NO20101130A1 - Bronnhullssirkulasjonssammenstilling - Google Patents

Abstract

I noen utførelser kan en sirkulasjonssammenstilling dirigere alt, eller hovedsakelig alt, av et fluid i en nedstrøms retning i en borestreng når sammenstillingen er i en første operasjonsmodus, og noe eller alt av fluidet til et ringrom når sammenstillingen er i en andre operasjonsmodus. Operasjon av sirkulasjonssammenstillingen kan endres gjentatte ganger mellom operasjonsmodiene. I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen omfatte andre modi hvori fluid fordeles mellom ringrommet og borestrengen som befinner seg nedstrøms.

Description

BRØNNHULLSSIRKULASJONSSAMMENSTILLING

Kryssreferanse til beslektede søknader

Denne søknad krever fordel under 35 U.S.C § 119 av US midlertidig patentsøknad nr. 61/234.935 med tittel "BRØNNHULLSSIRKULASJONSSAMMENSTILLING", innlevert 18. august 2009, samt US midlertidig patentsøknad nr. 61/236.053, med tittel "BRØNNHULLSSIRKULASJONSSAMMENSTILLING" innlevert 21. august 2009. Hver av disse søknadene er herved innbefattet her i sin helhet gjennom henvisning.

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt kontroll av fluidstrømning i nedihullssystemer, og i noen utførelser, vedrører oppfinnelsen fremgangsmåter og sammenstillinger for å styre strømmen av fluider særlig inni kveilrørsystemer.

Oppfinnelsens bakgrunn

Nedihullsoperasjoner påtreffer rutinemessig pumpehastighetsbegrensninger på grunn av at overflatetrykket overstiger pumpekapasiteten eller produksjonsrørkapasiteten. Høye overflatetrykk kan tilskrives flere kilder, slik som fluidvekt, friksjonstap og pumperate. Dette problem forverres når nedihullsverktøyet som brukes, skaper et tilleggsmottrykk eller har ratebegrensninger. Disse verktøyer kan for eksempel innbefatte fortreng ni ngsmotorer (PDM), hydrauliske traktorer og multilaterale inngangsverktøyer (MLT).

Oppsummering av oppfinnelsen

I noen utførelser kan en sirkulasjonssammenstilling dirigere alt, eller hovedsakelig alt, av et fluid i en nedstrøms retning i en borestreng når sammenstillingen er i en første operasjonsmodus, og noe eller alt av fluidet til et ringrom når sammenstillingen er i en andre modus. Operasjon av sirkulasjonssammenstillingen kan endres gjentatte ganger mellom operasjonsmodiene. I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen omfatte andre modi hvori fluid fordeles mellom ringrommet og borestrengen som befinner seg nedstrøms. Sirkulasjonssammenstillingen kan være en uavhengig delsammenstilling i en borestreng, eller den kan danne en del av et utstyr som også utfører andre funksjoner.

I én utførelse kan en strømningsstyringssammenstilling for selektiv dirigering av et arbeidsfluid i et hydraulisk system for brønnoperasjoner omfatte et fluidinnløp, et første fluidutløp, en første passasje, et andre fluidutløp, en andre passasje, og en ventil. Fluidinnløpet er posisjonert ved en oppstrøms ende av sammenstillingen og er innrettet for å motta fluid fra en oppstrømskomponent i systemet. Det første fluidutløp er posisjonert ved en nedstrøms ende av sammenstillingen og er innrettet for å levere fluid til en nedstrømskomponent i systemet. Den første passasje forbinder fluidinnløpet med det første fluidutløp. Det andre fluidutløp er innrettet for å slippe ut fluid fra systemet. Den andre passasje forbinder fluidinnløpet med det andre fluidutløp. Ventilen kan bevege seg gjentatte ganger mellom en første konfigurasjon og en andre konfigurasjon. I den første konfigurasjon hindres utslipp av fluid fra systemet gjennom det andre fluidutløp. I den andre konfigurasjon er utslippet av fluid fra systemet gjennom det andre fluidutløp større enn i den første konfigurasjon.

I én utførelse omfatter en fremgangsmåte for å dirigere en fluidstrøm innenfor et hydraulisk system for operasjon i et brønnhull, trinnene med å motta fluid fra en oppstrømskomponent i systemet, å dirigere fluidet mot en nedstrømskomponent i systemet, å åpne en passasje for å slippe ut i det minste en del av fluidet fra systemet, og å lukke passasjen for å dirigere alt fluidet mot nedstrømskomponenten.

I én utførelse omfatter en nedhullssammenstilling en kveil rørs borestreng, en sirkulasjonssammenstilling, og minst én av en traktor og en bunnhullsammenstilling.

Sirkulasjonssammenstillingen omfatter en oppstrømskopling, en nedstrømskopling, en første passasje, en andre passasje, en ventil, og en reguleringsmekanisme. Den første passasje strekker seg mellom oppstrømskoplingen og nedstrømskoplingen. Den andre passasje strekker seg mellom oppstrømskoplingen og en utside av systemet. Ventilen kommuniserer med den andre passasje. Reguleringsmekanismen er innrettet til å operere i samarbeid med ventilen.

Alle disse utførelser er ment å være innenfor omfanget av oppfinnelsen som er fremlagt her. Disse og andre utførelser av den foreliggende oppfinnelse vil være lette å forstå for fagmannen ut fra den etterfølgende beskrivelse av de foretrukne utførelser, som viser til vedlagte figurer, hvor oppfinnelsen ikke er begrenset til noen spesiell utførelse av de foretrukne utførelser fremlagt her.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 er et skjematisk diagram av hovedkomponentene i et kveilrørsboresystem med gripesammenstillinger. Figur 2 er et skjematisk diagram som illustrerer operasjonen av en sirkulasjonssammenstilling i henhold til en utførelse. Figur 3 er planriss i snitt av en sirkulasjonssammenstilling i henhold til en utførelse.

Figur 4 er et forstørret riss av partiet IV-IV vist på figur 3.

Figur 5 er et skjematisk diagram som illustrerer operasjonen av en sirkulasjonssammenstilling i henhold til en utførelse. Figur 6 er et skjematisk diagram som illustrerer operasjonen av en sirkulasjonssammenstilling i henhold til en utførelse.

Detaljert beskrivelse av spesifikke utførelser

Fig. 1 viser et kveil rørsystem 20 for bruk inni en passasje. Kveilrørboresystemet 20 kan innbefatte en kraftforsyning 22, en rørspole 24, en rørstyring 26, en rørinjektor 28, og et kveilrør 30, hvorav alle disse komponenter utgjør kjent teknikk. Systemet 30 kan brukes sammen med diverse andre typer utstyr, for eksempel én eller flere traktorer 50 og en bunnhullsammenstilling 32. Kveilrøret 30 og nedihullsutstyret danner en borestreng. Kveil rørsystem et kan brukes sammen med en sirkulasjonssammenstilling 100 som dirigerer en strømning mottatt fra et område oppstrøms i borestrengen til nedstrømsutstyr og/eller et ringrom 40 avgrenset av rommet mellom borestrengen og en indre flate 42 av passasjen. Selv om spesifikke utførelser beskrives her i sammenheng med kve i I rørsystem er, kan utførelser brukes sammen med andre typer borestrenger, inkludert skjøtede rør og borerør.

Med fortsatt henvisning til figur 1, kan systemet 20 brukes sammen med minst én nedihullstraktor 50 for å bevege systemet 20. I noen utførelser kan flere traktorer forbindes ende-til-ende og kan tillate bruk av mindre traktorer, hvilket gjør det lettere å manøvrere kveilrørsystemet gjennom en passasje med relativt liten svingradius. Selv om to nedihullstraktorer 50 forbundet ende-til-ende er å foretrekke i noen anvendelser, vil fagmannen forstå at en enkeltstående traktor 50 eller mer enn to traktorer 50 også kan brukes.

Traktoren 50 kan ha én eller flere gripersammenstillinger i noen utførelser. Fagmannen vil forstå at et hvilket som helst antall gripersammenstillinger kan benyttes. Forskjellige utførelser av gripersammenstillinger er vist og beskrevet i US patent 6.464.003, innlevert 06.02.2001 med tittel "GRIPERSAMMENSTILLING FOR NEDIHULLSTRAKTORER"; i US patent 6.715.559, innlevert 03.12.2001 med tittel "GRIPERSAMMENSTILLING FOR NEDIHULLSTRAKTORER"; i US patent 7.392.859, innlevert 17.03.2005 med tittel "RULLELENKE KNELEDDGRIPER OG NEDIHULLSTRAKTOR"; i US patentsøknadsdokument 2007-0209806, innlevert 08.03.2007 med tittel "EKSPANDERBAR RAMPEGRIPER"; og i US patentsøknadsdokument 2008-0149339, innlevert 13.11.2007 med tittel "VARIABEL LENKEASSISTERT GRIPER". Alle disse publikasjoner er herved innbefattet her i sin helhet gjennom henvisning.

Det bør bemerkes at gripersammenstillinger kan brukes sammen med et rekke forskjellige traktorkonstruksjoner, innbefattende for eksempel: (1) "TREKK-SKYVER NEDIHULLSVERKTØYET" som er vist og beskrevet i US patent 6.003.606 til Moore et al.; (2) den "ELEKTRISK SEKVENSERTE TRAKTOR" som er vist og beskrevet i US patent 6.347.674 til Bloom et al.; den "ELEKTROHYDRAULISK STYRTE TRAKTOR" som er vist og beskrevet i US patent 6.241.031 til Beaufort et al.; og (4) intervensjons-traktoren eller 'TRAKTOR MED FORBEDRET VENTILSYSTEM" som er vist og beskrevet i US patent 6.679.341 til Bloom et al. og i US patent 7.121.364. Alle disse publikasjoner er herved innbefattet her i sin helhet gjennom henvisning.

En bunnhullsammenstilling 32 kan sammenstilles med traktoren 50. Bunnhullsammenstillingen kan innbefatte et system 34 for måling under boring (MWD), en nedihullsmotor 36, en borekrone 38, og diverse følere, hvorav samtlige utgjør kjent teknikk. For eksempel kan boresystemet 20 innbefatte følere og følersammenstillinger slik som de som er vist og beskrevet i US patent 6.367.366 til Bloom et al., og med tittel "FØLERSAMMENSTILLING". Traktoren 50 er innrettet til å bevege seg inni et borehull med nevnte indre flate 42.

I noen utførelser er sirkulasjonssammenstillingen 100 en uavhengig delsammenstilling som kan settes sammen med annet utstyr i en borestreng, slik som vist skjematisk på figur 1. Her refereres slike utførelser til som sirkulasjonsrørstykker. I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen være en del eller delsammenstilling av et annet stykke utstyr. For eksempel kan sirkulasjonssammenstillingen omfatte et parti av en traktor. I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen brukes i et system uten en traktor.

I noen utførelser dirigerer sirkulasjonssammenstillingen 100 alt, eller hovedsakelig alt, av et fluid i en nedstrøms retning i borestrengen når sammenstillingen 100 er i en første operasjonsmodus, og noe eller alt av fluidet til ringrommet 40 når sammenstillingen 100 er i en andre modus. I noen utførelser kan operasjon av sirkulasjonssammenstillingen 100 endres gjentatte ganger mellom operasjonsmodiene. I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen omfatte andre modi hvori fluid fordeles mellom ringrommet 40 og borestrengen som befinner seg nedstrøms.

I noen utførelser reagerer sirkulasjonssammenstillingen 100 på trykksykluser for å endre modus. For eksempel kan sirkulasjonssammenstillingen åpne annenhver pumpesyklus i noen utførelser. I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen ha evnen til å åpne og lukke sirkulasjonsportene så mange ganger som det er behov for.

I den første modus er det ønskelig at alt fluid, eller hovedsakelig alt fluid, passerer uhindret gjennom sirkulasjonssammenstillingen. I noen utførelser åpnes en vei til ringrommet mens en nedstrøms strømning opprettholdes i den andre modus. I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen omfatte en modus hvori nedstrøms strømning hindres i det alt vesentlige eller fullstendig, slik at alt eller hovedsakelig alt fluid dirigeres til ringrommet.

I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen ha to distinkte modi: hvorav én modus hvor en sirkulasjonsport åpen, og en annen modus hvor sirkulasjonsporten er lukket. I noen utførelser krever ikke sirkulasjonssammenstillingen at en kule droppes ned i sammenstillingen for aktivering mellom de to modi. I stedet reagerer sirkulasjonssammenstillingen på trykksykluser. I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingens sirkulasjonsporter åpne annenhver pumpesyklus. Sirkulasjonssammenstillingen kan ha evnen til å åpne og lukke sirkulasjonsportene så mange ganger som det er behov for. Under "åpne sirkulasjonsporter"-modusen kan det åpnes en direkte vei til ringrommet nedstrømsveien ikke berøres. Under "lukkede sirkulasjonsporter"-modusen kan alt fluid dirigeres i nedstrøms retning.

En sirkulasjonssammenstilling som gjentatte ganger kan åpne og lukke for fluidstrømning til ringrommet 40, kan forbedre effektiviteten av forskjellige nedihullsoperasjoner. En slik sirkulasjonssammenstilling er derfor av vesentlig nytte for intervenerings- og boreoperasjoner. Sirkulasjonssammenstillingen kan med fordel brukes i forbindelse med nedihullsverktøyer som enten reagerer på eller frembringer mottrykk. Pumperater for overflatepumper reduseres vanligvis når nedihullsverktøyer frembringer mottrykk. Sirkulasjonssammenstillingen kan dirigere strømningen til ringrommet når en høyere strømningsrate er ønskelig. Senere kan så alt fluid dirigeres i nedstrøms retning, slik at de andre verktøyer kan gjenoppta sin normale drift.

Figur 2 illustrerer skjematisk operasjon av en hydraulisk krets inni noen utførelser av sirkulasjonssammenstillingen 100. I den illustrerte utførelse går fluid inn i sirkulasjonssammenstillingen gjennom et fluidinnløp 102 og deles deretter mellom en ventil passasje 104 og en omløpstrømningspassasje, for eksempel en parallell strømningspassasje 106. Fluid som går inn i ventilpassasjen 104, utøver et trykk på en ventilspole 108 som virker mot en ventilfjær 122. I noen utførelser innbefatter den hydrauliske krets en ventilreguleringsmekanisme, som er beskrevet i større detalj nedenfor. Når ventilen stenges, dirigeres fluidet utelukkende gjennom den parallelle strømningspassasje 106. Når ventilen åpnes, som vist på figur 2, tillates fluidet å unnslippe til ringrommet 40 (figur 1) gjennom utløpspassasjen 112.

Det er ønskelig for ventilreguleringsmekanismen 110 å ha minst en første stilling og en andre stilling. Dersom ventilreguleringsmekanismen er i den første stilling, kan bevegelsen av ventilen begrenses, og strømning gjennom ventilen kan begrenses i det alt vesentlige eller fullstendig. Dersom ventilreguleringsmekanismen er i den andre stilling, kan ventilen tillates å være åpen, slik at fluidet kan komme ut fra sirkulasjonssammenstillingen og videre til ringrommet. I noen utførelser vil ventilen forbli åpen inntil trykket reduseres tilstrekkelig til at ventilen lukker. Dersom trykket deretter økes, er det øsnkelig for ventilreguleringsmekanismen å være i den første stilling og begrense bevegelsen av ventilen slik at ventilen hindres i å åpne. I dene utførelse fører dette til at alt fluid strømmer gjennom den parallelle strømnings-passasje 106 og videre til andre elementer i borestrengen, for eksempel til bunnhullsammenstillingen. Dersom trykket reduseres og deretter økes, gjentas prosessen.

Figur 3 er et tverrsnitt av et Repeterende Sirkulasjonsrørstykke (RCS) i henhold til én utførelse, hvilket rørstykke opererer på den måte som er beskrevet i forbindelse med figur 2. Den illustrerte RCS omfatter et hus 113 med en oppstrøms kopling 114 ved én ende, og en nedstrøms kopling 116 ved den andre ende. Oppstrømskoplingen 114 kan omfatte et innløp 102. Oppstrømskoplingen 114 kan være en hunnkopling i noen utførelser, som illustrert på figur 3. Nedstrømskoplingen 116 kan omfatte et utløp 126 til nedstrømsutstyr. Nedstrømskoplingen 116 kan være en hannkopling i noen utførelser, som illustrert på figur 3. Innløpet 102 kan være forbundet med utløpet 126 via en parallell strømningspassasje 106. Innløpet 102 og utløpet 126 kan være forbundet via en ventilpassasje 104.

Videre omfatter RCS'en som er anskueliggjort på figur 3, en strøm ni ngsdeler 118 ved et sted nedstrøms av innløpet 102, hvilken strømningsdeler 118 deler fluidstrømmen mellom ventilpassasjen 104 og den parallelle strømningspassasje 106, en ventil 120, en ventilreguleringsmekanisme 110, en ventilfjær 122 og et trykkompensert oljekammer 124. I noen utførelser bidrar hver av disse komponenter av RCS'en til sammenstillingens funksjon.

Ventilen 120 er anbrakt for å åpne og lukke ventilpassasjen 104 for fluidstrømning. Når ventilen er åpen, kan fluid strømme utenfor RCS'en og til ringrommet gjennom et parti 112 av ventilpassasjen 104. I noen utførelser kan trykk som virker på ventilen 120, motvirkes av ventilfjæren 122 gjennom ventilreguleringsmekanismen 110, som illustrert på figur 3. Kraften som utøves av ventilfjæren 122, kan bestemme trykket som ventilen åpner ved.

Som et alternativ, kan ventilreguleringsmekanismen 110 tillate ventilen å åpne for å blø av fluid til ringrommet og forhindre ventilen i å åpne. En fagmann vil forstå at flere reguleringsmekanismer kan brukes, inkludert de som er vist og beskrevet i US patent 7.121.364, og med tittel 'TRAKTOR MED FORBEDRET VENTILSYSTEM", som herved er innbefattet her i sin helhet gjennom henvisning.

Ventilreguleringsmekanismen 110 og ventilfjæren 122 kan være neddykket i olje (hydraulikkolje eller annen olje) inni et tett kammer 124 som tilveiebringer smøring. Dette kammer 124 kan være trykkompensert. Det trykkompenserte oljekammer 124 kan være avgrenset av et stempel 128 ved én ende som nede i hullet utsettes for hydrostatisk trykk og formasjonstrykk. I et slikt arrangement kan det være ønskelig for stempelet 128 å bevege seg fritt for å kunne justere for trykkendringer som kan forekomme når verktøyet beveger seg fra overflaten og til bunnen av hullet. I noen utførelser kan således hver av disse komponenter samhandle med de andre komponenter for å gjøre det mulig for RCS'en vekselvis å åpne og lukke sine sirkulasjonsporter.

En fagmann vil forstå at andre fremgangsmåter og anordninger for trykkompensering kan anvendes. Ytterligere detaljer vedrørende trykkompenserte oljekammere er vist og beskrevet i US patent 6.347.674 til Bloom et al. med tittel "ELEKTRISK SEKVENSERT TRAKTOR"; og i US patent 6.464.003 med tittel "GRIPERSAMMENSTILLING FOR NEDIHULLSTRAKTORER", hvorav begge herved er innbefattet i sin helhet gjennom henvisning.

Figur 4 er et forstørret tverrsnitt av ventilen 120 og ventilreguleringsmekanismen 110

i partiet IV-IV på figur 3. Fluid som går inn i ventilpassasjen 104 (figur 3), utøver et trykk på ventilspolen 108, hvilket trykk ventilreguleringsmekanismen 110 virker mot. I

én utførelse, når ventilreguleringsmekanismen 110 er i en første stilling, hindrer eller begrenser ventilreguleringsmekanismen 110 bevegelsen av ventilspolen 108 slik at fluidstrømning hindres eller begrenses. Når ventilreguleringsmekanismen 110 er i en andre stilling, tillater ventilreguleringsmekanismen ventilen å åpne slik at fluidet går ut til ringrommet. Ventilen 120 forblir åpen inntil trykket som utøves på ventilspolen 108, reduseres tilstrekkelig til at ventilen lukker. Når trykket økes på ny, er ventilreguleringsmekanismen 110 i den første stilling og, følgelig, begrenses bevegelsen av ventilspolen 108 slik at ventilen 120 ikke tillates å åpne. I denne modus strømmer alt fluid gjennom den parallelle strømningspassasje 106 (figur 3) og videre til andre elementer i borestrengen. Dersom trykket reduseres og deretter økes, gjentar prosessen seg.

Et eksempelvist verktøy har en ytre diameter på 85,7 mm (3.375 tommer), en indre (passasje) diameter på 19 mm (0,75 tommer), en delsammenstillingslengde på 508 mm (20 tommer) og en konstruksjonsstrømningsrate på 0-636 liter/min. (0-4 BPM). Denne eksempelvise verktøy er konstruert for et stort utvalg av kveilrøroperasjoner, innbefattende syrebehandling, sandvasking, logging, forflytning av glidehylser, boring, kjøring av perforeringskanoner, fresing, og andre typiske operasjoner som uføres i forede og åpne hull med begrensninger på 90 mm (3.5 tommer) eller større. Det kan oppnås et stort utvalg av variasjoner angående størrelse og ytelse for å imøtekomme en bestemt anvendelse. Disse variasjoner innbefatter endringer angående strømnings-passasjer, ventilstørrelser, ventilfjær (settpunkt), oljetype og kammerstørrelse (for dybdekorreksjon), materialvalg, koplingstype og innsetting av en dyse 130 i den parallelle strømningspassasje 106, slik som vist skjematisk på figur 5. Ytre diametre som er større og mindre enn 85,7 mm (3.375 tommer), brukes i noen anvendelser. For eksempel er den ytre diameter 90 mm (3.5 tommer) i noen utførelser, mens den ytre diameter er 76 mm (3.00 tommer) i andre utførelser.

Figur 6 illustrerer skjematisk operasjon av en sirkulasjonssammenstilling i henhold til noen utførelser, hvilken sammenstilling isolerer nedstrøms strømning når den er i " åpne sirkulasjonsporter"-modus, slik at alt, eller hovedsakelig alt, fluid leveres til ringrommet. Fluid som går inn gjennom innløpet 102 diregeres gjennom ventilpassasjen 104. Fluidet utøver et trykk på en ventilspole 108, som virker tilbake mot en ventilreguleringsmekanisme 110. Når ventilen 120 er i stillingen vist på figur 6, dirigeres alt, eller hovedsakelig alt, fluid til nedstrømsutløpet 126. Når ventilen aktiveres, tillates fluidet å slippe ut til ringrommet 40 gjennom utløpspassasjen 112.

I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen motta og videresende en kule til nedstrømsutstyr, eksempelvis for å aktivere verktøyer i bunnhullsammenstillingen. For eksempel kan sirkulasjonssammenstillingens parallellstrømningspassasje 106 ha en tilstrekkelig diameter til å tillate kulen å passere derigjennom.

I noen utførelser kan sirkulasjonssammenstillingen omfatte passasjer for å tillate en kabel, en fiberoptisk kabel eller annen kommunikasjon å passere gjennom sirkulasjonssammenstillingen for kommunikasjon med utstyr anbrakt lenger ned i hullet.

Sirkulasjonssammenstillingen kan være en uavhengig delsammenstilling av en

borestreng som kan forbindes med annet utstyr i forskjellige konfigurasjoner, slik som den ovennevnte RCS. Således kan RCS'en installeres i en bunnhullsammenstilling som en enkeltstående komponent, eller den kan brukes sammen med andre komponenter. Disse andre komponenter innbefatter, men er ikke begrenset til, én eller flere av følgende komponenter: traktorer, dyseforsynte rørstykker, antistoppverktøyer (for nedihullsmotorer), forskjellige loggeverktøyer, perforeringskanoner, sandvaske-verktøyer, verktøyer for måling under boring, verktøyer for logging under boring (for eksempel gamma-, nøytron-, resistivitets-, temperaturmålinger), nedihullsmotorer, borekroner, freseverktøyer, styresammenstillinger og spesielle aktiveringsverktøyer, slik som verktøyer for å forflytte glidehylser. RCS'en kan brukes sammen med andre komponenter, innbefattende slike som tilveiebringes av forskjellige leverandører, slik som BJ Services, Schlumberger, Halliburton, Baker Hughes og Weatherford.

For eksempel kan RCS'en, en traktor og et dyseforsynt rørstykke brukes sammen. Når RCS'en er i "lukkede sirkulasjonsporter"-modus, dirigeres strømningen gjennom parallellpassasjen til det dyseforsynte rørstykke. En trykkforskjell mellom innsiden og utsiden av et produksjonsrør skapes, hvilket tilveiebringer kraft til å drive traktoren. Når RCS'en er i "åpne sirkulasjonsporter"-modus, vil det meste av fluidet gå ut til ringrommet gjennom RCS'en. Trykkforskjellen mellom innsiden og utsiden av produksjonsrøret vil være minimalt, slik at traktoren vil forbli inaktiv. Traktoren kan brukes til å befordre produksjonsrør forbi et låsepunkt (lock up) og videre til forskjellige dybder hvor RCS'en kan "åpnes" for å levere stimuleringsbehandlinger, injeksjonstester eller for å utføre hullrensing.

I et ytterligere eksempel kan RCS'en brukes sammen med en motor og fres til å underlette utfresingen av broplugger i foringsrør. Fordi pumperatene er begrenset av trykket og den maksimale rate som motoren kan håndtere, vil det typisk etterlates en betydelig mengde med "skrot" i hullet etter at en broplugg er blitt frest ut. Med RCS'en i bunnhullsammenstillingen, kan sirkulasjonsportene åpnes etter at bropluggen er blitt gjennomfrest, og pumperaten kan økes for å forbedre hullrensingen mens motoren beskyttes mot skade. Denne prosess vil føre til et renere hull med et potensial for forbedret produksjon over et lengre tidsrom.

Selv om bestemte utførelseseksempler er blitt beskrevet som uavhengige delsammenstillinger i en borestreng, kan sirkulasjonssammenstillingen i noen utførelser danne en integrert del av et verktøy, for eksempel en integrert del av en traktor, et dyseforsynt rørstykke, et loggeverktøy, en perforeringskanon, et sandvaskeverktøy, et verktøy for måling under boring, et verktøy for logging under boring, en nedihullsmotor, eller spesielle verktøyer for aktivering, for eksempel et verktøy for å bevege glidehylser.

Sirkulasjonssammenstillingen lages fortrinnsvis av materialer som er syrefaste og erosjonsbestandige. For eksempel kan Inconel og berylliumkopperlegeringer brukes i koplingene, i avlederen og i verktøyhuset; MP35N eller Eligiloy kan brukes i ventilfjæren; wolframkarbid kan brukes i ventilen; og tetninger kan lages av kommersielt tilgjengelige elastomerer. Fortrinnsvis er materialene i sirkulasjonssammenstillingen også umagnetiske.

Selv om spesielle utførelser og eksempler er blitt illustrert og beskrevet, vil fagmannen forstå at den foreliggende oppfinnelse strekker seg utover de spesielt fremlagte utførelser og videre til andre, alternative utførelser og/eller benyttelser av oppfinnelsen samt åpenbare modifikasjoner og ekvivalenter av denne. Videre kan de forskjellige trekk som er vist og beskrevet, brukes alene eller i kombinasjon med andre, fremlagte trekk i andre konfigurasjoner enn de som uttrykkelig er fremlagt ovenfor. Det er således intensjonen at omfanget av den foreliggende oppfinnelse fremlagt her, ikke bør begrenses av de spesielt fremlagte utførelser beskrevet ovenfor, men at omfanget av oppfinnelsen bør bestemmes kun ut fra en rimelig gjennomgang av de etterfølgende patentkrav.

Claims (27)

1. Strømningsstyresammenstilling for selektiv dirigering av et arbeidsfluid i et hydraulisk system for brønnoperasjoner,karakterisert vedat sammenstillingen omfatter: - et fluidinnløp ved en oppstrøms ende av sammenstillingen, hvor fluidinnløpet er innrettet for å motta fluid fra en oppstrømskomponent i systemet; - et første fluidutløp ved en nedstrøms ende av sammenstillingen, hvor fluidutløpet er innrettet for å levere fluid til en nedstrømskomponent i systemet; - en første passasje som forbinder fluidinnløpet med det første fluidutløp; - et andre fluidutløp som er innrettet for å slippe ut fluid fra systemet; - en andre passasje som forbinder fluidinnløpet med det andre fluidutløp; og - en ventil som kan bevege seg gjentatte ganger mellom en første konfigurasjon hvori utslipp av fluid fra systemet gjennom det andre fluidutløp hindres, og en andre konfigurasjon hvori utslippet av fluid fra systemet gjennom det andre fluidutløp er større enn i den første konfigurasjon.

2. Sammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat utslippet av fluid gjennom den andre passasje i all hovedsak hindres når nevnte ventil er i den første konfigurasjon.

3. Sammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat ventilen omfatter en fjær som presser ventilen mot den lukkede konfigurasjon.

4. Sammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat ventilen er operasjonell, i det minste delvis, som svar på et oppstrøms trykk i arbeidsfluidet.

5. Sammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat ventilen er operasjonell i en første modus hvori ventilen svarer på en økning i et oppstrøms trykk ved å bevege ventilen til den åpne konfigurasjon, og en andre modus hvori ventilen ikke svarer på en økning i oppstrømstrykket ved å bevege ventilen til den åpne konfigurasjon.

6. Sammenstilling ifølge krav 5,karakterisert vedat ventilen omfatter en reguleringsinnretning for å veksle ventiloperasjonen mellom den første modus og den andre modus.

7. Sammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat sammenstillingen videre omfatter et trykkompensert kammer som er operativt forbundet med ventilen.

8. Sammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte ventil er operasjonell fra utsiden av brønnhullet når sammenstillingen befinner seg inni brønnhullet.

9. Sammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte ventil er foranderlig fra nevnte første konfigurasjon til nevnte andre konfigurasjon som svar på trykkendringer.

10. Sammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte ventil er posisjonert i det minste delvis inni nevnte andre passasje.

11. Sammenstilling ifølge krav 1,karakterisert vedat levering av fluid til nedstrømskomponenten gjennom det første fluidutløp hindres i den andre konfigurasjon.

12. Sammenstilling ifølge krav 11,karakterisert vedat levering av fluid til nedstrømskomponenten gjennom det første fluidutløp i all hovedsak forhindres i den andre konfigurasjon.

13. Fremgangsmåte for å dirigere en fluidstrøm innenfor et hydraulisk system for operasjon i et brønnhull,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: - å motta fluid fra en oppstrømskomponent i systemet; - å dirigere fluidet mot en nedstrømskomponent i systemet; - å åpne en passasje for å slippe ut i det minste en del av fluidet fra systemet; og - å lukke passasjen for å dirigere alt fluidet mot nedstrømskomponenten.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat passasjen åpnes som svar på en økning av fluidets oppstrømstrykk.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14,karakterisert vedat passasjen lukkes som svar på en senkning av fluidets oppstrømstrykk.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15,karakterisert vedat passasjen åpnes på ny, etter at passasjen er blitt åpnet, som svar på en økning av oppstrømstrykket kun etter en rekke med endringer av oppstrømstrykket som omfatter en økning i oppstrømstrykket, og en etterfølgende senkning av oppstrømstrykket.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter å åpne passasjen på ny.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter å justere en verdi av oppstrømstrykket, ved hvilken verdi passasjen åpnes, basert i det minste delvis på et trykk utenfor systemet.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat det hydrauliske system omfatter én av kveilrør, skjøtede rør og borerør.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat fluid dirigeres mot systemets nedstrømskomponent, hvilken komponent omfatter én av en traktor, et dyseforsynt rørstykke, et antistoppverktøy, et loggeverktøy, en perforeringskanon, et sandvaskeverktøy, et verktøy for måling under boring, et verktøy for logging under boring, en nedihullsmotor, en borekrone, et fresehode, en styresammenstilling og et spesielt aktiveringsverktøy.

21. Nedihullssammenstilling,karakterisert vedat sammenstillingen omfatter: - en kveilrørsborestreng; - en sirkulasjonssammenstilling omfattende en oppstrømskopling, en nedstrømskopling, en første passasje mellom oppstrømskoplingen og nedstrømskoplingen, en andre passasje mellom oppstrømskoplingen og en utside av systemet, en ventil som kommuniserer med den andre passasje, en reguleringsmekanisme som er innrettet til å operere i samarbeid med ventilen; og - minst én av en traktor og en bunnhullsammenstilling.

22. Nedihullssammenstilling ifølge krav 21,karakterisert vedat sirkulasjonssammenstillingen videre omfatter en strømningsdeler ved et skjæringspunkt mellom den første passasje og den andre passasje.

23. Nedihullssammenstilling ifølge krav 21,karakterisert vedat sirkulasjonssammenstillingen videre omfatter et trykkompensert kammer som er innrettet til å påføre ventilen et trykk imot trykket som utøves på ventilen av et fluid inni den andre passasje.

24. Nedihullssammenstilling ifølge krav 23,karakterisert vedat reguleringsmekanismen er posisjonert mellom ventilen og det trykkompenserte kammer.

25. Nedihullssammenstilling ifølge krav 21,karakterisert vedat bunnhullsammenstillingen omfatter minst én av et dyseforsynt rørstykke, et loggeverktøy, en perforeringskanon, et sandvaskeverktøy, et boreverktøy, en motor, en borekrone og et fresehode.

26. Nedihullssammenstilling ifølge krav 21,karakterisert vedat sammenstillingen omfatter en traktor, hvor traktoren er forbundet direkte med sirkulasjonssammenstillingen.

27. Nedihullssammenstilling ifølge krav 21,karakterisert vedat sammenstillingen omfatter en traktor, hvor traktoren er atskilt fra sirkulasjonssammenstillingen.