NO300787B1 - Anordning for boring i styrt bane - Google Patents
Anordning for boring i styrt bane Download PDFInfo
- Publication number
- NO300787B1 NO300787B1 NO895302A NO895302A NO300787B1 NO 300787 B1 NO300787 B1 NO 300787B1 NO 895302 A NO895302 A NO 895302A NO 895302 A NO895302 A NO 895302A NO 300787 B1 NO300787 B1 NO 300787B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- stabilizer
- drilling
- angle
- drill bit
- joint element
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims description 40
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 68
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000008844 regulatory mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
- E21B7/068—Deflecting the direction of boreholes drilled by a down-hole drilling motor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/10—Wear protectors; Centralising devices, e.g. stabilisers
- E21B17/1014—Flexible or expansible centering means, e.g. with pistons pressing against the wall of the well
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK 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
- E21B7/067—Deflecting the direction of boreholes with means for locking sections of a pipe or of a guide for a shaft in angular relation, e.g. adjustable bent sub
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Stored Programmes (AREA)
- Drilling And Boring (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for boring i styrt bane, omfattende en borkrone som er plassert på enden av anordningen, en motor for roterende drift av borkronen, et leddelement som i anordningen danner en øvre del og en nedre del innbefattende borkronen, idet hver av disse deler omfatter minst én stabilisator.
En anordning som i hovedtrekkene er av ovennevnte art, er kjent fra NO 162 926. Som ytterligere eksempler på tek-nikkens stilling kan nevnes EP 287 155, US 3 888 319 og FR 1 247 454.
Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en boreanordning hvor det under drift er mulig å kontrollere og nøyaktig styre retningsvinkelen og kurveradien, samt å redusere friksjonen og minske risikoen for fastkiling, uten at anordningen må heves til overflaten.
Dette formål oppnås med en anordning av den innlednings-vis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i den karakateriserende del av det etterfølgende krav 1. For-delaktige utføringsformer av oppfinnelsen er angitt i de øvrige etterfølgende krav.
Anordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes for kon-trollering av retningsvinkelen eller asimut (for borehull-retningen), uten overføring av rotasjonsbevegelse til borestrengen fra overflaten.
Kontrolleringen av kurveradieh lettes ved innkopling av et leddelement og en stabilisator.
Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Figur 1 viser en utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen. Figur 2-4 viser ulike typer av stabilisatorer av variabel ytterform. Figur 5 viser en anordning med tre stabilisatorer, hvorav minst én av variabel ytterform. Figur 6 og 7 viser to varianter av en stabilisator. Figur 8 viser en spesiell versjon med tre stabilisatorer og ett leddelement. Figur 9A - 9B viser en utførelsesform av oppfinnelsen, hvor et leddelement som er anbragt i nivå med universalleddet i en brønnhuUmotor, kan ha variabel vinkelinnstilling. Figur 10 viser en annen utførelsesform av anordningen ifølge figur 9B. Figur 11 viser den nedre del av en andre versjon av oppfinnelsen, som erstatter utførelsesformen ifølge figur 9B, og hvor stillingen av ett eller flere blader på en stabilisator kan varieres i forhold til hovedaksen for den ytre rørdel, og figuren omfatter to halvseksjoner som illustrerer to forskjellige stillinger av stabilisatorbladene. Figur 12 viser, utbrettet, bunnprofilen til et spor utformet i en del som inngår i anordningen ifølge figur 11. Figur 13 viser, utbrettet, en detalj ved en innretning som overfører vridningsmoment mellom to rørdeler og samtidig tillater bøyebevegelse mellom disse to deler.
Figur 14 - 15 viser banen for et borehull.
Figur 16 - 18 viser hvordan banen for et borehull kontrolleres ved anvendelse av en anordning med tre stabilisatorer, hvorav den ene av variabel ytterform, og et leddelement med variabel vinkelinnstilling. Figur 19 - 21 viser lignende riss, hvor anordningen i tillegg er utstyrt med et leddelement.
Det er i figur 1 vist en markoverflate 1 hvorfra det bores en brønn 2. Hele overflateinstallasjonen er betegnet med 3 .
Boreutstyret 4 omfatter en borestreng 5 som i sin nedre ende er forbundet med en boreanordning 6.
Boreanordningen 6 svarer til nedre del av boreutstyret, og kan betraktes som en del av borestrengen.
En boreanordning har generelt en lengde av noen få ti-talls meter, hvorav ca. 30 meter nærmest borkronen kan benevnes generelt som aktive i forbindelse med kontrolleringen av borehullbanen.
Ved utførelsesformen ifølge figur 1 omfatter boreanordningen en borkrone 7, en brønnhullmotor 8 og en stabilisator 9 av variabel ytterform.
Ved den viste utførelsesform kan borkronen 7 roteres av brønnhullmotoren 8 eller av borestrengen 5 som igjen kan drives fra overflaten ved hjelp av et drivverk 10, eksempelvis et dreiebord.
Ifølge oppfinnelsen er uttrykket "stabilisator av variabel ytterform" benyttet for å betegne at stabilisatoren kan justeres for å endre det geometriske mønster for bladenes kontaktpunkter mot innerveggen av den borete brønn, idet endringen gjelder for samme posisjon av anordningen i brønn-hullet.
Ulike typer av stabilisatorer av variabel ytterform er vist i figur 2 - 4 .
Den del av borestrengen som er forbundet med stabilisatoren 12, er betegnet med 11.
Ifølge figur 2 omfatter stabilisatoren flere blader hvorav to, bladene 13 og 14, er vist.
I dette tilfelle kan bladene beveges, for å endre avstanden d mellom aksen 15 for borestrengseksjonen 11 og frik-sjonsflaten 16 på bladet 14 eller 13.
Bladenes bevegelse er i figur 2 vist med piler. Mulige bladstillinger er vist med brutte linjer. Figur 3 viser en stabilisator av variabel ytterform, hvor bladene 18 kan beveges aksialt, som vist med piler. Mulige stillinger av bladene 18 er vist med brutte linjer. Figur 4 viser et tilfelle hvor bare ett enkelt blad 17 beveges. En stabilisator av denne type benevnes ofte "for-skjøvet". Samme forskyvningsvirkning for aksen 15 kan også oppnås dersom de fleste, bevegelige blader er plassert på samme side av et aksialplan gjennom aksen 15, eller ved at bladene som er plassert på samme side av et aksialplan gjennom aksen 15, kan beveges i større grad enn bladene på den annen side av samme plan.
Innenfor oppfinnelsens ramme kan det anvendes stabilisatorer av variabel ytterform av andre typer enn de hittil beskrevne, spesielt med blader som kombinerer de ovennevnte, forskjellige bevegelser.
Særlig kan midtstabilisatoren ha skrueformete blader.'
Figur 5 viser en utførelsesform som adskiller seg fra versjonen ifølge figur 1.
En borkrone 19 er i dette tilfelle fastgjort til en aksel 2 0 som drives av en motor 21.
En stabilisator 22 av konstant ytterform har rettlinjete blader 23 som forløper parallelt med aksen for anordningen 24 .
En stabilisator 25 av variabel ytterform har blader 26 med bevegelige friksjons- eller skjæreflater 27.
I dette tilfelle er bladene skrueformet.
En stabilisator 28 av konstant ytterform, har skrueformet blad 29.
Motoren 21 kan være en fortrengningsmotor av "Moineau"-typen eller en turbin som tilføres borefluid fra en kanal 30 som strekker seg gjennom anordningen og som selv forsynes med borefluid fra den hule borestrengen. Etter å ha passert gjennom motoren 21 ledes borefluidet mot borkronen 19, for fjerning av borkaks.
Motoren 21 kan også være i form av en elektromotor som mottar strøm, f.eks. gjennom en kabel fra overflaten.
Ifølge figur 5 er stabilisatorer 22 og 28 av konstant ytterform anordnet på hver sin side av stabilisatoren 25 av variabel ytterform. Denne plassering er fordelaktig, men på ingen måte begrensende. Anordningen kan også være utstyrt med flere stabilisatorer av variabel ytterform.
Den nederste stabilisator som befinner seg nærmest borkronen 19, kan være plassert enten på motorens 33 ytterhus 32, som vist i figur 6, eller på akselen 34 som dreier borkronen 19. Dette er vist i figur 7. I begge figurer er stabilisatoren betegnet med 31.
Anordningen ifølge oppfinnelsen kan innbefatte et leddelement med variabel eller fast vinkelinnstilling.
En slik anordning er vist i figur 8. Det nedre parti (omtrent de første 30 meter) av denne særlig velfungerende anordning omfatter: en borkrone 35, f.eks. en rullemeisel-borkrone, som er tilpasset undergrunnsformasjonen som skal bores, med skjære-element som er tilvirket av polykrystallinsk diamant eller annet, syntetisk materiale, og som kan tåle rotasjonshastigheten som utvikles av en brønnhullmotor. Det er nødvendig å velge en borkrone med lang levetid,
en brønnhullmotor (i dette tilfelle volumetrisk) 36 som danner et leddelement eller et kne 3 7 med en vinkel for-
trinnsvis under 3°, og er utstyrt med en stabilisator 3 8 som er anbragt på motorens 36 leddseksjon,
en stabilisator 3 9 som har variabel diameter og er fjernstyrbar fra overflaten,
et vektrør 4 0 med en innretning for måling under boring, (engelsk: "Measuring While Drilling" eller "MWD"), av ret-nings -hovedparametrene (hellingsvinkel, retningsvinkel, borkrone-forside) og overføring av disse' til overflaten, og en stabilisator 41 av konstant diameter,
hvor anordningen vil omfatte vektrør 42, eventuelt ett eller flere ytterligere stabilisatorer, tunge borrør, og en støtdemperhylse, hvor hele montasjen er forbundet med overflaten gjennom en borestreng.
De nedennevnte figurer viser eksempler på en stabilisator av variabel ytterform eller et leddelement med variabel vinkelinnstilling.
Figur 9A, 9B og 10 viser en særlig fordelaktig utførel-sesform av leddelementet med variabel vinkelinnstilling. Et rørformet element er i dette tilfelle forsynt i sin øvre ende med gjenger 59 for mekanisk sammenkopling med boreanordningen og i sin nedre ende med gjenger 60 på utgangsakselen 46, for fastskruing på borkronen 47.
Hovedfunksjonene utføres:
A. Av brønnhullmotoren 55 som er vist i figur 9A i form av en fortrengningsmotor av Moineau-typen, men som kan være av annen type (fortrengningsmotor eller en turbin), som er vanlig benyttet for boring på land og som derfor ikke er detaljert beskrevet.
B. Av en fjernstyringsmekanisme 62 som skal detektere endringen i posisjonsinformasjon og bevirke endring av rør-delens 44 rotasjonsbevegelse i forhold til rørdelen 43. C. Av et leddelement 64 som opptar de aksiale og trans-versale krefter og forbinder brønnhullmotoren 55 med utgangsakselen 4 6 på velkjent og ikke beskrevet måte. D. Av en mekanisme 63 for variering av geometrien i avhengighet av rørdelens 44 rotasjonsbevegelse. Et universalledd er betegnet med 57. Leddet er fordelaktig, hvis motoren er av Moineau-typen og/eller hvis det anvendes et kneelement 63 .
Fjernstyringsmekanismen omfatter en hylse 4 8 som virker som et stempel som kan forskyves med sin øvre del i en kanal 65 i rørdelen 43 og med sin nedre del i en kanal 66 i rør-delen 44. Hylsen er forsynt med opphøyde rifler 49 som griper inn i motsvarende riller på rørdelen 43, spor 50 som for-løper vekselvis rettvinklet (parallelt med aksen for rørdelen 43) og skrått (hellende i forhold til aksen for rørdelen 43) og som opptar tapper 67 som kan beveges glidende langs en akse perpendikulært mot hylsens 4 8 bevegelsesakse og som holdes i kontakt med hylsen ved hjelp av fjærer 68, samt opp-høyde rifler 51 som bare griper inn i motsvarende riller på rørdelen 44 når hylsen 48 befinner seg i sin øverste stilling .
Hylsen 48 er i sin nedre ende forsynt med en struper 52 som er vendt mot en overforliggende nål 53 som er koaksial med hylsens 48 bevegelsesretning. Hylsen holdes i sin øverste stilling ved hjelp av en returfjær 54, hvorved de opphøyde rifler 51 griper inn i de motsvarende riller på rørdelen 44. Rørdelene 43 og 44 er fritt dreibare i nivå med en roterbar lagerflate 6 9 som er aksial med aksene for rør-delen 43 og 44 og som dannes av rekker av sylindriske ruller 70 som er innført i tilhørende løpespor 72 og som kan uttas gjennom åpninger 74 ved fjerning av en luke 71.
Ved hjelp av et frittbevegelig, ringformet stempel 77 holdes en oljereserve 76 under samme trykk som borefluidet. Gjennom en ledning 78 fremføres oljen til hylsens 48 glide-flater, for å smøre disse.
Gjennom en aksial kanal 79 i hylsen 4 8 kan borefluidet strømme i retning av pilen f.
Vinkelreguleringsmekanismen omfatter en rørdel 45 som gjennom en kopling 56 er forbundet med rørdelen 44, for å rotere med denne. Rørdelen 45 kan rotere i forhold til rør-delen 43 i nivå med den roterbare lagerflate 63 som dannes av ruller 75 og hvis akse danner en vinkel med aksene for rørde-lene 43 og 45.
En mulig utførelsesform av koplingen 56 er vist i figur 13 .
Fjernstyringsmekanismens virkemåte er beskrevet i det etterfølgende. Denne fjernstyringstype er basert på en terskelverdi for fluidstrømmen som passerer gjennom mekanismen i retning av pilen f.
Når en strømningsmengde Q passerer gjennom hylsen 48, vil det oppstå en forskjell AP mellom trykket mot den fremre del 82 og den bakre del 83 av boreanordningen 6. Trykkforskjellen øker med økende strømningsmengde Q, i overensstemmelse med variasjonsloven AP = kQ<n>, hvor k er en konstant og n varierer mellom 1,5 og 2 i avhengighet av borefluidets karakteristika. Dette differansetrykket AP virker mot hylsens 48 tverrsnittsareal S og frembringer en kraft F som vil skyve hylsen 48 nedad i en translasjonsbevegelse og samtidig sammenpresse returfjæren 54. For en terskelverdi av strøm-ningsmengden vil kraften F øke tilstrekkelig til å overvinne kraften fra returfjæren, og fremkalle en svak translasjonsbevegelse av hylsen. På grunn av denne translasjonsbevegelse vil struperen 52 omslutte nålen 53, og derved i høy grad redusere gjennomstrømningstverrsnittet for borefluidet med derav følgende, betydelige økning i trykkforskjellen AP, hvilket medfører en stor økning i kraften F, som resulterer i en nedadgående, fullstendig bevegelse av denne hylsen 48 til tross for økningen i kraften fra returfjæren 54, grunnet sammenpressingen av fjæren.
På grunn av at sporene 5 0 er utformet som beskrevet i fransk patentskrift 2 432 079, vil tappene 67 følge den skråttforløpende del av sporene 50 under hylsens 4 8 nedadgående takt, og vil derfor bevirke dreiebevegelse av rørdelen 44 i forhold til rørdelen 43, hvilket er muliggjort fordi de opphøyde rifler 5i vil frigjøres fra de motsvarende riller på rørdelen 44 ved innledningen av hylsens 48 nedadgående takt.
Ved avstenging av fluidstrømmen når hylsen befinner seg i sin nedre anslagsstilling, kan returfjæren 54 skyve hylsen 48 oppad. Under denne oppadgående bevegelse vil tappene 67 følge de rettlinjete deler av sporene 50. Ved enden ay beve-gelsesstrekningen vil de opphøyde rifler 51 atter bringes i inngrep og derved sammenlåse rørdelene 43 og 44 for dreiebevegelse .
Delene 97 og 98 som overfører dreiebevegelse mellom rør-delen 44 og rørdelen 45 og samtidig tillater innbyrdes vinkelbevegelse av de to rørdeler, er vist utbrettet i figur 13 .
Delen 97 omfatter forsenkninger 99 som samvirker med tapper 100 med kulehoder 101. Selv om rørdelen som er fast forbundet med delen 97, bøyes i forhold til rørdelen som er fast forbundet med delen 98, vil følgelig den ene rørdel drive den annen roterende. De to deler fungerer følgelig på samme måte som et hult universalledd.
Vinkelen kan endres ved dreiing av rørdelen 44 i forhold til rørdelen 43 hvilket, gjennom drivmekanismen 56, medfører dreiing av rørdelen 45 i forhold til nevnte rørdel 43. Da rotasjonsbevegelsen foregår om en akse som danner en vinkel med aksene for de to rørdeler 43 og 45, vil dette medføre en endring av vinkelen mellom aksene for rørdelene 43 og 45. Denne vinkelvariasjon fremgår detaljert av fransk patentskrift 2 432 079. Figur 10 viser samme del av anordningen som figur 9B, men i en geometrisk forskjellig stilling.
En versjon av stabilisatoren av variabel ytterform er beskrevet i det etterfølgende. Fjernstyringsmekanismen for denne stabilisator er den samme som tidligere beskrevet.
Figur 11 viser mekanismen for endring av stillingen av ett eller flere blader på en integrert stabilisator. Figur 11 kan betraktes som den nedre del av figur 9A.
I underenden av rørdelen 44 er det anordnet spor 92 hvis dybder varierer i avhengighet av den angjeldende vinkel-sektor. I bunnen av sporene er det anbragt skyvere 93 hvor-imot rettlinjete eller skrueformete blader 94 befinner seg i anlegg under påvirkning av bladreturfjærer 95 som er plassert under beskyttelsesdeksler 96.
Mekanismen for variering av stillingen av ett eller flere blader har en virkemåte som beskrevet i det etterføl-gende .
Når rørdelen 44 roterer i forhold til rørdelen 43 grunnet bevegelsen av hylsen 48, vil hver av skyverne 93 plasseres på en sektor av sporet 92 av forskjellig dybde. Dette forårsaker en translasjonsbevegelse av bladene i retning fra eller mot rørdelens akse. Figur 11 viser til høyre et blad i "inntrukket" stilling og til venstre et blad i "utstrukket" stilling. Flere mellomstillinger er mulige avhengig av rotasjons-stignings-vinkelen for den fjernstyrte rotasjonsmekanisme. Figur 12 viser den utbrettete profilkurve for bunnen av sporet 92. Denne profilen kan eksempelvis være i motsvarighet til det tilfelle hvor tre blader styres fra samme spor.
Abscissen angir sporets bunnradius som en funksjon av sentralvinkelen, fra en referanse-vinkelposisjon. Da de tre blader styres fra samme spor under en omdreining, vil profilen reproduseres identisk for hver 120°. Av den grunn er profilen bare vist for 120°. Når tappen 93 på et stabilisatorblad samvirker med den del av sporbunnprofilen som motsvarer nivåpartiet IA, vil bladet befinne seg i en inntrukket stilling. En 40°-dreining av sporet medfører endring av sporets bunnradius fra posisjonen i motsvarighet til nivåpartiet IA til den som motsvarer nivåpartiet 2A, hvorved bladet bringes til en mellomliggende, utstrukket stilling. En ytterligere 40°-dreining forårsaker en økning i sporbunn-radien motsvarende nivåpartiet 3A med derav følgende, maksi-mal utstrekking av bladet. Et skråparti X mellom enkeltvise nivåpartier muliggjør gradvis utstrekking av bladet.
Langs et nedadhellende skråparti Y bringes innretningen tilbake til den inntrukne stilling som motsvarer nivåpartiet 4A av samme verdi som nivåpartiet IA.
I forbindelse med figur 8 skal i det følgende beskrives et eksempel på bruk av anordningen ifølge oppfinnelsen for boring av en brønnseksjon som omfatter:
1. En vertikal fase,
2. et innledende avvik i en gitt retningsvinkel f.eks. av 0-10°, langs en nøyaktig bane, 3. en stigningsfase langs en gitt bane (kurveradius) i en vinkel av eksempelvis 10-30°, 40°, eller 50° etc, 4. en eventuell retningsvinkel-korreksjon, under eller etter den tredje fase,
5. et parti som bores i konstant vinkel, og
6. korreksjon av høydevinkel og/eller retningsvinkel.
Dette er muliggjort grunnet kombinasjonen av den vinkel-innstilte brønnhullmotor og stabilisatoren av variabel diameter.
Denne kombinasjon kan utnyttes perfekt ved veksling mellom boreperioder hvorunder boreanordningen dreies fra overflaten og retningsboreperioder hvorunder anordningen holdes i en gitt posisjon (borkrone-forsiden). Under disse to periodetyper kan borkronebanens kurveradius modifiseres ved endring av stabilisatorens ytterform (f.eks. diameteren), i tillegg til de vanlig benyttete metoder (variering av tyngden på borkronen, variering av rotasjonshastigheten, etc.).
Banens vertikalplan-projeksjon er vist i figur 14 og horisontalplan-projeksjonen i figur 15.
Den stort sett vertikale borefase er betegnet med 102. Denne fase gjennomføres ved at hele anordningen dreies av borestrengen. Stabilisatoren 3 9 av variabel ytterform har fortrinnsvis samme diameter som den øvre stabilisator 41 av konstant ytterform.
Henvisningstallet 103 betegner det innledende avvik fra 0 til ca. 10°, som oppnås ved innstilling av leddelementet 37 1 den ønskete retningsvinkel for boringen, med etterfølgende dreiing av borkronen 3 5 ved hjelp av brønnhullmotoren 36, uten at hele boreanordningen drives av borestrengen. Brøn-nens kurveradius kan justeres ved å endre diameteren av stabilisatoren 3 9 av variabel ytterform. Ved en helling eksempelvis under 5° vil kurveradien øke med økende stabili-satordiameter. Tendensen er omvendt ved store hellinger.
Henvisningstallet 104 betegner stigningsfasen i en vinkel av ca. 10° til den ønskete helling er oppnådd, uten innvirkning på brønnretningen. Denne fase gjennomføres ved at anordningen dreies i sin helhet av borestrengen. Kurveradien justeres i overensstemmelse med diameteren av stabilisatoren 3 9 av variabel ytterform.
Henvisningstallet 105 betegner en fase hvorunder retningsvinkelen korrigeres med eller uten korrigering av høyde-vinkelen. I det tilfelle som er vist i figur 14 og 15, fore-kommer ingen høydevinkel-korrigering. Retningsvinkel-korri-geringen gjennomføres ved at leddelementet innstilles i den riktige retning for oppnåelse av den ønskete retningsvinkel-korreksjon, hvorunder borkronen drives av brønnhullmotoren, uten at hele anordningen drives av borestrengen.
Hensiktsmessig valg av diameteren for stabilisatoren 3 9 av variabel ytterform gjør det mulig å kontrollere banens kurveradius.
Henvisningstallet 106 betegner en borefase ved konstant helling uten retningsvinkel-justering. Denne borefase kan gjennomføres ved at hele boreanordningen dreies av borestrengen.
Fasen 107 omfatter en retningsvinkel-korrigering i lik-het med den som er tidligere beskrevet og betegnet med 105.
Fasene 108 og 110 er borefaser ved konstant helling uten retningsvinkel-justering. Fasene er av samme type som den tidligere beskrevne med betegnelsen 106.
Fasene 109 og 111 tjener for redusering av awiksvinke-len.
Ovennevnte faser etterfølger hverandre i tid i samme rekkefølge som de tilknyttete henvisningstall som går fra 102 til 111.
Målet for boringen er betegnet med 112.
I andre tilfeller kan rekkefølgen av de ulike faser og typen av disse selvsagt variere i avhengighet av de rådende forhold under boringen og av formålene som skal oppnås.
Figur 16 - 18 viser hvordan borehullets retning kontrolleres ved hjelp av en boreanordning omfattende tre stabilisatorer, hvorav en stabilisator 113 av variabel ytterform og to stabilisatorer som har konstant ytterform og er plassert på
hver sin side av den førstnevnte stabilisator.
Borehullet antas å helle 30° mot vertikalplanet. Den øvre stabilisator av konstant ytterform er betegnet med 114 og den nedre stabilisator av konstant ytterform, nærmest borkronen 116, er betegnet med 115. Stabilisatoren 115 er i dette tilfelle fast forbundet med motorens 117 ytterhus.
Bladene på stabilisatoren 113 er i figur 16 vist i den mellomstilling som motsvarer et borehull med konstant hellingsvinkel.
Bladene 118 på stabilisatoren 113 er i figur 17 vist i en maksimalt utstrukket stilling som forårsaker minsking av hellingen. Borkronen 116 borer i retning av pilen 119.
Bladene på den variable stabilisator 113 er i figur 18 vist i maksimalt inntrukket stilling. Dette motsvarer en økning i hellingsvinkelen, og borkronen 116 vil derved bore i retning av pilen 12 0.
Retningsvinkelen kan kontrolleres med en anordning som vist i figur 16 - 18, dersom denne omfatter minst én forskjø-vet stabilisator med eller uten variabel ytterform.
Det er i figur 19 - 21 vist en lignende anordning som i figur 16 - 18, men som dessuten er utstyrt med et leddelement 121. Identiske elementer i figur 19 - 21 og 16 - 18 har identiske henvisningstall.
Leddelementet 121 antas i dette tilfelle å ha konstant ytterform og en awiksvinkel av ca. 1°.
Når bladene på stabilisatoren 113 befinner seg i mellom-stillingen og hele boreanordningen drives av borestrengen (ikke vist) vil boringen foregå med konstant helling. I et slikt tilfelle har leddelementet 121 bare meget liten innvirkning på anordningens funksjon. Ifølge figur 20 er leddelementet 121 slik innstilt at boringen foregår i en nedadgående retning som vist med en pil 119. Denne stilling som er angitt med en strek-punktlinje 122, benevnes "lavsiden".
Leddelementets 121 vinkelinnstilling vil vanligvis kontrolleres ved hjelp av en konvensjonell målerinnretning som er innmontert i boreanordningen. Posisjonen kan justeres ved at borestrengen dreies i en passende vinkel fra overflaten.
I sistnevnte tilfelle dreies borkronen 116 ved hjelp av motoren 117.
Som vist i figur 20, vil stabilisatoren 113 av variabel ytterform øke minskningen i hellingsvinkel.
Figur 21 viser et leddelement som er innrettet mot den øvre posisjon, generelt benevnt "høysiden", som angitt med en strek-punktlinje 123.
Denne justeringsmåte øker borehullets hellingsvinkel.
Stillingen av leddelementet 121 kan kontrolleres og opp-rettholdes på samme måte som tidligere beskrevet.
I beskrivelsen er hellingsvinkelen angitt i forhold til vertikalretningen.
Claims (9)
1. Anordning for boring i styrt bane, omfattende en borkrone (7) som er plassert på enden av anordningen, en motor (8; 55) for roterende drift av borkronen, et leddelement (37;
64; 121) som i anordningen danner en øvre del og en nedre del innbefattende borkronen (7), idet hver av disse deler omfatter minst én stabilisator (9; 12; 25; 39; 92; 93; 94; 95;
113) , karakterisert ved at minst én av stabilisatorene har en fra overflaten fjernstyrt variabel geometri og er innrettet til sammen med leddelementet (37;
64; 121) å styre banens krumningsradius.
2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at leddelementet (37; 121) har fast vinkel.
3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at leddelementet (64) har variabel vinkel.
4. Anordning ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at leddelementet (64) er integrert i motoren (55).
5. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den med variabel geometri utformete stabilisator innbefatter midler for endring av avstanden mellom anordningens akse og anleggs-flaten på minst ett stabilisatorblad (13, 14).
6. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den med variabel geometri utformete stabilisator innbefatter midler for endring, i det minste aksielt, av anleggsflatens stilling på minst ett stabilisatorblad.
7. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter en stabilisator som er rotasjonsfast forbundet med borkronen (7).
8. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter minst én stabilisator som er rotasjonsfast forbundet med motoren.
9. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter en stabilisator med variabel geometri samt to andre stabilisatorer anordnet på hver sin side av stabilisatoren med variabel geometri.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8817597A FR2641315B1 (fr) | 1988-12-30 | 1988-12-30 | Garniture de forage a trajectoire controlee comportant un stabilisateur a geometrie variable et utilisation de cette garniture |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO895302D0 NO895302D0 (no) | 1989-12-28 |
NO895302L NO895302L (no) | 1990-07-02 |
NO300787B1 true NO300787B1 (no) | 1997-07-21 |
Family
ID=9373720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO895302A NO300787B1 (no) | 1988-12-30 | 1989-12-28 | Anordning for boring i styrt bane |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5316093A (no) |
EP (1) | EP0376805B1 (no) |
CA (1) | CA2006939C (no) |
FR (1) | FR2641315B1 (no) |
NO (1) | NO300787B1 (no) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010128861A1 (en) * | 2009-05-06 | 2010-11-11 | Norwegian Hard Rock Drilling As | Guiding device for rock drilling machine |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2670824B1 (fr) * | 1990-12-21 | 1997-01-24 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif d'actionnement a distance d'un equipement comportant un systeme duse/aiguille et son application a une garniture de forage . |
US5318138A (en) * | 1992-10-23 | 1994-06-07 | Halliburton Company | Adjustable stabilizer |
US5332048A (en) * | 1992-10-23 | 1994-07-26 | Halliburton Company | Method and apparatus for automatic closed loop drilling system |
US5318137A (en) * | 1992-10-23 | 1994-06-07 | Halliburton Company | Method and apparatus for adjusting the position of stabilizer blades |
GB9222298D0 (en) * | 1992-10-23 | 1992-12-09 | Stirling Design Int | Directional drilling tool |
FR2699222B1 (fr) * | 1992-12-14 | 1995-02-24 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif et méthode d'actionnement à distance d'un équipement comportant des moyens de temporisation - Application à une garniture de forage. |
US5485889A (en) * | 1994-07-25 | 1996-01-23 | Sidekick Tools Inc. | Steering drill bit while drilling a bore hole |
US5542482A (en) * | 1994-11-01 | 1996-08-06 | Schlumberger Technology Corporation | Articulated directional drilling motor assembly |
US5727641A (en) * | 1994-11-01 | 1998-03-17 | Schlumberger Technology Corporation | Articulated directional drilling motor assembly |
US5520256A (en) * | 1994-11-01 | 1996-05-28 | Schlumberger Technology Corporation | Articulated directional drilling motor assembly |
US5738178A (en) * | 1995-11-17 | 1998-04-14 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for navigational drilling with a downhole motor employing independent drill string and bottomhole assembly rotary orientation and rotation |
US5669457A (en) * | 1996-01-02 | 1997-09-23 | Dailey Petroleum Services Corp. | Drill string orienting tool |
GB9610382D0 (en) * | 1996-05-17 | 1996-07-24 | Anderson Charles A | Drilling apparatus |
CA2183033A1 (en) * | 1996-08-09 | 1998-02-10 | Canadian Fracmaster Ltd. | Orienting tool for coiled tubing drilling |
US5947214A (en) | 1997-03-21 | 1999-09-07 | Baker Hughes Incorporated | BIT torque limiting device |
US6078891A (en) | 1997-11-24 | 2000-06-20 | Riordan; John | Method and system for collecting and processing marketing data |
US6092610A (en) * | 1998-02-05 | 2000-07-25 | Schlumberger Technology Corporation | Actively controlled rotary steerable system and method for drilling wells |
US6158529A (en) * | 1998-12-11 | 2000-12-12 | Schlumberger Technology Corporation | Rotary steerable well drilling system utilizing sliding sleeve |
US6109372A (en) * | 1999-03-15 | 2000-08-29 | Schlumberger Technology Corporation | Rotary steerable well drilling system utilizing hydraulic servo-loop |
AU1401101A (en) | 1999-11-10 | 2001-06-06 | Petroleum Research And Development N.V. | Control method for use with a steerable drilling system |
GB0101633D0 (en) * | 2001-01-23 | 2001-03-07 | Andergauge Ltd | Drilling apparatus |
US6554083B1 (en) * | 2001-12-05 | 2003-04-29 | Scott Kerstetter | Adjustable bent housing sub for a mud motor |
US20030127252A1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-07-10 | Geoff Downton | Motor Driven Hybrid Rotary Steerable System |
WO2004113664A1 (en) * | 2003-06-23 | 2004-12-29 | Schlumberger Holdings Limited | Inner and outer motor with eccentric stabilizer |
US7360609B1 (en) * | 2005-05-05 | 2008-04-22 | Falgout Sr Thomas E | Directional drilling apparatus |
GB2476463B (en) * | 2009-12-22 | 2012-05-30 | Schlumberger Holdings | System and Method for Torque Stabilization of a drilling system |
EP2341211A1 (en) * | 2009-12-30 | 2011-07-06 | Welltec A/S | Downhole guiding tool |
US9500031B2 (en) | 2012-11-12 | 2016-11-22 | Aps Technology, Inc. | Rotary steerable drilling apparatus |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2500267A (en) * | 1945-03-26 | 1950-03-14 | John A Zublin | Apparatus for drilling deflecting well bores |
US2890859A (en) * | 1957-02-25 | 1959-06-16 | Eastware Oil Well Survey Compa | Turbine well drilling apparatus |
FR1247454A (fr) * | 1959-10-22 | 1960-12-02 | Dispositif pour le guidage d'un outil de forage | |
US3156310A (en) * | 1959-12-07 | 1964-11-10 | Eastman Oil Well Survey Co | Stabilized knuckle joint |
US3561549A (en) * | 1968-06-07 | 1971-02-09 | Smith Ind International Inc | Slant drilling tools for oil wells |
US3888319A (en) * | 1973-11-26 | 1975-06-10 | Continental Oil Co | Control system for a drilling apparatus |
US4040495A (en) * | 1975-12-22 | 1977-08-09 | Smith International, Inc. | Drilling apparatus |
FR2369412A1 (fr) * | 1976-11-02 | 1978-05-26 | Alsthom Atlantique | Procede et dispositif de forage dirige |
US4108256A (en) * | 1977-05-12 | 1978-08-22 | Continental Oil Company | Sliding stabilizer assembly |
US4185704A (en) * | 1978-05-03 | 1980-01-29 | Maurer Engineering Inc. | Directional drilling apparatus |
FR2432079A1 (fr) * | 1978-07-24 | 1980-02-22 | Inst Francais Du Petrole | Raccord coude a angle variable pour forages diriges |
CH630700A5 (fr) * | 1978-07-24 | 1982-06-30 | Inst Francais Du Petrole | Raccord coude a angle variable pour forages diriges. |
FR2445431A1 (fr) * | 1978-12-29 | 1980-07-25 | Inst Francais Du Petrole | Garniture de forage avec etages de stabilisation a lames retractables |
DE3403239C1 (de) * | 1984-01-31 | 1985-06-27 | Christensen, Inc., Salt Lake City, Utah | Vorrichtungen zum wahlweisen Geradeaus- oder Richtungsbohren in unterirdische Gesteinsformationen |
DE3423465C1 (de) * | 1984-06-26 | 1985-05-02 | Norton Christensen, Inc., Salt Lake City, Utah | Vorrichtungen zum wahlweisen Geradeaus- oder Richtungsbohren in unterirdische Gesteinsformationen |
US4739842A (en) * | 1984-05-12 | 1988-04-26 | Eastman Christensen Company | Apparatus for optional straight or directional drilling underground formations |
FR2585760B1 (fr) * | 1985-07-30 | 1987-09-25 | Alsthom | Dispositif deviateur pour forage, colonne de forage pour forage a deviations et procede de forage de puits avec deviations |
GB8529651D0 (en) * | 1985-12-02 | 1986-01-08 | Drilex Ltd | Directional drilling |
EP0251543B1 (en) * | 1986-07-03 | 1991-05-02 | Charles Abernethy Anderson | Downhole stabilisers |
US4813497A (en) * | 1986-10-15 | 1989-03-21 | Wenzel Kenneth H | Adjustable bent sub |
US4697651A (en) * | 1986-12-22 | 1987-10-06 | Mobil Oil Corporation | Method of drilling deviated wellbores |
FR2612985B1 (fr) * | 1987-03-27 | 1989-07-28 | Smf Int | Procede et dispositif de reglage de la trajectoire d'un outil de forage fixe a l'extremite d'un train de tiges |
GB8708791D0 (en) * | 1987-04-13 | 1987-05-20 | Shell Int Research | Assembly for directional drilling of boreholes |
US4947944A (en) * | 1987-06-16 | 1990-08-14 | Preussag Aktiengesellschaft | Device for steering a drilling tool and/or drill string |
US4817740A (en) * | 1987-08-07 | 1989-04-04 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus for directional drilling of subterranean wells |
-
1988
- 1988-12-30 FR FR8817597A patent/FR2641315B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-12-19 EP EP89403564A patent/EP0376805B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-28 NO NO895302A patent/NO300787B1/no not_active IP Right Cessation
- 1989-12-29 CA CA002006939A patent/CA2006939C/fr not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-08-05 US US07/925,014 patent/US5316093A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010128861A1 (en) * | 2009-05-06 | 2010-11-11 | Norwegian Hard Rock Drilling As | Guiding device for rock drilling machine |
NO333280B1 (no) * | 2009-05-06 | 2013-04-29 | Norwegian Hard Rock Drilling As | Styreanordning for bergboremaskin. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO895302D0 (no) | 1989-12-28 |
FR2641315B1 (fr) | 1996-05-24 |
CA2006939A1 (fr) | 1990-06-30 |
NO895302L (no) | 1990-07-02 |
FR2641315A1 (fr) | 1990-07-06 |
CA2006939C (fr) | 2000-06-27 |
EP0376805B1 (fr) | 1994-10-05 |
EP0376805A1 (fr) | 1990-07-04 |
US5316093A (en) | 1994-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO300787B1 (no) | Anordning for boring i styrt bane | |
NO301784B1 (no) | Boreanordning, spesielt for avviksboring | |
NO301783B1 (no) | Anordning for boring i styrt bane | |
US11396802B2 (en) | Intelligent reamer for rotary/sliding drilling system and method | |
US4185704A (en) | Directional drilling apparatus | |
US4485879A (en) | Downhole motor and method for directional drilling of boreholes | |
NO306126B1 (no) | Justerbar stabilisator for bruk ved boring av et borehull og fremgangsmåte for å styre helningen av et borehull | |
EP0594419B1 (en) | Adjustable blade stabilizer for drilling system | |
RU2648412C2 (ru) | Узел регулируемого изгиба для забойного двигателя | |
US5423389A (en) | Curved drilling apparatus | |
US8960329B2 (en) | Steerable piloted drill bit, drill system, and method of drilling curved boreholes | |
AU709061B2 (en) | A surface controlled wellbore directional steering tool | |
NO310433B1 (no) | Innstillbar stabilisator for avviksboring | |
NO344530B1 (no) | Fremgangsmåter for boring av et borehull under anvendelse av en bunnhullsammenstilling | |
EP2723975B1 (en) | Extended whipstock and mill assembly | |
CA2697912C (en) | Dual bha drilling system | |
NO180457B (no) | Anordning for fjernmanövrering av utstyr | |
NO343504B1 (no) | Fremgangsmåte og system for boring av et borehull | |
CN105637164A (zh) | 多角度旋转导向钻井 | |
US6978850B2 (en) | Smart clutch | |
NO20110693A1 (no) | Anti-virvel borkroner, bronnsted systemer og fremgangsmater for disse | |
US7343988B2 (en) | Drilling apparatus | |
US6702042B2 (en) | Method and device for rotary well drilling | |
RU2444604C1 (ru) | Устройство для искривления скважины | |
NO20110679A1 (no) | Selvstabiliserte og antivirvel-borkroner og bunnhullssammemstillinger og systemer til bruk med disse |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |