DE602005004836T2

DE602005004836T2 - nozzle assembly

Info

Publication number: DE602005004836T2
Application number: DE200560004836
Authority: DE
Inventors: John R. Jr. Huntsville Setterberg
Original assignee: Weatherford Lamb Inc
Current assignee: Weatherford Lamb Inc
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2025-06-11
Also published as: EP1609946B1; NO331548B1; EP1609946A2; NO20052738D0; NO20052738L; DE602005004836D1; EP1609946A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen im Allgemeinen Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen einer einheitlicheren Kiesfüllung in einem Bohrloch. Im Besonderen betrifft die Erfindung Verfahren und Vorrichtungen zum Bereitstellen einer verbesserten Düse für eine Abzweigleitung.embodiments The present invention generally relates to methods and Devices for providing a more uniform gravel filling in a borehole. In particular, the invention relates to methods and Devices for providing an improved nozzle for a branch line.

Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the state of technology

Kohlenwasserstoffbohrungen, insbesondere solche mit horizontalen Bohrlöchern, umfassen typischerweise Bohrlochsieb-Abschnitte, die eine perforierte innere Leitung, welche von einem Siebabschnitt umgeben ist, besitzen. Der Zweck des Siebes ist es, das Strömen von unerwünschtem Material in das Bohrloch hinein zu unterbinden. Trotz des Bohrlochsiebes gelangen immer noch einige Verunreinigungen und andere unerwünschte Materialien wie Sand in das Steigrohr hinein. Die Verunreinigungen kommen natürlich vor und werden darüber hinaus auch als Teil des Bohrprozesses ausgebildet. Wenn geförderte Fluida gewonnen werden, werden auch die Verunreinigungen aus dem Bohrloch herausgepumpt und an der Oberfläche der Bohrung gesammelt. Durch Steuern und Verringern der Menge der Verunreinigungen, die an die Oberfläche gepumpt werden, werden die Produktionskosten und wertvolle Zeit des Betreibens einer Kohlenwasserstoffbohrung gleichermaßen verringert.Hydrocarbon drilling, especially those with horizontal wells, typically include Well screen sections that have a perforated inner conduit which surrounded by a sieve section possess. The purpose of the sieve is it, the streaming unwanted To prevent material from entering the borehole. Despite the borehole sieve still get some impurities and other unwanted materials like sand into the riser. The impurities occur naturally and become about it also formed as part of the drilling process. When funded fluids The contaminants from the borehole are also extracted pumped out and on the surface collected the bore. By controlling and reducing the amount of impurities, to the surface Be pumped, the production costs and valuable time operating a hydrocarbon well equally reduced.

Ein Verfahren zum Verringern des Einströmens unerwünschter Verunreinigungen besteht in einer Kiesfüllung. Normalerweise umfasst eine Kiesfüllung das Einbringen von Kies in einen ringförmigen Bereich, der zwischen dem Siebabschnitt des Bohrlochsiebes und dem Bohrloch ausgebildet ist. Beim Betrieb mit einer Kiesfüllung wird ein Schlamm aus Flüssigkeit, Sand und Kies („Schlamm") in das Bohrloch hinuntergepumpt, wo er mit einem Überführungswerkzeug (cross-over tool) in den ringförmigen Bereich umgeleitet wird. In dem Maße, wie der Kies den Ringraum ausfüllt, wird er dicht eingefüllt („gepackt”) und wirkt zusammen mit dem Bohrlochsieb als eine zusätzliche Filterschicht, um ein Kollabieren des Bohrloches zu verhindern und um zu vermeiden, dass Verunreinigungen in den an die Oberfläche gepumpten Strom der geförderten Fluida hineingelangen. Idealerweise ist der Kies über die gesamte Länge des Bohrlochsiebes um dieses herum gleichmäßig dicht gepackt und füllt den Ringraum vollständig aus. Während des Füllens mit Kies kann jedoch der Schlamm an Viskosität verlieren, weil Fluid in die umgebenden Formationen oder in das Bohrlochsieb hinein verloren geht. Der Verlust von Fluid bewirkt, dass sich Sandbrücken bilden. Sandbrücken sind eine Wand, die den Ringraum überbrücken und den Strom des Schlammes stören, wodurch verhindert wird, dass sich der Ringraum vollständig mit Kies füllt.One A method for reducing the influx of unwanted contaminants is in a gravel filling. Usually includes a gravel filling the introduction of gravel in an annular area between formed the screen portion of the borehole and the borehole is. When operating with a gravel filling a sludge of liquid, Sand and gravel ("mud") in the hole pumped down, where he with a transfer tool (cross-over tool) in the annular area is redirected. In this scale, how the gravel fills the annulus, he is filled tight ("Packed") and works along with the borehole screen as an additional filter layer to a To prevent collapse of the borehole and to avoid that Impurities in the pumped to the surface of the flow of subsidized Fluids got in. Ideally, the gravel is over the whole length the borehole screen around this uniformly packed tight and fills the Annulus completely off. While of filling with gravel, however, the sludge may lose viscosity because of fluid in lost the surrounding formations or into the hole screen goes. The loss of fluid causes sand bridges to form. sand bridges are a wall that bridge the annulus and the stream of mud to disturb, thereby preventing the annulus from completely interfering with Gravel fills.

Das Problem der Sandbrücken wird in 1 dargestellt, welche eine Teilschnitt-Seitenansicht eines horizontalen Bohrloches mit einem Bohrlochsieb darin darstellt. Das Bohrlochsieb 30 ist in dem Bohrloch 14 positioniert und grenzt an eine darum herum befindliche Kohlenwasserstoff führende Formation an. Ein Ringraum 16 ist zwischen dem Bohrlochsieb 30 und dem Bohrloch 14 ausgebildet. In der Figur wird der Weg von Kies 13 dargestellt, wie dieser in Schlammform das Steigrohr 11 herunter und durch ein Überführungswerkzeug 33 in den Ringraum 16 gepumpt wird.The problem of sand bridges is in 1 Figure 3 is a partial sectional side view of a horizontal wellbore with a downhole screen therein. The borehole sieve 30 is in the borehole 14 positioned adjacent to a hydrocarbon-bearing formation around it. An annulus 16 is between the borehole sieve 30 and the borehole 14 educated. In the figure, the path is made of gravel 13 shown as this in mud form the riser 11 down and through a transfer tool 33 in the annulus 16 is pumped.

Darüber hinaus ist in 1 eine Formation dargestellt, die einen Bereich eines hoch durchlässigen Materials 15 enthält. Der hoch durchlässige Bereich 15 kann Flüssigkeit aus dem Schlamm ziehen und den Schlamm somit dehydrieren. Während der Schlamm in dem durchlässigen Bereich 15 der Formation dehydriert, bilden die verbleibenden festen Teilchen eine Sandbrücke 20 und verhindern ein weiteres Füllen des Ringraumes 16 mit Kies. Als ein Ergebnis der Sandbrücke ist es wahrscheinlicher, dass Teilchen, die aus der Formation in das Bohrloch hineingelangt sind, in die Steigleitung und zu der Oberfläche der Bohrung gelangen. Die Teilchen können sich des Weiteren mit hoher Geschwindigkeit bewegen und es ist daher wahrscheinlicher, dass sie die Komponenten des Bohrlochsiebes beschädigen und verschleißen.In addition, in 1 a formation representing a region of highly permeable material 15 contains. The highly permeable area 15 can pull liquid out of the mud and thus dehydrate the mud. While the mud in the permeable area 15 Formation dehydrated, the remaining solid particles form a sand bridge 20 and prevent further filling of the annulus 16 with gravel. As a result of the sand bridge, particles that have entered the well from the formation are more likely to enter the riser and the surface of the well. The particles may also move at high speed and are therefore more likely to damage and wear out the components of the well screen.

Als Reaktion auf das Problem der Sandbrücken wurden Abzweigleitungen entwickelt, die einen alternativen Weg für den Kies um eine Sandbrücke herum erzeugen. Wenn gemäß dieser herkömmlichen Lösung ein Sandschlamm auf eine Sandbrücke trifft, dringt der Schlamm in eine Vorrichtung ein, bewegt sich in einer Leitung fort, wodurch die Sandbrücke umgangen wird, und dringt an einer stromabwärts hinter dieser liegenden Stelle wieder in den Ringraum ein. Eine Lösung dieser Art wird beispielsweise in dem Dokument US-A-5 842 516 beschrieben.In response to the problem of sand bridges, branch lines have been developed that create an alternative path for the gravel around a sand bridge. According to this conventional solution, when a sand mud encounters a sand bridge, the mud penetrates into a device, travels in a line bypassing the sand bridge, and re-enters the annulus at a point downstream therefrom. A solution of this kind is, for example, in the document U.S. Patent 5,842,516 described.

2 ist eine Schnittdarstellung einer in einer Abzweigleitung 55 angeordneten Düsenanordnung 50 nach dem Stand der Technik. Die Konstruktion für einen Auslasspunkt aus der Abzweigleitung 55 umfasst das Bohren eines Loches 80 in die Seite der Leitung, typischerweise mit einem gewinkelten Aspekt, in näherungsweiser Ausrichtung mit der Strömungsstrecke des Schlammes 75, um eine optimierte Strömung zu erleichtern. Die Düsenanordnung 50 besitzt eine röhrenförmige Außenummantelung 65 und einen röhrenförmigen Karbideinsatz 60 und wird in Ausrichtung mit dem gebohrten Loch 80 gehalten, und die Außenummantelung ist mit einer Schweißnaht 70 an der Leitung befestigt, hierdurch wird der Karbideinsatz 60 an der Leitung 55 in Ausrichtung mit dem gebohrten Loch 80 festgehalten. Die Düsenanordnung 50 besitzt des Weiteren einen winkligen Aspekt, der nach unten und außen, von der Leitung 55 weg weist. Die Leitung 55 durch die Düse 50 verlassender Sandschlamm wird durch den Karbideinsatz 60 geleitet, dieser ist widerstandsfähig gegen Beschädigungen durch den hoch abrasiven Schlamm. 2 is a sectional view of a in a branch line 55 arranged nozzle arrangement 50 According to the state of the art. The construction for an outlet point from the branch line 55 involves drilling a hole 80 into the side of the conduit, typically with an angled aspect, in approximate alignment with the flow path of the slurry 75 to facilitate optimized flow. The nozzle arrangement 50 has a tubular outer casing 65 and a tubular carbide insert 60 and gets in alignment with the drilled hole 80 held, and the outer sheath is with a weld 70 attached to the pipe, this is the carbide insert 60 on the line 55 in alignment with the drilled hole 80 recorded. The nozzle arrangement 50 It also has an angled aspect, down and out, from the pipe 55 points away. The administration 55 through the nozzle 50 leaving sand mud is due to the carbide insert 60 This is resistant to damage from the highly abrasive mud.

Sowohl das Verfahren zum Herstellen der Düse 50 als auch die Düse selbst leiden unter signifikanten Nachteilen. Das Halten der Düsenanordnung 50 in korrekter Ausrichtung während des Schweißens ist beschwerlich. Ein Stück eines Stabes (nicht dargestellt) muss durch die Düsenanordnung 50 in das gebohrte Loch 80 eingefügt werden, um die Ausrichtung aufrecht zu erhalten. Hierfür sind Zeit sowie ein gewisser Grad von Fertigkeiten und Erfahrung erforderlich. Beim Schweißen kann sich die Düsenanordnung 50 auf Grund von Verschiebungs- oder Drehbewegungen aus der genauen Ausrichtung auf das gebohrte Loch in der Leitung verschieben. Nach dem Schweißen ist die genaue Ausrichtung zwischen der Düse 50 und dem gebohrten Loch 80 nicht sichergestellt. Da sich der Karbideinsatz 60 in der Tat an der Fläche der Leitung 55 befindet, ist das Loch 80 in der Leitungswand ein Teil der Ausgangs-Strömungsstrecke 75. Abrasiver Schlamm, der durch das Loch gelangt, kann durch das relativ weiche Material der Lei tung 55 hindurchschneiden und den Karbideinsatz 60 vollständig umgehen und somit zu einem Ausfall der Leitung führen.Both the method of making the nozzle 50 as well as the nozzle itself suffer from significant disadvantages. Holding the nozzle assembly 50 in proper alignment during welding is cumbersome. A piece of a rod (not shown) must pass through the nozzle assembly 50 in the drilled hole 80 be inserted to maintain alignment. This requires time and a certain amount of skill and experience. When welding, the nozzle assembly can 50 due to displacement or rotation, move from the exact alignment to the drilled hole in the pipe. After welding, the exact alignment is between the nozzle 50 and the drilled hole 80 not guaranteed. As is the carbide insert 60 in fact on the surface of the pipe 55 is the hole 80 in the conduit wall, a part of the output flow path 75 , Abrasive sludge that passes through the hole, through the relatively soft material of the Lei direction 55 cut through and carbide insert 60 completely bypass and thus lead to a failure of the line.

Das Dokument WO 2004/018837 zeigt eine Einspritzkette, die mit entfernbaren Düseneinsätzen bereitgestellt wird, welche durchgehende Öffnungen umfassen und radial in Bohrungen in dem Rohr der Wand der Einspritzkette angeordnet sind. Die Bohrungen werden mit Innengewinden bereitgestellt, die mit den Außengewinden der Einsätze übereinstimmen. Diese Arten von Düsen, die eine Strömungs-Steuervorrichtung für die Einspritzkette bilden, sind jedoch für einen Kiesfüllungsbetrieb schlecht geeignet.The document WO 2004/018837 Figure 11 shows an injection chain provided with removable nozzle inserts comprising through-holes and arranged radially in bores in the tube of the wall of the injection chain. The holes are provided with internal threads that match the external threads of the inserts. However, these types of nozzles forming an injection chain flow control device are poorly suited for a gravel filling operation.

Daher besteht ein Bedarf nach einer verbesserten Düsenanordnung für eine Abzweigleitung und ein Verfahren zum Befestigen der Düse an der Abzweigleitung.Therefore There is a need for an improved nozzle arrangement for a branch line and a method of attaching the nozzle to the branch pipe.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Vorrichtungen und Verfahren für eine verbesserte Abzweigleitungsdüse, die Teil einer alternativen Bahn ist, auf der ein Schlamm beim Kiesfüllen ein Hindernis wie beispielsweise eine Sandbrücke umgehen kann.The The present invention relates generally to devices and Procedure for an improved branch line nozzle forming part of an alternative web is on which a mud when gravel filling an obstacle such as a sand bridge can handle.

In einem Aspekt der Erfindung wird eine Düsenanordnung zur Verwendung in einem Werkzeug bereitgestellt, das ein Loch durch eine Wand des Werkzeuges besitzt, die Düsenanordnung umfasst: einen Einsatz, der aufgebaut ist, um das Loch und den Sitz an einer Fläche der Wand nahe an dem Loch wenigstens teilweise auszukleiden, um so eine Bewegung des Einsatzes in Bezug auf das Werkzeug einzuschränken.In One aspect of the invention is a nozzle assembly for use Provided in a tool that has a hole through a wall of the tool owns the nozzle assembly includes: an insert that is built around the hole and the seat on a surface at least partially lining the wall close to the hole to restrict such movement of the insert with respect to the tool.

Vorzugsweise umfasst der Einsatz einen ersten Abschnitt; sowie einen Schulterabschnitt zwischen dem ersten Abschnitt und einem Lippenabschnitt, wobei der Schulterabschnitt so aufgebaut ist, um an der Fläche der Wand nahe an dem Loch zu sitzen. Ferner kann der Lippenabschnitt so aufgebaut sein, dass er das Loch wenigstens teilweise auskleidet und einen konischen Abschnitt umfasst, der so aufgebaut ist, dass er eine Presspassung mit einer Fläche der Wand bildet, die das Loch begrenzt. Die Düsenanordnung kann des Weiteren eine Ummantelung umfassen, die eine Bohrung durch sie hindurch sowie einen ausgesparten Abschnitt zum Aufnehmen des ersten Abschnittes des Einsatzes besitzt. Die Düse kann aus einem relativ harten Material wie beispielsweise einem Karbidmaterial aufgebaut sein. Der Einsatz kann eine durch ihn hindurchführende Bohrung besitzen und so aufgebaut sein, dass eine Mitte der Bohrung mit einer Mitte des Loches im Wesentlichen fluchtend ist, wenn der Einsatz an der Wand des Werkzeuges aufgenommen ist.Preferably the insert comprises a first section; as well as a shoulder section between the first portion and a lip portion, wherein the Shoulder section is constructed so as to be at the surface of the wall close to the hole to sit. Further, the lip portion may be constructed so that he at least partially lines the hole and a conical Section, which is constructed so that it has a press fit with a surface forming the wall that limits the hole. The nozzle assembly may further include a sheath that has a bore through it as well a recessed portion for receiving the first portion of the mission. The nozzle can be made of a relatively hard material such as a Carbide be constructed. The insert can drill through it own and be constructed so that a center of the bore with a center of the hole is substantially aligned when the insert is received on the wall of the tool.

In einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Düsenanordnung zur Verwendung in einem Werkzeug bereitgestellt, das ein Loch durch die Wand des Werkzeuges besitzt, die umfasst: einen Einsatz, der eine durch ihn hindurch führende Bohrung aufweist, wobei der Einsatz aufgebaut ist, um mit dem Werkzeug übereinzustimmen, so dass eine Mitte der Bohrung im Wesentlichen in einer Ausrichtung mit einer Mitte des Loches gehalten wird.In Another aspect of the invention is a nozzle assembly for use provided in a tool that has a hole through the wall of the Tool that includes: an insert, a through him leading through it Bore, wherein the insert is constructed to match the tool, leaving a center of the hole essentially in alignment is held with a center of the hole.

In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Befestigen einer Düsenanordnung an einem Werkzeug bereitgestellt, das umfasst: das Einführen eines Einsatzes in ein Loch in einer Wand des Werkzeuges, bis der Einsatz an einer Fläche der Wand nahe an dem Loch aufgenommen ist, wodurch wenigstens ein Abschnitt des Loches mit dem Einsatz ausgekleidet und eine Bewegung des Einsatzes in Bezug auf das Werkzeug eingeschränkt wird.In Another aspect is a method of attaching a nozzle assembly provided on a tool, comprising: inserting a Insert in a hole in a wall of the tool until the insert on a surface the wall is received close to the hole, whereby at least one Section of the hole lined with the insert and a movement the use of the tool is restricted.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Zum ausführlichen Verständnis der Weise der oben wiedergegebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung kann eine etwas eingehendere Beschreibung der Erfindung, die oben kurz zusammengefasst wurde, als Referenz für Ausführungsformen betrachtet werden, von denen einige in den angehängten Zeichnungen dargestellt werden. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die angehängten Zeichnungen nur typische Ausführungsformen dieser Erfindung sind und daher nicht als ihren Umfang beschränkend zu betrachten sind, da die Erfindung auch andere, gleichermaßen effiziente Ausführungsformen zulässt.For a detailed understanding of the manner of the above reproduced features of the present A more detailed description of the invention, briefly summarized above, may be considered as a reference to embodiments of the invention, some of which are illustrated in the appended drawings. It should be understood, however, that the appended drawings are merely typical embodiments of this invention and, therefore, are not to be considered as limiting its scope, for the invention also contemplates other equally efficient embodiments.

1 ist eine Teilschnitt-Seitenansicht eines horizontalen Bohrloches mit einem Bohrlochsieb darin. 1 is a partial sectional side view of a horizontal wellbore with a Bohrloch screen in it.

2 ist eine Schnittdarstellung einer Strömungsdüsen-Konfiguration nach dem Stand der Technik. 2 Fig. 10 is a sectional view of a prior art flow nozzle configuration.

3 ist eine Draufsicht auf das Ende einer Kiesfüllungs-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in einem Bohrloch positioniert ist. 3 Figure 11 is a plan view of the end of a gravel packing device according to one embodiment of the present invention positioned in a wellbore.

3A ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3A-3A aus 3 der in dem Bohrloch positionierten Kiesfüllungsvorrichtung, die an einen hoch durchlässigen Bereich einer Formation angrenzend ist. 3B ist ein Schema einer der Abzweigleitungen, das die Platzierung der Düsen entlang der Abzweigleitung darstellt. 3A is a sectional view taken along the line 3A-3A 3 the gravel packing device positioned in the wellbore adjacent to a highly permeable region of a formation. 3B Figure 12 is a schematic of one of the branch lines illustrating the placement of the nozzles along the branch line.

4 ist eine Schnittdarstellung einer Düsenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf einer der Abzweigleitungen angeordnet ist. 4 is a sectional view of a nozzle assembly according to an embodiment of the present invention, which is arranged on one of the branch lines.

4A ist eine Vergrößerung eines Teils aus 4, die durch das Oval mit unterbrochener Linie angezeigt wird, welches mit 4A gekennzeichnet ist. 4A is an enlargement of a part 4 , which is indicated by the oval with a broken line, which with 4A is marked.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED Embodiment

3 ist eine Draufsicht auf das Ende einer Kiesfüllungs-Vorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in dem Bohrloch 14 positioniert ist. 3A ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3A-3A aus 3 der in dem Bohrloch 14 positionierten Kiesfüllungsvorrichtung 100, die an den hoch durchlässigen Bereich 15 einer Formation angrenzend ist. Obwohl die Vorrichtung 100 in einem horizontalen Bohrloch dargestellt wird, kann sie in jedem Bohrloch verwendet werden. Die Vorrichtung 100 kann an ihrem oberen Ende ein „Überführungs"-Rohr (cross-over sub) 33 besitzen (siehe 11), das seinerseits von der Oberfläche an einer Leitung oder einem Arbeitsseil (nicht dargestellt) aufgehängt ist. Die Vorrichtung 100 kann aus einer durchgehenden Länge bestehen oder sie kann aus Abschnitten (beispielsweise 6,1 m [Abschnitte von 20 Fuß]) bestehen, die durch untergeordnete Rohre (subs) oder Leerrohre (nicht dargestellt) miteinander verbunden werden können. Vorzugsweise sind alle Komponenten der Vorrichtung 100 aus einem Baustahl oder einem Chromstahl herges tellt, wenn nicht anders spezifiziert, die Materialauswahl ist jedoch für die Erfindung nicht von Wichtigkeit. 3 is a plan view of the end of a gravel filling device 100 according to an embodiment of the present invention, in the borehole 14 is positioned. 3A is a sectional view taken along the line 3A-3A 3 the one in the borehole 14 positioned gravel filling device 100 facing the highly permeable area 15 adjacent to a formation. Although the device 100 in a horizontal well, it can be used in any well. The device 100 can have a "cross over" tube at its upper end 33 own (see 11 ), which in turn is suspended from the surface by a line or work rope (not shown). The device 100 may consist of a continuous length or it may consist of sections (for example, 6.1 m [sections of 20 feet]) which may be interconnected by sub-pipes (subs) or conduits (not shown). Preferably, all components of the device 100 made of mild steel or chromium steel, unless otherwise specified, the material selection is not important to the invention.

Die Vorrichtung 100 umfasst eine Bohrlochsiebanordnung 105. Wie dargestellt, umfasst die Bohrlochsiebanordnung 105 ein Basisrohr (base pipe) 110, das Perforationen 120 durch eine Wand davon besitzt. Um eine Außenseite des Basisrohrs 110 ist eine Drahtumhüllung 125 gewickelt, die so aufgebaut ist, dass sie den Fluidstrom hindurchlässt, den Strom von Teilchen jedoch blockiert. Alternativ dazu kann die Bohrlochsiebanordnung 105 jedwede Struktur sein, die gebräuchlicherweise von der Industrie bei Kiesfüllungsoperationen verwendet wird und die einen Fluidstrom hindurchlässt, den Strom von Teilchen jedoch blockiert (beispielsweise im Handel erhältliche Siebe, geschlitzte oder perforierte Einsätze oder Rohre, Siebrohre, vorgefüllte Siebe und/oder Einsätze oder Kombinationen daraus).The device 100 includes a well screen assembly 105 , As shown, the well screen assembly includes 105 a base pipe 110 , the perforations 120 owns through a wall of it. Around an outside of the base tube 110 is a wire cladding 125 which is constructed to pass the fluid flow but block the flow of particles. Alternatively, the well screen assembly 105 Any structure which is commonly used by the industry in gravel filling operations and which will pass a fluid stream but block the flow of particles (e.g., commercially available screens, slotted or perforated inserts or tubes, screen tubes, prefilled screens and / or inserts, or combinations thereof ).

Ebenfalls auf der Außenseite des Basisrohrs 110 sind zwei Abzweigleitungen 145 angeordnet. Die Anzahl und Konfiguration der Abzweigleitungen 145 ist für die Erfindung nicht von Wichtigkeit. Die Abzweigleitungen 145 können durch Ringe (nicht dargestellt) an dem Basisrohr 110 befestigt sein. An einem oberen Ende (nicht dargestellt) der Vorrichtung 100 ist jede Abzweigleitung 145 offen zu dem Ringraum. Jede der Abzweigleitungen 145 ist rechteckig und besitzt eine durch sie hindurchgehende Strombohrung, die Form der Abzweigleitungen ist jedoch für die Erfindung nicht von Wichtigkeit. An einer Seitenwand jeder Abzweigleitung ist eine Düse 150 angeordnet.Also on the outside of the base tube 110 are two branch lines 145 arranged. The number and configuration of the branch lines 145 is not important to the invention. The branch lines 145 can by rings (not shown) on the base tube 110 be attached. At an upper end (not shown) of the device 100 is every branch line 145 open to the annulus. Each of the branch lines 145 is rectangular and has a current bore therethrough, but the shape of the branch lines is not important to the invention. On a side wall of each branch line is a nozzle 150 arranged.

3B ist ein Schema einer der Abzweigleitungen 145, das die Platzierung der Düsen 150 entlang der Abzweigleitung 145 darstellt. Wie dargestellt, ist eine Vielzahl von Düsen 150 axial entlang jeder Abzweigleitung 145 angeordnet. Jede Düse 150 stellt eine Schlamm-Fluidkommunikation zwischen einer der Abzweigleitungen 145 und einem Ringraum 16 zwischen dem Bohrlochsieb 105 und dem Bohrloch 14 bereit. Wie dargestellt, sind die Düsen 150 so ausgerichtet, dass sie zu einem Ende des Bohrloches 14 hin gerichtet sind, das von der Oberfläche (nicht dargestellt) entfernt ist, um ein optimiertes Strömen des Schlammes 13 durch sie hindurch zu erleichtern. 3B is a scheme of one of the branch lines 145 that the placement of the nozzles 150 along the branch line 145 represents. As shown, is a plurality of nozzles 150 axially along each branch line 145 arranged. Every nozzle 150 provides mud fluid communication between one of the branch lines 145 and an annulus 16 between the borehole sieve 105 and the borehole 14 ready. As shown, the nozzles are 150 aligned so that it reaches one end of the borehole 14 directed away from the surface (not shown) to optimize the flow of sludge 13 to facilitate through them.

Auf der Außenseite des Basisrohres 110 ist eine Vielzahl von Zentriervorrichtungen 130 angeordnet. An den Zentriervorrichtungen 130 ist an einem Ende, das von dem Basisrohr 110 entfernt ist, ein röhrenförmiger Schutzmantel 135 eingerichtet, der Perforationen 140 durch die Wand davon besitzt. Der Schutzmantel schützt die Abzweigleitungen 145 und das Bohrlochsieb 105 vor Beschädigungen während des Einführens der Vorrichtung 100 in das Bohrloch. Die Perforationen 140 sind so aufgebaut, dass das Strömen des Schlammes 13 durch sie hindurch möglich ist.On the outside of the base tube 110 is a variety of centering devices 130 arranged. At the centering devices 130 is at one End of the base tube 110 removed, a tubular protective jacket 135 set up, the perforations 140 owns it through the wall of it. The protective jacket protects the branch lines 145 and the borehole screen 105 from damage during insertion of the device 100 in the borehole. The perforations 140 are constructed so that the flow of mud 13 through it is possible.

Während des Betriebes wird die Vorrichtung 100 an einer Arbeitsleitung in das Bohrloch 14 hinabgelassen und an eine Formation angrenzend positioniert; Eine Füllvorrichtung 18 (siehe 1) wird eingerichtet, wie für einen Fachmann ersichtlich ist Anschließend wird Kiesschlamm 13 durch die Arbeitsleitung herunter und durch die Auslassanschlüsse in dem Überführungsrohr (cross-over sub) 33 herausgepumpt, um den Ringraum 16 zwischen dem Bohrlochsieb 105 und dem Bohrloch 14 zu füllen. Da die Abzweigleitungen 145 an ihren oberen Enden offen sind, strömt der Schlamm 13 sowohl in die Abzweigleitungen als auch in den Ringraum 16. Während der Schlamm 13 Flüssigkeit an den hoch durchlässigen Abschnitt 15 der Formation abgibt, wird der durch den Schlamm 13 transportierte Kies abgelagert und sammelt sich in dem Ringraum 16, um die Kiesfüllung auszubilden. Wenn die Flüssigkeit an eine durchlässige Schicht (stratum) 15 in der Formation abgegeben wird, bevor der Ringraum 16 gefüllt ist, ist es wahrscheinlich, dass sich eine Sandbrücke 20 bildet, die den Strom durch den Ringraum 16 blockiert und ein weiteres Füllen unterhalb der Brücke verhindert. Wenn dies geschieht, fließt der Kiesschlamm weiter durch die Abzweigleitungen 145, umgeht somit die Sandbrücke 20 und verlässt die verschiedenen Düsen 150, um das Füllen des Ringraumes 16 zu beenden. Der Strom des Schlammes 13 durch eine der Abzweigleitungen 145 wird durch den Pfeil 102 dargestellt.During operation, the device becomes 100 on a working line in the borehole 14 lowered and positioned adjacent to a formation; A filling device 18 (please refer 1 ) is set up, as will be apparent to a person skilled in the art 13 down through the working line and through the outlet ports in the transfer pipe (cross-over sub) 33 pumped out to the annulus 16 between the borehole sieve 105 and the borehole 14 to fill. Because the branch lines 145 open at their upper ends, the mud flows 13 both in the branch lines and in the annulus 16 , While the mud 13 Liquid to the highly permeable section 15 The formation gives off the mud 13 transported gravel deposited and accumulates in the annulus 16 to form the gravel filling. When the liquid reaches a permeable layer (stratum) 15 is released in the formation before the annulus 16 is filled, it is likely that there is a sand bridge 20 forms the current through the annulus 16 blocked and prevented further filling below the bridge. When this happens, the gravel slurry continues to flow through the branch lines 145 , thus bypasses the sand bridge 20 and leaves the different nozzles 150 to the filling of the annulus 16 to end. The stream of mud 13 through one of the branch lines 145 is by the arrow 102 shown.

4 ist eine Schnittdarstellung einer Düsenanordnung 150 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf einer der Abzweigleitungen 145 angeordnet ist. 4A ist eine Vergrößerung eines Teils aus 4, die durch das Oval mit unterbrochener Linie angezeigt wird, welches mit 4A gekennzeichnet ist. Die Düsenanordnung 150 umfasst einen Einsatz 160 mit einer Strombohrung durch diesen hindurch, der eine Lippe 160a aufweist, welche sich in ein gebohrtes Loch 170 in einer Wand der Abzweigleitung 145 erstreckt, wodurch eine Fläche 145a der Wand der Abzweigleitung, die das Loch 170 begrenzt, ausgekleidet wird. Vorzugsweise ist der Einsatz in Bezug auf das Material der Abzweigleitung 145 aus einem harten Material, beispielsweise Karbid, hergestellt. Wie dargestellt, ist die Länge der Lippe 160a im Wesentlichen dieselbe wie die Wanddicke der Abzweigleitung 145. Die Lippe 160a kann jedoch im Wesentlichen länger oder kürzer sein als die Wanddicke der Abzweigleitung 145. Vorzugsweise weist die Lippe 160a an einer Außenfläche 160c für einen Sitz an der Fläche 145a der Wand der Abzweigleitung eine leicht konische Form auf, wodurch eine leichte Presspassung bereitgestellt wird, die konische Form ist jedoch für die Erfindung nicht von Wichtigkeit. Der Einsatz 160 weist darüber hinaus eine Schulter 160b auf, die mit einer Fläche 145b der Wand der Abzweigleitung nahe an dem Loch 170 aufgenommen ist und somit einen starren Anschlag bereitstellt, der die Tiefe begrenzt, bis zu der die Lippe 160a in die Abzweigleitung 145 eindringen kann. Eine Außenummantelung 155 mit einer Strombohrung durch diese hindurch und einer Aussparung, die aufgebaut ist, um einen Abschnitt des Einsatzes 160 aufzunehmen, kann dann leicht auf die Abzweigleitung 145 geschoben und mit einer Schweißnaht 165 an dieser gesichert werden. Vorzugsweise sind die Außenummantelung 155 und der Einsatz 160 röhrenförmige Elemente, ihre Form ist jedoch für die Erfindung nicht von Wichtigkeit. Vorzugsweise ist das Loch 170 nicht senkrecht zu der Fläche 145b der Abzweigleitung nahe an dem Loch, das Loch kann jedoch senkrecht zu der Fläche der Abzweigleitung nahe an dem Loch sein. 4 is a sectional view of a nozzle assembly 150 according to an embodiment of the present invention, on one of the branch lines 145 is arranged. 4A is an enlargement of a part 4 , which is indicated by the oval with a broken line, which with 4A is marked. The nozzle arrangement 150 includes an insert 160 with a current through it, a lip 160a which turns into a drilled hole 170 in a wall of the branch line 145 extends, creating a surface 145a the wall of the branch line, which is the hole 170 limited, lined. Preferably, the insert is in relation to the material of the branch line 145 made of a hard material, such as carbide. As shown, the length of the lip is 160a essentially the same as the wall thickness of the branch line 145 , The lip 160a however, may be substantially longer or shorter than the wall thickness of the branch line 145 , Preferably, the lip has 160a on an outer surface 160c for a seat on the surface 145a the wall of the branch pipe to a slightly conical shape, whereby a slight press fit is provided, but the conical shape is not important to the invention. The use 160 also has a shoulder 160b on that with an area 145b the wall of the branch line near the hole 170 is received and thus provides a rigid stop limiting the depth, up to the lip 160a in the branch line 145 can penetrate. An outer jacket 155 with a current bore therethrough and a recess which is constructed to a portion of the insert 160 can then easily on the branch line 145 pushed and with a weld 165 be secured at this. Preferably, the outer jacket 155 and the use 160 tubular elements, however, their shape is not important to the invention. Preferably, the hole 170 not perpendicular to the surface 145b however, the hole may be perpendicular to the surface of the branch pipe near the hole.

Der Zusammenbau der Düsenanordnung 150 erfolgt wie folgt. Der Einsatz 160 wird in das Loch 170 eingefügt, bis die konische Form 160c des harten Einsatzes 160 in Presspassung mit der Fläche 145a der Abzweigleitung tritt, die das Loch 170 begrenzt, und die Schulter 160b von der Fläche 145b der Abzweigleitung nahe an dem Loch 170 aufgenommen ist, so dass die Lippe 160a die Fläche 145a auskleidet und der Einsatz 160 an der Abzweigleitung 145 befestigt ist. Die Außenummantelung 155 kann über einer Außenfläche des Einsatzes 160 angeordnet sein und sicher mit minimaler Handhabung angeschweißt werden. Die Zeit für den Zusammenbau sowie die Stufe der erforderlichen Fähigkeiten der zusammenbauenden Person werden erheblich verringert. Sobald die Düsenanordnung 150 aufgenommen ist, wird sie daran gehindert, sich in Bezug auf die Abzweigleitung 145 zu verschieben oder zu drehen. Die Ausrichtung der Einsatzboh rung und der Ummantelungsbohrung auf das gebohrte Loch 170 in der Abzweigleitung 145 wird sichergestellt. Sandschlamm 13, der die Leitung verlässt, dargestellt durch die Pfeile 175, gelangt durch die Lippe 160a des harten Einsatzes und nicht durch die Fläche 145a des Loches 170. Die Möglichkeit, dass die Strömung in die Fläche 145a des Loches 170 einschneidet, wird erheblich verringert.The assembly of the nozzle assembly 150 takes place as follows. The use 160 gets into the hole 170 inserted until the conical shape 160c hard use 160 in press fit with the surface 145a the branch line enters, which is the hole 170 limited, and the shoulder 160b from the area 145b the branch line close to the hole 170 is added, leaving the lip 160a the area 145a lining and the insert 160 at the branch line 145 is attached. The outer jacket 155 can over an outer surface of the insert 160 be arranged and safely welded with minimal handling. The time to assemble and the skill level of the assembling person are significantly reduced. Once the nozzle assembly 150 it is prevented from being in relation to the branch line 145 to move or rotate. The orientation of the insert bore and shroud hole on the drilled hole 170 in the branch line 145 is ensured. sand slurry 13 leaving the wire, represented by the arrows 175 , passes through the lip 160a hard use, not the area 145a of the hole 170 , The possibility that the flow in the area 145a of the hole 170 is significantly reduced.

Wie dargestellt, wird die Düsenanordnung 150 mit einer Abzweigleitung 145 einer Kiesfüllungsvorrichtung 100 verwendet, die Düsenanordnung 150 kann jedoch auch mit verschiedenen anderen Vorrichtungen verwendet werden.As shown, the nozzle assembly 150 with a branch line 145 a gravel filling device 100 used the nozzle assembly 150 however, it can also be used with various other devices.

Während die vorstehenden Ausführungen auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung abzielen, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung erdacht werden, ohne von dem zugrunde liegenden Umfang davon abzuweichen, und der Umfang wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt.While the above the embodiments The present invention is capable of other and further embodiments of the invention without departing from its true scope thereof, and the scope is determined by the following claims.

Claims

An apparatus for use in a well, comprising: a wellscreen assembly (Fig. 105 ) which is constructed to allow the flow of fluid to pass but block the flow of particles; and a branch line ( 145 ) disposed on an outer surface of the well screen assembly, the branch conduit comprising: a wall ( 145a ), a hole through them, and a plurality of holes ( 170 ) disposed through the wall and axially along the branch line; a variety of nozzles ( 150 ); the device being characterized in that each nozzle comprises: an insert ( 160 ), which at least partially lines a corresponding hole and at a surface ( 145b ) of the wall is received close to the corresponding hole so as to restrict movement of the insert relative to the wall, each insert comprising: a first section; and a shoulder portion ( 160b ) between the first portion and a lip portion ( 160a ), wherein the shoulder portion is received on a surface of the wall close to the corresponding hole, and wherein each nozzle further comprises a sheath ( 155 ) having a bore therethrough and a recessed portion which receives the first portion of the insert.

The device of claim 1, wherein each lip portion at least partially lines the hole and has a conical portion (Fig. 160c ), which is an interference fit with a surface of the wall ( 145a ) that limits the hole.

Device according to claim 1, further comprising a weld ( 165 ) disposed between an outer surface of each shell and the surface of the wall.

Apparatus according to claim 1, wherein not every hole perpendicular to the surface the wall is close to the hole.

Apparatus according to claim 1, wherein each insert has a bore therethrough and a center of the Insert bore substantially with a center of the corresponding Lochs is aligned, since the insert is added to the wall of the branch line is.

Apparatus according to claim 1, wherein the length of each Lip portion corresponds substantially to the thickness of the wall.

Apparatus according to claim 1, wherein each insert is made of a material that is substantially harder as a material of the branch line.

Apparatus according to claim 1, wherein each insert is constructed of a carbide material.

The device of claim 1, further comprising includes perforated tubular protective jacket, disposed around the well screen assembly and the branch conduit is.

Apparatus according to claim 7, wherein all insert bores are uniform.

Method for using the device according to claim 1, which comprises: Assembling the device with riser; Lead the Riser into the borehole, leaving the device to a hydrocarbon premier Formation adjoins; and Pumping mud into an annulus, formed between the device and the wellbore; derive at least a portion of the sludge in the branch line, wherein the diverted part exits the branch line via the nozzles into the annulus and so fill the annulus with gravel.

The method of claim 11, further comprising: Promoting Hydrocarbons through gravel packing and well screen assembly therethrough.