NO773163L - Flertrins, turbindrevet trykkforsterker for boring av oljebroenner - Google Patents

Flertrins, turbindrevet trykkforsterker for boring av oljebroenner

Info

Publication number
NO773163L
NO773163L NO773163A NO773163A NO773163L NO 773163 L NO773163 L NO 773163L NO 773163 A NO773163 A NO 773163A NO 773163 A NO773163 A NO 773163A NO 773163 L NO773163 L NO 773163L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
fluid
pressure
turbine
channel
turbines
Prior art date
Application number
NO773163A
Other languages
English (en)
Inventor
John Waldemar Erickson
Original Assignee
Kobe Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Inc filed Critical Kobe Inc
Publication of NO773163L publication Critical patent/NO773163L/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/16Plural down-hole drives, e.g. for combined percussion and rotary drilling; Drives for multi-bit drilling units
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/002Down-hole drilling fluid separation systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B4/00Drives for drilling, used in the borehole
    • E21B4/02Fluid rotary type drives
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S415/00Rotary kinetic fluid motors or pumps
    • Y10S415/903Well bit drive turbine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår boring i fjell ved hjelp av fluid under høyt trykk.
Det er kjent at fjell kan bores ved hjelp av fluid under ekstremt høyt trykk. Fluidet.eroderer bort bergartene. Slike fluid-bor arbeider under trykk i størrelsen 5000 kp/cm 2, med en stråle-hastighet i størrelsen 200 til 1000 m/sek.
Ved utnyttelse av denne teknikk for inntregning i fjell i olje-brønner tas det sikte på å utnytte den høye trykkhøyde i boreslammet som finnes i den sonen der eroderingen skal finne sted. Trykkhøyden kan utgjøre flere tusen meter med tungt boreslam.
Det er også kjent å utnytte boreslammet for å fjerne sten som er dannet under eroderingen.
I US-PS 3.112.800 er beskrevet en teknikk for boring av brønner.
Patentet angir en fluid-drevet motor og pumpe nær bunnen av brønnen. Pumpen gir fluid under høyt trykk som slippes ut som en stråle som eroderer.fjellet i borehullet. Pumpen angitt i patentet er en resiprokerende pumpe av stempeltypen.
Det er også kjent å bruke turbiner ved boring. Således er det
kjent å anvende en turbin for'drift av et bor. Et eksempel på
dette er angitt i US-PS 2.908.534.
Boreslam er et tungt fluid som brukes for å tette for fluider i grunnen og å hindre utblåsning fra brønnen. Boreslammet inneholder faste bestanddeler som eroderer deler i pumper og turbiner. Utnyttelsen av boreslam også som arbeidsmedium for boreutstyr krever at de faste bestanddeler i slammet fjernes.
Den foreliggende oppfinnelse angår en trykkforsterker for bruk ved erosjonsboring av fjell ved oljebrønnboring, og kjennetegnes ved at det brukes turbiner i flere trinn, drevet av parallelle strømmer av drivfluid og flere pumper drevet av turbinene og anordnet i serie med hensyn til fluidet. Drivfluidet for turbinene kan utgjøre det pumpede fluid. Fluidet fra utløpet av det siste pumpetrinn føres til dyser som retter fluidet mot veggene i borehullet og øker hastighetshøyden for fluidet. Fluid som strømmer ut fra turbinene kan anvendes for å spyle bortStener i eroderings-sonen. Fortrinnsvis er drivfluidet, pumpefluidet og spylefluidet dannet av boreslam.
En særskilt utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse omfatter flere sentrifugal-renseinnretninger drevet av en turbin. Boreslam passerer radialt innenfor rotorer i renseninnretningene. Rensefluid tas ut aksialt fra renseinnretningene, og danner det tilførte medium for alle turbinene i anordningen såvel som pumpene. En trykkforskjell over veggene i rotorene gir passasje for fluid radialt innover forbi rotorveggene. Fast material som er suspendert i fluidet har større densitet enn fluidet, og sentrifugalkreftene på det faste material bevirker en trykkforskjell som virker på det faste material i retning motsatt av fluidet. Det faste material samler seg utenfor rotorene. Denne type sentrifuge er beskrevet i US-PS 3.400.819 og 3.433.312. Det rensende fluid som kommer ut av renseinnretningene, fremdeles under høyt trykk, er drivfluidet for renseinnretningsturbinen,
som er anordnet aksialt på renseinnretningene. Det rensende fluid driver.også trykkforsterkerturbinene. Drivfluidet for trykkforsterkerturbinene kommer i parallelle strømmer. Utløpsfluidet fra alle turbinene samles for å sendes inn i erosjonssonen i fjellet, i nærheten av dysene, for å fjerne sten fra sonen og å bringe disse opp gjennom åpningen og ut av brønnen. Utløpsfluidet fra turbinene forøker boreslammet på denne måte. Alle turbinene er rettet aksialt i strømmen, men tilføres fluid i parallell. Trykkforsterkerturbinene driver roterende pumper, en pumpe for hver turbin.
Pumpene er aksialt innrettet etter turbinene. Fluidet som til-føres det første pumpetrinn kommer fra renseinnretningen. Ut-løpsfluidet fra det første pumpetrinn tilføres det annet pumpetrinn, og så videre for alle trinn. Pumpene er således serie-koblet. Utløpsf luidet fra det første pumpetrinn tilføres dyser som sprøyter fluidet mot fjellet og eroderer dette i borehullet.
I henhold til oppfinnelsen er det frembragt en trykkforsterker
for dyseboring i fjell som kan drives av den store hydrauliske energi som er tilgjengelig i borehull. Turbinene og pumpene er aksialt på linje, og samlerør til turbinene og pumpene opptar små radiale dimensjoner. Den totale radiale dimensjon er til-svarende liten, hvilket er nødvendig ved boring av dype brønner. Trykkforsterkningen skjer kontinuerlig og ikke støtvis. Følgelig kan det bores med stor hastighet. Drivfluidet og det pumpede fluid kan enkelt renses i borehullet.
Disse og andre trekk, aspekter og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse, vil fremgå klarere av den følgende beskrivelse,
under henvisning til de vedføyde tegninger.
Fig. 1 viser en trykkforsterker-enhet for dyseboring i. fjell, i henhold ..til den foreliggende oppfinnelse, slik enheten befinner seg i et borehull. Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom en trykkforsterker-enhet i forhold til oppfinnelsen, noe forkortet i forhold til virkligheten. Fig. 3 viser et aksialsnitt gjennom trykkforsterkeren, og illu-strerer fluidkanalene. Fig. 4 viser skjematisk strømmen av fluid i trykkforsterker-enheten.
I fig. 1 er vist en borstreng 10 i bunnen av et borehull 12. En trykkforsterker-enhet 14 i henhold til den foreliggende oppfinnelse befinner seg i den nedre ende av borstrengen. Trykkforsterkeren omfatter turbiner med parallelle trinn og roterende pumper med seriekoblede trinn. Turbinene driver pumpene, og pumpene øker trykket i et fluid som brukes til å erodere fjellet i veggene av borehullet. Drivfluidet som driver turbinene er boreslam som tilføres fra overflaten. Dette fluid er også arbeidsfluidet for pumpene. Slammet har en betydelig trykkhøyde i bunnen av vanlige borehull. Hver roterende pumpe øker progresivt trykket i fluidet inntil det er tilstrekkelig trykk til boring i fjellet ved hjelp av erosjon. På dette tidspunkt pumper det siste pumpetrinn fluid under høyt trykk inn i et kammer ovenfor dyser, og fluidet passerer gjennom dysene som stråler med ekstremt høy hastighet og høyt trykk, for å erodere materialet i borehullet i en erosjonssone 16. Erosjonssonen er det rom i borehullet og de vegger som avgrenser borehullet som effektivt eroderes av strålene av fluid. Økningen i trykk for fluidet i pumpetrinnene skjer på bekostning av fluidet som brukes for å drive turbinene. Dyseenheten 18 er vist helt nederst på trykkforsterker-enheten.
I den viste utførelsesform er det fem trykkforsterkertrinn, der hvert trinn har en turbin og en pumpe. Utløpsfluidet fra _ turbinene strømmer inn i erosjonssonen for å spyle løs og fjerne sten og forvitringsprodukter fra erosjonssonen. Boreslam som har passert forbi turbinene og pumpene og fluidet fra dysene virker sammen med utløpsfluidet fra turbinene ved denne utspyling og transport.
Ved den viste utførelsesform er drivfluidet for turbinene og arbeidsfluidet for pumpene boreslam som er renset for fast material, slik at skovlene i disse rotasjonsmaskiner ikke eroderes. En turbin driver sentrifugal-renseinnretninger, idet drivfluidet for denne turbin er boreslam som er renset for fast material av sentrifugal-renseinnretningen.
I fig. 2 er vist en aksial kanal 20 inne i borestrengen og som utgjør kanalen for boreslam. En langsgående kanal 22 forløper langs utsiden av forsterker-enheten i en hylse 24 og hovedsakelig parallelt med lengdeaksen for enheten, for å tilføre boreslam til renseinnretningen og å tilføre slam for utspyling og transport av erodert material fra borehullet. I fig. 2 er forskjellige partier av trykkforsterker-enheten dreiet 90° i forhold til hverandre, for å vise ytterligere fluidkanaler, og kanalen 22 er ikke vist i hele sin lengde. Boreslammet i kanalen 22 passerer radialt innover gjennom åpninger 26 i veggen av hylsen 24 og en foring 28, inn i et aksialt kammer 30. En sentrifugalrotor 3 2
i kammeret er lagret for rotasjon om aksen for trykkforsterker-enheten. Nærmere bestemt har sentrifugalrotoren lagerpartier 34 og 36 ved endene, hvilke muliggjør rotasjon om aksen i lageret 38 og 40 i foringen 28. Sentrifugalrotoren har en langsgående vegg 42 med flere radiale åpninger 44 gjennom veggen, mellom et ringformet rom 4 6 utenfor veggen og et hulrom 48 inne i sentrifugalrotoren og koaksialt med trykkforsterker-enheten. En aksial kanal 50 forløper fra bunnen av hulrommet i sentrifugalrotoren,
og frem til en radial boring 52 som forløper utover og inn i en langsgående kanal 54 for drivfluid, hvilken kanal tilfører drivfluidet til de forskjellige turbiner og også tilfører arbeidsfluid til pumpene.
Sentrifugalvirkningen av sentrifugerotoren 32 på boreslam er beskrevet i US-PS 3.400.819 og 3.433.312. Fluidet drives radialt mot aksen av den roterende sentrifugalrotor på grunn av en trykkforskjell. Sentrifugalkrefter på fluidet på grunn av sentrifugalrotoren motvirker denne trykkforskjell. Imidlertid dominerer trykkforskjellen, og den er tilstrekkelig til å tvinge fluidet gjennom perforeringer i veggen av sentrifugalrotoren. Tyngere fast material tvinges imidlertid på utsiden av sylinderen, fordi sentrifugalkreftene på dette material er større enn de motvirkende krefter som skyldes trykkforskjellen. Dette bevirker adskillelse av faste stoffer og væske, og forårsaker en strøm av renset fluid langs aksen for sentrifugalrotoren.
Fluid som inneholder faste artikler strømmer ut fra rommet 4 6 gjennom en åpning 60 i veggen av foringen 28 og hylsen 24.
Det rensende fluid driver alle turbinene og tilføres disse turbinene i parallelle strømmer. Drivfluidet tilføres gjennom en kanal 54 fra utløpet av renseinnretningen til innløpet for turbinene. En turbin 62 mottar drivfluid fra kanalen 54 gjennom en radial åpning 64 dannet i hylsen 24 og foringen 28. Utløpsfluidet fra denne turbin strømmer radialt ut gjennom en åpning 66 og inn i en kanal 68 for å brukes til spyling og å transportere utboret material fra erosjonsonen. Kanalen 68 forløper i lengderetningen av forsterker-enheten i hylsen 24. Åpningen 66 forløper radial mellom kanalen 68 og utløpssiden av turbinen 62 gjennom hylsen 24 og foringen 28. Selve turbinen-: har skovler 7 0 fordelt rundt aksen av en turbinaksel 72, hvilken akse tilsvarer aksen for forsterker-enheten. Disse skovler er anordnet mellom ledeskovler 74 på foringen 28. Det er anordnet flere turbiner, f.eks. seks. Hver av turbinene er flertrinns aksialturbiner, og pumpene er likeså flertrinns aksialpumper.
Det kan være anordnet flere rensetrinn. I fig. er vist,tre trinn.En turbin 80 driver sentrifugalrotorer 82, 32 og 84. Disse sentri-fuger er koblet i parallell, slik at boreslam som tilføres alle sentrifugene har samme trykk og utløpsfluidet fra sentrifugene har samme trykk. Rensingen og utstrømningen fra hver sentrifugalrotor skjer på samme måte som for sentrifugalrotoren 32. Urent fluid med utskilt fast material føres opp til toppen av brønnen i den ringformede kanal mellom borestrengen og borehullet. Ved overflaten behandles det urene fluid for fjernelse av det ut-borede material, og resirkuleres.
Sentrifugerotoren 82 har en vegg 86 med gjennomgående åpninger 88. Veggen skiller et midtre hulrom 9 0 fra et ytre ringformet rom 92. Renset fluid i hulrommet 90 strømmer aksialt gjennom en kanal 94 og radialt ut gjennom en utløpsåpning 96 i veggen av foringen og hylsen, og inn i kanalen 54. Urent fluid fra sentrifugerotoren 82 strømmer ut fra borestrengen gjennom en åpning 97. Sentrifugerotoren 82 har et lagerparti 100 i et lager 102 i foringen 28. Lagerpartiet 100 og lageret 34 for sentrifugerotoren 32 er i et stykke og utgjør deler av en felles forbindelsesaksel mellom sentrifugerotorene. På lignende måte er et lagerparti 104 av sentrifugerotoren 84 lagret i et lager 106 på foringen 28. Lagerpartiene 104 og 36 befinner seg på en felles aksel mellom sentrifugalrotorene.
Sentrifugalrotoren 84 har en vegg 110 med åpninger 112 og som skiller et aksialt hulrom 114 fra et ringformet rom 116, som begge ligger i et felles kammer 118. Det urene fluid fra sentrifugalrotoren 84 strømmer ut gjennom åpningen 120.(fig. 1).
Turbinenen 80 driver alle tre sentrifugalrotorene. Turbinen har skovler 122 anordnet i flere trinn og drevet av renset fluid fra kanalen 54. Ledeskovler 124 retter drivfluidet mot skovlene 122. Lager 126 mellom turbinakslen 128 og ledeskovlene understøtter akselen radialt. Et aksiallager 130 mellom akselen og foringen 28 overfører aksialkrefter fra akselen til foringen. En innløps-åpning.132 gjennom hylsen 24 og foringen 28 gir innstrømning av drivfluid fra kanalen 54 til turbinen. En utløpsåpning 134
gjennom foringen og hylsen leder utløps-drivfluid fra turbinen og inn. i kanalen 68. En tverrvegg 135 i foringen adskiller turbinen.fra de pumper den driver.
Fluid som er renset i renseinnretningen tilføres også arbeidsfluidet i de forskjellige pumpetrinn.
Således passerer fluidet fra renseinnretningene gjennom kanalen 54 og inn i det første pumpetrinn, og trykket i fluidet øker, og det strømmer ut gjennom radiale åpninger og inn i en langsgående kanal til det neste eller annet pumpetrinn. Utløpsfluidet fra det første pumpetrinn blir innløpsfluid i det annet pumpetrinn. Økningen av trykket for fluidstrømmen og arbeidsfluidet fortsetter gjennom det siste pumpetrinn. Det nest siste og siste pumpetrinn 150 og 152 er vist i figuren, og skal i det følgende beskrives mer inngående. Utløpsfluidet fra pumpetrinnet 150 passerer gjennom en radial åpning 151 i foringen og hylsen, og inn i kanalen 153. Arbeidsfluidet i kanalen 153 strømmer inn i det siste pumpetrinn 152 gjennom en radial åpning 155 i foringen og hylsen. Pumpetrinnet 152 slipper fluid inn i en aksial kanal 154, som munner ut i et skiveformet hulrom 156 som ligger mellom to hardmetallplater 158 og 160 i en dyseenhet 162. Dysene 164 er orientert i forskjellige vinkler med aksen for trykkforsterker-enheten, slik at fluidet som strømmer ut av dysene treffer veggene i borehullet over et betydelig areal. Trykket ved utløpet kan være i størrelsen 3500 kp/cm 2.
Dyseenheten med hardmetallplatene er festet på enden av borestrengen ved hjelp av passende midler, f.eks. skruer 166. Som nevnt vil utløpsfluidet fra turbinene og boreslammet føre bort sten og annet material dannet som et resultat av erosjonen under boreprosessen. Dette material føres opp gjennom den ringformede kanal mellom borehullet og borestrengen. Normalt vil utløpsfluidet fra turbinene komme inn i et ringformet rom 172 gjennom kanalen 68. Utløpsfluidet fra turbinene vil deretter strømme ut av rommet 172 og inn i erosjonssonen gjennom kanaler 174, vist med stiplede linjer, i hardmetallplatene.
En tilbakeslagsventil 17 0 i bunnen av trykkforsterker-enheten tillater drivfluid å strømme inn i rommet 17 2 og trykke trykkforsterker-enheten inne i hylsen opp gjennom borestrengen for utskifting. Dette gjøres på lignende måte som beskrevet i US-PS 2.338.903. Turbinene, pumpene og renseinnretningene kan sammen med foringen tas ut som en enhet. Hylsen blir stående igjen.
Pumpen i det siste trykkforsterkertrinn har en nese 17 6 som avgrenser utløpskanalen 154. ' Enj O-ring 178,på den øvre hardmetallplate 158 ligger tettende mellom nesen og platen.
Nesen er med gjenger 180 skrudd fast nederst i foringen 28.
Den felles turbin- og pumpeaksel 72 er lagret for rotasjon i et armkors 184. Et lager 186 mellom armkorset og akslelen opptar aksiale og radiale belastninger. Armkorset har radiale armer for å overføre radiale belastninger fra akselen 182 til foringen 28. Langsgående kanaler mellom armene slipper det pumpede fluid gjennom.
Pumpetrinnet 152 har radiale ledeskovler 188 og løpeskovler 190 anordnet på konvensjonell måte. Lagrene 19 2 mellom akselen 182
og ledeskovlene opptar radiale belastninger. Løpeskovlene, ledeskovlene og akselen for pumpen befinner seg i et kammer 194 inne i foringen 28.
Et utligningsstempel 196 mellom kammeret 194 i pumpen og turbin-siden i dette trykkforsterkertrinn har motstående flater for å minske aksialbelastningen på et aksiallager 198 på akselen 72. Den øvre flate på stempelet utsettes for trykket i utløpsfluidet fra turbinen, og den undre flate utsettes for innløpstrykket i pumpen, hvilket er høyere. Lageret opptar den aksialbelastning som ikke utlignes og overfører belastningen fra akselen til foringen 28. Lageret 200 mellom akselen og foringen overfører radiale belastninger.
Det siste turbintrinn 62 har lede- og løpeskovler 74 og 70 i et kammer 202 i foringen 28. Lager 204 mellom ledeskovlene og akselen 182 opptar radiale krefter. Et aksiallager 206 mellom foringen 28 og akselen 72 opptar aksiale belastninger som virker oppover. O-ringer 210 er fordelt langs de tilstøtende flater av foringen og hylsen, for å hindre lekkasje langs disse flater.
Foringen 28 utgjøres av flere seksjoner som er satt sammen i lengderetningen. Seksjonene er satt sammen ved hjelp av gjenge-overganger som består av gjengede tapper og hylser 212. Foringen holdes på plass i hylsen 24 av en låsering 213,som ligger an mot bunnen av foringen, i et spor i veggen av hylsen. Hylsen kan være dannet av seksjoner i lengderetningen, og har langskårende boringer for fluidgjennomstrømning.
Det siste trykkforsterkertrinn er oppbygget på samme måte som de øvrige trinn.
Fig. 3 viser plasseringen av fluidkanalene i hylsen 24. Figuren viser utløpskanalen 22 fra turbinene, innløpskanalene 54 til turbinene, innløpskanalen 68 til renseinnretningene og kanalen 153 mellom pumpene.
I fig. 4 er vist kanalopplegget i trykkforsterker-enheten. En strøm 22 0 av boreslam strømmer vertikalt i borestrengen. Den forgrenses i grenstrømmer 222 og 224 som går parallelt til de tre, sentrifugal-renseinnretninger. Strømmen 222 renses og forgrenes deretter i grenene 226 og 228. Den rensende strøm 228 driver turbinen' for renseinnretningene. Strømmen 22 4 forgrenes i grenstrømmene 230 og 232. Strømmene 230 og 232 strømmer til de øvrige to renseinnretninger. Det rensede fluid fra renseinnretningene løper sammen i en strøm 234, som er drivfluidet for de forskjellige trykkforsterkerturbiner. Dessuten utgjør dette fluid arbeidsfluid i pumpene for hvert trykkforsterkningstrinn. Utløps-strømmer 236, 238 og 240 fra rensetrinnene kommer inn i det ringformede rom mellom borestrengen og borehullet. En utløpsstrøm 24 2 kommer fra turbinen for renseinnretningene.
Strømmen 234 fra renseinnretningene forgrenes i paralelle strømmer til trykkforsterkerturbinene, av hvilke strømmer er vist strømmene 244, 246 og 248. En fjerde grenstrøm 250 fra strømmen 234 utgjør strømmen til..trykkforsterkerpumpene, som er anordnet i., serie. Utløpet fra trykkforsterkerturbinene løper sammen i strømmen 242, som løper ut i erosjonssonen for utspyling og transport av material fra denne sonen.

Claims (19)

1. Flertrinns, turbindrevet trykkforsterker for boring av olje-brønner , karakterisert vedat den omfatter a) flere turbiner anordnet på linje langs en felles akse, b) flere roterende pumper drevet av turbinene og anordet aksialt på linje med disse, idet pumpene og turbinene utgjør en enhet som er lang og har relativt små dimensjoner vinkelrett på aksen. c) kanaler.for å forsyne turbinene med drivfluid i parallelle strømmer,.idet hver turbin har innløp fra en av de parallelle strømmer, d) kanaler som danner utløp for drivfluidet fra turbinene, e) kanaler for å forsyne pumpene med arbeidsfluid i seriestrøm, slik at hvert pumpetrinn øker trykket i arbeidsfluidet, og f) en dyseanordning ved bunnen av trykkforsterkeren, for å motta arbeidsfluidet fra det siste pumpetrinn og rette fluidet mot veggene i borehullet.
2. Trykkforsterker som angitt i krav 1, karakteris, ert ved at hver.turbin og hver pumpe er av aksial type og har flere trinn.
3. Trykkforsterker som angitt i krav 2,karakterisert vedat hver turbin driver en tilhørende pumpe via en felles aksel for turbinen.og pumpen, idet turbinen.og pumpen utgjør et trykkforsterkertrinn, og at trykkforsterken har flere slike trinn, der den felles aksel for hvert, trinn er uavhengig av den felles aksel i de øvrige trinn.
4. Trykkforsterker som angitt i krav 3,karakterisert vedat hvert trykkforsterkertrinn omfatter midler for å utligne aksialkrefter som skyldes trykket i fluidet.
5. Trykkforsterker som angitt i krav 4,karakterisert vedat midlene for utligning omfatter et utligningsstempel med motstående flater, der en av flatene påvirkes nedover av trykket i utløpsfluidet fra turbinene og den annen...flate påvirkes oppover av trykket i innløpsfluidet for pumpene.
6. Flertrinns, turbindrevet trykkforsterker for boring av oljebrønner, karakterisert vedat den omfatter a) et rør med stor aksial dimensjon i forhold til den største dimensjon i tverretning, b) flere trykkf or sterkertrinn med turbiner og pumper i røret,, der hvert trykkforsterkertrinn har i det minste en aksialturbin, idet minste en aksialpumpe og en aksel som kobler turbinen^til pumpen, c) i det minste en drivfluidkanal i røret til hver av turbinene, der kanalen forsyner turbinene med drivfluid i parallelle strømmer slik at hver turbin har samme innløpstrykk, d) en utløpskanal i røret fra hver av turbinene, e) i det minste en kanal for arbeidsfluid i røret til hver av pumpene, der kanalen forsyner pumpene med arbeidsfluid i serie-kobling, slik at trykket i arbeidsfluidet øker for hver pumpe, og f) en dyseanordning ved bunnen av røret, innrettet til å motta arbeidsfluidet fra det siste trykkforsterkertrinn og rette fluidet mot veggene i borehullet i en erosjonssone.
7. Trykkforsterker som angitt i krav 6,karakterisertv_ed at røret omfatter en ytre hylse og en foring innsatt i hylsen, der foringen inneholder turbinene og pumpene, og der en akselanordning for hvert trykkf or-sterkertrinn er roterbart lagret i foringen, idet hver av turbinene og pumpene har flere trinn.
8. Trykkforsterker som angitt i krav 7,karakterisert vedat akselanordningen for hvert trykkforsterkertrinn er uavhengig av akselanordningen for de øvrige trinn.
9. Trykkforsterker som angitt i krav 8,karakterisert vedat den omfatter ut-ligningsanordninger i hvert trykkforsterkertrinn, innrettet til å redusere aksiale krefter som skyldes fluidtrykket.
10. Trykkforsterker som angitt i krav 9, karakterisert vedat kanalene for drivfluidet, turbinutløpene og arbeidsfluidet hovedsakelig befinner seg i hylsen.
11. Trykkforsterker som angitt i krav 10,karakterisert vedat kanalene fra turbin-utløpet munner ut i nærheten av dyseanordningen for spyling og transport av erodert material i borehullet bort fra erosjonssonen.
12. Flertrinntrinns, turbindrevet trykkforsterker for boring av oljebrønner, karakterisert vedat den omfatter a) et rør innrettet til å festes til den nedre ende av en bore-streng, b) flere trykkforsterkertrinn i røret for økning av trykket i et arbeidsfluid, idet hvert trykkforsterkertrinn omfatter en .. aksialturbin, en aksial pumpe og en akselanordning for drift av pumpen ved hjelp av turbinen, c) en sentrifugal-renseinnretning i røret for å fjerne faste stoffer fra boreslammet og danne en renset strøm, d) en turbin i røret for drift av sentrifugal-renseinnretningen, e) i det minste en kanal for boreslam fra borestrengen til inn-løpet av renseinnretningen, f) i det minste en kanal for renset fluid fra renseinnretningen, g) i. det minste en kanal for urent fluid fra renseinnretningen, for utslipp fra røret av fluid som inneholder faste partikler, h) i det minste en kanal, for drivfluid fra kanalen for renset fluid, for drift av turbinen for renseinnretningen, i) i det minste en kanal for drivfluid fra kanalen for renset fluid, for å drive trykkforsterkerturbinene, idet kanalene for drivfluid forløper parallelt til trykkforsterkerturbinene, slik at hver turbin har det samme innløpstrykk, j) i det minste en utløpskanal fra trykkforsterkerturbinene og turbinen for renseinnretningen, k) i det minste en kanal for arbeidsfluid fra kanalen for renset fluid til hver av trykkforsterkerpumpene, .idet kanalen for arbeidsfluid forbinder pumpene i serie, slik at trykket for arbeidsfluidet øker for hver pumpe, og
1) en dyseanordning ved bunnen av røret, for å motta arbeidsfluid fra det siste trykkforsterkertrinn og å rette dette fluid mot veggene i borehullet i en erosjonssone.
13. Trykkforsterker som angitt i krav 12, karakterisert vedat utløpskanalene fra trykkforsterkerturbinene og turbinen for renseinnretningen ender omtrent ved erosjonssonen, slik at utløpsfluid spyler og fjerner erodert material fra erosjonssonen.
14. Trykkforsterker som angitt i krav 13, karakterisert vedat i det minste en kanal for urent fluid forløper fra røret lengst bort fra erosjonssonen, for å bringe urent fluid opp gjennom en ringformet kanal mellom borestrengen og veggen i borehullet.
15. Trykkforsterker som angitt i krav 14,karakterisert vedat kanalene for boreslam, renset fluid, drivfluid og utløpsfluid alle forløper hovedsakelig fullstsendig i røret.
16. Trykkforsterker som angitt i krav 13, k arr akterisert ved at akselanordningen i hvert trykkforsterkertrinn er uavhengig av akselanordningene i de øvrige trinn.
17. Trykkforsterker som angitt i krav 16,karakterisert vedat kanalen eller kanalene for urent fluid munner ut av røret lengst borte,fra erosjonssonen, for å bringe urent fluid opp gjennom en ringformet kanal mellom borestrengen og veggen i borehullet.
18. Trykkforsterker som angitt i krav 17, karakterisert vedat kanalene for boreslam, renset fluid, drivfluid og utløpsfluid alle forløper hovedsakelig fullstendig i røret.
19. Trykkforsterker som angitt i krav 18, kara k^te risert ved at den omfatter utlignings-anordninger i hvert trykkforsterkertrinn, innrettet til å redusere de aksialkrefter som forårsakes av fluidtrykket.
NO773163A 1976-12-01 1977-09-14 Flertrins, turbindrevet trykkforsterker for boring av oljebroenner NO773163L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/746,408 US4047581A (en) 1976-12-01 1976-12-01 Multistage, downhole, turbo-powered intensifier for drilling petroleum wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO773163L true NO773163L (no) 1978-06-02

Family

ID=25000716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO773163A NO773163L (no) 1976-12-01 1977-09-14 Flertrins, turbindrevet trykkforsterker for boring av oljebroenner

Country Status (6)

Country Link
US (2) US4047581A (no)
JP (1) JPS5370001A (no)
DE (1) DE2741299A1 (no)
FR (1) FR2372954A1 (no)
GB (1) GB1589626A (no)
NO (1) NO773163L (no)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2407336A1 (fr) * 1977-10-27 1979-05-25 Petroles Cie Francaise Procede de forage en circulation inverse avec effet de depression et inversion de la circulation dans le train de tiges et dispositif de mise en oeuvre
US4225000A (en) * 1978-09-11 1980-09-30 Maurer Engineering Inc. Down hole drilling motor with pressure balanced bearing seals
DE2840809C3 (de) * 1978-09-20 1981-10-29 Christensen, Inc., 84114 Salt Lake City, Utah Meißeldirektantrieb für Tiefbohrwerkzeuge
FR2445887A1 (fr) * 1979-01-05 1980-08-01 Petroles Cie Francaise Procede de forage rotatif utilisant l'action d'un jet hydraulique ainsi que dispositifs de mise en oeuvre de ce procede
US4290496A (en) * 1979-10-19 1981-09-22 Briggs Aubrey C Combination impact and pressure liquid rock drill
US4285408A (en) * 1980-05-01 1981-08-25 Well Tools, Inc. Reverse circulating tool
US4312415A (en) * 1980-05-01 1982-01-26 Well Tools, Inc. Reverse circulating tool
GB8806506D0 (en) * 1988-03-18 1988-04-20 Pilot Drilling Control Ltd Drilling apparatus
US4880065A (en) * 1988-10-14 1989-11-14 Gas Research Institute Air motor operated rotary earth drilling tool
NO169088C (no) * 1989-11-08 1992-05-06 Norske Stats Oljeselskap Trykkforsterker for montering ovenfor borkronen ved den nedre ende av et boreroer for dypboring, samt trykkforsterkergruppe omfattende et flertall slike trykkforsterkere
US5361857A (en) * 1990-11-19 1994-11-08 Den Norske Stats Oljeselskap A.S. Pressure converter
CA2096433A1 (en) * 1990-11-19 1992-05-20 Den Norske Stats Oljeselskap A.S. Converter group and pressure converter for use therein
US5269383A (en) * 1992-01-15 1993-12-14 Drilex Systems, Inc. Navigable downhole drilling system
EP0661459A1 (en) * 1993-12-31 1995-07-05 Nowsco Well Service Ltd. Hydraulic pressure intensifier for drilling wells
NO179878C (no) * 1994-10-12 1997-01-08 Statoil As Trykkforsterker (I)
NO300232B1 (no) * 1995-03-31 1997-04-28 Norske Stats Oljeselskap Trykkforsterker (A)
NO300231B1 (no) * 1995-03-31 1997-04-28 Norske Stats Oljeselskap Trykkforsterker (B)
US5588818A (en) * 1995-04-20 1996-12-31 Horizon Directional Systems, Inc. Rotor-to-rotor coupling
US6289998B1 (en) * 1998-01-08 2001-09-18 Baker Hughes Incorporated Downhole tool including pressure intensifier for drilling wellbores
US6073708A (en) * 1998-07-29 2000-06-13 Dynamo Drilling Services Inc. Downhole mud pressure intensifier
CN2612792Y (zh) * 2003-04-15 2004-04-21 天津市景宝科技有限公司 一种井下高压连续流喷射钻具
US7584794B2 (en) * 2005-12-30 2009-09-08 Baker Hughes Incorporated Mechanical and fluid jet horizontal drilling method and apparatus
US7699107B2 (en) * 2005-12-30 2010-04-20 Baker Hughes Incorporated Mechanical and fluid jet drilling method and apparatus
US7677316B2 (en) * 2005-12-30 2010-03-16 Baker Hughes Incorporated Localized fracturing system and method
US8113278B2 (en) * 2008-02-11 2012-02-14 Hydroacoustics Inc. System and method for enhanced oil recovery using an in-situ seismic energy generator
US7938203B1 (en) 2010-10-25 2011-05-10 Hall David R Downhole centrifugal drilling fluid separator
US9737933B2 (en) 2012-09-28 2017-08-22 General Electric Company Process of fabricating a shield and process of preparing a component
CN103967435B (zh) * 2014-05-21 2016-04-06 西南石油大学 一种煤层气井井底清砂装置
CN106939774B (zh) * 2017-04-12 2023-03-24 中国石油天然气集团有限公司 用于扭力冲击钻井提速工具的分流组件
US12129723B2 (en) * 2018-01-10 2024-10-29 Halliburton Energy Services, Inc. Managing dielectric properties of pulsed power drilling fluids
CN111008775B (zh) * 2019-11-28 2023-06-23 中国石油化工股份有限公司 基于矿场不同构成的有用功简化计算方法
CN112983257B (zh) * 2019-12-16 2022-03-08 中国石油化工股份有限公司 钻井工具

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2735646A (en) * 1956-02-21 Oil well drilling turbine screen
US2353534A (en) * 1944-07-11 Oil well drilling unit
US2591488A (en) * 1946-11-08 1952-04-01 Smith Corp A O Balanced turbodrill
US2628819A (en) * 1949-11-22 1953-02-17 Engineering Dev Company Inc Screen arrangement for use in conjunction with oil well drilling turbines
FR1166795A (fr) * 1957-02-18 1958-11-14 Neyrpic Ets Turbine de forage
US2908534A (en) * 1957-04-02 1959-10-13 Mannesmann Trauzl Ag Bearing assembly for the shaft of underground hydraulic turbines for driving drill bits in deep-well drilling
US2880970A (en) * 1957-06-10 1959-04-07 H C Smith Oil Tool Co Water lubricated bit
US3112800A (en) * 1959-08-28 1963-12-03 Phillips Petroleum Co Method of drilling with high velocity jet cutter rock bit
FR1271127A (fr) * 1960-07-25 1961-09-08 Europ De Turboforage Soc Procédé de forage au jet et dispositif pour sa mise en oeuvre
US3400819A (en) * 1964-09-18 1968-09-10 Mobil Oil Corp Method and apparatus for particle segregation
US3433312A (en) * 1967-06-01 1969-03-18 Mobil Oil Corp Process for recovering valuable components from drilling fluid
US3576222A (en) * 1969-04-01 1971-04-27 Gulf Research Development Co Hydraulic jet drill bit
FR2044241A5 (no) * 1969-05-13 1971-02-19 Elf
FR2080604A1 (en) * 1970-02-19 1971-11-19 Baker Oil Tools Inc Drill bit - with pulsed mud flow to reduce hydrostatic pressure to aid drillings removal
US3894818A (en) * 1973-04-27 1975-07-15 Smith International In-hole motors
US3912426A (en) * 1974-01-15 1975-10-14 Smith International Segmented stator for progressive cavity transducer

Also Published As

Publication number Publication date
US4047581A (en) 1977-09-13
DE2741299A1 (de) 1978-06-08
US4103749A (en) 1978-08-01
FR2372954A1 (fr) 1978-06-30
JPS5370001A (en) 1978-06-22
GB1589626A (en) 1981-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4047581A (en) Multistage, downhole, turbo-powered intensifier for drilling petroleum wells
CN109653691B (zh) 一种水力与机械复合可控式岩屑床清除工具
CN1224774C (zh) 钻井系统
US2591488A (en) Balanced turbodrill
US20060113114A1 (en) Drilling tool and method
NO169088B (no) Trykkforsterker for montering ovenfor borkronen ved den nedre ende av et boreroer for dypboring, samt trykkforsterkergruppe omfattende et flertall slike trykkforsterkere
NO327553B1 (no) Fremgangsmate og sammenstilling for okning av borekapasitet og fjerning av borkaks under boring av avviksborehull med spoleror
NO326050B1 (no) Nedihulls boreinnretning og fremgangsmate for indusering av loft i borefluid ved hjelp av uavhengig stalepumpe
US7290625B2 (en) Reverse-circulation drilling method and system
NO20111518A1 (no) Pakningsgjenvinningsfres med restfjerning
EP3262272A1 (en) Modified pumped riser solution
JP6777363B2 (ja) 多流体掘削システム
NO822020L (no) Broennproduksjonsutstyr og fremgangsmaate til anvendelse av samme
GB2454900A (en) Self circulating drill bit
US20060283636A1 (en) Fluid driven drilling motor and system
US7984772B1 (en) Downhole centrifugal drilling fluid separator
US5632604A (en) Down hole pressure pump
JP3818438B2 (ja) 坑底駆動型パーカッションドリル
CN203701966U (zh) 螺杆轴流式井下动力增压钻具
NO810302L (no) Borkrone og anvendelse av samme.
US20120103692A1 (en) Method and system for drilling using gas as a drilling fluid
CN203655159U (zh) 轴流式井下动力增压钻具
RU2136848C1 (ru) Установка для гидровакуумной обработки скважины
RU2164582C2 (ru) Компоновка низа бурильной колонны для бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин винтовым забойным двигателем
CA2952164A1 (en) Downhole tool and method