DK170311B1 - Borehulsloggeværktøj og fremgangsmåde til måling af væskeegenskaber ved en væske - Google Patents

Description

'1 DK 170311 B1

Den foreliggende opfindelse angår et borehulsloggeværktøj for anvendelse i et brøndborehul til måling af en egenskab ved en strømmende væske deri, hvilket værktøj omfatter: 5 et hus, organer til måling af en egenskab ved den strømmende væske, hvilke organer er anbragt inden i huset, og en fremgangsmåde til måling af væskeegenskaber ved en væske, der strømmer med varierende strømnings-10 hastigheder i et brøndborehul, hvilken fremgangsmåde omfatter, at et hus, der omfatter et organ til måling af væskeegenskaber, og som er anbragt inden i huset, bevæges gennem borehullet til et bestemt sted. Værktøjet ifølge opfindelsen omfatter et væskedirigeringsorgan, der kan benyttes til at lukke af for det ringformede rum mellem værktøjets 15 ydre og borehullet, hvorved væske dirigeres gennem værktøjet, hvor væskestrømsegenskaber ved bredt varierende strømningshastigheder kan måles.

Strømningsmålere af pakningstypen er bredt anvendte borehul sioggeværk-20 tøj til opnåelse af indikationer om væskestrømmens hastighed gennem en borehulsudboring, normalt borehulsforingen. Strømningsmålere af pakningstypen omfatter generelt en passage med en indløbsåbning til det indvendige af værktøjet og en udløbsåbning til det udvendige for værktøjet og en spindersektion, der måler væskestrømshastigheden gennem 25 passagen. Pakningsdelen i strømningsmåleren af pakningstypen lukker af for det ringformede rum mellem værktøjets ydre og borehulsudboringen eller borehulsforingen. Denne pakningsdel kan være en oppumpet lærredspose, en indretning af metal kurvtypen eller andre egnede lignende indretninger.

30

Eksempler på sådanne strømningsbegrænsende indretninger er beskrevet i U.S. patentskrift 4.452.076, U.S. patentskrift 2.649.710, U.S. patent-skrift 2.706.406, U.S. patentskrift 3.066.739, U.S. patentskrift 3.789.217 og U.S. patentskrift 3.176.511. U.S. patentskrift 2.649.710 35 og U.S. patentskrift 4.452.076 beskriver anvendelsen af en pakningsindretning, der omfatter et antal forskudte fingre, der har tynde fleksible metalvinger monteret derpå. Vingerne danner en nedadrettet udadbuende keglestubformet tragt, der tjener til at dirigere væskestrøm ind i værktøjet. U.S. patentskrift 2.706.406 beskriver anvende!- 2 DK 170311 B1 sen af en pakningskurv, der understøttes af buefjedre. U.S. patentskrift 3.176.511 beskriver anvendelsen af en sammenfoldelig hylsterpakning i forbindelse med strømningsmålerværktøjet. U.S. patentskrift 3.066.739 beskriver anvendelsen af et oppumpeligt pakningselement.

5

De tidligere strømningsmålere af pakningstypen fungerer tilfredsstillende, når brønden strømner ved nogle strømningshastigheder og ud- 1 slippet forbi pakningen kan tolereres. Når højere strømingshastigheder forekommer i borehulsudboringen, frembringer det strækt begrænsede 10 strømningsareal forårsaget af pakningen dog et stort trykfald på tværs af pakningen og følgeligt opstår udslip med skiftende eller ukendte egenskaber forbi pakningen, hvilket gør målingerne unøjagtige. Endvidere virker det øgede trykfald eller den øgede trykkraft opad mod pakningen og kan ødelægge pakningen. I nogle tilfælde kan de øgede tryk-15 kræfter få hele strømningsmåleren af pakningstypen til at bevæge sig opad gennem borehulsudboringen eller borehulsforingen, hvilket er højst uønskeligt og forøger upålideligheden af målingerne.

Ved fremstilling af olie og gasbrønde, hvor der er talrige perfore-20 ringer i borehulsforingen, varierer strømningshastigheden af den strømmende væske langs længden af borehulsforingen. I sådanne brønde er det meget almindeligt at have en lav strømningshastighed i den nederste del af brønden, men efterhånden, som borehulsloggeværktøjet bevæges opad mod den øverste ende af den perforerede zone i borehulsforingen, 25 øges strømningshastigheden som følge af det øgede antal perforeringer under værktøjet. De tidligere beskrevne strømningsmålerindretninger er måske ikke, samtidig med at give til fredsti11ende resultater, i stand til at blive anvendt til at måle den øgede strømningshastighed, som kan forekomme ved den øverste ende af borehulsforingens fremstil!ings-30 zone uden at møde de tidligere beskrevne problemer, som følger af højere strømningshastigheder. Det bliver således nødvendigt at anvende én type for et strømningsmålende borehulsloggeværktøj af pakningstypen i den nedre ende af borehulsudboringens produktionszone, hvilket værktøj skal fjernes fra borehulsudboringen og erstattes med en anden 35 indretningstype for at måle den øgede væskestrømning ved den øvre ende af borehulsudboringens produktionszone. Hvis de to værktøjer trækkes sammen gennem udboringen, skal der tages hensyn for at sikre at resultaterne, der opnås fra et værktøj ikke er påvirket af det andet værktøj.

DK 170311 Bl '3

En løsning, der er foreslået i U.S. patentskrift 4.452.076, er at tilvejebringe omløbsorganer til at lette det øgede trykfald, som kan forekomme ved den øvre ende af den producerende zone eller brønden. Denne løsning, der er en forbedring i forhold til den tidligere kendte 5 teknik er stadig underlagt unøjagtigheder forårsaget af de tidligere nævnte udslip, som påvirker den målte værdi, selv ved lav strømningshastighed, og hvis effekt er forværret ved høje strømningshastigheder.

Formålet med opfindelsen er at fjerne de ovenfor beskrevne ulemper 10 knyttet til den kendte teknik.

Dette formål opnås ved at indrette det indledningsvis nævnte loggeværktøj som angivet i krav l's kendetegnende del eller ved at udøve den indlednignsvis nævnte fremgangsmåde som angivet i krav 10's kende-15 tegnende del.

I overensstemmelse med en udførelsesform for opfindelsen er værktøjet yderligere tilvejebragt med selektive omløbsorganer til dirigering af en del af den strømmende væske væk fra huset, når den strømmende væske 20 overskrider en forudbestemt trykkraft på forseglingsorganerne eller efter ønske fra overfladen, hvorved egenskaberne ved en væske, der strømmer ved forskellige strømningshastigheder, kan bestemmes med nøjagtighed.

25 I overensstemmelse med en anden udførelsesform for opfindelsen er et værktøj tilvejebragt med to eller flere strømningsbegrænsende elementer og forbundne måleorganer til måling af væskeegenskaber, der alle er som beskrevet med hensyn til opfindelsens grundform og den første udførelsesform for opfindelsen. De begrænsende elementer og de til -30 svarende måleorganer til måling af væskeegenskaber kan være anbragt i afstand ved kendte steder langs værktøjet for at bestemme væskeegenskaber ved væsken, der strømmer mellem to begrænsende elementer udover ved den væske, der strømmer forbi alle de begrænsende elementer. Dette kan være særligt anvendeligt f.eks. ved bestemmelsen af strømningshas-35 tigheden fra særligt producerende formationer i brønden, der kan være anbragt mellem de begrænsende elementer ved passende anbringelse af værktøjet i brønden.

Et træk ifølge den foreliggende opfindelse ligger også i, at det begræn- 4 DK 170311 B1 sende element eller det forsegl ende organ omfatter en nedadrettet tragt, der er dannet af et væskeugennemtrængeligt materiale. Tragtens nedre kanter er anbragt umiddelbart ved brøndborehullets inderflade, mens tragtens øvre kanter er anbragt, så de støder op til huset. Trag-5 ten kan være opadrettet, når indretningen benyttes i en brønd, hvor væskestrømningen er nedadrettet som f.eks. i en indsprøjtningsbrønd.

* I overenstemmelse med yderligere principper ifølge den foreliggende opfindelse omfatter et strømningsbegrænsende loggeværktøj i en første 10 udførelsesform for anvendelse i et brøndborehul indeholdende en strømmende væske et selektivt organ til tætning af brøndborehullet og dirigering af den stømmende væske gennem loggeværktøjets hus. Tætningsorganet har form som en tragt og er dannet af væskeugennemtrængeligt materiale for at forhindre udslip af brøndvæsken derigennem. Tragten 15 er ved dens smalle ende fastgjort til loggeværktøjet, mens den brede ende er fastgjort til en oppumpelig rørformet ring. En fortrængnings-pumpe, der er servostryret fra overfladen, er tilvejebragt til at pumpe ren olie fra et reservoir inden i værktøjet eller brøndvæske ind i den oppumpelige rørformede ring og således udvide tragten, så den luk-20 ker af for det ringformede rum mellem værktøjets ydre og borehulsudboringen eller borehulsforingen. Trykforskellen, der dannes på tværs af tragten ved nogle strømningshastigheder, forbedrer dens tættende egenskab. Tætningsorganet er indesluttet i en metal kurv, der beskytter tætningsorganet under håndtering på overfladen og under nedsænkning i 25 en brønd.

Et yderligere træk ved den foreliggende opfindelse, der er illustreret i en anden udførelsesform ifølge opfindelsen, ligger i, at det selektive opløbsorgan kan omfatte et antal langstrakte pladeelementer, som 30 er operativt forbundet for drejelig bevægelse i forhold til huset og som ligger over en cylindrisk del i strømningsmålerhuset. Pladeelementerne er dimensioneret således at, når de er i en første stilling, da vil de støde op til hinanden og flugte med husets yderside i en specielt rillet cylindrisk sektion af huset. Pladeelementerne er forbun-35 det til huset med hver sin drejetap eller hvert sit fjederelement, der tillader, at pladeelementerne bevæger sig væk fra huset til en anden stilling, hvor pladernes ender er forskudt i forhold til hinanden.

Denne bevægelse åbner mulighed for tilstedeværelsen af passager mellem pladeelementerne, gennem hvilke væske kan strømme. Den smalle eller ' 5 DK 170311 B1 øvre ende af tragten er fastgjort til de respektive ender af pladeelementerne, hvilke passende er forhindret i at bevæge sig til den anden stilling.

5 I overen s teinmel se med en udførelsesform for den foreliggende opfindelse omfatter fremgangsmåden dirigering af en del af den strømmende væske væk fra huset, når den strømmende væske overskrider en forudbestemt trykkraft på tætningsorganet eller efter ønske fra overfladen, hvorved væskeegenskaberne ved en væske, der strømmer ved højere strørn^ 10 ningshastigheder, kan måles ved ét gennemløb gennem borehullet.

Borehulsloggeværktøjet til anvendelse i et brøndborehul indeholdende en strømmende væske og fremgangsmåden til måling af væskeegenskaberne ved en væske, der strømmer ved varierende strømningshastigheder i et 15 brøndborehul, ifølge den foreliggende opfindelse, har de fordele sam-memlignet med tidligere foreslåede strømningsmålere af pakningstypen og foreslåede fremgangsmåder: at trykforskellen på tværs af pakningen benyttes til ofte at forbedre pakningens tætningsegenskab, at ødelæggelse af pakningen p.g.a. øgde trykkræfter i brøndborehullet minimeres 20 og at det kan anvendes gennem hele det samme bøndborehul til at måle væskeegenskaber ved en væske, der strømmer ved bredt varierende strømningshastigheder, for således at øge borehulsloggeværktøjets arbejds område væsentligt. Yderligere fordele angår: det at værktøjet er tilvejebragt med dets eget væskereservoir for udspiling af ringen, den 25 ringe mængde af væske, der behøves for udspilningshandlingen og den deraf følgende forøgelse i betjeningshastigheden og beskyttelsen, der ydes af tætningsorganet under nedsænkningen i en brønd.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til 30 tegningen, hvor

Fig. 1 er et delvist tværsnitsbillede lagt langs længdeakslen gennem en brøndboring, der skematisk illustrerer borehul sioggevækketøjet i overensstemmel se med en udførelsesform for den foreliggende opfindel-35 se,

Fig. 2 er et delvist tværsnitsbiIlede lagt langs længdeakslen gennem borehulsloggeværktøjet i overensstemmelse med en anden udførelsesform for den foreliggende opfindelse, ' 6 DK 170311 B1

Fig. 3 er et diagram, der illustrerer forholdet mellem spinderhastigheden og strømningshastigheden af den strømmende væske for borehulsværktøjet ifølge opfindelsen og for et af de tidligere kendte strømningsmålende værktøjer af pakningstypen, % 5

Fig. 4 er et diagram, der illustrerer forholdet mellem trykfaldet på tværs af strømningsmålerpakninger og strømningshastigheden af den strøm- * mende væske.

10 Opfindelsen vil blive beskrevet i forbindelse med de foretrukne udførelsesformer, men det skal forstås, at det ikke er tiltænkt at begrænse opfindelsen til disse udførelsesformer, men at dække alle alternativer, modifikationer og ækvivalenter, som kan indeholdes inden for opfindelsens ramme, der er afgrænset ved de vedføjede krav.

15 I fig. 1 ses et borehulsloggeværktøj 10 i overenstemmelse med den foreliggende opfindelse, der ved hjælp af et kabel 11 hænger ned i en borehul sudboring 12. Borehulsudboringen 12 omfatter en almindelig borehulsforing 13, der er anbragt på den indvendige overflade deraf. Et skive-20 hjul og et hejseværk, der er illustreret ved 14 og overfladeinstrumentering, der generelt er illustrert ved 15 er arrangeret i en indenfor loggeområdet velkendt konfiguration for at styre bevægelsen af loggeværktøjet 10 i borehullet 12 (henvisning kan gøres til U.S. patentskrift 4.531.204, hvis indhold hermed påberåbes som hørende til nær-25 værende beskrivelse). Strømmende væske, såsom hydrocarboner, er vist ved pilene 16, hvilken strømmende væske passerer gennem borehulslogge-., værktøjet 10, som det vil blive beskrevet senere. Borehulsloggeværktøjet 10 omfatter generelt: et hus 17, måleorganer 18, der er anbragt i huset 17, såsom et skovlhjul til måling af en væskeegenskab ved den 30 strømmende væske 16 og pakningsorganer 19 for tætning af borehulsforingen 13 og for dirigering af den strømmende væske 16 ind i huset 17.

I den foretrukne udførelsesform kan måleorganerne omfatte en strømningsmåler af den type, der er beskrevet i U.S. patentskrift 35 4.452.076, hvis indhold hermed påberåbes som hørende til nærværende beskrivelse, hvorved væskeegenskaben, der skal måles, er strømningshastigheden af væsken 16. Som det er almindeligt indenfor området, omfatter borehulsforingen 13 et antal perforeringer (ikke vist), der er fordelt ved dens omkreds og langs dens længde, gennem hvilke strøm ' 7 DK 170311 B1 mende væske 16, såsom hydrocarboner, passerer fra formationer, der omgiver borehulsudboringen 12 gennem perforeringerne ind i borehulsforingen 13.

5 Konstruktionen af borehulsværktøjet 10 eller strømningsmåleren af pakningtypen ifølge den foreliggende opfindelse skal i forbindelse med både fig. 1 og 2 beskrives mere detaljeret. Fig. 2 svarer generelt til den del af strømningsmåleren 10 af pakningstypen, der i fig. 1 er anbragt mellem linierne af A-A' og B-B'. Huset 17 omfatter generelt et 10 antal generelt rørformede sektioner, der er indbyrdes forbundet til hinanden med hvilke som helst egnede forbindelser, såsom bolte eller gevindforbindelser. En aktiveringsbøsning 20 er forskydeligt monteret om huset, fuldstændigt som beskrevet i det tidligere U.S. patentskrift 4.452.076.

15 Særligt i fig. 2 ses, at huset 17 omfatter en dorn 21, der er fastgjort til den nedre ende af et rørformet hylsterelement 22, såsom med bolte 23. Dornen 21 omfatter mindst en passage 24, der udgør en væskeoverførelsesforbindelse mellem tætnings- og dirigeringsorganet 19 og 20 måleorganet 18, hvilken er anbragt opstrøms for den øvre ende 25 af dornen 21. Som det ses i fig. 2 er aktiveringsbøsningen 30's ringformede bryst 26 i forskydeligt indgreb med dornen 21 og huset 17's rørformede hylsterelement 22, hvilke elementers betjening vil blive beskrevet mere detaljeret senere. Organet 19 til tætning for og diri -25 gering af den strømmende væske 16 ind i huset 17 er vist at omfatte et antal langstrakte fjederelementer, der danner en pakningskurv 27. Et-, nedad, udadbuende tragtelement 28, der er dannet af et væskeugennem-trængeligt materiale, tjener til at dirigere den strømmende væske 16 ind i dornen 21's passage 24 og det er anbragt inden i pakningskurven 30 27. Tragten 28's overkanter 29 er normalt anbragt i en første stil ling, hvor de støder op til huset 17 eller dornen 21, som vist ved 30 i fig. 1 og 2.

Pakningselementet 19 sammen med pakningskurven 27, der udgør ét aspekt 35 ved den foreliggende opfindelse, er vist i en udvidet tilstand, hvor det har en effektiv diameter, der i det væsentlige er lig med foringen 13'$ diameter. Pakningselementet 19 udgøres i det væsentlige af et uperforeret tragtformet element 28, der har en relativ lav forlængelsesprocent pr. spændingsenhed. Den smalle ende af tragtelementet 28 8 DK 170311 B1 kan være plisseret og samlet sammen og fastgjort til den øvre ende 25 ved 30, mens den brede ende kan være fastgjort til pakningskurven 27. Pakningselementet 19 sammen med pakningskurven 27 kan trækkes tilbage fra dets udvidede tilstand til en tilstand med relativ lille effektiv 5 diameter ved bevægelse af bundbrystet 31 i forhold til brystet 26 og den effektive sammenfoldning af pakningskurven 27 gennem virkningen af aktiveringsbøsningen 20. *

Det ses ud fra den foregående beskrivelse, at det ovenfor beskrevne 10 pakningselement ikke underkastes kræfter, der er tilstrækkelige til at trække eller presse materialeelementerne fra hinanden, hvilke elementer omfatter pakningselementes struktur, når det er udvidet og som følge deraf usandsynligt bliver brudt eller revet i stykker i borehullet, og som alligevel er i stand til at udvide sig fra en relativ 15 lille effektiv diameter, lad os sige 1 11/16" til en diameter på f.eks. 8" uden at risikere nogen nævneværdig spænding i materialet.

Under håndteringen ved overfladen og passagen gennem borehullet beskytter den sammenfoldede pakningskurv 27 pakningselementet 19.

20 Tragtelementet 28 kan være sammensat af et behandlet tekstil f.eks. et tekstil vævet af nylonfibre. For at øge tekstilets tætningevne kan det være impregneret med et siliconepolymer, såsom polydimethylsiloxan, der sælges under varemærket "RTVH af General Electric Corporation. Tragtelementet 28 skal i almindelighed have fortrinlig kemisk mod-25 stand, høj elektrisk modstand og enestående modstand mod befugtning med vand. Det skal også være i stand til i nogen grad at tilpasse sig. borehullets sidevægge. Uperforerede plasticfiImmaterialer, såsom det polyethylenterephthalat harpiksprodukt, der sælges under varemærket "Mylar" af E. I. du Pont de Nemours og Co. kunne benyttes. På lignende 30 måde kan et vævet tekstil være belagt med et uperforeret filmmateriale til dannelse af et egnet pakningselement, men i alle tilfælde skal det udvalgte materiale til tragtelementet 28 have en relativ lav forlængelsesprocent pr. spændingsenhed, således at trækspændingerne er minimerede, når tragtelementet 28 er i en udvidet tilstand. Med andre ord 35 skal materialet ikke strække let. Tragtelementet 28 skal også have en god modstand mod den kemiske påvirkning fra væsker i borehullet.

En oppumpelig rørformet ring 33, der er fremstillet af det samme materiale, som det der er anvendt til at fremstille tragtelementet 28, ' 9 DK 170311 B1 og som er impregneret med det tidligere nævnte siliconepolymer, er på tættende måde fastgjort til den brede ende 32 af tragtelementet 28. En fortrængningspumpe 34 er anbragt inden i dornen 21 og omfatter en kanal 35, der fører ind til det indvendige af den oppumpelige ring 33 og 5 en kanal 36, der enten fører ind til et væskereservoir 37, der indeholdes i dornen 21 eller (gennem et passende filtermateriale der ikke er vist) indtil borehullet 12. Fortrængningspumpen 34 drives af en motor 38 (se fig.l), der styres fra det elektroniske udstryr 15 på overfladen via kablet 11. Fortrængningspumpen 34 drives af motoren 38 10 for at pumpe en forudbestemt mængde væske, enten fra reservoiret 37 eller borehullet 12 gennem kanalen 36 og kanalen 35 ind i den oppumpelige ring 33 for derved at få ringen 33 til at ekspandere og indtage dens udvidede ringform og dermed udvide pakningselementet 19 til dets tragtform og tætne det ringformede rum, der findes mellem dornen 21 og 15 borehullet 12 eller foringen 13's væg. Når den oppumplige ring 33 benyttes, sikrer den en tætning af høj kvalitet til borehullet 12 eller foringens 13 væg. Ved at ændre driften af pumpen kan ringen 33 foldes sammen.

20 Pakningskurven 27 omfatter fortrinsvis et antal langstrakte fjeder elementer 40, der hver omfatter henholdsvis en første og en anden ende 41 og 42, hvilke første ender 41 er operativt forbundet med huset 17.

I overensstemmelse med den første udførelsesform for opfindelsen, der er illustreret i fig. 1, har tragtelementet 19 dens øverste kanter 29 25 fastgjort direkte til dornen 21 ved 30. I overensstemmelse med en anden udførelsesform for den foreliggende opfindelse, der er illustreret i fig. 2, har tragtelementet 28 dog dets øverste kanter 29 stødende op til dornen 21 ved 30 og fastgjort til de langstrakte fjederelementer 40 via et antal nitter 43 eller hvilke som helst andre egnede forbin-30 delser.

Ved begge udførelsesformer er de langstrakte fjederelementer 40's første ender 41 operativt forbundet med huset 17 ved hjælp af et antal bolte 44 eller hvilke som helst andre egnede forbindelser, der fastgør 35 de første ender 41 til et rørformet ringelement 45, som er forskydeligt monteret omkring dornen 21. Ringelementet 45 er igen forbundet til aktiveringsbøsningen 20's ringformede bryst 26 med et antal bolte 46 eller hvilke som helst andre egnede forbindelser. Ved bevægelse af aktiveringsbøsningen 20 i den langsgående retning i forhold til huset 10 DK 170311 B1 17 bevæges ringelementet 45 og de langstrakte fjederelementer 40's første ender 41 ligeledes i den langsgående retning. Ringelementet 45 kan, hvis ønsket, være tilvejebragt med et ringformet kappeelement 47, der ligger hen over de langstrakte fjedreelementer 40's første ender ♦ 5 41 og som er fastgjort til ringelementet 45 med et antal bolte 48 el ler hvilke som helst andre egnede forbindelser.

*

De langstakte fjederelementer 40's andre ender 42 er monteret til en bundtapkonstruktion, der generelt betegnes ved 49 til relativ bevæ-10 gel se mellem bundtapkonstrukt ionen 49 og brystet 26 i den langsgående retning. For yderligere detaljer henvises til U.S patentnr. 4.452.076.

Hvis det ønskes at bevæge borehulsloggeværktøjet 10 eller strømningsmåleren af pakningstypen ifølge den foreliggende opfindelse til et 15 andet sted i borehullet 12 eller borehulsforingen 13, ændres driften af pumpen 34 og den oppumpelige ring 33 tømmes. Aktiveringsbøsningen 20 bevæges derefter opad i forhold til huset 17 og dens forbindelse til ringelementet 45 vil således udøve en kraft til at trække de langstrakte fjederelementer 40 opad. Denne kraft og bevægelse får tragte-20 lemente 28's tværsnitsdiameter til at blive mindsket, hvorved strømningsmåleren 10 af pakningstypen let kan bevæges gennem borehullet 12 eller borehulsforingen 13 til et sted, hvor strømningshastighedsmålinger eller andre målinger af væskeegenskaberne ønskes at foregå.

Efter strømningsmåleren 10 af pakningstypen er blevet sænket ned via 25 . borehulsloggekablet 11 til det ønskede sted, hvor væskestrømningshas tigheder ønskes at blive målt, bevæges aktiveringsbøsningen 20 nedad i. forhold til huset 17, hvorved de langstrakte fjederelementer 40 således presses nedad og udad og tragtelemente 28's tværsnitsdiameter ekspanderer indtil tragten 28's nedre kanter eller brede ende 32 er an-30 bragt umiddelbart ved den indvendige overflade af borehulsforingen 13 og således støder op til denne overflade. Dette forhold forstærkes yderligere ved pumpningen af væske ind i den oppumpelige ring 33, der i bringer tragtelementet 28's nedre kanter 32 i et tættende forhold med borehulsvæggen eller borehulsforingen 13.

35

Fig. 2 viser i overensstemmelse med en anden udførelsesform for den foreliggende opfindelse et selektivt omløbsorgan, der omfatter et antal langstrakte hjælpefjederelementer 50, der er operativt forbundet med huset 17. Hjæpefjedrene 50 ligger hen over de langstrakte fjeder- DK 170311 B1 π elementer 40 og særligt de første ender 41 af de langstrakte fjederelementer 40. Hjæpefjedrene 50 er fortrinsvis fastgjort til ringelementet 45 med de samme bolte 44, som fastgør de første ender 41 af de langstrakte fjederelementer 40 til ringelementet 45. Som vist med 5 fuldt optrukne linier er hjælpefjedrene 50 let buede og tjener til at holde de første ender 41 af de langstrakte fjederelementer 40 ind mod dornen 21 for at tætne tragtelemente 19's øvre kanter 29 mod dornen 21 ved 30.

10 Under henvisning til fig. 3 skal driften af borehulsloggeværktøjet eller strømningsmåleren 10 af pakningstypen beskrives med hensyn til den første udførelsesform ifølge opfindelsen, der er illusteret i fig.

1. I fig. 3 er spinderhastigheden i omdrejninger pr. sekund eller den målte strømningshastighed gennem en pakningspassage indplottet i for-15 hold til den kendte strømningshastighed i tønder pr. dag af den strømmende væske 16. Det skal bemærkes, at tallene, der er anvendt på den vandrette og den lodrette akse på diagrammet i fig. 3 kun er illustrative. Kurverne 51 (fuldt optrukken linie) og 52 (stiplet linie) er illustrative for tidligere kendte indretninger og viser, at når strøm-20 ningshastigheden af den strømmende væske 16 vokser, så vokser den målte stømning også, men ikke i den samme grad. Ved voksende strømning har kurverne 51 og 52's hældning tendens til at flade ud, hvilket svækker resultatet og nøjagtigheden af målingen. Ved de tidligere kendte strømningsmålere af pakningstypen og ved øgede trykkræfter, som virker 25 på pakningen, kan de tidligere beskrevne problemer forekomme.

I modsætning vil det ses, at kurverne 53 (fuldt optrukken linie) og 54 (stiplet linie), der er illustrative for den foreliggende opfindelse, viser en god linearitet mellem den målte strømning og den aktuelle 30 strømning, dog med med en lille upålidelighed ved de højere strømningshastigheder. Disse resultater var gældende for et antal væskeblandinger, ved hvilke de fuldt optrukne linier representerer vand og den stiplede linie representerer petrolium med et vandindhold på 10%.

35 Under henvisning til fig. 2 og 4 skal driften af borehulsloggeværktøjet eller strømningsmåleren 10 af pakningstypen ifølge den anden udførelsesform for den foreliggende opfindelse beskrives. I fig. 2 ligger tragtelemente 19's øvre kanter 29 an mod huset 17 eller dornen 21 ved punktet 39, som vist med fuldt optrukne linier. Denne første 12 DK 170311 B1 stilling svarer til anvendelsen af strømningsmåleren 10 af pakningstypen, når strømningshastigheden af den strømmende væske 16 og det tilsvarende trykfald på tværs af tætnings- og dirigeringsorganet 19 svarer til den del af kurven 55 i fig. 2, der er anbragt mellem 5 punktet, der angiver en strømningshastighed på 0 og aktiveringspunktet 56. Aktiveringspunktet 56 svarer til en forudbestemt trykkraft, der udøves af den strømmende væske 16 på tætnings- og dirigeringsorganet 19. Aktiveringspunktet 56 er udvalgt i overenstemmelse med størrelsen af strømningsmåleren 10 af pakningstypen og de forventede strømnings-10 tilstande i borehulsboringen 13. Det skal bemærkes, at de langstrakte fjederelementer 40 og hjælpefjedrene 50 hver har en særlig fjederkonstant, der er forbundet dermed og som tjener til at udøve en kraft og holde tragten 28's øvre kanter 29 mod huset 17 eller dornen 21, som vist i fig. 2. Når strømningshastigheden af den strømmende væske 16 og 15 dens resulterende trykkraft, der udøves på tætnings- og dirigeringsorganet 19, overskrider den forudbestemte trykkraft, der er represented ved aktiveringspunktet 56 i fig. 4, vil den resulterende trykkraft overskride de langstrakte fjederelementer 40 og hjælpefjerderne 50's fjederspændkræfter. Derefter vil mindst en og fortrinsvis alle 20 tragten 28's øvre kanter 29 indtage en anden stilling, som vist med stiplet linie i fig. 2, hvor de er forskudt fra huset 17 eller dornen 21. Som vist med stiplede pile 57 i fig. 2 vil en del af den strømmende væske 16 blive dirigeret væk fra huset 17 eller dornen 21 gennem rummet 58, der befinder sig mellem dornen 21 og tragten 28's øvre kan-25 ter 29. Efterhånden som strømningshastigheden gennem borehulsboringen 13 stiger omfattende en tilsvarende øget trykkraft, som udøves på tætningsorganet 19 (som illustreret ved den del af kurven 55 til højre for aktiveringspunktet 56), vil størrelsen af det ringformede rum 58 vokse, for derved at tillade en større del af den strømmende væske 16 30 at blive dirigeret væk fra huset 17. Når strømningshastigheden og trykkræfterne falder, vil kræfterne, der udøves af de langstrakte fjederelementer 40 og hjælpefjedrene 50, på tilsvarende måde få tragten 28's øvre kanter 29 til at bevæge sig mod huset 17 eller dornen 21 og derved mindske størrelsen af rummet 58. Andre typer af omløbsorganer lig-35 ger også inden for rammen af den foreliggende opfindelse, såsom f.eks. en omløbsventil, der kan antage enten en åben eller lukket stilling for at tilvejebringe en trindelt forøgelse af strømning derigennem.

Den generelle drift af den anden udførelsesform for borehulsloggeværk- ' 13 DK 170311 B1 tøjet 10 ifølge opfindelsen skal beskrives under henvisning til fig.

4. Trykfaldet eller trykkræfterne på tværs af pakningen (eller organet 19 for tætning og dirigering af den strømmende væske 16 ind i huset 17) er indplottet i forhold til strømningshastigheden af den strømmen-5 de væske. Det skal bemærkes, at tallene, der er anvendt på diagrammets akser i fig. 4, kun er illustrative. Kurven 59 (fuldt optrukken linie) er illustrativ for tidligere kendte indretninger og viser, at når strøm- -j* ningshastigheden af den strømmende væske 16 stiger, så stiger også trykfaldet eller trykkraften, der virker på pakningen. Med de tidli-10 gere kendte strømningsmålere af pakningstypen og øgede trykkræfter, der virker på pakningen, kan de tidligere beskrevne problemer forekomme.

I fig. 4 kan det ses, at en yderligere kurve 55 (stiplet linie) er 15 indplottet. Denne kurve representerer trykfaldet på tværs af tætningsorganet 19 1 borehulsloggeværktøjet 10 ifølge opfindelsen, når den anden udførelsesform for opfindelsen anvendes. Aktiveringspunktet 56 på kurven 55 representerer en forudbestemt trykkraft, der svarer til en særlig strømningshastighed, ved hvilket punkt 56 omløbsorganet 20 selektivt aktiveres for at dirigere en del af den strømmende væske 16 væk fra huset 17. Det seletive omløbsorgan reducere således nettogra-den af trykstigningen på tværs af tætningsorganet 19 og forøger det effektive måleinterval for strømningsmåleren 10 af pakningstypen.

25 Som det vil blive beskrevet herefter, dirigerer det selektive omløbsorgan 60 en større del af den strømmende væske 16 væk fra huset 17 efterhånden som strømningshastigheden af den strømmende væske 16 og trykkræfterne på tætningsorganet 19 vokser. Det selektive omløbsorgan 60 tillader en øget mængde af stemmende væske 16 at blive dirigeret 30 væk fra huset 17 ved en kendt hastighed. Trykfaldet på tværs af tætningsorganet 19 og den tilsvarende strømningshastighed af den strømmende væske 16 gennem borehul sioggeværktøjet eller strømningsmåleren 10 af pakningstypen kan derfor relateres nøjagtigt til den aktuelle strømningshastighed af den strømmende væske 16 i borehulsboringen 13.

35 Borehulsloggeværktøjet 10's forøgede driftområde er generelt represented ved den del af kurven 55 i fig. 4, der begynder til højre for det forudbestemte aktiveringspunkt og forløber mod højre og svarer til forøgede strømningshastigheder. Den del af kurven 56 representerer således forøgelsen af de målbare strømningshastigheder eller forøgel- DK 170311 B1 14 sen af driftområdet af borehulsloggeværktøjet 10 uden at medføre et usædvanligt stort trykfald på tværs af pakningen eller tætningsorganet 19.

5 Det skal forstås, at opfindelsen ikke er begrænset til de præcise detaljer ved konstruktionen og driften, bestemte materialer eller udførelsesformerne, der er vist og beskrevet, da åbenlyse modifikationer og ekvival enter vil være tydelige for fagfolk inden for området, 10 15 20 25 30 t 35

Claims (10)

15 DK 170311 B1

1. Borehulsloggeværktøj (10) for anvendelse i et brøndborehul (12) til måling af en egenskab ved en strømmende væske (16) deri, hvilket 5 værktøj (10) omfatter: et hus (17), organer (18) til måling af en egenskab ved den strømmende væske (16), 10 hvilke organer (18) er anbragt inden i huset (17) kendetegnet ved, at organer (18), der omfatter en tragt (28) med en bred ende og en smal ende til tætning af det ringformede rum mellem brøndborehullet (12) og 15 huset og til dirigering af den strømmende væske (16) væske ind i huset (17), hvor tragtens (28) smalle ende ligge an mod huset (17), en oppumpelig rørformet ring (33) fastgjort til tragtens brede ende 20 og organer, der omfatter en pumpe (34) til aktivering af tætningsorganerne ved at pumpe af væske i nævnte ring (33).

2. Borehulsloggeværktøj (10) ifølge krav 1 kendetegnet ved, at det yderligere omfatter selektive omløbsorganer (50, 29) for 25 dirigering af en del af den strømmende væske (16), der er forhindret af tætningsorganerne (19) i at strømme gennem det ringformede rum, til. at løbe forbi huset (17), når den strømmende væske (16) udøver en forudbestemt trykkraft på tætnings- og dirigeringsorganerne.

3. Borehulsloggeværktøj (10) ifølge krav 2 kendetegnet ved, at tætningsorganet omfatter et antal fleksible fjedre (40), hvis øvre kanter er fastgjort til huset (17) og hvis nedre kanter er fastgjort til tragtens (28) smalle ende og anbragt i en første stilling, hvor de ligger an mod huset (17), når trykkraften ligger under en for-35 udbestemt kraft og at i det mindste en af fjedrenes nedre kanter er anbragt i en anden stilling forskudt fra huset (17), når trykkraften overskrider den forudbestemte kraft.

4. Borehulsloggeværktøj (10) ifølge krav 1 kendetegnet 16 DK 170311 B1 ved, at tragten (28) er dannet af et væskeugennemtrængeligt fleksibelt materiale.

5. Borehulsloggeværktøj (10) ifølge krav 4 kendetegnet 5 ved, at det yderligere omfatter langstrakte fjederelementer (40), der hver har en ende (42) monteret til en bundtapkonstruktion (49) og den anden ende ( 41) fastgjort til huset (17) for relativ bevægelse i læng- f deretningen derimellem og at tragtens (28) brede ende er fastgjort til de langstrakte fjederelementer (40) mellem deres første (41) og anden 10 ende (42).

6. Borehulsloggeværktøj (10) ifølge krav 5 kendetegnet ved, at huset (17) omfatter en dorn (21), der er fastgjort dertil, hvilken dorn omfatter mindst en passage (24), der udgør en væskeover- 15 førelsesforbindelse mellem tætnings- og dirigeringsorganet (19) og organet (18) for måling, hvor de langstrakte fjederelementers (40) første ender (41) er forskydeligt monteret i forhold til dornen (21) og en første del af bundtapkonstruktionen (49) er forskydeligt monteret på dornen (21). 20

7. Borehulsloggeværktøj (10) ifølge krav 6 kendetegnet ved, at en anden del af bundtapkonstrukt ionen (49) er fastgjort til dornen (21) og, at den første del af bundtapkonstrukt ionen (49) er elastisk spændt mod tragten (28). 25

8. Borehulsloggeværktøj (10) ifølge krav 1 kendetegnet ved, at det yderligere omfatter et væskereservoir (27), der er forbundet med pumpen (34) til tilvejebringelse af den nødvendige væske for oppumpningen af den rørformede ring (33), hvilket reservoir (37) 30 er indeholdt i huset (17).

9. Borehulsloggeværktøj (10) ifølge krav 1 kendetegnet ved, at organet (18) til måling er en strømningsmåler.

10. Fremgangsmåde til måling af væskeegenskaber ved en væske (16), ‘ der strøiraner ved varierende strømningshastigheder i et brøndborehul (17), hvilken fremgangsmåde omfatter følgende trin: a) at et hus (17), der omfatter et organ (18) til måling af væskeegen- ' 17 DK 170311 B1 skaberne og som er anbragt inden i huset (17) bevæges gennem borehullet (12) til et bestemt sted kendetegnet ved, b) at den strømmende væske (16) dirigeres ind i huset (17) ved anven-5 del se af et væskeugennemtrængeligt tragtformet materiale, der ved en ende er fastgjort til huset, c) at det ringformede rum mellem brøndborehulsvæggen (13) og huset (17) tætnes nærmest ved det første sted ved oppumpning af en oppum- 10 pelig ringformet ring (33), der er fastgjort til materialets anden ende. 15 20 25 30 35