DE69810610T2

DE69810610T2 - Expandierbarer bohrlochfilter

Info

Publication number: DE69810610T2
Application number: DE69810610T
Authority: DE
Inventors: Martin Donnelly
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: DK0980462T3; RU2197600C2; CA2284865C; NO317766B1; AU7651798A; MY119637A; EP0980462A1; EP0980462B1; DE69810610D1; ID22839A; OA11211A; NZ337859A; CA2284865A1; AU717503B2; UA57785C2; NO995248L; BR9809005A; NO995248D0; WO1998049423A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen expandierbaren Bohrlochfilter zur Verhinderung einer Wanderung von Feststoffteilchen in ein Ölförder-Bohrloch.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen expandierbaren Bohrlochfilter, der eine Anzahl von Filterlagen aufweist, die in einer irisförmigen Konfiguration und koaxial zu einem expandierbaren geschlitzten Tragrohr befestigt sind, derart, daß als Ergebnis der Expansion des Rohres die Anzahl von Überlappungen zwischen benachbarten Filterlagen reduziert wird.
Ein solcher expandierbarer Bohrlochfilter ist in der internationalen Patentanmeldung WO 97/17524 A der Anmelderin offenbart.
Fig. 3 dieser Druckschrift zum Stand der Technik offenbart, daß die Filterlagen aus Platten bestehen, in denen eine Reihe von kreisförmigen Perforationen vorhanden ist. Die Größe dieser Perforationen wird derart gewählt, daß Feststoffteilchen, die größer als die Lochgröße sind, daran gehindert werden, in das Bohrloch zu strömen.
Ein geeignetes expandierbares geschlitztes Tragrohr zur Verwendung mit dem Filter ist in der internationalen Patentanmeldung WO 93/25800 A offenbart.
Es hat sich gezeigt, daß Filterlagen, die an einem expandierbaren geschlitzten Tragrohr befestigt sind, während des Expandiervorganges des Tragrohres durch Bewegen eines Aufweitdornes durch das Rohr beträchtlich deformiert werden. Das Tragrohr verkürzt sich normalerweise während des Expansionsvorganges als Ergebnis der Öffnung der axialen Schlitze zu einer Rautengestalt.
Dies kann zu einem Verwerfen der Filterlagen führen, um die Verkürzung des Tragrohres aufzunehmen, und die Reibung zwischen den überlappenden Filterlagen und dem Tragrohr oder den Tragrohren kann zu einem Reißen der Filterlagen Anlaß geben.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Bohrlochfilter zu schaffen, der eine irisförmige Konfiguration der Filterlagen aufweist, die sich nicht verwerfen und die während des Aufweitvorganges des Tragrohres leicht relativ zueinander und relativ zu dem Tragrohr gleiten.
Das Bohrloch gemäß der Erfindung weist Filterlagen auf, die mit Schlitzen versehen sind, welche relativ zum Tragrohr im wesentlichen in Umfangsrichtung orientiert sind.
Die Bezugnahme auf eine Umfangsanordnung der Schlitze bedeutet in dieser Beschreibung, daß die Schlitze jeweils im wesentlichen tangential zu dem Tragrohr orientiert sind, und damit sind die Schlitze im wesentlichen quer zur zentralen Achse und irgendwelchen axialen Schlitzen des Tragrohres orientiert.
Vorzugsweise bestehen die Filterlagen aus langgestreckten Streifen mit versetzten Reihen von Schlitzen in der Querrichtung relativ zur Längsachse jedes Streifens.
Das Muster der Schlitze ist vorzugsweise derart, daß abwechselnde Reihen um eine halbe Schlitzteilung in der Querrichtung versetzt sind, wobei die Länge der Schlitze größer als die Querschlitzteilung ist, und das Muster der Schlitze wird über die Längskanten der Streifen fortgesetzt.
Es wird auch bevorzugt, daß jeder Streifen an regelmäßig beabstandeten Punkten seiner Länge an dem expandierbaren geschlitzten Tragrohr befestigt ist, und daß jeder Streifen an dem expandierbaren geschlitzten Tragrohr an diesen Punkten durch Punktschweißen, Löten, Hartlöten, Kleben, Nieten oder Schrauben des Streifens an das Rohr an jedem dieser Punkte befestigt ist.
Diese und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile des Bohrlochfilters gemäß der vorliegenden Erfindung gehen aus den nachfolgenden Ansprüchen, der Zusammenfassung und der ebenfalls nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen hervor.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Bohrlochfilters mit einer irisförmigen Konfiguration der Filterlagen gemäß der Erfindung;
Fig. 2 einen Längsschnitt des Bohrlochfilters nach Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Bohrlochfilters nach den Fig. 1 und 2, wobei das Schutzhüllrohr weggelassen worden ist; und
die Fig. 4 und Fig. 4A, B, C und D die ursprüngliche Gestalt und die Verformung der Umfangsschlitze nahe einer Längskante der Filterlagen vor, während und nach dem. Expansionsvorgang. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist in dieser ein expandierbares geschlitztes Tragrohr 1 gezeigt, welches von einem Bohrlochfilter 2 umgeben ist, der eine Reihe von Filterlagen 3 aufweist, die in einer irisförmigen Konfiguration um das Tragrohr 1 herum angeordnet sind. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, bestehen die Filterlagen 3 aus langgestreckten rechteckigen Streifen, die jeweils, wie Fig. 1 zeigt, an dem Tragrohr 1 an Befestigungspunkten 4 festgelegt sind, die an oder nahe der Längsmittellinie der Filterlage 3 liegen, z. B. durch Punktschweißen, Löten, Hartlöten, Kleben, Nieten oder Schrauben, an regelmäßig beabstandeten Punkten entlang der Länge des Tragrohres 1. Die Befestigungspunkte sind an den Sattelpunkten zwischen den Enden der Schlitze des Tragrohres 1 angeordnet.
Die Filterlagen 3 überlappen einander sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung derart, daß während und nach dem Expansionsvorgang, der in Fig. 4 gezeigt ist, zumindest eine gewisse Überlappung zwischen benachbarten Filterlagen 3 verbleibt.
In Fig. 3 ist das Schutzhüllrohr 5 weggelassen worden, welches in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, um darzulegen, daß die Filterlagen 3 jeweils eine Serie von versetzten Reihen von Umfangsschlitzen 6 aufweisen, die in im wesentlichen tangentialer Richtung bezüglich des Tragrohres 1 und im wesentlichen quer zu den Axialschlitzen des Tragrohres 1 und zur Mittelachse 8 des Tragrohres 1 orientiert sind.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird das Tragrohr 1 durch einen Expansionskonus 9 während des Expansionsvorganges derart expandiert, daß sich die Axialschlitze 7 zur Rautenform verformen.
Die Expansion bewirkt, daß das Tragrohr 1 verkürzt wird, und wie in den Fig. 4A-D gezeigt ist, öffnen sich zunächst die Umfangsschlitze 6 an oder nahe den Längskanten der Filterlagen 3 zur Rautenform, die in Fig. 4B gezeigt ist, dann schließen sie sich zur X-Form, die in Fig. 4C gezeigt ist, und dann öffnen sie sich wieder teilweise zu einer Schlüssellochform, die in Fig. 4D gezeigt ist.
Das gezeigte sequentielle Öffnen und Schließen der Umfangsschlitze 6 erteilt den Filterlagen 3 Axialflexibilität, welche ein Verwerfen oder ein Reißen der fragilen Lagen 3 während des Expansionsvorganges des Tragrohres 1 verhindert.
Die Umfangsschlitze 6 gestatten auch, daß die überlappenden Lagen 3 leicht relativ zueinander während des Expansionsvorganges gleiten.
Es sei bemerkt, daß statt Anordnung der Filterlagen 3 in einer Längsrichtung um das Tragrohr 1, wie dies Fig. 3 zeigt, die Filterlagen 3 auch so angeordnet werden können, daß sie eine seichte Wendel um das Tragrohr 1 bilden. In diesem Fall sollte der Wendelwinkel klein genug gewählt werden, damit die Abweichung der Schlitze 6 von der Tangentialrichtung des Tragrohres 1 weniger als 20 Grad beträgt.

Claims

1. Ein expandierbarer Bohrlochfilter zur Verhinderung einer Wanderung von Feststoffteilchen in ein Ölförder-Bohrloch, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter eine Anzahl von Filterlagen (3) aufweist, die in einer irisförmigen Konfiguration und koaxial zu einem expandierbaren geschlitzten Tragrohr (1) derart angeordnet sind, daß als Ergebnis der Expansion des Rohres das Ausmaß der Überlappung zwischen benachbarten Filterlagen reduziert wird, wobei die Filterlagen Schlitze (6) aufweisen, die im wesentlichen in Umfangsrichtung bezüglich des Tragrohres (1) orientiert sind.

2. Bohrlochfilter nach Anspruch 1, bei welchem die Filterlagen aus langgestreckten Streifen bestehen, mit versetzten Reihen von Schlitzen in einer Querrichtung zu einer Längsachse jedes Streifens.

3. Bohrlochfilter nach Anspruch 2, bei welchem das Schlitzmuster derart getroffen ist, daß abwechselnde Reihen bis zu einer halben Schlitzteilung in der Querrichtung versetzt sind, wobei die Länge der Schlitze größer als die halbe Querteilung der Schlitze ist, und das Schlitzmuster über die Längskanten der Streifen fortgesetzt wird.

4. Bohrlochfilter nach Anspruch 3, bei welchem jeder Streifen an regelmäßig beabstandeten Befestigungspunkten (4) entlang seiner Länge an dem expandierbaren geschlitzten Tragrohr befestigt ist.

5. Bohrlochfilter nach Anspruch 4, bei welchem jeder Streifen an dem expandierbaren geschlitzten Tragrohr an den Befestigungspunkten entweder durch Punktschweißen, Löten, Hartlöten, Kleben, Nieten oder Schrauben des Streifens an das Rohr an jedem dieser Punkte befestigt ist.

6. Bohrlochfilter nach Anspruch 5, bei welchem die regelmäßig beabstandeten Befestigungspunkte (4) an den Sattelpunkten zwischen den Enden der Schlitze des expandierbaren geschlitzten Tragrohres vorgesehen sind.

7. Bohrlochfilter nach Anspruch 6, bei welchem die Längsachse jedes Streifens sowohl vor als auch nach der Expansion des Tragrohres im wesentlichen parallel zu einer zentralen Achse des Tragrohres verläuft.