NO149674B - Trykkbetjent isoleringsventil for anvendelse i en oljebroenn-proevestreng. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår isoleringsventilorganer for anvendelse i forbindelse med et oljebrønn-prøveapparat anbragt på en rørstreng i en brønnboring, hvilken rørstreng inkluderer en pakning anordnet for selektiv tetning tvers over brønnboringens ringrom mellom rørstrengen og brønnboringens vegg, for derved å avstenge ringrommet over pakningen fra brønnboringen under pakningen, hvilket prøveapparat har betjeningsorganer omfattende et drivstempel, forspenningsmidler som driver stemplet i én retning og midler for regulering av forspenningskraften i avhengighet av ringromtrykket, og hvor isoleringsventilorganene omfatter en ventil som i åpen stilling tillater regulering av forspenningskraften og i lukket stilling isolerer forspenningskraften, slik at ringromtrykket over pakningen kan økes og utøve en kraft på stemplet som overstiger forspenningskraften og driver stemp-- let i motsatt retning.

Det er allerede kjent på dette område av teknikken at prøvetagningsventiler og prøveventiler for prøving av produktiviteten i oljebrønner kan betjenes ved påføring av trykkøkninger på fluidumet i brønnrommet. For eksempel beskriver US-PS 3 664 415 en prøvetagningsventil som betjenes ved å påføre brønnrommet trykkøkninger mot et stempel som motvirker en på forhånd bestemt ladning av inertgass. Når trykket i brønnrommet overstiger gasstrykket, beveger stemplet seg for å åpne en prøvetagningsventil og tillater derved formasjonsfluidum å strømme inn i et prøvetagningskammer som foreligger inne i verktøyet, og inn i prøvestrengen for derved å lette produksjonsmålinger og prøver.

US-PS 3 858 649 beskriver også et prøvetagnings-apparat som åpnes og lukkes ved påføring av trykkvariasjoner på fluidumet i brønnrommet. Dette apparat inneholder supplerende organer, hvori det inerte gasstrykk suppleres med det hydrostatiske trykk av fluidumet i brønnrommet når prøve-strengen senkes ned i borehullet. Dette trekk tillater an-vendelsen av et lavere inertgasstrykk ved overflaten og bevirker at gasstrykket automatisk vil bli justert i samsvar med det hydrostatiske trykk og omgivelsene ved prøvedybden og derved unngå de kompliserte beregninger av gasstrykket som var påkrevet ved tidligere innretninger for korrekt operasjon.

US-PS 3 856 085 skaffer likeledes supplerende organer for inertgasstrykk i et prøveapparat med full åpning.

De ovennevnte supplerende organer inkluderer et flytende stempel som på den ene side er utsatt for inert-gasstrykket og på den annen side for brønnromtrykket for at fluidumtrykket i brønnrommet skal kunne virke på gasstrykket. Systemet er utbalansert for å holde ventilen i sin normale stilling inntil prøvedybden er nådd. Ved oppnåelse av prøve-dybden isoleres det flytende stempel fra brønnromtrykket, slik at etterfølgende variasjoner i brønnromtrykket vil drive den angjeldende spesielle ventil."

Den tidligere fremgangsmåte ved isolering av det flytende stempel har vært å stenge strømningskanalen fra brønnrommet til det flytende stempel med en ventil som stenger ved tilføyelsen av vekt til strengen. Dette gjøres ved å sette strengen ned på en pakning som bærer strengen og isolerer formasjonen under prøven. Det tidligere apparat er konstruert for å hindre isoleringsventilen fra å stenge for tidlig på grunn av økende høyere trykk når prøvestrengen senkes ned i brønnen, inneholder organer for overføring av den bevegelse som er nødvendig for å betjene pakningen nevnt oven-for, og er konstruert for å forbli åpen inntil tilstrekkelig vekt er satt ned på pakningen for å hindre for tidlig isolering av gasstrykket og således for tidlig funksjon av prøve-ventilen som benyttes.

Foreliggende oppfinnelse omfatter isoleringsventilorganer som er kjennetegnet ved at isoleringsventilorganene dessuten omfatter trykkfølsomme organer som hører til den nevnte ventil, for bevegelse av denne fra den åpne til den lukkede stilling som følge av en på forhånd bestemt trykkøkning i brønnboringens ringrom over pakningen i forhold til det i det indre av prøvestrengen.

Brønnromtrykket tillates å kommunisere med en inn-vendig boring i det viste apparat når prøvestrengen senkes ned i brønnboringen. Dette trykk oppfanges som det ovennevnte referansetrykk når pakningen tetter igjen brønnboringen og isolerer formasjonen som skal prøves. Etterfølgende økninger i brønnromtrykket over referansetrykket betjener en trykk-følsom ventil for å isolere inertgass-trykket fra brønnrom-trykket. Ytterligere trykkøkninger i brønnrommet bevirker at brønnprøveapparatet arbeider på den konvensjonelle måte.

Foreliggende oppfinnelse forenkler konstruksjonen

og utformning av brønnprøveapparatet. Den fremkomne isoleringsventil er enkel og har et minimalt antall deler. Prøve-apparatet som anvender oppfinnelsen ifølge foreliggende be-skrivelse, vil"ikke ha noen diskontinuitet i sin kapsling såsom en sammentrykkbar seksjon som anvendes for å stenge den tidligere kjente isoleringsventil. En forenklet isoleringsventil fremkommer således som ikke krever spesiell anordning for å overføre den bevegelse som er nødvendig for å innstille pakningen, og heller ikke for å bære kreftene fra borestrengen under senkningen og tilbaketrekningen av prøve-strengen i borehullet.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra følgende be-skrivelse under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et skjematisk riss i vertikalsnitt av et typisk anlegg for boring i havbunnen og som kan anvendes for det formål å prøve formasjoner og viser en prøvestreng for formasjoner eller et verktøyutstyr i stilling i en undervannsbrønn og som strekker seg oppover til en flytende arbeids- og prøvestasjon, fig. 2a og 2b som danner forlengelse av hverandre etter skjærings-linjen x-x, gir et oppriss i vertikalsnitt av den foretrukne utførelse tatt med i en prøveventilanordning med full åpning, med den viste isoleringsventil i åpen stilling, og fig. 3 er et vertikalsnitt i oppriss av en del av en prøveventilanord-ning som viser den foretrukne utførelse av den beskrevne isoleringsventil i lukket stilling.

Under boringen av en oljebrønn fylles borehullet med et fluidum kjent under betegnelsen borevæske eller slam. Et av formålene blant andre med denne borevæske er å beholde i de gjennomborede formasjoner eventuelt fluidum som kan bli funnet der. Dette gjøres ved å gjøre slammet tyngre med for-skjellige tilsetninger, slik at det hydrostatiske trykk av slammet ved formasjonsdybden er tilstrekkelig til å holde formasjonsfluidumet fra å unnslippe fra formasjonen og ut i borehullet.

Når det er ønskelig å prøve formasjonens produksjonsevne senkes en prøvestreng ned i borehullet til formasjonsdybden og formasjonsfluidumet tillates å strømme inn i strengen i et styrt prøveprogram. Lavt trykk bibeholdes i det indre av prøvestrengen når denne senkes ned i borehullet. Dette gjøres vanligvis ved å holde en ventil i lukket stilling nær den nedre ende av prøvestrengen. Når prøvedybden er nådd, innstilles en pakning for å tette borehullet og således avstenge formasjonen fra variasjoner i det hydrostatiske trykk i borevæsken.

Ventilen ved den nedre ende av prøvestrengen åpnes deretter og formasjonsfluidumet kan fritt for det hindrende trykk av borevæsken strømme inn i det indre av prøvestrengen.

Prøveprogrammet inkluderer perioder med formasjons-.strømning og perioder når formasjonen er avstengt. Trykk-opptegnelser tas gjennom programmet for senere analyse og bestemmelse av formasjonens produksjonsevne. Hvis ønsket kan en prøve på formasjonsfluidumet oppfanges i et egnet prøve-tagningskammer.

Ved slutten av prøveprogrammet åpnes en sirkulasjons-ventil i prøvestrengen, formasjonsfluidum i prøvestrengen sirkuleres ut, pakningen frigis og prøvestrengen trekkes tilbake .

Ved et anlegg på sjøen for boring i havbunnen er

det ønskelig i størst mulig utstrekning av sikkerhetsgrunner og for beskyttelse av omgivelsene å holde sikkerhetsventilene mot utblåsning stengt under den vesentlige del av prøveproses-sen. Av denne grunn er det blitt utviklet prøveverktøy som kan drives ved variasjon av trykket i brønnrommet som omgir prøvestrengen.

Fig. 1 viser en typisk prøvestreng under anvendelse

i en foret brønnboring i havbunnen. Prøvestrengens komponenter og de anvendte henvisningstall er de samme som vist i ovennevnte US patenter 3 664 415 og 3 856 085.

Som vist på fig. 1 er et flytende borefartøy eller en arbeidsstasjon 1 forankret eller på annen måte festet på plass over en neddykket brønnposisjon 2. Den neddykkede brønn-posisjon 2 omfatter et borehull 3, hvis indre kan være foret med en foringsstreng 4 på konvensjonell måte.

Brønnboringen 3, vanligvis foringsrøret 4 gjennom-skjærer en formasjon 5, hvis produktivitet skal prøves. ■

Der hvor foringsrøret 3 skjærer formasjonen 5, vil det vanligvis være anordnet perforeringer for å sikre fluidumforbindelse mellom formasjonen 5, og det indre 6 av brønn-boringen 3.

Ved den neddykkede boreslamledning kan være anordnet en brønnhodeinstallasjon 7 som kan være utstyrt med et antall utblåsningshindrende mekanismer av både delvis stengende og "blinde" type.

Som det vil forstås, kan det neddykkede brønnhode

7 også omfatte hvilke som helst av flere konvensjonelle neddykkede brønnhodeenheter som er markedsvare.

Et lederør 8 strekker seg oppover fra brønnhodet 7 til den flytende arbeidsstasjon 1 og kan være understøttet i sideretning på arbeidsstasjonens dekk 9 som skjematisk antydet på fig. 1. Den øvre ende av røret 8 kan være ført glidbart gjennom en kardangforbindelse på dekket 9. En slik anordning som er i og for seg kjent, gir sidestøtte for røret 8 samtidig som bølgevirkningen tillates med derav følgende vertikal bevegelse av arbeidsstasjonen i forhold til røret. Andre kjente forbindelser av røret kan også anvendes for å tåle bølgevirkninger.

En prøverørstreng 10 håndteres i arbeidsstasjonen ved hjelp av konvensjonelle heiseorganer 11 på kjent måte betjent fra et boretårn 12 vist på fig. 1. Det vanlige styre-hode , grenrør og svivelanordninger kan være anordnet i den øvre ende av strengen 10 for å tillate konvensjonell sirkulasjon av fluidum gjennom prøverørstrengen og roterende håndteringer av denne.

En tilførselsledning 14 for trykkfluidum, vanligvis en konvensjonell sikkerhetsventilstyrt boreslamledning kan strekke seg fra arbeidsplattformen nedover på utsiden av røret 8 og krysser brønnhodet 7 under dettes utblåsnings-sikkerhetsventiler som antydet på fig. 1. Denne boreslamledning vil vanligvis være festet utvendig på røret 8 og vil stå i forbindelse med den øvre indre del av foringsrøret 4. Rørledningen 14 strekker seg til en konvensjonell slampumpe

15 på den flytende arbeidsplattform. Pumpen 15 benyttes til

å sette fluidum under trykk, eventuelt et fluidum av en konvensjonell boreslamtype som foreligger inne i og hovedsakelig fyller det ringformede rom eller mellomrom 16 som omgir borerørstrengen 10 og er anbragt mellom strengen 10 og forings-røret 4 under brønnhodet 7.

Som vist på fig. 1 med prøvestrengen 10 montert på plass, vil pakningen 27 være betjent til utvidet tilstand for å gi en tetning mellom rørledningsstrengen 10 og borehullveggen 4. Denne pakningsmekanisme betjenes som følge av roterende og lineære håndteringer av rørledningsstrengen med tilstrekkelig arbeidsvekt eller bevegelse overført gjennom strengen takket være tilstedeværelsen av elementer som skaffer tilveie slik vekt i strengen såsom rørledningsorganene 21. Denne vekt er ønskelig i en prøvestreng av denne art på grunn av de ekspanderbare og sammentrekkbare egenskaper av den momentoverførende, men teleskopisk virkende glideskjøt-kobling 20. Med vektelementene inkludert i strengen 10 under koblingen 20 vil bevegelse nedover eller oppover av rørled-ningsstrengen- under dens installering bli effektivt over-

ført gjennom strengen til pakningsmekanismens 27 virksomme komponenter.

Etter at innstillingen av pakningen er innledet vil glideskjøten 20 være anbragt i en delvis sammentrykket tilstand, vekten av de øvre-elementer 17 og 18 i strengen 10 vil være båret av lukkede utblåsningshindrende sylindre i brønn-hodet 7 og borefartøyet 1 kan fritt bevege seg opp og ned i forhold til prøvestrengens 10 øvre ende. Under innstilling av pakningen vil glideskjøten 20 virksomt isolere krefter frem-kalt ved bølgevirkning fra å bli overført gjennom den øvre del av strengen 10 til pakningen 27. Glideskjøten 20 tillater også en viss toleranse i graden av bevegelse nedover av den øvre del av rørledningsstrengen etter innledning av pakningens innstilling, nødvendig for anbringelse av anleggs-organene for prøveventilene på de lukkede sylindre i brønn-hodet 7.

Da glideskjøten 20 gjør det mulig for den øvre ende av strengen 10 å få anlegg mot henholdsvis båret av brønn-hodet 7, tillater den strengen 10 å bli koblet fra helt understøttet forhold med heisemekanismen på fartøyet og således bli isolert fra bølgevirkninger på fartøyet. Selv om strengen 10 fortsatt skulle bli båret av denne heisemekanisme ville teleskopvirkningen av glideskjøten hindre overføring av bølgevirkninger til den del av strengen 10 som befinner seg under glideskjøten.

Når prøvestrengen 10 håndteres slik at pakningen 27 får anlegg eller ekspanderes, vil denne ekspanderte pakning frembringe en tetning mellom rørledningsstrengen 10 og forings-røret elle,r borehullveggen 4, hvilket avgrenser den lukkede nedre ende av ringrommet 16. Med denne anordning vil ringrommet 16 være effektivt isolert fra det indre av rørlednings-strengen 10 og fra formasjonen 5. I den beskrevne utførelse vil de lukkede sylindre i brønnhodet 7, på hvilke prøveven-tilene ligger an, frembringe et ringformet rom i brønnborin-gen 3 som avgrenser en lukket øvre ende av ringrommet 16. Således vil ledningen 14, når ringrommet 16 er fylt med fluidum såsom boreslam, tjene til å overføre trykkfluidum til ringrommet 16 og øke dets trykk avhengig av høyden av ledningen 14 og trykket i det fluidum som føres.

Selv om de bærende sylindre i brønnhodet 7 ikke skulle avgrense en ringromtetning ved brønnhodet 7, vil det ringformede hulrom over brønnhodet 7 mellom strengen 10 og foringsrøret 4 være fylt med fluidum eventuelt boreslam.

Denne mengde fluidum vil avgrense en øvre forlengelse eller

en del av ringrommet 16 som er tettet ved sin øvre ende ved hjelp av organene 12 og 13.

Det kan faktisk i visse tilfelle være ønskelig at hele vekten av den del av rørledningsstrengen 10 som befinner seg over glideskjøten 20, bæres av løftemekanismen 11

mens glideskjøten 20 er delvis sammentrykket for å oppta bølgevirkning og sylindrene i brønnhodet 7 er åpne. Denne anordning ville skaffe tilveie et ringrom 16 som strekker seg fra pakningen 27 til rørstengeinnretningen 13. Et slikt langstrakt ringrom 16 kunne settes under trykk ved hjelp av trykkledningen 14 i forbindelse med det indre av røret 8 i høyde med borefartøyet.

Prøveventiltreet 18 som er inkorporert i rørlednings-strengen ,. kan omfatte en hydraulisk betjenbar ventil for selektiv stengning eller åpning av den innvendige gjennomgang i strengen 10 i nærheten av det neddykkede brønnhode 7. Mekanismen 18 betegnes vanligvis som et undervannsventiltre som kan gjenvinnes.

Glideskjøtmekanismen 20 kan på ønsket måte omfatte en glideskjøt som er avbalansert for trykk og volum og omfatter en utvidbar og sammentrekkbar teleskopisk kobling i rørledningsstrengen 10, hvilken kobling er trykk- og volum-avbalansert, av teleskopisk utførelse og betjenbar for effektivt å redusere til et minimum eller eliminere over-føringen av bølgevirkning som virker på den øvre del av strengen 10 og det flytende borefartøy, fra å bli overført gjennom strengen 10 til pakningen 27 og mekanismen 25 som omfatter ventiler og prøvetaking.

Med denne grunnleggende anbringelse av komponenter kan en ventilmekanisme inkludert i innretningen 25 betjenes slik at den stenger den i lengderetningen forløpende innvendige kanal i rørledningsstrengen 10, åpne denne kanal eller stenge kanalen for å fange opp en prøve av formasjonsfluidum inne i hoveddelen av mekanismen 25.

Når ventilelementene i mekanismen 25 håndteres, vil trykkregistreringene 24 og 26 anbragt henholdsvis over og under mekanismen 25, kontinuerlig registrere trykket i formasjonsfluidumet på disse steder i rørledningsstrengen på en vel kjent måte.

Under prøveoperasjonen eller under uttagning av prøvestrengen eller under dens installering kan det være ønskelig å bevirke en sirkulasjon av fluidum mellom det indre av rørledningsstrengen og ringrommet 16. Denne sirkulasjon av fluidum tillates ved hjelp av sirkulasjonsventilen 22 som normalt er anbragt i lukket tilstand. Ventilen 22 kan omfatte det som vanligvis betegnes en støtfølsom, omvendt sirkulerende sekundær innretning. En ventil av denne art omfatter vanligvis en glideventil båret i det indre av rørled-ningsstrengen 10 og betjenbar som følge av fall av en vekt 'inn i det indre av rørledningsstrengen fra arbeidsstasjonen.

Ventilmekanismen 25 vist på fig. 1 kan være tilsv/arende det oljebrønn-prøve- og prøvetagningsapparat som er vist i US patent 3 858 649, eller kan være tilsvarende den forbedrede prøveventilanordning med full åpning som er vist i US patent 3 856 085. Deler av den foretrukne utførelse på fig. 2 er tilsvarende den som er vist i nevnte US patent 3 856 085 og de samme henvisningstall er anvendt der hvor dette var mulig.

Det samlede ventilutstyr 100 vist på fig. 2 inkluderer en ventilenhet 101, en drivmekanisme eller kraftenhet 121 og en løsbar forbindelsesinnretning 139 som tillater selektiv forbindelse og frigjøring av disse to komponenter. Isolasjonsventilen 150 ifølge oppfinnelsen er vist som en del av drivmekanismen 121.

Som repetisjon skal nevnes at ventilenheten 101 inkluderer en hovedsakelig rørformet kapsling 102 med en i lengderetningen forløpende sentral strømningskan al 102a som er styrt ved hjelp av en kuleventil 103. Når kuleventilen 103 er orientert med sin sentrale gjennomgang 103a i den på fig. 2 viste posisjon er strømningskanalen 102a blokkert og ventilen er stengt.

Når kuleventilen 103 dreies ved virkningen av knaster

110a i fordypninger 104a dreies kulen slik at den sentrale kanal 103a ligger på linje med strømningskanalen 102a for å gi helt åpen strømningsgjennomgang gjennom ventilenheten 101.

Kuleventilen holdes i stilling ved hjelp av ventilkaps-lingen 105, det øvre kuleventilsete 106 og det nedre ventilsete 107. En skruefjær 108 båret av kapslingen 105 virker som for-spenning på ventilsetene 106 og 107 og kuleventilen 103 mot hverandre.

Knastene 110a bæres av drivarmer 109a. Driuarméne 109a og trekkhylseinnretningen 112 er forbundet med hverandre ved hjelp av en radialt innover forløpende flensdel 109c av drivarmene 109a montert i et spor 111 anordnet i den øvre ende av trekk-hy lseinnretningen 112.

Trekkhylseinnretningen 112 er forsynt med en dødgangs-innretning 115 for å tillate en viss liten bevegelse uten betjen-ing av kuleventilen 103. Dette er gjort ved å forsyne trekkhylseinnretningen 112 med en ytre rørformet komponent 113 og en indre teleskoperende hylsekomponent 114. Den indre hylsekomponent 114 vil bevege seg inne i den ytre rørformede komponent 113 inntil innbyrdes kontaktende organer 113a og 114a er bragt sammen .

Dødgangsinnretningen er anordnet for å tillate den øye-blikkelige åpning av en forbiføringsinnretning 116 for å redusere trykkforskjellen over kuleventilen 103 før den åpnes.

Forbiføringsinnretningen 116 inkluderer en hylsedel 102b

av kapslingen 102 som har åpninger 118 og åpninger 117 anordnet i den indre hylsedel 114 av trekkhylseinnretningen 112. Med slutten av slagbevegelsen frembragt ved dødgangsinnretningen 115 ligger åpningene 117 på linje med åpningene 118 for å tillate trykket under kulene 103 å kommunisere gjennom åpningene 117 og 118 inn i forbiføringskanaler 119 og 120 og endelig å kommunisere med strømningskanalen 102a i ventilenheten over kulen og med det indre 10a av prøvestrengen.

Drivenheten 121 er forbundet med ventilenheten 101 ved hjelp av koblingen 139 og inkluderar en rørformet kapsling 122 med en strømningskanal 122d som kommuniserer med strømnings-kanalen 102a i ventilenheten. En rørformet kraftdor 123 er teleskoplignende montert i kapslingen 122 for bevegelse i lengderetningen inne i denne. Et ringformet stempel 124 er båret på den ytre omkrets av kraftdoren 123 og opptatt inne i og deler inn et ringformet kammer 125 anordnet i kapslingen 122. Ansats-delen 123a av kraftdoren 123 får kontakt med flaten 122a for å begrense bevegelsen oppover av kraftdoren 123 i den ringformede sylinder 125.

Oversiden av stemplet 124 er utsatt for fluidumtrykket i brønnrommet 16 som omgir verktøyet 100, gjennom åpningen 126.

En skruefjær 127 er anordnet i den nedre del av det ringformede kammer 125 for å motvirke bevegelse nedover av kraftdoren 123.

Den nedre del av drivmekanismens kapsling 122 har en

indre rørformet dor 122b. Mellom den indre dor 122b og den nedre kapsling 122c er et inertgasskammer 128 som er fylt med komprimert inertgass såsom nitrogen. Gasskammeret .128 står i forbindelse med kammeret 125 og har en utvidet del 128a som er inndelt ved hjelp av et flytende stempel 129. Oversiden av det flytende stempel 129 er utsatt for det komprimerte nitrogen

og undersiden er utsatt for fluidumtrykket i brønnrommet 16

som omgir verktøyutstyret så lenge isoleringsventilen forblir åpen.

Arbeidsmåten for de ovennevnte komponenter er helt ut vist .i spalte 5 - 12 i det tidligere nevnte US patent 3 856 085 og det anses unødvendig for forståelsen av den foreliggende oppfinnelse å gjenta hele beskrivelsen av denne arbeidsmåte.

Den foretrukne isoleringsventil 150 styrer forbindelsen

av fluidumtrykket i brønnrommet 16 som omgir verktøyet 100, med undersiden av det flytende stempel 129. Et kammer 151 er anordnet mellom den nedre del av drivmekanismens kapsling 122 og den indre rørformede del 122b. En strømningskanal 130 setter kammeret 151 i forbindelse med den del av kammeret 128 for inertgass som er under det flytende stempel 129.

Hylseventilelementet 154 befinner seg i kammeret 151 mellom den ytre vegg av drivmekanismens kapsling 122 og en fortyk-ket del 157 av den indre rørformede dor 122b. En skruefjær 155 befinner seg mellom dan fortykkede del 157 og en innover radialt rettet flensdel 154a av hylseventilelementet 154. De ytre, ned-overvendende flater 158a og 158b av hylseventilelementet er utsatt for fluidumtrykket i brønnrommet 16 gjennom åpninger 153a og 153b anordnet i den nedre del av drivmekanismens kapsling 122.

Oversiden 154b av flensdelen 154a av hylseventilelementet 154 står i forbindelse med den indre boring 122d av drivmekanismens kapsling 122 gjennom åpninger 156 anordnet i den indre rørformede dor 122b.

Det kan således sees at når hylseventilelementet 154 er

i den på fig. 2 viste stilling, kan brønnrommets trykk kommunisere med og bevege, det flytende stempel 129 oppover inntil trykket i kammeret 128 for inertgass og kammeret 125 er tilstrekkelig til å stanse bevegelsen. Når hylseventilelementet 154 er i sin øvre stilling som vist på fig. 3, er forbindelsen mellom brønnrommet 16 og det flytende stempel 129 stengt og ytterligere økning av brønnromtrykket vil virke på stemplet 124 for å bevege kraftdoren nedover og derved trekke trekkhylseinnretningen 112 for å drive forbiføringsinnretningen 116 og åpne kuleventilen 103.

En selektivt betjenbar sikringsmekanisme 138 er skjematisk vist i den nedre vegg av drivmekanismens kapsling 122. Denne sikringsmekanisme er konstruert for å skaffe forbindelse mellom brønnrommet 16 og kanalen 130 i det tilfelle at trykket i brønnrommet blir for høyt etter at isoleringsventilen 150 er stengt. Denne sikringsinnretning kan omfatte brytbare åpnings-organer eller ventilorganer som kan åpnes og er selektivt be-tjenbare ved for høye brønnromtrykk. Når først sikringsmekan-ismen 138 er åpen, kan det flytende stempel 129 igjen bevege seg under påvirkning av brønnromtrykket for å forskyve virkningen av brønnromtrykket som virker på stemplet 124. Når dette hender, vil kraftdoren 123 bli tvunget oppover av skruefjæren 127 og kuleventilen 103 vil stenge.

Stillingen på fig. 2 av sikringsinnretningen 138 er mer fordelaktig enn den som er vist i tidligere nevnte US patent 3 856 085 fordi, hvis innretningen 138 åpner, vil borevæske ikke forurense kammeret 128 og inertgass vil ikke gå tapt.

Når prøvestrengen 10 er ført inn og senket ned i brønn-boringen 3 er kuleventilen 103 i den stengte stilling. Pakningen tillater fluidum å passere under senkningen ned i brønn-boringen. Det vil således kunne sees at trykket i den indre boring 122b av drivenheten 121 og den del av boringen 102a som er under kulen 103, vil være det samme som trykket i brønnrom-met 16 når strengen senkes.

Under senkeoperasjonen vil det hydrostatiske trykk i brønn-rommet 16 og den indre boring 122d øke. På et eller annet punkt vil brønnromtrykket overstige trykket av den inerte gass i kammeret 128 og det flytende stempel 129 vil begynne å bevege seg oppover. På denne måte vil det opprinnelige trykk som er til-delt inertgassen i kammeret 128 og den nedre del av kammeret 125 blir "supplert" for automatisk å justere for det økende hydrostatiske trykk i brønnrommet og andre forandringer i omgivelsene, såsom økt temperatur.

Det kan sees at så lenge pakningen ikke er innstilt for å tette brønnboringen, vil de hydrauliske krefter som virker på hylseventilelementet 154, være i likevekt. Trykket som virker gjennom åpningen 153a, 152 og 156 vil være det samme. Dette trykk som virker nedover på flatene 159 og 154b, vil være ut-jevnet ved det samme trykk som virker på flatene 158a og 158b. Skruefjæren 155 vil tjene til å holde hylseventilelementet 154

i den nedre eller åpne posisjon.

Når pakningen er innstilt for tetning eller forsegling av formasjonen 5, blir trykket i den indre boring 122d uavhengig og vil ikke lenger være styrt av trykket i brønnrommet. Det således i den indre boring 122d oppfangede trykk blir da referansetrykket, ved hjelp av hvilket ventilen styres.

På dette tidspunkt kan sikkerhetsventilen mot utblåsning

i den neddykkede brønnhodeanordning 7 være stengt. Ytterligere trykk over det hydrostatiske trykk blir deretter tilføyet borevæsken i brønnrommet. Da det trykk som virker på flaten 154b av hylseventilelementet 154, forblir på referansetrykket, er de krefter som virker på hylseventilelementet 154, ikke lenger i likevekt og fører til en resulterende hydraulisk kraft "oppover". Når brønnromtrykket økes tilstrekkelig, vil denne opp-overrettede kraft som virker på hylseelementet 154, overvinne motstandskraften i fjæren 155 og hylseventilelementet 154 vil bli beveget til den stengte stilling på fig. 3.

Det tilleggstrykk som tilføyes brønnrommet for å stenge isoleringsventilen 150, vil fortsette å virke på det flytende stempel 129 for ytterligere å tilføre trykk til inertgassen i kamr.ene 128 og 125. Dette tilleggstrykk gir ytterligere fjær-kraft til inertgassen for å påny stenge kuleventilen 103. Etter at isoleringsventilen er stengt tilføyes ytterligere trykk til brønnrommet for å virke på stemplet 124 og betjene kuleventilen 103 på den konvensjonelle måte.

Nå gjennomføres prøveprogrammet. Etter fullføring av prøveprogrammet betjenes sirkulasjonsventilen 22 som omtalt i det foregående.

Før prøvestrengen 10 løftes ut av brønnboringen er det ønskelig på nytt å åpne isoleringsventilen 150 slik at inertgassen i drivenheten 121 kan vende tilbake til sitt opprinnelige trykk. Det kan sees at straks trykket i brønnrommet 16 og den indre boring 122b er ført tilbake til den hydrostatiske verdi, vil de hydrauliske trykk som virker på flatene 154b, 158a og 158b, igjen være like. Trykket i kanalen 130 og som virker på flaten 159, vil fortsatt være høyere enn det hydrostatiske trykk en verdi som ble tilføyet for å stenge ventilen 150.

Denne nedoverrettede kraft sammen med kraften fra skruefjæren

155 som ble trykket sammen når ventilen ble stengt, vil be-

vege hylseventilelementet 154 nedover til den åpne stilling.

Trykket av den inerte gass vil nå innstille seg selv ved virk-

ningen av det flytende stempel 129 når prøvestrengen trekkes tilbake fra brønnen inntil det opprinnelige trykk av den inerte gass er nådd.

Mens det på fig. 2 er vist en foretrukket isolerings-

ventil 150 i forbindelse med et brønnprøveapparat med full åpning, kan den viste isoleringsventil 150 også benyttes i drivmekanismen eller kraftseksjonen for et prøvetakings- og prøvingsapparat av den type som er vist og beskrevet i US-PS 3 858 649.

Claims (4)

1. Isoleringsventilorganer (150) for anvendelse i forbindelse med et oljebrønn-prøveapparat (100) anbragt på en rørstreng (10) i en brønnboring (3), hvilken rørstreng (10) inkluderer en pakning (27) anordnet for selektiv tetning tvers over brønnboringens ringrom (16) mellom rørstrengen og brønnboringens vegg, for derved å avstenge ringrommet over pakningen fra brønnboringen under pakningen, hvilket prøveapparat (100) har betjeningsorganer (121) omfattende et drivstempel (124), forspenningsmidler (127, 128) som driver stemplet i én retning og midler (129, 130) for regulering av forspenningskraften i avhengighet av ringromtrykket, og hvor isoleringsventilorganene omfatter en ventil (154) som i åpen stilling tillater regulering av forspenningskraften og i lukket stilling isolerer forspenningskraften, slik at ringromtrykket over pakningen kan økes og utøve en kraft på stemplet som overstiger forspenningskraften og driver stemplet i motsatt retning, karakterisert ved at isoleringsventilorganene (150) dessuten omfatter trykkfølsomme organer (153a, 153b, 156, 154b, 158a, 158b) som hører til den nevnte ventil (154), for bevegelse av denne fra den åpne til den lukkede stilling som følge av en på forhånd bestemt trykkøkning i brønnboringens ringrom over pakningen i forhold til det i det indre av prøvestrengen.

2. Ventilorganer ifølge krav 1, karakterisert ved forspenningsorganer (155) som virker i motsatt retning av de nevnte trykkfølsomme betjeningsorganer (153a, 153b, 156, 154b, 158a, 158b), for bevegelse av nevnte ventil (154) fra den lukkede stilling til den åpne stilling ved ut-jevning av trykket i brønnboringens ringrom over pakningen med det i det indre av prøvestrengen.

3. Ventilorganer ifølge krav 2, med et rørformet hus (122) og med en sentral boring (122d) gjennom samme, et ven-tilkammer (151) i husets vegg, en fluidumkanal (130) i veggen av huset i forbindelse med ventilkammeret (151) og minst en første åpning (152) i veggen av dette for å frembringe fluidumforbindelse mellom brønnboringen som omgir det rørfor-mede hus (122) og ventilkammeret (151), karakterisert ved minst én annen åpning (156) i innerveggen av det rørformede hus (122) for å skaffe fluidumforbindelse mellom den sentrale boring (122d) og ventilkammeret (151), minst et sett tredje åpninger (153a, 153b) i ytterveggen av det rør-formede hus (122) for å skaffe fluidumforbindelse mellom brønn-boringen som omgir det rørformede hus, og ventilkammeret (151), idet nevnte ventil (154) er anbragt i ventilkammeret (151) for å åpne og stenge forbindelsen mellom fluidumkanalen (130) og nevnte minst ene første åpning og derved fluidumforbindelsen mellom fluidumkanalen og brønnboringen ved aksial bevegelse av ventilen (154), og idet nevnte trykkfølsomme betjeningsorganer omfatter en stempelinnretning som kan betjenes i forbindelse med ventilen (154) og har et første område (154b) i fluidumforbindelse med den nevnte minst ene annen åpning (156) og et annet område (158a, 158b) i fluidumforbindelse med nevnte tredje sett åpninger (153a, 153b), hvorved ventilen (154) beveges i en første aksial retning når den kraft som genereres av brønnboringstrykket på det annet område (158a, 158b) er større enn den kraft som genereres av det sentrale borings-trykk på det nevnte første område.

4. Ventilorganer ifølge krav 3, karakterisert ved at forspenningsorganene (155) omfatter en fjær-innretning mellom veggen av det rørformede hus (122) og ven-tilorganene (154) for å hindre bevegelse av ventilorganene (154) i den første aksiale retning inntil den kraft som frem-bringes av brønnboringstrykket på det nevnte annet område (158a, 158b) overstiger med en på forhånd fastlagt verdi den kraft som genereres av trykket i den sentrale boring på det første område (154b).