Fagstoff

Vekt og stabilitet i borestrengen

Publisert: 28.09.2015, Oppdatert: 26.07.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Sentralt i emnet:

  • Stabilisator
  • Akselerator
  • Jar
  • Vektrør

 

Standard borestreng. Illustrasjon.Standard drilling BHA 

Rør på dekk offshore. Foto.

I borestrengen bruker vi ulike verktøy som bidrar til effektiv og sikker boreoperasjon.

Stabilisator

Stabilisatorens oppgave er å sentrere borestrengen i hullet slik at minst mulig av rørlengden legger seg inntil brønnveggen. Stabilisatorene kan også brukes som verktøy til å endre vinkel i hullet. Type, antall og plassering av stabilisatorer varierer fra brønn til brønn alt etter hva de skal brukes til.

En stabilisator (stabilizer) er et kort rør med utvendige blader som fyller ut avstanden til hullveggen. Bladene kan være faste på røret eller satt utenpå røret og være utskiftbare. De kan ha en innsats av hardmetall for å tåle mer slitasje. Bladene som har samme diameter som borekronen kalles full gauge og hjelper til å sentrere borestrengen i hullet.

Sentrering i brønnen

Sentreringen reduserer faren for differensiell fastkjøring, særlig for glatte utstyrskomponenter som har stor diameter, som for eksempel ikke-magnetiske vektrør og MWD-utstyr. Det finnes mange ulike dimensjoner og modeller av stabilisatorer på markedet, og det er også utviklet stabilisatorer med justerbar diameter.


Stabilisator. Foto.

Vinkelendring i brønnen

Plassering har stor effekt på vinkeloppbygging under retningsboring. En stabilisator som er plassert rett over borekronen gir en vinkelbyggende effekt. I slike tilfeller benyttes en full gauge near-bit stabilizer. Vektrørene vil komme i spenn og vender borekronen oppover.

En stabilisator som er plassert noen rørlengder fra borekronen gir en vinkelreduserendeÅ droppe vinkel i en brønn betyr å redusere vinkelen ned mot 0° (vertikal). effekt og flere stabilisatorer plassert med jevne mellomrom gir en stiv borestreng som holder vinkelen.

 

Jar

En jar er et frigjøringsverktøy som er designet for å gi et slag eller en sjokkbevegelse gjennom borestrengen ved en eventuell fastkjøring. En jar bør monteres i øvre del av BHA, og det har vist seg at det gir best effekt å plassere vektrør over jaren.

Det finnes tre typer jarer; hydrauliske, mekaniske og hydromekaniske. De fleste jarer kan slå både nedover og oppover, men er mest effektive oppover. Dersom nedre del av borestrengen setter seg fast, trekker eller komprimerer man borestrengen til jaren utløses. Det som da skjer er at en hammer (stempel) løsner inni jaren og gir et slag i en ambolt som gir sjokkbølger til nedre del av borestrengen og forhåpentligvis løsner den.

 

Jar med slagposisjon. Illustrasjon.Jar med slagposisjon 

Den hydrauliske typen er mest brukt. Her dras hammeren gjennom en sylinder i et lukket hydraulisk system. Et lite areal mellom hammer og sylinder gjør at den hydrauliske væsken ikke kan strømme fort og man får strekk i øvre del av borestrengen. Når hammeren kommer til det området der sylinderen har en større diameter, kan plutselig væsken strømme fritt forbi slik at det ikke er noe motstand lenger, og hammeren akselererer og gir et slag på ambolten.

I en mekanisk jar er det to friksjonsflater som er presset mot hverandre. Når strekkraften i øvre del av borestrengen overvinner friksjonskreftene i jaren, løsner hammeren og smeller opp i ambolten og gir sjokkvibrasjoner nedover i BHA.

Den hydromekaniske jaren består av en hydraulisk og en mekanisk del. Øvre del er hydraulisk og er designet til å gi kraftige støt oppover, og nedre del er en mekanisk del som gir kraftige støt nedover.

 

Akselerator

Borestrengen må kunne trekke seg sammen over jaren for at den skal virke effektivt. Dersom det er mye friksjon mellom borestreng og hullvegg er det nødvendig å plassere en akseleratorEn akselerator er et verktøy som brukes sammen med jar (slagverktøy) i BHA for å gi ekstra slagkraft til jaren. Akseleratoren er fleksibel i lengderetningen og bidrar med ekstra strekk i borestrengen når det trekkes for å jare. Akseleratoren overfører strekket til jaren som bevegelsesenergi, slik at jaren kan slå fullt slag på BHA. i BHA over jaren. Den virker samtidig med jaren og gjør at slagkraften fra jaren blir tilstrekkelig samt at en unngår sjokkbølger opp borestrengen. Akseleratoren inneholder en fjærmekanisme som strekker seg ut når borestrengen strekkes og raskt komprimeres når jaren slår.

Vektrør (DC)

Vektrør (drill collar) veier mer per meter enn vanlige borerør. Det betyr at de har tykke vegger, noe som medfører økt ytre diameter eller redusert indre diameter eller begge deler. De tåler betydelig kompresjon og skal gi tilstrekkelig vekt på borekronen (Weight on bit) samtidig som resten av borestrengen er i strekk.

Vektrørene er karakteristiske med utfreset spiralform som gjør at kontaktflaten mellom rør og brønnvegg blir mindre og faren for fastkjøring reduseres. Gjengene dreies i selve røret på grunn av den gode veggtykkelsen og er ofte lengre enn for vanlige borerør.

De vanligste skadene i vektrør er utmatting i koblingene på grunn av belastningen fra kompresjonskrefter og bøying i avviksbrønner.

Ikke-magnetiske vektrør (non-mag drill collars) brukes for å unngå magnetiske forstyrrelser på måleutstyr i BHA. De består av umagnetisk stål eller monelmetall og er blanke og glatte, uten utfresede spiraler, og plasseres i området der måleverktøyet brukes i BHA.

Tunge borerør (HWDP)

Tunge borerør (heavy weight drill pipe) er rør som er tyngre, sterkere og stivere enn vanlige borerør. HWDP brukes gjerne som en overgang mellom vektrør og vanlige borerør. Koblingene er av samme type som for vanlige borerør, men er noe lengre. De har ofte en forsterkning over koblingene som medfører økt ytre diameter, og ofte en økt diameter midt på lengden av røret.