EA046963B1 - ANNUAL BARRIER WITH PRESSURE INCREASING UNIT - Google Patents
ANNUAL BARRIER WITH PRESSURE INCREASING UNIT Download PDFInfo
- Publication number
- EA046963B1 EA046963B1 EA202390911 EA046963B1 EA 046963 B1 EA046963 B1 EA 046963B1 EA 202390911 EA202390911 EA 202390911 EA 046963 B1 EA046963 B1 EA 046963B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- piston
- fluid
- hole
- channel
- chamber
- Prior art date
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 title claims description 51
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 130
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 64
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Description
Настоящее изобретение относится к затрубному барьеру для расширения в кольцевом пространстве между скважинной трубчатой металлической конструкцией и внутренней стенкой ствола скважины под землей для обеспечения изоляции зоны между первой зоной и второй зоной ствола скважины. Изобретение также относится к скважинной системе, содержащей скважинную трубчатую металлическую конструкцию и затрубный барьер.The present invention relates to an annular expansion barrier in the annular space between a wellbore tubular metal structure and the inner wall of a wellbore underground to provide isolation of a zone between a first zone and a second zone of the wellbore. The invention also relates to a downhole system comprising a downhole tubular metal structure and an annular barrier.
В стволах скважин затрубные барьеры используются для различных целей, например, для обеспечения изолирующего барьера. Затрубный барьер имеет трубчатую часть, установленную как часть скважинной трубчатой конструкции, такой как эксплуатационная обсадная колонна, которая окружена кольцевой расширяемой втулкой. Расширяемая втулка обычно выполнена из металла и прикреплена своими концами к трубчатой части затрубного барьера.In wellbores, annular barriers are used for a variety of purposes, such as providing an isolation barrier. The annular barrier has a tubular portion installed as part of a downhole tubular structure, such as a production casing, that is surrounded by an annular expandable sleeve. The expandable sleeve is usually made of metal and is attached at its ends to the tubular part of the annular barrier.
Напорная оболочка скважины зависит от номинала разрыва скважинной трубчатой металлической конструкции, например, эксплуатационной обсадной колонны, и оборудования скважины, например, других компонентов заканчивания, используемых в строительстве скважины. При некоторых обстоятельствах расширяемая втулка затрубного барьера может быть расширена путем увеличения давления внутри скважины, что является наиболее экономичным способом расширения втулки и установки такого металлического пакера. Номинальное давление скважины определяет максимальное давление, которое может быть применено в скважине для расширения втулки без повреждения других компонентов этой скважины, и желательно минимизировать давление расширения, необходимое для расширения втулки, чтобы минимизировать воздействие давления расширения на скважину, поскольку многие скважины имеют более низкое номинальное давление, чем требуется для расширения расширяемой металлической втулки затрубного барьера.The pressure casing of a well depends on the fracture rating of the downhole tubular metal structure, such as production casing, and the well equipment, such as other completion components used in constructing the well. In some circumstances, the expandable annular barrier sleeve can be expanded by increasing the pressure inside the well, which is the most economical way to expand the sleeve and install such a metal packer. The well pressure rating determines the maximum pressure that can be applied to a well to expand a sleeve without damaging other components of that well, and it is desirable to minimize the expansion pressure required to expand the sleeve to minimize the impact of the expansion pressure on the well, since many wells have a lower pressure rating than required to expand the expandable metal sleeve of the annular barrier.
После расширения затрубные барьеры могут подвергаться непрерывному давлению или периодическому высокому давлению снаружи, либо в форме гидравлического давления в скважинной среде, либо в форме пластового давления. При некоторых обстоятельствах такое давление может привести к разрушению затрубного барьера, что может иметь серьезные последствия для области, которая должна быть изолирована барьером, поскольку уплотнительные свойства из-за разрушения теряются.Once expanded, annular barriers may be subject to continuous pressure or intermittent high pressure from the outside, either in the form of hydraulic pressure in the wellbore environment or in the form of formation pressure. Under some circumstances, this pressure can cause the annular barrier to fail, which can have serious consequences for the area that is intended to be sealed by the barrier as sealing properties are lost due to failure.
Текущие требования к номинальным значениям разрушения затрубных барьеров привели к использованию все более высоких давлений расширения, поскольку расширяемая металлическая втулка должна быть более толстой. Однако от увеличения давления расширения зависит не только номинальное давление заканчивания; различные скважинные инструменты также могут стать неэффективными или перестать функционировать под высоким давлением. Поэтому некоторые скважины имеют низкое номинальное давление, то есть допустимое давление расширения, используемое в скважине, с целью защиты от повреждения инструментов и оборудования, присутствующих в скважине. Проблему можно обойти, уменьшив толщину или прочность расширяемой втулки. Между тем, это снижает номинал разрушения.Current requirements for annular barrier failure ratings have led to the use of increasingly higher expansion pressures because the metal liner being expanded must be thicker. However, it is not only the nominal completion pressure that is affected by increasing expansion pressure; Various downhole tools can also become ineffective or fail to function under high pressure. Therefore, some wells have a low pressure rating, that is, the allowable expansion pressure used in the well, in order to protect against damage to the tools and equipment present in the well. The problem can be circumvented by reducing the thickness or strength of the expandable sleeve. Meanwhile, it reduces the destruction rating.
Задачей настоящего изобретения является полное или частичное преодоление вышеуказанных недостатков и изъянов уровня техники. Более конкретно, целью является обеспечение затрубного барьера с возможностью расширения без повреждения других компонентов заканчивания и без снижения номинала разрушения затрубного барьера.The objective of the present invention is to completely or partially overcome the above-mentioned disadvantages and shortcomings of the prior art. More specifically, the goal is to provide an annular barrier that is expandable without damaging other components of the completion and without reducing the failure rating of the annular barrier.
Вышеуказанные цели вместе с многочисленными другими целями, преимуществами и особенностями, которые станут ясны из приведенного ниже описания, достигаются с помощью решения в соответствии с настоящим изобретением с помощью затрубного барьера для расширения в кольцевом пространстве между скважинной трубчатой металлической конструкцией и внутренней стенкой ствола скважины под землей для обеспечения изоляции зоны между первой зоной и второй зоной ствола скважины, содержащего трубчатую металлическую часть для установки как часть скважинной трубчатой металлической конструкции, расширяемую металлическую втулку, окружающую трубчатую металлическую часть, причем каждый конец расширяемой металлической втулки соединен с трубчатой металлической частью, расширяемое пространство между расширяемой металлической втулкой и трубчатой металлической частью, и расширительное отверстие в трубчатой металлической части, через которое поступает текучая среда для расширения расширяемой металлической втулки, при этом затрубный барьер дополнительно содержит усиливающий давление узел, имеющий первый канал и поршневой узел, причем первый канал имеет первую часть канала с первым внутренним диаметром и вторую часть канала со вторым внутренним диаметром; поршневой узел имеет первый поршень с первым наружным диаметром, соответствующим первому внутреннему диаметру, и второй поршень со вторым наружным диаметром, соответствующим второму внутреннему диаметру; второй поршень соединен с первым поршнем посредством соединительного штока, где соединительный шток имеет меньший наружный диаметр, чем второй поршень; первый наружный диаметр меньше второго наружного диаметра; первая часть канала имеет первое отверстие, гидравлически сообщающееся с расширительным отверстием через первый проток для текучей среды; первый обратный клапан расположен в первом протоке для текучей среды, позволяя текучей среде входить в первое отверстие; первый каналThe above objectives, together with numerous other objectives, advantages and features that will become clear from the description below, are achieved by the solution in accordance with the present invention using an annular expansion barrier in the annular space between the wellbore tubular metal structure and the inner wall of the wellbore underground to provide isolation of a zone between the first zone and a second zone of a wellbore comprising a tubular metal portion for installation as part of a downhole tubular metal structure, an expandable metal sleeve surrounding the tubular metal portion, each end of the expandable metal sleeve connected to the tubular metal portion, an expandable space between an expandable metal sleeve and a tubular metal portion, and an expansion hole in the tubular metal portion through which fluid enters to expand the expandable metal sleeve, wherein the annular barrier further comprises a pressure-enhancing assembly having a first channel and a piston assembly, the first channel having a first portion a channel with a first internal diameter and a second part of the channel with a second internal diameter; the piston assembly has a first piston with a first outer diameter corresponding to the first inner diameter, and a second piston with a second outer diameter corresponding to the second inner diameter; the second piston is connected to the first piston through a connecting rod, where the connecting rod has a smaller outer diameter than the second piston; the first outer diameter is smaller than the second outer diameter; the first channel portion has a first opening in fluid communication with the expansion opening through a first fluid passage; a first check valve is located in the first fluid passage allowing fluid to enter the first opening; first channel
- 1 046963 имеет второе отверстие, гидравлически сообщающееся с частью первого протока для текучей среды выше по потоку от первого обратного клапана; первая часть канала имеет третье отверстие, гидравлически сообщающееся с расширяемым пространством через второй обратный клапан; вторая часть канала имеет четвертое отверстие для входа текучей среды, чтобы позволить первому поршню перемещаться в первом направлении, выбрасывая текучую среду через третье отверстие в расширяемое пространство, и для выхода текучей среды, чтобы позволить первому поршню перемещаться во втором направлении, противоположном первому направлению, и где вторая часть канала имеет пятое отверстие, гидравлически сообщающееся с четвертым отверстием через второй проток для текучей среды, и секвентальный поршень, окружающий соединительный шток и имеющий первое положение последовательности, в котором секвентальный поршень предотвращает гидравлическое сообщение между вторым отверстием и пятым отверстием, и второе положение последовательности, в котором секвентальный поршень обеспечивает гидравлическое сообщение между вторым отверстием и пятым отверстием для перемещения поршневого узла в первом направлении.- 1 046963 has a second opening in hydraulic communication with a portion of the first fluid passage upstream of the first check valve; the first channel portion has a third opening in hydraulic communication with the expandable space through a second check valve; the second channel portion has a fourth fluid inlet opening to allow the first piston to move in a first direction, expelling fluid through the third opening into the expandable space, and a fluid outlet to allow the first piston to move in a second direction opposite to the first direction, and wherein the second channel portion has a fifth hole in fluid communication with the fourth hole through a second fluid path, and a sequential piston surrounding the connecting rod and having a first sequence position in which the sequential piston prevents hydraulic communication between the second hole and the fifth hole, and a second position a sequence in which the sequential piston provides hydraulic communication between the second hole and the fifth hole to move the piston assembly in the first direction.
Более того, первый канал может содержать шестое отверстие, расположенное между пятым отверстием и третьим отверстием и гидравлически сообщающееся с кольцевым пространством.Moreover, the first channel may include a sixth hole located between the fifth hole and the third hole and in fluid communication with the annulus.
В дополнение, шестое отверстие может гидравлически сообщаться с кольцевым пространством через фильтрующий элемент.In addition, the sixth hole may be in fluid communication with the annulus through the filter element.
Кроме того, второй поршень может перемещаться между четвертым отверстием и пятым отверстием, так что текучая среда протекает между четвертым отверстием и пятым отверстием через второй проток для текучей среды.In addition, the second piston may move between the fourth hole and the fifth hole such that fluid flows between the fourth hole and the fifth hole through the second fluid passage.
Также, секвентальный поршень может иметь первую поршневую часть, вторую поршневую часть и промежуточную поршневую часть, соединяющую первую поршневую часть и вторую поршневую часть, причем промежуточная поршневая часть имеет меньший наружный диаметр, чем диаметр первой поршневой части и второй поршневой части, чтобы гидравлически соединять второе отверстие и пятое отверстие, когда секвентальный поршень находится во втором положении последовательности.Also, the sequential piston may have a first piston portion, a second piston portion, and an intermediate piston portion connecting the first piston portion and the second piston portion, wherein the intermediate piston portion has a smaller outer diameter than the diameter of the first piston portion and the second piston portion to hydraulically connect the second piston portion. hole and the fifth hole when the sequential piston is in the second position of the sequence.
Кроме того, секвентальный поршень может иметь первую поршневую часть, вторую поршневую часть и промежуточную поршневую часть, соединяющую первую поршневую часть и вторую поршневую часть, причем промежуточная поршневая часть имеет меньший наружный диаметр, чем диаметр первой поршневой части и второй поршневой части, обеспечивая кольцевую полость между первым каналом и секвентальным поршнем для обеспечения прохождения текучей среды.In addition, the sequential piston may have a first piston portion, a second piston portion, and an intermediate piston portion connecting the first piston portion and the second piston portion, wherein the intermediate piston portion has a smaller outer diameter than the diameter of the first piston portion and the second piston portion, providing an annular cavity between the first channel and the sequential piston to ensure the passage of fluid.
Более того, секвентальный поршень может иметь сквозной канал, имеющий диаметр канала, больший, чем наружный диаметр соединяющего штока, так что текучая среда может проходить между соединяющим штоком и секвентальным поршнем.Moreover, the sequential piston may have a through-bore having a bore diameter larger than the outer diameter of the connecting rod such that fluid can pass between the connecting rod and the sequential piston.
В дополнение, наружный диаметр первой поршневой части и второй поршневой части секвентального поршня может соответствовать внутреннему диаметру второй части канала.In addition, the outer diameter of the first piston portion and the second piston portion of the sequential piston may correspond to the inner diameter of the second bore portion.
Кроме того, вторая поршневая часть секвентального поршня может быть снабжена по меньшей мере двумя уплотнительными элементами, расположенными на расстоянии между ними, которое больше диаметра пятого отверстия.In addition, the second piston portion of the sequential piston may be provided with at least two sealing elements located at a distance between them that is larger than the diameter of the fifth hole.
Также, наружный диаметр соединительного штока может быть меньше, чем первый наружный диаметр и второй наружный диаметр.Also, the outer diameter of the connecting rod may be smaller than the first outer diameter and the second outer diameter.
Кроме того, наружный диаметр соединительного штока может быть меньше первого наружного диаметра и, по существу, равен второму наружному диаметру.In addition, the outer diameter of the connecting rod may be smaller than the first outer diameter and substantially equal to the second outer diameter.
Более того, первый поршень может перемещаться между вторым отверстием и третьим отверстием.Moreover, the first piston can move between the second hole and the third hole.
В дополнение, первый поршень и/или второй поршень могут иметь металлические уплотнения, керамические уплотнения или аналогичные уплотнения, а не эластомерные уплотнения или уплотнительные кольца.In addition, the first piston and/or the second piston may have metal seals, ceramic seals, or similar seals rather than elastomeric seals or O-rings.
Более того, затрубный барьер может содержать второй наружный диаметр, превышающий более чем в 1,5 раза первый наружный диаметр, предпочтительно более чем в 2 раза больший, чем первый наружный диаметр, и более предпочтительно более чем в 2,5 раза больший, чем первый наружный диаметр.Moreover, the annular barrier may comprise a second outer diameter greater than 1.5 times the first outer diameter, preferably greater than 2 times the first outer diameter, and more preferably greater than 2.5 times the first outside diameter.
Также повышающий давление узел может содержать второй канал, имеющий первую прорезь, гидравлически сообщающуюся с расширительным отверстием, и вторую прорезь, гидравлически сообщающуюся с первым протоком для текучей среды, третий поршень и четвертый поршень, соединенные посредством второго соединительного штока, расположенного во втором канале, и в положении развертывания третий поршень и четвертый поршень расположены по обе стороны от второй прорези, предотвращая попадание текучей среды в расширяемое пространство.The pressure increasing assembly may also include a second channel having a first slot in fluid communication with the expansion hole and a second slot in fluid communication with the first fluid passage, a third piston and a fourth piston connected by a second connecting rod located in the second channel, and in the expansion position, the third piston and the fourth piston are located on either side of the second slot, preventing fluid from entering the expandable space.
Кроме того, второй канал может содержать третью прорезь, гидравлически сообщающуюся с кольцевым пространством, и четвертую прорезь, гидравлически сообщающуюся с расширяемым пространством.In addition, the second channel may include a third slot in fluid communication with the annular space and a fourth slot in fluid communication with the expandable space.
Более того, в положении развертывания третий поршень и четвертый поршень могут быть оба расположены на одной стороне третьей и четвертой прорезей, обеспечивая гидравлическое сообщение между третьей и четвертой прорезями.Moreover, in the deployed position, the third piston and the fourth piston may be both located on the same side of the third and fourth slots, providing hydraulic communication between the third and fourth slots.
- 2 046963- 2 046963
В дополнение, для предотвращения перемещения третьего поршня и четвертого поршня до получения заданного давления в скважинной трубчатой металлической конструкции, действующего на третий поршень, может быть установлен срезной штифт.In addition, to prevent the third piston and the fourth piston from moving until a predetermined pressure is obtained in the downhole tubular metal structure acting on the third piston, a shear pin may be provided.
Более того, после развертывания и срезания срезного штифта третий поршень и четвертый поршень могут перемещаться, обеспечивая гидравлическое сообщение между первой и второй прорезями.Moreover, after the shear pin is deployed and sheared, the third piston and the fourth piston can move to provide hydraulic communication between the first and second slots.
Также, повышающий давление узел может содержать первую камеру, имеющую первое камерное отверстие, гидравлически сообщающееся со второй частью канала для накопления текучей среды из второй части канала.Also, the pressure increasing assembly may include a first chamber having a first chamber opening in fluid communication with the second channel portion for accumulating fluid from the second channel portion.
Кроме того, первая камера может быть накопительной камерой.In addition, the first chamber may be a storage chamber.
Более того, первая камера может иметь второе камерное отверстие, гидравлически сообщающееся с первым протоком для текучей среды, и первая камера может содержать первый камерный поршень, подпружиненный посредством первой пружины так, что первый камерный поршень прижимается по направлению к первому камерному отверстию, причем первый камерный поршень может перемещаться между первым камерным отверстием и вторым камерным отверстием.Moreover, the first chamber may have a second chamber opening in fluid communication with the first fluid passage, and the first chamber may include a first chamber piston spring-loaded by a first spring such that the first chamber piston is pressed toward the first chamber opening, the first chamber piston the piston can move between the first chamber opening and the second chamber opening.
В добавление, повышающий давление узел может содержать вторую камеру, гидравлически сообщающуюся со второй частью канала через первую камеру.In addition, the pressure increasing assembly may include a second chamber in fluid communication with the second portion of the channel through the first chamber.
Более того, вторая камера может содержать третье камерное отверстие, гидравлически сообщающееся с первой камерой; вторая камера содержит четвертое камерное отверстие, гидравлически сообщающееся с кольцевым пространством; вторая камера содержит второй камерный поршень, подпружиненный с помощью второй пружины так, что второй камерный поршень подталкивается в направлении к гидравлическому сообщению со второй частью канала и принудительно перемещается между третьим камерным отверстием и четвертым камерным отверстием.Moreover, the second chamber may include a third chamber opening in fluid communication with the first chamber; the second chamber contains a fourth chamber opening in fluid communication with the annular space; the second chamber includes a second chamber piston spring-loaded by the second spring such that the second chamber piston is pushed into fluid communication with the second channel portion and is forced to move between the third chamber opening and the fourth chamber opening.
Наконец, изобретение относится к скважинной системе, содержащей скважинную трубчатую металлическую конструкцию и затрубный барьер, как упомянуто выше, причем трубчатая металлическая часть установлена как часть скважинной трубчатой металлической конструкции.Finally, the invention relates to a downhole system comprising a downhole tubular metal structure and an annular barrier as mentioned above, the tubular metal portion being installed as part of the downhole tubular metal structure.
Изобретение и его многочисленные преимущества будут описаны более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, на которых в целях иллюстрации показаны некоторые не ограничивающие воплощения, на которых:The invention and its many advantages will be described in more detail below with reference to the accompanying schematic drawings, which show, for purposes of illustration, certain non-limiting embodiments in which:
на фиг. 1 показан вид в поперечном сечении затрубного барьера согласно изобретению, имеющего повышающий давление узел, на фиг. 2А показан вид в поперечном сечении повышающего давление узла в одном положении, на фиг. 2В показан вид в поперечном сечении повышающего давление узла с фиг. 2А в другом положении, на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении другого повышающего давление узла, на фиг. 4А показан вид в поперечном сечении другого повышающего давление узла, имеющего накопительную камеру, на фиг. 4В показан вид в поперечном сечении повышающего давление узла с фиг. 4А в другом положении, на фиг. 4С показан вид в поперечном сечении повышающего давление узла с фиг. 4А в еще одном положении, на фиг. 4D показан вид в поперечном сечении повышающего давление узла с фиг. 4А в еще одном положении, на фиг. 4Е показан вид в поперечном сечении повышающего давление узла с фиг. 4А в еще одном положении, на фиг. 4F показан вид в поперечном сечении повышающего давление узла с фиг. 4А в еще одном положении, на фиг. 5А, В показан вид в поперечном сечении сборки срезного штифта в открытом и закрытом положении, и на фиг. 6 показан вид челночного клапанного узла в поперечном сечении.in fig. 1 is a cross-sectional view of an annular barrier according to the invention having a pressure increasing assembly; FIG. 2A is a cross-sectional view of the pressure increasing assembly in one position, FIG. 2B is a cross-sectional view of the pressure increasing assembly of FIG. 2A in another position, in FIG. 3 is a cross-sectional view of another pressure increasing assembly, FIG. 4A is a cross-sectional view of another pressure increasing assembly having a storage chamber in FIG. 4B is a cross-sectional view of the pressure increasing assembly of FIG. 4A in another position, in FIG. 4C is a cross-sectional view of the pressure increasing assembly of FIG. 4A in yet another position, in FIG. 4D is a cross-sectional view of the pressure increasing assembly of FIG. 4A in yet another position, in FIG. 4E is a cross-sectional view of the pressure increasing assembly of FIG. 4A in yet another position, in FIG. 4F is a cross-sectional view of the pressure increasing assembly of FIG. 4A in yet another position, in FIG. 5A, B shows a cross-sectional view of a shear pin assembly in an open and closed position, and FIG. Figure 6 shows a cross-sectional view of the shuttle valve assembly.
Все фигуры являются очень схематичными и не обязательно выполнены в масштабе, при этом на них показаны только те детали, которые необходимы для пояснения изобретения, тогда как другие детали опущены или всего лишь подразумеваются.All figures are highly schematic and not necessarily drawn to scale, showing only those details necessary to explain the invention while other details are omitted or merely implied.
На фиг. 1 показан затрубный барьер 1, который был расширен в кольцевом пространстве 2 между скважинной трубчатой металлической конструкцией 3 и внутренней стенкой 4 ствола скважины 5 под землей, обеспечивая изоляцию зоны между первой зоной 101 и второй зоной 102 ствола скважины. Затрубный барьер содержит трубчатую металлическую часть 7, которая была установлена как часть скважинной трубчатой металлической конструкции, вставленной в ствол скважины. Затрубный барьер содержит расширяемую металлическую втулку 8, окружающую трубчатую металлическую часть, причем каждый конец 9 расширяемой металлической втулки соединен с трубчатой металлической частью, обеспечивая расширяемое пространство 10 между расширяемой металлической втулкой и трубчатой металлической частью, а затрубный барьер содержит расширительное отверстие 11 в трубчатой металлической части 7. Затрубный барьер дополнительно содержит повышающий давление узел 20, посредствомIn fig. 1 shows an annular barrier 1 that has been expanded in the annulus 2 between the wellbore tubular metal structure 3 and the inner wall 4 of the wellbore 5 underground, providing isolation of the zone between the first zone 101 and the second zone 102 of the wellbore. The annular barrier comprises a tubular metal portion 7 that has been installed as part of a downhole tubular metal structure inserted into the wellbore. The annular barrier includes an expandable metal sleeve 8 surrounding the tubular metal portion, each end 9 of the expandable metal sleeve is connected to the tubular metal portion, providing an expandable space 10 between the expandable metal sleeve and the tubular metal portion, and the annular barrier includes an expansion hole 11 in the tubular metal portion 7. The annular barrier additionally contains a pressure-increasing unit 20, by means of
- 3 046963 которого давление, под которым текучая среда поступила через расширительное отверстие, перед входом в расширяемое пространство 10 повышается для расширения расширяемой металлической втулки 8 при более высоком давлении, чем давление текучей среды, поступившей в расширительное отверстие в трубчатой металлической части 7.- 3 046963 wherein the pressure under which the fluid entered through the expansion hole before entering the expandable space 10 is increased to expand the expandable metal sleeve 8 at a higher pressure than the pressure of the fluid entered into the expansion hole in the tubular metal part 7.
На фиг. 2А показан повышающий давление узел 20, имеющий первый канал 21 и поршневой узел 22. Первый канал имеет первую часть канала 23, имеющую первый внутренний диаметр ID1, и вторую часть канала 24, имеющую второй внутренний диаметр ID2. Поршневой узел содержит первый поршень 25, имеющий первый наружный диаметр OD1, соответствующий первому внутреннему диаметру, и второй поршень 26, имеющий второй наружный диаметр OD2, соответствующий второму внутреннему диаметру. Второй поршень соединен с первым поршнем посредством соединительного штока 27. Соединительный шток 27 имеет меньший наружный диаметр, чем второй поршень. Первый наружный диаметр меньше, чем второй наружный диаметр, в результате чего давление текучей среды, поступившей через расширительное отверстие 11, повышается перед входом в расширяемое пространство 10 для расширения расширяемой металлической втулки 8 затрубного барьера для получения давления, более высокого, чем давление текучей среды, поступившей в расширительное отверстие в трубчатой металлической части 7, за счет разности диаметров между первым поршнем и вторым поршнем. Первая часть канала 23 имеет первое отверстие 31 в гидравлическом сообщении с расширительным отверстием 11 через первый проток для текучей среды 41, и первый обратный клапан 28 расположен в первом протоке для текучей среды 41, позволяя текучей среде войти в первое отверстие. Первый канал 21 имеет второе отверстие 32, гидравлически сообщающееся с частью первого протока для текучей среды выше по потоку от первого обратного клапана 28. Первая часть канала 23 имеет третье отверстие 33, гидравлически сообщающееся с расширяемым пространством 10 через второй обратный клапан 29. Вторая часть канала 24 имеет четвертое отверстие 34 для входа текучей среды, чтобы позволить первому поршню 25 перемещаться в первом направлении, выталкивая текучую среду через третье отверстие и в расширяемое пространство, и для выхода текучей среды, чтобы позволить первому поршню 25 перемещаться во втором направлении, противоположном первому направлению. Вторая часть канала 24 имеет пятое отверстие 35, гидравлически сообщающееся с четвертым отверстием 34 через второй проток для текучей среды 42 для обеспечения прохождения текучей среды от одной стороны второго поршня 26 к другой стороне второго поршня, когда второй поршень перемещается взад и вперед.In fig. 2A shows a pressure increasing assembly 20 having a first passage 21 and a piston assembly 22. The first passage has a first passage portion 23 having a first internal diameter ID 1 and a second passage portion 24 having a second internal diameter ID2. The piston assembly includes a first piston 25 having a first outer diameter OD 1 corresponding to the first inner diameter, and a second piston 26 having a second outer diameter OD2 corresponding to the second inner diameter. The second piston is connected to the first piston through a connecting rod 27. The connecting rod 27 has a smaller outer diameter than the second piston. The first outer diameter is smaller than the second outer diameter, causing the pressure of the fluid entering through the expansion hole 11 to increase before entering the expandable space 10 for expanding the expandable metal sleeve 8 of the annular barrier to obtain a pressure higher than the pressure of the fluid, entered into the expansion hole in the tubular metal part 7, due to the difference in diameters between the first piston and the second piston. The first portion of the channel 23 has a first opening 31 in fluid communication with the expansion opening 11 through the first fluid passage 41, and a first check valve 28 is located in the first fluid passage 41 allowing fluid to enter the first opening. The first channel 21 has a second opening 32 in fluid communication with a portion of the first fluid path upstream of the first check valve 28. The first channel portion 23 has a third opening 33 in fluid communication with the expandable space 10 through the second check valve 29. The second channel portion 24 has a fourth fluid entry hole 34 to allow the first piston 25 to move in a first direction, pushing fluid through the third hole and into the expandable space, and for a fluid exit to allow the first piston 25 to move in a second direction opposite to the first direction. . The second portion of the channel 24 has a fifth opening 35 in fluid communication with the fourth opening 34 through a second fluid passage 42 to allow fluid to pass from one side of the second piston 26 to the other side of the second piston as the second piston moves back and forth.
Таким образом, первый поршень 25 перемещается между вторым отверстием 32 и третьим отверстием 33, а второй поршень 26 перемещается между четвертым отверстием 34 и пятым отверстием 35, так что текучая среда течет между четвертым отверстием 34 и пятым отверстием через второй проток для текучей среды 42. Второй проток для текучей среды функционирует как своего рода обходной проток, так что второй поршень 26 способен перемещаться, поскольку текучая среда находится в жидкой форме в скважине и, следовательно, более или менее несжимаема и должна быть перемещена в другое место, чтобы иметь возможность перемещать второй поршень.Thus, the first piston 25 moves between the second hole 32 and the third hole 33, and the second piston 26 moves between the fourth hole 34 and the fifth hole 35 so that fluid flows between the fourth hole 34 and the fifth hole through the second fluid passage 42. The second fluid passage functions as a sort of bypass passage so that the second piston 26 is able to move since the fluid is in liquid form in the well and is therefore more or less incompressible and must be moved to another location to be able to move the second piston.
Повышающий давление узел 20 дополнительно содержит секвентальный поршень 30, окружающий соединительный шток 27. На фиг. 2А секвентальный поршень 30 имеет первое положение последовательности, в котором секвентальный поршень предотвращает гидравлическое сообщение между вторым отверстием 32 и пятым отверстием 35, так что текучая среда изнутри трубчатой металлической части 7 проходит через расширительное отверстие 11 в первый проток для текучей среды 41 через первый обратный клапан 28 и внутрь через первое отверстие 31 и давит на первый поршень 25 для перемещения первого поршня во втором направлении к второй части канала 24. На фиг. 2В секвентальный поршень 30 имеет второе положение последовательности, в котором секвентальный поршень обеспечивает гидравлическое сообщение между вторым отверстием и пятым отверстием для перемещения поршневого узла 22 в первом направлении и выдавливания текучей среды в первой части канала 23 через третье отверстие 33 и второй обратный клапан 29 в расширяемое пространство 10 для расширения расширяемой металлической втулки 8 затрубного барьера 1. Во втором положении последовательности секвентальный поршень 30 охватывает с двух сторон второе отверстие и пятое отверстие. В первом положении последовательности секвентальный поршень 30 изолирует второе отверстие таким образом, что вся текучая среда через расширительное отверстие принудительно протекает через первый проток для текучей среды и первый обратный клапан, и в первую часть канала.Pressure increasing assembly 20 further includes a sequential piston 30 surrounding connecting rod 27. In FIG. 2A, the sequential piston 30 has a first sequence position in which the sequential piston prevents fluid communication between the second hole 32 and the fifth hole 35 so that fluid from inside the tubular metal portion 7 passes through the expansion hole 11 into the first fluid passage 41 through the first check valve. 28 and inward through the first opening 31 and presses on the first piston 25 to move the first piston in a second direction toward the second portion of the channel 24. In FIG. 2B, the sequential piston 30 has a second sequence position in which the sequential piston provides fluid communication between the second orifice and the fifth orifice to move the piston assembly 22 in a first direction and force fluid in the first portion of the passage 23 through the third orifice 33 and the second check valve 29 into the expandable space 10 for expansion of the expandable metal sleeve 8 of the annular barrier 1. In the second position of the sequence, the sequential piston 30 covers the second hole and the fifth hole on both sides. In the first position of the sequence, the sequential piston 30 isolates the second hole such that all fluid through the expansion hole is forced to flow through the first fluid passage and the first check valve, and into the first part of the channel.
Как показано на фиг. 2А, секвентальный поршень 30 имеет первую поршневую часть 43, вторую поршневую часть 44 и промежуточную поршневую часть 45, соединяющую первую поршневую часть и вторую поршневую часть, причем промежуточная поршневая часть имеет меньший наружный диаметр, чем у первой поршневой части и второй поршневой части, так что она гидравлически сообщает второе отверстие 32 и пятое отверстие 35, когда секвентальный поршень 30 находится во втором положении последовательности и так, что первая поршневая часть расположена с одной стороны пятого отверстия 35, промежуточная поршневая часть охватывает с двух сторон второе отверстие 32 и пятое отверстие 35, а вторая поршневая часть 44 расположена на другой стороне второго отверстия 32. Таким образом, промежуточная поршневая часть имеет меньший наружный диаметр, чем диаметр первой поршневой части 43 и второй поршневой части 44, обеспечивая кольцевую полость 47 между первым каналом 21 и секвенAs shown in FIG. 2A, the sequential piston 30 has a first piston portion 43, a second piston portion 44, and an intermediate piston portion 45 connecting the first piston portion and the second piston portion, the intermediate piston portion having a smaller outer diameter than that of the first piston portion and the second piston portion, such that that it hydraulically communicates the second hole 32 and the fifth hole 35 when the sequential piston 30 is in the second position of the sequence and so that the first piston part is located on one side of the fifth hole 35, the intermediate piston part straddles the second hole 32 and the fifth hole 35 , and the second piston portion 44 is located on the other side of the second hole 32. Thus, the intermediate piston portion has a smaller outer diameter than the diameter of the first piston portion 43 and the second piston portion 44, providing an annular cavity 47 between the first bore 21 and the sequence
- 4 046963 тальным поршнем 30 для обеспечения прохождения текучей среды между вторым отверстием и пятым отверстием.- 4 046963 a steel piston 30 to ensure the passage of fluid between the second hole and the fifth hole.
Секвентальный поршень 30 имеет сквозной канал 46, имеющий диаметр канала IDB, превышающий наружный диаметр соединяющего штока 27, так что текучая среда может проходить между соединительным штоком и секвентальным поршнем вдоль диаметра канала. Наружный диаметр первой поршневой части 43 и второй поршневой части 44 секвентального поршня соответствует внутреннему диаметру второй части канала 24. Однако в другом воплощении секвентальный поршень 30 расположен в первой части канала 23.The sequential piston 30 has a through passage 46 having a passage diameter IDB greater than the outer diameter of the connecting rod 27 so that fluid can pass between the connecting rod and the sequential piston along the diameter of the passage. The outer diameter of the first piston portion 43 and the second piston portion 44 of the sequential piston corresponds to the inner diameter of the second portion of the bore 24. However, in another embodiment, the sequential piston 30 is located in the first portion of the bore 23.
Как показано на фиг. 2А и 2В, первый канал 21 содержит шестое отверстие 36, расположенное между пятым отверстием 35 и третьим отверстием 33, и гидравлически сообщающееся с кольцевым пространством 2. Таким образом, кольцевое пространство используется в качестве накопителя. Несмотря на то, что оно не показано, шестое отверстие гидравлически сообщается с кольцевым пространством через фильтрующий элемент, предотвращающий попадание частиц скважинной текучей среды в повышающий давление узел 20 и повреждение его функции.As shown in FIG. 2A and 2B, the first channel 21 includes a sixth hole 36 located between the fifth hole 35 and the third hole 33 and in fluid communication with the annulus 2. Thus, the annulus is used as a storage tank. Although not shown, the sixth hole is in fluid communication with the annulus through a filter element to prevent particles of well fluid from entering the pressure increasing assembly 20 and damaging its function.
На фиг. 3 первая поршневая часть 43 секвентального поршня 30 снабжена по меньшей мере двумя уплотнительными элементами 72, расположенными на расстоянии между ними, которое больше диаметра пятого отверстия 35. Таким образом, вторая поршневая часть секвентального поршня герметизирует пятое отверстие до тех пор, пока секвентальный поршень не охватит с двух сторон пятое отверстие и второе отверстие, и не будет риска посадки напротив пятого отверстия 35, где текучая среда может течь из второго отверстия 32 мимо первой поршневой части 43 и непосредственно во вторую часть канала 24 без принудительного вытекания через второй проток для текучей среды 42, как показано на фиг. 4С.In fig. 3, the first piston portion 43 of the sequential piston 30 is provided with at least two sealing elements 72 located at a distance between them that is greater than the diameter of the fifth hole 35. Thus, the second piston portion of the sequential piston seals the fifth hole until the sequential piston covers on both sides of the fifth hole and the second hole, and there will be no risk of landing opposite the fifth hole 35, where the fluid can flow from the second hole 32 past the first piston part 43 and directly into the second part of the channel 24 without being forced out through the second fluid passage 42 , as shown in Fig. 4C.
Как можно видеть на фиг. 2А, наружный диаметр соединительного штока 27 меньше, чем первый наружный диаметр и второй наружный диаметр. На фиг. 3 наружный диаметр соединительного штока меньше первого наружного диаметра и, по существу, равен второму наружному диаметру. На фиг. 3 секвентальный поршень 30 имеет внутренний ключ 73, перемещающийся в канавке 74 соединительного штока для приведения секвентального поршня в движение из первого положения последовательности во второе положение последовательности. Перемещение секвентального поршня из второго положения последовательности в первое положение последовательности выполняется вторым поршнем 26.As can be seen in FIG. 2A, the outer diameter of the connecting rod 27 is smaller than the first outer diameter and the second outer diameter. In fig. 3, the outer diameter of the connecting rod is smaller than the first outer diameter and is substantially equal to the second outer diameter. In fig. 3, the sequential piston 30 has an internal key 73 that moves in a connecting rod groove 74 to drive the sequential piston from a first sequence position to a second sequence position. Movement of the sequential piston from the second position of the sequence to the first position of the sequence is performed by the second piston 26.
Для увеличения гидравлического давления текучей среды, поступающей в расширительное отверстие 11 перед выбросом в расширяемое пространство, второй наружный диаметр более чем в 1,2 раза превышает первый наружный диаметр; предпочтительно, более чем в 1,5 раза превышает первый наружный диаметр; более предпочтительно, более чем в 2 раза превышает первый наружный диаметр; и еще более предпочтительно, более чем в 2,5 раза превышает первый наружный диаметр.To increase the hydraulic pressure of the fluid entering the expansion hole 11 before being discharged into the expandable space, the second outer diameter is more than 1.2 times larger than the first outer diameter; preferably more than 1.5 times the first outer diameter; more preferably, more than 2 times the first outer diameter; and even more preferably, more than 2.5 times the first outer diameter.
Коэффициент повышения давления повышающего давление узла 20 определяется разностью площади поршня между первым и вторым поршнем и, следовательно, разностью между вторым наружным диаметром и первым наружным диаметром (OD2/ODj)a2.The pressure increase coefficient of the pressure increasing assembly 20 is determined by the difference in piston area between the first and second piston and, therefore, the difference between the second outer diameter and the first outer diameter (OD 2 /ODj) a 2.
На фиг. 4A-4F повышающий давление узел 20 дополнительно содержит второй канал 51, имеющий первую прорезь 52, гидравлически сообщающуюся с расширительным отверстием 11, и вторую прорезь 53, гидравлически сообщающуюся с первым протоком для текучей среды 41. Во втором канале расположены третий поршень 54 и четвертый поршень 55, соединенные посредством второго соединительного штока 56. В положении развертывания затрубного барьера 1, т.е. когда затрубный барьер спускают в скважину и устанавливают как часть скважинной трубчатой металлической конструкции 3, третий поршень и четвертый поршень расположены по обе стороны от второго отверстия 53, предотвращая попадание текучей среды в первый проток для текучей среды 41 и, таким образом, в расширяемое пространство 10. Таким образом, расширяемая металлическая втулка 8 затрубного барьера 1 не расширяется преждевременно, и затрубный барьер не устанавливается в непреднамеренное положение в стволе скважины, предотвращая дальнейшее перемещение скважинной трубчатой металлической конструкции вниз по стволу скважины. Второй канал 51 расположен параллельно первому каналу 21, но может быть расположен под любым углом к первому каналу.In fig. 4A-4F, the pressure increasing assembly 20 further includes a second channel 51 having a first slot 52 in fluid communication with the expansion hole 11 and a second slot 53 in fluid communication with the first fluid passage 41. The second channel contains a third piston 54 and a fourth piston 55, connected by means of a second connecting rod 56. In the deployment position of the annular barrier 1, i.e. When the annular barrier is lowered into the well and installed as part of the downhole tubular metal structure 3, a third piston and a fourth piston are located on either side of the second opening 53, preventing fluid from entering the first fluid passage 41 and thus the expandable space 10 Thus, the expandable metal sleeve 8 of the annular barrier 1 does not expand prematurely, and the annular barrier is not installed in an unintended position in the wellbore, preventing further movement of the downhole tubular metal structure down the wellbore. The second channel 51 is located parallel to the first channel 21, but can be located at any angle to the first channel.
Третий поршень 54 и четвертый поршень 55 в положении развертывания лишены срезным штифтом 59 возможности перемещаться до начала операции расширения и создания давления внутри трубчатой металлической части 7; при достижении заданного давления в скважинной трубчатой металлической конструкции 3, действующего на третий поршень 54, срезной штифт срезается, а третий поршень и четвертый поршень перемещаются, обеспечивая гидравлическое сообщение между первой прорезью 52 и второй прорезью 53, и гидравлическое сообщение с первым каналом 21. В другом воплощении срезной штифт размещен в дополнительном клапанном узле срезного штифта (показанном на фиг. 5), который гидравлически сообщается со второй прорезью и гидравлически расположен между расширительным отверстием 11 и второй прорезью. Срезной штифт также может быть заменен срезным диском, расположенным в гидравлическом сообщении между расширительным отверстием и второй прорезью.The third piston 54 and the fourth piston 55 in the expansion position are prevented from moving by the shear pin 59 before the expansion operation begins and pressure is created inside the tubular metal part 7; When a predetermined pressure is reached in the downhole tubular metal structure 3 acting on the third piston 54, the shear pin is sheared, and the third piston and fourth piston move to provide hydraulic communication between the first slot 52 and the second slot 53, and hydraulic communication with the first channel 21. B In another embodiment, the shear pin is housed in an additional shear pin valve assembly (shown in FIG. 5) which is in fluid communication with the second slot and is hydraulically positioned between the expansion hole 11 and the second slot. The shear pin can also be replaced by a shear disc located in hydraulic communication between the expansion hole and the second slot.
Чтобы предотвратить вжатие расширяемой металлической втулки 8 вовнутрь при развертывании затрубного барьера 1, из-за более высокого давления в скважине, чем в расширяемом пространстве 10, второй канал 51 дополнительно содержит третью прорезь 57, гидравлически сообщающуюся с кольцеTo prevent the expandable metal sleeve 8 from being pressed inward when deploying the annular barrier 1, due to the higher pressure in the well than in the expandable space 10, the second channel 51 additionally contains a third slot 57, hydraulically communicating with the ring
- 5 046963 вым пространством 2, и четвертую прорезь 58, гидравлически сообщающуюся с расширяемым пространством, как показано на фиг. 4А. В положении развертывания, показанном на фиг. 4А, третий поршень 54 и четвертый поршень 55 оба расположены с одной стороны третьей прорези 57 и четвертой прорези 58, обеспечивая гидравлическое сообщение между третьей и четвертой прорезями. Таким образом, роль третьего поршня 54 и четвертого поршня 55 также заключается в обеспечении во время развертывания отсутствия запертого давления в затрубном барьере, то есть в расширяемом пространстве 10, из-за второго обратного клапана 29. Таким образом, расширяемое пространство 10 под расширяемой металлической втулкой будет скомпенсировано по давлению с кольцевым пространством. Таким образом, третья прорезь 57 и четвертая прорезь 58 гидравлически сообщаются на задней стороне третьего поршня 54 и четвертого поршня 55, а вторая прорезь 53 расположена на передней стороне третьего поршня 54 и четвертого поршня 55, в то время как третий поршень 54 и четвертый поршень 55 расположены по обе стороны от второго отверстия.- 5 046963 first space 2, and a fourth slot 58 hydraulically communicating with the expandable space, as shown in FIG. 4A. In the deployment position shown in FIG. 4A, the third piston 54 and the fourth piston 55 are both located on one side of the third slot 57 and the fourth slot 58, providing fluid communication between the third and fourth slots. Thus, the role of the third piston 54 and the fourth piston 55 is also to ensure that, during deployment, there is no trapped pressure in the annular barrier, that is, the expandable space 10, due to the second check valve 29. Thus, the expandable space 10 under the expandable metal sleeve will be pressure compensated with the annular space. Thus, the third slot 57 and the fourth slot 58 are in fluid communication at the rear side of the third piston 54 and the fourth piston 55, and the second slot 53 is located at the front side of the third piston 54 and the fourth piston 55, while the third piston 54 and the fourth piston 55 located on both sides of the second hole.
На фиг. 4A-4F повышающий давление узел 20 дополнительно содержит первую камеру 61, имеющую первое отверстие 68 камеры, гидравлически сообщающееся со второй частью канала 24 для накопления текучей среды из второй части канала. Таким образом, первая камера является своего рода накопительной камерой или накопителем. Первая камера имеет второе камерное отверстие 69, гидравлически сообщающееся с первым протоком для текучей среды 41, и первая камера содержит первый камерный поршень 62, подпружиненный посредством первой пружины 63 так, что первый камерный поршень прижимается к первому камерному отверстию 68. Первый камерный поршень выполнен с возможностью перемещения между первым камерным отверстием 68 и вторым камерным отверстием 69. Имея первую камеру 61 с подпружиненным первым камерным поршнем 62, первая камера способна накапливать во второй части канала 24 текучую среду, которая не может обойти второй поршень 26 во втором протоке для текучей среды 42, когда второй поршень 26 перемещается во втором направлении. Это является преимущественной ситуацией, которая может произойти ближе к концу движения во втором направлении, как показано на фиг. 4С, где первый поршень 25 перемещает секвентальный поршень 30, запирая пятое отверстие 35, даже несмотря на то, что второй поршень не полностью перемещен до конца (как показано на фиг. 4D), и оставшаяся текучая среда может затем войти в первую камеру. Таким образом, текучая среда/жидкость не запирается, препятствуя перемещению второго поршня до конца, и нет препятствия перемещению первым поршнем секвентального поршня во второе положение последовательности, открывая проход для прохождения текучей среды для толкания поршневого узла 22 в первом направлении. Таким образом, первая камера является мерой предосторожности для обеспечения того, чтобы секвентальный поршень мог перемещаться во второе положение последовательности. Первый камерный поршень предварительно нагружен давлением в расширительной текучей среде, проходящей через второе камерное отверстие 69 и на первый камерный поршень.In fig. 4A-4F, the pressure boosting assembly 20 further includes a first chamber 61 having a first chamber opening 68 in fluid communication with the second portion of the passage 24 for accumulating fluid from the second portion of the passage. Thus, the first chamber is a kind of storage chamber or storage device. The first chamber has a second chamber opening 69 in fluid communication with the first fluid passage 41, and the first chamber includes a first chamber piston 62 spring-loaded by a first spring 63 such that the first chamber piston is pressed against the first chamber opening 68. The first chamber piston is configured with movable between the first chamber opening 68 and the second chamber opening 69. Having a first chamber 61 with a spring-loaded first chamber piston 62, the first chamber is capable of accumulating in the second portion of the channel 24 fluid that cannot bypass the second piston 26 in the second fluid passage 42 when the second piston 26 moves in the second direction. This is an advantageous situation that may occur towards the end of the movement in the second direction, as shown in FIG. 4C, where the first piston 25 moves the sequential piston 30, closing the fifth hole 35, even though the second piston is not fully moved to the end (as shown in FIG. 4D), and the remaining fluid can then enter the first chamber. Thus, the fluid/liquid is not blocked to prevent the second piston from moving all the way, and the first piston is not prevented from moving the sequential piston to the second position of the sequence, allowing fluid to pass through to push the piston assembly 22 in the first direction. Thus, the first chamber is a precaution to ensure that the sequential piston can move to the second position of the sequence. The first chamber piston is preloaded with pressure from the expansion fluid passing through the second chamber opening 69 and onto the first chamber piston.
Повышающий давление узел 20 дополнительно содержит вторую камеру 64, гидравлически сообщающуюся со второй частью канала 24 через первую камеру 61. Вторая камера содержит третье камерное отверстие 70, гидравлически сообщающееся с первой камерой. Вторая камера содержит четвертое камерное отверстие 67, гидравлически сообщающееся с кольцевым пространством 2, и вторая камера содержит второй камерный поршень 65, подпружиненный посредством второй пружины 66 так, что второй камерный поршень прижимается к гидравлическому сообщению со второй частью канала, то есть по направлению к первому камерному отверстию 68, и принуждается к перемещению между третьим камерным отверстием 70 и четвертым камерным отверстием 67. Имея вторую камеру 64 с подпружиненным вторым камерным поршнем 65, вторая камера способна обеспечивать текучую среду под давлением во вторую часть канала 24, чтобы полностью прижать поршневой узел ко второму обратному клапану 29 и подтолкнуть секвентальный поршень 30 к первому положению последовательности. Второй камерный поршень 65 испытывает давление затрубного пространства от четвертого камерного отверстия 67 и давление расширения (давление от трубчатой металлической части 7 через расширительное отверстие 11) через третье камерное отверстие 70, и когда секвентальный поршень находится напротив пятого отверстия 35, как показано на фиг. 4Е, могут быть предотвращены вход текучей среды во второй проток для текучей среды 42, и давление на второй поршень для перемещения поршневого узла дальше по направлению ко второму обратному клапану. Затем секвентальный поршень 30 может не быть полностью перемещен в первое положение последовательности, и тогда разность давлений с обеих сторон второго камерного поршня будет вынуждать второй камерный поршень перемещаться, увеличивая давление во второй части канала 24, гидравлически сообщающейся со второй камерой через первое камерное отверстие. Таким образом завершается перемещение секвентального поршня из положения, показанного на фиг. 4Е, в положение, показанное на фиг. 4F, т.е. обеспечено первое положение последовательности, так что цикл перемещения повышающего давление узла завершен.The pressure boosting assembly 20 further includes a second chamber 64 in fluid communication with the second portion of the passage 24 through the first chamber 61. The second chamber includes a third chamber opening 70 in fluid communication with the first chamber. The second chamber contains a fourth chamber opening 67 in hydraulic communication with the annular space 2, and the second chamber contains a second chamber piston 65 spring-loaded by a second spring 66 so that the second chamber piston is pressed into hydraulic communication with the second part of the channel, that is, towards the first chamber opening 68, and is forced to move between the third chamber opening 70 and the fourth chamber opening 67. Having a second chamber 64 with a spring-loaded second chamber piston 65, the second chamber is capable of providing pressurized fluid to the second portion of the passage 24 to fully press the piston assembly against the second check valve 29 and push the sequential piston 30 to the first position of the sequence. The second chamber piston 65 experiences an annulus pressure from the fourth chamber port 67 and an expansion pressure (pressure from the tubular metal part 7 through the expansion port 11) through the third chamber port 70, and when the sequential piston is opposed to the fifth chamber port 35, as shown in FIG. 4E, fluid may be prevented from entering the second fluid passage 42 and pressurizing the second piston to move the piston assembly further toward the second check valve. Then, the sequential piston 30 may not be fully moved to the first position of the sequence, in which case the pressure difference on both sides of the second chamber piston will cause the second chamber piston to move, increasing the pressure in the second portion of the channel 24 fluidly communicating with the second chamber through the first chamber opening. This completes the movement of the sequential piston from the position shown in FIG. 4E to the position shown in FIG. 4F, i.e. the first position of the sequence is secured, so that the cycle of movement of the pressure increasing assembly is completed.
С целью расширения расширяемой металлической втулки 8 затрубного барьера 1, поршневой узел 22 и, следовательно, первый поршень 25 и второй поршень 26 должны переместиться взад и вперед 5005000 раз, и поэтому уплотнения этих поршней предпочтительно представляют собой металлические уплотнения, керамические уплотнения или аналогичные уплотнения, способные выдерживать такую нагрузку.In order to expand the expandable metal sleeve 8 of the annular barrier 1, the piston assembly 22 and therefore the first piston 25 and the second piston 26 must move back and forth 5,005,000 times, and therefore the seals of these pistons are preferably metal seals, ceramic seals or similar seals, capable of withstanding such a load.
--
Claims (13)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20199212.0 | 2020-09-30 | ||
| EP20200097.2 | 2020-10-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA046963B1 true EA046963B1 (en) | 2024-05-16 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9650866B2 (en) | Hydraulic delay toe valve system and method | |
| EP2795049B1 (en) | An annular barrier | |
| US10138725B2 (en) | Hydraulic delay toe valve system and method | |
| US20120085542A1 (en) | Barrier Valve Hydraulic Operator with Compound valve Opening Force Feature | |
| US10927636B2 (en) | Annular barrier with valve unit | |
| US10066461B2 (en) | Hydraulic delay toe valve system and method | |
| EP3033478B1 (en) | Improved filling mechanism for a morphable sleeve | |
| WO1999063198A1 (en) | Mechanical shut-off valve | |
| AU2019216397B2 (en) | Completion method and completion system | |
| EA046963B1 (en) | ANNUAL BARRIER WITH PRESSURE INCREASING UNIT | |
| US11572758B2 (en) | Annular barrier with pressure-intensifying unit | |
| EP3978722A1 (en) | Annular barrier with pressure-intensifying unit | |
| RU2107152C1 (en) | Subsurface isolating valve | |
| RU2513608C1 (en) | Controlled bypass valve | |
| US8973663B2 (en) | Pump through circulating and or safety circulating valve | |
| RU2777032C1 (en) | Set of equipment for multi-stage hydraulic fracturing | |
| US20240125210A1 (en) | Annular barrier with valve unit | |
| RU2804464C2 (en) | Annular barrier with valve module and downhole system for expansion in the annulus and providing zone isolation | |
| EA043887B1 (en) | ANNUAL BARRIER WITH VALVE MODULE |