NO333564B1

NO333564B1 - Stem arrangement and method for operating the same

Info

Publication number: NO333564B1
Application number: NO20110709A
Authority: NO
Inventors: Bard Martin Tinnen
Original assignee: Wtw Solutions As
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2013-07-08
Also published as: EP2707569A4; EP2707569A1; US20140090832A1; WO2012154058A1; NO20110709A1

Abstract

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et stammearrangement for bruk i et brønnrør (106) og en fremgangsmåte for bruk av samme, hvor arrangementet omfatter: - et stammelegeme (301, 501) som huser minst ett stempel (304), idet det minst ene stempel (304) er bevegelig i forhold til stammelegemet (301, 501) mellom en første posisjon og en andre posisjon ved hjelp av en fluidkraft som virker på stemplet (304); og - et hulrom (701) anordnet tilstøtende stemplet (304) for overføring av brønnfluidtrykk mellom brønnrøret og stemplet (304), hvor hulrommet (701) er forsynt med dreneringsmidler for å underlette fjerning av eventuelle partikler som er tilstede i minst et nedre parti av hulrommet (701).The present invention relates to a stem arrangement for use in a well tube (106) and to a method for using the same, the arrangement comprising: - a stem body (301, 501) housing at least one piston (304), the at least one piston (304) ) is movable relative to the stem body (301, 501) between a first position and a second position by a fluid force acting on the piston (304); and - a cavity (701) disposed adjacent piston (304) for transmitting well fluid pressure between the well tube and piston (304), the cavity (701) being provided with drainage means to facilitate removal of any particles present in at least a lower portion of the well. the cavity (701).

Description

STAMMEARRANGEMENT OG FREMGANGSMÅTE FOR OPERERING AV SAMME TRIBAL ARRANGEMENT AND METHOD OF OPERATING THE SAME

Denne oppfinnelse vedrører et syklus-åpnesystem (eng: cycle open system) for brønn-barnerer og andre brønnverktøy. Mer spesifikt vedrører den foreliggende oppfinnelse et stammearrangement (eng: mandrel arrangement) for bruk i et brønnbonngsrør, idet arrangementet omfatter et stammelegeme som rommer i det minste ett stempel, idet det minst ene stempel er bevegelig i forhold til stammelegemet mellom en første posisjon og en andre posisjon ved hjelp av en fluidkraft som virker på stemplet; og et hulrom anordnet i umiddelbar nærhet av stemplet for overføring av brønnborings-fluidtrykk mellom brønnbormgsrøret og stemplet. This invention relates to a cycle open system (eng: cycle open system) for well barriers and other well tools. More specifically, the present invention relates to a stem arrangement (eng: mandrel arrangement) for use in a wellbore pipe, the arrangement comprising a stem body that accommodates at least one piston, the at least one piston being movable in relation to the stem body between a first position and a second position by means of a fluid force acting on the piston; and a cavity arranged in the immediate vicinity of the piston for transmission of wellbore fluid pressure between the wellbore pipe and the piston.

I forbindelse med kompletteringen av brønner, som involverer trinn så som installasjon av produksjons-formgsrør, produksjons-forlengmgsrør (nedre komplettering) og produksjonsrør (øvre komplettering), blir barneresystemer vanligvis brukt. In connection with the completion of wells, which involve steps such as the installation of production-formation pipe, production-extension pipe (lower completion) and production pipe (upper completion), barring systems are usually used.

I ett scenario blir en barriere montert i toppen av den nedre komplettering (produk-sjonsforlengmgsrør), for å isolere reservoaret mens installasjon av produksjonsrøret (øvre komplettering) i den øvre seksjon av brønnen pågår. In one scenario, a barrier is installed at the top of the lower completion (production extension pipe), to isolate the reservoir while installation of the production pipe (upper completion) in the upper section of the well is in progress.

I et annet scenario blir en barriere installert i bunnen av produksjonsrøret under in-stallasjonen av dette. Så snart røret er posisjonert korrekt, påføres trykk på innsiden for å sette produksjonspakningen. For å danne en tett kapsling under en slik operasjon, for å tillate trykksettmg av rørets indre, må bunnen av røret tettes av. Vanligvis blir en slik tetning tilveiebrakt ved bruk av en barriereinnretning. In another scenario, a barrier is installed at the bottom of the production pipe during its installation. Once the tube is positioned correctly, pressure is applied to the inside to set the production packing. In order to form a tight enclosure during such an operation, to allow pressurization of the interior of the pipe, the bottom of the pipe must be sealed off. Typically, such a seal is provided by the use of a barrier device.

Et vanlig krav til de ovenfor beskrevne barrieresystemer er evnen til å opprettholde det påkrevde trykk under de trinn hvor slik barrierefunksjonalitet er påkrevd. Et andre, men like viktig krav er at barrieren kan åpnes eller fjernes når barnerefunksjonali-teten ikke lenger er påkrevd, for å åpne forlengingsrøret og/eller produksjonsrøret, slik at fluider kan strømme gjennom det. A common requirement for the barrier systems described above is the ability to maintain the required pressure during the stages where such barrier functionality is required. A second, but equally important requirement is that the barrier can be opened or removed when the bar functionality is no longer required, in order to open the extension pipe and/or the production pipe, so that fluids can flow through it.

Tradisjonelt ble disse midlertidige komplettenngsbarrierer installert og hentet opp ved bruk av brønnserviceteknikker, så som kabel ("wireline") eller kveilrør. Traditionally, these temporary completion barriers were installed and retrieved using well service techniques, such as wireline or coiled tubing.

På mange offshorefelt benyttes svært kostbare borerigger for det formål å bore og In many offshore fields, very expensive drilling rigs are used for the purpose of drilling and

komplettere en brønn. I slike tilfeller vil all tid som brukes på wireline- eller kveilrørs-operasjoner føre til økte kostnader for kompletteringen av brønnen, ettersom det øker den tid boreriggen må leies for kompletteringen av brønnen. For å fjerne behovet for å operere de ovennevnte barneresystemer på wireline eller kveilrør, har det blitt utviklet barrierer som kan opereres til å åpne uten behov for fysisk intervensjon i brønnen. De første systemer av denne type var kuleventiler, klaffventiler, glidehylser eller lignende som ble operert til å åpne ved syklisk forandring av brønntrykk ved bruk av en pumpe ved brønnens overflate. completing a well. In such cases, all the time spent on wireline or coiled tubing operations will lead to increased costs for the completion of the well, as it increases the time the drilling rig must be rented for the completion of the well. To remove the need to operate the above barring systems on wireline or coiled tubing, barriers have been developed that can be operated to open without the need for physical intervention in the well. The first systems of this type were ball valves, flap valves, sliding sleeves or the like which were operated to open by cyclical change of well pressure using a pump at the surface of the well.

Syklisk forandring av trykk betyr gjentatt trykksetting og trykkavlasting (nedtapping eller avblødning) av fluid i røret (og/eller forlengmgsrørets topp) for å operere mekaniske telleverksystemer forbundet med nedihullsbarrieren. Typisk, etter et visst antall trykksykluser, vil det mekaniske telleverksystem gå i inngrep med en barnere-aktiveringsmekamsme som forårsaker at barrieren/ventilen åpner. Et slikt inngrep oppnås typisk ved at telleverkmekanismen til sist opererer et ventilorgan i aktivenngssystemet, som tillater brønntrykk å virke mot et atmosfærisk kammer via et stempel, og det resulterende arbeid brukes til å endre eller "shifte" ventilorganet til en åpen posisjon. I andre versjoner oppnås slikt inngrep ved at telleverkmekanismen til sist opererer en mekanisk lås i aktivenngssystemet som utløser en forspent fjærmekan-isme i aktiveringsmekanismen, hvoretter dette forårsaker at ventilorganet forflyttes til en åpen posisjon. Andre lignende metoder for aktivering og forflytting av ventilorganet kan anvendes. Slike metoder vil være kjent for en fagmann på området, og blir derfor ikke beskrevet ytterligere i dette dokument. Cyclic change of pressure means repeated pressurization and depressurization (draining or bleeding) of fluid in the pipe (and/or extension pipe top) to operate mechanical counter systems connected to the downhole barrier. Typically, after a certain number of pressure cycles, the mechanical metering system will engage a barre-activation mechanism that causes the barrier/valve to open. Such an intervention is typically achieved by the counter mechanism finally operating a valve member in the activation system, which allows well pressure to act against an atmospheric chamber via a piston, and the resulting work is used to change or "shift" the valve member to an open position. In other versions, such intervention is achieved by the counter mechanism finally operating a mechanical lock in the activation system which triggers a pre-tensioned spring mechanism in the activation mechanism, after which this causes the valve member to be moved to an open position. Other similar methods for activating and moving the valve member can be used. Such methods will be known to a person skilled in the art, and are therefore not described further in this document.

US 2010/307773 Al beskriver en fremgangsmåte og et apparat for styring av en brønnbarriere anordnet til å være i stand til å settes mn i en brønn for å tillate en førs-te brønnsone å bh atskilt fra en andre brønnsone ved hjelp av et tetningselement, hvor fremgangsmåten inkluderer å sette et trykksatt fluid i forbindelse med et aktive-nngselement ved selektiv styring av en åpningsinnretnmg. US 2010/307773 Al describes a method and an apparatus for controlling a well barrier arranged to be able to be placed in a well to allow a first well zone to be separated from a second well zone by means of a sealing element, where the method includes placing a pressurized fluid in connection with an activation element by selective control of an opening device.

US 6244351 Bl beskriver en brønnstreng for bruk i en brønnboring som har flere flu-idområder, hvor brønnstrengen innbefatter en strømningskanal som har en indre boring som avgrenser ett av fluidområdene og en aktivenngsanordning som innbefatter en operatørmekanisme, en aktivermgsport som står i forbindelse med operatørmeka-nismen, og et organ tilpasset til å blokkere aktivenngsporten. US 6244351 B1 describes a well string for use in a well bore that has several fluid areas, where the well string includes a flow channel that has an internal bore that delimits one of the fluid areas and an activation device that includes an operator mechanism, an activation port that is in connection with the operator mechanism nism, and an organ adapted to block the active entry port.

US 5226494 A beskriver en fremgangsmåte og et apparat for aktivering av ett eller flere nedihulls brønnverktøy båret av en produksjons- eller arbeidsstrengkanal som har en uperforert vegg og som er innrettet til å kunne blokkere for fluidoverfønng mellom et aktivenngsfluidlegeme og en annen fluidkilde inne i brønnen over dynamiske tetninger mellom aktivenngsorganer i brønnverktøyet, ved å frembringelse av selekti-ve signaler gjennom kanalens vegg som er detekterbare av et organ for å frembringe et aktivenngssignal for aktivering av nedihulls-brønnverktøyet ved hjelp av en nedihulls energikilde. US 5226494 A describes a method and an apparatus for activating one or more downhole well tools carried by a production or work string channel which has an imperforate wall and which is arranged to be able to block fluid transfer between an activation fluid body and another fluid source inside the well above dynamic seals between activation means in the well tool, by producing selective signals through the wall of the channel which are detectable by a means for producing an activation signal for activation of the downhole well tool by means of a downhole energy source.

US 4356867 A beskriver en fremgangsmåte og et apparat for setting av en midlertidige lås-åpen-mekanisme (lock-open mechanism) inkorporert i en sikkerhetsventil som anvendes i en underjordisk brønn, idet apparatet inkluderer en ringformet stamme som har en utvendig, aksialt bevegelig, radialt ekspanderbar spennhylse (collet) operert av en aksialt bevegelig klo (prong) konsentrisk anordnet inne i stammehuset. US 4356867 A describes a method and an apparatus for setting a temporary lock-open mechanism (lock-open mechanism) incorporated in a safety valve used in an underground well, the apparatus including an annular stem having an external, axially movable, radially expandable collet operated by an axially movable claw (prong) concentrically arranged inside the stem housing.

US 2009065213 Al beskriver en nedihulls ventilanordning som innbefatter en ventil montert i et rørformet legeme, idet ventilen er bevegelig mellom en åpen og en stengt posisjon. Bevegelse oppnås av en fluidoperert ventilaktiveringsmekanisme anordnet nedhulls for ventilen med en fluidinnløpsport lokalisert opphulls for ventilen. US 2009065213 Al describes a downhole valve device which includes a valve mounted in a tubular body, the valve being movable between an open and a closed position. Movement is achieved by a fluid operated valve actuation mechanism arranged downhole for the valve with a fluid inlet port located uphole for the valve.

GB 2345505 A beskriver et aktivenngsapparat for bruk med et nedihullsverktøy i en brønnboring, som inkluderer en strømnmgskanal med en indre boring, omfattende et operatørstempel, en port i forbindelse med operatørstemplet, et bevegelig organ som når det er i en første posisjon blokkerer porten mot fluidtrykk i strømningskanalens indre boring, og en aktivenngsanordning som responderer på trykk på utsiden av strømmngskanalen, for å bevege organet til en annen posisjon for å blottlegge porten mot strømningskanalens indre boring, for å muliggjøre kommunikasjon av fluidtrykk fra strømningskanalens indre boring til operatørstemplet. GB 2345505 A discloses an activation apparatus for use with a downhole tool in a wellbore, which includes a flow passage having an inner bore, comprising an operator piston, a port in communication with the operator piston, a movable member which when in a first position blocks the port against fluid pressure in the inner bore of the flow channel, and an actuation device responsive to pressure outside the flow channel to move the member to another position to expose the port to the inner bore of the flow channel, to enable communication of fluid pressure from the inner bore of the flow channel to the operator piston.

Barneresystemer som er alternativer til metalliske ventiler, er barrierer laget av ikke-metalliske materialer, så som f.eks. glass, keramer, salt eller andre mer sprø materialer. En vanlig fremgangsmåte for fjerning av barrierer i dette henseende, er en mekanisk syklus-åpnemekanisme (cycle open mechanism) som løser ut en aktiverings-mekanisme, hvor en eksplosiv ladning detoneres inne i eller i umiddelbar nærhet av den sprø barrieren. En alternativ fremgangsmåten innebærer at den mekaniske syklus-åpnemekamsmen opererer en mekanisk lås som holder et forspent fjærsystem. Ved utløsing av den forspente fjæren, vil dette drive en slaginnretnmg, så som et spyd, inn i den sprø barrieren for å knuse den. Enda en annen fremgangsmåte for fjerning er å lede et høyt trykksatt fluid mn mellom sprø barnerekomponenter. Slike fremgangsmåter antas kjent for en fagmann på området, og blir derfor ikke ytterligere beskrevet i dette dokument. Barrier systems that are alternatives to metallic valves are barriers made of non-metallic materials, such as e.g. glass, ceramics, salt or other more brittle materials. A common method for removing barriers in this regard is a mechanical cycle open mechanism that triggers an activation mechanism, where an explosive charge is detonated within or in the immediate vicinity of the brittle barrier. An alternative method involves the mechanical cycle-opening mechanism operating a mechanical latch that holds a pre-tensioned spring system. Upon release of the biased spring, this will drive an impact device, such as a spear, into the brittle barrier to shatter it. Yet another method of removal is to pass a highly pressurized fluid mn between brittle burner components. Such methods are assumed to be known to a person skilled in the art, and are therefore not further described in this document.

Et velkjent problem med de ovenfor beskrevne fjernstyrte, mekaniske systemer er at hvis syklus-åpnemekanismen eller aktiveringsmekanismen feiler i å operere, eller hvis ventilelementet feiler i å forflyttes til åpen posisjon av en eller annen årsak, er alternativer for mekanisk fjerning av barrieren forbundet med en forholdsvis høy kostnad og risiko. A well-known problem with the above-described remote mechanical systems is that if the cycle-opening mechanism or actuation mechanism fails to operate, or if the valve element fails to move to the open position for some reason, options for mechanical removal of the barrier are associated with a relatively high cost and risk.

Et eksempel på alternativ fjerning er å bruke kveilrør for forflytning til åpen posisjon, eller i verste tilfelle frese ut en kuleventil eller en klaffventil i stål. An example of alternative removal is to use coiled tubing for movement to the open position, or in the worst case, milling out a ball valve or a steel butterfly valve.

Typiske årsaker til feiling kan være produksjonsavfall i brønnen som blokkerer eller Typical causes of failure can be production waste in the well that blocks or

fastkiler syklus-åpnemekanismen, aktiveringsmekanismen eller selve ventilelementet. Det er kjent at rengjøringen av en brønn kan være problematisk, og at det er vanske-lig å garantere at det miljø hvor syklus-åpnemekanismen opererer er rent for produksjonsavfall, høyviskøse midler og lignende som kan forårsake problemer. wedges the cycle-opening mechanism, the actuating mechanism or the valve element itself. It is known that the cleaning of a well can be problematic, and that it is difficult to guarantee that the environment where the cycle-opening mechanism operates is clean of production waste, highly viscous agents and the like that can cause problems.

Det er således et behov for å kunne tilveiebringe en syklus-åpnemekamsme som fjer-ner eller i det minste reduserer problemet med blokkering på grunn av produksjonsavfall og andre urenheter i det område av brønnen hvor systemet er lokalisert. There is thus a need to be able to provide a cycle opening mechanism which removes or at least reduces the problem of blockage due to production waste and other impurities in the area of the well where the system is located.

Hensikten med oppfinnelsen er å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk. The purpose of the invention is to remedy or reduce at least one of the disadvantages of known technology.

Hensikten oppnås i samsvar med oppfinnelsen med de karakteristika som er angitt i beskrivelsen nedenfor og i de følgende krav. The purpose is achieved in accordance with the invention with the characteristics stated in the description below and in the following claims.

Ifølge et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et stammearrangement for bruk i et brønnrør, hvilket arrangementet inngår i en syklus-åpnemekanisme og omfatter: et stammelegeme som huser minst ett stempel, hvor det minst ene stempel er bevegelig i forhold til stammelegemet mellom en første posisjon og en andre posisjon ved hjelp av en fluidkraft som virker på stemplet; og et hulrom anordnet tilstøtende stemplet for overføring av brønnfluidtrykk mellom brønnrøret og stemplet, idet hulrommet er forsynt med drenenngsmidler som omfatter en åpning innrettet til å kunne kommunisere fluid mellom hulrommet og brønnrøret, slik at fjerning av eventuelle partikler som er tilstede i minst et nedre parti av hulrommet, underlettes. According to a first aspect of the present invention, a stem arrangement for use in a well pipe is provided, which arrangement forms part of a cycle opening mechanism and comprises: a stem body housing at least one piston, where the at least one piston is movable in relation to the stem body between a first position and a second position by means of a fluid force acting on the piston; and a cavity arranged adjacent to the piston for the transmission of well fluid pressure between the well pipe and the piston, the cavity being provided with drainage means comprising an opening designed to be able to communicate fluid between the cavity and the well pipe, so that the removal of any particles that are present in at least a lower part of the cavity, is relieved.

Åpningen er fortrinnsvis en åpning som er skråstilt nedover i en retning fra hulrommet mot brønnens senterlinje. Dette har den effekt at gravitasjonen vil fremme drenering av partikler som har en egenvekt høyere enn den som er for brønnfluidet. The opening is preferably an opening which is inclined downwards in a direction from the cavity towards the center line of the well. This has the effect that gravity will promote drainage of particles that have a specific gravity higher than that of the well fluid.

Hulrommet kan være en utsparing åpen mot brønnfluidet, idet utsparingen er avgrenset av et første parti, et andre parti og et sideparti som danner bro mellom det første parti og det andre parti, idet det andre parti innbefatter overflaten av stemplet eller et fluidtrykkovergangselement som strekker seg fra hulrommet og til stemplet. The cavity can be a recess open to the well fluid, the recess being delimited by a first part, a second part and a side part which forms a bridge between the first part and the second part, the second part including the surface of the piston or a fluid pressure transition element that extends from the cavity to the piston.

I en utførelse er det første parti av utsparingen skråstilt bort fra det andre parti i en retning fra sidepartiet av utsparingen mot brønnboringens senterlinje. Således, hvis stemplet er anordnet nedenfor hulrommet, heller utsparingen nedover i en retning mot en senterlinje til brønnboringen. Dette har den effekt at gravitasjonen vil fremme drenering av partikler som har en egenvekt som er større enn den som er for brønn-fluidet. In one embodiment, the first part of the recess is slanted away from the second part in a direction from the side part of the recess towards the center line of the wellbore. Thus, if the piston is arranged below the cavity, the recess slopes downward in a direction towards a centerline of the wellbore. This has the effect that gravity will promote the drainage of particles that have a specific gravity that is greater than that of the well fluid.

I én utførelse er det andre parti av utsparingen skråstilt bort fra det første parti i en retning fra sidepartiet av utsparingen mot brønnboringens senterlinje. Således, hvis stemplet er anordnet ovenfor hulrommet, heller utsparingen oppover i en retning mot en senterlinje til brønnboringen. Dette har den effekt at gravitasjonen vil fremme drenering av eventuelle partikler som har en egenvekt lavere enn den som er for brønn-fluidet eller redusere muligheten av å fange opp eller sperre inne eventuelle partikler mot stemplet. In one embodiment, the second part of the recess is slanted away from the first part in a direction from the side part of the recess towards the center line of the wellbore. Thus, if the piston is arranged above the cavity, the recess slopes upwards in a direction towards a centerline of the wellbore. This has the effect that gravity will promote the drainage of any particles that have a specific gravity lower than that of the well fluid or reduce the possibility of capturing or trapping any particles against the piston.

Utsparingen kan være av en slik art at både dens første parti og dens andre er forsynt med skråstilte overflater som beskrevet ovenfor. The recess can be of such a nature that both its first part and its second are provided with inclined surfaces as described above.

I én utførelse omfatter stammelegemet et ytre stammeparti og et indre stammeparti, hvor det indre stammeparti vender mot fluidet i brønnboringen, og hvor stemplet er anordnet mellom det ytre stammeparti og det indre stammeparti. In one embodiment, the stem body comprises an outer stem part and an inner stem part, where the inner stem part faces the fluid in the wellbore, and where the piston is arranged between the outer stem part and the inner stem part.

Stemplet eller fluidtrykkovergangselementet/elementene kan være forsynt med tetningsmidler anordnet for tetting av et nngrom mellom stemplet og stammelegemet. The piston or the fluid pressure transition element(s) may be provided with sealing means arranged for sealing a space between the piston and the stem body.

Ett formål med tetningsmidlene er å hindre urenheter i å komme mn mellom stemplet eller fluidtrykkovergangselementet/elementene og den faste stammen. Et annet formål med tetningsmidlene er å tilveiebringe en trykktetnmg. One purpose of the sealants is to prevent impurities from getting between the piston or fluid pressure transition element(s) and the solid stem. Another purpose of the sealants is to provide a pressure seal.

I én utførelse er stemplet eller fluidtrykkovergangselementet/elementene videre forsynt med en skraperrmg. Formålet med skrapernngen er å tilveiebringe en ytterligere tetning av nngrommet mellom stemplet og stammelegemet. In one embodiment, the piston or fluid pressure transition element(s) is further provided with a scraper arm. The purpose of the scraper is to provide a further sealing of the space between the piston and the stem body.

I én utførelse er fluidtrykkovergangselementet/elementene forsynt med en skraperhette istedenfor skapernngen. In one embodiment, the fluid pressure transition element(s) is provided with a scraper cap instead of the crevice nozzle.

I henhold til et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å underlette operasjon av et stammearrangement for bruk i et brønnrør, hvor arrangementet omfatter: et stammelegeme som huser minst ett stempel, hvor det minst ene stempel er bevegelig i forhold til stammelegemet mellom en første posisjon og en andre posisjon ved hjelp av en fluidkraft som virker på stemplet; og et hulrom anordnet tilstøtende stemplet for å kunne kommunisere brønnfluidtrykk mellom brønnrøret og stemplet, idet fremgangsmåten omfatter å forsyne hulrommet med dreneringsmiddel for å tillate fjerning av eventuelle partikler som er tilstede i minst et nedre parti av hulrommet. According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for facilitating operation of a stem arrangement for use in a well pipe, where the arrangement comprises: a stem body housing at least one piston, where the at least one piston is movable relative to the stem body between a first position and a second position by means of a fluid force acting on the piston; and a cavity arranged adjacent to the piston to be able to communicate well fluid pressure between the well pipe and the piston, the method comprising supplying the cavity with draining agent to allow the removal of any particles present in at least a lower part of the cavity.

Det følgende beskriver et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelse illustrert på de ledsagende tegninger, hvor: Fig. la-lc illustrerer et eksempel på generisk bruk av oppfinnelsen; Fig. 2 illustrerer en sidelommestamme (eng: side pocket mandrel) ifølge kjent teknikk som rommer en mekanisk syklus-åpnemekanisme som danner en integrert del av røret; Fig. 3 viser i en større målestokk en mekanisk syklus-åpnemekanisme ifølge kjent teknikk; Fig. 4a-4d illustrerer forskjellige trinn ved operenng av den mekaniske syklus-åpnemekanisme på fig. 3; Fig. 5 illustrerer en mekanisk syklus-åpnemekanisme ifølge kjent teknikk tilveiebrakt ved hjelp av en ringformet stamme istedenfor en sidelommestamme som illustrert på fig. 2; Fig. 6 illustrerer en mekanisk syklus-åpnemekanisme ifølge kjent teknikk tilveiebrakt ved hjelp av en ringformet stamme istedenfor en sidelommestamme som illustrert i en større målestokk på fig. 2; Fig. 7a illustrerer en mekanisk syklus-åpnemekanisme i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Fig. 7b illustrerer en mekanisk syklus-åpnemekanisme på fig. 7a forsynt med ytterligere detaljer; Fig. 8a illustrerer en alternativ utførelse av den mekaniske syklus-åpnemekanisme på fig. 7a; Fig. 8b illustrerer en alternativ utførelse av den mekaniske syklus-åpnemekanisme på fig. 8a; og The following describes a non-limiting example of a preferred embodiment illustrated in the accompanying drawings, where: Figs. 1a-1c illustrate an example of generic use of the invention; Fig. 2 illustrates a side pocket mandrel according to prior art which accommodates a mechanical cycle opening mechanism which forms an integral part of the tube; Fig. 3 shows on a larger scale a mechanical cycle opening mechanism according to known technology; Figs. 4a-4d illustrate various steps in the operation of the mechanical cycle opening mechanism of Figs. 3; Fig. 5 illustrates a prior art mechanical cycle opening mechanism provided by means of an annular stem instead of a side pocket stem as illustrated in Fig. 2; Fig. 6 illustrates a prior art mechanical cycle opening mechanism provided by means of an annular stem instead of a side pocket stem as illustrated on a larger scale in Fig. 2; Fig. 7a illustrates a mechanical cycle opening mechanism according to the present invention; Fig. 7b illustrates a mechanical cycle opening mechanism of Fig. 7a provided with additional details; Fig. 8a illustrates an alternative embodiment of the mechanical cycle opening mechanism of fig. 7a; Fig. 8b illustrates an alternative embodiment of the mechanical cycle opening mechanism of fig. 8a; and

Fig. 9 er et riss gjennom linje A-A på fig. 8a og 8b. Fig. 9 is a view through line A-A in fig. 8a and 8b.

Fig. la-lc illustrerer et borehull 101. Fonngsrør 102 brukes til å hindre borehullet i å kollapse under boring og etterfølgende produksjon, og for å tette av borehullets vegg for å hindre uønsket lekkasje til eller fra strata/soner i undergrunnen, og endelig for å tilveiebringe en barriere mellom det trykksatte hydrokarbonreservoar og det åpne mil-jø. I de fleste tilfeller er fonngsrøret sementert til berggrunnens vegg, hvilket vil forstås av enhver person som har fagkunnskap på området, og som derfor ikke er vist. Det vises en generisk brønnkomplettenng. I dette illustrerte tilfellet omfatter den nedre komplettering et sementert produksjonsforlengingsrør 103 som er åpent mot hy-drokarbonreservoaret via perforeringer 104. En person med fagkunnskap på området vil vite at designen og konfigurasjonen av produksjonsforlengingsrøret 103 kan variere betydelig fra det som er illustrert. Produksjonsforlengingsrøret 103 er forankret til og danner en tetning mot fonngsrøret 132 ved hjelp av et forlengingsrør-hengersystem 105. Figs la-lc illustrate a borehole 101. Casing pipe 102 is used to prevent the borehole from collapsing during drilling and subsequent production, and to seal off the borehole wall to prevent unwanted leakage to or from strata/zones in the subsurface, and finally to to provide a barrier between the pressurized hydrocarbon reservoir and the open environment. In most cases, the foundation pipe is cemented to the bedrock wall, which will be understood by any person with specialist knowledge in the area, and which is therefore not shown. A generic well completion is displayed. In this illustrated case, the lower completion comprises a cemented production extension pipe 103 which is open to the hydrocarbon reservoir via perforations 104. One skilled in the art will recognize that the design and configuration of the production extension pipe 103 may vary significantly from that illustrated. The production extension pipe 103 is anchored to and forms a seal against the production pipe 132 by means of an extension pipe hanger system 105.

Den øvre komplettering omfatter produksjonsrøret 106, som er stukket mn i den nedre komplettering ved hjelp av en tetningsstingeranordnmg 107. En tetningsmnretning 108 som omfatter en barriere 114 i henhold til den foreliggende oppfinnelse, er installert nedenfor produksjonspaknmgen 109.1 toppen av brønnen, er røret 106 avsluttet eller terminert i brønnhodet 110. Komplettenngsdesignet kan variere betydelig fra det som er vist på fig. 1, og det er alminnelige komplettenngskomponenter som her ikke er illustrert, så som en nedihulls sikkerhetsventil. Disse kjensgjerninger vil forstås av en person med fagkunnskap på området. På lignende vis kan innretningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse brukes for andre kompletteringsdesign enn det som her er vist, og fig. 1 tilveiebringer kun et eksempel. The upper completion comprises the production pipe 106, which is inserted into the lower completion by means of a sealing stinger device 107. A sealing device 108 comprising a barrier 114 according to the present invention is installed below the production package 109.1 the top of the well, the pipe 106 is terminated or terminated in the wellhead 110. The complete connection design can vary significantly from that shown in fig. 1, and there are common complete connection components that are not illustrated here, such as a downhole safety valve. These facts will be understood by a person with specialist knowledge in the area. In a similar way, the device according to the present invention can be used for other completion designs than what is shown here, and fig. 1 provides only an example.

Ved kjøring av kompletteringen i hullet, er produksjonspakningen 109 ikke aktivert, som illustrert på fig. la. When running the completion in the hole, the production pack 109 is not activated, as illustrated in fig. let.

Senterlinjen 115 til røret er illustrert for referanse. The centerline 115 of the pipe is illustrated for reference.

Ved å betrakte fig. lb, vil det ses at en pumpe 111 er satt i fluidkommumkasjon med brønnhodet 110. For å sette produksjonspakningen 109, hvilket betyr å ekspandere de mekaniske ankre og tetningselementer for inngrep med fonngsrøret 102, brukes pumpen 111 til å påføre høyt trykk på fluidet inne i røret 106. Dette er mulig på grunn av den tettede kapshng dannet av røret 106, tetningsinnretnmgen 108, brønnhodet 110 og pumpen 111. Etter setting av pakningen 109 er barrieren 114 ikke lenger påkrevd i brønnen. Det neste trinn er å fjerne barrieren 114 slik at brønnen kan settes i produksjon eller injeksjon. By considering fig. lb, it will be seen that a pump 111 is placed in fluid communication with the wellhead 110. To set the production packing 109, which means to expand the mechanical anchors and sealing elements for engagement with the well casing 102, the pump 111 is used to apply high pressure to the fluid inside the the pipe 106. This is possible because of the sealed casing formed by the pipe 106, the sealing device 108, the wellhead 110 and the pump 111. After setting the packing 109, the barrier 114 is no longer required in the well. The next step is to remove the barrier 114 so that the well can be put into production or injection.

For å fjerne barrieren 114, blir fluidtrykket inne i røret 106 forandret syklisk, som beskrevet tidligere i dette dokument, ved bruk av pumpen 111. For hver fullstendige To remove the barrier 114, the fluid pressure inside the pipe 106 is changed cyclically, as described earlier in this document, using the pump 111. For each complete

trykksyklus, opereres en mekanisk syklus-åpnemekanisme 112 ett trinn. Etter et visst antall trinn, vil den mekaniske syklus-åpnemekanisme 112 vekselvirke med en aktive-nngsmodul 113 som setter i gang åpningen og/eller fjerningen av barrieren 114. Således, etter et visst omfang av sykluser, dvs. trykksettmg og trykkavlasting av rørflui-det, åpner barrieren 114. Fig. lc illustrerer brønnkomplettenngen etter at barrieren 114 har blitt fjernet. Fig. 2 illustrerer en mulig lokalisering av en mekanisk syklus-åpnemekanisme 112 i en brønnkomplettering. Her danner en sidelommestamme 201 som rommer den mekaniske syklus-åpnemekanisme 112 en integrert del av røret 106. Ved trykksettmg av røret vil det indre rørtrykk bh blottlagt overfor og operere et stempelorgan i syklus-åpnemekanismen 112, som et resultat av at fluider i stempelkammer 202 står i fluid-forbindelse med senteret i røret via port 203. Når syklus-åpnemekanismen 112 har avsluttet alle syklustnnnene og åpnet en mamfold for indre trykk, blir arbeidstrykket for å operere en tilhørende ventil eller annet verktøy (som forklart på fig. 1) rutet til verktøyet via stynngsledning 204. I alternative utførelser kan stynngsledningen 204 være erstattet med hull boret i sidelommestammen 201, og det relevante verktøy kan også danne en integrert del av sidelommestammen 201 eller en alternativ husdesign som rommer syklus-åpnemekanismen 112. Slike designtrekk vil være kjent for en person med fagkunnskap på området, og blir derfor ikke ytterligere beskrevet i dette dokument. Fig. 3 illustrerer detaljer ved en mekanisk syklus-åpnemekanismen 112 ifølge kjent teknikk. Kun en valgt seksjon av sidelommestammen 201 er vist. Forholdet til rørets 105 geometri er illustrert via senterlinje 115. pressure cycle, a mechanical cycle opening mechanism 112 is operated one stage. After a certain number of steps, the mechanical cycle-opening mechanism 112 will interact with an activation module 113 which initiates the opening and/or removal of the barrier 114. Thus, after a certain amount of cycles, i.e. pressurization and depressurization of pipe fluid- that, the barrier 114 opens. Fig. 1c illustrates the well completion after the barrier 114 has been removed. Fig. 2 illustrates a possible location of a mechanical cycle opening mechanism 112 in a well completion. Here, a side pocket stem 201 that accommodates the mechanical cycle opening mechanism 112 forms an integral part of the tube 106. When pressurizing the tube, the internal tube pressure bh will expose and operate a piston member in the cycle opening mechanism 112, as a result of which fluids in piston chamber 202 is in fluid communication with the center of the tube via port 203. When the cycle opening mechanism 112 has terminated all the cycle tubes and opened an internal pressure manifold, the working pressure to operate an associated valve or other tool (as explained in Fig. 1) is routed to the tool via choke line 204. In alternative embodiments, the choke line 204 may be replaced with holes drilled in the side pocket stem 201, and the relevant tool may also form an integral part of the side pocket stem 201 or an alternative housing design that accommodates the cycle-opening mechanism 112. Such design features will be known for a person with specialist knowledge in the area, and is therefore not further described in this document. Fig. 3 illustrates details of a mechanical cycle opening mechanism 112 according to prior art. Only a selected section of the side pocket stem 201 is shown. The relationship to the geometry of the pipe 105 is illustrated via center line 115.

Syklus-åpnemekanismen på fig. 3 omfatter et ytre hus 301 med ytre tetninger 302a, 302b i topp og bunn. Dessuten innbefatter det ytre hus 301 en fast sperreverkseksjon 305. Det viktigste bevegelige organ i syklus-åpnemekanismen 112 er et stempel 304 som omfatter en stempeltetnmg 305 og et dynamisk sperreverk 306. The cycle opening mechanism of fig. 3 comprises an outer housing 301 with outer seals 302a, 302b at the top and bottom. In addition, the outer housing 301 includes a fixed detent section 305. The main moving member of the cycle opening mechanism 112 is a piston 304 which includes a piston seal 305 and a dynamic detent 306.

I den viste utførelse er stemplet 304 hult, med en senterkanal 307 som forløper gjennom det i lengderetningen. Stempelkammeret 202, som er i fluidkontakt med senter-kanalen 307, er avtettet fra hulrommet 308 i syklus-åpnemekanismen 112 ved hjelp av bunnplugg 309 og tetnmgsstamme 310 som vekselvirker med stammetetnmger 311a, 311b. I en foretrukket utførelse inneholder hulrommet 308 et kompressibelt fluid for å tilveiebmge nødvendige fnthetsgrader for stemplet 304 til å kunne operere. Tetningsstammen 310 er fastgjort til stemplet 304 med skjærpmner 312 for å sørge for mekanisk stabilitet, og for å unngå at tetningsstammen 310 beveger seg for tidlig i forhold til stemplet 304 på grunn av vibrasjoner eller støt som kan oppstå ved plasse-ring av systemet i brønnboringen. In the embodiment shown, the piston 304 is hollow, with a center channel 307 extending through it in the longitudinal direction. The piston chamber 202, which is in fluid contact with the center channel 307, is sealed from the cavity 308 in the cycle opening mechanism 112 by means of bottom plug 309 and sealing stem 310 which interacts with stem seals 311a, 311b. In a preferred embodiment, the cavity 308 contains a compressible fluid to provide the necessary degrees of openness for the piston 304 to be able to operate. The sealing stem 310 is attached to the piston 304 with shear pins 312 to ensure mechanical stability, and to avoid that the sealing stem 310 moves too early in relation to the piston 304 due to vibrations or shocks that may occur when placing the system in the wellbore .

I bunnen er stemplet 304 avsluttet i en flens 313 som har perforeringer 314. En fjær 315 er anbrakt nedenfor flensen 313, idet den nedre ende av fjæren 315 bæres av den nedre seksjon/flens av det ytre hus 301. At the bottom, the piston 304 ends in a flange 313 which has perforations 314. A spring 315 is placed below the flange 313, the lower end of the spring 315 being carried by the lower section/flange of the outer housing 301.

Et vandrende organ 316 er innledningsvis plassert i en øvre posisjon i hulrommet 308, mellom det faste sperreverk 303 og det dynamiske sperreverk 305, som illustrert på figuren. Syklus-åpnemekanismen 112 er nå i sin startposisjon. A traveling member 316 is initially placed in an upper position in the cavity 308, between the fixed barrier 303 and the dynamic barrier 305, as illustrated in the figure. The cycle opening mechanism 112 is now in its home position.

I en foretrukket utførelse er fjæren 315 forspent, og vil ikke bli komprimert før trykket inne i stempelkammeret 202 overstiger en forhåndsdefinert verdi. Stoppkantene 317 av det ytre hus 301 tillater forspenning av fjæren uten at stemplet 304 blir skjøvet ut av det ytre hus 301. In a preferred embodiment, the spring 315 is pre-tensioned, and will not be compressed until the pressure inside the piston chamber 202 exceeds a predefined value. The stop edges 317 of the outer housing 301 allow biasing of the spring without the piston 304 being pushed out of the outer housing 301.

Stynngsledningen 204 festet til sidelommestammen 201 ved hjelp av en festemutter 318, er også illustrert. Tetnmgssystemene for tildannelse av en tetning mellom sidelommestammen 201 og stynngsledningen 204 er kjent for de som har fagkunnskap på området, og her ikke illustrert. The restraining line 204 attached to the side pocket stem 201 by means of a fastening nut 318 is also illustrated. The sealing systems for forming a seal between the side pocket stem 201 and the containment line 204 are known to those skilled in the art, and not illustrated here.

Fig. 4a illustrerer det første trinn ved operermg av syklus-åpnemekanismen 112 til åpen posisjon. Her er røret 106 trykksatt slik at høyt trykk eksponeres mot stemplet 304, som illustrert med pilene 401, 402. Fig. 4a illustrates the first step in operating the cycle opening mechanism 112 to the open position. Here, the tube 106 is pressurized so that high pressure is exposed to the piston 304, as illustrated by the arrows 401, 402.

Når rørtrykket overstiger det relevante nivå, begynner stemplet 304 å bevege seg (dette nivå kan settes ved for-komprimering av fjæren 315, eller for-trykksettmg av hulrommet 308 til et gitt innstillmgstrykk eller en kombinasjon av begge deler). Fig. 4a illustrerer en situasjon hvor stemplet er beveget ned en distanse som litt overstiger lengden av et trinn av det faste sperreverk 303. I en praktisk utførelse vil det være en stoppkant for å begrense den maksimalt tillatte vandring av stemplet 304, dette vil imidlertid være kjent for en person med fagkunnskap på området, og er her ikke illustrert. When the pipe pressure exceeds the relevant level, the piston 304 begins to move (this level can be set by pre-compressing the spring 315, or pre-pressurizing the cavity 308 to a given set pressure or a combination of both). Fig. 4a illustrates a situation where the piston is moved down a distance that slightly exceeds the length of a step of the fixed barrier 303. In a practical embodiment, there will be a stop edge to limit the maximum permissible travel of the piston 304, this will however be known to a person with specialist knowledge in the area, and is not illustrated here.

Det vandrende organ 316 er typisk laget på en måte hvor det har en radialfjær-funksjonahtet, hvilket tillater at det komprimeres radialt ved bevegelse nedover. Dessuten åpner det vandrende organ 316 radialt i den øvre ende, som vist i illustra-sjonen. Denne design tillater at det vandrende organ skyves nedover i mekanismen, men hindrer oppoverrettet bevegelse over kanten av en sperreverkenhet. The traveling member 316 is typically made in a manner where it has a radial spring function, allowing it to be compressed radially upon downward movement. Also, the traveling member 316 opens radially at the upper end, as shown in the illustration. This design allows the traveling member to be pushed downward in the mechanism, but prevents upward movement over the edge of a detent assembly.

Fig. 4b illustrerer den første avblødnings- eller nedtappmgssekvens etter det første trinn med trykksettmg av røret 106.1 fravær av høyt trykk i stempelkammeret 202 vil fjæren 315 skyve stemplet 304 tilbake til dets øvre posisjon. Det vandrende organ vil ikke være i stand til å bevege seg oppover på grunn av sin vekselvirkning med det faste sperreverket 303, og forblir følgelig i en posisjon ett trinn lenger ned i det faste sperreverk. Det dynamiske sperreverket 306, og følgelig stemplet 304, vil imidlertid ikke bh låst fra å bevege seg opp mot det vandrende organ 316. Fig. 4b illustrates the first bleeding or draining sequence after the first step of pressurizing the tube 106. In the absence of high pressure in the piston chamber 202, the spring 315 will push the piston 304 back to its upper position. The traveling member will not be able to move upwards due to its interaction with the fixed barrier 303, and consequently remains in a position one step further down the fixed barrier. However, the dynamic detent 306, and thus the piston 304, will not bra locked from moving up against the traveling member 316.

I henhold til normal industridefinisjon har fig. 4a og 4b illustrert det som vanligvis re-fereres til som én syklus av det mekaniske syklus-system 112. According to normal industry definition, fig. 4a and 4b illustrate what is commonly referred to as one cycle of the mechanical cycle system 112.

Fig. 4c illustrer sitasjonen etter at det vandrende organ 316 er syklisk til en posisjon Fig. 4c illustrates the citation after the traveling member 316 is cyclic to a position

hvor den neste fulle syklus innebærer vekselvirkning med tetningsstammen 310. Ved trykksettmg og avblødnmg av røret neste gang, vil det vandrende organ 316 bh lokalisert mellom bunnen av det faste sperreverk og toppen av tetningsstammen 310. Ved avblødnmg av trykket i røret 106, vil fjærkraften forårsake at skjærpinnene 312 skjæ-res over, hvoretter tetningsstammen 310 forflyttes eller skiftes nedover i forhold til stemplet 304. Dette er illustrert på fig. 4d. where the next full cycle involves interaction with the sealing stem 310. When pressurizing and bleeding the tube next time, the traveling member 316 will be located between the bottom of the fixed barrier and the top of the sealing stem 310. When bleeding the pressure in the tube 106, the spring force will cause that the shear pins 312 are cut over, after which the sealing stem 310 is moved or shifted downwards in relation to the piston 304. This is illustrated in fig. 4d.

På dette trinn, er det fluidforbmdelse mellom røret 106 indre og hulrommet 308, og høytrykksfluider vil tillates å strømme ned stynngsledningen 304 for å aktivere de tilknyttede verktøy (ventil, barriere, osv.). At this stage, there is fluid communication between the tube 106 interior and the cavity 308, and high pressure fluids will be allowed to flow down the constriction line 304 to activate the associated tools (valve, barrier, etc.).

Fig. 5 og fig. 6 illustrerer ringformede design av den samme kjente teknikk, som et alternativ til en sidelommedesign, men isteden for en sidelommestamme 201 brukes en ringformet stamme 501. Videre, istedenfor en stynngsledning 304, er et boret hull 502 illustrerer som ruten som høytrykksfluidene skal følge fra syklus-åpnemekanismen 112 og til tilknyttede verktøy som skal opereres. Fig. 5 and fig. 6 illustrates annular designs of the same prior art, as an alternative to a side pocket design, but instead of a side pocket stem 201, an annular stem 501 is used. Furthermore, instead of a choke line 304, a drilled hole 502 illustrates the route that the high pressure fluids must follow from cycle - the opening mechanism 112 and to associated tools to be operated.

Et vesentlig problem med designen av syklus-åpnemekamsmene ifølge kjent teknikk er at produksjonsavfall inne i brønnboringen medfører en vesentlig mulighet for blok kering av systemet. Som en fortsettelse av forklaringen tilveiebrakt på figurene 2-6: Ved gjentatte trykksykluser som er påkrevd for å bevege det vandrende organ 316 til det trinn hvor det vekselvirker med tetningsstammen 310, blir brønnfluider og det som måtte være av produksjonsavfall og urenheter beveget syklisk inn og ut av stempelkammeret 202 via port 303. Når det kommer inn i stempelkammeret 202 via porten 203, gjennomgår det urene brønnfluid en overgang fra høy strømnings-hastighet når det er i porten 203, til en langsommere hastighet når det er inne i stempelkammeret 202. Operasjonen av stemplet 304 innebærer dessuten også et behov for opptil flere 90 grader forandringer i strømningsretning. Slike strømnmgsmønstre innebærer en mulighet for å få partikler eller midler med lav viskositet til å forlate flu-idløsningen og avsettes inne i stempelkammeret 202. Videre, på grunn av de geomet-riske inneluknmger som avgrenser stempelkammeret 202, står alle partikler som kommer mn i stempelkammeret 202, uansett om de er tvunget til å avsette seg fra fluidløsningen eller ikke, overfor risikoen for å bli innestengt inne i stempelkammeret 202. Skulle det lokale området av brønnen inneholder større mengder av produksjonsavfall og andre urenheter, er det en fare for at stempelkammeret 202 fylles med så mye produksjonsavfall at syklus-åpnesystemet 112 vil funksjonere feil. Én feilmo-dus som er umiddelbart begripelig er at stempelkammeret 202 fylles med produksjonsavfall i så stor grad at fjæren 315 ikke er i stand til å bringe stemplet 304 tilbake til sin startposisjon etter å ha trykksatt og deretter blødd av trykket i røret 106. Når en slik situasjon oppstår, er det dynamiske sperreverk 306 ikke i stand til på ny å gå i inngrep med det vandrende organ 316, og den sekvensielle bevegelse av dette vil føl-gelig stanse. A significant problem with the design of the cycle opening mechanisms according to prior art is that production waste inside the wellbore entails a significant possibility of blocking the system. As a continuation of the explanation provided in Figures 2-6: Upon repeated pressure cycles required to move the traveling member 316 to the stage where it interacts with the seal stem 310, well fluids and any production waste and impurities are cyclically moved in and out. out of piston chamber 202 via port 303. As it enters piston chamber 202 via port 203, the impure well fluid undergoes a transition from a high flow rate when in port 203 to a slower rate when inside piston chamber 202. The operation of the piston 304 also implies a need for up to several 90 degree changes in flow direction. Such flow patterns provide an opportunity for particles or agents of low viscosity to leave the fluid solution and be deposited within the piston chamber 202. Furthermore, due to the geometrical inclusions that define the piston chamber 202, all particles that enter the piston chamber remain in the piston chamber. 202, regardless of whether they are forced to settle from the fluid solution or not, at the risk of being trapped inside the piston chamber 202. Should the local area of the well contain large amounts of production waste and other impurities, there is a danger that the piston chamber 202 is filled with so much production waste that the cycle opening system 112 will malfunction. One failure mode that is immediately understandable is that the piston chamber 202 fills with production waste to such an extent that the spring 315 is unable to return the piston 304 to its starting position after pressurizing and then bleeding off the pressure in the tube 106. When a such a situation arises, the dynamic locking mechanism 306 is unable to re-engage with the traveling member 316, and the sequential movement thereof will consequently stop.

Fig. 7a illustrerer en utførelse av en syklus-åpnemekanisme 112 i henhold til den foreliggende oppfinnelse. I den viste utførelse er stempelkammeret 202 og den tilknyttede port 203 vist på figurene 2-6 som vedrører kjent teknikk, fjernet og erstattet et hulrom med åpen geometri vist i form av en utsparing 701 i den ringformede stamme 501. Hulrommet er avgrenset av et første parti 705, et andre parti 709 og et sideparti 707 som danner bro mellom det første parti 705 og det andre parti 709. I utførelsen vist på fig. 7a innbefatter det andre parti 709 overflaten av stemplet 304, og det førs-te parti 705 er skråstilt oppover fra sidepartiet 707 til den ringformede stamme 501 mot brønnboringens senterlinje 115. En del av det andre parti 709 er skråstilt nedover i en retning mot brønnboringens senterlinje 115. I den viste utførelse er således det første parti 705 skråstilt bort fra det andre parti 709. På denne måten vil potensialet for at partikler forlater fluidløsningen på grunn av sentrifugalkrefter eller andre beslek-tede krefter bh fjernet eller i det minste betydelig redusert. Dessuten er designtrekk som medfører muligheten for å fange opp partikler og hindre retur av stemplet 304 eliminert. Fig. 7a viser også en topp-skrapernng 702 montert på stemplet 304 for å hindre urenheter i å komme inn i mikronngrommene mellom stemplet 304 og den faste stamme. Slike urenheter kan være en faktor som bidrar til systemblokkenng eller - fastkihng i systemer designet ifølge kjent teknikk. Fig. 7a illustrates an embodiment of a cycle opening mechanism 112 according to the present invention. In the illustrated embodiment, the piston chamber 202 and the associated port 203 shown in Figures 2-6 relating to the prior art have been removed and replaced by an open geometry cavity shown in the form of a recess 701 in the annular stem 501. The cavity is delimited by a first part 705, a second part 709 and a side part 707 which forms a bridge between the first part 705 and the second part 709. In the embodiment shown in fig. 7a, the second part 709 includes the surface of the piston 304, and the first part 705 is inclined upwards from the side part 707 of the annular stem 501 towards the centerline 115 of the wellbore. A part of the second part 709 is inclined downwards in a direction towards the centerline of the wellbore 115. In the embodiment shown, the first part 705 is thus slanted away from the second part 709. In this way, the potential for particles to leave the fluid solution due to centrifugal forces or other related forces will be removed or at least significantly reduced. Furthermore, design features which entail the possibility of catching particles and preventing the return of the piston 304 are eliminated. Fig. 7a also shows a top scraper 702 mounted on the piston 304 to prevent impurities from entering the micro cavities between the piston 304 and the fixed stem. Such impurities can be a factor that contributes to system blocking or freezing in systems designed according to known techniques.

Fig. 7b illustrerer et alternativ til utførelsen vist på fig. 7a. På fig. 7b utgjør en skjørt-seksjon 703 del av den ringformede stamme 501. Grunnen til å inkludere skjørtsek-sjonen 703 kan være å beskytte stemplet 304 mot fallende gjenstander, eller å begrense utsparingen 701 sin eksponering mot de indre deler i røret og unngå mulig interessekonflikt med fremtidige brønnserviceoppgaver, f.eks. intervensjon av service-verktøystrenger som medfører faren for at serviceverktøystrengen kan bli fanget opp i utsparingen 701 hvis denne skulle være av en for åpen geometri. Utover utførelsen Fig. 7b illustrates an alternative to the embodiment shown in Fig. 7a. In fig. 7b constitutes a skirt section 703 part of the annular stem 501. The reason for including the skirt section 703 may be to protect the piston 304 against falling objects, or to limit the recess 701's exposure to the inner parts of the tube and avoid a possible conflict of interest with future well service tasks, e.g. intervention of service tool strings which entails the danger that the service tool string may be caught in the recess 701 if this should be of too open a geometry. Beyond the execution

illustrert på fig. 7b, kan skjørtseksjonen 703 være forsynt med fluidkommunikasjons-kanaler 704 for å tilveiebringe økt ventilasjon og/eller sirkulasjon ved operering/ syklisk forandring av trykk i systemet, for å minimere faren for at produksjonsavfall blir fanget opp. I én utførelse er kommunikasjonskanalene av en forskjellig og langt mer åpen geometri enn illustrert på fig. 7b. Hulrommet 701 er i den utførelse som er vist på fig. 7b, avgrenset av et første parti 705, et andre parti 709, et sideparti 707 som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 7a, og også skjørtseksjonen 703. illustrated in fig. 7b, the skirt section 703 may be provided with fluid communication channels 704 to provide increased ventilation and/or circulation when operating/cyclically changing pressure in the system, to minimize the risk of production waste being trapped. In one embodiment, the communication channels are of a different and far more open geometry than illustrated in fig. 7b. The cavity 701 is in the design shown in fig. 7b, delimited by a first part 705, a second part 709, a side part 707 as described above with reference to fig. 7a, and also the skirt section 703.

I en alternativ utførelse (ikke vist) er fluidkommumkasjonskanalen 704 skråstilt i forhold til brønnboringens senterlinje 115. Den skråstilte kommunikasjonskanal kan tilveiebringe en "forlengelse" av det skråstilte første parti 705 til utsparingen 701. In an alternative embodiment (not shown), the fluid communication channel 704 is inclined relative to the center line 115 of the wellbore. The inclined communication channel can provide an "extension" of the inclined first part 705 to the recess 701.

Fig. 8a illustrerer en alternativ utførelse av oppfinnelsen. Her er stemplet 304 ikke i direkte kommunikasjon med rørfluidet. Isteden har det ringformede stempel 304 mindre, stangformede stempler 801 festet til seg, idet de stangformede stempler ra-ger gjennom boringer i den ringformede stamme 501, og mn i en utsparing 701 som står i fluidforbmdelse med innsiden av røret. De stangformede stempler 801 åpner for enda ytterligere designtrekk som kunne inkorporeres; Fig. 8a illustrates an alternative embodiment of the invention. Here, the piston 304 is not in direct communication with the pipe fluid. Instead, the annular piston 304 has smaller, rod-shaped pistons 801 attached to it, the rod-shaped pistons projecting through bores in the annular stem 501, and into a recess 701 which is in fluid communication with the inside of the tube. The rod-shaped pistons 801 open up even further design features that could be incorporated;

skrapernngen 702 kan erstattes med en skraperhette (ikke illustrert), montert i tuppen av de stangformede stempler 801. Denne ville i det alt vesentlige fjerne alle muligheter for gnaging eller avslitmg på grunn av partikler som kommer mn i mikronngrommet mellom de stangformede stempler 801 og den ringformede stamme 501. • De stangformede stempel 801 kan ha et innsnitt i tuppen, i en viss vinkel eller form som tillater at stemplet "graver" sin vei gjennom til og med høyviskøse produksjonsavfallsslurryer. • Ved tilføyelse eller fjerning av stangformede stempler 801, kan det virksomme stempelareal av syklus-åpnemekanismen 112 endres; dette kan være en effek-tiv metode for å justere systemet til høyere/lavere brønntrykkforhold. Istedenfor å forandre fjærparametrene dramatisk, forandres isteden antall stangformede stempler 801. The scraper 702 can be replaced with a scraper cap (not illustrated), mounted in the tip of the rod-shaped pistons 801. This would essentially remove all possibilities of chafing or wear due to particles entering the micron space between the rod-shaped pistons 801 and the annular stem 501. • The rod-shaped piston 801 may have a notch in the tip, at a certain angle or shape that allows the piston to "dig" its way through even highly viscous production waste slurries. • By adding or removing rod-shaped pistons 801, the effective piston area of the cycle-opening mechanism 112 can be changed; this can be an effective method for adjusting the system to a higher/lower well pressure ratio. Instead of changing the spring parameters dramatically, the number of rod-shaped pistons 801 is instead changed.

Hulrommet 701 er i den utførelse som er vist på fig. 8a avgrenset av et første parti 705, et andre parti 709, og et sideparti 707 som beskrevet ovenfor med hensyn på fig. 7a. Fig. 8b illustrerer at skrapernngen 702 på fig. 8a blir erstattet med en skraperhette 702', montert i tuppen av de stangformede stempler 801. Skraperhetten 702' kan være laget av Teflon® eller lignende, PEEK eller et annet egnet materiale. Hoved-årsaken til bruk av en slik skraperhette 702' er for å minimere det radiale gap mellom stemplet 801 og rørkanalen/sylinderen som omgir stemplet 801. Skrapernnger eller skraperhetter laget i noe fleksible materialer tillater, som nevnt, en svært liten radial klaring (toleranse), noe som minimerer faren for at produksjonsavfall kommer inn i området langs stempelstangen, noe som igjen minimerer faren for at stemplet utsettes for gnaging og setter seg i en fast posisjon. Fig. 9 eksemplifiserer videre bruken av tre stangformede stempler 801 vist i snitt A-A på fig. 8a og 8b. Det vil for de som har fagkunnskap på området være åpenbart at antallet fluidtrykkovergangselementer 801 kan være flere enn eller færre enn de tre som er vist på fig. 9, og at den kraft som virker på stemplet 304, vist på fig. 8a og 8b, avhenger av det totale overflateareal av den stang/de stenger som utsettes for fluidet. For å tilveiebringe muligheter for å endre det totale overflateareal av de stangformede stempler 801 som virker på stemplet 304, kan stammelegemet 501 følgelig være tilveiebrakt av et forholdsvis høyt antall boringer anordnet til mottak av stangformede stempler 801. Eventuelle boringer som ikke benyttes i en spesifikk utførelse, må tettes av ved hjelp av ett eller flere tetnmgselementer slik at stemplet 304 isoleres mot fluidet. Et slikt tetnmgselement er ikke vist, men kan være f.eks. en hette. The cavity 701 is in the design shown in fig. 8a delimited by a first part 705, a second part 709, and a side part 707 as described above with regard to fig. 7a. Fig. 8b illustrates that the scraper pattern 702 in Fig. 8a is replaced with a scraper cap 702', mounted in the tip of the rod-shaped pistons 801. The scraper cap 702' can be made of Teflon® or the like, PEEK or another suitable material. The main reason for using such a scraper cap 702' is to minimize the radial gap between the piston 801 and the pipe channel/cylinder surrounding the piston 801. Scraper rings or scraper caps made of somewhat flexible materials allow, as mentioned, a very small radial clearance (tolerance ), which minimizes the risk of production waste entering the area along the piston rod, which in turn minimizes the risk of the piston being subject to chafing and settling into a fixed position. Fig. 9 further exemplifies the use of three rod-shaped pistons 801 shown in section A-A in fig. 8a and 8b. It will be obvious to those skilled in the art that the number of fluid pressure transition elements 801 can be more than or fewer than the three shown in fig. 9, and that the force acting on the piston 304, shown in fig. 8a and 8b, depends on the total surface area of the rod(s) exposed to the fluid. In order to provide opportunities for changing the total surface area of the rod-shaped pistons 801 acting on the piston 304, the stem body 501 may therefore be provided with a relatively high number of bores arranged to receive the rod-shaped pistons 801. Any bores that are not used in a specific embodiment , must be sealed off by means of one or more sealing elements so that the piston 304 is isolated from the fluid. Such a sealing element is not shown, but can be e.g. a cap.

Claims

1. Stem arrangement for use in a well pipe (106), which arrangement forms part of a cycle-opening mechanism (112) and comprises: - a stem body (301, 501) which houses at least one piston (304), where the at least one piston (304 ) is movable relative to the stem body (301, 501) between a first position and a second position by means of a fluid force acting on the piston (304); and - a cavity (701) arranged adjacent to the piston (304) for the transmission of well fluid pressure between the well pipe and the piston (304), characterized in that the cavity (701) is provided with drainage means comprising an opening designed to be able to communicate fluid between the cavity (701) and the well pipe (106), so that the removal of any particles that are present in at least a lower part of the cavity (701) is facilitated.

2. Stem arrangement as stated in claim 1, where the opening is inclined downwards in a direction from the cavity (701) towards a center line (115) of the well's bore.

3. Trunk arrangement as stated in claim 1, where the cavity is a recess (701) open to the well fluid, the recess being delimited by a first part (705), a second part (709) and a side part (707) which forms a bridge between the first part (705) and second part (709), the second part including the surface of the piston (304) or a fluid pressure transition element (801) extending from the cavity (701) and to the piston (304).

4. Trunk arrangement as stated in claim 3, where the first part (705) of the recess (701) is inclined away from the second part (709) in a direction from the side part (707) of the recess (701) towards a center line (115) for the well's drilling.

5. Stem arrangement as stated in claim 3, where the second part (709) of the recess (701) is provided with a surface inclined away from the first part (705) in a direction towards a center line (115) of the well's bore.

6. Stem arrangement as stated in claim 1, where the stem body comprises an outer stem part (501) and an inner stem part (301), with the inner stem part (301) facing the fluid in the wellbore, and where the piston (304, 801) is arranged between the outer stem part (501) and the inner stem part (301).

7. Stem arrangement as stated in claim 1, where the piston (304, 801) is provided with sealing means (702) arranged to seal an annular space between the piston 304 and the stem body (501).

8. Stem arrangement as stated in claim 1, where the piston is provided with a scraper (702) arranged to seal an annular space between the piston (304) and the stem body (501), to prevent impurities from getting between the piston (304) or fluid pressure transition element(s) (801) and the fixed stem body (501).

9. Stem arrangement as stated in claim 3, where the at least one fluid pressure transition element (801) is provided with a scraper ring (702<1>) which faces the fluid in the cavity (701).

10. Method for facilitating operation of a stem arrangement for use in a well pipe (106), where the arrangement comprises: a stem body (301, 501) which houses at least one piston (304), where the at least one piston (304) is movable in relation to the stem body (301, 501) between a first position and a second position by means of a fluid force acting on the piston (304); and a cavity (701) arranged adjacent to the piston (304) to be able to communicate well fluid pressure between the well pipe and the piston (304), characterized in that the method comprises supplying the cavity (701) with drainage agent to allow the removal of any particles that are present in at least one lower part of the cavity (701).

11. Method as stated in claim 10, wherein the method further comprises movement of the piston (304) by means of at least one fluid pressure transition element (801) which extends between the cavity (701) and the piston (304).

12. Method as set forth in claim 11, further comprising adjusting the force from the fluid acting on the piston (304) by adding or removing the number of fluid pressure transition elements (801) extending between the cavity (701) and the piston (304).