NO343074B1 - Tools and methods for producing side bores in boreholes on a rocky ground. - Google Patents
Tools and methods for producing side bores in boreholes on a rocky ground. Download PDFInfo
- Publication number
- NO343074B1 NO343074B1 NO20160715A NO20160715A NO343074B1 NO 343074 B1 NO343074 B1 NO 343074B1 NO 20160715 A NO20160715 A NO 20160715A NO 20160715 A NO20160715 A NO 20160715A NO 343074 B1 NO343074 B1 NO 343074B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- tool
- pipe
- cutting
- cut
- accordance
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 75
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 21
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs, or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
- E21B29/06—Cutting windows, e.g. directional window cutters for whipstock operations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B31/00—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells
- E21B31/06—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells using magnetic means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B31/00—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells
- E21B31/107—Fishing for or freeing objects in boreholes or wells using impact means for releasing stuck parts, e.g. jars
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/0035—Apparatus or methods for multilateral well technology, e.g. for the completion of or workover on wells with one or more lateral branches
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
- E21B43/114—Perforators using direct fluid action on the wall to be perforated, e.g. abrasive jets
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
- E21B7/06—Deflecting the direction of boreholes
- E21B7/061—Deflecting the direction of boreholes the tool shaft advancing relative to a guide, e.g. a curved tube or a whipstock
Description
Oppfinnelsens område Field of the invention
Den foreliggende oppfinnelse har befatning med fremstilling av sidegrener i borehull i en fjellgrunn, særlig for utvinning av fluider så som hydrokarboner eller vann fra formasjoner i fjellgrunnen. Oppfinnelsen vedrører et apparat som på en enkel og kosteffektiv måte skjærer ut et utsnitt av rørveggen der man ønsker å etablere en sidegren, slik det framgår av innledningen i det etterfølgende krav 1. Dessuten vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte til fremstilling av sidesteg fra en hovedbrønn, samt spesifikke anvendelser av oppfinnelsen. The present invention is concerned with the production of side branches in boreholes in a bedrock, in particular for the extraction of fluids such as hydrocarbons or water from formations in the bedrock. The invention relates to an apparatus which, in a simple and cost-effective way, cuts out a section of the pipe wall where one wishes to establish a side branch, as is evident from the introduction in the subsequent claim 1. The invention also relates to a method for producing side steps from a main well, as well as specific applications of the invention.
Oppfinnelsens bakgrunn The background of the invention
Dersom man i dag skal etablere en sidegren til en etablert brønn i forbindelse med oljeboring, så innebærer det en svært omfattende operasjon som tar lang tid. Det må gjøres flere trekkinger av borestrengen for å sette inn spesielle verktøy, samtidig som operasjonen genererer metallspon som representerer en risiko for videre produksjon. Derfor er det ofte vanlig å ta opp BOP’en for inspeksjon etter en slik operasjon. Today, if one is to establish a side branch to an established well in connection with oil drilling, it involves a very extensive operation that takes a long time. Several pulls of the drill string must be made to insert special tools, while the operation generates metal shavings that represent a risk for further production. Therefore, it is often customary to take up the BOP for inspection after such an operation.
Oppfinnelsen omfatter et verktøy som kan gjøre hele operasjonen i en trekking, samtidig som den utskjærte delen blir tatt opp i et eller flere store stykker uten å generere jernspon. På denne måten vil man spare vesentlig tid og dermed kostnader i prosessen med å generer grenbrønner. The invention includes a tool that can do the whole operation in one pull, while the cut part is taken up in one or more large pieces without generating iron shavings. In this way, you will save significant time and thus costs in the process of generating branch wells.
Omtale av kjent teknikk Discussion of prior art
For å øke utvinningen fra reservoarene for olje og gass etableres såkalte grenbrønner, eller grenbrønner. Dette er brønner som følger et felles løp ned til et stykke over oljereservoaret, for så å dele seg i flere grener. Disse grenbrønnene kan ofte gå tilnærmet horisontalt ut i reservoaret for på den måten å kunne dekke et størst mulig område. Slike brønner kan ha en total lengde på over 15000meter. På et felt kan det være over 100 brønner i oljereservoaret og en tredel av disse kan være grenbrønner. På denne måten når man frem til flere oljelommer i reservoaret samtidig som kostnadene reduseres, og utvinningsgraden øker. Med denne teknologien har man lykkes med både to-, tre-, fire- og femgrens-brønner In order to increase extraction from the reservoirs for oil and gas, so-called branch wells, or branch wells, are established. These are wells that follow a common course down to a distance above the oil reservoir, then divide into several branches. These branch wells can often go almost horizontally into the reservoir in order to be able to cover the largest possible area in that way. Such wells can have a total length of over 15,000 metres. In a field, there may be over 100 wells in the oil reservoir and a third of these may be branch wells. In this way, more oil pockets in the reservoir are reached, while costs are reduced and the recovery rate increases. With this technology, two-, three-, four- and five-branch wells have been successful
Slik teknologi med horisontal grenboring kan også brukes på gamle brønner. Man kan gå inn i en gammel brønn og konvertere denne til en grenbrønn. Den nye grenbrønnen etableres ved at det gjøres et sidesteg fra hovedbrønnen. Man kan så gjøre nye sidesteg og etablere en komplettert gren med flere sidegrener. Slike inngrepet kan fordoble produksjonen av hydrokarboner fra gamle brønner. Man kan gå ut fra hovedbrønnen med sideforgreininger i ulike nivåer nedover mot og i reservoaret. Such technology with horizontal branch drilling can also be used on old wells. You can go into an old well and convert this into a branch well. The new branch well is established by making a side step from the main well. You can then make new side steps and establish a completed branch with several side branches. Such interventions can double the production of hydrocarbons from old wells. You can go out from the main well with side branches at different levels down towards and into the reservoir.
Grenbrønner har skapt helt nye muligheter til å utnytte og drenere ut oljen fra reservoarene. Ved å etablere flere grener ut i fra hovedbrønnen er det mulig å dekke over store arealer og hente olje fra steder én enkelt brønn ikke klarer. Utvinningsgraden har derfor økt betydelig. Uten at kostnader har økt tilsvarende Branch wells have created completely new opportunities to exploit and drain the oil from the reservoirs. By establishing several branches from the main well, it is possible to cover large areas and retrieve oil from places that a single well cannot. The recovery rate has therefore increased significantly. Without costs having increased accordingly
I dag etableres et sidesteg ved at det nedføres en kile (en såkalt wippstock) på borestrengen, som låses fast til rørveggen. Man går så ned med ei ny borekrone som skyves og presses ut på skrå og sideveis av kilen. Borkronen vil så gradvis bore seg igjennom «casingen» som omfatter minst et stålrør, og ett eller to lag med sement, inntil den er kommet gjennom og kan fortsette inn i sedimentene (fjellformasjonen). Det er en tidkrevende prosess å foreta denne boringen gjennom ett til to lag med casing og sement. Derfor må det benyttes en spesiell borkrone for denne operasjonen. Under boringen skapes det videre store mengder stålspon som må vaskes ut og som kan representere store problemer for videre produksjon. Enkelte operatører krever at man trekker opp BOP og inspiserer denne for spon og andre løse fragmenter før man kan fortsette boringen. Today, a side step is established by lowering a wedge (a so-called wippstock) on the drill string, which is locked to the pipe wall. You then go down with a new drill bit which is pushed and pushed out at an angle and laterally by the wedge. The drill bit will then gradually drill through the "casing", which includes at least one steel pipe, and one or two layers of cement, until it has come through and can continue into the sediments (rock formation). It is a time-consuming process to carry out this drilling through one to two layers of casing and cement. Therefore, a special drill bit must be used for this operation. During drilling, large quantities of steel shavings are also created which must be washed out and which can represent major problems for further production. Some operators require the BOP to be pulled up and inspected for chips and other loose fragments before drilling can continue.
Det skal refereres til de følgende patentpublikasjonene; US 2013/284440 (Mark Franklin Alley), US 7,546,876 (Alberta Energy Partners), NO 311905 (Baker Huges Inc.), og US 8,833,451 (Halliburton Energy Services, Inc.). Reference should be made to the following patent publications; US 2013/284440 (Mark Franklin Alley), US 7,546,876 (Alberta Energy Partners), NO 311905 (Baker Huges Inc.), and US 8,833,451 (Halliburton Energy Services, Inc.).
Av disse viser US 2013/284440 utskjæring/kutting av vinduer i vertikale gass/olje-rør. Her benyttes dyse med en jetstråle som styres til å lage det ønskede profil ved hjelp av en datastyrt prosess. Dette er et eget verktøy som senkes ned i borehullet og opereres gjennom en umbilical fra plattformen Of these, US 2013/284440 shows the cutting/cutting of windows in vertical gas/oil pipes. Here, a nozzle with a jet stream is used which is controlled to create the desired profile using a computer-controlled process. This is a separate tool that is lowered into the borehole and operated through an umbilical from the platform
US-patentet US 7,546,876 vedrører en metode og apparat for skjæring med jetstråler i fôringsrør ved hjelp av coiled umbilical og ikke fra borestrengen. Profilen til de utskårete åpningene/vinduene kan styres etter ønske. The US patent US 7,546,876 relates to a method and apparatus for cutting with jet jets in casing pipes by means of coiled umbilical and not from the drill string. The profile of the cut-out openings/windows can be controlled as desired.
Det norske patentet NO 311905 (tilsvarende US 6,012,526) vedrører blant annet en brønnfreseanordning som utskjærer et vindu i et fôringsrør eller annet materiale, basert på et forutbestemt mønster som påtrykkes skjæreverktøyet ved hjelp av en integral mal. The Norwegian patent NO 311905 (corresponding to US 6,012,526) relates, among other things, to a well milling device which cuts a window in a casing pipe or other material, based on a predetermined pattern which is impressed on the cutting tool using an integral template.
US 8,833,451 vedrører en fremgangsmåte for å lage/fjerne vindu i et borerør. Det risses inn en såkalt «score line», et svekkingsspor i rørveggen, og det utskjærte vindu/element skal visstnok tas ut et helt stykke uten at det er vist hvordan dette skal utføres. US 8,833,451 relates to a method for creating/removing a window in a drill pipe. A so-called "score line", a weakening groove in the pipe wall, is drawn in, and the cut-out window/element is supposed to be taken out a whole section without it being shown how this is to be done.
Det anførte granskningsmaterialet viser i samtlige publikasjoner eksempler på bruk av fluidumførende dyser til utskjæring av ønskede vindusprofiler i vertikale olje/gass– rør. The cited review material in all publications shows examples of the use of fluid-carrying nozzles for cutting out desired window profiles in vertical oil/gas pipes.
Formål med foreliggende oppfinnelse Purpose of the present invention
Det å etablere en grenbrønn ved først å generere et sidesteg tar lang tid, da hele borestrengen må trekkes opp og ned flere ganger, noe som kan ta flere dager. Establishing a branch well by first generating a lateral step takes a long time, as the entire drill string must be pulled up and down several times, which can take several days.
Det er derfor et formål med oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte og et verktøy til å etablere et sidesteg fra en brønn, og å kunne utføre denne operasjonen på en raskere måte som en del av borestrengen. It is therefore an object of the invention to produce a method and a tool for establishing a lateral step from a well, and to be able to perform this operation in a faster way as part of the drill string.
Nærmere bestemt er det et formål med oppfinnelsen å frembringe et verktøy som omfatter et skjærverktøy som kan skjære ut en åpning gjennom rørveggen, hente inn løsgjorte stykker og biter av stålrør, foringsbetong og steinbiter av fjellgrunnen og holde disse mellomlagret i verktøyet som så kan bringes opp til overflaten. More specifically, it is an object of the invention to produce a tool that includes a cutting tool that can cut an opening through the pipe wall, retrieve loose pieces and pieces of steel pipe, lining concrete and pieces of rock from the bedrock and keep these intermediately stored in the tool that can then be brought up to the surface.
Et formål er følgelig at hele operasjonen kan gjennomføres i et eneste run, uten å måtte trekke opp verktøyet for hver eneste del-operasjon under produksjonen av sidesteg. One purpose is therefore that the entire operation can be carried out in a single run, without having to pull up the tool for each and every sub-operation during the production of side steps.
Det er videre et formål å kunne gjennomføre utboringen av sidesteg samtidig som at utskårne løse biter av røret og betongforingen, samt eventuelle løsrevne stykker av fjellformasjonen, tas ivare og hindres i å flyte ukontrollert inn i den øvrige fluidstrømmen i produksjonsrøret eller foringsrøret. It is also a purpose to be able to carry out the drilling of side steps at the same time that cut-out loose pieces of the pipe and concrete lining, as well as any detached pieces of the rock formation, are taken care of and prevented from flowing uncontrolled into the other fluid flow in the production pipe or casing.
Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention
Nevnte formål oppnås med et verktøy til fremstilling av sideforgrening fra et borehullrør i en bergformasjon, hvor verktøyet omfatter midler til å skjære ut nødvendige biter av røret for å danne en åpning ut mot bergformasjonen, hvorigjennom det kan anordnes et bor for utboring av nevnte sideforgrening. Said purpose is achieved with a tool for producing side branching from a borehole pipe in a rock formation, where the tool includes means for cutting out necessary pieces of the pipe to form an opening towards the rock formation, through which a drill can be arranged for drilling out said side branching.
Verktøyet er karakterisert ved å være sammensatt av følgende elementer i rekkefølge: The tool is characterized by being composed of the following elements in order:
en rammeseksjon med en skjær- og pressplate til å posisjoneres mot borehullrørets innervegg ved hjelp av pressarmer, og som omfatter kutteelementer anordnet i et spor i pressplatens overflate til å skjære ut åpningen i rørveggen og elektromagneter og/eller suge-elementer til å fange opp utskårne rørbiter for en senere oppføring til overflaten, a frame section with a shear and press plate to be positioned against the inner wall of the borehole pipe by means of press arms, and comprising cutting elements arranged in a groove in the surface of the press plate to cut out the opening in the pipe wall and electromagnets and/or suction elements to capture cut outs pieces of pipe for a later entry to the surface,
et slag og vibrasjonsorgan for å frembringe slagvirkninger for å lette løsgjøringen av de utskårne biter fra rørveggen, og an impact and vibration means for producing impact effects to facilitate the detachment of the cut pieces from the pipe wall, and
en borekile montert i verktøyets nedre ende, til å plasseres ved nevnte åpning for å lede en senere nedført borestreng i korrekt vinkelretning gjennom åpningen for å starte boringen av sideforgreningen. a drill wedge mounted in the lower end of the tool, to be placed at said opening to guide a subsequently lowered drill string in the correct angular direction through the opening to start the drilling of the side branch.
Pressplaten kan danne en konveks bueform tilpasset til å ligge an mot innsiden av borehullrøret. The press plate can form a convex arc shape adapted to rest against the inside of the borehole pipe.
Sporet som fører kutteelementene kan forløpe langsmed pressplatens randkant. The groove that guides the cutting elements can run along the edge of the press plate.
Kutteelementene kan være høytrykks virkende væskekuttere. The cutting elements can be high-pressure fluid cutters.
Deler av rammeseksjonens diametralt motsatte overflate av pressplaten kan omfatte motholdselementer som presses mot rørveggen, og pressplaten kan omfatte hardmetallspisser som ved press trenger inn i rørveggen for å overføre slagenergien som skal til for å slå løs det utskjærte element, samt å forsterke fastholdelsen av rørmetallbiter. Parts of the frame section's diametrically opposite surface of the pressure plate may comprise counter-holding elements which are pressed against the pipe wall, and the pressure plate may comprise hard metal tips which, when pressed, penetrate into the pipe wall in order to transfer the impact energy required to break free the cut-out element, as well as to reinforce the retention of pipe metal pieces.
Sporet med kuttelementene samt elektromagneter og/eller suge-elementer i skjærog pressplatens overflate kan være omsluttet av en pakningsring langsmed skjærog pressplatens randkant til å danne tettende anlegg mot innsiden av røret. The groove with the cutting elements as well as electromagnets and/or suction elements in the surface of the shear and press plate can be surrounded by a sealing ring along the edge of the shear and press plate to form a sealing connection against the inside of the pipe.
Bore-kilen definerer en skråkant og kan posisjoneres i forhold til det utskårete hullet og låses fast til rørveggen innen resten av verktøyet trekkes opp til overflaten og utboring av sideforgreningen kan starte via nevnte skråkant. The drilling wedge defines a slanted edge and can be positioned in relation to the cut-out hole and locked to the pipe wall before the rest of the tool is pulled up to the surface and drilling out the side branch can start via said slanted edge.
Verktøyets rammeseksjon kan omfatte diametralt motsatte skjær- og pressplater. The tool's frame section may comprise diametrically opposed shear and press plates.
Skjær- og rammeseksjonens kutteelementer kan ha montert en trykksensor som kan registrere trykket i eventuelt inntrengende formasjonsfluid, for å kunne kontrollere og eventuelt stanse slik fluid-inntrengning. The shear and frame section's cutting elements may have a pressure sensor mounted which can register the pressure in any intruding formation fluid, in order to be able to control and possibly stop such fluid intrusion.
Rammeseksjonen kan være inndelt i to adskilte seksjoner og en undre borekile, i form av en øvre seksjon med en pressplate med kutteelementer anordnet i et spor i pressplatens overflate til å skjære ut åpningen i rørveggen, en nedre seksjon med slag og vibrasjonsorgan, samt og elektromagneter og/eller suge-elementer til å fange opp utskårne rørbiter for en senere oppføring til overflaten, The frame section can be divided into two separate sections and a lower drill wedge, in the form of an upper section with a press plate with cutting elements arranged in a groove in the press plate surface to cut out the opening in the pipe wall, a lower section with impact and vibration means, as well as electromagnets and/or suction elements to capture cut pieces of pipe for later entry to the surface,
Rammeseksjonen kan være inndelt i tre adskilte seksjoner og en undre borekile, i form av en øvre seksjon med en pressplate med kutteelementer anordnet i et spor i pressplatens overflate til å skjære ut åpningen i rørveggen, en midtre seksjon med slag og vibrasjonsorgan, samt en undre seksjon med og elektromagneter og/eller suge-elementer til å fange opp utskårne rørbiter for en senere oppføring til overflaten, The frame section can be divided into three separate sections and a lower drill wedge, in the form of an upper section with a press plate with cutting elements arranged in a groove in the press plate surface to cut out the opening in the pipe wall, a middle section with impact and vibration means, and a lower section with and electromagnets and/or suction elements to capture cut pieces of pipe for a later entry to the surface,
Kutteelementene, slagenhetene, og inntrekkingsenhetene kan være konstruert som angitt ovenfor. The cutting elements, impact units, and retraction units may be constructed as indicated above.
Nevnte formål oppnås også med en fremgangsmåte til fremstilling av sideforgrening fra et borehullrør i en bergformasjon, ved anvendelse av verktøy som angitt, til å skjære ut nødvendige biter av røret for å danne en åpning ut mot bergformasjonen, hvorigjennom det kan anordnes et bor for utboring av nevnte sideforgrening, karakterisert ved at verktøyets rammeseksjon posisjoneres mot rørets innervegg, og rammeseksjonens kuttelementer bringes til å skjære ut åpningen i rørveggen, det frembringes vibrasjon- og slagvirkninger for å lette løsgjøringen av de utskårne biter fra rørveggen, og borekilen i verktøyets nedre ende plasseres ved nevnte åpning for å lede en senere nedført borestreng i korrekt vinkelretning gjennom åpningen for å starte boringen av sideforgreningen. Said purpose is also achieved with a method for producing side branching from a borehole pipe in a rock formation, using tools as indicated, to cut out necessary pieces of the pipe to form an opening towards the rock formation, through which a drill can be arranged for drilling out of said side branching, characterized in that the frame section of the tool is positioned against the inner wall of the pipe, and the cutting elements of the frame section are brought to cut out the opening in the pipe wall, vibration and impact effects are produced to facilitate the release of the cut pieces from the pipe wall, and the drill wedge at the lower end of the tool is placed at said opening to guide a subsequently lowered drill string in the correct angular direction through the opening to start the drilling of the side branch.
Nevnte formål oppnås også ved anvendelse av verktøy som angitt ovenfor, til fremstilling av sideforgrening for utvinning av hydrokarboner eller vann fra formasjoner i fjellgrunn. Said purpose is also achieved by using tools as indicated above, for the production of side branching for the extraction of hydrocarbons or water from formations in the bedrock.
Den følgende beskrivelse gjelder et spesielt verktøy (SRSC Tool; Singel Run Sidetrack Cutting Tool), som kan skjære hull i rørveggen(7) og (8), løsne det utfreste stykket og trekke det inn i toolet for så å bringe det til overflaten, samtidig som det blir etablert en Wipstock i rett posisjon slik at man er klar til å gå ned for å bore ut sidesteget og videre inn i sedimentene, på en hurtig og sikker måte, noe som man vil spare antall ganger man må trekk opp og nedføre borestrengen (Run) i borehullet. Styring av de ulike funksjonen av verktøyet i borehullet gjøres ved hjelp av pulsering av trykk i mudvæsken. Dette er kjent teknologi som også vil bli brukt for operering av SRSC toolet. The following description applies to a special tool (SRSC Tool; Single Run Sidetrack Cutting Tool), which can cut holes in the pipe wall (7) and (8), loosen the milled piece and pull it into the tool to bring it to the surface, at the same time, a Wipstock is established in the right position so that you are ready to go down to drill out the side step and continue into the sediments, in a quick and safe way, which will save you the number of times you have to pull up and down the drill string (Run) in the borehole. Control of the various functions of the tool in the borehole is done by means of pulsating pressure in the mud fluid. This is known technology that will also be used for operating the SRSC tool.
Beskrivelse av figurer Description of figures
Foretrukne utførelser av oppfinnelsen skal i det etterfølgende omtales mer detaljert med henvisning til de medfølgende figurene, hvori: Preferred embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying figures, in which:
Figur 1 viser en brønn som er boret ned i en fjellgrunn under en havbunn, og som omfatter et produksjonsrør eller fôringsrør som er forankret med en betongforing mot fjellveggen i borehullet. To sidesteg for forløper sideveis ut fra hovedbrønnen er også vist. Figure 1 shows a well that has been drilled into a rock bed below a seabed, and which includes a production pipe or feed pipe that is anchored with a concrete lining against the rock wall in the borehole. Two side steps for precursors laterally out from the main well are also shown.
Figur 2 viser en versjon av verktøyet ifølge oppfinnelsen for å frembringe sidesteg ut fra hovedbrønnen, og omfatter to skjærapparater montert diamentralt motsatt for å lage et sidesteg gjennom produksjonsrøret ut mot fjellgrunnen, idet det ene er aktivert for utboring av sidesteg, mens det andre er innfelt mot stammen. Ved å dreie borestrengen 180 grader kan man utføre to utskjæringer og inntrekninger av utskåret stykke mot samme åpning. I tillegg vises en såkalt wippstock under og en Jar over skjæreverktøyet. Figure 2 shows a version of the tool according to the invention for producing side steps from the main well, and comprises two cutting devices mounted diametrically opposite to create a side step through the production pipe towards the bedrock, one being activated for drilling out side steps, while the other is recessed against the tribe. By turning the drill string 180 degrees, you can make two cuts and retract the cut piece towards the same opening. In addition, a so-called wippstock is shown below and a Jar above the cutting tool.
En Jar er en slaghammer, en innretning som kan initialiseres for å utføre et hardt vertikalt slag som vil slå løs den utskjærte profilen fra berggrunnen, siden verktøyet presser med ambolter mot det utskjærte stykket. Etter utskjæringen trigges Jaren slik at den utfreste delen løsner. Magneter, sugekopper og mekaniske innretninger trekker den løse utfreste delen tilbake inn i verktøyet før det roteres 180⁰ (grader) og en ny utfresing, banking og inntrekking av løse deler gjøres før det hele trekkes til overflaten. A Jar is an impact hammer, a device that can be initialized to deliver a hard vertical blow that will break the cut profile from the bedrock, as the tool presses with anvils against the cut piece. After the cut-out, Jaren is triggered so that the milled-out part comes loose. Magnets, suction cups and mechanical devices pull the loose milled part back into the tool before it is rotated 180⁰ (degrees) and a new milling, tapping and retraction of loose parts is done before the whole thing is pulled to the surface.
Figur 3 viser det samme som figur 2, men med kun et skjæreverktøy, og der den diametralt motsatte side er utstyrt med et arrangement (magneter, sugekopper og mekanisk gripearrangement) for å fange den utfreste delen og trekke den inn i Toolet. Figuren viser også motholds-elementer 23 på motsatt side av verktøyets pressplate 40, og som blir liggende i press mellom toolet og innerveggen til røret når dette brukes, slik at verktøyet holdes stabilt i operasjon. Se også på figur 5 som viser slike. Figure 3 shows the same as Figure 2, but with only a cutting tool, and where the diametrically opposite side is equipped with an arrangement (magnets, suction cups and mechanical gripping arrangement) to capture the milled part and pull it into the Tool. The figure also shows counter-holding elements 23 on the opposite side of the tool's pressure plate 40, which remain in pressure between the tool and the inner wall of the pipe when this is used, so that the tool is kept stable in operation. Also look at figure 5 which shows such.
Figur 4 viser verktøyet med sin bueformede konvekse frontside sett rett forfra. Figure 4 shows the tool with its arched convex front side seen from the front.
Figuren viser også de skjematisk overliggende kamre som rommer drivmidler for å presse skjærapparatet ut mot og inn fra rørinnerveggen, samt drift av skjærorganer og magnet/undertrykk for å feste utskårne rørbiter til verktøyet. The figure also schematically shows the superimposed chambers which accommodate propellants to push the cutting device out towards and in from the pipe inner wall, as well as operation of the cutting means and magnet/vacuum to attach cut pieces of pipe to the tool.
Figur 5 og 6 viser horisontalsnitt av verktøyet og dets plassering inni produksjonsrøret med den utenforliggende foring, og hvor sektoren med skjærplaten (40) danner anlegg mot innsiden av produksjonsrøret med dyser og pakninger, samt det diamentralt motsatte motholdet. Verktøyets krumming er nøye tilpasset innvendig rørvegg, jfr. slik dette er illustrert på figur. Figures 5 and 6 show a horizontal section of the tool and its location inside the production pipe with the outside liner, and where the sector with the cutting plate (40) forms an abutment against the inside of the production pipe with nozzles and gaskets, as well as the diametrically opposite counter. The curvature of the tool is carefully adapted to the inner pipe wall, cf. as this is illustrated in the figure.
Figur 6 viser hvordan selve skjæreplata er utformet. Når toolet presses mot rørveggen ved hjelp av motholdet, så er det en nøye bestemt avstand mellom dysene (45) og rørveggen. Den elastiske pakningen (42) presses da sammen og skaper et lukket kammer for skjæreprosessen. Verktøyets skjæreplate har en rekke magnetiske ambolter, sugeinnretninger og mekanisk gripeinnretninger som ved magnetvirking eller sug/undertrykk eller mekanisk inngripen holder den løse gjenstanden og trekker den inn i Toolet. Figure 6 shows how the cutting board itself is designed. When the tool is pressed against the pipe wall using the counter, there is a carefully determined distance between the nozzles (45) and the pipe wall. The elastic gasket (42) is then compressed and creates a closed chamber for the cutting process. The tool's cutting plate has a number of magnetic anvils, suction devices and mechanical gripping devices which, by magnetic action or suction/negative pressure or mechanical intervention, hold the loose object and pull it into the Tool.
Figur 7 viser en todelt løsning med to verktøyseksjoner plassert med det ene aksialt over det andre, i dette tilfelle hvor skjærdelen er i en første seksjon mens «inntrekkingsdelen» er i en andre underliggende seksjon. Figure 7 shows a two-part solution with two tool sections placed with one axially above the other, in this case where the cutting part is in a first section while the "retraction part" is in a second underlying section.
Figur 8 viser en tredelt variant, hvor man øverst har en skjæreseksjon, så en slagseksjon som er ambolter som presses inn i det utfreste elementet, og så en gripeseksjon (mekanisk, magnetisk og sug) som trekker den løse gjenstanden inn i Toolet. Nederst står Whipstocken (36), som da etableres i rett nivå i forhold til det utfreste element og etterlates slik at man kan starte boringen av sidesteget på rett plass i neste operasjon. Figure 8 shows a three-part variant, where at the top there is a cutting section, then an impact section which is anvils that are pressed into the milled element, and then a gripping section (mechanical, magnetic and suction) which pulls the loose object into the Tool. At the bottom is the Whipstock (36), which is then established at the correct level in relation to the milled element and left so that drilling of the side step can be started in the correct place in the next operation.
Beskrivelse av foretrukne utførelser av oppfinnelsen Description of preferred embodiments of the invention
Innledningsvis refereres til figur 1 som viser en et borehull 10 gjennom en formasjon 13, og som fører en casing 12 som er forankret mot fjellveggen i borehullet med en betongforing (25). I den nedre del av borehullet er det vist to sidesteg, i form av sidegrener 16 og 18 som forløper seg på skrå ut fra hovedløpet 10 i borehullet. Det er verktøy til fremstilling av slike sidesteg ut fra et borehull, den foreliggende oppfinnelsen har befatning med. Initially, reference is made to figure 1 which shows a borehole 10 through a formation 13, and which leads a casing 12 which is anchored against the rock wall in the borehole with a concrete lining (25). In the lower part of the borehole, two side steps are shown, in the form of side branches 16 and 18 which run obliquely out from the main bore 10 in the borehole. There are tools for producing such side steps from a borehole, which the present invention is concerned with.
Figuren viser et borehull 10 utboret fra en havbunn 15 utifra en bore- og/eller produksjonsrigg 24 på havoverflaten 22. Et stigerør som forløper fra en BOP 17 på havbunnen 15 og opp til riggen 24, er vist ved 26. Verktøyet kan selvsagt også anvendes for utboring av sidesteg fra en brønn i en formasjon utifra et landbasert anlegg. The figure shows a borehole 10 drilled from a seabed 15 from a drilling and/or production rig 24 on the sea surface 22. A riser that extends from a BOP 17 on the seabed 15 up to the rig 24 is shown at 26. The tool can of course also be used for drilling out lateral steps from a well in a formation from a land-based facility.
Oppfinnelsen gjelder et verktøy vist på figurene til å forberede og utbore slike sidesteg 16 og 18 gjennom casing/rørveggen 12 og foringsrøret 14, som ifølge figur 1. The invention relates to a tool shown in the figures for preparing and drilling out such side steps 16 and 18 through the casing/pipe wall 12 and the casing 14, as according to figure 1.
Foringsrørs-hengere er vist skjematisk ved 19, som er området hvor foringsrøret avhenges i brønnhodet når en seksjon er ferdigstilt. Casing hangers are shown schematically at 19, which is the area where the casing is suspended in the wellhead when a section is completed.
Samtlige prikkete felter på figurene mellom rør 12 og fjellveggen viser betong 25 hvormed rørene er fiksert mot den utenforliggende fjellvegg i borehullet, eller betong som er injisert mellom rørene 12 hhv 14. All dotted fields in the figures between pipe 12 and the rock wall show concrete 25 with which the pipes are fixed to the external rock wall in the borehole, or concrete that has been injected between the pipes 12 and 14 respectively.
Verktøyet ifølge figur 2 er sammensatt av flere elementer, koplet i serie etter hverandre som en langstrakt sylinder hengende i en borestreng 11 i produksjonsrøret 12 eller foring 14 i borehullet 10 gjennom formasjon 13. Øvre og nedre paknings- og låsepakninger 60 kan løsgjørbart fiksere instrumentet mot innerveggen til casingen/produksjonsrøret 12. The tool according to Figure 2 is composed of several elements, connected in series one after the other as an elongated cylinder suspended in a drill string 11 in the production pipe 12 or casing 14 in the borehole 10 through formation 13. Upper and lower sealing and locking gaskets 60 can releasably fix the instrument against the inner wall of the casing/production pipe 12.
I et vist ikke-begrensende eksempel som skissert på figur 4 omfatter verktøyet en serie sammenkoblede enheter med følgende hovedelementer sett ovenfra og ned, en akseleratorseksjon 31 for å drive et slag- og vibrasjonsinstrument (jar) 32 for løsgjøring av metall- og betongbiter, et sylindrisk hus 33 som omfatter en kraftgenerator som leverer hydraulisk fluid og strøm til å drive de ulike instrumentene i et underliggende hus 34 omfattende en skjærplate 40 med skjærorgan og midler til å tiltrekke løsgjorte metall og betongbiter, og en underliggende montert såkalt whipstock 36 med en markert skråkant 37 for endre retningen til en senere nedført borestreng med borkrone fra en aksial retning og på skrå i en retning ut fra denne. In a non-limiting example shown as outlined in Figure 4, the tool comprises a series of interconnected units with the following main elements viewed from top to bottom, an accelerator section 31 for driving an impact and vibration instrument (jar) 32 for loosening metal and concrete pieces, a cylindrical housing 33 which comprises a power generator which supplies hydraulic fluid and power to drive the various instruments in an underlying housing 34 comprising a shear plate 40 with shearing means and means for attracting loose metal and concrete pieces, and an underlying mounted so-called whipstock 36 with a marked inclined edge 37 to change the direction of a later lowered drill string with a drill bit from an axial direction and obliquely in a direction from this.
Nevnte whipstock 36 utgjør en valgfri nedre seksjon av verktøyet, og kan være festet til resten av verktøyet i punktet 35 via en festebolt som knekkes eller dras av etter at whipstock er låst av mot foringsrøret/casingen 12,14i rett høyde i forhold til det utfreste hullet. Whipstock 36 løsgjøres i løsnepunktet 35 fra resten av verktøyet når dette trekkes oppover i borehullet 10, etter at whipstocken 37 er korrekt plassert og låst fast i borehullet i forhold til et ferdig uboret utgangshull gjennom produksjonsrør/ foring. Da kan en senere nedført borkrone ledes i korrekt retning ut gjennom utgangshullet og videre ut i et sidesteg og fortsette utboringen av ny brønn. Said whipstock 36 constitutes an optional lower section of the tool, and can be attached to the rest of the tool at point 35 via a fastening bolt which is broken or pulled off after the whipstock is locked off against the casing/casing 12,14 at the right height in relation to the milled the hole. Whipstock 36 is released at the release point 35 from the rest of the tool when it is pulled up into the borehole 10, after the whipstock 37 has been correctly positioned and locked in the borehole in relation to a finished undrilled exit hole through the production pipe/casing. Then a later lowered drill bit can be guided in the correct direction out through the exit hole and further out into a side step and continue the drilling of a new well.
Verktøyhusdelen 34 rommer nødvendig verktøy til driften, idet det er i utgangspunktet en langstrakt sylinder hvori et eller flere hulrom 131 er utspart til å romme nødvendig utrustning slik det vil framgå i det etterfølgende. Hulrommet 131 er således dannet av at en sektor av sylinderen er utskåret inn fra dens sideflate. The tool housing part 34 accommodates the necessary tools for the operation, as it is basically an elongated cylinder in which one or more cavities 131 are cut out to accommodate the necessary equipment, as will be seen in what follows. The cavity 131 is thus formed by a sector of the cylinder being cut out from its side surface.
Alternativt er dette skåret ut som en firkantet utsparing inn fra sirkelbuen verktøydelen. Alternatively, this is cut out as a square recess from the circular arc tool part.
Verktøydelene 32,33 og 34 henger således sammen og er opphengt i borestrengen 11 som i tillegg til å senke og løfte opp verktøyet, også omfatter et indre hulrom for fremføring av borevæske, driftsfluider og kraft (strøm) til drift av nevnte verktøy i huset, for å utføre skjæreoperasjonen og fange inn oppskårne biter av metall og foringsbetong for å danne sidesteget. The tool parts 32,33 and 34 are thus connected and are suspended in the drill string 11 which, in addition to lowering and lifting the tool, also includes an inner cavity for conveying drilling fluid, operating fluids and power (current) for operating said tool in the housing, to perform the cutting operation and capture cut pieces of metal and lining concrete to form the side step.
Hulrommet 131 i sylinderen er utsparet radielt inn til ca. sentrum av sylinderen – i en sektorform eller firkantet form, slik at skjærplaten 40 med pressplaten 47 kan trekkes helt inn innvendig i sylinderhulrommet 131 fra yttersiden, med casingmetall og betongbiter heftet fast i den konvekse ytterflate av rammen 40. Et eller flere presselementer 52 (se figur 5 og 6) kan skyve ut nevnte pressarmer 46 og dermed skjærplaten 40 mot rørinnerveggen, og også trekke denne inn igjen. The cavity 131 in the cylinder is cut out radially to approx. the center of the cylinder – in a sector shape or square shape, so that the shear plate 40 with the press plate 47 can be pulled completely inside the cylinder cavity 131 from the outside, with casing metal and concrete pieces stuck to the convex outer surface of the frame 40. One or more press elements 52 (see figures 5 and 6) can push out said press arms 46 and thus the cutting plate 40 towards the pipe inner wall, and also pull this back in again.
Når verktøyet, som også figur 2 viser, omfatter en diametral rettet utsparing eller hulrom 132 for et andre verktøy, står det fortsatt igjen en sentral stamme 41 og en del av metallgodset rundt omkretsen. When the tool, which Figure 2 also shows, comprises a diametrically directed recess or cavity 132 for a second tool, there still remains a central stem 41 and part of the metal goods around the circumference.
Området innenfor omkretspakningen definerer et forsenket hulrom 131, radielt innad fra sylinder-yttersiden for å gi plass til metall og betongbiter som skal fanges inn etter utskjæringen. For at pressplaten med tilheftede metall/betong-biter skal kunne trekkes et stykke inn i utsparingen, må platens bredde tilpasses til plassen inni hulrommet 131. The area within the circumferential gasket defines a recessed cavity 131, radially inward from the cylinder exterior to accommodate metal and concrete pieces to be captured after the cutout. In order for the pressure plate with attached metal/concrete pieces to be able to be pulled a bit into the recess, the width of the plate must be adapted to the space inside the cavity 131.
I hulrommet 131 i husdelen 34 er det innebygget minst en ut og inn-bevegbar skjærplate 40 med en plateform med en konkav bueform som vender ut mot og motsvarer rørets innvendige krumning. Rammen bæres av en eller flere pressarmer 46 festet i rammens innovervendte side, og tilknyttet sentralt i sylinderen plasserte drivorganer som forsynes med drivmiddel fra den overliggende kraftgeneratoren 33. Kraftgeneratoren er en turbin som ved hjelp av muddens væskestrøm fra pumpene på riggen genererer ønsket strøm/trykk til SRSC verktøyet. Figuren viser to slike øvre og nedre pressarmer 46, illustrert som leddete stenger av typen konsertina. In the cavity 131 in the housing part 34, there is built-in at least one shear plate 40 which can be moved out and in with a plate shape with a concave arc shape which faces out towards and corresponds to the inner curvature of the pipe. The frame is supported by one or more press arms 46 attached to the frame's inward-facing side, and connected to drive members located centrally in the cylinder, which are supplied with propellant from the overlying power generator 33. The power generator is a turbine which, with the help of the mud's fluid flow from the pumps on the rig, generates the desired current/pressure to the SRSC tool. The figure shows two such upper and lower press arms 46, illustrated as articulated bars of the concertina type.
Når skjærplaten 40 har en aksiallengde på 10-20 meter er den fortrinnsvis festet i flere enn to slike pressarmer fordelt utover hele platehøyden. Skjærplaten 40 har en bredde som er litt mindre enn diameteren på verktøyet, slik at den utskjærte delen kan trekkes inn i utsparingen i sylinderen av verktøyet. When the cutting plate 40 has an axial length of 10-20 metres, it is preferably fixed in more than two such press arms distributed over the entire plate height. The cutting plate 40 has a width that is slightly smaller than the diameter of the tool, so that the cut part can be drawn into the recess in the cylinder of the tool.
I en foretrukket utførelse danner rammen en forhøyet randkant hvori det i en forsenkning er montert en pakning 42 som løper rundet hele omkretsen til pressplaten 40. Pakningen kan gi nødvendig tetning mot rørinnerveggen slik at dannes et lukket kammer der skjæredysene opererer. Figur 4 viser at skjærplaten 40 definerer en sirkelsektor på ca.150⁰. In a preferred embodiment, the frame forms a raised edge in which a gasket 42 is mounted in a recess which runs round the entire circumference of the pressure plate 40. The gasket can provide the necessary seal against the pipe inner wall so that a closed chamber is formed where the cutting nozzles operate. Figure 4 shows that the cutting plate 40 defines a circular sector of approx.150⁰.
Instrumentering av frontsiden av pressplaten: Instrumentation of the front side of the press plate:
Kutteorganer/skjærelementer: Cutting devices/cutting elements:
På innsiden av ringpakningen 42 forløper et antall kutteorganer 45 opplagret bevegelige i et nedsenket spor 44 i platen, slik at organene - her er vist 4 i tallet - er jevnt fordelt langs sporet. Kutteorganene forflyttes synkront i sporet inntil det er utskåret et kontinuerlig spor, så som med en tilnærmet elliptisk form slik figur 4 viser. On the inside of the ring gasket 42, a number of movable cutting members 45 extend in a recessed groove 44 in the plate, so that the members - here shown 4 in number - are evenly distributed along the groove. The cutting means are moved synchronously in the groove until a continuous groove has been cut, such as with an approximately elliptical shape as Figure 4 shows.
Hvert skjærelement kan være en fluidskjærer, en diamantsag eller en slaghammer som kan skjære ut spor gjennom metall og betong for å snitte opp røret i en eller flere biter som kan fjernes og danne grunnlaget for en senere utboring av sidesteget. Each cutting element can be a fluid cutter, a diamond saw or an impact hammer that can cut grooves through metal and concrete to slice the pipe into one or more pieces that can be removed and form the basis for a later boring of the side step.
Drivmiddelet, i form av hydraulisk fluid eller strøm kan frembringes ved hjelp av en høytrykkspumpe som suger inn lokal fluid fra en trakt rundt hver kuttedyse og eventuelt i tillegg til fluid fra borestrengen, og presser denne med høyt trykk tilbake gjennom kuttedysene og skjærer et dypt hull som blir et spor og til slutt en elliptisk ring i rørveggen og den utenforliggende betongforing. Drivfluid til skjærdysene kan også leveres fra den overliggende kraftgeneratoren 33 via ikke viste ledninger eller slanger som leder fra overflaten og frem til dysene. Således leveres en blanding av lokal og tilført væske til dysene som snitter ut sporet i rørveggen og foringen The propellant, in the form of hydraulic fluid or current, can be produced by means of a high-pressure pump that sucks in local fluid from a funnel around each cutting nozzle and possibly in addition to fluid from the drill string, and pushes this at high pressure back through the cutting nozzles and cuts a deep hole which becomes a groove and finally an elliptical ring in the pipe wall and the external concrete lining. Drive fluid for the cutting nozzles can also be supplied from the overlying power generator 33 via not shown lines or hoses leading from the surface to the nozzles. Thus, a mixture of local and supplied liquid is delivered to the nozzles that carve out the groove in the pipe wall and the lining
Dysene 45 innstilles fortrinnsvis med en definert og spesifikk avstand fra rørinnerveggen når skjærplaten er spent inn mot rørinnerveggen. Videre kan en trakt over og rundt kuttedysene føre væske tilbake til pumpa. Væske/mud kan også leveres fra borerørene som verktøyet er opphengt i og tilført gjennom ikke nærmere viste kanaler i senterområdet vist ved 41 på figur 2. Mud-trykket her er høyt i forhold til før kraftgeneratoren/turbinen. Mudden som samles opp fra trakten rundt dysen, er sannsynligvis høy nok til å opprettholde kuttestrålens mengde eller trykk. The nozzles 45 are preferably set at a defined and specific distance from the pipe inner wall when the cutting plate is clamped against the pipe inner wall. Furthermore, a funnel above and around the cutting nozzles can lead liquid back to the pump. Liquid/mud can also be supplied from the drill pipes in which the tool is suspended and supplied through channels not shown in detail in the center area shown at 41 in figure 2. The mud pressure here is high compared to before the power generator/turbine. The mud collected from the funnel around the nozzle is likely high enough to maintain the cutting jet quantity or pressure.
Kuttedysenes hastighet og skjærebybde langs den elliptiske skjærebanen 44 kan avleses av en sensor ved dysen 45. The cutting nozzles' speed and cutting width along the elliptical cutting path 44 can be read by a sensor at the nozzle 45.
Midler for å fastholde metall/betong-biter. Means for retaining metal/concrete pieces.
Skjærplaten omfatter videre organ som koples til rørets innervegg i det området som skal utskjæres, så som aktiverbare magnetelementer, vakuum og/eller pigger som kan trenge inn i metallgodset i rørinnerveggen. På figur 5 er et magnetelement 47 vist i et tverrsnitt i en bueform liggende inntil den bueformete pressplaten 40 innenfor. The cutting plate also includes organs that are connected to the pipe's inner wall in the area to be cut out, such as activatable magnetic elements, vacuum and/or spikes that can penetrate the metal goods in the pipe's inner wall. In Figure 5, a magnetic element 47 is shown in a cross-section in an arc shape lying next to the arc-shaped pressure plate 40 inside.
Dette oppretter derved også en forsterket innledende mekanisk kopling av pressplaten/rammeseksjonen 40 mot rørinnerveggen under utskyvning alt før utskjæringen starter. Ved aktivering av magnetelementene vil platen både trekkes inn mot rørgodset, og tiltrekke seg metall/betong-biter etter utskjæring, og løsgjorte metallbiter kan henge fast i piggene i platen i kombinasjon med sug og tas opp til overflaten ved oppheising av verktøyet. Magnetelementene har som funksjon å fange inn og immobilisere løsgjort utskjært stålplate(r) med betong klistre dem til verktøyet når dette føres/heises opp til overflaten. Også strøm til drift av elektromagnetene 47, leveres via ikke viste ledninger, og skal ikke beskrives mer i detalj her. Det kan også benyttes magneter som er aktive hele tiden, uten tilførsel av strøm. Et ikkemagnetisk verktøy som kan holde utskårne biter/vindu ved en sugevirkning, kan også anvendes. This thereby also creates a reinforced initial mechanical coupling of the pressure plate/frame section 40 against the tube inner wall during push-out even before the cut-out starts. When the magnetic elements are activated, the plate will both be pulled in towards the pipe stock, and attract metal/concrete pieces after cutting, and loose metal pieces can get stuck in the spikes in the plate in combination with suction and be taken up to the surface when the tool is raised. The function of the magnetic elements is to capture and immobilize detached cut-out steel plate(s) with concrete and stick them to the tool when it is guided/raised to the surface. Power for operating the electromagnets 47 is also supplied via wires not shown, and shall not be described in more detail here. Magnets that are active all the time, without the supply of electricity, can also be used. A non-magnetic tool that can hold cut pieces/window by a suction effect can also be used.
Vibrasjonsinstrument. Vibration instrument.
Etter at eller samtidig med ovennevnte utkutting av metall- og betong fra røret/foring er fullført, aktiveres jar-hammeren 32 plassert tilstøtende til verktøyet, slik at området for utskjæringen utsettes for kraftige rystelser og vibrasjoner slik at man sikrer at stål/betong-bitene løsner fra den gjenstående delen av røret/foringen. Pressarmene 46 sørger for at slagenergien forplanter seg til det utskjærte element. Jar-instrumentet kan slå nedover og oppover. After or simultaneously with the above cut-out of metal and concrete from the pipe/lining is completed, the jar hammer 32 positioned adjacent to the tool is activated so that the area for the cut-out is subjected to strong shaking and vibration so as to ensure that the steel/concrete pieces detaches from the remaining part of the pipe/casing. The press arms 46 ensure that the impact energy propagates to the cut element. The Jar instrument can strike downwards and upwards.
Styring av verktøyet. Control of the tool.
Styring og kommunikasjon med verktøyet skjer ved hjelp av binær koding av trykkpulser i væsken som står i borehullet. På denne måten kan man sette i gang ulike aktiviteter og styre disse. Dette er kjent teknologi som vil bli brukt for å starte og kontrollere de ulike prosessene som er beskrevet ovenfor. Control and communication with the tool takes place using binary coding of pressure pulses in the fluid in the borehole. In this way, various activities can be initiated and managed. This is known technology that will be used to initiate and control the various processes described above.
Den versjonen av verktøyet som vises på figur 2 omfatter to press- og skjæreplater 40,140 montert diamentralt motsatt av hverandre, og i samme høyde. Denne versjonen av verktøyet kan benyttes dersom man ved første skjæring ikke kommer dypt nok inn gjennom casing/foring, eller ikke klarer å løsne hele den utskjærte delen av metall/betong ved bruk av en første skjæreplaten 40. Da kan man dreie toolet 180 grader og benytte press- og skjærplaten 140 på diametralt motsatt side. The version of the tool shown in Figure 2 comprises two pressing and cutting plates 40,140 mounted diametrically opposite each other, and at the same height. This version of the tool can be used if, on first cutting, you do not get deep enough through the casing/lining, or if you are unable to loosen the entire cut out part of metal/concrete using a first cutting plate 40. Then you can turn the tool 180 degrees and use the pressing and cutting plate 140 on the diametrically opposite side.
Dersom det skal utføres enda et sidesteg ut fra hovedbrønnen i tilnærmet samme høydenivå som et første sidesteg eller i en annen retning og i et annet høydenivå, kan borestrengen med det påhengte verktøy, dvs. med begge versjonene som er vist på figur 2 og 3 heves til korrekt posisjon. Dvs. at verktøyet evnt. løsnes fra sin fikserte posisjon i røret, dreies rundt eller løftes oppad, for så å dreies passende, så som 180⁰, om aksen, for deretter å fikseres på nytt og utføre den andre utskjæringen av hull gjennom casing/forings-veggen og ut i formasjonen. If another side step is to be carried out from the main well at approximately the same height level as a first side step or in a different direction and at a different height level, the drill string can be raised with the suspended tool, i.e. with both versions shown in figures 2 and 3 to the correct position. That is that the tool is possibly loosened from its fixed position in the pipe, rotated or lifted upwards, then rotated appropriately, such as 180⁰, about the axis, then fixed again and performing the second cutting of holes through the casing/lining wall and out into the formation.
Ifølge enda en alternativ metode, kan begge pressplatene 40,140 i verktøyet ifølge figur 2, benyttes til å bore ut to diametralt motsatt rettede sidesteg i forskjellig høyde gjennom produksjonsrøret og fjellgrunnen. Det kan imidlertid ikke bores samtidig, slik at den andre boringen startes etter at den første boringen er avsluttet. According to yet another alternative method, both pressure plates 40,140 in the tool according to Figure 2 can be used to drill out two diametrically opposite side steps at different heights through the production pipe and the bedrock. However, it cannot be drilled at the same time, so that the second drilling is started after the first drilling has finished.
Når det utskårete stålstykket er løsnet fra veggen og trukket i verktøyet, er det en risiko for at man eksponerer brønnen for et fluid under trykk fra formasjonen man skal bore inn gjennom. Dette fluidet kan ha et så høyt trykk og det er derfor nødvendig å ha en kontroll slik at fluidet ikke uhindret strømmer inn i borehullet 10 og gjør skade. En praktisk løsning er at kutteverktøyet har montert en trykksensor som kan registrere trykket i eventuelt inntrengende formasjonsfluid. When the cut piece of steel is detached from the wall and pulled into the tool, there is a risk of exposing the well to a fluid under pressure from the formation to be drilled through. This fluid can have such a high pressure and it is therefore necessary to have a control so that the fluid does not flow unhindered into the borehole 10 and cause damage. A practical solution is for the cutting tool to be fitted with a pressure sensor that can record the pressure in any penetrating formation fluid.
Et mulig tiltak er å sirkulere en tyngre mud inn i hullet for å kontrollere og stanse slik fluid-inntrengning, idet mud tilføres fra installasjonen på overflaten gjennom tilhørende rør/slangesystemer. One possible measure is to circulate a heavier mud into the hole to control and stop such fluid penetration, as mud is supplied from the installation on the surface through associated pipe/hose systems.
Foretrukken montasjerekkefølge av elementene i verktøyet ifølge oppfinnelsen. Figurene 7 og 8 viser to foretrukne utførelser hvor de tre delene, press/skjærelement, slag/jar-element og tiltrekkingselement er fordelt i to eller tre aksialt adskilte seksjoner i totalverktøyet. Det todelte verktøyet har kutting i den ene delen og slag og inntrekking i den andre delen. Preferred assembly order of the elements in the tool according to the invention. Figures 7 and 8 show two preferred designs where the three parts, press/cutting element, impact/jar element and attraction element are distributed in two or three axially separated sections in the total tool. The two-part tool has cutting in one part and impact and retraction in the other part.
Figur 7: Således kan skjærplatene 40/140 organiseres i en øvre første seksjon, og så en slag/inntrekkingsseksjon i en undre andre seksjon slik det vises på figur 7. Figure 7: Thus, the cutting plates 40/140 can be organized in an upper first section, and then an impact/retraction section in a lower second section as shown in Figure 7.
Den tredje varianten er at alle tre funksjonene er delt i tre separate elementer i toolet det ene vertikalt ovenfor hverandre, som vist på figur 8. Dvs. at skjærelementet er plassert over jarelementet og hvor inntrekkingselementet er plassert under der igjen. The third variant is that all three functions are divided into three separate elements in the tool, one vertically above each other, as shown in Figure 8. That is. that the cutting element is placed above the jar element and where the retracting element is placed below there again.
Denne siste varianten som vist på figur 8 er trolig den sikreste. Ifølge denne er skjær-platen 40 anordnet i en øvre seksjon, slagdelen 32 i en mellomste 2 og inntrekkingsdelen er i en nedre seksjon. Da kan man først skjære ut sporet i casingveggen, flytte verktøyet passende oppover for så å utøve slagvirkningen slik at man sikrer at biten(e) løsner fra casingveggen, og så videre oppad for å trekke det løse elementet eller bitene helt inn i verktøyet, hvoretter det trekkes opp til overflaten. This last variant, as shown in Figure 8, is probably the safest. According to this, the shear plate 40 is arranged in an upper section, the impact part 32 in a middle part 2 and the retracting part is in a lower section. Then you can first cut out the groove in the casing wall, move the tool appropriately upwards and then exert the impact so that you ensure that the piece(s) come loose from the casing wall, and so on upwards to pull the loose element or pieces all the way into the tool, after which it is drawn up to the surface.
Ved å trekke borestrengen rett opp eller ned en gitt avstand kan man da bruke de ulike delene av verktøyet på den samme lokasjon i borehullet 10. Man har også mulighet til som under variant 1 å ha de ulike funksjonene fordelt diametralt motsatt i den samme enheten, slik figuren 2 viser. By pulling the drill string straight up or down a given distance, the various parts of the tool can then be used at the same location in the drill hole 10. You also have the option, as under variant 1, to have the various functions distributed diametrically oppositely in the same unit, as Figure 2 shows.
Det kan vise seg at borestrengen ikke har stort nok tverrsnitt til å få dette til, derfor er både den 2 og 3-delte løsningen meget anvendelig for det foreliggende formål. It may turn out that the drill string does not have a large enough cross-section to achieve this, therefore both the 2- and 3-part solution are very applicable for the present purpose.
Ifølge oppfinnelsen med den to- og tre-delte versjon, er det installert egne kraftgeneratorer som kan stå som egne element koplet inn mellom de enkelte elementer 40,30,140 i verktøyet, eller kan være en integrert del i det enkelte element 40,30, 140. Disse blir styrt fra riggen og skaffer den energi som skal til for å drive de ulike funksjonene i verktøyet. According to the invention with the two- and three-part version, separate power generators are installed which can stand as separate elements connected between the individual elements 40, 30, 140 in the tool, or can be an integrated part in the individual element 40, 30, 140 These are controlled from the rig and provide the energy needed to drive the various functions in the tool.
Claims (14)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20160715A NO343074B1 (en) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | Tools and methods for producing side bores in boreholes on a rocky ground. |
| PCT/NO2017/000012 WO2018174718A1 (en) | 2016-04-29 | 2017-04-29 | Method and tool for preparing opening through a casing |
| NO20181275A NO20181275A1 (en) | 2016-04-29 | 2018-10-02 | Method and tool for preparing opening through a casing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20160715A NO343074B1 (en) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | Tools and methods for producing side bores in boreholes on a rocky ground. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20160715A1 NO20160715A1 (en) | 2017-10-30 |
| NO343074B1 true NO343074B1 (en) | 2018-10-29 |
Family
ID=61800112
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20160715A NO343074B1 (en) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | Tools and methods for producing side bores in boreholes on a rocky ground. |
| NO20181275A NO20181275A1 (en) | 2016-04-29 | 2018-10-02 | Method and tool for preparing opening through a casing |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20181275A NO20181275A1 (en) | 2016-04-29 | 2018-10-02 | Method and tool for preparing opening through a casing |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (2) | NO343074B1 (en) |
| WO (1) | WO2018174718A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112483032B (en) * | 2019-09-11 | 2022-06-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | Cutting device |
| CN111922417B (en) * | 2020-08-05 | 2024-03-15 | 西安凯特维尔能源科技有限公司 | Cutting machine in pipe |
| RU206290U1 (en) * | 2021-05-17 | 2021-09-03 | Салават Анатольевич Кузяев | Downhole Magnetic Extractor |
| US20230243215A1 (en) * | 2022-02-01 | 2023-08-03 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and methods for sidetracking operations |
| CN114922581B (en) * | 2022-05-27 | 2023-08-18 | 重庆科技学院 | Underground casing pipe continuous perforating device and working method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6012526A (en) * | 1996-08-13 | 2000-01-11 | Baker Hughes Incorporated | Method for sealing the junctions in multilateral wells |
| US20100258289A1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-14 | Lynde Gerald D | Slickline Conveyed Tubular Cutter System |
| US8079415B2 (en) * | 2005-12-30 | 2011-12-20 | Schlumberger Technology Corporation | Wellbore intervention tool |
| US20130284440A1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-10-31 | Wesley Mark McAfee | System, apparatus and method for abrasive jet fluid cutting |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2308944C (en) * | 1999-05-19 | 2008-04-01 | Smith International, Inc. | Well reference apparatus and method |
| US6286599B1 (en) * | 2000-03-10 | 2001-09-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for lateral casing window cutting using hydrajetting |
| US7540327B2 (en) * | 2006-04-28 | 2009-06-02 | Schlumberger Technology Corporation | Abrasive jet cutting system and method for cutting wellbore tubulars |
-
2016
- 2016-04-29 NO NO20160715A patent/NO343074B1/en not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-04-29 WO PCT/NO2017/000012 patent/WO2018174718A1/en active Application Filing
-
2018
- 2018-10-02 NO NO20181275A patent/NO20181275A1/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6012526A (en) * | 1996-08-13 | 2000-01-11 | Baker Hughes Incorporated | Method for sealing the junctions in multilateral wells |
| US8079415B2 (en) * | 2005-12-30 | 2011-12-20 | Schlumberger Technology Corporation | Wellbore intervention tool |
| US20100258289A1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-14 | Lynde Gerald D | Slickline Conveyed Tubular Cutter System |
| US20130284440A1 (en) * | 2012-03-23 | 2013-10-31 | Wesley Mark McAfee | System, apparatus and method for abrasive jet fluid cutting |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018174718A1 (en) | 2018-09-27 |
| NO20181275A1 (en) | 2018-10-02 |
| NO20160715A1 (en) | 2017-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO343074B1 (en) | Tools and methods for producing side bores in boreholes on a rocky ground. | |
| NO313968B1 (en) | Flow control of formation fluids in a well, as well as reintroduction device for selective centering of a defined wellbore | |
| US8752651B2 (en) | Downhole hydraulic jetting assembly, and method for stimulating a production wellbore | |
| NO326286B1 (en) | Procedure for drilling with feed rudder and advancing it in a wellbore | |
| US7775304B2 (en) | Apparatus and method for driving casing or conductor pipe | |
| NO310983B1 (en) | Method and apparatus for drilling and supplementing wells | |
| NO341822B1 (en) | Apparatus and method for single-hole drilling and completion of a well | |
| NO325931B1 (en) | Device and method of flow aid in a pipeline | |
| NO316183B1 (en) | Method and apparatus for feeding tubes | |
| NO313890B1 (en) | cutting tool | |
| US4055224A (en) | Method for forming an underground cavity | |
| RU2703028C1 (en) | Mine digging method for drill mud line during underwater drilling of wells | |
| Ragab | Improving well productivity in an Egyptian oil field using radial drilling technique | |
| US20200325746A1 (en) | A downhole apparatus and a method at a downhole location | |
| US3840079A (en) | Horizontal drill rig for deep drilling to remote areas and method | |
| NO317126B1 (en) | Procedure for injecting drilling waste into a well during drilling | |
| EA034567B1 (en) | Method to intensify oil-gas-condensate production by means of formation radial penetration with hydraulic monitor at pressure drawdown | |
| CN107575164B (en) | A kind of high-pressure hydraulic radial direction drilling guiding device and method under the conditions of brill | |
| NO851502L (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR REMOVING A DRILL LENGTH FROM A DRILL STRING | |
| NO326635B1 (en) | Method for removing at least part of a gasket element in an annulus | |
| RU166522U1 (en) | DRILLING DRILL FOR DRILLING WITH SIMULTANEOUS CASE | |
| Blöcher et al. | D3. 2 Report on radial jet-drilling (RJD) stimulation technology | |
| NO133634B (en) | ||
| NO314096B1 (en) | System for cutting materials in wellbores | |
| NO153741B (en) | PROCEDURE FOR DRILLING A STRONGLY DISCONNECTED DRILL HOLE IN THE EARTH CRUSH BY ROTATION DRILLING TECHNIQUES. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: MATIAS LIEN BRULAND, NO |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |