NO172073B - Fluidtrykkaktivert tennanordning for bruk med et broennperforeringssystem - Google Patents

Fluidtrykkaktivert tennanordning for bruk med et broennperforeringssystem Download PDF

Info

Publication number
NO172073B
NO172073B NO831208A NO831208A NO172073B NO 172073 B NO172073 B NO 172073B NO 831208 A NO831208 A NO 831208A NO 831208 A NO831208 A NO 831208A NO 172073 B NO172073 B NO 172073B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
well
piston
pressure
ignition
housing
Prior art date
Application number
NO831208A
Other languages
English (en)
Other versions
NO172073C (no
NO831208L (no
Inventor
James M Upchurch
Original Assignee
Schlumberger Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology Corp filed Critical Schlumberger Technology Corp
Publication of NO831208L publication Critical patent/NO831208L/no
Priority to NO902009A priority Critical patent/NO179756C/no
Publication of NO172073B publication Critical patent/NO172073B/no
Publication of NO172073C publication Critical patent/NO172073C/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11Perforators; Permeators
    • E21B43/116Gun or shaped-charge perforators
    • E21B43/1185Ignition systems
    • E21B43/11852Ignition systems hydraulically actuated

Description

Denne oppfinnelse angår en fluidtrykkaktivert tennanordning for bruk med et brønnperforeringssystem, som angitt i ingressen til det etterfølgende krav 1.
Det foreligger tallrike forslag til systemer for perforering av en brønn. Eksempler på tidligere kjente systemer som anvendes i forbindelse med en rørstreng er vist i US patent-skrifter nr. 2 092 337, 2 169 559, 2 330 509 og 2 760 408. I henhold til disse publikasjoner blir tennmekanismen som utlø-ser perforeringsladningen påvirket ved hjelp av elektriske innretninger, ved manipulering av rørstrengen eller ved å slippe en støtstav (vanligvis kalt "go-devil") gjennom rør-strengen. Elektrisk påvirkning krever vanligvis nedføring av en vaier i rørstrengen, hvilket innebærer tungvinte og ofte tidkrevende operasjoner. Systemer som benytter seg av rør-strengmanipulering innbefatter typisk nokså kompliserte meka-niske konstruksjoner, og kan medføre for tidlig utløsning når rørstrengen nedfores i brønnen. Systemer basert på fallstaver ansees ikke for å være praktisk brukbare i avviksbrønner da man risikerer at staven ikke når bunnen. I alle tilfeller er selvsagt sikkerheten av avgjørende betydning.
Fra US patentskrift nr. 3 189 094 er det kjent en tennanordning av den innledningsvis angitte art, dvs der utløsnin-gen skjer ved hjelp av fluidtrykk, slik at man unngår ulempene ved ovennevnte mekanisk utløste konstruksjoner. Denne kjente tennanordning er slik konstruert at låsemekanismen og detonatoren reagerer på samme trykkforskjell, hvilket innebærer en fare for personskade dersom tennanordningen klikker og perforeringsinnretningen deretter trekkes opp fra borehullet til boreplattformen.
Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en fluidstyrt tennanordning for et brønnperforerings-system der perforeringsinnretningen med større sikkerhet og pålitelighet kan påvirkes under kontrollerte brønnforhold.
Dette samt andre formål oppnås ifølge foreliggende oppfinnelse ved en fluidstyrt tennanordning av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i karakteristikken til det etterfølgende krav 1. En fordelaktig
utføringsform av oppfinnelsen er angitt i krav 2.
I motsetning til hva som er tilfellet ved tennanordningen ifølge ovennevnte US patentskrift 3 189 094 er således tennanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse slik konstruert at utløsning av låsemekanismen og aktivering av detonatoren skjer ved to ulike, forutbestemte trykkforskjeller. Utløsningsopera-sjonen er derved uavhengig av avfyringsoperasjonen, hvilket innebærer at perforeringsinnretningen ikke kan avfyres uten at pakningen er satt, den nødvendige relative trykkforskjell mellom ringrom og produksjonsrør er opprettet, og perforeringskanonen befinner seg nede i borehullet.
Utføringsformen av oppfinnelsen er valgt med henblikk på å anskueliggjøre og beskrive tennanordningen, og er vist i de medfølgende tegninger som utgjør en del av søknaden, hvor: Fig. 1 er et skjematisk riss av en utføringsform av et rørbefordret brønnperforeringssystem ifølge foreliggende oppfinnelse, eksempelvis vist som en del av en teststreng anordnet i en brønn, Fig. 2A - 2D er lengdesnitt (bare høyre side vist) av en del av det i fig. 1 viste system, idet hver påfølgende figur utgjør en nedre fortsettelse av den foregående figur, og Fig. 3A - 3D er riss tilsvarende fig. 2A - 2D av en modifisert utføringsform av brønnperforeringssystemet vist i fig.
1 og 2A - 2D.
Idet det først henvises til fig. 1 er det skjematisk vist en streng av formasjonsteste- og perforeringsverktøy som er opphengt i et foret brønnhull på en rørstreng 10. Verktøy-strengen omfatter en hoved-testeventilenhet 11 av den type som er vist i US patent Re 29 638 som innbefatter et ventillegeme som reagerer på trykkendringer i fluider i ringrommet 12 for åpning og stenging av en strømningskanal som strekker seg oppad gjennom ventilenheten. Nedre ende av hoved-testeventilenheten 11 er forbundet med en registreringsseksjon 13 som opptar en trykkregistreringsinnretning som registrerer fluidtrykket i kanalen som en funksjon av medgått tid etterhvert som testen skrider frem. Nedre ende av registreringsseksjonen 13 er forbundet med en trykkoverføringsseksjon 14 som har sideåpninger 15 i forbindelse med brønn-ringrommet, og overfø-ringsseksjonen er forbundet med en tetningsnippel 16 som strekker seg nedad gjennom boringen i en pakning 17 av konvensjonell konstruksjon. Pakningen 17, som kan være av permanent anspent type, innbefatter typisk normalt tilbaketrukne kiler og pakningselementer som kan ekspanderes for å danne en for-ankret pakning i brønnens foringsrør 18. Pakningsdoren har en tetningsboring som opptar tetningsnippelen 16, og et oppad stengende ventillegeme som f.eks. et klaffelement 20 virker til automatisk å stenge boringen mot oppadstrømmende fluider når tetningsnippelen og de underliggende komponenter trekkes tilbake.
En slisset eller perforert seksjon av en produksjonsrør-forlengelse 21 er tilkoplet under tetningsnippelen 16 og virker til å slippe formasjonsfluider inn i strømningskanalen gjennom verktøyene når ventillegemet i hoved-testeventilenheten 11 er åpent. Nedre ende av produksjonsrørforlengelsen 21 er tilkoplet en hydraulisk påvirkbar tennseksjon 22 som er konstruert i henhold til foreliggende oppfinnelse. Tennseksjonen 22 er innrettet til å bevirke selektiv utløsning av en perforeringskanon 2 3 som er tilkoplet dens nedre ende, idet kanonen innbefatter et antall sprengstoffladninger (f.eks. profilerte ladninger) som ved detonering danner perforeringer gjennom foringsrørets 18 vegg og inn i formasjonen slik at formasjonsfluider kan strømme inn i brønnhullet. En annen registreringsinnretning 24 kan være tilkoplet nedre ende av perforeringskanonen 23 for å skaffe ytterligere trykkregi-streringer.
I fig. 2A - 2D er de forskjellige konstruksjonsdeler utføringsformen består av vist i detalj. Trykkoverførings-seks j onen 14 har en innvendig gjenget muffe 3 0 for tilkopling til registreringshuset 13 og en gjenget tapp 31 for tilkopling til øvre ende av tetningsnippelens 16 dor 32. Et antall radi-elt forløpende åpninger 15 strekker seg gjennom veggen i sek-sjonen 14 for å sette brønn-ringrommet over pakningen 17 i forbindelse med den innvendige boring 33 i et trykkrør 34 med liten diameter, som strekker seg ned gjennom tetningsnippel-doren 32. Det ringformete rom 35 mellom tetningsnippelens 16 innvendige vegg og rørets 34 yttervegg utgjør en del av teste-kanalen som via vertikale åpninger 36 står i forbindelse med testekanalpartiet over overføringsseksjonen 14. Typiske tetningselementer 37 er anordnet på tetningsnippelens ytre omkrets, og ligger an mot veggflater på pakningsdoren for å hindre fluidlekkasje.
Tetningsnippelens 16 nedre ende er ved hjelp av en muffe 38 koplet til øvre ende av den slissete rørforlengelse 21 som har et antall åpninger 40 gjennom hvilke formasjonsfluider kan strømme inn. Et overgangsstykke 41 og en muffe forbinder nedre ende av rørforlengelsen 21 med en rørseksjon 42 som kan brukes til å holde tennseksjonen og perforeringskanonen i en forutvalgt avstand under pakningen 17. Nedre ende av trykk-røret 34 er avtettet ved hjelp av O-ringer mot overgangsstykket 41.
Som vist i fig. 2C er rørseksjonens 42 nedre ende ved hjelp av gjenger 43 tilkoplet øvre ende av tennhodeenheten 22. Enheten 22 innbefatter et øvre overgangsstykke 45 som er fastskrudd til en øvre husseksjon 46 som i sin tur er fastskrudd til en nedre husseksjon 47. Overgangsstykket 45 har en tverr-vegg 48 med åpninger 4 9 som setter husseksjonens 46 innvendige boring 51 i forbindelse med boringen 52 i røret 42 og følgelig med boringen 33 i det ovenforliggende trykkrør 34. I husseksjonens 4 6 boring er der bevegelig anordnet et aktuator-hylse-stempel 53 forsynt med tetningsringer 54 som ligger an mot husseksjonens 46 sylindriske veggflate 55. Hylsestemplet 53 har en lukket øvre ende, og en utvendig, oppadvendt brystning 56 som normalt ligger an mot en nedadvendt ansats 57 på husseksjonen 46. En bruddpinne 58 som er innskrudd i veggen til husseksjonen 46, har et innvendig endeparti 60 som danner inngrep med et utvendig, ringformet spor 61 i stemplet 53. Hylsestemplets 53 nedre endeparti 62 danner en innadvendt, ringformet låseflate 63 som normalt danner inngrep med et antall omkretsmessig fordelte paler 64 som strekker seg gjennom åpninger i den øvre endeseksjon 65 av en forlengerhylse 66 og til inngrep med et ringformet spor 67 som er utformet i øvre ende av et langstrakt tennstempel 70. Når palene 64 er i inngrep som vist hindrer de aksiell bevegelse av tennstempelet 70 fra den i fig. 2C viste stilling. Én eller flere åpninger 71 strekker seg gjennom veggen i husseksjonen 46 og setter derved det indre parti av hylsestemplet 53 via én eller flere åpninger 71' og tennstempelets 70 øvre endeflate i forbindelse med trykkfluidene i den avsperrete del av brønnen under pakningen 17.
Tennstempelet 70 strekker seg ned gjennom en tetning 72 (fig. 2D) og det øvre endeparti 73 av den nedre husseksjon 47, og er utstyrt med en nedadvendt brystning 74 mot hvilken en holder 75 trykkes ved hjelp av en skruefjær 76. Nedre ende av fjæren 76 ligger an mot en oppadvendt ansats 77 på en styre-ring 78 som er innskrudd i husseksjonen 47. Nedre ende av tennstempelet 70 er forsynt med et fremspring 80 som er innrettet til, ved nedadbevegelse av stiften 70, å støte mot og bevirke antenning av en tenner i form av en slagtenner 81 som er montert i en hoIderenhet 82. Den øvre ende av en lengde av Primacord ™ detonerende lunte 8 3 er innpasset i nedre ende av holderenheten 82 og er på kjent måte innrettet til å antennes når patronen 81 detoneres. Lunten 8 3 strekker seg nedad i huset 85 i perforeringskanonenheten 2 3 som er avtettet ved atmosfærisk trykk på kjent måte. Den antente lunte frembrin-ger detonering av de profilerte ladninger som på kjent måte bevirker perforering av foringsrøret 18.
Ved bruk er delene og komponentene i utføringsformen av peforeringssystemet montert som vist i fig. 1 og 2A -2D. Pakningen 17 blir på konvensjonell måte brakt i tettende tilstand i brønn-foringsrøret for avsperring av en del av borehullet. Verktøystrengen nedsenkes i brønnen, idet dens nedre ende inn-føres gjennom boringen i pakningen 17, og herunder skyver klaffventilen 2 0 til åpen stilling. Verktøystrengen nedsenkes inntil tetningsnippelen 16 kommer inn i og stopper i paknings-dorens boring for derved å avtette brønnpartiet under pakningen fra det hydrostatiske trykk av fluidet som står i brønn-ringrommet over pakningen. Rørstrengen 10 kan være fylt av en vannsøyle som danner en pute eller buffer i den hensikt å muliggjøre kontroll av trykkforskjellen når testeventilenheten 11 åpnes.
For åpning av testeventilenheten 11 blir brønnringrommet 12 satt under trykk fra overflaten for å påvirke ventillegemet i ringrommet på en måte som vist i US patentskrift Re 29 638. Dette trykket virker via overføringsseksjonens åpning 15, trykkrøret 34 og boringen i røret 42 på hylsestemplets 53 øvre endeflate. Bruddpinnens 58 styrke er slik valgt at den ikke vil svikte og derved forårsake utløsning av tennstempelet 70, før den utsettes for et større differensialtrykk enn det som trengs for å påvirke hovedtesteventilenheten 11.
Med hovedventilen 11 åpen kan passende ventiler manøvre-res ved overflaten for gradvis avlasting av trykket i rør-strengen 10 for derved å øke trykkforskjellen som virker på hylsestemplet 53 inntil pinnen 58 avskjæres. Når pinnen 58 avskjæres blir hylsestemplet 53 plutselig ført nedad hvorved låseflaten 63 bringes i stilling under låsepalene 64 som så forskyves utad for derved å frigjøre tennstempelet 70. Tennstempelet 70 tvinges så nedad på grunn av trykket i brønnhul-let under pakningen, og treffer slagtenneren 81 som bevirker antenning av lunten 83 som igjen utløser perforeringskanonen 23. Ettersom trykket i den avsperrete del av brønnen er vesentlig redusert utføres perforeringene ved "undertrykk", dvs trykket i brønnhullet er mindre en formasjonsfluidtrykket, slik at der umiddelbart oppstår en renseeffekt idet forma-sjonsf luider strømmer inn i brønn-foringsrøret. Ettersom alt fluidet strømmer mot brønnhullet, blir der ingen skade på formasjonen slik det kunne skjedd dersom perforeringen fore-gikk under overtrykk.
Såsnart der et opprettet forbindelse gjennom foringsrøret mellom formasjonen og den avsperrete del av brønnen, kan en testing av brønnen utføres på vanlig måte ved avstengning og åpning av ventilen i testeenheten 11 for vekselvis avstengning av og utstrømning fra formasjonen. Utstrømnings- og avsteng-ningstrykkene registreres ved hjelp av målerne ved 13 og 24. Når testingen er fullført kan verktøystrengen trekkes ut av pakningselementet 17 og fjernes fra brønnen. Pakningen 17 forblir i stilling for påfølgende produksjonsoperasjoner.
Selv om bruk av en produksjonspakning 17 av permanent type er vist og beskrevet her, skal det forstås at man også kunne bruke en typisk opptrekkbar pakningstype som utgjør en enhetlig del av verktøystrengen beliggende mellom overførings-seksjonen 14 og den slissete rørforlengelse 21. I dette tilfelle måtte selvsagt pakningselementet nedføres i foringsrøret med verktøystrengen og betjenes for midlertidig avtetting av brønnpartiet som skal perforeres og testes.
Fig. 3A - 3D viser en modifisert utføringsform av brønn-perf orer ingssystemet anordnet som en del av en rørstreng. Utføringsformen ifølge fig. 3A - 3D er en utføringsform med "full boring", som kan nedføres sammen med testeverktøy, eller uten noen testeverktøy som del av et permanent brønnkomplette-ringssystem. Som vist på tegningen er perforeringsverktøyene opptatt i strengen på en slik måte at den sentrale boring er fri for hindringer. Dette gir den fordel at verktøy ved hjelp av en vaier eller rør med mindre diameter kan nedføres gjennom rørstrengen, uhindret av komponentene i perforeringssystemet. Videre står den ubrutte sentrale boring til rådighet for å virke som en rørledning for fluider som produseres etter at brønnen er perforert.
Tennmekanismen i arrangementet på fig. 3A - 3D er av stort sett ringformet konstruksjon, idet tennstempelet og utløserenhetene er anordnet i rørstrengen, omkretsmessig rundt dens sentrale boring.
Som vist i fig. 3A - 3D innbefatter en toppseksjon 100 med "full" gjennomgående boring en gjenget muffe ved sin øvre ende for innkopling i rørstrengen. Et antall rørelementer som er suksessivt tilkoplet under toppseksjonen 100, virker til å oppta perforeringssystemelementene som en del av rørstrengen, hvilke rørelementer har konstant utvendig diameter og danner en ubrutt, gjennomgående sentral boring uten hindringer. Disse andre rørelementer innbefatter et bruddpinnehus 102 som er fastskrudd til et mellomparti på toppseksjonen 100, (fig. 3A - 3B), et fjærhus 104 er ved en gjengekopling tilkoplet under huset 102 (fig. 3B - 3C), et tennstempelhus 106 er ved gjengekopling tilkoplet under huset 104 (fig. 3C - 3D), og et tennerhus 108 er ved en gjengekopling tilkoplet huset 106 (fig. 3D). Tennerhuset 108 utgjør et tilkoplingspunkt for resten av rørstrengen 110 som innbefatter en perforeringskanon. Slike andre verktøy og rørstrengelementer, (f.eks. det slissete parti av rørforlengelsen, testeverktøy osv) kan være tilkoplet i nedre del av rørstrengen 110, avhengig av den spe-sielle anvendelse. Den ubrutte eller uhindrete gjennomgående boring i perforeringssystemarrangementet ifølge 3A - 3D gir stort spillerom med hensyn til dets tilkoplingspunkt i rør-strengen. Tennmekanismen kan endog være tilkoplet i sin hel-het over det sted der en pakning anvendes til å avsperre brønndelen som perforeres. I et slikt tilfelle kan en for-lenget detonerende lunte føres ned langs rørstrengens omkrets gjennom pakningen og tilkoples den under pakningen beliggende perforeringskanon.
En tennmekanisme-aktuator i form av et rørstempel er forskyvbart montert i husdelene 100, 102, 104, 106 og 108 som vist i fig. 3B - 3D. Aktuatoren omfatter øvre og nedre sek-sjoner bestående av en låsedor 112 som ved en gjengeforbin-delse er tilkoplet over en tennstempelaktuator-hylseenhet 114. Aktuatorstemplet er montert for aksiell bevegelse i rørstren-gen fra en stilling der toppen av låsedoren 112 støter mot bunnen av et med innsnevret utvendig diameter utformet parti av toppseksjonen 100 (fig. 3B) til en stilling der bunnen av hylseenheten 114 bringes i kontakt med en innvendig ansats som dannes av et utvidet innvendig boringsparti ved toppen av tennerhuset 108.
Aktuatorstempelenheten er slik montert at når den føres til sin nedre stilling driver det tennstempelet 116 nedad mot en slagtenner 118 (fig. 3C - 3D), for derved å antenne et antall sprengstoffladninger som er montert i en perforeringskanon som er opplagret i nedre del av rørstrengen 110.
Tennstempelet 116 er i form av en spiss stang som henger ned fra et ringformet fjærholderelement 120 (se fig. 3C). Tennstempelets 116 nedre parti er opptatt i en rørformet boring i tennerhuset 108 som strekker seg parallelt med rør-strengens akse. Tenneren 118 er også stangformet og rager oppad inn i et med større diameter utformet parti av samme boring ved nedre del av huset 108. En "Primacord ™" detonerende lunte eller annen egnet innretning for levering av detoneringseffekten fra tenneren 118 til sprengladningene beliggende i perforeringskanonen, er tilkoplet under tenneren 118.
En skruefjær 122 er plassert i et hulrom som dannes av en med innsnevret utvendig diameter utformet nedre del av hylseenheten 114, et med større innvendig diameter utformet nedre parti av tennstempelhuset 106 og toppen av tennerhuset 108. Fjæren 122 danner forbindelse mellom toppen av huset 108 og fjærholderelementet 120, og virker til å spenne tennstempelet 116 i en stilling i avstand fra tenneren 118, med toppen av elementet 12 0 i anlegg mot den innvendige ansats ved toppen av det innvendige utvidete parti av huset 106. For å lette betjeningen har en funnet det fordelaktig å anordne et antall tennstempeler 116 som er opphengt med regelmessig innbyrdes avstand fra ringelementet 12 0 i et tilsvarende antall omkretsmessig fordelte boringer i huset 108. Det er tilstrekkelig at bare én av boringene er utstyrt med en tenner 118. De tennstempeler som ikke samvirker med en tenner virker imidlertid som føringer eller styringer for å sikre jevn bevegelse av det tennstempelet som samvirker med en tenner.
En annen skruefjær 124 er plassert i et ringformet hulrom som dannes av det nedre, med større innvendig diameter utfor-mete parti av fjærhuset 104, det øvre, ytre parti av hylseenheten 114, nedre del av låsedoren 112, og toppen av tennstempelhuset 106 (fig. 3C). Fjæren 124 er opptatt mellom en ringformet fjærstyring 126 ved toppen av hulrommet og en fjær-skive 128 som er plassert ved bunnen av hulrommet. Toppen av fjærstyringen 126 ligger an mot en innvendig ansats i huset 104 og bunnen av doren 112, som vist i fig. 3C. Et avtettet atmosfærisk kammer 129 er anordnet mellom husets 106 innside og utsiden av aktuatorhylsen 114. Fjæren 124 virker til å spenne aktuatorstemplet 112, 114 i dets øverste stilling med toppen av doren 112 plassert nær bunnen av toppseksjonen 100. Atmosfærekammeret 129 virker til å spenne stemplet 112, 114 nedad når trykket er større i den sentrale boring.
Aktuatorstemplet 112, 114 låses i sin øverste stilling ved hjelp av en låsemekanisme 130. Låsemekanismen 13 0 innbefatter et låselement 132 (fig. 3B) som låser en delt låsering 134 i inngrep med et utvendig ringformet spor eller ut-sparing i låsedoren 112. En stoppring 136 som er plassert over toppen av fjærhuset 104 bærer låseringen 134 mot nedadbevegelse. Når ringen 134 er i det ytre spor i doren 112 er stempelaktuatoren 112, 114 låst mot nedadbevegelse, og påvirkning av tennelementet 116 er forhindret. Toppen av låselementet 132 innbefatter en nedadvendt ansats som danner inngrep med en utvendig oppadvendt ansats på et forlengelses-element 138 som ved hjelp av en skruforbindelse er tilkoplet bunnen av et låsestempel 140. De to ansatser tvinges i inngrep ved hjelp av en låsefjær 142 som vist i fig. 3B. En bruddpinne 144 som strekker seg gjennom en boring i øvre del av bruddpinnehuset 102 mellom huset 102 og låsestemplet 140, fastholder låsestemplet 140 mot nedadbevegelse (fig. 3A). Komponentene i låsemekanismen 13 0 er opptatt i et ringformet hulrom som avgrenses av en øvre del 146 og en nedre del 148.
Én eller flere åpninger 150 (fig. 3A) virker til å opp-rettholde trykket i den øvre del 146 i likevekt med trykket i ringrommet i borehullet. Tetninger 152, 153 (fig. 3B) virker til å avsperre den nedre del av hulrommet 148 fra trykket i øvre del av hulrommet 146. Én eller flere åpninger 154 (fig. 3B) i låsedoren 112 virker til å utligne trykket i den nedre hulromdel 148 til trykket i den indre sentrale boring i rør-strengen. Det vil derfor være klart fra fig. 3A og 3B at trykkforskjellen mellom trykket i ringrommet som leveres ved åpningen 150 og trykket i rørstrengens sentrale boring som leveres ved åpningen 154 bringes til å virke på låsestemplet 140. Dersom ringromtrykket som virker på øvre hulromdel 146 overskrider rørstrengtrykket som virker på den endre hulromdel 148 med en verdi som er større enn bruddpinnens 144 skjærfast-het, vil låsestemplet 140 bli drevet nedad mot låselementet 132. Bruken av ansats- og fjærarrangementet i låsemekanismen
130 (vist ved elementene 132, 138, 140 og 142 i fig. 3B) virker til å avsperre den nødvendige kraft for avskjæring av pinnen 144 fra virkningen av treghets- og friksjonskreftene i forbindelse med låselementets 132 nedadbevegelse. En viss "dødgang" er anordnet mellom avskjæringen av pinnen 144 og det punkt der nedadbevegelsen av låsestemplets 14 0 bunn skyver låselementet 132 nedad. Dette sikrer en "ren" avskjæring av pinnen 144.
Ved typisk drift med sikte på produksjon, vil trykket i den øvre hulromdel 146 være lik fluidtrykket i borehullets ringrom over en pakning som er anbrakt for å avsperre den del av brønnen som skal perforeres. Trykket som den nedre hulromdel 148 utsettes for vil typisk svare til fluidtrykket i den avsperrete del av brønnen under pakningen. Pinnens 144 skjær-fasthet og fjærens 122, 124 og 142 fjærkonstanter velges slik at når den ønskete trykkforskjell mellom ringrommet og rør-strengboringen foreligger, vil pinnen 144 avskjæres, låsemekanismen 130 frigjøres og aktuatorstemplet 112, 114 vil drive tennstempelet 116 nedad mot tenneren 118. Når pinnen 144 avskjæres tvinges låsestemplet 14 0 nedad på grunn av den trykkforskjell som virker over stemplet. Etter et kort dødgangsintervall kommer låsestemplet 140 i berøring med låselementet 132 som derved skyves nedad til et punkt der et med større innvendig diameter utformet parti av låselementet 132 beveges i stilling nær den delte låsering 134. Låseringen 134 føres ut av det utvendige spor i doren 112, hvorved aktuatorstemplet 112, 114 frigjøres for nedadbevegelse mot kraften både fra fjæren 124 og kammeret 129, og tennstempelet 116 drives mot kraften fra fjæren 122 til stiften slår mot tenneren 118 og derved avfyrer kanonen.
På bakgrunn av den ovenfor angitte beskrivelse av oppfinnelsen med særlig vekt på de foretrukne utføringsformer av denne i forbindelse med perforeringssystemer som inngår i en rørstreng, vil det være klart for fagmenn på det området oppfinnelsen angår, etter at de har forstått oppfinnelsen, at forskjellie endringer og modifikasjoner kan utføres på denne uten å avvike fra oppfinnelsens idé og ramme slik den er
angitt i de etterfølgende krav.
Det vil således f.eks. være klart at en tredje måte lett kan anvendes for å oppnå den forutsatte trykkforskjell for avskjæring av bruddpinnen i utføringsformene vist på figur 2 og 3. De to ovenfor beskrevne måter innbefatter 1) tilsetting av trykk til ringrommet, og 2) avlasting av trykk fra boringen i rørstrengen. Også en kombinasjon av de to måter har vært om-talt. En tredje måte går ut på å sette rørstrengboringen i forbindelse med den avsperrete del av brønnen. Førstnevnte kan ha et forholdsvis lavt trykk ettersom alt den behøver å inneholde er luft. Dersom boringen inneholder et fluid kan det være ett som er lettere enn de eksisterende fluider i borehullet. Ved å sette de to i forbindelse med hverandre oppnås et balanse- eller utligningstrykk som kan være vesentlig lavere enn det opprinnelige trykk i den avsperrete del av brønnen, og det vil være tilstrekkelig til å opprette den nød-vendige trykkforskjell for avskjæring av bruddpinnen. Denne måte kan brukes alene eller i kombinasjon med én eller begge av de andre to måter.
Rørstrengboringen kan bringes i forbindelse med den avsperrete del av brønnen ved hjelp av hvilken som helst passende borehullventil som kan påvirkes ved hjelp av hvilken som helst ønsket innretning. F.eks. kan denne ventil være teste-ventilen 11 som drives av trykket i borehullet, som ovenfor forklart. Den kan også være en annen ventil som manøvreres av trykket eller den kan manøvreres ved elektriske eller mekanis-ke midler.

Claims (2)

1. Fluidtrykkaktivert tennanordning for bruk med et brønn-perf oreringssystem som innbefatter en rørstreng (10) som er innrettet til å innføres i en brønn, en med rørstrengen forbundet pakning (17) som når den aktiveres i ringrommet (12) mellom rørstrengen og brønnen avsperrer en del av brønnen, idet fluidkommunikasjon mellom den avsperrete brønndel og brønnoverflaten skjer via rørstrengen (10), samt en perfore-ringsinnretning (23) innbefattende en under pakningen (17) opphengt detonator (81) som er innrettet til ved avfyring å perforere brønnen i den avsperrete brønndel, omfattende et hus (46) som er innrettet til å tilknyttes perforeringsinnretningen (23), et for antenning av detonatoren (81) innrettet tennstempel (70) som er aksialt glidbart og avtettet i forhold til huset, slik at det stenger mot et lavt, fortrinnsvis atmosfærisk, trykk på sin mot detonatoren vendte side, en låsemekanisme (64) som er montert i forhold til huset for bevegelse fra en første stilling hvor aktivering av tennstempelet (70) forhindres til en andre stilling hvor aktivering av tennstempelet tillates, samt trykkaktiverbare midler for styring av låsemekanismens (64) bevegelse fra den første til den andre stiling, hvormed tennstempelet frigjøres fra huset, karakterisert ved at de trykkaktiverbare midler for styring av låsemekanismens bevegelse omfatter et i huset (46) tettende anordnet stempel (53) samt en mellom huset (46) og stempelet (53) innkoplet bruddpinne (58) som er innrettet til å briste når en trykkforskjell påføres over stempelet (53), at stempelet (53) er aksialt bevegelig i forhold til huset og tennstempelet mellom nevnte første og andre stilling, og at dets ene side gjennom kanaler (15, 33, 52, 49) kommuniserer med ringrommet, mens dets andre side gjennom åpninger (71, 71') kommuniserer med tennstempelets (70) akti-veringsside og med den avsperrete del av brønnen, hvorved låsemekanismens forflyttning fra den første til den andre stilling skjer som reaksjon på trykkforskjellen mellom fluidtrykket i den avsperrete brønndel og fluidtrykket i ringrommet (12) over pakningen (17), mens tennstempelets (70) aktivering skjer som reaksjon på trykkforskjellen mellom fluidtrykket i den avsperrete brønndel og nevnte lave, fortrinnsvis atmosfæ-riske trykk.
2. Tennanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at låsemekanismen (53, 64) videre omfatter et sideveis forskyvbart låseelement (64) som er bevegelig fra en indre stilling i inngrep med tennstempelet (70) til en ytre stilling ut av inngrep med tennstempelet, at stempelet (53) omfatter et utstikkende flateparti og er bevegelig fra en første stilling hvor det utstikkende parti ligger an mot låseelementet (64) for å hindre utadbevegelse av dette til en andre stilling hvor det utstikkende parti fjernes fra låseelementet for å tillate utadbevegelse av dette.
NO831208A 1982-04-16 1983-04-05 Fluidtrykkaktivert tennanordning for bruk med et broennperforeringssystem NO172073C (no)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO902009A NO179756C (no) 1982-04-16 1990-05-07 Fremgangsmåte for perforering av en brönn

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/369,209 US4509604A (en) 1982-04-16 1982-04-16 Pressure responsive perforating and testing system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO831208L NO831208L (no) 1983-10-17
NO172073B true NO172073B (no) 1993-02-22
NO172073C NO172073C (no) 1993-06-02

Family

ID=23454543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO831208A NO172073C (no) 1982-04-16 1983-04-05 Fluidtrykkaktivert tennanordning for bruk med et broennperforeringssystem

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4509604A (no)
EP (1) EP0092476B1 (no)
AU (1) AU559282B2 (no)
BR (1) BR8301896A (no)
CA (1) CA1209030A (no)
DE (1) DE3377728D1 (no)
EG (1) EG18426A (no)
IN (1) IN159843B (no)
MX (1) MX162594A (no)
NO (1) NO172073C (no)
OA (1) OA07399A (no)
TR (1) TR23177A (no)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE32755E (en) * 1981-02-17 1988-09-27 Halliburton Company Accelerated downhole pressure testing
US4612992A (en) * 1982-11-04 1986-09-23 Halliburton Company Single trip completion of spaced formations
FR2542804A1 (fr) * 1983-03-17 1984-09-21 Flopetrol Perforateurs pour puits de type petrolier
GB2138925B (en) * 1983-03-31 1988-02-24 Vann Inc Geo Firing of well perforation guns
US4564076A (en) * 1983-04-11 1986-01-14 Geo Vann, Inc. Well completion method and apparatus
US4531590A (en) * 1984-03-26 1985-07-30 Baker Oil Tools, Inc. Fluid pressure actuated perforating gun
US4667735A (en) * 1984-09-10 1987-05-26 Baker Oil Tools, Inc. Fluid pressure activated firing head for providing clean fluid
US4708200A (en) * 1984-09-10 1987-11-24 Baker Oil Tools, Inc. Apparatus for maintaining clean fluid in a chamber in a subterranean well tool
US4650010A (en) * 1984-11-27 1987-03-17 Halliburton Company Borehole devices actuated by fluid pressure
US4610312A (en) * 1985-06-10 1986-09-09 Baker Oil Tools, Inc. Redundant firing mechanism for a well perforating gun
US4655298A (en) * 1985-09-05 1987-04-07 Halliburton Company Annulus pressure firer mechanism with releasable fluid conduit force transmission means
US4678044A (en) * 1986-03-31 1987-07-07 Halliburton Company Tubing pressure operated initiator for perforating in a well borehole
US4690218A (en) * 1986-04-03 1987-09-01 Halliburton Company Method for depth control and detonation of tubing conveyed gun assembly
US4648470A (en) * 1986-05-30 1987-03-10 Hughes Tool Company Firing head for a tubing conveyed perforating gun
US4770246A (en) * 1986-08-11 1988-09-13 Dresser Industries, Inc. Method and apparatus for firing borehole perforating apparatus
US4901802A (en) * 1987-04-20 1990-02-20 George Flint R Method and apparatus for perforating formations in response to tubing pressure
US4804044A (en) * 1987-04-20 1989-02-14 Halliburton Services Perforating gun firing tool and method of operation
US4817718A (en) * 1987-09-08 1989-04-04 Baker Oil Tools, Inc. Hydraulically activated firing head for well perforating guns
US4911251A (en) * 1987-12-03 1990-03-27 Halliburton Company Method and apparatus for actuating a tubing conveyed perforating gun
US4917189A (en) * 1988-01-25 1990-04-17 Halliburton Company Method and apparatus for perforating a well
US4846280A (en) * 1988-04-08 1989-07-11 Marathon Oil Company Drill stem test method and apparatus
US4836109A (en) * 1988-09-20 1989-06-06 Halliburton Company Control line differential firing head
US5337827A (en) * 1988-10-27 1994-08-16 Schlumberger Technology Corporation Pressure-controlled well tester adapted to be selectively retained in a predetermined operating position
US4886127A (en) * 1988-11-23 1989-12-12 Dresser Industries, Inc. Apparatus for firing borehole perforating apparatus
US5050672A (en) * 1989-06-23 1991-09-24 Schlumberger Technology Corporation Pump apparatus including a firing head for use with a perforating gun on a tubing string
US4969525A (en) * 1989-09-01 1990-11-13 Halliburton Company Firing head for a perforating gun assembly
US4971160A (en) * 1989-12-20 1990-11-20 Schlumberger Technology Corporation Perforating and testing apparatus including a microprocessor implemented control system responsive to an output from an inductive coupler or other input stimulus
US5067568A (en) * 1990-04-25 1991-11-26 Baker Hughes Incorporated Well perforating gun
US5191936A (en) * 1991-04-10 1993-03-09 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for controlling a well tool suspended by a cable in a wellbore by selective axial movements of the cable
US5191933A (en) * 1992-05-01 1993-03-09 Schlumberger Technology Corporation Wellbore apparatus including a rathole pressure balanced-differential pressure firing system
US5287741A (en) * 1992-08-31 1994-02-22 Halliburton Company Methods of perforating and testing wells using coiled tubing
US5327971A (en) * 1992-10-19 1994-07-12 Marathon Oil Company Pressure recorder carrier and method of use
US5301755A (en) * 1993-03-11 1994-04-12 Halliburton Company Air chamber actuator for a perforating gun
US5505261A (en) * 1994-06-07 1996-04-09 Schlumberger Technology Corporation Firing head connected between a coiled tubing and a perforating gun adapted to move freely within a tubing string and actuated by fluid pressure in the coiled tubing
US5490563A (en) * 1994-11-22 1996-02-13 Halliburton Company Perforating gun actuator
US5709265A (en) * 1995-12-11 1998-01-20 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore window formation
US5791417A (en) * 1995-09-22 1998-08-11 Weatherford/Lamb, Inc. Tubular window formation
US5636692A (en) * 1995-12-11 1997-06-10 Weatherford Enterra U.S., Inc. Casing window formation
NO305259B1 (no) 1997-04-23 1999-04-26 Shore Tec As FremgangsmÕte og apparat til bruk ved produksjonstest av en forventet permeabel formasjon
GB2332920B (en) * 1997-05-03 2002-04-17 Ocre Perforating apparatus and method
US6357525B1 (en) 1999-04-22 2002-03-19 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for testing a well
US6347666B1 (en) 1999-04-22 2002-02-19 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for continuously testing a well
US6330913B1 (en) 1999-04-22 2001-12-18 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for testing a well
US6382315B1 (en) 1999-04-22 2002-05-07 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for continuously testing a well
US7195066B2 (en) * 2003-10-29 2007-03-27 Sukup Richard A Engineered solution for controlled buoyancy perforating
US7278491B2 (en) * 2004-08-04 2007-10-09 Bruce David Scott Perforating gun connector
WO2008145726A1 (de) * 2007-05-31 2008-12-04 Dynaenergetics Gmbh & Co. Kg Verfahren zur komplettierung eines bohrlochs
CN102312665A (zh) * 2011-09-21 2012-01-11 中国石油化工股份有限公司 地层射孔测试装置
BR112018011837A2 (pt) 2016-01-27 2018-11-27 Halliburton Energy Services Inc método para canhoneio de uma coluna de revestimento, método para controlar um perfil de tempo-pressão dinâmico associado a um evento de canhoneio, aparelho para controlar um perfil de tempo-pressão dinâmico associado a um evento de canhoneio e ferramenta
US10961827B2 (en) * 2017-08-02 2021-03-30 Expro Americas, Llc Tubing conveyed perforating system with safety feature
US10865626B2 (en) 2017-11-29 2020-12-15 DynaEnergetics Europe GmbH Hydraulic underbalance initiated safety firing head, well completion apparatus incorporating same, and method of use
US11193358B2 (en) * 2018-01-31 2021-12-07 DynaEnergetics Europe GmbH Firing head assembly, well completion device with a firing head assembly and method of use
CN109339761A (zh) * 2018-11-16 2019-02-15 吴继先 用于油气储层的流体注入和引爆装置
US10502026B1 (en) * 2019-02-08 2019-12-10 Vertice Oil Tools Methods and systems for fracing
US11306564B2 (en) * 2019-06-20 2022-04-19 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole tool for creating evenly-spaced perforation tunnels
US11530587B1 (en) 2021-05-24 2022-12-20 Wright's Ip Holdings, Llc Non-electric explosive device and method of severing a tubular

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US29638A (en) * 1860-08-14 Washing-machine
US2092337A (en) * 1935-05-01 1937-09-07 Technicraft Engineering Corp Formation testing apparatus
US2169559A (en) * 1937-07-06 1939-08-15 Halliburton Oil Well Cementing Formation tester
US2330509A (en) * 1940-04-30 1943-09-28 Mccullough Tool Company Gun tester
US2607220A (en) * 1947-04-14 1952-08-19 Philip W Martin Means for measuring conditions in deep wells
US2543823A (en) * 1948-03-26 1951-03-06 Standard Oil Dev Co Casing perforating gun
US2760408A (en) * 1953-05-19 1956-08-28 Johnston Testers Inc Firing head
US2760581A (en) * 1954-02-05 1956-08-28 Johnston Testers Inc Well completion tool
US2859697A (en) * 1954-06-07 1958-11-11 Johnston Testers Inc Well perforating device
US3011551A (en) * 1958-11-06 1961-12-05 Halliburton Co Fracturing gun
US3040808A (en) * 1959-02-17 1962-06-26 Otis Eng Co Method and apparatus for perforating oil wells
US3029732A (en) * 1959-05-18 1962-04-17 Haskell M Greene Perforation and cleaning of wells
US3008411A (en) * 1960-09-13 1961-11-14 Hydro Perf Company Mechanism for firing explosives
US3189094A (en) * 1963-01-03 1965-06-15 Halliburton Co Firing apparatus for gun perforators
US3391263A (en) * 1965-10-24 1968-07-02 Schlumberger Technology Corp Apparatus for controlling well tools in well bores
US3530948A (en) * 1968-06-20 1970-09-29 Brown Oil Tools Perforator
US3800705A (en) * 1973-03-30 1974-04-02 J Tamplen Pressure balanced percussion firing system
CA1161748A (en) * 1980-08-05 1984-02-07 Roy R. Vann Ball switch device and method
US4369654A (en) * 1980-12-23 1983-01-25 Hallmark Bobby J Selective earth formation testing through well casing

Also Published As

Publication number Publication date
OA07399A (en) 1984-11-30
BR8301896A (pt) 1983-12-20
CA1209030A (en) 1986-08-05
NO172073C (no) 1993-06-02
DE3377728D1 (en) 1988-09-22
IN159843B (no) 1987-06-13
EP0092476B1 (en) 1988-08-17
EP0092476A3 (en) 1985-04-10
AU559282B2 (en) 1987-03-05
MX162594A (es) 1991-05-27
NO831208L (no) 1983-10-17
US4509604A (en) 1985-04-09
TR23177A (tr) 1989-06-05
EG18426A (en) 1993-02-28
EP0092476A2 (en) 1983-10-26
AU1357283A (en) 1983-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO172073B (no) Fluidtrykkaktivert tennanordning for bruk med et broennperforeringssystem
US4544034A (en) Actuation of a gun firing head
US4560000A (en) Pressure-activated well perforating apparatus
US4576233A (en) Differential pressure actuated vent assembly
US9476290B2 (en) Bottom hole firing head and method
US8813848B2 (en) Isolation tool actuated by gas generation
US4862964A (en) Method and apparatus for perforating well bores using differential pressure
US5680905A (en) Apparatus and method for perforating wellbores
US4650010A (en) Borehole devices actuated by fluid pressure
US4616718A (en) Firing head for a tubing conveyed perforating gun
NO179561B (no) Innretning for perforering av en brönn
US5062485A (en) Variable time delay firing head
US5890539A (en) Tubing-conveyer multiple firing head system
US4846272A (en) Downhole shuttle valve for wells
NO316191B1 (no) Trykkstyrt sirkulasjonsventil
NO317508B1 (no) Omlukkbar sirkulasjonsventil for bronnkompletterings-utstyr
CA1284768C (en) Firing head for a tubing conveyed perforating gun
NO327684B1 (no) System for a sentralisere et foringsror i en bronn
US4690227A (en) Gun firing head
EP0425568B1 (en) Apparatus and method for detonating well perforators
AU615237B2 (en) Method and apparatus for perforating a well
US4538680A (en) Gun below packer completion tool string
US4498541A (en) Method of well completion
EP0184377A2 (en) Borehole devices disarmed by fluid pressure
NO179756B (no) Fremgangsmåte for perforering av en brönn