NO340849B1 - Fremgangsmåte for radiell ekspandsjon av et rørformet element - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for radial ekspandering av et rørformet element.

Ekspansjon av rørelementer finner anvendelse på forskjellige teknologiske områder, for eksempel i olje- og gassproduksjonsindustrien fra et borehull formet i en jordformasjon. Borehull blir generelt forsynt med en eller flere foringsrør eller foringer for å tilveiebringe stabilitet til borehullsveggen og/eller tilveiebringe soneisolering mellom forskjellige jordformasjonslag. Uttrykket "foringsrør" og "foring" er rørelementer for å støtte og stabilisere borehullsveggen, idet det generelt betyr at et foringsrør strekker seg fra overflaten til borehullet og at en foring strekker seg fra et sted nede i brønnen videre inn i borehullet. I nærværende sammenheng, blir imidlertid uttrykkene "foringsrør" og "foring" brukt om hverandre og uten slik tilsiktet forskjell.

I en konvensjonell borehullskonstruksjon blir flere foringsrør satt i forskjellige dybdeintervaller på en flettet måte hvor hvert etterfølgende foringsrør blir senket gjennom det foregående foringsrør og følgelig må ha en mindre diameter enn dette. Som resultat avtar borehullsstørrelsens tverrsnitt som er tilgjengelig for olje- og gassproduksjon, med dybden. For å minske denne ulempe, har det vært vanlig radialt å ekspandere rørelementer i borehullet etter å ha blitt senket til ønsket dybde, for eksempel å forme et ekspandert foringsrør eller en foringsseksjon eller en kledning mot et eksisterende foringsrør. Det har også vært foreslått å ekspandere radialt hvert etterfølgende foringsrør til vesentlig samme diameter som det foregående for å danne et monoboringsforingsrør. Det oppnås således at den tilgjengelige diameter av borehullet holdes vesentlig konstant langs (en del av) dets dybde i motsetning til konvensjonelt flettede anordninger.

EP 1 438 483 Bl beskriver en fremgangsmåte for radial ekspandering av et rørelement i et borehull, hvor et rørelement i en ikke-ekspandert tilstand, først blir festet til en borestreng under boring av en ny borehullsseksjon. Deretter blir rørelementet radialt ekspandert og løsnet fra borestrengen.

For å ekspandere slikt element for et borehullsrør, blir det generelt brukt en konisk ekspander med en største ytterdiameter vesentlig lik den nødvendige rørdiameter etter ekspansjon. Ekspanderen blir pumpet, skjøvet eller trukket gjennom rørelementet. En slik fremgangsmåte kan føre til store friksjonskrefter som må løses mellom ekspanderen og innerflaten av rørelementet. Det er også risiko for at ekspanderen setter seg fast i rørelementet.

WO 99/47340 Al omhandler en foring til et rør, omfattende et fleksibelt materiale som er formbart i et rør, omfattende en hovedflate der materialet har midler innrettet for å øke overflatearealet.

EP 0044706 A2 beskriver en metode for radialt å ekspandere et fleksibelt rør i et brønnhull, for å separere borefluid pumpet inn i borehullet fra slurryborekaks.

I dokumentet DE 1189492 B beskrives en fremgangsmåte for kontinuerlig innføring av foringsrør i brønner.

EP 0044706 A2 beskriver en fremgangsmåte for radial ekspandering av et fleksibelt rør av vevd materiale eller glede ved utregning av dette i et borehull for å skille borefluid ut i borehullet fra slambiter som strømmer mot overflaten.

Selv om de kjente ekspansjonsteknikker i enkelte anvendelser har vist lovende resultater, er det et behov for en forbedret fremgangsmåte for radial ekspandering av et rørelement. Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte, som angitt i krav 1, for radial ekspandering av et rørelement som strekker seg inn i borehullet formet i en jordformasjon, idet fremgangsmåten omfatter å få veggen i rørelementet til å bøyes radialt utover og i en aksial omvendt retning for å danne en ekspandert rørseksjon som strekker seg rundt en gjenværende rørseksjon av rørelementet, der bøyningen oppstår i en bøyningssone av rørelementet og der fremgangsmåten videre omfatter å øke lengden av den ekspanderte rørseksjon ved å få bøyningssonen til å bevege seg i en aksial retning i forhold til den gjenværende rørseksjon og der veggen omfatter et materiale som blir plastisk deformert i bøyningssonen under bøyningen, slik at den ekspanderte rørseksjon beholder en ekspandert form som resultat av den plastiske deformering, idet fremgangsmåten videre omfatter trinnene å; aksialt feste den ekspanderte rørseksjonen til brannveggen; og skyve den gjenværende rørseksjonen inn i den ekspanderte rørseksjonen.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det også tilveiebrakt et radialt ekspandert rørelement som angitt i krav 21.

Således blir rørelementet effektivt vendt med innsiden ut under bøyningen. Bøyningssonen danner stedet hvor bøyningen finner sted. Ved å få bøyningssonen til å bevege seg i en aksial retning langs rørelementet oppnås det at rørelementet gradvis blir ekspandert uten behov for en ekspander som må skyves, trekkes eller pumpes gjennom rørelementet. Videre beholder den ekspanderte rørseksjon formen på grunn av den plastiske deformering som blir en permanent deformering av veggen. Det oppnås følgelig at den ekspanderte rørseksjon automatisk opprettholder sin ekspanderte form, dvs. at ingen ytre kraft eller trykk behøver å utøves mot den ekspanderte rørseksjon for å opprettholde dens ekspanderte form. Hvis for eksempel den ekspanderte rørseksjon har blitt ekspandert mot borehullsveggen som resultat av bøyning av veggen, behøver ingen ytre radial kraft eller trykk utøves mot den ekspanderte rørseksjon for å holde den mot borehullsveggen. Passende er rørelementets vegg fremstilt av metall, for eksempel stål eller annet formbart materiale som kan plastisk deformeres ved krengning av rørelementet. Den ekspanderte rørseksjon får deretter en tilstrekkelig kollapsmotstand, for eksempel størrelsesorden 100-150 bar. Hvis rørelementet strekker seg vertikalt i borehullet, kan vekten av den gjenværende rørseksjon utnyttes videre til kraften som trengs for å bevirke nedover bevegelse av bøyningssonen.

Passende blir bøyningssonen bevirket til å bevege seg i en aksial retning i forhold til den gjenværende rørseksjon ved å få den gjenværende rørseksjon til å bevege seg i en aksial retning i forhold til den ekspanderte rørseksjon. For eksempel holdes den ekspanderte rørseksjon stasjonær mens den gjenværende rørseksjon blir beveget i aksial retning gjennom den ekspanderte rørseksjon for å oppnå bøyning av veggen.

For å bevirke bevegelsen av den gjenværende rørseksjonen, blir den fortrinnsvis utsatt for en aksial sammentrykkende kraft som bevirker bevegelsen. Den aksialt sammentrykkende kraft oppstår minst delvis fra vekten av den gjenværende rørseksjon. Om nødvendig kan vekten kompletteres av en ytre nedadvendt kraft tilført ved den gjenværende rørseksjon for å bevirke bevegelsen. Etter hvert som lengden og følgelig vekten av den gjenværende rørseksjon øker, trengs det en oppadvendt kraft tilført den gjenværende rørseksjon for å hindre en ukontrollert bøyning eller bukling i bøyningssonen.

Hvis bøyningssonen befinner seg i en nedre ende av rørelementet, der den gjenværende rørseksjon aksialt blir forkortet ved en nedre ende og følgelig klar for bevegelsen av bøyningssonen, er det foretrukket at den gjenværende seksjon aksialt blir utvidet i en øvre ende i samsvar med den aksiale forkortning i den nedre ende. Den gjenværende rørseksjon forkortes gradvis i den nedre ende på grunn av den fortsatte omvendte bøyning av veggen. Ved å utvide den gjenværende rørseksjon i dens øvre ende for å kompensere for forkortningen i dens nedre ende, kan fremgangsmåten med revers bøyning av veggen fortsettes inntil det oppnås en ønsket lengde av den ekspanderte rørseksjon. Den gjenværende rørseksjon kan utvides i den øvre ende, for eksempel ved å kople en rørdel til den øvre ende på passende måte, for eksempel ved sveising.

Alternativt kan den gjenværende rørseksjon være tilveiebrakt i form av et spolerør som blir rullet av fra en spole og gradvis satt inn i borehullet. Således blir spolerøret forlenget i dets øvre ende ved å holde den avviklet fra spolen.

Som resultat av formingen av den ekspanderte rørseksjon rundt gjenværende rørseksjon, blir et ringrom anordnet mellom den ikke-ekspanderte og ekspanderte rørseksjon. For å øke kollapsmotstanden av den ekspanderte rørseksjon, kan trykkfluid settes inn i ringrommet. Fluidtrykket kan oppstå bare for vekten av fluidsøylen i ringrommet eller i tillegg også fra et eksternt trykk tilført fluidsøylen.

Ekspansjonsprosessen blir passende igangsatt ved å bøye veggen av rørelementet i en nedre endedel.

Fortrinnsvis blir borehullet boret med en borestreng som strekker seg gjennom den ikke-ekspanderte rørseksjon. I en slik anvendelse blir den ikke-ekspanderte rørseksjon og borestrengen fortrinnsvis senket samtidig gjennom borehullet under boring med borestrengen.

Eventuelt kan bøyningssonen varmes for å fremme bøyningen av borehullsveggen.

For å redusere eventuell bukling av den ikke-ekspanderte rørseksjon under ekspanderingen, blir fortrinnsvis den gjenværende rørseksjon sentralisert innenfor den ekspanderte seksjon ved hjelp av en passende sentralisermgsanordning.

Bøyning av rørveggen kan fremmes ved å tilveiebringe langsgående spor i ytterflaten av rørelementet ved å ekspansjon.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der

fig 1 viser skjematisk en første utførelse av et system for bruk i forbindelse med oppfinnelsens fremgangsmåte,

fig. 2 viser skjematisk en andre utførelse av et system for bruk med oppfinnelsens fremgangsmåte,

fig. 3 viser skjematisk en nedre del av en tredje utførelse av et system for bruk med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,

fig. 4 viser skjematisk en øvre del av den tredje utførelse, og

fig. 5 viser skjematisk et rørledningssystem for bruk med oppfinnelsens fremgangsmåte.

På figurene og i beskrivelsen refererer like nummer til like komponenter. På fig. 1 er det vist et system som omfatter et borehull 1 anordnet i en jordformasjon 2 og radialt ekspanderbart rørelement i form av ekspanderbar stålforing 4 som strekker seg fra overflaten 6 ned i borehullet 1. Foringen 4 har en radialt ekspandert rørseksjon 10 og en gjenværende rørseksjon i form av en ikke-ekspandert seksjon 8 som strekker seg i den ekspanderte seksjon 10. Veggen av den ikke-ekspanderte seksjon 8 bøyes i sin nedre ende radialt utover og i en aksialt omvendt (dvs. oppover) retning for å danne en U-formet, nedre seksjon 11 som kopler sammen den ikke-ekspanderte seksjon 8 og den ekspanderte seksjon 10. Den U-formete nedre seksjon 11 avgrenser en bøyningssone 9 av rørelementet 4. Den ekspanderte foringsseksjon 10 er aksialt festet til borehullsveggen 12 av friksjonskrefter mellom foringsseksjonen 10 og borehullsveggen 12 som resultat av ekspanderingsprosessen. Alternativt kan det i tillegg til den ekspanderte foringsseksjon 10 forankres til borehullsveggen 12 ved hjelp av en passende forankringsanordning (ikke vist).

Systemet på fig. 2 omfatter, i tillegg til foringen 4, et rørformet føringselement 14 og en hjelpeføringsring 15. Føringselementet 14 har en øvre del 16 som strekker seg inn i den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 og en nedre del 18 som strekker seg under den U-formete nedre seksjon 11 av foringen 4. Den nedre del 18 har en utvendig, konkav føringsplate 20 som strekker seg radialt utover og som er anordnet for å føre og støtte den U-formete, nedre seksjon 11. Føringselementet 14 kan henges opp fra overflaten ved hjelp av en passende streng eller kabel (ikke vist) som strekker seg gjennom den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8. Alternativt kan føringselementet 14 ganske enkelt bæres av friksjonskrefter mellom føringselementet og den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 eller av friksjonskrefter mellom føringselementet og borehullsveggen 12. I sistnevnte tilfelle er føringselementet 14 passende forsynt med for eksempel børsteliknende elementer som skraper langs borehullsveggen 12. Hjelpeføringsringen 15 er anbrakt mellom den ekspanderte foringsseksjon 10 og den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 og hviler på den U-formete, nedre seksjon 11.

Systemet på fig. 3 omfatter, i tillegg til foringen 4, rørføringselementet 14 og hjelpeføringsringen 15 en borestreng 22 som strekker seg fra overflaten gjennom den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 til bunnen av beholderen 24. Borestrengen 22 er forsynt med en bærering 32 for å understøtet føringselementet 14. Bæreringen 32 kan trekkes seg radialt tilbake for å kunne passere gjennom føringselementet 14 og den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8. Borestrengen 22 har en bunnhullsammenstilling med en brønnmotor 25 og en borkrone 26 drevet av motoren 25. Borkronen omfatter en pilotkrone 28 med målt diameter som er litt mindre enn den innvendige diameter av føringselementet 14 og en rømmerseksjon 30 med en målt diameter som er tilpasset for å borehullet 24 til dets nominelle diameter. Rømmerseksjonen 30 kan trekkes radialt tilbake til en ytre diameter som er litt mindre enn den innvendige diameter av føringselementet 14, slik at borkronen 26 kan passere gjennom føringselementet 14 og den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 når rømmerseksjonen 30 er i den sammenfalte modus.

På fig. 4 er det vist en øvre del av systemet på fig. 3. Den rørformete foringsseksjon 8 er formet av flat metallplate 36 viklet på en spole 34. Under bruk blir den flate metallplate 36 viklet av fra spolen 34 og ført til borestrengen 22 og bøyd rundt denne ved hjelp av en passende bøyningsanordning (ikke vist). De sammenføyde kanter av den bøyde metallplate 36 blir deretter sveiset sammen for å danne rørforingsseksjonen 8. En ringformet tetning 40 blir fast forbundet til den øvre ende av den ekspanderte foringsseksjon 10 for å tette den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 i forhold til den ekspanderte foringsseksjon 10, hvorved den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 får gli i den aksiale retning i forhold til tetningen 40. Den ekspanderte foringsseksjon 10 i sin øvre ende forsynt med et ledningsrør 42 forbundet til en pumpe (ikke vist) fluid inn i ringrommet dannes mellom den ikke-ekspanderte foringsseksjon og den ekspanderte foringsseksjon 10.

På fig. 5 er det vist en rørledning 50 som strekker seg inn i et vannlegeme 52, for eksempel en sjø eller elv fra et sted på land 54. Rørledningen 50 omfatter en ikke-ekspandert rørseksjon 50 og en ekspandert rørseksjon 58 som strekker seg rundt den ikke-ekspanderte rørseksjon 52. Veggen av den ikke-ekspanderte rørseksjonen 56 bøyer i sin bortre ende, radialt utover og i en aksial motsatt retning for å danne en endeseksjon 60 med en U-formet vegg, idet endeseksjonen 60 kopler sammen den ikke-ekspanderte 56 og den ekspanderte seksjon 58. Endeseksjonen 60 danner en bøyningssone 62 av rørledninger 50. Den ekspanderte rørseksjonen 58 blir forankret til jord på et sted på land 54 ved hjelp av en passende forankringsanordning 64. Vider e har den ikke-ekspanderte rørseksjon 56 en endedel 66 som fremspringer fra den ekspanderte rørseksjon 58 på stedet på land 54. En traktoranordning 68 er anordnet nær foranlaingsinnretningen 64 for å skyve den ikke-ekspanderte seksjon 56 ytterligere inn i den ekspanderte seksjon 58.

Under normal bruk av den første utførelse (fig. 1), blir den nedre endedel av veggen av den ennå ikke-ekspanderte foring 4 bøyd radialt utover og i aksial motsatt retning på passende måte for først å danne den U-formede nedre seksjon 11. Det radialt ytterste ben 10 av den U-formete vegg blir deretter fast forbundet til borehullsveggen 12 som kan finne sted automatisk på grunn av friksjonskreftene mellom benet 10 og borehullsveggen 12 eller på annen passende måte.

En nedadvendt kraft F av tilstrekkelig størrelse, blir deretter tilført den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 for å bevege denne gradvis nedover. Veggen av den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 blir derved gradvis bøyd og formet til den ekspanderte foringsseksjon 10. Som et resultat av dette beveges bøyningssone 9 i en nedadgående retning ved omtrent halvparten av hastigheten av den ikke-ekspanderte seksjon 8. i en relativ bøyning beveges bøyningssonen 9 oppover i forhold til den ikke-ekspanderte seksjon 8. Om ønskelig kan diameteren og/eller veggtykkelsen av foringen 4 velges slik at den ekspanderte foringsseksjon 10 blir fast sammentrykket mot boringshullsveggen 12 som resultat av ekspansjonsprosessen for å frembringe tetning mellom den ekspanderte foringsseksjon 10 og borehullsveggen 12 og/eller for å stabilisere borehullsveggen. Siden lengden og følgelig vekten av den ikke-ekspanderte seksjon 8 gradvis øker, kan den nedadgående kraft F senkes gradvis inn tilsvarende den økte vekt.

Eventuelt kan fluid av stor vekt eller trykksatt fluid pumpes inn i ringrommet mellom den ikke-ekspanderte og ekspanderte foringsseksjonen 8, 10 under eller etter ekspanderingen for å minske kollapsbelastningen på den ekspanderte seksjon 10 eller for å minske sprengbelastning på den ikke-ekspanderte seksjonen 8.

Normal bruk av den andre utførelse (fig. 2) er vesentlig lik den normale bruk av den første utførelse (fig. 1), men med det trekk at veggen av den U-formete nedre seksjon 11 blir understøttet og ført av føringsflaten 20 av føringselementet 14 for å fremme bøyning av veggen av rørelementet 4 i bøyningssonen 9. Videre gir føringsringen 15 tilleggsføring til veggen i bøyningssone 9 under deformeringen. Ved normal bruk av en tredje utførelse (fig. 3 og 4), blir motoren nede i brønnen 25 brukt for å dreie borkronen 26 for å øke dybden i borehullet 24 ved ytterligere boring. Borestrengen 22 beveger seg gradvis dypere inn i borehullet 24 etter hvert som boringen fremskrider. Den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 blir formet på overflaten av den flate metallplate 36 som blir viklet av fra spolen 34 og bøyd rundt borestrengen ved å bruke en passende bøynmgsinnretning hvoretter de sammenføyde kanter av det bøyde metallplate 36 blir sveiset sammen. Alternativt kan den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 settes sammen fra rørseksjoner på overflaten, som er vanlig for rørstrenger, for eksempel borstrenger, foringsrør eller foringer.

Den U-formete nedre seksjon 11 av foringen 8 hviler på føringsplaten 20 av føringselementet 14 og beveges ytterligere inn i borehullet 24 samtidig med borestrengen 22. Således, kontakter den U-formete nedre seksjonen 11 av foringen 24 kontinuerlig med foringsplaten 20 av føringselementet 14. Innledningsvis blir den nedadgående kraft F tilført den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 for å få denne til å senkes samtidig med borestrengen 22. Imidlertid øker lengden av den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 og følgelig også dens vekt gradvis, slik at den nedadgående kraft F gradvis kan minskes og til slutt erstattes av en oppadvendt kraft for å regulere hastigheten for nedsenkning av den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8. Vekten av den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8, sammen med kraften F (eventuelt) kan også brukes for å tilveiebringe den nødvendige skyvekraft til borkronen 26 under ytterligere boring av borehullet 24. I utførelsen på fig. 3 blir en slik skyvkraft overført til borkronen 26 via føringselementet 14 og bæreringen 32. I en alternativ anvendelse blir føringselementet 14 overflødig og skyvekraften blir direkte overført fra den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 til borestrengen 22 eller borkronen 26, for eksempel via en passende lagringsanordning (ikke vist).

Ved gradvis å senke den ikke ekspanderte foringskrone 8 inne i borehullet, blir således den nedre ende av veggen av den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 progressivt bøyd i en aksialt omvendt retning for derved progressivt å forme den ekspanderte foringsseksjonen 10. Under ekspansjonen blir den U-formete nedre seksjon 11 båret og ført av føringsflaten 20 av føringselementet 14 for å fremme bøyningen av den nedre ende av veggen av den ikke-ekspanderte seksjon 8. Føringsringen 15 gir tilleggsføring til veggen under ekspansjonsprosessen.

Når det er nødvendig å gjenvinne borestrengen 22 til overflaten, for eksempel når borkronen skal skiftes eller når boringen av borehullet 24 er fullført, blir bæreskulderen 32 radialt trukket bakover og rømmer kronen 30 blir brakt til den sammenfalte modus. Deretter blir borestrengen 22 gjenvunnet gjennom den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 til overflaten. Føringselementet 14 kan forbli nede i brønnen. Alternativt kan føringselementet 14 gjøres sammenfeldbar slik at det kan gjenvinnes til overflaten i denne modus gjennom den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8.

Etter at borehullet 24 har blitt boret til ønsket dybde og borestrengen 22 har blitt fjernet fra borehullet, kan lengden av den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 som fremdeles finnes i borehullet 24, løftes inn i borehullet 24 eller den kan løftes av den ekspanderte seksjon 10 og gjenvinnes til overflaten.

Hvis lengden av den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 blir etterlatt i borehullet 24, finnes det flere muligheter for komplettering av borehullet, for eksempel: a) et fluid, for eksempel saltvann blir pumpet inn i ringrommet 33 via ledningsrøret 42 for å trykksette dette og følgelig øke kollapsmotstanden av den ekspanderte foringsseksjon 10. Eventuelt kan et hull tilveiebringes i veggen av foringen nær dens nedre ende for sirkulasjon av det pumpede fluid, b) et tungt fluid blir pumpet inn i ringrommet 44 via ledningsrøret 42 for å understøtte den ekspanderte foringsseksjon 10 og øke dens kollapsmotstand, c) et element blir pumpet inn i ringrommet 44 for å frembringe, etter herding av sementen, et fast legeme mellom den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 og den

ekspanderte foringsseksjon 10. Passende ekspanderer sementen ved herding,

d) den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8 er radialt mot den ekspanderte foringsseksjonen 10, for eksempel ved pumping, skyving eller trekking av en

ekspander (ikke vist) gjennom den ikke-ekspanderte foringsseksjon 8.

I ovennevnte eksempel blir ekspansjon av foringen påbegynt i borehullet. Hvis imidlertid borehullet befinner seg under sjøbunnen og en offshore plattform befinner seg over borehullet, kan det være fordelaktig å begynne ekspansjonsprosessen ved offshore plattformen. I en slik prosess beveges bøyningssonen fra offshore plattformen til sjøbunnen og derfra inn i borehullet.

Således vil det resulterende eksisterende rørelement ikke bare danne en foring i borehullet, men også danne et stigerør fra sjøbunnen til offshore plattformen. Behovet for et eget stigerør fra sjøbunnen til plattformen blir derved unødvendig.

Følgelig kan elektriske ledninger eller optiske fibere anbringes i ringrommet mellom de ekspanderte og ikke-ekspanderte seksjoner for kommunikasjon med utstyret nede i brønnen. Slike ledninger er fibere kan være festet til ytterflaten av rørelementet før ekspansjonen. Den ekspanderte og ikke-ekspanderte seksjon kan brukes som elektriske ledere for å overføre data og/eller kraft ned i brønnen.

Siden lengden av den ikke-ekspanderte foringsseksjon som er igjen i borehullet ikke behøver å ekspanderes, kan det stilles mindre strenge krav om materialegenskap osv. på denne. For eksempel kan den nevnte lengde ha en nedre eller høyere bruddgrense eller mindre eller større veggtykkelse enn den ekspanderte seksjon.

I stedet for etter at en lengde av den ikke-ekspanderte foringsseksjon i borehullet etter ekspanderingen, kan hele foringen ekspanderes med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, slik at ingen ikke-ekspanderte foringsseksjoner forblir igjen i borehullet. I et slikt tilfelle kan for eksempel et langstrakt element for eksempel en rørstreng brukes for å bevirke den nødvendige nedadgående kraft F til den ikke-ekspanderte foringsseksjon under den siste fase av ekspansjonsprosessen.

Under normal bruk av systemet på fig. 5, blir en endedel av veggen av den ennå ikke-ekspanderte rørledning 50 beveget radialt utover og i aksial motsatt retning for å initiere den U-formete endeseksjon 60. Det radialt ytterste ben av den U-formete vegg blir deretter forankret til jord ved hjelp av forankringsinnretningen 64. Deretter blir traktorinnretningen 68 brukt for å bevege den ikke-ekspanderte rørseksjon 56 gradvis ytterligere inn i den ekspanderte rørseksjon 58 som blir formet av bøyningsprosessen. Veggen av den ikke-ekspanderte rørseksjon 56 blir derved progressivt bøyd og formet til den ekspanderte rørseksjonen 58. Som resultat beveges bøyningssonen 62 seg ytterligere inne i vannlegemet 52 ved omtrent halvparten av hastigheten som den ikke-ekspanderte seksjonen 56 blir beveget til den ekspanderte seksjon 58. Fremgangsmåten fortsettes inntil rørledningen 50 har blitt beveget tilstrekkelig langt inn i vannlegemet 52.

For å minske friksjonskrefter mellom ikke-ekspandert og ekspandert rørseksjon under ekspansjonsprosessen beskrevet i ovennevnte eksempler, kan passende friksjonsreduserende lag slik som for eksempel teflonlag brukes mellom de ikke-ekspanderte og ekspanderte rørseksjoner. For eksempel kan et friksjonsreduserende belegg brukes på ytterflaten av rørelementet før ekspansjon. Et slikt lag av friksjonsreduserende materiale reduserer ytterligere ringromsklaringen mellom de ikke-ekspanderte og ekspanderte seksjoner og fører således til en redusert buklingstendens av den ikke-ekspanderte seksjon. I stedet for, eller i tillegg til et slikt friksjonsreduserende lag, kan sentraliseringsputer og/eller ruller brukes mellom de ikke-ekspanderte og ekspanderte deler for å minske friksjonskreftene og ringromsklaringen derimellom.

Med fremgangsmåten beskrevet ovenfor oppnås det under boreprosessen at det bare blir en relativt kort seksjon med et åpent hull i borehullet siden den ekspanderte foringsseksjon forlenges til nær den nedre ende av borestrengen på ethvert tidspunkt. Fremgangsmåten har følgelig mange fordeler. For eksempel kan lengre intervaller bores uten å sette nye seksjoner av foringsrør og fører færre foringsrørseksjoner med forskjellig diametre. Hvis borehullet blir boret gjennom et skiferlag, eliminerer også den korte seksjonen med åpent hull problemer som skyldes skiferens hivingstendens.

Med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan den ekspanderte rørseksjon strekke seg fra overflaten inn i borehullet eller den kan strekke seg fra et sted nede i brønnen dypere inne i borehullet.

Når borehullet er et offshore borehull, hvorved en boreplattform blir anbrakt over borehullet på overflaten, kan resten (dvs. ikke-ekspanderte) av rørseksjonen strekke seg fra boreplattformen gjennom sjøvannet inn i borehullet. Således vil resten av rørseksjonen deretter danne et offshore stigerør og noe eget stigerør er ikke nødvendig for boreoperasjonen.

I stedet for å ekspandere den ekspanderte foringsseksjon mot borehullsveggen (som beskrevet ovenfor), kan den ekspanderte foringsseksjon ekspanderes mot innerflaten av et annet rørelement som allerede finnes i borehullet.

I stedet for å bevege den ikke-ekspanderte foringsseksjon nedover gjennom borehullet, kan denne videre bøyes oppover gjennom borehullet under ekspansjonsprosessen. Selv om eksemplene ovenfor refererer til utførelser av oppfinnelsen i et borehull, vil det fremgå at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen også kan brukes på jordoverflaten. For eksempel kan den ekspanderte foringsseksjon ekspanderes på innerflaten av et rør for eksempel en eksisterende strømningsledning for transport av olje eller gass anbrakt på jordoverflaten eller i noen dybde under overflaten. På denne måten blir hver slik eksisterende strømlinje forsynt med en ny foring og gjør det derved unødvendig å erstatte hele strømningsledningen hvis den har svekket seg over tid.

Claims (21)

1. Fremgangsmåte for radial ekspandering av et rørelement (4) som strekker seg inn i et borehull (1) anordnet i en jordformasjon (2), omfattende å bevirke at veggen av rørelementet (4) bøyes radialt utover og i en aksialt mottatt retning for å danne en ekspandert rørseksjon (10) som strekker seg rundt en gjenværende rørseksjon (8) av rørelementet (4),karakterisert vedat bøyningen skjer i en bøyningssone (9) av rørelementet (4), idet fremgangsmåten videre omfatter å øke lengden av den ekspanderte rørseksjon ved å bevirke at bøyningssonen (9) beveges i aksial retning i forhold til den gjenværende rørseksjon (8), og der veggen av rørelementet omfatter et metall som blir plastisk deformert i bøyningssonen under bøyningsprosessen, slik at den ekspanderte rørseksjon beholder en ekspandert form som resultat av den plastiske deformering, idet fremgangsmåten videre omfatter trinnene å; aksialt feste den ekspanderte rørseksjonen (10) til brannveggen (12); og skyve den gjenværende rørseksjonen (8) inn i den ekspanderte rørseksjonen (10).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat trinnet med å skyve den gjenværende rørseksjonen (8) inn i den ekspanderte rørseksjonen (10) innbefatter å bruke vekten av den gjenværende rørseksjonen (8) for å utsette den gjenværende rørseksjonen for en aksial kompresjonskraft.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat trinnet med å skyve den gjenværende rørseksjonen (8) inn i den ekspanderte rørseksjon (10) omfatter å supplere vekten av den gjenværende rørseksjon av en ekstern, nedoverrettet, kraft påført den gjenværende rørseksjonen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,2, eller 3,karakterisert vedat den ekspanderte rørseksjonen (10) er aksielt festet til borehullsveggen (12) ved forankring av den ekspanderte rørseksjonen (10) ved hjelp av foranlaingsinnretning.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av krav 1-4,karakterisert vedat den ekspanderte rørseksjonen (10) er aksielt festet til borehullsveggen (12) av friksjonskrefter mellom den ekspanderte rørseksjonen (10) og brannveggen (12).

6. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedden ekspanderte rørseksjonen (10) blir komprimert mot borehullsveggen (12) for å danne en tetning mellom den ekspanderte rørseksjonen (10) og borehullsveggen (12) og/eller for å stabilisere borehullsveggen (12).

7. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat den ekspanderte rørseksjon (10) har en sammenbruddsmotstand i størrelsesorden 100 til 150 bar.

8. Fremgangsmåte ifølge tt av de foregående krav,karakterisert vedat metallet innbefatter stål.

9. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedå omfatte trinnet med å montere den gjenværende rørseksjon (8) fra rørseksjoner på overflaten.

10. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat en borestreng strekker seg gjennom den gjenværende rørseksjon (8) for videre å bore borehullet.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedde følgende trinn: å forme den gjenværende rørseksjon (8) fra en metallplate, å bøye metallplaten rundt borestrengen ved et overflatested, og å forbinde endene av den bøyde metallplate etter sveising.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10 eller 11,karakterisert vedat den gjenværende rørseksjonen (8) og borestrengen blir senket samtidig gjennom borehullet under boringen med borestrengen.

13. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedå omfatte trinnet å utøve nedadrettet kraft F på den gjenværende rørseksjonen (8) ved hjelp av et langstrakt element under en siste fase av fremgangsmåten av radialt å ekspandere rørelementet (4).

14. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående kravene,karakterisert vedat den ekspanderte rørseksjonen (10) strekker seg fra overflaten inn i borehullet.

15. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedet ringrom (44) er dannet mellom den gjenværende rørseksjonen (8) og den ekspanderte rørseksjonen (10), idet fremgangsmåten videre omfatter å sette inn et trykksatt fluid inn i ringrommet (44) for å bedre sammenbruddsmotstanden til den ekspanderte rørseksjonen (10).

16. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat veggen av rørelementet blir ført under bøyning i bøyningssonen av et føringselement (14) med en radialt utstrekkende føringsflate (20) anbrakt ved eller nær bøyningssonen (9) .

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16,karakterisert vedat minst en del av føringselementet (14) strekker seg inn i den ikke-ekspanderte rørseksjon (8).

18. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat et hjelpeføringselement (5) er anordnet mellom den ekspanderte rørseksjon (10) og den gjenværende rørseksjon (8).

19. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav,karakterisert vedat et lag av friksjonsreduserende materiale strekker seg mellom den ekspanderte rørseksjon (10) og den gjenværende rørseksjon (8).

20. Fremgangsmåte ifølge krav 19,karakterisert vedat laget av friksjonsreduserende materiale omfatter et belegg tilført ytterflaten av den gjenværende rørseksjon (8).

21. Radialt ekspandert rørelement (4) som strekker seg inn i et borehull (1) formet i en jordformasjon (2), oppnådd med en fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av de foregående krav.