NO20110412L - Fremgangsmate for a installere et forlengingsror - Google Patents

Abstract

Det beskrives en fremgangsmåte for å installere et forlengingsrør (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i et borehull (102) under et parti av borehullet (102) som tidligere er fôret med et fôringsrør (12, 42, 50, 62, 68, 104), hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: nedføring av forlengingsrør (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) inn i borehullet (102) slik at i det minste en øvre ende av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) posisjoneres i et overlappende forhold med i det minste en nedre ende av fôringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104); og plastisk deformering av et forlengingsrørparti (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) slik at en ytre flate av forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) tildanner en presspasning med en indre flate av fôringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104). Presspasningen tilveiebringer fortrinnsvis både opphengingsstøtte for forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) og en fluidtett tetning mellom forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) og fôringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104).

Description

RØRFORANKRING

Denne oppfinnelse vedrører en rørforankring, slik som en forlengingsrørhenger, som er et arrangement for å plassere og forsegle et parti av et nedihulls forlengingsrør relativt til et eksisterende foringsrør. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte og anordning for å tilveiebringe nevnte forankring eller henger.

Ved leting og utvinning av olje og gass er det tradisjonelt å fore de borehull som er boret for å få tilgang til underjordiske hydrokarbonførende formasjoner, med stålrør. Det øvre avsnitt av et borehull fores typisk med "foringsrør" av stål, mens det nedre avsnitt av borehullet forsynes med "forlengingsrør" som henges fra den nederste fo-ringsrørseksjon. Forlengingsrøret festes til og avtettes mot foringsrøret ved bruk av en forlengingsrørhenger som omfatter et arrangement med holdekiler og elastomere tetninger, hvilke tetninger også kan tjene til å aktivisere holdekilene.

Tradisjonelle forlengingsrørhengere er relativt komplekse og dyre og opptar et betydelig ringformet rom, hvilket er nødvendig for å romme både gripekilesegmentene som bærer vekten av forlengingsrøret og motstår differensialtrykkreftene som kan genere-res over forlengingsrør-foringsrør-overlappingen, og de elastomeriske tetninger som hindrer trykklekkasje forbi overlappingen. Følgelig kan det være et betydelig tap i bo-rehullsdiameter ved forlengingsrøret: for eksempel, opptak av et forlengingsrør med en diameter på 17,8 cm (7") krever vanligvis tilveiebringelse av et foringsrør med en diameter på 24,5 cm (9 5/8"), og et 12,7 cm (5") forlengingsrør et 17,8 cm (7") fo-ringsrør.

Å holde de elastomeriske tetninger som benyttes i tradisjonelle forlengingsrørhengere, hele, har også vist seg problematisk, særlig i brønner med høyt trykk og høy tempera-tur, hvilke blir stadig vanligere.

I de fleste tilfeller vil forlengingsrørseksjonen bli sementert på plass ved at sementslurry pumpes ned gjennom forlengingsrøret og tilbake opp gjennom det ring-formede rom mellom forlengingsrøret og borehullsveggen. Nyere utviklinger har ført til tilveiebringelsen av mekanismer som tillater forlengingsrøret å roteres under semente-ringsprosessen, for å forbedre sementdekningen rundt forlengingsrøret og den påføl-gende binding mellom forlengingsrøret og borehullsveggen. Disse mekanismer består typisk av lagre som isolerer kile- og tetningsavsnittene i forlengingsrørhengeren, mens foringsrøret roteres fra overflaten via verktøysammenstillingen for nedføring av for-lengingsrør.

I tillegg er det tilveiebrakt sirkulasjonsporter i forlengingsrørhengeren for å tillate fluid som er fortrengt fra ringrommet av sementslurryen, å passere utenom forlengingsrør-hengermekanismen til det tidspunkt hvor returnerende sement også kan passere for-lengingsrørhengeren før forlengingsrøret er endelig satt, hvorved det sikres at ringrommet er fylt med uforurenset sementslurry.

Tilveiebringelsen av disse lagre og sirkulasjonsporter tilfører ytterligere kompleksitet til et allerede komplekst system.

Det er blant formålene med utførelser av den herværende oppfinnelse å tilveiebringe et forlengingsrørhengerarrangement som forebygger og demper i det minste noen av disse ulemper. Særlig tilveiebringer utførelser av den herværende oppfinnelse relativt enkle forlengingsrørhengere som opptar bare et meget begrenset volum, og som be-nytter metalliske tetninger.

Det er blant formålene med andre utførelser av den herværende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte og et apparat for nede i borehull å forankre rør, særlig ekspanderbare rør, til en seksjon av eksisterende fåringsrør.

Ifølge et aspekt ved den herværende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å installere et forlengingsrør i et borehull under et parti av borehullet som tidligere er foret med et foringsrør, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: - nedføring av et forlengingsrør i borehullet slik at i det minste en øvre ende av for-lengingsrøret er i overlappende forhold med i det minste en nedre ende av fåringsrø-ret; og -plastisk deformering av et parti av forlengingsrøret slik at en utvendig flate av nevnte parti danner en presspasning med en innvendig flate av foringsrøret for å tilveiebringe i det minste én av en opphengningsstøtte for forlengingsrøret og en fluidtett tetning mellom forlengingsrøret og foringsrøret.

Oppfinnelsen relaterer seg også til forlengingsrør og foringsrør til bruk ved fremgangsmåten. I én utførelse av oppfinnelsen er i det minste det parti av forlengingsrø-ret som skal ekspanderes, av et relativt formbart materiale.

Den plastiske deformering av forlengingsrørpartiet for opprettelse av en presspasning med foringsrøret og for å tilveiebringe en hengende støtte for forlengingsrøret forebygger behovet for å tilveiebringe holdekiler eller lignende på forlengingsrøret, og oppfinnelsen tilveiebringer også relativt enkle forlengingsrørhengere som opptar bare et meget begrenset volum og som bruker metalliske tetninger.

Det er blant formålene med andre utførelser av den herværende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte og et apparat for nede i borehull å forankre rør, særlig ekspanderbare rør, til en seksjon av eksisterende foringsrør.

Ifølge ett aspekt ved den herværende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å installere et forlengingsrør i et borehull under et parti av borehullet som tidligere er fåret med et foringsrør, hvor fremgangsmåten omfatter trinnene: - nedføring av et forlengingsrør i borehullet slik at i det minste en øvre ende av for-lengingsrøret er i overlappende forhold med i det minste en nedre ende av fåringsrø-ret; og -plastisk deformering av et parti av forlengingsrøret slik at en utvendig flate av nevnte parti danner en presspasning med en innvendig flate av et parti av foringsrøret for å tilveiebringe minst én av en opphengningsstøtte for forlengingsrøret og en fluidtett tetning mellom forlengingsrøret og foringsrøret.

Oppfinnelsen relaterer seg også til forlengingsrør og foringsrør til bruk ved fremgangsmåten. I én utførelse av oppfinnelsen er i det minste det parti av forlengingsrø-ret som skal ekspanderes, av et relativt formbart materiale.

Den plastiske deformering av forlengingsrørpartiet for opprettelse av en presspasning med foringsrøret og støtte for forlengingsrøret, forebygger behovet for å tilveiebringe holdekiler eller lignende på forlengingsrøret og også en mekanisme for å aktivisere holdekilene, og således kan forlengingsrørets utvendige diameter være relativt nær foringsrørets innvendige diameter. Opprettelsen av fluidtett tetning forebygger behovet for å tilveiebringe tradisjonelle elastomeriske tetninger som krever setting og akti-visering.

Nevnte forlengingsrørparti blir fortrinnsvis deformert ved rullende ekspandering, dvs.

et ekspanderingselement blir rotert inne i forlengingsrøret med en flate i rullende kontakt med en innvendig flate av nevnte parti. Ekspanderingselementet kan beskrive den ønskede diameter og blir fortrinnsvis presset radialt utover og til kontakt med forleng-ingsrøret. Slik rullende ekspandering forårsaker plastisk trykkdeformering eller trykk-

flyt i forlengingsrøret og en stedfestet veggtykkelsesreduksjon hvilken fører til en på-følgende økning av forlengingsrørdiameteren.

Nevnte deformerte parti av forlengingsrøret er fortrinnsvis ringformet.

Forlengingsrørpartiet deformeres fortrinnsvis for å opprette en trykktett tetning mellom forlengingsrøret og foringsrøret. Mest fortrinnsvis er den utformede tetning en metallisk tetning. Forlengingsrørpartiet omfatter hensiktsmessig et relativt mykt materiale, slik som et relativt mykt metall, som blir deformert plastisk under ekspanderingen av forlengingsrørpartiet. Det myke metall kan være tilveiebrakt som et ringformet belegg eller en innsats. I andre utførelser kan andre tetningsmaterialer benyttes, slik som elastomerer, eller det relativt myke materiale kan være tilveiebrakt på foringsrø-ret.

Forlengingsrørpartiet kan deformeres til å strekke seg inn i, eller på annet vis gå i inngrep med, en forhåndsformet profil i fåringsrøret. Et trinn i en fremgangsmåte i overensstemmelse med en utførelse av oppfinnelsen kan innebære deformering av forings-røret for å definere profilen før forlengingsrøret føres ned i borehullet. Alternativt kan foringsrørpartiet også deformeres sammen med forlengingsrøret, og deformeringen av foringsrøret kan være elastisk eller plastisk. Forlengingsrøret kan deformeres på to eller flere steder med innbyrdes aksial avstand. Forlengingsrøret, og eventuelt også foringsrøret, kan således deformeres for å definere en flerhet av profiler plassert med innbyrdes aksial avstand.

Forlengingsrøret kan innledningsvis festes i foringsrøret, i det minste mot rotasjon i forhold til dette, ved at forlengingsrøret deformeres, særlig ved radialt å utvide områder av forlengingsrøret med innbyrdes avstand langs dettes omkrets, til dannelse av tilsvarende områder med presspasning mellom forlengingsrøret og foringsrøret. Disse områder blir deretter fortrinnsvis utvidet i omkretsretningen til opprettelse av ringfor-mede områder med presspasning mellom forlengingsrøret og foringsrøret.

Partiet av forlengingsrøret kan bære relativt hardt materiale på sin utvendige flate,

hvilket materiale vil være tilbøyelig til å bite seg inn i de motstående flater av forleng-ingsrøret og foringsrøret for å tilveiebringe en sikrere kopling mellom disse. Materialet er fortrinnsvis i form av relativt små enkeltpartikler eller stykker, slik som kuler, spon eller lignende av relativt hardt metall slik som wolfram karbid. Det harde materiale kan holdes i en matriks av mykere materiale.

Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet sementering av forlengingsrøret i borehullet. Dette kan oppnås ved å pumpe sement fra overflaten til den nedre ende av forlengingsrøret, fortrinnsvis gjennom en kombinert nedførings- og sementerings-streng og verktøy, lede sementen inn i ringrommet mellom forlengingsrøret og borehullsveggen og fortrenge brønnfluid fra ringrommet for i det vesentlige å fylle ringrommet med sement. Partiet av forlengingsrøret blir fortrinnsvis ekspandert så snart sementen er på plass i ringrommet; det fortrengte brønnfluid kan derfor passere mellom den øvre ende av forlengingsrøret og den nedre ende av foringsrøret. Forlengings-røret blir fortrinnsvis rotert når sementen føres inn i ringrommet; det er således fortrinnsvis en frigjørbar kopling mellom nedføringsverktøyet og forlengingsrøret for å tillate overføring av dreiemoment dem imellom.

Forlengingsrøret føres fortrinnsvis ned i borehullet på et setteverktøy som bærer en ekspanderingsinnretning som omfatter et legeme og i det minste ett radialt utstrekkbart element montert på dette, idet setteverktøy et kan roteres for å bevege elementet rundt partiet av forlengingsrøret for å opprette det ønskede deformerte parti. Elementet er fortrinnsvis en rulle, og rullen kan avgrense et opphøyd overflateparti for å skape et høytrykkskontaktområde. Ekspanderingsinnretningen kan være forsynt med to eller flere ruller, og en flerhet av rullene kan være radialt bevegelige. Mest fortrinnsvis aktiveres elementet med fluidtrykk, men i andre utførelser kan det være mekanisk aktivert. Elementet er hensiktsmessig koplet til et aksialt bevegelig stempel som aktiveres med fluidtrykk, hvilket stemplet avgrenser en kamflate som skal gå i inngrep med en samvirkende kamflate på elementet. I andre utførelser kan ekspanderingsinnretningen innbefatte en konus eller lignende, og konusen kan bære et antall ruller som skal gå i inngrep med og ekspandere forlengingsrøret. En renseplugg, en skrape eller lignende kan kjøres gjennom forlengingsrørnedføringsstrengen og ekspanderingsinnretningen før ekspanderingsinnretningen aktiveres.

I følge et ytterligere aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte for å feste et forlengingsrør i et boret borehull til et avsnitt av tidligere montert foringsrør, hvor fremgangsmåten omfatter trinnet å ekspandere et parti av forlengingsrørets periferi ved plastisk trykkdeformering for å frembringe en stedfestet veggtykkelsesreduksjon, slik at en utvendig flate på nevnte parti danner en presspasning med en innvendig flate av et parti av foringsrøret for å tilveiebringe i det minste én av opphengningsstøtte for forlengingsrøret og fluidtett tetning mellom forlengings-røret og foringsrøret.

Nevnte forlengingsrørpartiet blir fortrinnsvis deformert ved rullende ekspandering, dvs. at et ekspanderingselement blir rotert inne i forlengingsrøret med en flate i rullende kontakt med en innvendig flate av nevnte parti. Ekspanderingselementet kan beskrive den ønskede diameter og blir fortrinnsvis presset radialt utover og inn i kontakt med forlengingsrøret.

I følge et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, er det tilveiebrakt et nedfø-rings- og setteverktøy for forlengingsrør, hvor verktøyet omfatter: et legeme for mon-tering på en nedføringsstreng og for anbringelse inne i et parti av forlengingsrøret som skal plasseres inne i et parti av fåringsrøret; og et radialt bevegelig ekspanderingselement montert på legemet, hvor ekspanderingselementet kan beveges for å plastisk deformere forlengingsrørpartiet, slik at en utvendig flate av partiet danner en presspasning med en innvendig flate av et parti av fåringsrørseksjonen for å tilveiebringe i det minste én av opphengningsstøtter for forlengingsrøret og en fluidtett tetning mellom forlengingsrøret og foringsrøret.

Verktøyet er fortrinnsvis tilpasset til å kunne roteres selektivt i forhold til forlengings-røret, og ekspanderingselementet er en rulle, slik at forlengingsrørpartiet kan deformeres ved rullende ekspandering, dvs. at ekspanderingselementet roteres inne i for-lengingsrøret med en flate i rullende kontakt med en innvendig flate av nevnte parti. Fortrinnsvis avgrenser rullen et opphøyd overflateparti for å skape et høytrykkskon-taktareal. Verktøyet kan være forsynt med to eller flere ruller, og en flerhet av rullene kan være bevegelige radialt.

Elementet aktiveres fortrinnsvis med fluidtrykk. Elementet er hensiktsmessig koplet til et aksialt bevegelig stempel, hvor stemplet avgrenser en kamflate som skal gå i inngrep med en samvirkende kamflate på elementet. I andre utførelser kan ekspanderingsinnretningen innbefatte en konus eller lignende, og konusen kan bære et antall ruller som skal gå i inngrep med og ekspandere forlengingsrøret. Alternativt kan ele-mentene være stempelmontert. Verktøyet kan innbefatte ekspanderingselementer plassert med innbyrdes aksial avstand, hvorved forlengingsrøret kan deformeres sam-tidig på to steder med avstand imellom. Det foretrekkes imidlertid at ekspanderingen av forlengingsrøret bare skjer på ett aksialt sted om gangen; ekspanderingselementet kan deretter beveges aksialt inne i forlengingsrøret til et annet sted om ønskelig.

Verktøyet avgrenser fortrinnsvis en gjennomgående boring for å tillate sement å bli ført gjennom verktøyet.

Verktøyet omfatter også fortrinnsvis en kopling for frigjørbart inngrep med forleng-ingsrøret for å tillate overføring av dreiemoment derimellom. Koplingen kan frigjøres ved aktivering av ekspanderingselementet for å tillate rotering i det minste av ekspanderingselementet i forhold til forlengingsrøret.

Verktøyet kan være tilveiebrakt i kombinasjon med en forlengingsrørseksjon, idet i det minste det forlengingsrørpartiet som skal ekspanderes, er av et relativt formbart materiale. Forlengingsrørpartiet omfatter fortrinnsvis et relativt mykt materiale på en ytre flate, slik som et relativt mykt metall, som kan deformeres plastisk under ekspanderingen av forlengingsrørpartiet. Det myke metall kan være tilveiebrakt som et ringformet belegg eller en innsats. I andre utførelser kan andre tetningsmaterialer brukes, slik som elastomerer. Partiet av forlengingsrøret kan bære relativt hardt materiale på sin utvendige flate, hvilket materiale vil være tilbøyelig til å bite seg inn i de motstående flater av forlengingsrøret og foringsrøret for å tilveiebringe en sikrere kopling dem imellom. Materialet er fortrinnsvis i form av relativt små enkeltstykker, slik som kuler, spon eller lignende av relativt hardt metall slik som wolframkarbid. Det harde materiale kan holdes i en matriks av mykere materiale.

Det beskrives også et massivt forlengingsrør hvor i det minste et parti av forlengings-røret er av et relativt formbart materiale for å lette deformering og omkretsekspande-ring av dette.

Nevnte parti av forlengingsrøret kan utformes ved selektivt å varmebehandle et parti av forlengingsrøret, eller det kan utformes av et annerledes materiale og koples, for eksempel ved sveising eller via skrugjenger, til det mindre formbare forlengingsrør-partiet.

Det beskrives også en fremgangsmåte for å forankre et ekspanderbart rør nede i borehullet, hvor fremgangsmåten omfatter: nedføring av en seksjon av ekspanderbart rør i et borehull, slik at i det minste et parti av det ekspanderbare rør er plassert inne i en seksjon av eksisterende rør; plassering av et radialt utstrekkbart verktøy inne i nevnte parti; og aktivering av nevnte verktøy for plastisk å deformere og å ekspandere nevnte parti i omkretsen til kontakt med det eksisterende rør og forankre det ekspanderbare rør til dette.

Ovennevnte gjør det således mulig for en seksjon av ekspanderbart rør å forankres i et borehull uten behov for tilveiebringelse av tradisjonelle ankere, rørhengere eller koplingsarrangementer, slik som radialt utstrekkbare kiler og motsvarende profiler.

Nevnte parti av det ekspanderbare rør vil typisk være et endeparti av røret og kan være den ledende eller etterfølgende ende av røret.

Det er fortrinnsvis tilveiebrakt relativt formbart materiale, typisk et formbart metall, mellom partiet av ekspanderbart rør og det eksisterende rør, og materialet bæres hensiktsmessig på den ytre flate av det ekspanderbare rør. Ved ekspandering av det indre rør, vil således det formbare materiale være tilbøyelig til å flyte eller deformeres bort fra kontaktpunktene mellom det mindre formbare materiale i det ekspanderbare rør og eksisterende rør, hvorved det skapes en relativt stor kontaktflate; dette vil forbedre kvaliteten på tetningen mellom rørseksjonene. Mest fortrinnsvis er materialet tilveiebrakt i form av en flerhet av bånd som er plassert med innbyrdes aksial avstand. Det ekspanderbare rør og det eksisterende rør vil typisk være utformet av stål, mens det relativt formbare materiale kan være bly eller annet relativt mykt metall, eller det kan til og med være en elastomer.

Det kan fortrinnsvis være tilveiebrakt relativt hardt materiale mellom partiet av ekspanderbart rør og det eksisterende rør, slik at når det ekspanderbare rør ekspanderes i omkretsen, deformeres det mykere materiale i det ene eller både det ekspanderbare og eksisterende rør for å gi rom for det hardere materiale og således lette forankring-en det ekspanderbare rør. Mest fortrinnsvis er det relativt harde materiale tilveiebrakt i form av relativt små enkeltelementer, slik som fliser, korn eller kuler av karbid eller et annet relativt hardt materiale, selv om materialet kan være tilveiebrakt i form av bånd eller lignende. Mest fortrinnsvis bæres det relativt harde materiale i en matriks av relativt formbart materiale.

Det radialt utstrekkbare verktøy føres fortrinnsvis ned i borehullet sammen med det ekspanderbare rør. Fortrinnsvis avgrenser verktøyet en flerhet av rørinngrepspartier som er plassert med innbyrdes avstand langs omkretsen, og av hvilke minst ett kan strekkes ut radialt. Verktøyet roteres fortrinnsvis etter utstrekking av nevnte i det minste ene rørinngrepspartiet for å tilveiebringe et omkretskontaktområde mellom det ekspanderbare rør og det eksisterende rør.

Etter forankring av det ekspanderbare rør i det eksisterende rør blir verktøyet fortrinnsvis ført frem gjennom røret for å ekspandere røret.

Det beskrives også et apparat til bruk ved forankring av et ekspanderbart rør nede i borehullet, hvor apparatet omfatter et legeme som skal plasseres i et parti av ekspanderbart rør, og bærer en flerhet av rørinngrepspartier plassert med innbyrdes avstand langs omkretsen, idet i det minste ett av rørinngrepspartiene kan strekkes ut radialt for å øke den effektive diameter avgrenset av rørinngrepspartiene, og for å frembringe plastisk deformering i det ekspanderbare rør hvor rørinngrepspartiene går i kontakt med det ekspanderbare rør, tilstrekkelig til å forankre det ekspanderbare rør i et om-liggende rør.

Det beskrives også bruk av et slikt apparat for å utforme et anker.

Apparatet omfatter fortrinnsvis i det minste to, og fortrinnsvis tre, rørinngrepspartier.

Rørinngrepspartiene avgrenser fortrinnsvis rullende flater, slik at etter radial utstrekking av nevnte i det minste ene rørinngrepsparti kan legemet roteres for langs omkretsen å opprette et kontaktområde mellom det ekspanderbare rør og det omliggen-de rør. I andre utførelser kan utvidelsen opprettes trinnvis.

Mest fortrinnsvis er rørinngrepspartiene i form av radialt bevegelige ruller. Rullene kan ha avsmalnede ender som skal samvirke med avsmalnede støtter. I det minste den ene av de avsmalnede holdere kan være bevegelig aksialt, idet slik bevegelse forårsaker radial bevegelse av rullene. Hver rulle definerer også fortrinnsvis en omkretsribbe for å tilveiebringe en kontaktflate med lite areal.

Nevnte i det minste ene rørinngrepsparti blir fortrinnsvis aktivert med fluid. Mest fortrinnsvis er rørinngrepspartiet koplet til et stempel; ved at det tilveiebringes et relativt stort stempelareal med hensyn til arealet på det parti som kommer i kontakt med rø-ret, er det mulig å frembringe høye trykkrefter på røret, hvilket tillater deformering av relativt tykt og mindre formbare materialer, slik som de ståltykkelser og -kvaliteter som tradisjonelt brukes i rør og foringsrør nede i borehull. Mest fortrinnsvis er en støt-te for rørinngrepspartiet koplet til et stempel, fortrinnsvis via et lager eller annet mid-del som tillater innbyrdes rotasjonsbevegelse dem imellom.

Apparatet kan være tilveiebrakt sammen med en brønnmotor, eller apparatet kan roteres fra overflaten.

I det etterfølgende beskrives eksempler på foretrukne utførelsesform som er anskue-liggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 og 2 er skjematiske illustrasjoner av utformingen av en forlengingsrørhengere i

overensstemmelse med en utførelse av den herværende oppfinnelse:

Fig. 3 og 4, fig. 5 og 6, fig. 7 og 8, fig. 9 og 10 og fig. 11 og 12 er skjematiske illustrasjoner av utformingen av forlengingsrørhengere i overensstemmelse med andre utførelser av den herværende oppfinnelse; Fig. 13 til 17 er skjematiske oppriss som illustrerer trinn i nedføringen og settingen av et forlengingsrør i overensstemmelse med en foretrukket utførelse av den herværende oppfinnelse; og Fig. 18 og 19 er skjematiske snittplanriss etter linjene 18-18 og 19-19 på henholdsvis fig. 15 og 16, og illustrerer den innledningsvise midlertidige setting av for-lengingsrøret.

Det vil først bli beskrevet en rekke forlengingsrørhengere i overensstemmelse med utførelser av den herværende oppfinnelse etterfulgt av en beskrivelse av et apparat og en fremgangsmåte som kan benyttes for å utforme hengerne.

Det vises først til fig. 1 og 2 på tegningene, hvilke er skjematiske illustrasjoner av utformingen av en forlengingsrørhenger 10 i overensstemmelse med en utførelse av den herværende oppfinnelse. Figurene viser den nedre ende av en seksjon av forhåndsin-stallert foringsrør 12 og den øvre ende av en forlengingsrørseksjon 14 som er blitt ført inn i et borehull foret med fåringsrør 12. Den øvre ende av forlengingsrøret 14 er plassert overlappende i forhold til den nedre ende av foringsrøret 12.

Foringsrøret 12 oppviser to hunnprofiler 16, 17 plassert med innbyrdes aksial avstand. Som det vil bli beskrevet, blir den øvre ende av forlengingsrøret 14 deformert ved rullende ekspandering, dvs. at et ekspanderingselement i form av en rulle blir rotert inne i forlengingsrøret 14 med en flate i rullende kontakt med den innvendige flate av for-lengingsrøret for å bevirke plastisk trykkdeformering i forlengingsrøret 14 og en stedfestet veggtykkelsesreduksjon som fører til en påfølgende økning i forlengingsrørdia-meter, slik det fremgår av fig. 2. Ekspanderingen utføres i to trinn, og ekspanderingsrullene oppviser et opphøyd parti eller en ribbe, slik at forlengingsrøret 14 gjennomgår større deformering i området som er i kontakt med det opphøyde parti, idet det opphøyde parti befinner seg i tilstøting til foringsrørprofilen 16 for å forme en motsvarende hannprofil 18 i forlengingsrøret 14. En andre hannprofil 19 opprettes ved å flytte rulleekspanderingsinnretningen til et andre, nedre sted for det andre trinn i ekspanderingsprosessen.

Presspasningen mellom det ekspanderte forlengingsrør 14 og foringsrøret 12 og også samvirket mellom profilene 16, 17, 18 og 19 er slik at den resulterende forlengings-rørhengere 10 tilveiebringer både opphengningsstøtte for forlengingsrøret 14 og en trykktett tetning mellom forlengingsrøret 14 og foringsrøret 12.

For å fremme grepet mellom forlengingsrøret 14 og foringsrøret 12, bærer forleng-ingsrøret 14 spon av karbid 20 som holdes i en matriks av mykere metall; ved deformering av forlengingsrøret 14 biter karbidsponene seg inn i de motstående flater av forlengingsrøret 14 og foringsrøret 12.

Det vises nå til fig. 3 og 4 på tegningene som illustrerer en forlengingsrørhenger 24. Fremgangsmåten for utforming av forlengingsrørhengeren 24 er i det vesentlige den samme som beskrevet ovenfor, men et forlengingsrør 26 er forsynt med bånd av relativt mykt materiale 28, 29 på stedene som motsvarer foringsrørprofilene 30, 31. Når forlengingsrøret 26 deformeres for å opprette hannprofilene 32, 33, strekker følgelig båndene av formbart metall 28, 29 seg inn i foringsrørprofilene 30, 31 og deformeres for å tilveiebringe tettende kontakt med de motstående flater av profilene 30, 31.

Det vises nå til fig. 5 og 6 på tegningene, hvilke illustrerer en forlengingsrørhenger 36. Som beskrevet over bærer et forlengingsrør 38 bånd av relativt formbart materiale 39, 40, men det er ikke tilveiebrakt noen forhåndsutformede profiler i et foringsrør 42. I denne utførelse påføres tilstrekkelig innvendig kraft på forlengingsrøret 38 til å bevirke plastisk trykkdeformering i forlengingsrøret 38 og påfølgende radial ekspandering av fåringsrøret 42 inntil og ut over foringsrørets flytegrense.

Det vises nå til fig. 7 og 8 på tegningene, hvilke illustrerer en forlengingsrørhenger 36. I denne utførelse skaper tilstrekkelig innvendig rullekompresjon og påfølgende ekspandering av det øvre avsnitt av et forlengingsrør 48 fast radialt inngrep mellom den ytre diameter i det øvre avsnitt av forlengingsrøret 48 og den innvendige diameter i det nedre avsnitt av et foringsrør 50.

Det vises nå til fig. 9 og 10 på tegningene, hvilke illustrerer en forlengingsrørhenger 54. Fremgangsmåten for utforming av forlengingsrørhengeren ligner den for for-lengingsrørhengeren 36 som beskrevet ovenfor, men i denne utførelse bærer den ytre flate av det øvre avsnitt av et forlengingsrør 56 et bånd av formbart metall 58 og en ringformet elastomerisk tetning 60, slik at ved ekspandering av forlengingsrøret 56 blir metallet 58 deformert og flyter mellom forlengingsrøret 56 og et foringsrør 62, og tetningen 60 bringes i tettende kontakt med foringsrøret 62.

Det vises nå til fig. 11 og 12 på tegningene, hvilke illustrerer en forlengingsrørhenger 66. I denne utførelse utgjøres et foringsrør 68 av ekspanderbart rør som bare er blitt ekspandert delvis i sin nedre ende 70 til dannelse av en konus 72. Et forlengingsrør 74 føres deretter ned i foringsrøret 68, og forlengingsrørets topp 76 blir ekspandert for å danne en konus 78 som passer til foringsrørets konus 72, slik at forlengingsrøret kan henges fra foringsrøret 68. Den øvre ende av forlengingsrøret 74 blir deretter ekspandert ved trykkdeformering til opprettelse av en trykktetning, som illustrert på fig. 12. Det vises nå til fig. 13 til og med 17, hvilke illustrerer trinnene ved nedføringen og sementering av et forlengingsrør og også illustrerer apparatet som kan benyttes til utforming av en forlengingsrørhenger.

Det vises først til fig. 13 på tegningene, hvilken illustrerer et forlengingsrør 100 som er blitt ført inn i det uforede avsnitt av et borehull 102 nedenfor den nederste forings-rørseksjon 104. Et øvre avsnitt 100a av forlengingsrøret overlapper den nedre ende av foringsrøret 104, idet dette avsnitt 100a av forlengingsrøret utgjøres av et relativt formbart materiale og er sveist til den øvre ende av det nedre avsnitt 100b av forleng-ingsrøret. Forlengingsrøret 100 er ført inn i borehullet på en nedførings- og semente-ringsstreng 106, idet forlengingsrøret 100 er montert på strengen 106 via en roterbar, hydraulisk ekspanderingsinnretning 108 og en låsesvivel 110. Ekspanderingsinnretningen 108 er plassert i den øvre ende av forlengingsrøret, med svivelen 110 nedenfor, og en skrapeplugg 112 er montert på den nedre ende av svivelen 110. Selve for-lengingsrøret 100 avgrenser en stoppkrage 114, og den nedre ende av forlengingsrøret 100 er forsynt med en nedre flottørsko 116 som omfatter to enveis-ventiler 118.

Forlengingsrøret 100 er koplet til svivelen 110 via en rekke tilbaketrekkbare pinner som, i den innledningsvise utforming, hindrer innbyrdes aksial bevegelse mellom strengen 106 og forlengingsrøret 100. En ytterligere pinnerekke strekker seg fra ekspanderingsinnretningen 108 og hindrer, i den innledningsvise utforming, innbyrdes rotasjonsbevegelse mellom strengen 106 og forlengingsrøret 100.

Det vil legges merke til på fig. 13 at ekspanderingsinnretningen 108 og svivelen 110 er rørformede, slik at sement og andre fluider kan pumpes fra overflaten gjennom strengen 106, og ekspanderingsinnretningen 108 og svivelen 110 gjennom det indre av forlengingsrøret 100 og ut av ventilene 118 i den nedre flottørsko 116. Når sementslurry pumpes inn, som illustrert på fig. 14 på tegningene, blir fluidet i borehullet utenfor forlengingsrøret 100, og særlig fluidet i ringrommet 120 mellom forlengingsrø-ret 100 og den uforede borehullsveggen 122, fortrengt oppover gjennom det ringfor-mede mellomrom 124 mellom den nedre ende av foringsrøret og den øvre ende av forlengingsrøret. Dette fluid kan være "rent" fluid som pumpes gjennom strengen 106 foran sementen, for å fortrenge brønnfluidet som opprinnelig opptok ringrommet 120.

Når sementen blir pumpet inn i ringrommet 120, roteres strengen 106 fra overflaten for å sikre en jevn fordeling av sement gjennom hele ringrommet 120. Egnede tetninger plassert ovenfor og nedenfor ekspanderingsinnretningen 108 hindrer forurens-ning av ekspanderingsinnretningen med sement under sementeringsoperasjonen.

Det forhåndsbestemte volum av sementslurry som pumpes inn i boringen, følges av en utløsningsplugg 126, som selv følges av rent slam eller vann; utløsningspluggen 126 pumpes ned gjennom strengen 106, ekspanderingsinnretningen 108 og svivelen 110. Utløsningspluggen 126 lander i skrapepluggen 112 og trekker pluggen 112 fra svivelen 110.

Utløsningspluggen 126 fortsetter deretter å bevege seg nedover gjennom strengen 106 sammen med skrapepluggen 112 for å "rengjøre" innsiden av forlengingsrøret, til pluggen 112 går i inngrep med stoppkragen 114, som vist på fig. 16.

På dette tidspunkt vil fluidtrykket inne i strengen 106 øke, hvilket angir at semente-ringsfasen i forlengingsrøropphengningsoperasjonen er fullført, og tillater aktivering av den roterbare hydrauliske ekspanderingsinnretning 108. Det skal nå også vises til fig.

18 og 19 på tegningene, hvilke illustrerer de skjematiske snitt ved linje 18 - 18 og 19 - 19 på henholdsvis fig. 15 og 16. Ekspanderingsinnretningen 108 omfatter tre ruller 128 montert i et legeme 130 og radialt bevegelig i forhold til dette. I den foretrukne utførelse har rullene 128 avsmalnede ender for samvirke med en motsvarende av-smalning på et ringformet stempel, som når det utsettes for forhøyet streng bori ngs-trykk, beveger seg aksialt inne i ekspanderingslegemet 130 og presser rullene 128 radialt utover. Fig. 18 illustrerer den innledningsvise posisjon for rullene 128 i forhold til forlengingsrøret 100 og foringsrøret 104 (det skal bemerkes at rullenes 128 diameter er overdrevet), og ved påføring av forhøyet fluidtrykk innvendig i ekspanderingsinnretningen 108 blir rullene 128 skjøvet utover, som illustrert på tegningenes fig. 19. Rullenes 128 bevegelse utover er slik at veggen i forlengingsrøret 100 deformeres til dannelse av tre innledende kontaktområder 132 mellom forlengingsrørets utvendige diameter og fåringsrørets innvendige diameter, hvilket hindrer ytterligere innbyrdes rotasjon mellom forlengingsrøret 100 og foringsrøret 104. Deformeringen av forleng-ingsrøret 100 frigjør også forlengingsrøret fra koplingspinnene på ekspanderingsinnretningen 108, hvilket tillater innbyrdes bevegelse mellom ekspanderingsinnretningen 108 og forlengingsrøret 100.

Strengen 106 og ekspanderingsinnretningen 108 roteres deretter fra overflaten, og ekspanderingsinnretningen 108 roteres således i forhold til forlengingsrøret 100, idet rullene 128 beveger seg frem rundt forlengingsrørets 100 innvendige diameter i rullende kontakt med denne. Kontakten mellom rullene 128 og forlengingsrøret 100 forårsaker plastisk trykkdeformering i forlengingsrøret 100, og en stedfestet veggtykkelsesreduksjon som resulterer i en påfølgende økning i forlengingsrørdiameter, slik at forlengingsrørets utvendige diameter danner en presspasning med foringsrørets inn vendige diameter. En forlengingsrørhenger, slik som dem illustrert på fig. 1 til 12, kan således opprettes.

Innkjøringsstrengen 106 med ekspanderingsinnretningen 108 og svivelen 110 blir deretter trukket ut av hullet, som vist på fig. 17, idet låsepinnene som strekker seg mellom svivelen 110 og forlengingsrøret 100, er innrettet til å gå ut av inngrep fra forlengingsrøret 100 når svivelen 110 beveges nedover idet forhøyet fluidtrykk påføres strengen 106.

Det vil være innlysende for fagfolk på området at forlengingsrørhengeren som således er utformet, er relativt enkel og slank i profil, hvorved den tilveiebringer forbedret på-litelighet og minimerer tapet av diameter mellom foringsrør og forlengingsrør.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for å installere et forlengingsrør (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i et borehull (102) fåret med et fåringsrør (12, 42, 50, 62, 68, 104), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: - nedføring av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i borehullet (102) slik at forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) posisjoneres i et i det minste delvis overlappende forhold til fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104); - deformering av fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104) for å avgrense et for-størret indre-diameter-parti før nedføring av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i borehullet (102); og - plastisk deformering av et forlengingsrørparti (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) for å ekspandere forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) inn i det overlappende fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104), resulterende i en etter-følgende økning i forlengingsrørets (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) indre og ytre diametere og en tilsvarende økning i fåringsrørets (12, 42, 50, 62, 68, 104) diameter.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) deformeres for å opprette en fluidtett tetning mellom for-lengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) og fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104).

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 2, hvor tetningen som opprettes er en metallisk tetning.

4. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter å ekspandere forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) ytterligere for å radialt deformere et parti av det overlappende fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104) tilstøtende det ekspanderte forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100).

5. Fremgangsmåte i henhold til krav 4, hvor deformasjonen av fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104) er en plastisk deformasjon.

6. Fremgangsmåte i henhold til krav 4, hvor deformasjonen av fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104) er en elastisk deformasjon.

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, hvor forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) innledningsvis festes i forhold til foringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104) ved deformering av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) ved radiell utvidelse av områder som befinner seg med innbyrdes avstand langs forlengingsrørets (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) periferi for å tildanne samsva-rende områder av presspasninger mellom forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) og foringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104).

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter å sementere forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i borehullet (102).

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 8, hvor trinnet å sementere oppnås ved: - å pumpe sement fra en overflate og til den nedre enden av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100); - å lede sementen inn i ringrommet (120) mellom forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) og borehullsveggen (122); og - å fortrenge fluid fra ringrommet (120).

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9, hvor forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) ekspanderes så snart sementen er på plass i ringrommet (120).

11. Fremgangsmåte for å installere et forlengingsrør (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i et borehull (102) fåret med et fåringsrør (12, 42, 50, 62, 68, 104), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: - nedføring av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i borehullet (102) slik at forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) posisjoneres i et i det minste delvis overlappende forhold til fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104); - plastisk deformering av et forlengingsrørparti (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) for å ekspandere forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) inn i det overlappende fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104), resulterende i en etter-følgende økning i forlengingsrørets (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) indre og ytre diametere og en tilsvarende økning i fåringsrørets (12, 42, 50, 62, 68, 104) diameter, hvor forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) deformeres for å opprette en trykktett tetning mellom forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) og fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104); og - å tilveiebringe et forlengingsrørparti (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) som ekspanderes med et bånd (28, 29; 39, 40; 58) av relativt mykt metall som de formeres plastisk under deformasjonen av forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100).

12. Fremgangsmåte for å installere et forlengingsrør (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i et borehull (102) foret med et foringsrør (12, 42, 50, 62, 68, 104), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: - nedføring av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i borehullet (102) slik at forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) posisjoneres i et i det minste delvis overlappende forhold til foringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104); - plastisk deformering av et forlengingsrørparti (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) for å ekspandere forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) inn i det overlappende foringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104), resulterende i en etter-følgende økning i forlengingsrørets (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) indre og ytre diametere; og - sementering av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i borehullet (102), hvor sementeringen omfatter: å pumpe sement fra en overflate til den nedre enden av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100); - å lede sementen inn i ringrommet (120) mellom forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) og borehullsveggen (122); - å fortrenge fluid fra ringrommet (120); og - å rotere forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) mens sementen fylles inn i ringrommet (120), hvor forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) ekspanderes så snart sementen er på plass i ringrommet (120).

13. Fremgangsmåte for å installere et forlengingsrør (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i et borehull (102) fåret med et fåringsrør (12, 42, 50, 62, 68, 104), karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter; - nedføring av forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) i borehullet (102) slik at forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) posisjoneres i et i det minste delvis overlappende forhold til fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104); og - plastisk deformering av et forlengingsrørparti (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) for å ekspandere forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) inn i det overlappende fåringsrøret (12, 42, 50, 62, 68, 104), resulterende i en etter-følgende økning i forlengingsrørets (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) indre og ytre diametere, hvor forlengingsrøret (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) nedføres i borehullet (102) på et setteverktøy som bærer et ekspansjonsverktøy (108) innbefattende et legeme (130) og i det minste ett radialt utstrekkbart ekspanderingselement (128) festet derpå, og hvor sette verktøy et er roterbart for å bevege ekspanderingselementene (128) omkring forlengingsrørpartiet (14, 26, 38, 48, 56, 74, 100) for å opprette det ønskede deformerte partiet.