NO300467B1 - Fremgangsmåte for perforering av en formasjon som gjennomtrenges av et borehull, samt anordning til bruk ved fremgangsmåten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for perforering av en formasjon som gjennomtrenges av et borehull, under anvendelse av en perforeringskanon for å utføre perforeringsfunksjonen, omfattende følgende trinn: tilkopling av perforeringskanonen til en rørstreng og i det minste delvis nedføring av rørstrengen i borehullet; befestigelse av en opphengs- eller fremføringsanordning som strekker seg fra overflaten til perforeringskanonen og fråkopling av perforeringskanonen fra rørstrengen, idet perforeringskanonen da er opphengt i anordningen; nedsenking av perforeringskanonen til en ønsket dybde i borehullet; og deretter aktivering av perforeringskanonen for utførelse av perforeringsfunksjonen.

En fremgangsmåte av ovennevnte art er i alt vesentlig kjent fra US 3 045 748. Lignende teknikk fremgår av US 4 349 072 og US 4 690 214. Felles for denne kjente teknikk er at et brønninstrument, såsom en perforeringskanon, nedsenkes til en viss dybde i brønnen fastholdt i en rørstreng, og deretter videre nedover brønnen opphengt i en kabel, vaier e.l., hvoretter instrumentet såsom perforeringskanonen akti-veres .

Hvis brønninstrumentet utgjøres av en perforeringskanon innebærer det, særlig ved bruk i varme, dype brønner, en ulempe at kabelen er forbundet med perforeringskanonen etter at denne er nedført til ønsket dybde. Hvis kabelen fremdeles er koplet til perforeringskanonen, må den avtettes ved overflaten under perforeringen av hensyn til sikker trykkontroll.

I dette øyemed anvendes et sluserør og et stigerør, hvor sluserøret omfatter flere pakninger og tilknytninger. Hvis kabelen fortsatt er forbundet med perforeringskanonen når brønnen er i drift, må dessuten kabelen og andre verktøy deretter opphentes fra brønnen under motvirkning av et bety-delig brønnfluidtrykk. Hvis kabelen under perforeringen fremdeles er koplet til perforeringskanonen, kan det fore-komme at kabelen utilsiktet løsner fra kanonen og blåses oppad mot brønnoverflaten og derved nødvendiggjøre en kostbar oppfiskingsoperasjon for utgreiing av kabelen og tilbakehen-ting av perforeringskanonen. I ugunstige omgivelser, f.eks. hvor det forekommer H2S, kan kabelen beskadiges ved lengre tids opphold i borehullet. Hvis den holdes fortsatt sammen-koplet med perforeringskanonen, kan dessuten selv kabelen representere en hindring for fri tilstrømning av brønnfluid til brønnoverflaten fra de perforerte åpninger i formasjonen.

Formålet med oppfinnelsen er i første rekke å unngå ovennevnte ulemper ved teknikkens stilling, og dette oppnås ved en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art, ved at forut for aktiveringstrinnet forankres perforeringskanonen til veggen i borehullet når den har nådd den ønskete dybde, hvoretter fremføringsanordningen frakoples perforeringskanonen og trekkes opp fra borehullet.

Ved bruk av foreliggende oppfinnelse vil således alt kabelutstyr være trukket tilbake til brønnoverflaten, før perforeringskanonen avfyres. Det oppnås derved en uhindret tilstrømning av brønnfluid mot overflaten. Perforerings-operasjonen vil dessuten kunne gjennomføres på en sikrere måte, fordi den ikke vil hindres eller på annen måte kompli-seres av tilstedeværende kabler. Da perforeringskanonen ikke er forbundet med en kabel, kan en hovedventil av enkel type være anordnet under sluserøret, for styring av overflate-trykk. Hovedventilen vil gi sikker virkemåte og minske antallet perforeringsutstyrs-komponenter som behøves i borehullet.

Fordelaktige utføringsformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fremgår av de etterfølgende krav 2 - 6. Oppfinnelsen omfatter også en perforeringsinnretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som angitt i det etterfølgende krav 7.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen gjør det mulig for brukeren først å nedføre perforatoren på en rørstreng bare en del av strekningen gjennom et borehull og, når en borehullformasjon ønskes perforert, å fastgjøre en kabel til perforatoren, løsgjøre perforatoren fra rørstrengen under påvirkning av en oppadrettet strekkraft i kabelen, stort sett tilsvarende perforatorens nedadvirkende tyngde, senke perforatoren på kabelen ytterligere til ønsket dybde i borehullet, forankre perforatoren til brønnforingsrøret, løs-gjøre kabelen fra perforatoren og hale opp kabelen til brønn-overf laten. Fremgangsmåten er særlig egnet for anvendelse ved varme, dype brønner. Når perforatoren nedføres på en rørstreng til ønsket dybde i varme, dype brønner og holdes i den ønskete dybde i et tidsrom før perforeringen, vil de eksplosive ladninger i perforatoren kunne beskadiges med derav følgende, reduserte yteevne ved de rådende, høye temperaturer i brønnen. Det ville imidlertid være fordelak-tig å fullføre brønnen med perforeringskanoner og anker-innretninger som er videre enn rørstrengen men som ikke vil utsettes for temperatur og trykk av full høyde i et lengre tidsrom. Det ville også være gunstig å forlate brønnen midlertidig, med rørstreng og perforator installert, i et tidsrom før den egentlige gjennomføring av perforerings-operasjonen. For at en operatør skal kunne ferdiggjøre brønninstaliasjonen og brønnhodet en tid før perforeringen, uten at eksplosivene i perforeringskanonen samtidig beskadiges (spesielt hvis perforeringskanon og ankerinnretning er videre enn rørstrengen), må perforeringskanonen først ned-føres på rørstrengen til slik dybde i brønnen at temperaturene ikke overstiger en terskelverdi og de rettete ladninger og andre eksplosive komponenter i apparatet ikke beskadiges av slike temperaturer, perforeringskanonen må deretter midlertidig etterlates i et tidsrom for deretter å løsgjøres fra rørstrengen og nedføres på kabel i brønnen, fordi temperaturene i denne nye og større dybde er meget høye, hvoretter perforeringskanonen forankres til brønnforingsrøret og kabelen tilbaketrekkes fra den nye, større dybde. I løpet av relativt kort tid avfyres kanonen raskt, innen de innplas-serte eksplosiver kan beskadiges av temperaturene.

Ytterligere anvendelsesformål for oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende, detaljerte beskrivelse. Det påpekes imidlertid at denne detaljerte beskrivelse og de spesielle eksempler som representerer en foretrukket versjon av oppfinnelsen, utelukkende er illustrerende, idet det innenfor oppfinnelsens ramme kan foretas ulike endringer og modifiseringer som vil være åpenbare for en fagkyndig.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet i det etterfølgende i tilknytning til de medfølgende tegninger som utelukkende er illustrerende og ikke begrensende for oppfinnelsen, og hvor: Figur 1 viser et sideriss av en typisk verktøystreng som er nedført på en rørstreng i et borehull. Figur 2a - 3c viser i rekkefølge nedføring av verktøy-strengen på en rørstreng i et borehull, hvoretter en kabel-fremført perforeringskanon forankres til foringsrøret, løs-gjort fra kabelen. Figur 4 viser den induktive kopling ifølge figur 1. Figur 5 viser rørstrengs-låsings/nøytralutløseren ifølge figur 1 forbundet med den induktive kopling ifølge figur 4. Figur 6 viser ankerinnretningen ifølge figur 1 i uspent tilstand. Figur 7 viser ankerinnretningen ifølge figur 1 i spent tilstand.

Figur 8 viser ankerinnretningens innerfjær.

Figur 9 viser ankerinnretningens kilevikling.

Det er i figur 1 vist en typisk verktøystreng, bestemt for å nedføres på en rørstreng i et borehull. Verktøystrengen ifølge figur 1 omfatter en induktiv kopling 10 med en ytterspole og en tilkoplet innerspole, hvor ytterspolen innbefatter en elektrisk leder som står i forbindelse med et anker-spennverktøy 12 som beskrevet i det etterføl-gende. Den induktive kopling 10 med tilhørende inner- og ytterspoler er beskrevet i forbindelse med figur 4 og tilsvarer den induktive kopling som er omtalt i US-patentskrift 4 806 928, hvortil det henvises. En kabellås 14 med tilhør-ende rørstreng-rigel/nøytral-utløser 16 er innmontert mellom den induktive kopling 10 og anker-spennverktøyet 12. Den elektriske leder fra den induktive kopling 10 som er forbundet med spennverktøyet 12, tjener for overføring av et elektrisk startsignal. Spennverktøyet 12 kan eksempelvis være av typen "Casing Packer Setting Tool (CPST)", modell BA, CA og AA, som fremstilles av Schlumberger Technology Corporation. Spennverktøyet 12 kan også være av typen Baker/Hughes, modell 05, 10 og 20. "CPST"-spennverktøyet 12 bringes i funksjon av et elektrisk startsignal som antenner et brennbart faststoff.

Det brennbare faststoff utvikler et gasstrykk som bringer verktøyet til å ekspandere og derved fremkalle innbyrdes aksialbevegelse mellom spennverktøyets ytterhus og dets innvendige dorelement. Rørstrengs-rigel/nøytral-utløseren 16 innbefatter rigelknaster 16a som kan forbindes med en seksjon av en rørstreng, som vist og som detaljert beskrevet i det etterfølgende. En ankerinnretning 18 som er forbundet med anker-spennverktøyet 12, omfatter en kilevikling 18a som kan fastgjøres til et brønnforingsrør. Anker-spennverktøyet 12 innbefatter en elektrisk tenner som, ved å motta det elektriske startsignal fra ytterspolen i den induktive kopling 10, vil spenne ankerinnretningen 18, og spesielt ekspandere kileviklingen 18a i radialretning som følge av den innbyrdes bevegelse av de to hylser i anker-spennverktøyet 12. Et ten-ningssystem 20 som er forbundet med ankerinnretningen 18, kan avfyre perforeringskanonen 22 ved å påvirkes enten av en trykkøkning eller et trykkfall i borehullet.

I figur 2a - 3c er det vist en rekke situasjoner som illustrerer en fremgangsmåte for perforering av et brønn-foringsrør eller en brønnformasjon. Fremgangsmåten omfatter, i kronologisk orden: (1) fastlåsing av en verktøystreng til en rørstreng og nedføring til en første, forutbestemt dybde i borehullet, (2) løsgjøring fra rørstrengen av en perforeringskanon med kabel og nedføring til en andre, forutbestemt dybde i borehullet , (3) fastspenning av et anker som forankrer perforeringskanonen til brønnforingsrøret,

(4) opphaling av kabelen fra borehullet,

(5) perforering av borehullet ved hjelp av perforeringskanonen,

(6) løsgjøring av ankeret, og

(7) nedslipping av perforeringskanonen til bunnen av brøn-nen .

Verktøystrengen ifølge figur 1 er i figur 2a vist ned-ført på produksjonsrørstrengen 24 til en første, forutbestemt dybde i borehullet 26, og en permanent brønnpakning er spent.

Verktøystrengen er fastlåst med rigelknaster 16a til produk-sjonsrørstrengen 24. Rigelknastene 16a ligger an mot en

skulder 3 0 som opptar tyngden av verktøystrengen. Som nærmere beskrevet i det etterfølgende, er rigelknastene 16a forhindret i å inntrekkes i radialretning. Ankerinnretningen 18 er fremdeles ikke spent, (kileviklingen 18a befinner seg i

uekspandert stilling) og verktøystrengen er ikke forbundet med en kabel.

En kabel eller vaier 28, innbefattende innerspolen i den induktive kopling 10, er i figur 2b vist forbundet med kabellåsen 14 i verktøystrengen, ved hvilket tidspunkt den induktive koplings 10 innerspole er innrettet i flukt med den induktive koplings 10 ytterspole. Som vist i figur 2a, er verktøystrengen fastlåst til produksjonsrørstrengen 24 gjennom rigelknastene 16a, og ankerinnretningen 18 er fremdeles ikke spent.

Ifølge figur 2c er verktøystrengen, ved betjening av rigelknastene 16a ved hjelp av nøytral-utløsermekanismen, frigjort fra rørstrengen 24. Nærmere bestemt inntrekkes rigelknastene 16a radialt innad, bort fra skulderen 30 i produksjonsrørstrengen 24, når det, mot kabelen 28, under opptrekking overføres en oppadrettet strekkraft som stort sett tilsvarer en nedadrettet kraft som skyldes tyngden av perforeringskanonen 22. Rigelknastene 16a vil ikke inntrekkes før totaltyngden av verktøystrengen opptas av kabelen 28 hvilket forhindrer kabelbrudd grunnet et plutselig rykk i kabelen. Tyngden av verktøystrengen som er vist i figur 2c, opptas derved av kabelen 28. Nøytral-utløsermekanismen for rigelknastene 16a er nærmere beskrevet i det etterfølgende.

I figur 3a er verktøystrengen vist nedført til en andre dybde i borehullet 26 ved hjelp av kabelen 28 som opptar tyngden av verktøystrengen. Ankerinnretningen 18 og kileviklingen 18a er fremdeles ikke spent.

Ifølge figur 3b blir det fra ytterspolen i den induktive kopling 10 overført et elektrisk startsignal til spennverk-tøyet 12. I CPST-spennverktøyet 12, fremstilt av Schlumberger Technology Corporation, blir et brennbart faststoff antent og utvikler derved et gasstrykk som medfører at verktøyet 12 ekspanderer og fremkaller en innbyrdes aksialbevegelse mellom spennverktøyets ytterhus og dets innvendige dorelement. Som følge av denne innbyrdes aksialbevegelse vil kileviklingen 18a ekspandere radialt utad og derved forankres til brønnforingsrøret 26. Samtidig adskilles anker-spenn-verktøyet 12 fysisk fra ankerinnretningen 18, og spennverk-tøyet 12, rørstrengs-rigel/nøytral-utløseren 16, kabellåsen 14 og den induktive kopling 10 opphales til brønnoverflaten og etterlater ankerinnretningen 18, avfyringssystemet 2 0 og perforeringskanonen 22 alene i stilling i borehullet, forankret til brønnforingsrøret 26.

Som vist i figur 3c har avfyringssystemet 20, som reaksjon på en påvirkningsfaktor, f.eks. en trykkøkning eller et trykkfall i borehullet, avfyrt perforeringskanonen 22 hvorved ankerinnretningen 18, er løsgjort under påvirkning av et trykk eller støt grunnet den store kraften fra perforeringskanonen, hvilket innebærer at kileviklingen 18a tilbaketrekkes radialt innad, slik at perforeringskanonen 22 kan falle til bunnen av borehullet 26. Brønnen er deretter åpen for fri gjennomstrømning gjennom brønnkanal-foringsrøret og produksjonsrørstrengen 24.

Perforeringsmetoden som er beskrevet i det ovenstående i tilknytning til figur 2a-3c, er særlig egnet for anvendelse i varme, dype brønner. Grunnet brønntemperaturen i en andre dybde, er det ikke ønskelig å nedføre perforeringskanonen 22 i borehullet til den andre dybde, som vist i figur 3b-3c, på produksjonsrørstrengen og å etterlate apparatet i den andre dybde i borehullet i lengre tidsrom. I sistnevnte tilfelle vil de eksplosive ladninger i perforeringskanonen 22 beskadiges av varmen. Problemet kan løses på en måte ved at perforeringskanonen nedføres på produksjonsrørstrengen 24 til en første dybde, motsvarende ca. det halve av den andre dybde, i borehullet, som vist i figur 2a-2c, fordi temperaturen i denne første dybde er meget lavere enn i den andre dybde. Når operatøren deretter er klar til å perforere formasjonen, nedføres perforeringskanonen 22 på kabelen 28 til den andre dybde i borehullet hvor den forankres til brønnforingsrøret 26, og kabelen 28 sammen med annet, uviktig verktøystrengutstyr, opphales til brønnoverflaten. Som følge av at brønnen kompletteres og perforeres etter én tur med perforeringskanonen på rørstreng, og en ytterligere tur i brønnen på kabel, oppnås en perforeringsoperasjon som blant annet fører til en uhindret tilstrømning av brønnfluid mot brønnoverflaten.

I de etterfølgende avsnitt og i tilknytning til figur 2a-3c er det gitt en funksjonsmessig beskrivelse av den nye fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen for perforering av et brønnforingsrør.

Verktøystrengen ifølge figur 1 nedføres på produksjons-rørstrengen 24 til en første dybde i et borehull 26. Det ønskes til sist å perforere et brønnforingsrør i en andre dybde, motsvarende omtrent det doble av den første dybde. En permanent brønnpakning monteres, og brønnhodet sikres når verktøystrengen er fastgjort på produksjonsrørstrengen 24 i den første dybde. For å unngå beskadigelse av sprengladnin-gene i perforeringskanonen i varme, dype brønner, er det ønskelig å fastgjøre apparatet på rørstrengen i den første dybde i brønnen, ikke i den andre dybde, fordi temperaturen i den første dybde er meget lavere enn i den andre dybde. De rettete sprengladninger i perforeringskanonen 22 kan bevares ubeskadiget i et lengre tidsrom i den første dybde i brønnen. Når formasjonen ønskes perforert i den andre dybde, nedføres verktøystrengen til den andre dybde i brønnen. Etter å være plassert i den første dybde i brønnen, blir imidlertid verk-tøystrengen fastlåst til skulderen 3 0 i produksjonsrørstren-gen 24 ved hjelp av rigelknastene 16a, og tyngden av verktøy-strengen ifølge figur 1 overføres gjennom rigelknastene 16a til skulderen 30. Som nærmere beskrevet i det etterfølgende, holdes rigelknastene 16a fastlåst mot skulderen 30, til kabelen 28 påvirkes av en oppadrettet strekkraft som stort sett tilsvarer den nedadvirkende tyngde av perforeringskanonen, samtidig som rigelknastene 16a tilbaketrekkes radialt innad, bort fra skulderen 30. Når verktøystrengen er nedført på rørstrengen 24 til den første dybde i borehullet 26 og brønn-hodet er sikret, kan om ønskelig en kabel 2 8 nedføres i brøn-nen og fastgjøres til kabellåsen 14, på en måte som nærmere beskrevet i det etterfølgende. Hvis kabelen 28, etter å være fastgjort, påvirkes av en oppadrettet strekkraft som stort sett tilsvarer en nedadrettet kraft grunnet tyngden av perforeringskanonen 22, vil rigelknastene 16a tilbaketrekkes radialt innad. Dette er en funksjon av den såkalte "nøytral-utløsings"-rigelmekanisme som er nærmere beskrevet i det etterfølgende. Tyngden av verktøystrengen opptas samtidig av kabelen 28 og ikke av rigelknastene 16a på skulderen 30. Det er viktig å påpeke at denne "nøytral-utløsings"-tilstand (når den oppadrettete strekkraft i kabelen må tilsvare perforer-ingskanontyngden, innen rigelknasten 16a løsgjøres) forhindre at den hoppende eller rykkende kabel løsner rigelknastene 16a, og at nøytral-utløsingstilstanden forhindrer brudd eller beskadigelse av kabelen på grunn av et kast eller rykk. Når brønnforingsrøret ønskes perforert, nedføres verktøystrengen på kabelen 28 i brønnen. Når verktøystrengen er plassert i den andre dybde i brønnen, spennes ankerinnretningen 18, hvorved kileviklingen 18a ekspanderer radialt utad til anlegg mot brønnforingsrøret 26. Etter at ankerinnretningen 18 er spent, blir den del av verktøystrengen som inneholder anker-spennverktøyet 12, rørstrengs-rigel/nøytral-utløser 16, kabellåset 14 og den induktive kopling 10, opphalt til overflaten under etterlating av perforeringskanonen 22 og det tilhørende avfyringssystem 2 0 forankret til brønnforingsrøret 26. Når brønnrøret 26 ønskes perforert, overføres en inn-gangspåvirkning, såsom en trykkøkning eller et trykkfall, nedad gjennom borehullet. Derved bringes avfyringssystemet 2 0 i funksjon slik at perforeringskanonen 22 avfyres i brønnrøret 26. Deretter løsgjøres ankerinnretningen 18, og perforeringskanonen 22 faller ned til bunnen av borehullet.

Konstruksjonen av den induktive kopling 10 er vist mer detaljert i figur 4.

Som vist i figur 4, omfatter den induktive kopling 10 ifølge figur 1 en ytterspole 10a som er plassert mellom innerveggen og ytterveggen av et koplingshus 10b, en innerspole 10c som er konsentrisk innplassert i ytterspolen 10a for å forbindes ved lOcl med en kabel, en elektrisk leder 10d som er anordnet på én side av ytterspolen 10a med en første strømlederende lOdl som er elektrisk forbundet med en strøm-lederende 10al i ytterspolen 10a, en andre strømlederende 10d2 som er forbundet med spennverktøyet 12 og en jordledning 10d3, et indre endestykke 10e som er anordnet på den ene side av ytterspolen 10a for sammenkopling med en kabelmuffe 28a som er vist i figur 5 og nærmere beskrevet i det etterføl-gende, en fyllring 10f med lukket ifyllingsplugg 10g på den annen side av ytterspolen 10a, et kompenseringsstempel 10h montert på den annen side av ytterspolen 10a, en spalte som avgrenses mellom kompenseringsstempelet 10h og fyllringen 10f og er fylt med silikonolje (hele oljerommet er fylt med silikonolje helt ned til O-ringene under den første strøm-lederende 10dl).

Under drift, som vist i figur 4, vil den induktive kopling 10 bringes i funksjon ved konsentrisk innskyving av innerspolen 10c i ytterspolen 10a i spolehuset 10b. Når innerspolen 10c er konsentrisk innplassert i forhold til ytterspolen 10a, som vist i figur 4, vil det ved strømoverfø-ring gjennom innerspolen induseres i ytterspolen, ved hjelp av en induktiv magnetkopling, et elektrisk startsignal som overføres fra ytterspolen 10a og gjennom lederen 10dl til koplingen 10d og fra denne til kabellåset 14 og derfra videre til rørstreng-rigel/nøytral-utløseren 16 og fra denne gjennom lederen 10d2 til spennverktøyet 12.

Konstruksjonen både av kabellåset 14 og av rørstreng-rigel/nøytral-utløseren 16 er vist detaljert i figur 5.

Som vist i figur 5, omfatter kabellåset 14 en opp-fiskingshals 14a med en innadrettet forsenkning eller skulder 14a for griping eller fastholding av en oppfiskermuffe 28a på kabelen 28. En midtaksel 14b er forbundet med oppfiskingshalsen 14a. En trykkfjær 14c som omslutter en del av midtakselen 14b, utøver en trykkraft mot en låsehylse 32. Låse-hylsen 32 fastholder oppfiskermuffen 28a bevegelig etter at denne har ekspandert over oppfiskingshalsen 14a, og låser derved muffen 28a i den stilling som er vist i figur 4, når oppfiskingshalsen 14a trekkes oppad av muffen 28a. En ende 14bl av midtakselen 14b omsluttes av en sylindrisk del 14d som fastholdes i stilling med bruddtapper 14e. En annen, sylindrisk del 14f av I-formet tverrsnitt innbefatter en øvre seksjon Fl og en nedre seksjon F2 som avgrenser en mellom-liggende forsenkning F3. Den øvre seksjon Fl av den annen, sylindriske og I-formete del 14f er anbragt mellom rigelknastene 16a og fastholder derfor hver rigelknast 16a i dens radiale ytterstilling. Rigelknastene 16a hindres derved i å hvile mot skulderen 3 0 på produksjonsrørstrengen 24. En gruppe trykkutøvende bladfjærer 16b tvinger rigelknastene 16a radialt innad, selv om den øvre seksjon Fl av den annen, I-formete, sylindriske seksjon 14f befinner seg mellom rigelknastene 16a, og fastholder hver rigelknast 16a i dens radiale ytterstilling. En skruefjær 14g utøver trykkvirkning mellom den nedre seksjon F2 av den annen, sylindriske del 14f og et anslag 14h. Anslaget 14h er fiksert. Fjæren 14g vil derfor skyve den annen, sylindriske del 14f oppad, sett i figuren.

Kabellåset 14 og rørstrengs-rigel/nøytral-utløseren 16 er funksjonsmessig beskrevet i det etterfølgende i tilknytning til figur 5.

Oppfiskerhalsen 14a trekkes oppad av oppfiskermuffen 28a på kabelen 28 som er vist i figur 5. Når den oppadrettete strekkkraft i kabelen 28 stort sett tilsvarer den nedadvirkende tyngde av perforeringskanonen 22, oppstår en "nøytral tilstand". Det eksisterer derfor ingen nettokraft, bortsett fra kraften fra skruefjæren 14g. På grunn av den oppadrettete nettokraft fra skruefjæren 14g vil imidlertid både midtakselen 14b og den sylindriske del 14d etter knekking av bruddtappene 14e, skyves oppad under påvirkning av den oppadrettete skyvekraft fra skruefjæren 14g mot midtakselen 14b. Når den sylindriske del 14d beveges oppad, etter knekking av bruddtappene 14e, vil fjæren 14g fortsatt skyve den annen sylindriske, I-formete del 14f oppad. Når den oppadrettete strekkraft i kabelen stort sett tilsvarer tyngden av perfo-rer ingskanonen, vil den øvre seksjon fl av den annen sylindriske del 14f føres ut fra sin stilling mellom de to rigelknaster 16a, og de to forsenkninger f3 plasseres til sist i flukt mellom de to rigelknaster 16a. Rigelknastene 16a tvinges av de parvise, trykkutøvende bladfjærer 16b inn i forsenkningen f3. Av den grunn skyves rigelknastene 16a inn i forsenkningene f3.

Ankerinnretningen 18 er detaljert beskrevet i det etter-følgende i tilknytning til figur 6 og 7.

I figur 6 er en ankerinnretningen 18 vist i sin uspente stilling hvori kileviklingen 18al er vist ute av inngrep med brønnforingsrøret, og i figur 7 er ankerinnretningen 18 vist i'sin spente stilling hvori kileviklingen 18al er vist i inngrep med brønnforingsrøret. Det fremgår både av figur 6 og 7 at ankerinnretningen 18 omfatter en strekkhylse 18b som er fastgjort til et første trekk-dorelement 18c som er forbundet med et andre trekk-dorelement 18d. Det første dorelement 18c er på yttersiden forsynt med saggjenger I8f i motsvarighet til saggjenger på innersiden av et C-ringformet sperrelås 18g. Saggjengenes plassering muliggjør fri oppadgående bevegelse av strekkhylsen 18b og de to strekkdorer, når spennverktøyet 12 bringes i funksjon, men vil forhindre tilbakeføring til utgangsstillingene. Sperrelåset 18g fastholdes i et spor 18k mellom ankerinnretningens øvre rørsek-sjon 18h og en hus-avstandsholder 18j. Sporet 18k er slik utformet at sperrelåset kan ekspandere fritt i radialretning når det første trekkdor 18c beveges oppad og saggjengene 18f føres under sperrelåset 18g. Mellom det første strekkdor 18c og husavstandsholderen 18j er det anordnet en utløserhylse 181 med sin øvre ende slik plassert at den, ved påtvunget oppadgående bevegelse, vil gli under det C-ringformete sperrelås 18g og tvinge dette radialt utad, slik at sperrelåset løsgjøres fra saggjengene 18f. Utløserhylsen 181 er gjennom knaster 18m forbundet med en profilhylse 18n i under-enden av den første strekkdor 18c. Knastene 18m er innført gjennom aksiale slisser i den første strekkdor 18c. Ved behov overføres derved aksialbevegelsen av profilhylsen I8n til utløserhylsen 181. En innerfjær 18a2 er montert mellom husavstandsholderen 18j og den andre strekkdor 18d. Flere vindinger av en kilevikling 18al er interfoliert med innerfjæren 18a2. Halvdelen av kileviklingene 18al har spisse og oppadrettete, perifere yttertenner, og halvdelen av kileviklingene har spisse, nedadrettete tenner. Ankerinnretningen 18 kan derved oppta belastninger som enten er oppadrettet eller nedadrettet i borehullet. Ved hjelp av inner-røret 18p som gjennom tapper 18q er forbundet med innersiden av innerfjæren 18a2, bringes innerfjæren 18a2 og kileviklingen 18al i flukt med hverandre.

Figur 8 viser innerfjæren 18a2 i to dimensjoner.

Figur 9 viser kileviklingen 18al.

Virkemåten av ankerinnretningen 18 er beskrevet i det etterfølgende i tilknytning til figur 6 og 7, hvor figur 6 viser gidespiralen 18al ute av inngrep med brønnforingsrøret, og figur 7 viser kileviklingen 18al i inngrep med brønnfor-ingsrøret.

For å spenne ankerinnretningen 18, fastgjøres innerdoren 12a i spennverktøyet 12 til ankerstrekkhylsen 18b. Over-gangsdelen 12b i spennverktøyet 12 som ligger an mot ankerinnretningens 18 øvre rørseksjon 18h, forhindrer oppadgående bevegelse. Når ankerinnretningen 18 skal spennes, overføres et elektrisk startsignal fra den induktive kopling 10 til spennverktøyet 12 gjennom lederen 10d2, som vist i figur 4 og 5. Signalet antenner et brennbart faststoff i spennverktøyet 12, med derav følgende gassutvikling. Gasstrykket forårsaker ekspandering av spennverktøyet og fremkaller innbyrdes aksialbevegelse mellom spennverktøyets ytterhus og innerdoren. Denne relative aksialbevegelse hos spennverktøyet 12 frembringer en strekkraft mot strekkhylsen 18b. Følgelig vil innerdoren 12a i spennverktøyet 12, strekkhylsen 18b samt den første og den andre strekkdor 18c og 18d føres oppad og kom-primere innerfjæren 18a2, hvilket medfører at kileviklingene 18al ekspanderer radialt utad til de utadrettete, perifere tenner på kileviklingene 18al berører og bringes i inngrep med brønnforingsrøret. Under den oppadgående bevegelse av den første dor 18c vil saggjengene 18f føres gjennom innersiden av de motsvarende saggjenger på sperrelåset 18g. Låset 18g utvides og sammentrekkes i radialretning, for løsgjøring og fiksering av den første strekkdors 18c posisjon i forhold til sperrelåset 18g. Når belastningen på kileviklingene 18al tilsvarer kraften i strekkhylsen 18b, vil hylsen svikte og brytes, hvorved innerdoren 12a i spennverktøyet 12 frigjøres fra ankerinnretningen 18. I ankerinnretningen opptas belastningen av saggjengene 18f på den første strekkdor 18c og C-ringlåset 18g. Saggjengene hindrer den første strekkdor 18c i å tilbakeføres til sin avspente utgangsstilling. På dette tidspunkt er ankerinnretningen spent. Spennverktøyet, nøy-tralutløseren, kabellåset, den induktive kopling og kabelen løsgjøres fra ankerinnretningen og opphentes ved hjelp av rørstrengen.

For å frigjøre ankerinnretningen 18 da perforeringskanonen 22 faller til bunnen av brønnen etter å være avfyrt, kan to fremgangsmåter benyttes, enten en manuell glattwireope-rasjon eller en automatisk operasjon med høyeksplosiv detonering av perforeringskanonen.

I glattwiremetoden inngår bruk av et hydraulisk slag- og skifteverktøy som er forbundet med enden av glattwiren og ut-styrt med profilkiler som innføres og låses i profilforsenk-ningen i profilhylsen 18n. Ved støtvis oppadgående bevegelse av profilhylsen beveges den øvre ende av utløserhylsen 181 mellom C-ringlåset 18g og den første strekkdor 18c med derav følgende utadgående bevegelse av låset 18g i= radialretning. Derved løsnes forankringen mellom sperrelåset 18g og den første strekkdor 18c. Den komprimerte innerfjær 18a2 til-bakeføres til sin avspente, ukomprimerte stilling, hvorved kileviklingene 18al kan tilbaketrekkes radialt innad til avspent stilling, og de perifere tenner på kileviklingen 18al frigjøres fra brønnrøret. Ankerinnretningen, avfyringssystemet og perforeringskanonen faller derved til bunnen av brønnen.

Ved bruk av trykkprosessmetoden vil profilhylsen 18n forskyves oppad grunnet den høyeksplosive detonering av perforeringskanonen. En innerhylse som er plassert innenfor den andre strekkdor 18d, ligger an mot profilhylsen 18n i sin øvre ende og mot utløserrørseksjonen i sin nedre ende. Ved den høyeksplosive detonering av perforeringskanonen utvikles trykk som tvinger innerhylsen oppad, hvorved denne i sin tur skyver profilhylsen 18n oppad slik at utløserhylsen 181 for-flyttes mellom den første strekkdor 18c og C-ringlåset 18g.

I ovenstående beskrivelse av den foretrukne utførelses-form av oppfinnelsen omtales en permanent fullføringsteknikk, såsom underbalanse-perforering. Det bør bemerkes at det grunnleggende prinsipp for oppfinnelsen vil fungere like godt i forhold til en midlertidig fullføringsteknikk, f.eks. i forbindelse med en borestrengtest. Prinsippet vil i reali-teten fungere like gode i tilknytning til ethvert instrument som kan nedføres i et borehull, for gjennomføring av en ønsket funksjon.

Det er åpenbart at den beskrevne oppfinnelse kan vari-eres på mange måter. Slike endringer og modifiseringer anses å falle innenfor oppfinnelsens ramme som definert i de etter-følgende krav.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for perforering av en formasjon som gjennomtrenges av et borehull, under anvendelse av en perforeringskanon (22) for å utføre perforeringsfunksjonen, omfattende følgende trinn: tilkopling av perforeringskanonen (22) til en rørstreng (24) og i det minste delvis nedføring av rørstrengen i borehullet; befestigelse av en opphengs- eller fremføringsanordning (28) som strekker seg fra overflaten til perforeringskanonen (22) og fråkopling av perforeringskanonen fra rørstrengen (24), idet perforeringskanonen da er opphengt i anordningen; nedsenking av perforeringskanonen (22) til en ønsket dybde i borehullet; og deretter aktivering av perforeringskanonen (22) for utførelse av perforeringsfunksjonen; karakterisert ved at forut for aktiveringstrinnet forankres perforeringskanonen (22) til veggen i borehullet når den har nådd den ønskete dybde, hvoretter fremfø-ringsanordningen (28) frakoples perforeringskanonen og trekkes opp fra borehullet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at perforeringskanonen (22) frigjøres fra borehullveggen, og tillates å falle til bunnen av borehullet, etter utførelse av perforeringsfunksjonen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som fremførings-eller opphengsanordningen (28) anvendes en vaier, idet perforeringskanonen (22) opphenges i vaieren mens den nedsenkes i borehullet til den ønskete dybde.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at fråkoplingen av perforeringskanonen (22) fra rør-strengen (24) omfatter følgende trinn: opptrekking av vaieren (28) når den er festet til perfo-rer ingskanonen (22), og frigjøring av perforeringskanonen (22) fra rørstrengen (24) når kraften på grunn av trekkraften i vaieren (28) er stort sett lik tyngden av perforeringskanonen (22).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at under frigjøringen av perforeringskanonen (22) fra rørstrengen (24) føres minst én låseknast (16a) radielt innenfor og bort fra en skulder (3 0) hos rørstrengen.

6. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at forankringstrinnet omfatter følgende trinn: sammentrykking av en indre fjær (18a2) som er skruemessig sammenviklet med en kilevikling (18al); og ekspandering av kileviklingen (18al) radielt utad som reaksjon på sammentrykkingen, idet kileviklingen kommer i kontakt med veggen i borehullet når kileviklingen ekspanderes i en bestemt grad radielt utad.

7. Perforeringsinnretning for perforering av en formasjon som gjennomtrenges av et borehull, omfattende en perforeringskanon (22), hvilken innretning er innrettet til å tilkoples en rørstreng (24) og ved hjelp av denne nedsenkes til en første dybde i borehullet, hvilken første dybde er mindre enn en andre dybde ved hvilken perforering skal utføres, idet innretningen videre omfatter: første koplingsorganer (16a) for tilkopling av innretningen til rørstrengen (24) og andre koplingsorganer (10, 14) som er anordnet ved en ende av innretningen for tilkopling av en vaier (28) til nevnte ene ende av innretningen; idet de første koplingsorganer er innrettet til å frakople innretningen fra rørstrengen når de andre koplingsorganer forbinder vaieren med nevnte ene ende av innretningen og vaieren utsettes for en trekkraft, hvorved innretningen da kan nedsenkes ved hjelp av vaieren til den andre dybde i borehullet; karakterisert ved forankringsorganer (18al, 18a2) som virker til å forankre perforeringsinnretningen til veggen i borehullet når innretningen er blitt nedsenket ved hjelp av vaieren til den andre dybde i borehullet, idet de andre koplingsorganer (10, 14) er innrettet til å frakople vaieren (28) fra nevnte ene ende av innretningen når forankringsorganene har forankret innretningen til veggen i borehullet, hvorved vaieren kan trekkes ut fra borehullet forut for aktivering av perforeringskanonen (22).