NO340303B1

NO340303B1 - Arrow and associated method for activating an underground plug located in an underground well

Info

Publication number: NO340303B1
Application number: NO20161519A
Authority: NO
Inventors: David D Szarka
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2017-03-27
Also published as: NO20161519A1

Description

Pil og tilhørende fremgangsmåte for å aktivere en underjordisk plugg lokalisert i en underjordisk Arrow and associated method for activating an underground plug located in an underground

brønn well

Foreliggende oppfinnelse angår generelt underjordiske brønnkonstruksjoner og mer spesifikt til en forbedret pil og fremgangsmåte for bruk av slik pil i underjordiske brønner. The present invention generally relates to underground well constructions and more specifically to an improved arrow and method for using such an arrow in underground wells.

Bakgrunn Background

Under boring og konstruksjon en av underjordisk brønn blir foringsrør generelt satt inn i brønnhullet. For å stabilisere foringsrøret blir en sementoppslemming ofte pumpet ned gjennom foringsrøret og deretter opp i ringrommet mellom foringsrøret og veggene av brønn. Ett hensyn i denne prosessen er at foringsrøret forut for innføring av sementoppslemming i dette, inneholder en borevæske eller en annen bruksvæske som kan forurense sementoppslemmingen. For å hindre slik forurensning blir en underjordisk plugg, ofte omtalt som en sementeringsplugg eller "nedre" plugg, plassert i foringsrøret foran sementoppslemmingen som en skillevegg mellom de to væsker. Pluggen kan utføre andre funksjoner i tillegg, så som å tørke av fluid fra den indre flate av foringsrøret mens den beveger seg gjennom foringsrøret, hvilket fører til redusert risiko for forurensning. Ett eksempel på dette finnes i US patent nr. 5 433 270 A som omhandler en sementeringsplugg for bruk i olje- og gassbrønner, og spesielt egnet for bruk sammen med borkroner av polykrystallinsk diamant. Pluggen omfatter en topplugg med sylindrisk legeme og et tverrsnitt som en invertert «U», et ytre belegg fordelt rundt det sylindriske legeme for å tørke av veggene i brønnen og en bunnplugg med sylindrisk legeme med gjennomgående boring samt et belegg for samme formål som på toppluggen. De ytre belegg er innrettet til å kunne fjernes fra de sylindriske legemer med trykk og gjennom komprimering i lengderetningen lage en tetning mellom foringsrør og nevnte sylindriske legemer og hindre rotasjon av de sylindriske legemer inne i foringsrøret. During drilling and construction of an underground well, casing is generally inserted into the wellbore. To stabilize the casing, a cement slurry is often pumped down through the casing and then up into the annulus between the casing and the walls of the well. One consideration in this process is that, prior to the introduction of cement slurry into it, the casing contains a drilling fluid or another working fluid that can contaminate the cement slurry. To prevent such contamination, an underground plug, often referred to as a cementing plug or "lower" plug, is placed in the casing in front of the cement slurry as a partition between the two fluids. The plug can perform other functions in addition, such as wiping fluid from the inner surface of the casing as it moves through the casing, leading to a reduced risk of contamination. One example of this can be found in US patent no. 5,433,270 A, which deals with a cementing plug for use in oil and gas wells, and particularly suitable for use together with polycrystalline diamond drill bits. The plug comprises a top plug with a cylindrical body and a cross-section like an inverted "U", an outer coating distributed around the cylindrical body to wipe the walls of the well and a bottom plug with a cylindrical body with a through bore and a coating for the same purpose as on the top plug . The outer coatings are arranged to be able to be removed from the cylindrical bodies by pressure and through compression in the longitudinal direction create a seal between the casing and said cylindrical bodies and prevent rotation of the cylindrical bodies inside the casing.

Tilsvarende, etter at en hensiktsmessig mengde av sementoppslemming er blitt plassert i brønnen, blir en fortrengningsvæske benyttet til å presse sementen til ønsket sted. For å hindre forurensning av sementoppslemmingen av fortrengningsvæsken, kan en "øvre" sementeringsplugg bli innført ved grenseflaten mellom sementoppslemmingen og fortrengningsvæsken. Similarly, after an appropriate amount of cement slurry has been placed in the well, a displacement fluid is used to push the cement to the desired location. To prevent contamination of the cement slurry by the displacement fluid, an "upper" cement plug can be inserted at the interface between the cement slurry and the displacement fluid.

Den øvre plugg tørker dessuten sementoppslemming av den indre flate av foringsrøret idet fortrengningsvæsken blir pumpet ned gjennom foringsrøret. Enkelte ganger kan en tredje underjordisk plugg bli benyttet til å utføre funksjoner så som foreløpig kalibrering av det indre volum av foringsrøret for å bestemme mengden av fortrengningsvæske som kreves, foreksempel, eller for å skille et andre fluid foran sementoppslemmingen (for eksempel når en foran plassert plugg kan skille et boreslam fra en sement skillevæske, kan den tredje plugg bli benyttet til å skille sement skillevæsken fra sementoppslemmingen). The upper plug also dries cement slurry from the inner surface of the casing as the displacement fluid is pumped down through the casing. Occasionally, a third underground plug may be used to perform functions such as preliminary calibration of the internal volume of the casing to determine the amount of displacement fluid required, for example, or to separate a second fluid ahead of the cement slurry (for example, when a front-placed plug can separate a drilling mud from a cement separating fluid, the third plug can be used to separate the cement separating fluid from the cement slurry).

Ved visse utførelsesformer, for eksempel når det bores offshore, kan foringsrøret bli senket inn i brønnen med en arbeidsstreng, som typisk er en lengde (seksjon) av et borerør. Siden de fleste underjordiske plugger er for store til å passere gjennom arbeidsstrengen, blir det ofte benyttet plugger som frigis under overflaten, "sub-surface release" (SSR) plugger. Disse pluggene blir ofte hengt opp ved grenseflaten mellom borerør og foringsrør og blir selektivt frigitt av en fjernstyringsenhet når såønskes. Siden SSR underjordiske plugger blir hengt opp ved grenseflaten mellom arbeidsstreng og foringsrør, må fluider være i stand til å passere gjennom pluggene. Imidlertid, når de benyttes til å hindre forurensning som beskrevet ovenfor, må kanalene gjennom pluggene selektivt være tettet igjen. In certain embodiments, for example when drilling offshore, the casing may be lowered into the well with a work string, which is typically a length (section) of a drill pipe. Since most underground plugs are too large to pass through the work string, sub-surface release (SSR) plugs are often used. These plugs are often suspended at the interface between drill pipe and casing and are selectively released by a remote control unit when desired. Since SSR underground plugs are suspended at the interface between the working string and casing, fluids must be able to pass through the plugs. However, when used to prevent contamination as described above, the channels through the plugs must be selectively resealed.

Det er kjent flere metoder innen faget for å tette igjen kanaler gjennom SSR plugger. For eksempel, hvis kanalene er traktformede, kan en kule med vekt bli sluppet ned i trakten i pluggen for å tette den igjen. En annen fremgangsmåte innebærer en positiv fortrengnings tetteinnretning, omtalt som en "pil". Piler omfatter generelt to eller flere gummifinner som rager ut fra et kjernelegeme eller en spindel. Slike finner har generelt en størrelse som passer til å komme i kontakt med innsiden av røret som de blir benyttet i. Siden finnene hindrer pilen i å falle fritt ned til pluggen, blir det benyttet en trykkforskjell for å tvinge pilen ned til pluggen. Several methods are known in the art to seal channels through SSR plugs. For example, if the channels are funnel-shaped, a ball of weight can be dropped into the funnel in the plug to seal it again. Another method involves a positive displacement sealing device, referred to as an "arrow". Arrows generally comprise two or more rubber fins projecting from a core body or spindle. Such fins are generally sized to make contact with the inside of the tube in which they are used. Since the fins prevent the arrow from falling freely down to the plug, a pressure difference is used to force the arrow down to the plug.

Når benyttet til å frigi underjordiske plugger må finnene av en pil kollapse eller komprimere tilstrekkelig til å gi pilens kjernelegeme anledning til å bevege seg gjennom arbeidsstrengen og nå den tilsiktede plugg. I enkelte tilfeller hvor det er et flertall av underjordiske plugger, kan hver etterfølgende plugg ha en suksessivt mindre minste kanaldiameter, slik at suksessivt større pilspisser ("neser") kan bli benyttet til å frigi underjordiske plugger sekvensielt. When used to release underground plugs, the fins of an arrow must collapse or compress sufficiently to allow the core body of the arrow to move through the working string and reach the intended plug. In some cases where there are a plurality of underground plugs, each successive plug may have a successively smaller minimum channel diameter, so that successively larger arrowheads ("noses") may be used to release underground plugs sequentially.

Således må en spesifikk pil være i stand til å kollapse til en tilstrekkelig liten diameter til å nå en ønsket plugg. Flere problemer har imidlertid oppstått med konvensjonelle piler i slike anvendelser. For eksempel, når en konvensjonell pil har finner med en hensiktsmessig størrelse til å komme i kontakt med innsiden av en arbeidsstreng, kan slike finner nå en slik fast masse når den komprimeres under passering gjennom den minste diameter av suksessivt mindre plugger, slik at det må benyttes et svært høyt trykk for å skyve pilen (med finnene i slik komprimert tilstand) til den ønskede plugg. Bruk av svært høyt trykk er uønsket fordi det kan føre til at sementeringsplugger blir frigitt for tidlig og/ eller i feil rekkefølge. Videre vil en pil med lett komprimerbare finner generelt ikke komme godt til anlegg mot den indre vegg av borestrengen og derfor ikke virke effektivt som en tørkeinnretning. Thus, a specific arrow must be able to collapse to a sufficiently small diameter to reach a desired plug. However, several problems have arisen with conventional arrows in such applications. For example, when a conventional arrow has fins suitably sized to contact the inside of a working string, such fins may reach such a solid mass when compressed during passage through the smallest diameter of successively smaller plugs that it must very high pressure is used to push the arrow (with the fins in such a compressed state) to the desired plug. The use of very high pressure is undesirable because it can cause cementing plugs to be released prematurely and/or in the wrong order. Furthermore, an arrow with easily compressible fins will generally not come into good contact with the inner wall of the drill string and therefore will not act effectively as a drying device.

Kort om oppfinnelsen Briefly about the invention

Foreliggende oppfinnelse angår generelt underjordiske brønnkonstruksjoner og mer spesifikt til en forbedret "pil" og fremgangsmåter for å bruke slike piler i underjordiske brønner. The present invention relates generally to underground well constructions and more specifically to an improved "arrow" and methods for using such arrows in underground wells.

Konkret omhandler foreliggende oppfinnelse i henhold til ett aspekt en pil som angitt i patentkrav 1 og i henhold til et annet aspekt en fremgangsmåte som angitt i patentkrav 25. Foretrukne utførelsesformer fremgår av de uselvstendige patentkrav. Concretely, the present invention relates in accordance with one aspect to an arrow as stated in patent claim 1 and according to another aspect to a method as stated in patent claim 25. Preferred embodiments appear from the independent patent claims.

Ved en utførelsesform tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en pil for å aktivere en underjordisk plugg lokalisert inne i en underjordisk brønn, hvilken pil omfatter et kjernelegeme og et skumlegeme festet til kjernelegemet. En elastisk forankring er inkludert blant annet for å styrke festet av kjernelegemet til det ytre skumlegeme. In one embodiment, the present invention provides an arrow for activating an underground plug located within an underground well, which arrow comprises a core body and a foam body attached to the core body. An elastic anchoring is included, among other things, to strengthen the attachment of the core body to the outer foam body.

Ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, blir en underjordisk plugg som er lokalisert i en brønn, aktivert ved å innføre en pil til en mottakende konfigurasjon i pluggen. In the method according to the present invention, an underground plug located in a well is activated by introducing an arrow into a receiving configuration in the plug.

Trekkene og fordelene ved foreliggende oppfinnelse vil være lette å forstå for en person med vanlig fagkunnskap på området som leser den etterfølgende beskrivelse av foretrukne utførelsesformer. The features and advantages of the present invention will be readily understood by a person of ordinary skill in the art who reads the following description of preferred embodiments.

Kort omtale av tegningene Brief description of the drawings

En mer komplett forståelse av foreliggende oppfinnelse og fordeler ved denne kan oppnås gjennom følgende beskrivelse i tilknytning til de vedlagte tegninger, hvor: Figur 1 er et sidesnitt av en eksemplifiserende utførelsesform av pilene ifølge foreliggende oppfinnelse. A more complete understanding of the present invention and its advantages can be obtained through the following description in connection with the attached drawings, where: Figure 1 is a side section of an exemplary embodiment of the arrows according to the present invention.

Mens foreliggende oppfinnelse kan være gjenstand for modifikasjoner og alternative former, er eksemplifiserende utførelsesformer vist her som et eksempel i form av en tegning som er omtalt detaljert. Det skal således forstås at beskrivelsen her av en spesifikk utførelsesform ikke har til formål å begrense oppfinnelsen til denne spesifikke form, men tvert imot favner oppfinnelsen alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternativer som faller innenfor oppfinnelsens ramme som definert av de etterfølgende patentkrav. While the present invention may be subject to modifications and alternative forms, exemplary embodiments are shown herein by way of example in the form of a drawing which is discussed in detail. It should thus be understood that the description here of a specific embodiment is not intended to limit the invention to this specific form, but on the contrary, the invention embraces all modifications, equivalents and alternatives that fall within the framework of the invention as defined by the subsequent patent claims.

Detaljert beskrivelse Detailed description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt underjordiske brønnkonstruksjoner og mer spesifikt en forbedret pil og en fremgangsmåte for bruk av slike piler i underjordiske brønner. The present invention generally relates to underground well constructions and more specifically to an improved arrow and a method for using such arrows in underground wells.

En eksemplifiserende utførelsesform av en pil ifølge foreliggende oppfinnelse er vist i figur 1. An exemplary embodiment of an arrow according to the present invention is shown in figure 1.

Skumlegeme 13 omslutter kjernelegeme 10. Kjernelegeme 10 er laget av et hvilket som helst materiale egnet til bruk i det underjordiske miljø i hvilket pilen vil bli plassert. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer omfatter kjernelegeme 10 et borbart materiale. Eksempler på egnede materialer inkluderer, men er ikke begrenset til, plastmaterialer, fenoler, komposittmaterialer, høyfaste termoplaster, aluminium, glass og messing. Til tross for at kjernelegeme 10 er vist i figur 1 som generelt sylindrisk, kan andre former også være egnet. For eksempel kan kjernelegemet 10 ved visse eksemplifiserende utførelsesformer ha form av en kolonne. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer har kjernelegemet 10 form av en kolonne med sirkulært tverrsnitt. Foam body 13 encloses core body 10. Core body 10 is made of any material suitable for use in the underground environment in which the dart will be placed. In certain exemplary embodiments, core body 10 comprises a drillable material. Examples of suitable materials include, but are not limited to, plastic materials, phenolics, composite materials, high strength thermoplastics, aluminum, glass and brass. Although the core body 10 is shown in Figure 1 as generally cylindrical, other shapes may also be suitable. For example, in certain exemplary embodiments, the core body 10 may be in the form of a column. In certain exemplary embodiments, the core body 10 is in the form of a column with a circular cross-section.

Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse kan den ytre flate av kjernelegeme 10 omfatte en eller flere ribber eller på annen måte ha en varierende omkrets langs sin lengde, slik at elastisk forankring 12 og/ eller skumlegeme 13 kan bli adekvat holdt fast til kjernelegemet 10 for en gitt anvendelse. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer kan en fremre ende av kjernelegeme 10 være formet til et neseparti som vist ved 11 i figur 1, hvilket neseparti er tilpasset til å komme til tettende inngrep med en underjordisk plugg. I henhold til dette kan i visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse kjernelegemet 10 og nesepartiet 11 være laget som en integrert enhet. In certain exemplifying embodiments of the present invention, the outer surface of the core body 10 may comprise one or more ribs or otherwise have a varying circumference along its length, so that elastic anchoring 12 and/or foam body 13 can be adequately held to the core body 10 for a given application. In certain exemplifying embodiments, a front end of the core body 10 may be formed into a nose portion as shown at 11 in Figure 1, which nose portion is adapted to come into sealing engagement with an underground plug. Accordingly, in certain exemplary embodiments of the present invention, the core body 10 and the nose portion 11 may be made as an integrated unit.

Ved visse eksemplifiserende utførelsesform av foreliggende oppfinnelse har nesepartiet 11 en ytre diameter som er mindre enn ytre diameter av skumlegemet 13. In certain exemplifying embodiments of the present invention, the nose portion 11 has an outer diameter that is smaller than the outer diameter of the foam body 13.

Ved visse andre eksemplifiserende utførelsesformer kan nesepartiet 11 være en separat komponent som er festet til fremre ende av kjernelegeme 10. Nesepartiet 11 kan være fremstilt i et hvilket som helst materiale egnet til bruk i det underjordiske miljø som pilen vil bli plassert i. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer omfatter nesepartiet 11 et borbart materiale. Eksempler på egnede materialer inkluderer, men er ikke begrenset til, plastmaterialer, fenoler, komposittmaterialer, høyfaste termoplaster, aluminium, glass og messing. Generelt er et hvilket som helst materiale som er egnet til å lage kjernelegemet 10 og så egnet til å lege nesepartiet 11. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer kan både fremre ende av kjernelegeme 10 og en indre boring i nesepartiet 11 være gjenget, hvilket blant andre fordeler vil muliggjøre bruk av andre nesepartier, i samsvar med den nødvendige form bestemt av pluggen med hvilken pilen skal samvirke. In certain other exemplary embodiments, the nose portion 11 may be a separate component attached to the forward end of the core body 10. The nose portion 11 may be made of any material suitable for use in the subterranean environment in which the arrow will be placed. In certain exemplary embodiments embodiments comprise the nose part 11 a drillable material. Examples of suitable materials include, but are not limited to, plastic materials, phenolics, composite materials, high strength thermoplastics, aluminum, glass and brass. In general, any material suitable for making the core body 10 is suitable for making the nose portion 11. In certain exemplary embodiments, both the front end of the core body 10 and an internal bore in the nose portion 11 may be threaded, which among other advantages will enable the use of other nose parts, in accordance with the necessary shape determined by the plug with which the arrow is to cooperate.

En person med vanlig fagkunnskap på området vil med støtte i denne beskrivelse forstå hvilken form og konfigurasjon nesepartiet 11 bør ha relativt til kjernelegemet 10 for en gitt applikasjon. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer kan fremre ende av nesepartiet 11 være konisk, hvilket blant andre fordeler vil innebære at den enklere vil komme i inngrep med en plugg. A person with ordinary technical knowledge in the area will, with the support of this description, understand what shape and configuration the nose part 11 should have relative to the core body 10 for a given application. In certain exemplifying embodiments, the front end of the nose portion 11 can be conical, which, among other advantages, will mean that it will more easily engage with a plug.

Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer vil nesepartiet 11 tettende komme i anlegg med en mottakende konfigurasjon inne i en underjordisk plugg. I tillegg kan nesepartiet 11 ved visse eksemplifiserende utførelsesformer omfatte en låsemekanisme 21, og i et slikt tilfelle vil den mottakende konfigurasjon i den underjordiske plugg være utstyrt med en profil med tilsvarende mothake. In certain exemplary embodiments, the nose portion 11 will sealingly engage a receiving configuration within an underground plug. In addition, in certain exemplifying embodiments, the nose portion 11 may comprise a locking mechanism 21, and in such a case the receiving configuration in the underground plug will be equipped with a profile with a corresponding barb.

Generelt vil hake 21 omfatte en selvaktiverende innretning konstruert til å bringe låsemekanismen i låsende inngrep med en mothake anordnet på den underjordiske plugg. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer kan låsemekanismen 21 omfatte en selvaktiverende "C" ringprofil som kan bli festet til pilen av foreliggende oppfinnelse ved å ekspandere "C" ringprofilen over den større, ytre diameter av nesepartiet 11 slik at den blir liggende i en rille 22 laget ved nevnte ytre diameter. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer kan låsemekanismen 21 omfatte en selvaktiverende flens-type låsering og i slike utførelsesformer vil nesepartiet 11 generelt omfatte et gjenget element, separat fra kjernelegeme 10, for å støtte installasjon av flenstype-låseringen. En person med vanlig fagkunnskap på området vil med støtte i denne beskrivelse være i stand til å identifisere en hensiktsmessig låseinnretning for en gitt applikasjon. Nesepartiet 11 kan ved visse eksemplifiserende utførelsesformer være belagt med elastomere komponenter 16 eller utstyrt med en eller flere tetningsringer 19 for å forbedre tetningen inne i pluggen. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse omfatter tetningsringer 19 elastomere "0"-ringer. I enkelte slike tilfeller vil tetningsring (pakning) 19 være laget av et materiale så som fluoro-elastomer, nitrilgummi, VITON™, AFLAS™, TEFLON™ eller lignende. Generally, hook 21 will comprise a self-activating device designed to bring the locking mechanism into locking engagement with a barb provided on the underground plug. In certain exemplary embodiments, the locking mechanism 21 may comprise a self-activating "C" ring profile which may be attached to the arrow of the present invention by expanding the "C" ring profile over the larger outer diameter of the nose portion 11 so that it rests in a groove 22 made by said outer diameter. In certain exemplary embodiments, the locking mechanism 21 may comprise a self-activating flange-type locking ring and in such embodiments, the nose portion 11 will generally comprise a threaded member, separate from the core body 10, to support installation of the flange-type locking ring. A person with ordinary technical knowledge in the area will, with the support of this description, be able to identify an appropriate locking device for a given application. In certain exemplifying embodiments, the nose part 11 can be coated with elastomeric components 16 or equipped with one or more sealing rings 19 to improve the seal inside the plug. In certain exemplary embodiments of the present invention, sealing rings 19 comprise elastomeric "0" rings. In certain such cases, sealing ring (gasket) 19 will be made of a material such as fluoroelastomer, nitrile rubber, VITON™, AFLAS™, TEFLON™ or the like.

Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse omfatter tetningsring 19 chevron-type "V"-ringer. En person med vanlig fagkunnskap på området vil med støtte i denne beskrivelse være i stand til å identifisere applikasjoner hvor bruk av tetningsring 19 kan være hensiktsmessig og vil dessuten være i stand til å identifisere hensiktsmessig type og materiale for bruk i en gitt applikasjon. Alternativt kan nesepartiet være utstyrt med en eller flere unikt formede nøkler 17 som selektivt vil komme i inngrep med en tilpasset, unikt formet mottakende profil i den mottakende konfigurasjon av en spesifikk plugg. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer hvor det er til stede flere plugger i den underjordiske formasjon, vil bruk av unikt formede nøkler 17 og tilpassede, unikt formede mottakende profiler, tillate de mottakende konfigurasjoner på alle plugger å ha en felles minste indre diameter. Fjær 20 binder unikt formede nøkler 17 inne i vinduer 18 men tillater unikt formede nøkler 17 å bevege seg radielt mellom sammentrukket "passer gjennom" stillinger (stillinger som tillater unikt formede nøkler 17 å passere gjennom en foreskrevet, minste indre diameter inntil et tidspunkt hvor en unikt formet nøkkel 17 kommer i kontakt med en tilpasset, unikt formet mottakende profil som tillater unikt formede nøkler 17 å bli beveget inn i deres ekspanderte låsestilling og derved låses i nevnte posisjon) og ekspanderte låsestillinger. In certain exemplary embodiments of the present invention, sealing ring 19 comprises chevron-type "V" rings. A person with ordinary technical knowledge in the area will, with the support of this description, be able to identify applications where the use of sealing ring 19 may be appropriate and will also be able to identify the appropriate type and material for use in a given application. Alternatively, the nose portion may be equipped with one or more uniquely shaped keys 17 which will selectively engage a matched, uniquely shaped receiving profile in the receiving configuration of a specific plug. In certain exemplary embodiments where multiple plugs are present in the underground formation, the use of uniquely shaped keys 17 and custom uniquely shaped receiving profiles will allow the receiving configurations on all plugs to have a common minimum internal diameter. Spring 20 binds uniquely shaped keys 17 within windows 18 but allows uniquely shaped keys 17 to move radially between contracted "pass through" positions (positions that allow uniquely shaped keys 17 to pass through a prescribed minimum internal diameter until a time when a uniquely shaped key 17 contacts a matched, uniquely shaped receiving profile which allows uniquely shaped keys 17 to be moved into their expanded locking position and thereby locked in said position) and expanded locking positions.

Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse bør den effektive samlede lengde av kjernelegeme 10 og nesepartiet 11, hvilken lengde er vist med dimensjon "A" i figur 1, overskride den indre diameter av den største restriksjon gjennom hvilken pilen vil passere. Dette vil blant annet hindre pilen fra å bli invertert inne i borerøret i hvilket det er plassert. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer hvor kjernelegemet 10 og nesepartiet 11 er laget som separate deler som er blitt skrudd sammen, skal deres "effektive samlede lengde" forstås som den samlede lengde når de er skrudd sammen snarere enn når de bli målt atskilt (det vil si at den del av lengden av hver del som går tapt i gjengepartiet ikke inkluderes i den effektive samlede lengde). Et eksempel på relativ differanse mellom egnet effektiv samlet lengde til diameter er omtrent 25 %. Den spesifikke forskjell vil avhenge av den eksakte applikasjon som pilen blir benyttet til. For eksempel, ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse i hvilke en pil ifølge foreliggende oppfinnelse blir benyttet i et rør med indre diameter 15,15 cm (6 5/8 tomme, 37,5 kg/m), kan dimensjon A være minimum 18,95 cm. En person med vanlig fagkunnskap på området vil med støtte i denne beskrivelse være i stand til å finne hensiktsmessige relative differanse mellom samlet effektiv lengde og diameter for en gitt applikasjon. In certain exemplary embodiments of the present invention, the effective combined length of core body 10 and nose portion 11, which length is shown as dimension "A" in Figure 1, should exceed the inner diameter of the largest restriction through which the arrow will pass. This will, among other things, prevent the arrow from being inverted inside the drill pipe in which it is placed. In certain exemplary embodiments where the core body 10 and nose portion 11 are made as separate parts that have been bolted together, their "effective overall length" shall be understood as the overall length when bolted together rather than when measured separately (that is, the part of the length of each part that is lost in the threaded portion is not included in the effective overall length). An example of a relative difference between suitable effective overall length to diameter is approximately 25%. The specific difference will depend on the exact application for which the arrow is being used. For example, in certain exemplary embodiments of the present invention in which an arrow of the present invention is used in a tube with an inner diameter of 15.15 cm (6 5/8 inches, 37.5 kg/m), dimension A may be a minimum of 18 .95 cm. A person with ordinary technical knowledge in the area will, with the support of this description, be able to find the appropriate relative difference between overall effective length and diameter for a given application.

Som vist på figur 1 utgjør en elastisk forankring 12 en komponent av pilens sammenstilling. Den elastiske forankring er festet til kjernelegemet 10 og til skumlegemet 13. Blant andre fordeler tjener den elastiske forankring 12 til å absorbere deformasjoner i skumlegeme 13 som kan oppstå når pilen passerer gjennom innsnevrede området, for eksempel en arbeidsstreng, hvilket kan redusere risikoen for løsriving av skumlegemet 13 fra kjernelegemet 10. Den elastiske forankring 12 kan være laget av et hvilket som helst materiale som er egnet for bruk i det underjordiske miljø som pilen vil bli brukt i og som har tilstrekkelige elastiske egenskaper. Eksempler på egnede materialer inkluderer, men er ikke begrenset til, naturlig gummi, nitrilgummi (eller en hvilken som helst annen syntetisk, elastomer gummi), polyuretan, elastiske stoffer eller lignende. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse blir den elastiske forankring støpt rundt og bundet til kjernelegemet 10 idet den indre flate av den elastiske forankring 12 formes etter og bindes til den ytre flate av kjernelegemet 10. På tilsvarende måte blir den ytre flate av den elastiske forankring 12 formet etter og bundet til den indre flate av skumlegemet 13. As shown in Figure 1, an elastic anchoring 12 forms a component of the arrow's assembly. The elastic anchor is attached to the core body 10 and to the foam body 13. Among other advantages, the elastic anchor 12 serves to absorb deformations in the foam body 13 that may occur when the dart passes through the constricted area, for example a working string, which can reduce the risk of detachment of the foam body 13 from the core body 10. The elastic anchor 12 can be made of any material suitable for use in the underground environment in which the arrow will be used and which has sufficient elastic properties. Examples of suitable materials include, but are not limited to, natural rubber, nitrile rubber (or any other synthetic elastomeric rubber), polyurethane, elastic fabrics or the like. In certain exemplifying embodiments of the present invention, the elastic anchoring is molded around and bonded to the core body 10, with the inner surface of the elastic anchoring 12 being molded to and bonded to the outer surface of the core body 10. In a similar way, the outer surface of the elastic anchoring is 12 shaped after and bonded to the inner surface of the foam body 13.

Den elastiske forankring 12 er generelt sylindrisk, men andre former vil også tjene til å feste skumlegemet 13 og kjernelegemet 10 til den elastiske forankring 12. For eksempel, ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse har den elastiske forankring 12 form av en kolonne. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse har den elastiske forankring 12 form av en kolonne med et sirkulært tverrsnitt. En person med vanlig fagkunnskap på området vil med støtte i foreliggende beskrivelse gjenkjenne den hensiktsmessige form til en elastisk forankring for en gitt anvendelse. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse kan den ytre flate av den elastiske forankring 12 også være ribbet eller ha en på annen måte varierende ytre omkrets langs sin lengde, slik at skumlegemet 13 blir mer sikkert festet til den elastiske forankring 12. The elastic anchor 12 is generally cylindrical, but other shapes will also serve to attach the foam body 13 and the core body 10 to the elastic anchor 12. For example, in certain exemplary embodiments of the present invention, the elastic anchor 12 has the shape of a column. In certain exemplifying embodiments of the present invention, the elastic anchoring 12 has the form of a column with a circular cross-section. A person with ordinary technical knowledge in the area will, with the support of the present description, recognize the appropriate form of an elastic anchoring for a given application. In certain exemplifying embodiments of the present invention, the outer surface of the elastic anchoring 12 can also be ribbed or have an outer circumference that varies in some other way along its length, so that the foam body 13 is more securely attached to the elastic anchoring 12.

Skumlegemet 13 kan være laget av ethvert skumbart materiale, så som en elastomer inkludert, men ikke begrenset til, åpencellede skum omfattende naturlig gummi, nitrilgummi, styren butadien gummi, polyuretan eller lignende. Ethvert åpencellet skum som har tilstrekkelig tetthet, fasthet og elastisitet kan være egnet for denønskede anvendelse. En person med vanlig fagkunnskap på området vil med støtte i denne beskrivelse være i stand til å bestemme det hensiktsmessige konstruksjonsmaterialet for skumlegemet 13 når kompresjonen og styrkekravene for anvendelsen er gitt. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse omfatter skumlegemet 13 et åpencellet, lavtetthets skum. Skumlegemet 13 bør generelt ha en slik størrelse at det kommer godt til anlegg mot indre vegg av største diameter som pilen vil passere forbi. I visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse tørker skumlegemet 13 av den indre vegg av borerøret når pilen beveger seg gjennom lengden av borerøret, hvilken lengde generelt kan strekke seg langs hele lengden av brønnen. Skumlegemet 13 bør også enkelt la seg komprimere til å passere gjennom innsnevringer med relativt liten diameter uten å kreve høye differensialtrykk for å skyve pilen til ønsket sted. Blant andre fordeler kan pilen ifølge foreliggende oppfinnelse bli benyttet til å tørke av (tørke ren) den indre vegg av et borerør med en indre diameter som varierer langs dets lengde. The foam body 13 may be made of any foamable material, such as an elastomer including, but not limited to, open cell foams including natural rubber, nitrile rubber, styrene butadiene rubber, polyurethane or the like. Any open cell foam having sufficient density, firmness and elasticity may be suitable for the desired application. A person of ordinary skill in the field will, with the support of this description, be able to determine the appropriate construction material for the foam body 13 when the compression and strength requirements for the application are given. In certain exemplary embodiments of the present invention, the foam body 13 comprises an open-cell, low-density foam. The foam body 13 should generally be of such a size that it makes good contact with the inner wall of the largest diameter through which the arrow will pass. In certain exemplary embodiments of the present invention, the foam body 13 wipes off the inner wall of the drill pipe as the arrow moves through the length of the drill pipe, which length may generally extend along the entire length of the well. The foam body 13 should also be easily compressed to pass through constrictions of relatively small diameter without requiring high differential pressures to push the arrow to the desired location. Among other advantages, the arrow according to the present invention can be used to wipe off (wipe clean) the inner wall of a drill pipe with an inner diameter that varies along its length.

Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse har skumlegemet 13 en hovedsakelig sylindrisk form med en konisk fremre kant. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse har skumlegemet 13 et konstant tverrsnitt. Ved visse andre eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse kan den ytre flate av skumlegemet 13 omfatte en eller flere ribber 14 eller finner 15, hvilket innebærer at ved disse andre utførelsesformer kan skumlegemet 13 ha et varierende tverrsnitt. Generelt vil den ytre diameter av skumlegemet 13 overskride den ytre diameter av nesepartiet 11. In certain exemplary embodiments of the present invention, the foam body 13 has a substantially cylindrical shape with a conical leading edge. In certain exemplifying embodiments of the present invention, the foam body 13 has a constant cross-section. In certain other exemplifying embodiments of the present invention, the outer surface of the foam body 13 may comprise one or more ribs 14 or fins 15, which means that in these other embodiments, the foam body 13 may have a varying cross-section. In general, the outer diameter of the foam body 13 will exceed the outer diameter of the nose part 11.

Skumlegemet 13 kan være støpt rundt og bundet til kjernelegemet 10. Den elastiske forankring 12 er også bundet til skumlegemet. Ved visse eksemplifiserende utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse kan den indre flate av skumlegemet 13 bli formet etter og komme til tettende inngrep med den ytre flate av kjernelegemet 10 og den elastiske forankring 12. The foam body 13 can be molded around and tied to the core body 10. The elastic anchoring 12 is also tied to the foam body. In certain exemplifying embodiments of the present invention, the inner surface of the foam body 13 can be shaped to and come into sealing engagement with the outer surface of the core body 10 and the elastic anchoring 12.

Pilen ifølge foreliggende oppfinnelse kan bli innført i den underjordiske plugg på en rekke måter. For eksempel kan en pil bli innført i et borerør i en brønn ved overflaten og så pumpet ned gjennom borerøret inntil den kommer i kontakt med pluggen. The arrow according to the present invention can be introduced into the underground plug in a number of ways. For example, an arrow may be inserted into drill pipe in a well at the surface and then pumped down through the drill pipe until it contacts the plug.

Alternativt kan det påføres pilen et differensialtrykk for å få den til å bevege seg gjennom borerøret inntil den kommer i kontakt med pluggen. Når nesepartiet 11 har kommet i kontakt med den tilpassede seteprofil inne i den underjordiske plugg, kan et differensialtrykk bli påført over den tettende diameter av nesepartiet 11 og den tilpassede seteprofil for a aktivere pluggen. Slik det skal forstås her, betyr "aktivere" at pluggen blir brakt i slik stilling at den utfører sin tilsiktede funksjon inne i borerøret. For eksempel kan en plugg bli aktivert slik at den blir frigjort fra en arbeidsstreng og beveger seg gjennom borerøret for å tjene som et avståndsstykke mellom ulike fluider som derved blir holdtønskelig atskilt. Alternatively, a differential pressure may be applied to the arrow to cause it to travel through the drill pipe until it contacts the plug. Once the nose section 11 has contacted the fitted seat profile inside the underground plug, a differential pressure can be applied across the sealing diameter of the nose section 11 and the fitted seat profile to activate the plug. As understood herein, "activate" means that the plug is brought into such a position that it performs its intended function within the drill pipe. For example, a plug can be activated so that it is released from a work string and moves through the drill pipe to serve as a spacer between different fluids that are thereby desirably separated.

Foreliggende oppfinnelse er således vel tilpasset til å utføre de mål og oppnå den hensikt og de fordeler som tidligere er nevnt, så vel som andre iboende fordeler. Mens oppfinnelsen er blitt avbildet og forklart ved henvisning til eksemplifiserende utførelsesformer, skal disse ikke tjene til å begrense oppfinnelsens omfang. De avbildede og beskrevne utførelsesformer er således kun eksemplifiserende og ikke uttømmende for rammen av oppfinnelsen. Følgelig skal oppfinnelsen bare anses begrenset av de etterfølgende patentkrav. The present invention is thus well adapted to accomplish the goals and achieve the purpose and advantages previously mentioned, as well as other inherent advantages. While the invention has been illustrated and explained by reference to exemplary embodiments, these should not serve to limit the scope of the invention. The illustrated and described embodiments are thus only illustrative and not exhaustive of the scope of the invention. Consequently, the invention shall only be considered limited by the subsequent patent claims.

Claims

1. Arrow for activating an underground plug located in an underground well, comprising a core body (10) and a foam body (13) attached to the core body, characterized by also comprising an elastic anchor attached to the core body and to the foam body.

2. Arrow in accordance with patent claim 1, characterized in that the front end of the core body comprises a nose part (11) which is configured to come into sealing contact against a receiving configuration in the underground plug.

3. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that the nose part is threadedly attached to the core body.

4. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that the nose part is made integral with the core body.

5. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that the nose portion is configured with a locking mechanism (21) with a profile that will be locked in an adapted profile in the receiving configuration in the underground plug.

6. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that the nose part comprises a drillable material.

7. Arrow in accordance with patent claim 1, characterized in that the foam body comprises a foamable elastomer.

8. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that the nose part has a conical front end.

9. Arrow in accordance with patent claim 1, characterized in that the core body comprises a drillable material.

10. Arrow in accordance with patent claim 6 or 9, characterized in that the drillable material is selected from the group consisting of aluminium, plastic, brass, a phenolic material, a high strength thermoplastic, glass and a composite material.

11. Arrow in accordance with patent claim 1, characterized in that the foam body has a mainly cylindrical shape.

12. Arrow in accordance with patent claim 11, characterized in that the foam body has an outer diameter and a length, the outer diameter being essentially constant along the length of the foam body.

13. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that the nose part has an outer diameter, the outer diameter of the nose part being smaller than the outer diameter of the foam body.

14. Arrow in accordance with patent claim 11, characterized in that the foam body has an outer diameter and a length, the outer diameter varying along the length of the foam body.

15. Arrow in accordance with patent claim 14, characterized in that the foam body comprises a rib (14) or a fin (15).

16. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that the nose part is coated with an elastomer compound (16).

17. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that the nose part comprises a sealing ring (19).

18. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that the nose part and the core body together have an effective total length that is greater than the largest internal diameter of the at least one pipe string in the underground well, when the arrow is placed.

19. Arrow in accordance with patent claim 1, characterized in that the foam body has an outer surface, the outer surface of the foam body being able, when placed in a well containing at least one pipe string with an inner diameter and a length, to be in contact with the inner diameter of the at least one pipe string at any point along the length of the at least one pipe string.

20. Arrow in accordance with patent claim 19, characterized in that the inner diameter of the at least one tube string varies along the length of the tube string.

21. Arrow in accordance with patent claim 5, characterized in that the locking mechanism with profile comprises a self-activating device.

22. Arrow in accordance with patent claim 21, characterized in that the self-activating device is selected from the group consisting of a "C" ring and a flange-type locking ring.

23. Arrow in accordance with patent claim 1, characterized in that the elastic anchoring is made of a material selected from the group consisting of natural rubber, a synthetic elastomer rubber, polyurethane and elastic substances.

24. Arrow in accordance with patent claim 2, characterized in that both the nose part and the core body comprise a drillable material, the foam body comprises a foamable elastomer, the nose part and the core body each having a length and the sum of their lengths exceeding the largest internal diameter in at least one tubing string in the underground well when the arrow is located in the tubing string, the foam body having an outer surface and the at least one tubing string having a length, and the outer surface of the foam body being capable of being in contact with the inner diameter of the at least one pipe string along the entire length of at least one pipe string.

25. Method for activating a plug inside an underground well, comprising the step of inserting an arrow in a receiving configuration into the plug, characterized in that the arrow is an arrow according to any one of claims 1 to 24.