borestreng – Store norske leksikon (original) (raw)
En borestreng består av flere komponenter.
Borestreng er en samlebetegnelse for sammensetningen av borekrone, borerør, vektrør og rør med måleutstyr som brukes for boring etter olje og gass.
Faktaboks
engelsk drillstring
Alle komponentene i borestrengen er hule slik at borevæske kan pumpes ned inni strengen, ut gjennom dyser i borekronen og opp i annulus mellom borestrengen og brønnveggen. Dette er nødvendig blant annet for å sørge for riktig trykk i brønnen, hjelpe selve boreprosessen med å gi hydraulisk kraft mot formasjonene under borekronen, samt for å frakte borekaks opp til overflaten.
Etter hvert som brønnen bores, må borestrengens lengde økes. Dette gjøres ved at stadig nye borerør skrus på i toppen av borestrengen. Hver komponent i borestrengen har derfor koblingsstykker (joints) med gjenger i hver ende slik at de kan skrus sammen underveis i boringen. Når borestrengen trekkes ut av brønnen skrus de ulike rørkomponentene fra hverandre igjen og lagres for senere bruk.
Ved en dyp brønn kan borestrengen oppnå en lengde på over 10 km.
Komponenter
Skisse av avviksboring.
Tidligere var en medbringerstang (kelly) montert øverst i borestrengen for å kunne rotere den ved hjelp av et rotasjonsbord. Dette har imidlertid i stor grad blitt erstattet av en tårnboremaskin (top drive). Vektrørene er ekstra tykke/tunge borerør som brukes nederst på borestrengen for å øke vekten slik at tyngdekraften gir nok kraft mellom borekronen og formasjonene til å bore effektivt.
Nederst i borestrengen, like ovenfor borekronen, er det en eller flere rørkomponenter som inneholder ulike instrumenter og verktøy som kan gjøre målinger og iverksette spesielle operasjonelle tiltak. Denne delen av strengen, som oftest er en del tykkere enn strengen ovenfor, kalles BHA (bottom hole assembly) både på norsk og engelsk. Instrumentene måler typisk trykk, temperatur og posisjoner/retningen det bores i, samt at det også kan være mulig å ta prøver av formasjonen. Eksempel på operasjonelle tiltak kan være å åpne ekstra dyser for den sirkulerende borevæsken eller åpne mekaniske armer som roterer med borestrengen for å utvide hullets diameter bak borekronen.
Det vil også være mekanismer for å styre retningen det bores i, og noen ganger en motor, drevet av den sirkulerende borevæsken, som kan få borekronen til å rotere raskere enn borestrengen selv. Stabilisatorer bukes også som regel i nederste del av strengen for å holde BHA'en i ønsket posisjon i hullet.
Kommunikasjon
Kommunikasjon mellom instrumenter og verktøy nede i brønnen og styresystemer på overflaten kan, for nyere borestrenger, foregå gjennom elektriske kabler inni borestrengen, men mer vanlig er det at dette skjer ved hjelp av trykkpulser som sendes opp og ned gjennom den sirkulerende borevæsken. Slik trykkpuls telemetri har svært dårlig overføringshastighet – den eksakte båndbredden avhenger blant annet av væskeegenskaper (kompressibilitet) og brønnens lengde, men kan typisk gi bare 2–3 målinger av trykk og temperatur i minuttet. En annen svakhet med denne tradisjonelle metoden er at utstyr for å motta og sende trykkpulsene kun er lokalisert i BHA. Man har derfor ikke målinger av tilstander lengre opp i brønnbanen.
Elektronisk kommunikasjon benevnes gjerne WPD (wired drill pipe) eller ASM (along string measurement). Med denne teknologien kan målinger enklere tas ved flere steder langs strengen/brønnbanen, samt at overføringshastigheten er mye bedre. Det sistnevnte gjør at større mengder data om brønnen kan sendes opp og ned i sann tid, noe som gir vesentlig bedre muligheter for optimalisering, automatisering og operere med større sikkerhet. I det røffe miljøet borestrengen utsettes for, med blant annet kraftige vibrasjoner og høye temperaturer, har det imidlertid vist seg å være utfordrende å få denne kommunikasjonsteknologien stabil/robust nok, spesielt over koblingsstykkene. I tillegg vil dette kreve at alle borerørene byttes ut med nye og dyrere rør. Utbredelsen av WDP/ASM er derfor fortsatt begrenset til enkelte rigger med spesielle utfordringer/behov.
Materialer og lengde
De fleste komponentene i borestrengen er lagd av stål.
Den store forskjellen mellom lengden og diameteren på borestrengen gjør at lengden varierer betydelig som følge av stålets elastisitet. Gravitasjonen ville isolert sett kunne strekke en borestreng flere meter, mens oppdriftskrefter og mekanisk motkraft fra formasjonen under boring vil redusere denne strekken og komprimere den i bunnen.
Resultatet er at de aksielle øyeblikksbevegelsene til borekronen vil kunne være vesentlig forskjellig fra de påførte bevegelsene på toppen av strengen. På samme måte vil strengens elastisitet i rotasjonsretning gjøre at rotasjonsbevegelsen vil kunne være ulik nedover i strengen. Disse effektene gjør at den reelle borehastigheten på et gitt tidspunkt kan være vanskelig å fastslå. Det kan også føre til at borestrengen går inn i en tilstand av stående svingninger/vibrasjoner (stick-slip), noe som kan være skadelig for brønnen og ulike komponenter i strengen, som for eksempel måleinstrumenter og WDP-komponenter.