som er løsbart forbundet med den første borkronedelen, hvori en første kraft er foreskrevet for å løsgjøre en første forbindelse mellom de første og andre borkronedelene, idet den andre borkronedelen er konfigurert til å muliggjøre boring av et andre hull med mindre diameter enn det første hullet idet den første forbindelsen er løsgjort: og en tredje borkronedel som er løsbart forbundet med den andre borkronedelen, hvori en andre kraft som er større enn den første kraften er foreskrevet for å løsgjøre en andre forbindelse mellom den andre og tredje borkronedelen, idet den tredje borkronedelen er konfigurert til å muliggjøre boring av et tredje hull med mindre diameter enn det andre hullet idet den andre forbindelsen er løsgjort.

7. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, hvor borkronedelene omfatter skjærestrukturer som er anordnet på nedre og ytre ender av borkronedelene.

8. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, hvor forbindelsene er avskjærbare forbindelser.

9. Borkronesammenstilling som angitt i krav 8, hvor de avskjærbare forbindelser omfatter vektavskjæringspinner.

10. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, videre omfattende perforeringer som er lokalisert inne i minst en av borkronedelene for å tillate fluid strøm å kommunisere mellom innsiden og utsiden av arbeidsstrengen.

11. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, hvor de første og andre forbindelsene er løsbare av den første og andre kraften som er langsgående krefter.

12. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, hvori den første og andre forbindelsen er løsbare av den første og andre kraften som er langsgående krefter fra en arbeidsstreng som borkronesammenstillingen er plassert på.

13. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, hvori borkronedelen er plassert konsentrisk inne i hverandre.

14. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, hvori en av forbindelsene er en låsbar mekanisme.

15. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, hvori en av forbindelsene er selektivt aktiverbare fra en overflate av brønnboringen mens borkronesammenstillingen er plassert i brønnboringen.

16. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, ytterligere omfattende perforeringer plassert inne i den tredje borkronedelen for å tillate at fluidstrøm fra det innvendige av arbeidsstrengen strømmer ut av borkronesammenstillingen.

17. Borkronesammenstilling som angitt i krav 6, hvori den tredje borkronedelen har en forbindelsesende for kopling av borkronesammenstillingen til en arbeidsstreng.