NO335302B1

NO335302B1 - Rørekspansjonsverktøy og -fremgangsmåte

Info

Publication number: NO335302B1
Application number: NO20034008A
Authority: NO
Inventors: Andrew Michael Duggan
Original assignee: Weatherford Lamb
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2014-11-10
Also published as: AU2003246025A1; AU2003246025B2; CA2440259A1; GB2392933A; US7086477B2; GB0321157D0; GB0220933D0; GB2392933B; US20040045720A1; NO20034008L; CA2440259C; NO20034008D0; GB2392933A8

Abstract

Oppfinnelsen vedrører et rørekspansjonsverktøy og en fremgangsmåte for utvidelse av rør. I én utførelse beskrives et rørekspansjonsverktøy (10) som omfatter et legeme (14) og minst én ekspansjonsdel (16) radialbevegelig montert på legemet (14) for bevegelse mot en utvidet konfigurasjon som beskriver en ekspansjonsdiameter for utvidelse av rør (12) til en på forhånd bestemt diameter, idet ekspansjonsdelen (16) kan låses i den utvidede konfigurasjon. I ytterligere utførelser er ekspansjonsdelen (16) forspent radialt innover; ekspansjonsdelen (16) er bevegelig under påvirkning av både en anvendt mekanisk kraft og en anvendt fluidtrykkraft; og ekspansjonsdelen (16) er dreibart festet i forhold til legemet (14).

Description

RØREKSPANSJONSVERKTØY OG -FREMGANGSMÅTE

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et rørekspansjonsverktøy. Den foreliggende oppfinnelse vedrører spesielt, men ikke utelukkende et rørekspansjonsverktøy som innbefatter en ekspansjonsdel som kan beveges i radialretningen.

Flere ulike verktøyer er blitt foreslått for å gjennomføre ekspansjon av brønnrør som for eksempel utvidbare rør for foring av brønnhull. Nærværende søkers internasjonale patentskrift nr. WO00/37766 beskriver et roterende ekspansjonsverktøy innbefattende et antall ruller montert på radialt bevegelige stempler. Fluidtrykk driver stemplene radialt utover for å bringe rullene i kontakt med røret som skal utvides. Verktøyet blir så rotert og ført frem aksialt gjennom røret for å utvide røret til en større innvendig diameter.

Rullene er ettergivende, slik at rullene, dersom verktøyet støter på et parti som ikke kan utvides, kan bevege seg innover for å kunne forflytte seg fremover gjennom inn-snevringen.

Imidlertid vil det ved bruk av et verktøy med ettergivende ruller, selv om dette gir mange fordeler, kunne forekomme uregelmessigheter i det utvidede rørs innvendige diameter, noe som kanskje ikke er hensiktsmessig. Dersom det for eksempel er øns-kelig å henge et utvidbart forlengingsrør fra et borehullsfåringsrør, kan et parti av den øvre ende av forlengingsrøret utvides til kontakt med foringsrøret for å gi oppheng-ningsstøtte for forlengingsrøret, idet et annet parti av forlengingsrøret utvides til kontakt med foringsrøret for å anordne en fluidtetning mellom forlengingsrøret og forings-røret. Altså må forlengingsrøret utvides til en bestemt utvendig diameter; dersom det benyttes et ettergivende verktøy er det ikke mulig å avgjøre om forlengingsrøret er blitt utvidet til riktig diameter.

WO 02/059456 beskriver et apparat for å utvide en ekspanderbar del radielt, hvor apparatet innbefatter en flerhet av radielt bevegelige fingre. De radielt bevegelige fingre kan bevege seg mellom to stillinger; i en første stilling er de bevegelige fingrene radielt utvidet til å danne en kon for å understøtte radiell ekspansjon av ekspansjonsdelen; i en andre stilling kan én eller flere av de radielt bevegelige fingre bevege seg radielt innover slik at hindringer i apparatets bane kan passeres.

WO 01/38693 beskriver en anordning for rørutvidelse, omfattende en bi-konisk krage med en første seksjon og en andre seksjon, hvis seksjoner er forsynt med minst to langsgående ledekanaler, første kiler, hvor hver første kile tilspisses i den retning som den første seksjon utvides i og er forsynt med et støtteelement som samarbeider med den første seksjons korresponderende langsgående ledekanal, andre kiler, hvor hver andre kile tilspisses i den retning som den andre seksjon utvides og er forsynt med et støtteelement som samarbeider med den andre seksjons korresponderende langsgående ledekanal, og midler for å bevege kilene inn i hverandre.

Det er blant formålene med utførelser av den foreliggende oppfinnelse å anordne rør-ekspansjonsverktøyer som muliggjør en forutsigbar grad av diametral utvidelse av rør i et brønnhullsmiljø, som enkelt kan hentes opp fra røret under en utvidelsesprosess, og som gir mer fleksibilitet når det gjelder aktiveringsfremgangsmåter.

Ifølge et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det anordnet et rørekspan-sjonsverktøy i henhold til krav 1.

Ifølge et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet en fremgangsmåte i henhold til krav 35.

Ved å anordne et rørekspansjonsverktøy med en ekspansjonsdel som kan låses i en utvidet konfigurasjon, blir det mulig på nøyaktig vis å forutsi rørets innvendige diameter etter ekspansjon. Ekspansjonsdelen løses fortrinnsvis fra den utvidede konfigurasjon etter at verktøyet er fjernet fra røret. Dette gjør det mulig å bekrefte at ekspansjonsdelen har vært låst på riktig måte under ekspansjonsprosessen, og at utvidelsen dermed er blitt utført til riktig diameter. Alternativt kan ekspansjonsdelen være låsbar på en utløsbar måte i den utvidede konfigurasjon, og kan dermed låses opp mens den befinner seg i røret. Dette gjør det mulig å trekke ekspansjonsdelen tilbake før verk-tøyet hentes opp til overflaten.

Verktøyet omfatter fortrinnsvis videre en låsesammenstilling for låsing av ekspansjonsdelen i den utvidede konfigurasjon.

Aktiveringsdelen kan fortrinnsvis låses i aktiveringsstillingen for å låse ekspansjonsdelen i den utvidede konfigurasjon. Aktiveringsdelen kan være tilpasset slik at den kan låses i aktiveringsstillingen ved hjelp av låsesammenstillingen.

Låsesammenstillingen kan omfatte en låsedel som er tilpasset slik at den går i inngrep med aktiveringsdelen når aktiveringsdelen befinner seg i aktiveringsstillingen, for å holde på aktiveringsdelen og dermed holde ekspansjonsdelen i den utvidede konfigurasjon.

Alternativt kan låsesammenstillingen innbefatte en låsedel koplet til aktiveringsdelen og tilpasset slik at den går i inngrep med legemet eller en annen del av verktøyet når aktiveringsdelen befinner seg i aktiveringsstillingen, for å hindre aktiveringsdelen i å bevege seg i forhold til legemet.

I et ytterligere alternativ kan ekspansjonsdelen være direkte låsbar i den utvidede konfigurasjon. Låsesammenstillingen kan derfor omfatte en låsedel som er tilpasset slik at den går i inngrep med ekspansjonsdelen når ekspansjonsdelen befinner seg i den utvidede konfigurasjon, eller ekspansjonsdelen kan være koplet til ekspansjonsdelen og kan være tilpasset slik at den går i inngrep med legemet eller en annen del av verktøyet. Således kan ekspansjonsdelen, etter at denne er beveget til den utvidede konfigurasjon, låses mot videre bevegelse.

I videre utførelser kan ekspansjonsdelen låses hydraulisk i den utvidede konfigurasjon.

Låsesammenstillingen kan omfatte en mekanisk, elektromekanisk eller hydraulisk låsesammenstilling, eller en kombinasjon av disse. Låsedelen kan være montert i verk-tøylegemet, i aktiveringsdelen eller i en mellomdel mellom verktøylegemet og aktiveringsdelen. Låsesammenstillingen kan omfatte en låsedel i form av en spreng- eller låsering, en smekklås, låsepinne, låsehaker eller -kiler, og kan være mekanisk, elektromekanisk eller hydraulisk aktiverbar.

Ekspansjonsdelen er forspent mot den inntrukne konfigurasjon for å gjøre det mulig å fjerne verktøyet fra røret i tilfelle verktøyet kjører seg fast. For eksempel vil verktøyet for å utvide røret fra bunnen og oppover, befinne seg i bunnen av røret og aktiveres for å bevege ekspansjonsdelen til den utvidede konfigurasjon. Verktøyet vil så trekkes oppover for å bevirke en diametral utvidelse av røret. Under nedenfra-og-opp-utvidelse kan verktøyet støte på rørpartier som ikke kan utvides til den ønskede diameter. Ved å forspenne ekspansjonsdelen innover kan ekspansjonsdelen trekkes inn for å la verktøyet bevege seg fremover gjennom det vanskelige området.

Verktøyet omfatter fortrinnsvis videre en forspenningssammenstilling for forspenning av ekspansjonsdelen radialt innover.

Nar aktiveringsdelen befinner seg i deaktiveringsstillingen, fjernes støtten fra ekspansjonsdelen, og ekspansjonsdelen kan dermed trekkes tilbake fra den utvidede stilling. Forspenningssammenstillingen forspenner fortrinnsvis aktiveringsdelen mot deaktiveringsstillingen.

Alternativt kan forspenningssammenstillingen direkte forspenne ekspansjonsdelen radialt innover. Dermed kan ekspansjonsdelen trekkes tilbake fra den utvidede konfigurasjon ved hjelp av forspenningssammenstillingen når aktiveringsdelen beveges til deaktiveringsstillingen.

Forspenningssammenstillingen kan omfatte en mekanisk, elektromekanisk eller hydraulisk aktivert forspenningsdel eller en kombinasjon av disse. Forspenningssammenstillingen kan for eksempel innbefatte en forspenningsdel i form av en fjær eller et fjærende element, en solenoid, et stempel eller et hvilket som helst annet passende element for å forspenne ekspansjonsdelen. Det vil være åpenbart for fagfolk på området at et hvilket som helst egnet alternativt forspenningselement kan benyttes.

Det er således tilveiebrakt et rørekspansjonsverktøy som kan aktiveres enten gjennom anvendelse av en mekanisk kraft, gjennom anvendelse av en fluidtrykkraft eller ved hjelp av en kombinasjon av de to.

Aktiveringsdelen kan være bevegelig under påvirkning av en anvendt mekanisk kraft eller en anvendt fluidtrykkraft, eller sammenstillingen kan innbefatte en aktiveringsdel som kan beveges under påvirkning av en anvendt mekanisk kraft, en anvendt fluidtrykkraft eller en kombinasjon av de to. I et ytterligere alternativ kan aktiveringssammenstillingen innbefatte en første aktiveringsdel som kan beveges som en reaksjon på en anvendt mekanisk kraft, og en andre aktiveringsdel som kan beveges som en reaksjon på en fluidtrykkraft. Første og andre aktiveringsdel kan være knyttet til separate ekspansjonsdeler; således kan det være minst én ekspansjonsdel som kan beveges til den utvidede konfigurasjon under påvirkning av en anvendt mekanisk kraft, og minst en separat ekspansjonsdel som kan beveges under påvirkning av en anvendt fluidtrykkraft.

Den mekaniske kraft kan frembringes ved å legge vekt på aktiveringsdelen eller på annen måte bevege delen i forhold til legemet. Fluidtrykkraften kan frembringes ved å sirkulere fluid gjennom verktøyet eller ved å tilføre verktøyet hydraulisk fluid, for eksempel via en kontrolledning. Aktiveringsdelen kan omfatte en stamme/et dor, en hylse, en tapp, stang eller annen hensiktsmessig del, eller et stempel eller annet fluid- aktivert element. Det vil være åpenbart for fagfolk på området at en hvilken som helst egnet alternativ aktiveringsdel kan benyttes.

Ekspansjonsdelen er fortrinnsvis dreibar i forhold til legemet. Ekspansjonsdelen kan være dreibart montert på legemet. Ekspansjonsdelen kan derfor være dreibar om legemet for å bevege seg radialt mot den utvidede konfigurasjon. Dreibar montering av ekspansjonsdelen i forhold til legemet gjør det mulig å oppnå forholdsvis høye ekspansjonsforhold for røret, ettersom det er mulig å oppnå en forholdsvis stor radialbe-vegelse av ekspansjonsdelen.

Ekspansjonsdelen kan være forbundet med en i forhold til legemet dreibart montert arm eller hus, og kan omfatte en rulle, kule eller et hvilket som helst annet hensiktsmessig element som er montert for rotasjon i forhold til armen. Spesielt kan ekspansjonsdelen omfatte en generelt avkortet kjegle eller et kjegleformet element dreibart montert på en tapp som fremvises av armen.

Ekspansjonsdelen kan være montert for rotasjon om en akse anordnet i alt vesentlig parallelt med en hovedakse gjennom legemet. Rulleaksen kan være skråstilt i forhold til hovedaksen gjennom legemet. Alternativt kan rullen være dreibar om en akse anordnet i alt vesentlig vinkelrett på en hovedakse gjennom legemet. Verktøyet omfatter fortrinnsvis en flerhet av ekspansjonsdelen

Aktiveringsdelen og/eller ekspansjonsdelen kan innbefatte en kamflate for å drive ekspansjonsdelen til den utvidede konfigurasjon. Kamflaten kan være skråstilt, slik at aktiveringsdelen når den beveges til aktiveringsstillingen, ligger an mot ekspansjonsdelen og beveger ekspansjonsdelen radialt utover til den utvidede konfigurasjon. Når aktiveringsdelen returneres til deaktiveringsstillingen, fjernes støtten fra ekspansjonsdelen, hvilket gjør det mulig å trekke inn ekspansjonsdelen.

Ved bruk beskriver ekspansjonsdelen fortrinnsvis en uutvidet diameter som er mindre enn en uutvidet innvendig diameter av røret. Legemet kan også ha en utvendig diameter som er mindre enn rørets uutvidede innvendige diameter. Dette gjør det mulig å kjøre verktøyet inn i og gjennom røret som skal utvides, og til et ønsket sted før verktøyet aktiveres for å utvide røret. Som et alternativ kan ekspansjonsdelen ved bruk beskrive en uutvidet diameter som er større enn eller lik rørets uutvidede innvendige diameter, og legemet kan også ha en utvendig diameter som er større en nevnte rørdiameter.

Verktøyet er fortrinnsvis et brønnverktøy for utvidelse av brønnrør. Ekspansjonsdelen kan være dreibar om en ekspansjonsdelakse, og nevnte ekspansjonsdelakse kan være skråstilt i forhold til verktøylegemet. Ekspansjonsdelaksen kan helle mot en frontende av verktøyet. Det vil derfor forstås at ekspansjonsdelen kan beskrive en mindre ekspansjonsdiameter mot verktøyets frontende enn mot en bakre ende av verktøyet. På denne måten kan verktøyet i realiteten smalne av mot frontenden.

Ovennevnte fremgangsmåte kan videre omfatte følgende trinn:

- forflytning av verktøyet gjennom en innsnevring som avgrenser en innvendig boringsdiameter som er mindre enn nevnte ekspansjonsdels ekspansjonsdiameter; og deretter - bevegelse av ekspansjonsdelen radialt utover til nevnte utvidede konfigurasjon.

Dette kan innbefatte det å forflytte verktøyet gjennom en innsnevring i en uforet del av borehullet. Det vil forstås at en uforet del av borehullet er et parti hvor det ikke er blitt anbrakt noe brønnrør. Alternativt eller i tillegg kan dette omfatte det å forflytte verktøyet gjennom en innsnevring i røret. Verktøyet kan derfor være spesielt nyttig der hvor man støter på en innsnevring som for eksempel et rørparti som ikke kan utvides fullt ut, eller der hvor det befinner seg et ikke-utvidbart brønnverktøy eller en ikke-utvidbar brønnkomponent i røret eller det åpne hull.

Fremgangsmåten kan omfatte utvidelse av en ende av røret til en større diameter enn resten av røret, og kan omfatte utforming av en utsvingt del nederst i røret. En utsvingt nedre del er et parti av røret med større innvendig diameter enn den innvendige diameter i resten av røret, eventuelt også med en større utvendig diameter enn en utvendig diameter av resten av røret. Fremgangsmåten kan også omfatte plassering av ytterligere et rør i nevnte ende av røret. Det ytterligere rør kan være utvidbart og kan utvides til kontakt med nevnte ende av røret, idet røret, som et eksempel, omfatter et foringsrør og det ytterligere rør et forlengingsrør.

I det etterfølgende beskrives utførelser av den foreliggende oppfinnelse, kun gjennom eksempler, under henvisning til de ledsagende tegninger, hvor: Fig. 1 er et lengdesnitt gjennom et rørekspansjonsverktøy i henhold til en utfø-relse av den foreliggende oppfinnelse, hvor dette er vist i en deaktivert konfigurasjon og anbrakt i et rør som skal utvides; Fig. 2 viser rørekspansjonsverktøyet ifølge figur 1 tegnet i større skala og vist i en utvidet konfigurasjon under utvidelse av røret; Fig. 3 viser rørekspansjonsverktøyet ifølge figur 1 i den deaktiverte konfigurasjon i et alternativt rør som skal utvides; Fig. 4 viser rørekspansjonsverktøyet ifølge figur 3 i den utvidede konfigurasjon, tegnet i større skala og vist under utvidelse av røret; Fig. 5 er et lengdesnitt gjennom et rørekspansjonsverktøy i henhold til en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse, hvor dette er vist i en deaktivert konfigurasjon; Fig. 6 viser rørekspansjonsverktøyet ifølge figur 5, tegnet i større skala og vist i en utvidet konfigurasjon; Fig. 7 er et lengdesnitt gjennom et rørekspansjonsverktøy i henhold til en ytterligere alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse, vist i en deaktivert konfigurasjon; Fig. 8 er en skjematisk tegning nedenfra av rørekspansjonsverktøyet ifølge figur 7, hvor ekspansjonsdeler vises både i deaktivert og utvidet konfigurasjon;

og

Fig. 9 viser rørekspansjonsverktøyet ifølge figur 7, tegnet i større skala og vist i

en utvidet konfigurasjon.

Idet det først henvises til figur 1, er det vist et lengdesnitt gjennom et rørekspan-sjonsverktøy i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse, generelt angitt ved hjelp av henvisningstall 10. Verktøyet 10 er vist plassert i forlengingsrør 12, som skal utvides diametralt. Ekspansjonsverktøyet 10 er på figur 1 vist i en deaktivert konfigurasjon som gjør det mulig å kjøre verktøyet gjennom det uutvidede forlengingsrør 12 til det ønskede sted.

Ekspansjonsverktøyet 10 omfatter et hult legeme 14 og fire ekspansjonsdeler 16 som hver er radialbevegelig montert på legemet 14 for bevegelse mot en utvidet konfigurasjon som beskriver en ekspansjonsd ia meter, som vist på figur 2. Hver ekspansjonsdel 16 innbefatter en på et stempel 20 montert ekspansjonsrulle 18 med oval profil, hvilket stempel kan beveges radialt i spalter 22 i en avsmalnende, nedre ende 24 av legemet 14. Alternativt kan rullen 18 være montert i et legeme eller hus dreibart montert på verktøylegemet 14, for eksempel ved hjelp av en dreietapp 25 som den som vises på tegningene.

En hul aktiveringsstamme/aktiveringsdor 26 er anbrakt i legemet 14 for å drive rullene 18 til den utvidede konfigurasjon på figur 2. Stammen 26 kan beveges mellom en deaktiveringsstilling vist på figur 1, og en aktiveringsstilling vist på figur 2, under påvirk ning enten av en anvendt mekanisk kraft, en anvendt fluidtrykkraft eller en kombinasjon av de to. En nedre ende 52 av stammen 26 er formet som en avkortet kjegle og fremviser en kamflate 54 som driver rullene 18 til den utvidede konfigurasjon, som vil bli beskrevet nedenfor. Ekspansjonsverktøyet 10 innbefatter også en låsesammenstilling 35 omfattende en låsering 27 som befinner seg i et spor 29 i stammen 26, for låsing av rullene 18 i den utvidede konfigurasjon på figur 2.

En øvre ende 28 av stammen 26 er koplet til en overgang 30 som gjør det mulig å anvende en mekanisk kraft mot stammen 26 for å bevege stammen mellom deaktive-rings- og aktiveringsstillingene. Overgangen 30 er i sin tur koplet til en rørstreng (ikke vist) som verktøyet 10 henger fra, og overgangen 30 kan beveges aksialt i forhold til legemet 14. Verktøyet 10 innbefatter også en forspenningsdel omfattende en fjær 36, hvor denne del forspenner stammen 26 mot deaktiveringsstillingen på figur 1. I deaktiveringsstillingen fjerner stammen 26 støtten fra rullene 18 og gjør det mulig å bevege rullene 18 radialt innover og mot den inntrukne stilling på figur 1.

Forspenningsfjæren 36 befinner seg mellom en avsats 38 i legemet 14 og en avsats 40 på overgangen 30. Som vil bli beskrevet nedenfor, vil fjæren 36 når kraften mot stammen 26 fjernes eller reduseres, drive overgangen 30 og stammen 26 mot deaktiveringsstillingen på figur 1 for å fjerne støtten fra rullene 18.

Verktøylegemet 14 innbefatter en ringformet styrering 42 som styrer stammen 26, og en sylinder 44 avgrenses av et ringformet, flytende stempel 46 montert mellom stammen 26 og legemet 14. Stammen 26 innbefatter et antall åpninger 48 som strek-ker seg gjennom stammeveggen, og som muliggjør fluidforbindelse mellom en midt-boring 50 i verktøyet 10 og sylinderen 44. Tetninger (ikke vist) er anbrakt mellom stempelet 46 og en avsats 37 på stammen 26, slik at stempelet fremviser en øvre stempelflate 29 og en mindre, nedre stempelflate 31, og ytterligere tetninger 58, 60 er anbrakt over og under sylinderen 44. Tetningene 58, 60 sikrer at det utøves et trykk mot den øvre stempelflate 29, og at det ikke forekommer noen lekkasje inn i kammeret i fjær 36 eller forbi stempelet 46. I tillegg er det anordnet en strømnings-begrensende (strupende) dyse 33 i nedre ende av stammen 26. Som vil bli beskrevet nedenfor, vil både forskjellen i stempelflate og dysen 33 gjøre det mulig å bevege stammen 26 gjennom anvendelse av fluidtrykkraft, for å drive rullene 18 til den utvidede konfigurasjon. Strømningsåpninger 62 i kon 52 slipper inn en strøm av kjøle-væske til rullene 18 under ekspansjon av forlengingsrøret 12.

En fremgangsmåte for betjening av ekspansjonsverktøyet 10 vil nå bli beskrevet under henvisning til figurer 1 og 2.

I en ovenfra-og-ned-ekspansjonsfremgangsmåte kjøres verktøyet 10 inn i et brønn-hull på kveilrør og inn i forlengingsrør 12. Når verktøyet 10 er blitt anbrakt øverst i forlengingsrøret 12, sirkuleres fluid gjennom boringen 50 i verktøyet og strømmer ut av dyse 33. Dysen 33 struper fluidstrømmen og øker fluidmottrykket i boringen 50, hvilket trykksetter fluid i sylinderen 44 i forhold til det fluid som virker mot den nedre stempelflate 31. Kombinasjonen av fluidmottrykket i sylinder 44 og forskjellen i stempelflate driver stempelet 46 nedover og fører stammen 26 ned til aktiveringsstillingen på figur 2. Under denne bevegelse ligger kamflaten 54 på stammekon 52 an mot rul-lestemplene 20 og driver stemplene radialt utover i disses spalter 22, til den utvidede konfigurasjon på figur 2.

Samtidig roteres verktøy 10 ved hjelp av en hensiktsmessig brønnhullsmotor, og rullene 18 beveges fortløpende utover for å beskrive en ekspansjonsdiameter som er større enn den uutvidede innvendige diameter av røret 12. Når stammen 26 har beveget seg helt ned, låser låseringen 27 ut mot styreringen 42 for å låse stammen 26 mot bevegelse tilbake til deaktiveringsstillingen på figur 1. Stammen 26 låses dermed i aktiveringsstillingen og holder rullene 18 i den utvidede konfigurasjon på figur 1.

Det roterende ekspansjonsverktøy 10 forflyttes så aksialt gjennom røret 12, og rullene 18 utvider forlengingsrøret 12 diametralt til en større innvendig diameter, som vist på figur 2. Ekspansjonsverktøyet 10 roteres og forflyttes gjennom forlengingsrøret 12 til en ønsket dybde, og ekspansjonsverktøyet 10 returneres så til overflaten. Ved å veri-fisere at låseringen 27 har låst seg ut for å holde stammen 26 i aktiveringskonfigura-sjonen, angis det overfor operatøren at rullene 18 ble plassert riktig i den utvidede konfigurasjon under ekspansjonsprosessen. Følgelig gir dette en indikasjon på at røret 12 er blitt utvidet til den ønskede, på forhånd bestemte innvendige diameter som beskrives av rullene 18 i den utvidede konfigurasjon. Deretter løses låseringen 27 ut, og stammen 26 trekker seg tilbake til deaktiveringsstillingen under påvirkning av fjæren 36, og fjerner dermed støtten fra rullene 18. Rullene 18 kan så returneres til den inntrukne konfigurasjon på figur 1.

Idet det nå henvises til figurer 3 og 4, beskrives en alternativ fremgangsmåte for betjening av verktøyet 10.

Figur 3 viser verktøyet 10 plassert i borehullsforingsrør 64, i deaktivert stilling. Verk-tøyet 10 er blitt kjørt inn i foringsrørsrøret 64 på en streng sammen med et utvidbart borehullsforende rør i form av et utvidbart forlengingsrør 66. En øvre ende av forleng-ingsrøret 66 er vist på figur 3 og er anbrakt slik at den overlapper foringsrørsrøret 64, idet en tetningsmansjett 68 er anordnet på en ytterflate av forlengingsrøret 66 for tetting mellom foringsrørsrøret 64 og forlengingsrøret 66.

Når forlengingsrøret 66 er blitt plassert i ønsket stilling, settes verktøyet 10 ned på øvre ende av forlengingsrøret 66, og det legges vekt på stammen 26 via overgangen 30. Dette beveger stammen 26 nedover og presser rullene 18 utover til den utvidede konfigurasjon, og låseringen 27 låser stammen i aktiveringsstillingen og dermed rullene 18 i den utvidede konfigurasjon. Verktøyet 10 blir deretter rotert og beveget aksialt fremover gjennom forlengingsrør 66, hvilket utvider forlengingsrøret diametralt til kontakt med fåringsrørsrøret 64, som vist på figur 4. Verktøyet 10 føres frem gjennom forlengingsrøret 66 til en ønsket dybde og hentes deretter opp til overflaten, som beskrevet ovenfor. Forlengingsrøret 66 henges dermed fra foringsrørsrøret 64 og tet-tes i forhold til foringsrørsrøret 64 ved hjelp av tetningsmansjett 68.

Idet det nå henvises til figur 5, er det vist et rørekspansjonsverktøy i henhold til en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse, hvor verktøyet generelt angis ved hjelp av henvisningstall 100. Like komponenter i verktøy 100 og verktøy 10 på figur 1 har samme henvisningstall inkrementert med 100. For å forenkle beskrivelsen vil kun viktige forskjeller mellom oppbygningen av verktøy 100 og verktøy 10 bli beskrevet i dette skrift.

Verktøy 100 innbefatter tre ekspansjonssammenstillinger 116 som hver omfatter en ekspansjonsarm 70 koplet til verktøylegemet 114 ved hjelp av dreietapper, og en eks-pansjonskule 72 dreibart montert på armen 70 for utvidelse av rør. Armene 70 er plassert med 120° mellomrom og kan på samme måte som for verktøy 10 beveges om dreietappene 125 mellom den deaktiverte konfigurasjon på figur 5 og den utvidede konfigurasjon på figur 6. Stammen 126 innbefatter en sylindrisk nedre ende 124, og hver arm 70 innbefatter en innvendig flate 156 som er forsenket (ikke vist) for å fremvise en kamflate som ligger an mot stammens nedre ende 124. Etter hvert som stammen 126 beveger seg nedover, driver stammen armene 70, og dermed ekspansjonskulene 72, utover til den utvidede konfigurasjon på figur 6.

Ved å montere armene 70 dreibart på legemet 114 på denne måten, blir det mulig å oppnå et høyt ekspansjonsforhold for røret, ettersom ekspansjonskulene 72 gjennom-går en forholdsvis stor bevegelse mellom den deaktiverte og den utvidede konfigurasjon.

Idet det henvises til figur 7, er det vist et rørekspansjonsverktøy i henhold til en ytterligere alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse, hvor verktøyet generelt angis ved hjelp av henvisningstall 200. Denne tegningen av verktøyet tilsvarer et snitt langs linje A-A på figur 8. Det vil forstås at projeksjonen av verktøy 100 som vises på figur 5, er snittet på lignende vis.

Like komponenter i verktøy 200 og verktøy 10 på figur 1 har samme henvisningstall inkrementert med 200. Igjen vil kun hovedforskjellene mellom verktøy 200 og verktøy 10 bli beskrevet i dette skrift.

Verktøy 200 innbefatter tre ekspansjonsdeler 216 som er anbrakt med 120° mellomrom og innbefatter ekspansjonsarmer 270 dreibart montert på verktøylegemet 214 ved hjelp av dreietapper 225. Avsmalnende, avkortede ekspansjonskoner 274 er dreibart montert på spindler i armer 270 for å utvide røret når verktøyet beveges til den utvidede konfigurasjon på figur 9. Igjen oppnås et høyt ekspansjonsforhold gjennom den forholdsvis store bevegelse av ekspansjonsdelene 216, noe som vises best på figur 8, hvor konenes 274 stilling i den utvidede konfigurasjon angis ved hjelp av den stiplede referanselinje. Verktøy 200 er ellers likt verktøy 100 på figur 5, og kamflater 76 som fremvises av armer 270, er vist på figur 7. Disse kamflater 76 ligger an mot nedre ende 224 av verktøystammen 226 under nedoverbevegelsen av stammen for å drive ekspansjonsarmene 270 utover til den utvidede konfigurasjon.

I ytterligere utførelser av den foreliggende oppfinnelse kan verktøyene 10, 100 eller 200 aktiveres gjennom en kombinasjon av mekanisk kraft som anvendes mot den respektive verktøystamme, og gjennom sirkulasjon av fluid gjennom verktøysboringen for å presse stammen nedover.

I videre utførelser av den foreliggende oppfinnelse kan ekspansjonsverktøyene 10, 100 eller 200 plasseres ut som en del av en streng som innbefatter et roterende eks-pansjonsverktøy av den type som beskrives i internasjonalt patentskrift nr. WO 00/37766. Ett av ekspansjonsverktøyene 10, 100 eller 200 kan for eksempel være anbrakt i en streng som innbefatter et roterende ekspansjonsverktøy av typen som beskrives i WO 00/37766. Ekspansjonsverktøyet i WO 00/37766 kan brukes til å fore-ta en innledende, delvis utvidelse av røret 12 under bevegelse av strengen gjennom røret som skal utvides, for å henge av røret, i form av et forlengingsrør som bærer en tetning fra et foringsrør med større diameter. Ekspansjonsverktøyet 10, 100 eller 200 aktiveres så fullt ut, som beskrevet ovenfor, for å utvide røret til en på forhånd bestemt diameter ved å sende verktøyet ned gjennom røret til en ønsket dybde. Verk-tøyet sendes også gjennom grenseflaten mellom foringsrøret og forlengingsrøret for å sikre at forlengingsrøret og tetningen utvides til den riktige, på forhånd bestemte dia meter, for derved å bekrefte forbindelsens helhet. Bruk av en streng som innbefatter to slike ekspansjonsverktøyer, gir driftsfleksibilitet i brønnmiljøet.

Ulike modifikasjoner kan utføres på ovennevnte innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse.

Verktøyet kan for eksempel innbefatte en låseanordning eller en forspenningsanord-ning. Verktøyet kan aktiveres mekanisk på en hvilken som helst alternativ måte som egner seg for å bevege stammen nedover i forhold til legemet. Verktøystammen kan for eksempel drives nedover i forhold til verktøylegemet ved å holde igjen legemet og legge vekt på stammen.

Låseringen kan alternativt koples fra nede i hullet, slik at forspenningsfjæren returne-rer overgangen og stammen til deaktiveringsstillingen. Dette fjerner støtten fra rullene, som så ikke lenger kan utøve en ekspansjonskraft mot røret, hvilket gjør det lette-re å sende ekspansjonsverktøyet tilbake til overflaten. Låseringen kan utløses nede i brønnen ved hjelp av en utløsersammenstilling som for eksempel en utløserhylse som beveges over låseringen for å bringe ringen i inngrep med ringspalten, hvilket gjør det mulig å bevege stammen forbi styreringen. Alternativt kan verktøyet innbefatte haker eller tapper for å bevege låseringen innover. I et ytterligere alternativ kan låseringen ganske enkelt skjæres ut.

Stammen kan fremvise et stempel i stedet for et flytende ringstempel montert på an avsats på stammen. Dermed kan for eksempel ringstempel 46 i verktøy 10 utgjøre en integrerende del av eller være koplet til stammeavsatsen 37.

Verktøyet kan kjøres på en streng av sammenskrudde rør og kan drives fra overflaten ved hjelp av et drivrør eller et toppdrevet rotasjonssystem.

Når ekspansjonsdelene 16 i verktøy 10 monteres på dreietapper 25, kan nedoverbe-vegelse av stammen 26 dreie rullene 18 om dreietappen, slik at rullene 18 beskriver en utvidet diameter for utvidelse av rør, på lignende måte som for verktøyer 100 og 200 på figurer 5 og 9.

Når verktøyene aktiveres ved hjelp av fluidtrykk, kan den respektive verktøystamme drives nedover, enten ved å forsyne stammen med en strupedyse for å skape et mot-trykk eller ved å bestemme en differensiert stempelflate over det flytende ringstempel, eller gjennom en kombinasjon de to, som beskrevet ovenfor.

Ekspansjonsdelen kan være skråstilt i forhold til verktøylegemet og kan helle mot en frontende av verktøyet, det vil si at den blir smalere mot nevnte frontende. Det vil forstås at ekspansjonsdelene der hvor for eksempel ekspansjonsdelene 18 vist på figur 1 ikke er dreibart montert på verktøylegemet, i realiteten er skråstilt på denne måte.

Claims

1. Rørekspansjonsverktøy (10) som innbefatter: - et legeme (14); og - minst én ekspansjonsdel (16) radialbevegelig montert på legemet (14) for bevegelse mot en utvidet konfigurasjon som beskriver en ekspansjonsdiameter for utvidelse av rør (12) til en på forhånd bestemt diameter, hvor ekspansjonsdelen kan låses i den utvidede konfigurasjon; og - en aktiveringsstamme (26) for bevegelse av ekspansjonsdelen (16) mot den utvidede konfigurasjon, hvori aktiveringsstammen (26) er bevegelig anordnet mellom en deaktiveringsstilling og en aktiveringsstilling, hvor aktiveringsstammen (26) i aktiveringsstillingen opprettholder ekspansjonsdelen (16) i en utvidet konfigurasjon.

2. Verktøy (10) som angitt i krav 1, hvor ekspansjonsdelen (16) kan låses mekanisk i den utvidede konfigurasjon.

3. Verktøy (10) som angitt i krav 1, hvor at ekspansjonsdelen (16) kan låses hydraulisk i den utvidede konfigurasjon.

4. Verktøy (10) som angitt i krav 1, hvor ekspansjonsdelen (16) kan låses elektromekanisk i den utvidede konfigurasjon.

5. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det videre omfatter en låsesammenstilling (35) for låsing av ekspansjonsdelen (16) i den utvidede konfigurasjon.

6. Verktøy (10) som angitt i hvilket som helst av de foregående krav, hvor aktiveringsdelen (26) kan låses i aktiveringsstillingen for å låse ekspansjonsdelen (16) i den utvidede konfigurasjon.

7. Verktøy (10) som angitt i krav 6, hvor det videre omfatter en låsesammenstilling (35) som innbefatter en låsedel (27) tilpasset for å gå i inngrep med aktiveringsdelen (26) når aktiveringsdelen (26) befinner seg i aktiveringsstillingen, for å holde tilbake aktiveringsdelen (26).

8. Verktøy (10) som angitt i krav 6, hvor det videre omfatter en låsesammenstilling (35) som innbefatter en låsedel (27) koplet til aktiveringsdelen (26) og tilpasset for å gå i inngrep med verktøylegemet (14) når aktiveringsdelen befinner seg i aktiveringsstillingen, for å holde tilbake aktiveringsdelen (26).

9. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av krav 1 til 5, hvor ekspansjonsdelen (16) kan låses direkte i den utvidede konfigurasjon.

10. Verktøy (10) som angitt i krav 9, hvor det videre omfatter en låsesammenstilling (35) som innbefatter en låsedel (27) tilpasset for å gå i inngrep med ekspansjonsdelen (16) når ekspansjonsdelen (16) befinner seg i den utvidede konfigurasjon.

11. Verktøy (10) som angitt i krav 9, hvor det videre omfatter en låsesammenstilling (35) som innbefatter en låsedel (27) koplet til ekspansjonsdelen (16) og tilpasset for å gå i inngrep med verktøylegemet (14).

12. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av krav 1 til 11, hvor minst én ekspansjonsdel (16) er radialbevegelig montert på legemet (14) for bevegelse mellom en inntrukket konfigurasjon og en utvidet konfigurasjon som beskriver en ekspansjonsdiameter for utvidelse av rør (12), hvor ekspansjonsdelen (16) er forspent radialt innover.

13. Verktøy (10) som angitt i krav 12, hvor det videre omfatter en forspenningssammenstilling for forspenning av ekspansjonsdelen (16) radialt innover.

14. Verktøy (10) som angitt i krav 13, hvor forspenningssammenstillingen omfatter en mekanisk forspenningsdel (36).

15. Verktøy (10) som angitt i krav 13 eller 14, hvor forspenningssammenstillingen innbefatter en forspenningsfjær (36).

16. Verktøy (10) som angitt i krav 13, 14 eller 15, hvor forspenningssammenstillingen omfatter elektromekanisk sammenstilling.

17. Verktøy (10) som angitt i krav 13, 14, 15, eller 16, hvor forspenningssammenstillingen omfatter en hydraulisk sammenstilling.

18. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av kravene 12 til 17, hvor aktiveringsdelen (26) er forspent mot deaktiveringsstillingen.

19. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av krav 13 til 17, hvor forspenningssammenstillingen direkte forspenner ekspansjonsdelen (16) radialt innover.

20. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 19, hvor ekspansjonsdelen (16) er bevegelig under påvirkning av både: - en anvendt mekanisk kraft, og - en anvendt fluidtrykkraft.

21. Verktøy (10) som angitt i krav 20, hvor aktiveringsdelen (26) kan beveges under påvirkning av minst én av en anvendt mekanisk kraft og en anvendt fluidtrykkraft.

22. Verktøy (10) som angitt i krav 20 eller 21, hvor aktiveringssammenstillingen innbefatter en første aktiveringsdel som kan beveges under påvirkning av en anvendt mekanisk kraft, og en andre aktiveringsdel som kan beveges under påvirkning av en fluidtrykkraft.

23. Verktøy (10) som angitt i krav 22, hvor første og andre aktiveringsdel er knyttet til separate ekspansjonsdeler (16).

24. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av krav 20 til 23, hvor aktiveringsdelen (26) innbefatter en stamme.

25. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av krav 20 til 23, hvor aktiveringsdelen (26) innbefatter et stempel.

26. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor aktiveringsdelen (26) innbefatter en kamflate for å presse ekspansjonsdelen (16) til den utvidede konfigurasjon.

27. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor ekspansjonsdelen (16) ved bruk beskriver en uutvidet diameter som er mindre enn den uutvidede innvendige diameter av røret.

28. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av krav 1 til 26, hvor ekspansjonsdelen (16) ved bruk beskriver en uutvidet diameter som er større enn den uutvidede innvendige diameter av røret.

29. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor ekspansjonsdelen (16) kan dreies i forhold til legemet (14).

30. Verktøy (10) som angitt i krav 29, hvor ekspansjonsdelen (16) er dreibart montert på legemet (14).

31. Verktøy (10) som angitt i krav 30, hvor det videre omfatter en arm (70) dreibart montert på legemet (14), idet ekspansjonsdelen (16) er montert for å dreies i forhold til armen (70).

32. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor verktøyet (10) er et brønnverktøy for utvidelse av brønnrør (12).

33. Verktøy (10) som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor ekspansjonsdelen (16) kan dreies om en ekspansjonsdelakse, og hvor ekspansjonsdelaksen løper skrått i forhold til verktøyets (10) legeme (14).

34. Verktøy (10) som angitt i krav 33, hvor ekspansjonsdelaksen heller mot en frontende av verktøyet (10).

35. Fremgangsmåte for å utvide rør (12), hvor fremgangsmåten innbefatter føl-gende trinn: - anordning av et rørekspansjonsverktøy (10) omfattende et legeme (14) og minst én ekspansjonsdel (16) bevegelig montert på legemet (14); - bevegelse av ekspansjonsverktøyet (10) gjennom røret (12) som skal utvides; idet ekspansjonsdelen (16) beveges radialt utover til en utvidet konfigurasjon som beskriver en ekspansjonsdiameter, hvor ekspansjonsdelen (16) beveges til den utvidede konfigurasjon ved å bevege en aktiveringsdel (26) fra en deaktiveringsstilling og til en aktiveringsstilling, hvor aktiveringsdelen (26) i aktiveringsstillingen opprettholder ekspansjonsdelen (16) i den utvidede konfigurasjon; og - låsing av ekspansjonsdelen (16) i den utvidede konfigurasjon.

36. Fremgangsmåte som angitt i krav 35, hvor ekspansjonsdelen (16) løses fra den utvidede konfigurasjon etter at verktøyet (10) er fjernet fra røret (12).

37. Fremgangsmåte som angitt i krav 35, hvor ekspansjonsdelen (16) løses fra den utvidede konfigurasjon mens verktøyet (10) befinner seg i røret (12).

38. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 35 til 37, hvor fremgangsmåten omfatter: - bevegelse av ekspansjonsdelen (16) radialt utover til en utvidet konfigurasjon som beskriver en ekspansjonsdiameter, mot en forspenningskraft som forspenner ekspansjonsdelen (16) radialt innover.

39. Fremgangsmåte som angitt i krav 38, hvor forspenningskraften virker direkte på ekspansjonsdelen (16) for å drive ekspansjonsdelen (16) radialt innover.

40. Fremgangsmåte som angitt i krav 38, hvor forspenningskraften driver aktiveringsdelen (26) mot deaktiveringsstillingen.

41. Fremgangsmåte som angitt i hvilket som helst av kravene 35 til 40, fremgangsmåten innbefatter følgende trinn: - anordning av et rørekspansjonsverktøy (10) omfattende et legeme (14) og minst én ekspansjonsdel (16) radial bevegelig montert på legemet (14) for bevegelse mot en utvidet konfigurasjon som beskriver en ekspansjonsdiameter; - bevegelse av ekspansjonsdelen (16) til den utvidede konfigurasjon som en reaksjon på én utvalgt eller begge av en anvendt mekanisk kraft og en anvendt fluidtrykkraft; og - bevegelse av ekspansjonsverktøyet gjennom røret for å bevirke en diametral utvidelse av røret.

42. Fremgangsmåte som angitt i krav 41, hvor den videre omfatter anvendelse av en mekanisk kraft gjennom å legge vekt på verktøyet (10).

43. Fremgangsmåte som angitt i krav 41, hvor den videre omfatter anvendelse av en fluidtrykkraft gjennom å sirkulere fluid gjennom verktøyet (10).

44. Fremgangsmåte som angitt i krav 41, hvor den videre omfatter anvendelse av en fluidtrykkraft gjennom tilførsel av hydraulisk væske til verktøyet (10).

45. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av krav 35 til 44, hvor den videre omfatter: - forflytting av verktøyet (10) gjennom en innsnevring som avgrenser en innvendig boringsdiameter mindre enn nevnte ekspansjonsdels ekspansjonsdiameter; og deretter - bevegelse av ekspansjonsdelen (16) radialt utover til nevnte utvidede konfigurasjon.

46. Fremgangsmåte som angitt i krav 45, hvor den omfatter forflytning av verkt-øyet (10) gjennom en innsnevring i en uforet del av brønnhullet.

47. Fremgangsmåte som angitt i ett eller begge av krav 45 eller 46, hvor den omfatter forflytning av verktøyet (10) gjennom en innsnevring i røret (12).

48. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av krav 35 til 47, hvor den omfatter utvidelse av en ende av røret (12) til en større diameter enn resten av røret (12).

49. Fremgangsmåte som angitt i krav 48, hvor den omfatter det å utforme en utsvingt del nederst i røret (12).

50. Fremgangsmåte som angitt i krav 48, hvor den videre omfatter plassering av ytterligere et rør i nevnte ende av røret (12).