NO173889B - Broennloggeverktoey - Google Patents

Abstract

Et brønnloggeverktøy (10) for bruk i et borehull (12) til måling av en egenskap ved et strømmende fluidum (16) i borehullet, omfatter et hus (7) og en spinner (18) for måling av strømningshastigheten til fluidet. Spinneren (18) er anbragt inne i huset (). For å dirigere fluidet (16) inn i huset (17), bærer huset (17) en trakt (28) med en vid ende (32) og en smal ende (29) for tetning av det ringformede rom mellom borehullet (12) og huset (7), og for å dirigere det strømmende fluidum (16) inn i huset (7). Den smale ende (2) av trakten (28) ligger an mot og er festet til huset (17). En pumpe (34) anvendes til å pumpe fluider inn i en oppblåsbar, rørformet ring (33) som er festet til traktens (28) vide ende (32) for å tette kantene av trakten (2) mot borehullsveggen (12) .

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et verktøy og en fremgangsmåte for strømningshindrende logging til bruk i et borehull. Verktøyet ifølge oppfinnelsen omfatter en fluidum-dirigerende anordning som kan utplasseres for å lukke det ringformede rommet mellom verktøyets ytre diameter og borehullet, hvorved fluidum blir dirigert gjennom verktøyet hvor egenskaper ved fluidumstrømmen ved sterkt varierende strømningshastigheter kan måles.

Strømningsmålere av pakningstypen er sterkt utbredt som brønnloggeverktøy for å tilveiebringe indikasjoner på hastigheten av fluidumstrømning gjennom en brønnboring, som vanligvis er brønnforingen. Strømningsmålere av pakningstypen omfatter vanligvis en passasje med en innløpsåpning til verktøyets indre og en utløpsåpning til yttersiden av verktøyet, samt en spinner-seksjon som måler hastigheten på fluidumstrømningen gjennom passasjen. Pakningsdelen av strømningsmåleren lukker av det ringformede rommet mellom verktøyets ytre diameter og brønnboringen eller brønnforingen. Denne pakningsdelen kan være en oppblåst stoffpose, en innretning av metallkurv-typen eller andre egnede, lignende innretninger.

Eksempler på slike strømningshindrende innretninger er beskrevet i US patent nr. 4 452 076 (Gavignet m/fl.), nr. 2 649 710 (Dale), nr. 2 706 406 (Vincent m/fl.), nr. 3 066 739 (Saureman m/fl.), nr. 3 789 217 (Youmans), og nr. 3 176 511 (Widmyer). Dale-og Gavignet-patentene beskriver bruken av en pakningsanordning som omfatter en rekke adskilte fingre med tynne, fleksible, metalliske finner montert på fingrene. Finnene danner en trakt med den utvidede ende vendende nedover som tjener til å dirigere væskestrømning inn i verktøyet. Vincent-patentet beskriver bruken av en pakningskurv understøttet av buefjærer. Widmyer-patent beskriver bruken av en sammenslåbar hylsepakning i forbindelse med strømningsmåler-verktøyet. Saureman- og Youman-patentene beskriver bruken av et oppblåsbart pakningsorgan.

De foregående strømningsmålere av pakningstypen arbeider tilfredsstillende når strømningen i brønnen er ved en viss strømningshastighet og lekkstrømningen forbi pakningen kan tolereres. Når imidlertid høyere strømningshastigheter oppstår i brønnboringen, vil det sterkt begrensede strømningsareale som forårsakes av pakningen, generere et stort trykkfall over pakningen og følgelig vil lekkasjer med foranderlige eller ukjente egenskaper utvikle seg forbi pakningen og gjøre målingene unøyaktige. Videre vil det økte trykkfallet, eller den økte trykkraften, virke oppover mot pakningen og kan ødelegge den. I visse tilfeller kan de økte trykkreftene forårsake at hele strømningsmåleren beveges oppover gjennom borehullet eller brønnforingen, noe som er svært lite ønskelig og bidrar til at målingene blir upålitelige.

I produserende olje- og gassbrønner hvor der er mange perforeringer i brønnforingen, varierer strømningshastigheten til det strømmende fluidum langs lengden av brønnforingen. I slike brønner er det meget vanlig å ha en lav strømnings-hastighet i den nedre del av brønnen, men ettersom brønn-loggeverktøyet blir beveget oppover mot den øvre ende av den perforerte sonen i brønnforingen, øker strømningshastigheten pga. det økende antallet perforeringer under verktøyet. De foran beskrevne strømningsmåler-innretninger er, selv om de gir tilfredsstillende resultater, ikke i stand til å bli brukt til å måle den økede strømningshastighet som kan inntreffe ved den øvre ende av den produserende sone av brønnforingen uten å støte på de tidligere beskrevne problemer som skyldes høyere strømningshastigheter. Det blir derfor nødvendig å benytte en type strømningsmåler av pakningstypen som loggeverktøy i den nedre ende av produksjonssonen i brønnen, hvilket av verktøy må fjernes fra brønnboringen og erstattes med en annen type innretning for å måle den økede fluidumstrømning ved den øvre ende av brønnens produserende sone. Hvis de to verktøyene blir kjørt sammen, må det tas forholdsregler for å sikre at de resultatene som oppnås fra et verktøy, ikke påvirkes av det andre verktøyet.

En løsning som er foreslått i Gavinet-patentet, er å tilveiebringe en omløpsanordning for å avlaste det økede trykkfall som kan inntreffe ved den øvre ende av den produserende sone i brønnen. Denne løsningen er, selv om den er bedre enn tidligere kjente teknikker, fremdeles utsatt for unøyaktigheter forårsaket av de nevnte lekkasjer som påvirker måleverdien selv ved lav strømningshastighet, og hvis virkning blir forsterket ved høye strømningshastigheter.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er de foregående ulemper ved den tidligere kjente teknikk unngått ved den nye konstruksjon av den foreliggende anordning og fremgangsmåte for strømningshindrende logging. Oppfinnelsen defineres nøyaktig i de vedføyde patentkravene.

Verktøyet ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter et hus, en anordning for å måle en fluidumegenskaper ved det strømmende fluidum, hvilken anordning er anbragt inne i huset, og en fluidum-ugjennomtrengelig pakningsanordning for tetning av borehullet og for å dirigere det strømmende fluidum inn i huset.

Verktøyet kan i tillegg være forsynt med en selektiv omløpsanordning for å dirigere en del av det strømmende fluidum bort fra huset når det strømmende fluidum utøver en forutbestemt tykkraft på tetningsanordningen eller på kommando fra overflaten, hvorved egenskaper ved et fluidum som strømmer ved forskjellige strømningshastigheter kan bestemmes nøyaktig.

Verktøyet kan være utstyrt med to eller flere strømningshindrende organer og tilhørende måleanordninger for strømningsegenskaper. De hindrende eller innsnevrende organer og de tilsvarende måleanordninger kan være adskilt fra hverandre ved kjente steder langs verktøyet for å bestemme fluidumegenskaper ved fluidumstrømningen mellom to hindrende organer i tillegg til den som strømmer forbi alle de strømningshindrende organer. Dette kan f.eks. spesielt være nyttig ved bestemmelse av strømningshastighet fra spesielle produserende formasjoner i brønnen som kan befinne seg mellom de strømningshindrende organer, ved passende posisjonering av verktøyet i brønnen.

Et trekk ved oppfinnelsen beror på det faktum at det begrensende organ eller tetningsorganet omfatter en nedad rettet trakt laget av et fluidum-ugjennomtrengelig materiale. Traktens nedre kanter er anordnet for utplassering nær den indre overflate av borehullsveggen, mens traktens øvre kanter er anbragt i tilstøtende forhold med huset. Trakten kan være rettet oppover når anordningen anvendes i en brønn hvor fluidumstrømmen er nedadrettet, f.eks. i en injeksjonsbrønn.

Loggeverktøyet kan omfatte en selektiv anordning for tetning av borehullet og retting av fluidumstrømningen gjennom loggeverktøyets hus. Tetningsanordningen har form av en trakt og er laget av et fluidumugjennomtrengelig materiale som hindrer lekkasje av brønnfluidum. Trakten er ved sin smale ende festet til loggeverktøyet, mens den vide enden er festet til en oppblåsbar rørformet ring. En positiv forskyvnings-pumpe som servostyres fra overflaten, er anordnet for å pumpe enten ren olje fra et reservoar i verktøyet eller brønnfluidum inn i den oppblåsbare rørformede ring og dermed utvide trakten for å lukke det ringformede rom mellom verktøyets ytre diameter og brønnboringen, eller brønnforingen. Det differensialtrykk som dannes over trakten forbedrer ved visse hastigheter dens tetningskvalitet. Tetningsanordningen er omsluttet inne i en metallkurv som beskytter tetningsanordningen under håndtering ved overflaten og nedsenkning i en brønn.

Den selektive omføringsanordning kan omfatte en rekke langstrakte plateorganer som er operativt forbundet for

svingebveglse i forhold til huset og ligger over et sylindrisk parti av strømningsmåler-huset. Plateorganene er dimensjonert slik at når de befinner seg i en første posisjon, vil de ligge an mot hverandre og ligge i flukt med utsiden av huset i en

spesiell rillet sylindrisk seksjon av huset. Plateorganene er forbundet med huset ved respektive svinge- eller fjærorganer som tillater bevegelse av dem bort fra huset til en annen posisjon hvor respektive ender av platene er adskilt fra hverandre. Denne bevegelsen frembringer passasjer mellom plateorganene som fluidum kan strømme gjennom. Den smale eller øvre ende av trakten er festet til de respektive ender av plateorganene, som på passende måte er innspent mot

bevegelse til den annen posisjon.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører også en fremgangsmåte for måling av en fluidumegenskaper ved et fluidum som strømmer med varierende strømningshastigheter inne i en brønnboring. Fremgangsmåten omfatter følgende trinn: bevegelse av et hus som har en anordning for måling av en strømningsegenskap inne i huset, gjennom brønnen til et første sted; tetning av brønnboringen i nærheten av det første sted ved å pumpe fluidum inn i en ringformet ring og dirigere det strømmende fluidum inn i huset ved å benytte en fluidum-ugjennomtrengelig trakt festet til ringen. Fremgangsmåten kan omfatte dirigering av en del av det strømmende fluidum bort fra huset når det strømmende fluidum utøver en forutbestemt trykkraft på tetningsanordningen eller på kommando fra overflaten, hvorved fluidumegenskaper ved et fluidum som strømmer ved høyere strømningshastigheter, kan måles ved en føring gjennom borehullet.

Brønnloggeverktøyet for bruk i et borehull med et strømmende fluidum, og en fremgangsmåte for måling av fluidumegenskaper ved et fluidum som strømmer ved varierende strømningshastigheter inne i et borehull ifølge oppfinnelsen, har, sammenlignet med tidligere foreslåtte strømningsmålere av pakningstypen og tidligere foreslåtte fremgangsmåter, følgende fordeler: anvendelse av differensialtrykket over pakningen til ofte å forbedre pakningens tetningskvalitet; minskning av skade på pakningen fra økte trykrefter i borehullet; og anordningen kan brukes gjennom det samme borehullet til å måle fluidumegenskaper ved et fluidum som strømmer ved sterkt varierende strømningshastigheter for derved i stor grad å øke brønnloggeverktøyets arbeidsområde. Ytterligere fordeler vedrører: det faktum at verktøyet er forsynt med eget fluidumreservoar for oppblåsing av ringen; den lille mengde fluidum som er nødvendig for oppblåsingsoperasjonen og den dermed følgende økning i operasjonshastigheten; samt den bekyttelse som gis tetningsanordningen under nedsenkning i en brønn.

Det vises til de vedføyde tegninger, hvor:

Fig. 1 er et delvis tverrsnitt langs den langsgående akse i et borehull som skjematisk illustrerer brønnloggeverktøyet ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;

fig. 2 er et delvis tverrsnitt langs den langsgående akse av brønnloggeverktøyet ifølge en annen utførelsesform av oppf innelsen;

fig. 3 er et diagram som illustrerer forholdet mellom spinnerhastighet sammenlignet med strømningshastigheten til det strømmende fluidum i brønnloggeverktøyet ifølge oppfinnelsen og en av de tidligere kjente strømningsmålere av pakningstypen;

fig.4 er en kurve som illustrerer forholdet mellom trykkfall over strømningsmåler-pakninger sammenlignet med strømningshastigheten til det strømmende fluidum.

Mens oppfinnelsen vil bli beskrevet i forbindelse med de foretrukne utførelsesformer, vil man forstå at det ikke er meningen å begrense oppfinnelsen til disse utførelsesformer, men at den dekker alle alternativer, modifikasjoner og ekvivalente løsninger som kan innbefattes innenfor rammen av de vedføyde krav.

På fig. 1 er det vist et brønnloggeverktøy 10 ifølge oppfinnelsen opphengt ved hjelp av en kabel 11 inne i en brønnboring 12. Brønnboringen 12 har en konvensjonell brønn-foring 13 anordnet på sin indre overflate. Et skivehjul og en heiseanordning illustrert ved 14 og overflateinstrumentering generelt illustrert ved 15, er anordnet på en måte som er velkjent på loggeområdet, for å styre bevegelsen av logge-verktøyet 10 i borehullet 12 (det kan vises til US patent nr. 4531 204 hvor en slik anordnig er nærmere beskrevet). Strømmende fluidum, slik som hydrokarboner, er vist ved piler 16, idet det strømmende fluidum passerer gjennom brønnlogge-verktøyet 10 som beskrevet i det følgende. Brønnlogge-verktøyet 10 omfatter generelt: et hus 17, en måleanordning 18 anbragt i huset 17, slik som et skovlhjulJfor måling av en fluidumegenskap ved det strømmende fluidum 16, samt en pakningsanordning 19 for tetning av brønnforingen 13 og for dirigering av det strømmende fluidum 16 inn i huset 17.

I den foretrukne utførelsesform kan måleanordningen 18 omfatte en strømningsmåler av den form som er beskrevet i US patent nr. 4 452 076 (Gavignet m/fl.) hvor nærmere detaljer kan finnes, idet den strømningsegenskap som skal måles, er fluidumets 16 strømningshastighet. Som vanlig på området har brønnforingen 13 en rekke perforeringer (ikke vist) anbragt omkring sin omkrets og langs sin lengde, gjennom hvilke strømmende fluidum 16, slik som hydrokarboner, passerer fra formasjoner som omgir brønnen 12 gjennom perforeringene inn i brønnforingen 13.

Det vises nå til både fig. 1 og 2 hvor oppbygningen av brønnloggeverktøyet, eller paknings-strømningsmåleren 10 i samsvar med foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet mer detaljert. Under henvisning til fig. 1 svarer fig. 2 generelt til det parti av paknings-strømningsmåleren 10 som befinner seg mellom linjene A-A' og B-B'. Generelt omfatter huset 17 en rekke hovedsakelig rørformede seksjoner, som er forbundet med hverandre ved hjelp av egnede forbindelser, slik som bolter og gjengede koblinger. En aktivatorhylse er glidbart montert omkring huset på den måte som er beskrevet i det forannevnte Gavignet-patent.

Det vises nå spesielt til fig. 2 hvor man ser at huset 17 omfatter en kjerne 21 festet til den nedre ende av et rørformet husorgan 22, f.eks. ved bolter 23. Kjernen 21 har minst én passasje 24 i fluidumoverførende forhold mellom tetnings- og dirigeringsanordningen 19 og måleanordningen 18, som er anbragt oppstrøms for den øvre ende 25 av kjernen 21. Som vist på fig. 2 er den ringformede kraven 26 til aktivatorhylsen 20 i glidende kontakt med kjernen 21 og det ringformede husorgan 22 i huset 17, idet virkemåten til disse elementene vil bli beskrevet mer detaljert i det følgende. Anordningen 19 for tetning og for dirigering av det strømmende fluidum 16 inn i huset 17 er vist omfattende en rekke langstrakte fjærorganer som danner en pakningskurv 27. Et traktorgan 28 med sin vide ende rettet nedover og laget av et fluidum-ugjennomtrengelig materiale tjener til å dirigere det strømmende fluidum 16 inn i kjernens 21 passaje 24, og er anbragt inne i pakningskurven 27. De øvre kantene 29 av trakten 28 er vanligvis anbragt i en første posisjon i anslag med huset 17, eller kjernen 21, som vist ved 30 på fig. 1 og 2.

Pakningsorganet 19 sammen med pakningskurven 27 som omfatter en side ved oppfinnelsen, er vist i en utvidet tilstand hvor det har en effektiv diameter hovedsakelig lik diameteren av foringen 13. Pakningsorganet 19 omfatter hovedsakelig et ikke-perforert, traktformet organ 28 med en forholdsvis lav forlengelsesprosent pr. enhet strekk. Den smale ende av traktorganet 28 kan være foldet og sammenstilt og festet til den øvre ende 25 av kjernen 21 ved 30, mens den vide enden kan være festet til pakningskurven 27. Pakningsorganet 19 sammen med pakningskurven 27 kan tilbaketrekkes fra sin utvidede tilstand til en tilstand med forholdsvis liten effektiv bevegelse ved å bevege bunnkraven 31 i forhold til kraven 2 6 og den effektive folding av pakningskurven 27 ved virkning av aktivatorhyIsen 20.

Man vil av den foregåendé beskrivelse forstå at det beskrevne pakningsorgan ikke utsettes for krefter som er tilstrekkelige til å strekke eller ødelegge de materialer som pakningsorganet er sammensatt av, i utvidet tilstand, og at det derfor er usannsynlig at det sprenges eller rives i stykker i borehullet selv om det kan utvides fra en forholdsvis liten effektiv diameter, f.eks. 1,5 til 17 mm, til en diameter på f.eks. 200 mm uten å utsette materialet for betydelige påkjenninger. Under håndtering på overflaten og føring gjennom borehullet beskytter den sammenfoldede pakningskurven 27 pakningsorganet 19.

Traktorganet 28 kan selv være sammensatt av et behandlet tekstil, f.eks. et tekstil vevet av nylonfibre. For ytterligere tetningsevne kan tekstilet være impregnert med en silikonplymer slik som polydimetylsiloksan solgt under varemerke "RTV" av Generel Electric Corporation. Vanligvis bør traktorganet 28 ha utmerket kjemisk motstand, høy elektrisk resistans og eksepsjonell motstand mot væting av vann. Det bør også kunne forme seg etter sideveggene i borehullet til en viss grad. Ikke-perforerte plastfilm-materialer, slik som polyetylen-tereptalat-harpiks solgt under varemerke "Mylar" av E. I. du Pont de Nemours and Company, kan anvendes. Likeledes kan et vevet tekstil være foret med et ikke-perforert filmmateriale for å danne et egnet paknings-element. I alle tilfeller bør det valgte materiale for traktorganet 28 ha en forholdsvis lav forlengelsesprosent pr. kraftenhet slik at strekkpåkjenningene blir minimalisert når traktorganet 28 er i utvidet tilstand. M.a.o. bør materialet ikke strekke seg lett. Traktorganet 28 bør også ha god motstand mot de kjemiske virkningene til borehullsfluidene.

Til den vide ende 32 av traktorganet 2 8 er det tettende festet en oppblåsbar rørformet ring 33 laget av det samme materiale som brukes til å lage traktorganet 28 og impregnert med den foran nevnte silikonpolymer. En positiv forskyvnings-pumpe 34 er anbragt inne i kjernen 21 og har en passasje 35 som åpner seg inn i det indre av den oppblåsbare ring 33 og en passasje 3 6 som åpner seg enten inn i et fluidumreservoar 37 i kjernen 21, eller (gjennom passende filtermateriale som ikke er vist) inn i borehullet 12. Den positive forskyvningspumpen 34 blir drevet ved hjelp av en motor (ikke vist), som styres fra overflateelektronikken 15 via kablen 11. Den positive forskyvningspumpen 34 drives av motoren til å pumpe en forutbestemt væskemengde fra enten reservoaret 37 eller borehullet 12 gjennom passasjen 36 og passasjen 35 inn i den oppblåsbare ring 33, for å få ringen 33 til å utvide seg og anta sin utvidede ringform og derfor utvide pakningsorganet 19 til dets traktform og tette det ringrommet som finnes mellom kjernen 21 og borehullet 12 eller foringen 13. Den oppblåsbare ringen 33 sikrer en tetning med høy kvalitet mot veggen i borehullet 12 eller foringen 13. Ved å reversere virkningen av pumpen kan ringen 33 bringes til å folde seg sammen igjen.

Pakningskurven 27 omfatter fortrinnsvis en rekke langstrakte fjærorganer 4 0 som hver har respektive første og andre ender 41 og 42, idet de første ender 41 er operativt forbundet med huset 17. I samsvar med en første utførelses-form av oppfinnelsen som er illustrert på fig. 1, har traktorganet 19 sine øvre kanter 29 festet direkte til kjernen 21 ved 30. I samsvar med en annen utførelsesform av oppfinnelsen som er illustrert på fig. 2, har imidlertid traktorganet 28 sine øvre kanter 29 i anlegg mot kjernen 21 ved 30 og festet til de langstrakte fjærorganer 40 via en rekke nagler 43, eller andre passende forbindelsesorganer. I begge utførelsesformer er de første ender 41 av de langstrakte fjærorganer 40 operativt forbundet med huset 17 ved hjelp av en rekke bolter 44, eller andre egnede koblingsorganer, som sikrer de første endene 41 til et rørformet ringorgan 45 som er glidbart montert omkring kjernen 21. Ringorganet 45 er i sin tur forbundet med den ringformede kraven 26 på aktivatorhylsen 20 ved hjelp av en rekke bolter 4 6 eller andre egnede festeorganer. Ved langsgående bevegelse av aktivatorhyIsen 20 i forhold til huset 17 blir dermed ringorganet 45 og de første ender 41 av de langstrakte fjærorganer 40 likeledes beveget i langsgående retning. Ringorganet 45 kan om ønsket, være forsynt med et ringformet dekkorgan 47 som ligger over de første endene 41 av de langstrakte fjærorganer 40 og er festet til ringorganet 45 ved en rekke bolter 48, eller andre egnde festemidler.

En bunnendeanordning 49 for tilveiebringelse av relativ langsgående bevegelse av endene 41 og 42 mellom bunnendeanordningen 49 og kraven 26. For ytterligere detaljer vises til ovennevnte Gavignet-patent.

Når det er ønskelig å bevege brønnloggverktøyet 10 eller paknings-strømningsmåleren ifølge oppfinnelsen til et annet sted i borehulet 12 eller brønnforingen 13, blir pumpens 34 drift reversert og den oppblåsbare ringen 33 blir frigjort for indre trykk. Deretter beveges aktivatorhyIsen 20 oppover i forhold til huset 17, og dens forbindelse til ringorganet 45 vil derfor utøve en kraft som trekker oppover på de langstrakte fjærorganer 40. Denne kraften og bevegelsen får tverrsnittsdiameteren til traktorganet 28 til å trekke seg sammen, hvorved paknings-strømningsmåleren 10 lett kan beveges gjennom borehullet 12 eller brønnforingen 13 til et sted hvor man ønsker å ta strømningshastighet-målinger eller andre målinger av strømningsegenskaper. Når pakningsstrømnings-måleren 10 er senket ved hjelp av brønnloggekabelen 11 til det ønskede sted hvor man vil måle strømningshastigheter, blir aktivatorhylsen 20 beveget i forhold til huset 17, de langstrakte fjærorganer 40 blir dermed tvunget nedover og utover og tverrsnittsdiameteren til traktorganet 28 utvides inntil de nedre kanter eller den vide enden 32 av trakten 28 er anbragt mot den indre overflate av brønnforingen 13. Anslaget mellom trakten og brønnforingen blir ytterligere forsterket ved pumping av fluider inn i den oppblåsbare ringen 33 som anbringer de nedre kanter 3 2 av traktorganet 28 i et tettende forhold med borehullsveggen eller brønnforingen 13.

Ifølge den andre utførelsesform av oppfinnelsen viser fig. 2 en selektiv omledningsanordning 58 som omfatter en rekke forsterkningsfjærorganer 50 som er operativt forbundet med huset 17. Forsterkningsfjærene 50 ligger over de langstrakte fjærorganene 40 og spesielt de første endene 41 av de langstrakte fjærorganer 40. Forsterkningsfjærene 50 er fortrinnsvis festet til ringorganet 45 ved hjelp av de samme bolter 44 som fester de første endene 41 av de langstrakte fjærorganer 40 til ringorganet 45. Som vist med heltrukne linjer på fig. 2, er forsterkningsfjærene 50 lett buet og tjener til å forspenne de første ender 41 av de langstrakte fjærorganer 4 0 innover mot kjernen 21 for å tette de øvre kanter 26 av traktorganet 19 mot kjernen 21 ved 30.

Det vises nå til fig. 3, idet virkemåten til brønnlogge-verktøyet, eller paknings-strømningsmåleren 10 vil bli beskrevet under henvisning til den første utførelsesform av oppfinnelsen som er illustrert på fig. 1. På fig. 3 er spinnerhastigheten i omdreininger pr. sekund, eller målt strømningshastighet, gjennom en pakningspassasje, plottet i forhold til den kjente strømningshastighet i fat pr. dag av det strømmende fluidum 16, det skal bemerkes at de tall som benyttes på de horisontale og vertikale aksene i diagrammet på fig. 3, bare er ment som illustrasjoner. Kurvene 51 (heltrukken linje) og 52 (prikket linje) er illustrerende for tidligere kjente anordninger og viser at når strømnings-hastigheten til det strømmende fluidum 16 øker, øker også den målte strømningshastighet, men ikke med samme hastighet. Med økende strømning har helningen av kurvene 51 og 52 en tendens til å flate ut og forringe oppløsningen og nøyaktigheten av målingen. Med tidligere kjente strømningsmålere av pakningstypen og økte trykkrefter som virker på pakningen, kan de tidligere beskrevne problemer inntreffe.

Derimot vil man se at kurvene 53 (heltrukken linje) og 54 (prikket linje) som illustrerer foreliggende oppfinnelse, oppviser en god linearitet mellom den målte strømning og den virkelige strømning med lite tap av oppløsning ved de høyere strømningshastigheter. Disse resultatene stemte for et antall fluidumblandinger der de heltrukne linjer representerer vann og den prikkede linje representerer parafinen med ti prosent vann.

Det vises nå til fig. 2 og 4, idet virkemåten til brønn-loggeverktøyet, eller paknings-strømningsmåleren 10 ifølge den andre utførelsesformen av oppfinnelsen, vil bli beskrevet. På fig. 2 er posisjonen av de øvre kantene 29 til traktorganet 19 ved punktet 3 0 i anslag mot huset 17, eller kjernen 21, som vist med heltrukne linjer. Denne første posisjon tilsvarer bruken av paknings-strømningsmåleren 10 når strømnings-hastigheten til det strømmende fluidum 16 og det tilsvarende trykkfall over tetnings- og dirigerings-anordningen 19 svarer til det parti av kurven 55 på fig. 4 som befinner seg mellom en null-strømningshastighet og aktiveringspunktet 56. Aktiveringspunktet 56 svarer til en forutbestemt trykkraft utøvet av det strømmende fluidum 16 på tetnings-og dirigerings-anordningen 19. Aktiveringspunktet 56 er valgt i samsvar med størrelsen på paknings-strømningsmåleren 10 og forventede strømningstilstander i brønnforingen 13. Det skal bemerkes at de langstrakte fjærorganer 40 og forsterkningsfjærene 50 hver har en spesiell, tilordnet fjærkonstant, som tjener til å utøve en kraft og forspenne de øvre kanter 29 av trakten 28 mot huset 17, eller kjernen 21, som vist på fig. 2. Når strømningshastigheten til det strømmende fluidum 16, og dens resulterende trykkraft som utøves på tetnings- og dirigerings-anordningen 19, overstiger den forutbestemte trykkraft som representerers av aktiveringspunktet 56 på fig. 4, vil den resulterende trykkraft overstige f jaer f or spennings-kreftene til de langstrakte fjærorganer 40 og forsterkningsfjærene 50, dermed vil minst én og fortrinnsvis alle de øvre kantene 29 av trakten 28 innta en annen posisjon som vist med prikket linje på fig. 2, adskilt fra huset 17, eller kjernen 21. Som vist ved prikkede piler 57 på fig. 2, vil en del av den strømmende strømningen 16 bli rettet bort fra huset 17, eller kjernen 21, gjennom rommet som befinner seg mellom kjernen 21 og de øvre kantene 29 av trakten 28. Når strømningshastigheten gjennom brønnforingen 13 øker, noe som medfører en tilsvarende øket trykkraft utøvet på tetningsorganet 19 (som illustrert ved den del av kurven 55 som ligger til høyre for aktiveringspunktet 56), vil størrelsen av det ringformede rom øke for å tillate en større del av strømmende fluidum 16 å bli dirigert bort fra huset 17. Når strømnings-hastigheten og trykkreftene avtar, vil likeledes de krefter som utøves av de langstrakte fjærorganer 40 og forsterk-ningsf jærene 50 få de øvre kanter av trakten 28 til å bevege seg mot huset 17, eller kjernen 21, for å minske størrelsen av rommet. Andre typer omledningsanordninger er også innenfor rammen for foreliggende oppfinnelse, slik som f.eks. en omledningsventil som kan innta enten en åpen eller en lukket stilling for å tilveiebringe en trinnøkning av strømningen gjennom ventilen.

Det vises nå til fig. 4 hvor den generelle virkemåte til den andre utførelsesformen av brønnloggeverktøyet 10 ifølge oppfinnelsen, vil bli beskrevet. Trykkfallet, eller trykkreftene, over en pakning 19 (eller anordningen for tetning- og dirigering av strømningsfluidene 16 inn i huset 17) er tegnet opp som funksjon av strømningshastigheten til det strømmende fluidum 16. Det skal bemerkes at de tall som er brukt på diagrammets horisontale og vertikale akser på fig. 4, kun er brukt som illustrasjoner. Kurve 59 (heltrukken linje) illustrerer tidligere kjente anordninger og viser at når strømningshastigheten til det strømmende fluidum 16 øker, øker også trykkfallet, eller trykkraften som virker på pakningen. Med tidligere kjente paknings-strømningsmålere og økte trykkrefter som virker på pakningen, kan de tidligere beskrevne problemer inntreffe.

På fig. 4 er det også vist en ytterligere kurve 55 (med prikkede linjer) som er inntegnet og som representerer trykkfallet over tetningsanordningen 19 i brønnloggeverktøyet 10 ifølge oppfinnelsen når den annen utførelsesform av oppfinnelsen blir benyttet. Aktiveringspunktet 56 på kurve 55 representerer en forutbestemt trykkraft som svarer til en spesiell strømningshastighet, idet omledningsanordningen 58 ved punktet 56 blir selektivt aktivert for å dirigere en del av det strømmende fluidum 16 bort fra huset 17. Den selektive omledningsanordningen 58 reduserer dermed nettohastigheten av trykkøkningen over tetningsanordningen 19 og utvider det effektive måleområde til paknings-strømningsmåleren 10.

Som beskrevet i det følgende dirigerer den selektive omledningsanordning 58 en større del av det strømmende fluidum 16 bort fra huset 17 når strømningshastigheten til det strømmende fluidum 16 og trykkreftene på tetningsanordningen 19 øker. Den selektive omledningsanordning 58 tillater en øket andel av det strømmende fluidum 16 og blir dirigert fra huset 17 med en kjent hastighet. Derfor kan trykkfallet over tetningsanordningen 19 og den tilsvarende strømningshastighet til det strømmende fluidum 16 gjennom brønnloggeverktøyet, eller paknings-strømningsmåleren 10, korreleres nøyaktig med den virkelige strømningshastigheten til det strømmende fluidum 16 i brønnforingen 13. Generelt representeres det utvidede arbeidsområde til brønnloggeverktøyet 10 ved den del av kurven 55 på fig. 4 som begynner til høyre for det forutbestemte aktiveringspunkt 56 og strekker seg mot høyre, og som svarer til økte strømningshastigheter. Den del av kurven 55 representerer således økningen i målbar strømningshastighet, eller det utvidede arbeidsområde for brønnloggeverktøyet 10 uten at man møter et for stort trykkfall over pakningen eller tetningsanordningen 19.

Man vil forstå at oppfinnelsen ikke er begrenset til de nøyaktige detaljer ved oppbygning, virkemåte, nøyaktige materialer, eller utførelser som er vist og beskrevet, idet opplagte modifikasjoner og ekvivalente løsninger vil finnes av fagfolk på området.

Claims (16)

1. Brønnloggeverktøy (10) for bruk i en brønns borehull (12) til måling av en egenskap ved et fluidum (16) som strømmer i brønnen, omfattende: et hus (17) med en boring i huset; en anordning (18) for måling av egenskapen ved fluidet (16), hvilken anordning (18) er anbrakt inne i huset (17); en tetnings- og dirigeringsanordning (19) som omfatter en trakt (28) med en vid ende (32) og en smal ende (29), hvor den smale enden (29) ligger an mot huset (17) for å tette det ringformede rom mellom borehullet (12) og huset (17) og for å dirigere det strømmende fluidum (16) inn i husets boring; karakterisert ved en oppblåsbar, rørformet ring (33) festet til periferien av traktens (28) vide ende (32); og en pumpe (34) som befinner seg inne i huset (17) for å aktivere tetnings- og dirigeringsanordningen (19) ved å pumpe et fluidum inn i den oppblåsbare, rørformede ringen (33).

2. Brønnloggeverktøy ifølge krav l, karakterisert ved at det videre omfatter en selektiv omledningsanordning (58) for å dirigere en del av det strømmende fluidum (16) som av tetningsanordningen (19) hindres fra å strømme gjennom det ringformede rom, til å gå forbi huset (17) og gå inn i det ringformede rom når fluidet (16) utøver en forutbestemt trykkraft på tetnings- og dirigerings-anordningen (19).

3. Brønnloggeverktøy ifølge krav 2, karakterisert ved at tetningsanordningen (19) omfatter en rekke fleksible fjærer (40), idet en ende av hver av fjærene (40) er festet til den smale ende (29) av trakten (28) og er anbrakt i en første posisjon i anslag mot huset (17) når trykkkraften ligger under den forutbestemte kraft, og ved at minst én av fjærene (40) er anbrakt i en andre posisjon i avstand fra huset (17) når trykkraften overstiger den forutbestemte kraft.

4. Brønnloggeverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at trakten (28). er dannet .av et fluidum-ugjennomtrengelig, fleksibelt materiale.

5. Brønnloggeverktøy ifølge krav 4, karakterisert ved at det videre omfatter en rekke langstrakte fjærorganer (40) som hvert har en første ende (41) montert til en bunnendeanordning (49) og en andre ende (42) festet til huset (17) for relativ langsgående bevegelse mellom disse, og ved at traktens (18) vide ende (32) er festet til de langstrakte fjærorganer (40) mellom deres første (41) og andre (47) ender.

6. Brønnloggeverktøy ifølge krav 5, karakterisert ved at huset (17) innbefatter en kjerne som er festet til huset (17), hvor kjernen (21) har minst én passasje i fluidumoverførende forbindelse mellom tetnings- og dirigeringsanordningen (19) og måleanordningen (18), idet de langstrakte fjærorganenes (40) første ender (41) er glidbart montert i forhold til kjernen (21), og en første del av bunnendeanordningen (49) er glidbart montert til kjernen (21).

7. Brønnloggeverktøy ifølge krav 6, karakterisert ved at den andre del av bunnendeanordningen (49) er festet til kjernen (21), og at den første del av bunnendeanordningen (49) er fjærende forspent mot trakten (28).

8. Brønnloggeverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter et fluidumsreservoar som befinner seg inne i huset (17) og er forbundet med pumpen for å tilveiebringe det fluidumstrykk som er nødvendig for blåse opp den rørformede ringen (33).

9. Brønnloggeverktøy ifølge krav 4, karakterisert ved at det videre innbefatter en rekke langstrakte fjærorganer (40) hvor en ende av hvert fjærorgan er festet til det fleksible materialet (28), idet materialet er anbrakt mellom huset (17) og fjærorganene (40).

10. Brønnloggeverktøy ifølge krav 9, karakterisert ved at det videre innbefatter en aktivatorhyIse (2 0) som er glidbart montert omkring huset (17), hvilken aktivatorhylse (20) er operativt forbundet med de langstrakte fjærorganenes (40) første ender (41), hvorved fjærorganene (40), ved bevegelse av aktivatorhylsen (20) i en første retning, beveges til nærhet av den indre overflate av brønnforingen (13), og ved bevegelse av aktivatorhylsen (20) i en andre retning, beveges fjærorganene (40) bort fra brønn-foringens (13) indre overflate for å tillate at brønnlogge-verktøyet (10) kan fjernes fra brønnforingen (13).

11. Brønnloggeverktøy ifølge krav 10, karakterisert ved at aktivatorhylsen (20) har minst én åpning for å tillate fluidum å strømme ut av huset (17) og inn i brønnforingen (13).

12. Brønnloggeverktøy ifølge krav 1, karakterisert ved at måleanordningen (18) er en strømningsmåler.

13. Fremgangsmåte for å måle egenskaper ved et fluidum (16) som strømmer ved varierende strømningshastigheter i et brønn-borehull (12), hvor et hus (17) med en anordning (18) for å måle fluidets (16) egenskaper, anbrakt inne i huset (17), plasseres i et borehull (12) på et første sted; fluidet (16) dirigeres inn i huset (17) ved å benytte et fluidums-ugjennomtrengelig, traktformet materiale (28) som er festet med sin ene ende (29) til huset (17); karakterisert ved at det ringformede rom mellom brønnens borehullsvegg og huset (17) nær ved det første sted tettes ved å blåse opp en oppblåsbar, rørformet ring (33) som er festet til periferien av materialets andre ende (32).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at en del av fluidet (16) som av tetnings- og dirigeringsanordningen (19) hindres fra å strømme gjennom det ringformede rom, dirigeres til å omgå huset (17) og å gå inn i det ringformede rom når fluidet utøver en forutbestemt trykkraft over dirigeringsanordningen (19) .

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at den andre ende (32) av materialet festes fleksibelt til en rekke langstrakte fjærorganer (40) med første (41) og andre (42) ender, at de første ender (41) forbindes operativt med huset (17), og ved at den andre ende (42) av de langstrakte fjærorganer (40) monteres til en bunnendeanordning (49) for relativ langsgående bevegelse mellom disse.

16. Fremgangsmåte ifølge krav .15, karakterisert ved at en aktivatorhyIse (20) monteres glidbart omkring huset (17); aktivatorhylsen (20) forbindes operativt med de langstrakte fjærorganenes (4 0) første ender (41); aktivatorhylsen (20) beveges i en første retning for derved å bevege den andre ende (32) av materialet i nærheten av borehullsveggen; og ved at aktivatorhylsen (20) beveges i en andre retning for å bevege materialets andre ende (32) bort fra borehullsveggen for å tillate huset (17) å beveges til et andre sted.