NO20120099A1 - Apparat og framgangsmate for anbringelse av et fluidisert pluggmateriale i en oljebronn eller gassbronn - Google Patents

Description

APPARAT OG FRAMGANGSMÅTE FOR ANBRINGELSE AV ET FLUIDISERT PLUGGMATERIALE I EN OLJEBRØNN ELLER GASSBRØNN.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat til bruk ved plugging av en brønn i petroleumsindustrien. Nærmere bestemt dreier det seg om et apparat til bruk ved anbringelse av et fluidisert pluggmateriale i en oljebrønn eller gassbrønn som er foret med et foringsrør, hvor apparatet omfatter: et drivlegeme; et bærelegeme avgrenset av et endeløst sideparti som strekker seg mellom et første endeparti og et andre endeparti, hvor bærelegemet er innrettet til å kunne settes i bevegele av drivlegemet; og i det minste ett fortrengningsorgan tilordnet bærelegemet.

Ved midlertidig eller permanent forlating av en oljebrønn eller gassbrønn stilles det krav til at brønnen skal sikres med et pluggmateriale som har en tilstrekkelig styrke og tetthet til å kunne forhindre lekkasje mellom en petroleumsbærende formasjon og brønnens overflate. For å tilveiebringe en slik plugg er det vanlig å fylle et parti av brønnen med et fluidisert pluggmateriale. Det fluidiserte pluggmaterialet omfatter vanligvis en sementvelling for tildannelse av en herdbar sementplugg. Men det skal forstås at det fluidiserte pluggmaterialet kan omfatte en fluidisert løsmasse for tildannelse av en løsmasseplugg. Den etterfølgende beskrivelse vil i stor grad være rettet mot en sementplugg. Imidlertid er den foreliggende oppfinnelse også velegnet til anbringelse av en løsmasseplugg. Pluggens utstrekning i brønnens lengderetning er typisk 50 meter, men er avhengig av internasjonale, nasjonale eller olje/gass-operatørers interne krav.

Hittil har det vært vanlig å tilveiebringe en sementplugg ved først å fjerne foringsrøret i det området pluggen skal etableres. En slik fjerning er typisk gjennomført ved hjelp av et sponavvirkende verktøy. Etter at ønsket parti av foringsrøret er fjernet blir brønnboringen utvidet ved hjelp av et boreverktøy, en såkalt "reamer", for å tilveiebringe et best mulig feste mellom pluggen og den omkringliggende formasjon. Deret-ter blir sement ført inn i den utvidede brønnboringen.

En slik framgangsmåte er meget tidkrevende og kostbar, samtidig som metallspon fra foringsrøret vil kunne føre til behov for omfattende og kostbart vedlikehold av opp-strøms utstyr.

Bransjen har derfor et sterkt behov for raskere framgangsmåter, og framgangsmåter hvor foringsrøret etterlates i brønnen.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et apparat og en framgangsmåte for å kunne tilveiebringe en fullstendig og sikker innfesting av et fluidisert pluggmateriale i en oljebrønn eller gassbrønn. Dette oppnås ved å tilveiebringe en tilstrekkelig kontakt mellom overflaten til boringen som skal plugges og pluggmaterialet. Apparatet og fremgangsmåten kan benyttes både ved plugging av et uperforert parti av et foringsrør, ved plugging av et perforert foringsrør hvor pluggmaterialet fyl-ler det alt vesentlige av ringrommet mellom formasjonen og fåringsrørets senter, så vel som ved plugging av en såkalt åpent hull seksjon.

Den herværende søker har i sin norske patentsøknad NO20111641 beskrevet et perfo-rerings- og vaskeapparat innrettet til å kunne klargjøre et perforert foringsrør for inn-støping og tildannelse av en plugg i en brønn. Pluggen kan være temporær eller permanent.

For å tilveiebringe et sikkert inngrep mellom foringsrøret og pluggmaterialet, og for å sikre at et ringrom mellom foringsrørets utside og formasjonen også blir tilstrekkelig plugget ved hjelp av pluggmaterialet, er det behov for å kommunisere pluggmaterialet fra fåringsrørets innside og til foringsrørets utside. Men det er også behov for å kunne drenere bort en væske som måtte befinne seg i ringrommet mellom foringsrørets utside og formasjonen slik at væsken ikke forhindrer innstrømming av pluggmateriale i nevnte ringrom.

Fra publikasjonen US 2010/039879 er det kjent et apparat og en framgangsmåte for å agitere en sementslurry i et ringrom avgrenset mellom en formasjonsvegg og et foringsrør i en brønn. Apparatet omfatter en hylse som er forsynt med en røreinnret-ning og som er innrettet til å kunne rotere relativt fåringsrøret. Apparatet er anbrakt på utsiden av et parti av foringsrøret.

Fra publikasjonen US 4595058 er det kjent et sementeringsverktøy for å sikre tilstrekkelig tetting av et ringrom mellom et stigerør og et foringsrør. Sementeringsverktøyet utgjøres av et rørstykke som er påsveist strømningsstyrende, stive ribber for å tilveiebringe en turbulent strømning mellom stigerøret og foringsrøret når rørstykket settes i rotasjon.

Fra publikasjonen US 4995456 er det kjent et apparat og en framgangsmåte for å tilveiebringe en gruspakning omkring et produksjonsrør i en brønn. Apparatet omfatter spiralformede, stive blader som er sveist på eller festet på annet vis på et komplette-ringsverktøy.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

I et første aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat til bruk ved anbringelse av et fluidisert pluggmateriale i en oljebrønn eller gassbrønn som er foret med et foringsrør, hvor apparatet omfatter: - et drivlegeme; - et bærelegeme avgrenset av et endeløst sideparti som strekker seg mellom et første endeparti og et andre endeparti, hvor bærelegemet er innrettet til å kunne settes i bevegelse av drivlegemet; og - i det minste ett fortrengningsorgan tilordnet bærelegemet, hvor fortrengningsorganet er avgrenset av bærelegemets overflate og et fritt endeparti som vender mot foringsrørets innside, og at drivlegemet er innrettet til å kunne sette bærelegemet og fortrengningsorganet i bevegelse i foringsrørets løp, slik at det fluidiserte pluggmaterialet settes i bevegelse i foringsrørets løp.

Når pluggmaterialet settes i bevegelse, vil fortrengningsorganet frembringe en trykk-endring i det fluidiserte pluggmaterialet.

Drivlegemet kan være en rørstreng som er innrettet til å kunne settes i rotasjon om en lengdeakse til foringsrøret slik at apparatets bevegelse er en rotasjonsbevegelse om foringsrørets lengdeakse. I en alternativ utførelse kan drivlegemet være en motor som er anbrakt i eller i tilknytning til apparatet, og som tilføres kraft fra brønnens overflate.

Fortrengningsorganet kan være et blad. I én utførelse er bladets frie endeparti i det minste ved rotasjon av bærelegemet, innrettet til å kunne oppvise en avbøyning i forhold til et sentralt kontaktparti mellom bladet og bærelegeme. Dette har den effekt at fortrengningsorganet oppviser en "slikkepottvirkning" hvor pluggmaterialet presses

eller "smøres" mot foringsrørets innvendige overflate. I det etterfølgende vil det sentrale kontaktpartiet mellom bladet og bærelegemet også bli omtalt som innfestingspar-

ti, uavhengig om bladet eller et fortrengningsorgan av en annen art er festet utenpå eller i bærelegemet, eller om fortrengningsorganet er fremstilt i ett stykke med bærelegemet.

Apparatet kan være utformet slik at bærelegemet og det minst ene bladet ved rotasjon omskriver en sirkel som har en diameter som er større enn foringsrørets innvendige diameter. Det minst ene bladet påføres dermed en kurvatur allerede idet apparatet anbringes i foringsrøret. I denne utførelse kan bladets utragende endeflate ligge an mot foringsrørets innvendige overflate også etter at apparatet er satt i rotasjon. Men bladet vil også kunne utsettes for en så stor kraft fra pluggmaterialet at det bøyes i så stor grad at det ikke ligger an mot foringsrørets innvendige overflate.

I én utførelse er apparatet utformet slik at bærelegemet og det minst ene bladet ved rotasjon omskriver en sirkel som har en diameter som er lik eller mindre enn forings-rørets innvendige diameter.

Det minst ene bladet kan være anordnet til bærelegemet slik at bladets lengdeakse forløper parallelt med en lengdeakse til bærelegemet. I en alternativ utførelse forløper lengdeaksen til det minst ene bladet på skrå i forhold til bærelegemets lengdeakse.

Drivlegemet kan være et resiprokerende drivmiddel som er innrettet til å kunne tilveiebringe en fram og tilbakebevegelse av det minst ene fortrengningsorganet langs foringsrørets lengdeakse. Ved anvendelse av et resiprokerende drivmiddel kan det være en fordel om fortrengningsorganet er et krageformet legeme. Det frie endepartiet til det krageformede legemet kan, i det minste ved bevegelse, være innrettet til å kunne oppvise en avbøyning i forhold til et sentralt kontaktparti mellom bladet og bærelegemet. Dette har den effekt at fortrengningsorganet oppviser en "slikkepottvirkning" mot foringsrørets innvendige overflate slik som forklart over. Som nevnt ovenfor vil det sentrale kontaktpartiet mellom bladet og bærelegemet også bli omtalt som innfestingspartiet.

I én utførelse strekker det krageformede legemet seg i en spiral omkring bærelegemet. Dette har den effekt at det fluidiserte pluggmaterialet vil påføres en bevegelse omkring foringsrørets lengdeakse i tillegg til en bevegelse langs foringsrørets lenge-deakse.

Det kan være en fordel om det krageformede legemet strekker seg minst 360° omkring bærelegemet slik at fortrengningsorganet virker mot hele omkretsen av forings-rørets innvendige overflate. Dersom drivlegemet er innrettet til å kunne tilføre bærelegemet en resiprokerende bevegelse både langs foringsrørets lengdeakse og omkring foringsrørets lengdeakse, kan det krageformede legemet strekke seg mindre enn 360° omkring bærelegmet.

Det krageformede legemet kan være utformet i ett stykke eller så kan det være utformet av minst to kragesektorelementer. De minst to kragesektorelementene kan, men behøver ikke, være utformet slik at de delvis overlapper hverandre.

Minst ett av kragesektorelementene kan være forsynt med et hengslet innfestingsparti slik at det frie endepartiet tillates å bringes inn mot bærelegemet ved bevegelse av apparatet i én av frem- eller tilbakebevegelsen. Denne "manetbevegelsen" har den virkning at kragesektorelementene tilveiebringer full virkning kun i én av frem og tilbakebevegelsen. En slik "manetbevegelse" er særlig nyttig i de tilfeller det er ønskelig å tilveiebringe et øket differensialtrykk mellom to partier i søylen av det fluidiserte pluggmaterialet.

Det fluidiserte pluggmaterialet kan være et herdbart materiale som for eksempel av den art som er sementbasert. For å underlette uttrekking av apparatet fra brønnen i tilfelle herdeprosessen i et slikt materiale overstiger et forutbestemt nivå, kan det være en fordel om lastkapasiteten til det minst ene fortrengningsorganet er høyere enn de laster som virker på fortrengningsorganet ved bevegelse av apparatet i uherdet pluggmateriale, men lågere enn de laster som virker på fortrengningsorganet ved bevegelse av apparatet i herdet pluggmateriale, slik at i det minste et parti av fortrengningsorganet brytes dersom herdeprosessen overstiger nenvte forutbestemte nivå.

Bærelegegemet kan ha en sylindrisk form. I en alternativ utførelse av den foreliggende oppfinnelse er apparatet forsynt med et bærelegeme som i ett parti har en større utvendig diameter enn et annet parti av bærelegemet. Nevnte ulike diametre er for-trinnsvis i partier hvorfra det minst ene fortreningsorganet rager ut, og vil kunne tilveiebringe ulik strømningshastighet langs apparatet.

Det minst ene fortrengningsorganet kan omfatte to eller flere fortrengningsorganer anordnet med innbyrdes avstand. Fortreningsorganene av kan være anordnet i det vesentlige innbyrdes parallelt, eller så kan fortrengningsorganene være anordnet ikke-parallelt. Ved anvendelse av fortrengningsorganer av bladtypen kan for eksempel lengdeaksen til minst ett av bladene være anordnet parallelt med bærelegemets lengdeakse, mens lengdeaksen til minst ett annet av bladene kan være anordnet på skrå i forhold til en lengdeakse til bærelegemet.

Apparatet kan utgjøres av flere apparater anordnet i serie eller i en såkalt stakk. Et slikt apparat kan settes sammen av apparater som har en hvilken som helst art fortrengningsorgan som er beskrevet heri, eller en kombinasjon av disse.

Apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan således anvendes både ved permanent eller temporær plugging av et foringsrør som er forsynt med perforeringer, hvor bevegelse av apparatet driver en andel av et fluidisert pluggmateriale ut gjennom perforeringene og til en utside av foringsrøret, og ved permanent eller temporær plugging av et uperforert foringsrør, hvor bevegelse av apparatet driver det fluidiserte pluggmaterialet til inngrep med foringsrørets innvendige overflate.

Ifølge et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en framgangsmåte for å tilveiebringe en permanent eller temporær plugg i et foringsrør i en brønn, hvor pluggen tilveiebringes ved hjelp av et fluidisert pluggmateriale som føres inn i brønnen fra en overflate, hvor framgangsmåten omfatter trinnene: å føre apparatet ifølge oppfinnelsens første aspekt inn i brønnen;

å sette apparatet i bevegelse og tilføre det fluidiserte pluggmaterialet fra brønnens overflate;

å fortsette bevegelsen i en forutbestemt tid etter at alt pluggmateriale er tilført; og å trekke apparatet ut av brønnen.

Ved å anbringe apparatet på en innside av foringsrøret, og samtidig tilveiebringe ett eller flere fortrengningsorganer som oppviser en avbøyning i forhold til bladets innfestingsparti, slik som forklar over, vil fortrengningsorganets frie endeparti som vender mot foringsrørets innvendige overflate, oppvise et etterslep i forhold til fortrengningsorganets innfestingsparti. Dette etterslepet viser seg å være svært gunstig for å pres-se eller "smøre" pluggmaterialet mot foringsrørets innside.

Foringsrøret som apparatet ifølge det første aspektet kjøres inn i, kan være uperforert eller perforert.

Fullskala laboratorieforsøk av apparatet benyttet i et perforert foringsrør har overraskende vist at mens pluggmaterialet strømmer fra innsiden av foringsrøret og til utsiden, inntrer det samtidig en væskestrømning i motsatt retning, altså fra foringsrørets utside og til innsiden. Det er ikke funnet en fullgod forklaring på hvorfor slike motsatte strømninger inntrer, men det kan tenkes at enkelte strømningsregimer av pluggmateriale ut gjennom enkelte av perforeringene inntrer idet apparatet settes i rotasjon og at disse strømningsregimer opprettholdes og presser væsken som befinner seg i ringrommet på utsiden av foringsrøret, bort.

En fagmann vil være kjent med at den innvendige overflaten til et uperforert forings-rør kan være forurenset med kjemiske stoff som for eksempel en oljefilm, og/eller av forurensinger av mer mekanisk art som for eksempel rustpartikler. Disse forurensningene kan opptre i én eller flere seksjoner av det partiet av foringsrøret som skal tilføres et pluggmateriale, eller i hele partiet av foringsrøret som skal tilføres et pluggmateriale. Disse forurensningene kan medføre at inngrepet eller vedheften mellom pluggmaterialet, som kan være sementbasert, og foringsrøret ikke blir tilstrekkelig sterk.

Det er kjent å fjerne mekaniske forurensinger ved hjelp av en skrapeinnretning som føres inn i brønnen og bearbeider foringsrørets overflate før for eksempel et semente-ringsverktøy føres inn i brønnen og tilfører et sementbasert pluggmateriale. En slik skrapeinnretning vil kunne fjerne partikler som sitter relativt løst. Rust er et eksempel på slike løstsittende partikler. Imidlertid viser det seg at en slik skrapeinnretning ikke er tilstrekkelig til å kunne fjerne en kjemisk forurensning som for eksempel en oljefilm.

Laboratorieforsøk har overraskende vist at apparatet er velegnet til å kunne fjerne en kjemisk film av for eksempel olje som måtte befinne seg på fåringsrørets innside. En mulig forklaring av hvorfor dette skjer, kan være at partikler som finnes i det fluidiserte pluggmaterialet som følge av plugg materialets bevegelse relativt overflaten har en abrasiv virkning på fåringsrørets innvendige overflate, eller mekanisk gnidning/visking (som en vindusvisker) som fjerner kjemisk belegg.

Ved permanent eller temporær plugging av et fåringsrør som er perforert, vil de forurensinger som er diskutert over i forbindelse med det uperforerte fåringsrøret, ikke ha like stor betydning for inngrepet mellom fåringsrøret og det fluidiserte pluggmaterialet. Dette skyldes at apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse vil drive pluggmaterialet ut gjennom perforeringene og ut i ringrommet som befinner seg mellom fåringrørets utside og formasjonen. Pluggmateriale vil dermed tilveiebringe en konti-nuerlig plugg fra fåringsrørets innside, via perforeringene og ut i nevnte ringrom og således fullstendig omslutte fåringsrøret. Når ringrommet er vasket ved hjelp av apparatet og framgangsmåten ifølge søkers patentsøknad NO20111641 blir bindingen eller vedheften mellom ringrommet og pluggmaterialet særlig god.

En fagmann vil være kjent med at én av utfordringene ved tilbakeplugging av en ny-boret åpent hull seksjon, er å oppnå full kontakt mellom pluggmaterialet og hullsek-sjonen (formasjonen).

Det har overraskende vist seg at apparatet og framgangsmåten ifølge oppfinnelsen også er velegnet til å plugge en såkalt åpent hull seksjon av en brønn. Den strømning av det fluidiserte pluggmaterialet som tilveiebringes ved hjelp av apparatet, vil drive pluggmaterialet mot formasjonen i den åpne brønnseksjonen og således tilveiebringe en tilstrekkelig fordeling av pluggmaterialet i hele tverrsnittet av brønnhullet. Dette er spesielt viktig i høy-avviksbrønner, eller horisontale brønnseksjoner, hvor pluggmaterialet normal har en betydelig større tetthet enn fluidet som befinner seg i brønnen. Pluggmaterialet vil i slike områder legge seg nederst i brønnbanen (på lav-siden i brønnens tverrsnitt), og kan således danne en passasje på høy-siden i brønnens tverrsnitt.

I et tredje aspekt av den foreliggende oppfinnelse anvendes et apparat ifølge det førs-te aspektet av oppfinnelsen ved permanent eller temporær plugging av en åpent hull seksjon av en brønn, hvor bevegelse av apparatet driver et fluidisert pluggmateriale til inngrep mot brønnens formasjon.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. la viser et oppriss sett fra en side av et apparat ifølge den foreliggende oppfinnelse i en utførelse hvor apparatet er forsynt med fortrengningsorganer som er anordnet i det vesentlige parallelt med en lengdeakse til et foringsrør anordnet i et boret brønnhull, hvor foringsrøret og brønnhullet er vist i et tverrsnittsoppriss; Fig. lb viser i større målestokk et tverrsnittsoppriss sett gjennom linjen A-A i fig. la etter at apparatet er satt i en rotasjon, men hvor kun apparatet og foringsrøret er vist; Fig. 2 viser en alternativ utførelse av apparatet i fig. la hvor apparatet er forsynt med fortrengningsorganer som strekker seg i en delvis spiralform omkring en lengdeakse til foringsrøret; Fig. 3 viser det samme som fig. 2, men hvor et øvre parti til bærelegemet har en større utvendig diameter enn et nedre parti; Fig. 4 viser et foringsrør i en brønn, hvor et parti av foringsrøret et forsynt med perforeringer og hvor en plugg er satt i et parti av foringsrøret som befinner seg under det perforerte partiet; Fig. 5a viser fåringsrøret i fig. 4, men hvor et apparat av den art som er vist i fig. 2 befinner seg i et nedre parti av brønnpartiet som skal plugges, og hvor apparatet driver fluidisert pluggmateriale ut gjennom perforeringene og inn i et ringrom som er avgrenset av fåringsrøret og en formasjon; Fig. 5b viser det samme som fig. 5b, men hvor fluidisert pluggmateriale er drevet ut gjennom hele det perforerte partiet av fåringsrøret, og hvor apparatet er i ferd med å trekkes ut av brønnen; Fig. 6a viser apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse i en utførelse hvor fortrengningsorganet utgjøres av krageformede legemer som er hengslet forbundet til bærelegemet, og hvor apparatet er i en bevegelse i en første retning; Fig. 6b viser apparatet i fig. 6a, men hvor apparatet er i en bevegelse i en andre

retning som er motsatt den første retning;

Fig. 7 viser i større målestokk et snitt gjennom linjen A-A vist i fig. 6a, men hvor

kun apparatet og fåringsrøret er vist;

Fig. 8 viser et apparat ifølge oppfinnelsen hvor apparatet er satt sammen av

flere apparater med fortrengningsorganer av ulik karakter; og

Fig. 9 viser apparatet i fig. 2 vist i en anvendelse for å anbringe et fluidisert

pluggmateriale i en åpent hull seksjon.

Like eller tilsvarende elementer er i figurene angitt med like henvisningstall.

En fagmann vil forstå at figurene kun er prinsippskisser. Innbyrdes størrelsesforhold mellom enkeltelementer kan også være sterkt fortegnet.

Posisjonsangivelser som for eksempel "over", "under" "øvre", "nedre" viser til den po-sisjon som vises på figurene.

På figurene angir henvisningstallet 1 et apparat ifølge den foreliggende oppfinnelse. Apparatet 1 omfatter et bærelegeme 3 som er tilordnet i det minste ett fortrengningsorgan 5. Fortrengningsorganet 5 er radielt avgrenset av et kontaktparti 7 mellom bladet og bærelegemet og et fritt endeparti 9. Kontaktpartiet vil i det etterfølgende bli omtalt som innfestingsparti 7. Bærelegemet 3 er tilknyttet en drivinnretning 11 som er innrettet til å kunne sette bærelegemet 3 og således fortrengningsorganet 5 i bevegelse.

Apparatet 1 er utformet for å kunne anbringes i et løp til et foringsrør 13 som er anbrakt i en brønn 15.

Fig. la og lb viser henholdsvis et sideriss og et tverrsnittsoppriss sett gjennom A-A i fig. la av apparatet 1 ifølge en første utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Snit-tet er kun vist av apparatet og av foringsrøret. I den viste utførelsen utgjøres det minst ene fortrengningsorganet 5 av flere langstrakte blader 5 (fire vist i fig. lb) som strekker seg parallelt med en lengdeakse L til fåringsrøret 13. I fig. la er bladene 5 for tydelighets skyld markert med prikket skravering.

Et øvre endeparti av apparatet 1 er tilkoplet, for eksempel ved hjelp av en skruefor-bindelse, en rørstreng 11 som er innrettet til å kunne settes i rotasjon ved hjelp av et i og for seg kjent drivmiddel (ikke vist). Rørstrengen 11 utgjør således nevnte drivinnretning 11.

Når rørstrengen 11 roteres vil apparatet 1 også settes i en rotasjon R om fåringsrørets 13 lengdeakse L.

For å tilveiebringe en tilstrekkelig grad av nevnte smørende- eller slikkepottvirkning fra fortrengningsorganene eller bladene 5 mot fåringsrørets 13 innvendige overflate, uavhengig av om denne er uperforert eller perforert, er det ønskelig at bladenes 5 frie endeparti 9 oppviser en viss avbøyning i forhold til bladenes 5 innfestingsparti 7. En slik avbøyning er illustrert i flg. lb.

Avbøyningen kan oppnås på flere måter.

En første måte er å tilveiebringe et apparat 1 hvor bærelegemet 3 og bladene 5 ved rotasjon omskriver en sirkel som er større enn en innvendig diameter til fåringsrøret 13 det skal føres inn i. Dette forutsetter at bladene 5 er utformet i et fleksibelt materiale som ved innføring i fåringsrøret 13 kan avbøyes.

En andre måte for å oppnå ønsket avbøyning er å tilveiebringe et apparat hvor bærelegemet 3 og bladene 5 ved rotasjon i fåringsrøret 13 omskriver en sirkel som har en diameter som er lik eller mindre enn fåringsrørets 13 innvendige diameter, men hvor bladene 5 er utformet i et fleksibelt materiale.

Et materiale kan, uavhengig av nevnte første og andre måte, være valgt fra et hvilket som helst bøyelig eller fleksibelt materiale som er egnet til å anbringe et fluidisert pluggmateriale som for eksempel en sementvelling, i en brønn 15. Ett eksempel på et slikt egnet materiale er et gummibasert materiale. Et annet eksempel er et egnet stål. Et blad basert på gummi vil ved den første måte oppvise en "vindusviskereffekt" eller "slikkepotteffekt" mot foringsrørets 13 innvendige overflate. Et blad 5 basert på stål vil kunne oppvise en "stålsparkeleffekt".

Det skal forstås at et bærelegeme 3 kan være forsynt med blader 5 som er fremstilt av samme materiale eller av ulike materialer. Som et eksempel kan to av bladene 5 i fig. la og lb være fremstilt av gummi, mens de andre to bladene 5 kan være fremstilt av tynne stålplater.

I fig. lb. er to av bladene 5 (høyre og venstre blad) slik som beskrevet over for den første måte, mens de to andre av de fire bladene 5 (øvre og nedre blad) er som beskrevet over for den andre måte. Det skal imidlertid forstås at bladene 5 til ett bærelegeme 3 kan være utformet med identiske blader 5.

Det fluidiserte pluggmaterialet kan som nevnt være et herdbart materiale, for eksempel et sementbasert materiale. For å redusere faren for at apparatet 1 ikke lar seg trekke ut av brønnen 15, for eksempel ved at herdeprosessen har kommet for langt, kan bladene 5 forsynt med en svekkelse for eksempel i form av en bruddanvisning V slik som vist i fig. la og lb. Dermed kan lastkapasiteten til ett eller flere av bladene 5 styres til å være høyere enn de laster som virker på bladene 5 ved bevegelse av apparatet 1 i uherdet pluggmateriale, men lågere enn de laster som virker på bladene 5 ved forsøk på bevegelse av apparatet 1 i herdet pluggmateriale, slik at i det minste et parti av bladet 5 brytes dersom herdeprosessen overstiger et forutbestemt nivå.

Fig. 2 viser et apparat som likner på apparatet 1 vist i fig. la, men med den forskjell at fortrengningsorganene 5 utgjøres av langstrakte blader som strekker seg på skrått i forhold til foringsrørets 13 lengdeakse L, det vil si i en delvis spiralform omkring bærelegemets 3 utvendige overflate. For tydelighets skyld er bladenes 5 frie endeparti 9 markert med prikket skravering.

Bladene 5 i fig. 2 kan ha samme utforming med hensyn til sin radielle utstrekning fra bærelegemet 3 som bladene 5 omtalt i forbindelse med fig. la og lb.

Fig. 3 viser et apparat 1 som likner på apparatet 1 vist i fig. 2, men hvor bærelegemet 3 er utformet konisk hvor et øvre parti av bærelegemet 3 har en større utvendig diameter enn et nedre parti av bærelegemet 3. Fortrengningsorganene eller bladene 5 har på grunn av den koniske formen til bærelegemet 3 en mindre radiell utstrekning i apparatets 1 øvre parti enn den radielle utstrekningen i apparatets 1 nedre parti.

Formålet med den utformingen som er vist i fig. 3 er å kunne tilveiebringe et variabelt ringrom mellom bærelegemet 3 og foringsrøret 13 slik at det fluidiserte pluggmaterialet vil fortrenges med ulik hastighet langs apparatets 1 lengdeakse. Dette har blant annet den effekt at ulike trykkregimer inntrer.

Fig. 4 viser et parti av en brønn 15 som er forsynt med et foringsrør 13. Foringsrøret 13 er forsynt med perforeringer 17 som i den viste utførelse er tilveiebrakt ved hjelp av sprengladninger. Et ringrom 19 er avgrenset mellom et parti av foringsrøret 13 og en formasjon 21.

En plugg 23 av i og for seg kjent art er anbrakt i et parti av brønnen 15 som befinner seg lågere i brønnen enn det perforerte partiet av foringsrøret 17. Formålet med pluggen 23 er å frembringe en base eller bæring for et fluidisert pluggmateriale (ikke vist i fig. 4) som skal føres inn i brønnen 15.

Fig. 5a viser brønnen 15 i fig. 4, men hvor apparatet 1 vist i fig. 2 er ført til et nedre parti av den seksjon av brønnen 15 som skal plugges ved hjelp av et fluidisert pluggmateriale 25. I den viste utførelse tilføres det fluidiserte pluggmaterialet gjennom en boring som forløper gjennom drivinnretningen 11 og bærelegemet 3, samtidig som apparatet 1 roteres om lengdeaksen L.

Bladene 5 presser eller skviser på grunn av ovennevnte smøring eller slikkepottvirkning pluggmaterialet 25 mot foringsrørets 13 innside og ut gjennom perforeringene 17 og videre inn i ringrommet 19. Fig. 5b viser apparatet 1 i fig. 5a idet apparatet 1 er i ferd med å trekkes ut av brøn-nen 15 etter at et ønsket parti av brønnen er plugget. Apparatet 1 er således gjen-brukbart. Fig. 6a og 6b viser apparatet 1 ifølge den foreliggende oppfinnelse i en utførelse hvor fortrengningsorganet 5 utgjøres av tre sett med krageformede legemer 5, hvor sette-ne er anbrakt med innbyrdes avstand. De krageformede legemene 5 er festet til bærelegemet 3 ved hjelp en hengsleinnretning (ikke vist spesifikt). Hengsleinnretningen er av en i og for seg kjent art som er innrettet til å kunne holde de krageformede legemene 5 i en utfoldet stilling når apparatet 1 beveges i en første retning som vist ved hjelp av pilen Fl i fig. 6a, men hvor de krageformede legemene 5 klapper sammen og føres inn mot bærelegemet 3 når apparatet 1 beveges i en andre retning som vist ved hjelp av pilen F2 i fig. 6b. Alternativt kan pilene i fig. 6a og 6b anbringes i motsatt retning, men da må skulderelementet 3" vist i fig. 6b være anbrakt på en øvre side av innfestingspartiet til de krageformede legemene 5, og ikke nedre side som vist i fig. 6b.

Hengsleinnretningene er i den viste utførelse festet til rørstykker 3' som er skrudd sammen mellom seksjoner av bærelegemer 3.

Formålet med den "manetbegelse" som tilveiebringes ved hjelp av den hengslede innfesting av de krageformede legemer 5, er i første rekke å kunne bringe fluidisert pluggmaterial som føres inn fra et nedre eventuelt øvre parti av apparatet 1 å trenge inn i et rom 20 som avgrenses mellom to sett med krageformede legemer 5, bærelegmet 3 og fåringsrøret 13.

Fortrengningsorganene 5 som er vist i fig. 6a og 6b fordrer en drivinnretning 11 som tilveiebringer en resiprokerende bevegelse langs fåringsrørets 13 lengdeakse L. En slik resiprokerende drivinnretning kan være av i og for seg kjent art og vil derfor ikke bli nærmere omtalt i dette dokument.

I en alternativ utførelse kan apparatet 1 vist i fig. 6a være forsynt med et innfestingsparti 7 som er fast slik som for bladene 5 vist i for eksempel fig. la og lb. De krageformede legemene 5 vil da rage mot fåringsrøret 13 uavhengig om apparatet 1 beveges i retning Fl eller F2. For å underlette at fluidisert pluggmateriale som føres inn fra et nedre eventuelt øvre parti av apparatet 1 å trenge inn i ringrommene som avgrenses mellom to sett med krageformede legemer 5, bærelegemet 3 og fåringsrøret 13, er det en fordel om krageformede elementenes 5 radial utstrekning er mindre enn fåringsrørets 13 innvendige diameter.

For å oppnå en tilsvarende ønsket smørings- eller slikkepotteffekt som beskrevet for apparatene vist i figurene 1-3, kan de krageformede legemene 5 med hensyn til materialer og fleksibilitet være av den art som er beskrevet for bladene 5 vist i nevnte figu-rer.

Fig. 7 viser i større målestokk et snitt gjennom linjen B-B vist i fig. 6a. I fig. 7 er kun

apparatet 1 og fåringsrøret 13 vist. Det krageformede legemet 5 er i den viste utførel-se sammensatt av en flerhet av kragesektorelementer 5' (seksten vist). Selv om fig. 7 viser nevnte snitt B-B, kunne fig. 7 like gjerne vært et snitt sett fra en øvre side av et krageformet legeme som strekker seg i spiral omkring bærelegemet 3 vist for eksempel i fig. 6a. Fig. 8 viser i mindre målestokk et apparat 1 ifølge oppfinnelsen hvor apparatet er satt sammen i en stakk av flere apparater 1 med fortrengningsorganer 5 av ulik karakter. Fig. 9 viser apparatet i fig. 2 vist i en anvendelse for å anbringe et fluidisert pluggmateriale i en åpent hull seksjon uten foringsrør. Det fluidiserte pluggmaterialet er ikke vist i fig. 9.

Claims (25)

1. Apparat (1) til bruk ved anbringelse av et fluidisert pluggmateriale (25) i en oljebrønn eller gassbrønn som er fåret med et fåringsrør (13), hvor apparatet (1) omfatter: - et bærelegeme (3) avgrenset av et endeløst sideparti som strekker seg mellom et første endeparti og et andre endeparti, hvor bærelegemet (3) er innrettet til å kunne settes i bevegele av en drivinnretning (11); og - i det minste ett fortrengningsorgan (5) tilordnet bærelegemet (3),karakterisert vedat - fortrengningsorganet (5) er avgrenset av bærelegemets (3) overflate og et fritt endeparti (9) som vender mot fåringsrørets (13) innside, og at drivinnretningen (11) er innrettet til å kunne sette bærelegemet (3) og fortrengningsorganet (5) i bevegelse i fåringsrørets (13) løp, slik at det fluidiserte pluggmaterialet (25) settes i bevegelse i fåringsrørets (13) løp.

2. Apparat ifølge krav 1, hvor drivinnretningen (11) er en rørstreng som er innrettet til å kunne settes i rotasjon om en lengdeakse (L) til fåringsrøret (13) slik at apparatets (1) bevegelse er en rotasjonsbevegelse om fåringsrørets (13) lengdeakse (L).

3. Apparat ifølge krav 1, hvor fortrengningsorganet (5) er et blad (5).

4. Apparat ifølge krav 3, hvor bladets (5) frie endeparti (9) i det minste ved rotasjon av bærelegemet (3), er innrettet til å kunne oppvise en avbøyning i forhold til et sentralt kontaktparti (7) mellom bladet (5) og bærelegemet (3).

5. Apparat ifølge krav 3, hvor bærelegemet (3) og det minst ene bladet (5) ved rotasjon før apparatet (1) er ført inn i fåringsrøret (13) omskriver en sirkel som har en diameter som er større enn fåringsrørets (13) innvendige diameter, slik at det minst ene bladet (5) er påført en kurvatur når det er anbrakt i fåringsrøret (13).

6. Apparat ifølge krav 3, hvor bærelegemet (3) og det minst ene bladet (5) ved rotasjon omskriver en sirkel som har en diameter som er lik eller mindre enn fåringsrørets (13) innvendige diameter.

7. Apparat ifølge krav 3, 4, 5 eller 6, hvor en lengdeakse til det minst ene bladet (5) forløper parallelt med en lengdeakse til bærelegemet (3).

8. Apparat ifølge krav 3, 4, 5 eller 6, hvor en lengdeakse til det minst ene bladet (5) forløper på skrå i forhold til en lengdeakse til bærelegemet (3).

9. Apparat ifølge krav 1, hvor drivinnretningen (11) er et resiprokerende drivmiddel som er innrettet til å kunne tilveiebringe en fram og tilbakebevegelse av det minst ene fortrengningsorganet (5) langs foringsrørets (13) lengdeakse (L).

10. Apparat ifølge krav 9, hvor fortrengningsorganet (5) er et krageformet legeme (5).

11. Apparat ifølge krav 10, hvor det frie endepartiet (9) til det krageformede legemet (5) i det minste ved bevegelse, er innrettet til å kunne oppvise en av-bøyning i forhold til et sentralt kontaktparti (7) mellom bladet (5) og bærelegemet (3).

12. Apparat ifølge krav 10, hvor det krageformede legemet (5) strekker seg i en spiral omkring bærelegemet (3).

13. Apparat ifølge krav 11 eller 12, hvor det krageformede legemet strekker seg minst 360° omkring bærelegemet (3).

14. Apparat ifølge et hvilket som helst av kravene 10, 11 og 12, hvor det krageformede legemet (5) omfatter minst to kragesektorelementer (5')-

15. Apparat ifølge krav 14, hvor minst ett av kragesektorelementene (5') er forsynt med et hengslet innfestingsparti slik at det frie endepartiet (9) tillates å bringes inn mot bærelegemet (3) ved bevegelse av apparatet i én av frem-eller tilbakebevegelsen (Fl, F2).

16. Apparat ifølge krav 1, hvor pluggmaterialet (25) er et herdbart materiale.

17. Apparat ifølge krav 16, hvor lastkapasiteten til det minst ene fortrengningsorganet (5) er høyere enn de laster som virker på fortrengningsorganet (5) ved bevegelse av apparatet (1) i uherdet pluggmateriale, men lågere enn de laster som virker på fortrengningsorganet (5) ved bevegelse av apparatet (1) i herdet pluggmateriale (25), slik at i det minste et parti av fortrengningsorganet (5) brytes dersom en herdeprosess overstiger et forutbestemt nivå.

18. Apparat ifølge krav 1, hvor ett parti av bærelegemet (3) har en større utvendig diameter enn et annet parti av bærelegemet (3).

19. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor det minst ene fortrengningsorganet (5) omfatter to eller flere fortrengningsorganer (5) anordnet med innbyrdes avstand.

20. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, hvor bærelegemet (3) er forsynt med et løp innrettet til å kunne lede pluggmaterialet (25) som mottas fra en overflate av brønnen (15), ut gjennom et nedre endeparti av apparatet (1).

21. Apparat ifølge krav 1, hvor i det minste et parti av bærelegemet (3) er fremstilt av samme materiale som det minst ene fortrengningsorganet (5).

22. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående krav, til bruk ved temporær eller permanent plugging av et foringsrør (13) som er forsynt med perforeringer (17) for å kunne tilveiebringe fluidkommunikasjonskanaler mellom fåringsrørets (13) løp og fåringsrørets (13) utside.

23. Apparatet ifølge et hvilket som helst av kravene 1-21, hvor fåringsrøret (13) er et uperforert fåringsrør (13).

24. Framgangsmåte for å tilveiebringe en permanent eller temporær plugg i et fåringsrør (13) i en brønn (15), hvor pluggen tilveiebringes ved hjelp av et fluidisert pluggmateriale (25) som føres inn i brønnen (15) fra en overflate,karakterisert vedat framgangsmåten omfatter trinnene: å føre apparatet (1) ifølge krav 1 inn i brønnen (15); å sette apparatet (1) i bevegelse og tilføre det fluidiserte pluggmaterialet (25) fra brønnens (15) overflate; å fortsette bevegelsen i en forutbestemt tid etter at alt pluggmateriale (25) er tilført; å trekke apparatet (1) ut av brønnen (15).

25. Anvendelse av apparatet (1) ifølge krav 1 til å anbringe et sementbasert pluggmateriale ved permanent eller temporær plugging av en åpent hull seksjon av en brønn (15), hvor bevegelse av apparatet (1) driver pluggmaterialet til inngrep mot brønnens formasjon (21).