Verktøystreng for mekaniske kabeloperasjoner

Kabelen brukes for å utføre vedlikeholdsoperasjoner, fiskejobber og for å logge letebrønner og produksjons- og injeksjonsbrønner. Operasjonene utføres ved at spesialverktøy festes i enden av kabelen og senkes ned i brønnen.

Spesialverktøy til brønnoperasjoner kan være setteverktøy, henteverktøy, skrape, kaliper, loggeverktøy med mer. Verktøyene lages i stål og er relativt små i ytre diameter og lengde. For at et spesialverktøy skal virke i brønnen, må det kobles sammen med en standard pakke av verktøy. Pakken består vanligvis av en overgang fra kabelen til verktøystrengen, vekter, akselerator og hammer.

Når standardpakken og spesialverktøyet er koblet sammen, kalles det en verktøystreng.

En kabeloperatør må alltid vite hvilke deler som er satt på verktøystrengen. For hver operasjon som skal utføres med wireline, må hver eneste komponent av verktøystrengen registreres og måles. Komponentenes ytre diameter og lengde måles og føres på en assembly-tegning. Lengde og størrelse på fiskenakken må måles og dokumenteres. Et utvalg av fiskeverktøy tilpasset alle komponenter som kjøres inn i en brønn, skal være tilgjengelig.

Kabelen sjekkes også før den brukes i en brønn. Den skal ikke ha synlige ytre skader. Slickline sjekkes for metallsvekkelse ved å tvinne kabelen 10 ganger rundt sin egen akse. Svekket eller skadet kabel kuttes bort fra trommelen.

Beskrivelsen standard verktøystreng brukes om det verktøyet som må brukes for å montere spesialverktøyet til kabelen og det som brukes for å få nok vekt og slag til operasjonen i brønnen.

Kabelhodet er koblingen mellom kabelen og verktøystrengen. Det finnes flere forskjellige kabelhoder for kabler både med og uten elektriske ledere. På undersiden av kabelhodet er det en overgang som passer til verktøystrengens gjenger eller hurtigkobling.

Kabelhodet fungerer som kabelens svakeste punkt. Det betyr at strekkoverbelastning skal medføre at kabelhodet slipper fra verktøystrengen. Dette er viktig for å unngå at kabelen ryker i et ukjent område. Da kan hele kabelen trekkes ut av brønnen, og verktøystrengen hentes på en fiskejobb i ettertid.

Den glatte kabelen bøyes to ganger i 90 grader, slik at det formes en slags krok. Kroken festes rundt en messingkon. Messingkonen med kabel rundt plasseres inn i en hylse, som også er formet som en kon. Det vil si at kabelen klemmes inn hylsen og holdes på plass. Festet bærer vekten av verktøystrengen.

For kabelhodet til flettet kabel brukes friksjonselementer som presser mot kabelen og plasseres i en kon.

Et utvalg av kordelene i kabelen brukes til å feste kabelen til kabelhodet. Strekkraften til kabelhodet bestemmes av antall kordeler som brukes til festet.

En kombinasjon av inner- og ytterkordeler bøyes og festes i en messingkon. De kordelene som ikke brukes, klippes av. Deretter monteres festet i en utvendig hylse som har gjengeovergang til verktøystrengen.

De fleste verktøyene som skal kobles sammen under kabelhodet, har enten en gjenget forbindelse eller en hurtigkobling. Hurtigkoblingen anses for å være sikrest, ettersom den krever to samtidige ulike bevegelser for å frigjøre delene. Det hindrer at verktøyet frigjøres under operasjonen i brønnen, og dermed blir til en fisk.

Vekter (stem) brukes til å overvinne oppdrift og friksjon i brønnen. Verktøystrengen må ha flere vekter dersom brønnen har høyt brønntrykk. Vektene bidrar som kraft til resten av verktøystrengen under innkjøring, og som moment til hammerslag.

Hammeren ( jar) brukes til å slå på utstyr. Den kan brukes for å feste et henteverktøy eller fiskeverktøy til en fiskenakke, eller for å frigjøre en komponent fra brønnen (fisk, packer eller plugg). Det betyr at en hammer skal kunne slå nedover eller oppover, eller i begge retningene.

Hammerens effekt økes ved hjelp av vektene og akseleratoren i verktøystrengen. Når verktøystrengen dras oppover, vil slaglengden til jaren komme i øverste posisjon, og dermed føre til et hardt støt. Støtet forsterkes av vektenes vekt, bevegelse og vandring.

Vanligvis er det slagkraft oppover som er det mest ønskelige ved bruk av hydraulisk hammer (jar). Jaren består at to ytre lengder som er skjøvet inn i hverandre. Innvendig i jaren er det et oljefylt kammer. I kammeret er det et stempel som følger den ene av de to ytre delene. Når kabelen strekkes i vinsjen, lades jaren. Da glir stempelet sakte gjennom kammeret. Bevegelsen hindres av at oljen i kammeret skal passere forbi stempelet, og det bygger et mottrykk på baksiden av stempelet.

Stempelet glir i sylinderen til et område med større diameter, og friksjonen i oljen forsvinner. Hastigheten på bevegelsen øker brått og fullføres som et slag når de to ytre delene er trukket helt ut til enden av hverandre. Slaget forsterkes av akseleratoren.

Mekanisk jar brukes til å hamre opp eller ned. Slik som verktøystrengen er satt sammen, vil den mekaniske hammeren virke mest effektivt nedover. Oppbyggingen består av to leddede stålelementer som har en vandring i leddene. Når leddet blir manipulert opp eller ned, vil leddenes vandring komme til maks utslag og gi et slag. Vektene som er plassert over den mekaniske jaren, vil gi kraft nedover og dermed gi ønsket effekt for arbeidet som skal utføres i brønnen.

Akseleratoren brukes til å få bedret effekt når hammeren slår. Akseleratoren monteres over hammeren og forsterker hammerslagene. Det er flere typer akseleratorer på markedet. En mye brukt type akselerator er satt sammen av metall-disker som er satt oppå hverandre. Metall-diskene ser ut som en suppetallerken. Diskene settes mot hverandre, og når akseleratoren utsettes for krefter fra hammeren, vil dette gi en liten, fjærende effekt.

Akseleratoren brukes ofte til operasjoner høyt oppe i en vertikal brønn der kabelen ikke kan bidra med fjæring eller elastisitet til hamringen. Hammeren mister effekt dersom verktøystrengen blir for stiv, og sjokkbølgen fra jaren ikke får vandring.

Denne effekten vil også være viktig i horisontale brønner. Da vil akseleratoren gi ønsket effekt til jaren.

Verktøystrengen er forholdsvis lik i sammensetning til alle typer oppdrag. Det som er forskjellig fra operasjon til operasjon, er nederste del av verktøystrengen, der spesialverktøyet er montert. Det er det utførende elementet for en brønnoperasjon, og hver type operasjon krever en spesiell type verktøy.

Blind box brukes når det er behov for kraftig hamring nedover, særlig i forbindelse med fiskeoperasjoner. Et praktisk eksempel er når kabel og verktøystreng sitter fast i brønnen. En ny verktøystreng med blind box i enden av verktøystrengen kjøres inn i brønnen.

Blind box kjøres hardt ned på toppen av kabelhodet, som sitter fast i brønnen, slik at det frigjøres fra kabelen. Da kan kabelen, som satt fast, trekkes ut før resten av fisken hentes. Dette er en stor fordel for påfølgende fiskeoperasjon. Et fiskeverktøy vil enklere kunne kobles på fiskenakken på kabelhodet når vaieren er ute av brønnen.

Blind-boxen er flat på bunnen og laget av herdet stål, slik at den tåler mye under arbeid. Den ytre diameteren er tilpasset brønndiameter og den hindringen som skal fjernes.

Gauge Ring er et verktøy som brukes for å måle om det er passasje innvendig i brønnløpet. Gauge-ringen kommer i mange ulike størrelser. Valg av størrelse på ringen avgjøres av størrelsen på den verktøystrengen som skal kjøres i brønnen senere. Dette er en meget preventiv metode for å sjekke om en verktøystreng kan passere alle restriksjonene i brønnen.

Gauge-ringen kan også brukes til å fjerne voks, asfaltèn og scale. Dette verktøyet kalles også gauge cutter. Nedre del av verktøyet har en skarp kant. Denne kutter og løser opp avleiringer på innsiden av brønnløpet når verktøystrengen kjøres inn i brønnen.

Avtrykksblokk brukes til å ta avtrykk av restriksjoner eller en fisk i en brønn. Den brukes også til å planlegge og velge riktig verktøy til en fiskeoperasjon.

Ved å kjøre avtrykksblokken hardt ned på toppen av fisken, vil blyet presses sammen. Det dannes et bilde/avtrykk av plassering og form på toppen av fisken i bønnen. Bildet brukes til å velge riktig type fiskeverktøy.

Shifting tool brukes til å åpne og stenge sirkulasjonsventiler i brønner. Denne brønnoperasjonen gjøres dersom det trengs kommunikasjon med produksjons-annulus i brønnen. I noen sammenhenger må væske sirkuleres inn fra tubing-siden og opp i annulus. Dette kan være i forbindelse med en drepeoperasjon der hele brønnen fylles med tung væske.

Samme verktøy kan brukes til både å åpne og stenge sirkulasjonsventilen. Verktøyet hamres inn i sirkulasjonsventilen og tar tak i hylsen som kan stenge eller åpne for sirkulasjon. For å skifte posisjon på hylsen hamres det enten opp eller ned på verktøystrengen. Når hylsen står i riktig posisjon, frigjøres verktøyet og trekkes ut av brønnen.

Dersom hylsen skal beveges til motsatt posisjon, må shifting toolet snus først. Verktøystrengen trekkes ut av brønnen. Shifting toolet kobles av verktøystrengen, og verktøyet snus opp/ned. Verktøystrengen med shifting tool kjøres ned i brønnen igjen, og verktøyet hektes fast i hylsen i sirkulasjonsventilen. Hylsen flyttes til ønsket posisjon.

Wire grab er et fiskeverktøy som brukes til å hente ut kabel som er mistet i en brønn. I slike tilfeller er det en stor fordel om kabelen er presset sammen til en ball, slik at mye kabel blir viklet inn i mothakene når wire-grab-verktøyet hamres ned på vaier-ballen.

Tubing broach brukes til å fjerne harde avleiringer i brønnen. Utsiden av verktøyet er utstyrt med skraper som skraper bort avleiringen på innsiden av brønnveggen.

Verktøyet kjøres inn i brønnen og beveges opp og ned i det området som skal skrapes. Ved meget hard avleiring brukes jar og vekter. Jaren banker nedover, og restriksjoner som er festet på brønnveggen vil løsne av kraften fra verktøystrengen.

Kjøreverktøy brukes til å kjøre inn og sette annet utstyr i brønnen, som for eksempel en packer eller en plugg. Det finnes utallige versjoner av kjøreverktøy, alt etter hva som skal kjøres, og hvordan kjøreverktøyet skal frigjøres fra det som blir kjørt. Noen kjøreverktøy frigjøres ved å stå i ro i et avgrenset tidsrom, andre frigjøres ved hamring, og andre igjen frigjøres automatisk som en del av settesekvensen for det som installeres.

Kjøreverktøyene er også tilpasset de ulike profilene i toppen av det som skal installeres. Det kan for eksempel være en utvendig fiskenakke eller en innvendig fiskenakke.

Trekkeverktøy brukes til planlagt trekking av utstyr som står i brønnen. Det brukes også til fiskeoperasjoner for å fiske ut plugger, ventiler eller deler som er mistet i brønnen. De fleste kjøreverktøy kan også brukes til trekking eller fisking, mens noen verktøy er laget for spesialoperasjoner.

Et mye brukt fiskeverktøy er GS Pulling Tool. Dette verktøyet kan brukes til å trekke ut fisk, ventiler eller plugger med innvendig fiskenakke. Nedre del av verktøyet er utstyrt med gripemekanismer (dogs) som passer innvendig i fiskenakken.

Fiskeverktøyet kan frigjøres fra fisken ved kraftig hamring nedover. Da belastes en skjærpinne. Når skjærpinnen deles, vil kilene (doggene), som er festet i den innvendige fiskenakken, kollapse til mindre diameter, slik at det ikke lenger er holdekraft mellom fiskeverktøyet og fisken.

Det betyr at verktøystrengen er fri og kan trekkes ut av brønnen. Dette gjøres dersom vaieren som er brukt i den pågående operasjonen ikke tåler så stort strekk. Da trekkes kabelen ut av brønnen, og det byttes til større dimensjon på kabelen.