NO20110126A1

NO20110126A1 - Vatforbindelsessystem for nedihullsutstyr

Info

Publication number: NO20110126A1
Application number: NO20110126A
Authority: NO
Inventors: Philip Head
Original assignee: Artifical Lift Company Ltd
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2011-07-27
Also published as: GB2487854B; US20140284064A1; US8746354B2; CA2729475C; GB201101271D0; GB201001232D0; CA2729475A1; US9546527B2; GB2487854A; US20110180272A1; GB2477214B; GB2477214A; GB201205084D0

Abstract

Et våtforbindelsessystem som egner seg for bruk i hydrokarbonbrønner, innbefatter fortrinnsvis en eller flere langstrakte ledninger (50) med liten diameter, hvilke ledninger strekker seg ned i brønnboringen (2) og ender nær en lokaliseringsstruktur (11) på produksjonsrøret (10). Utstyr (70) som er plassert ved lokaliseringsstrukturen, forbindes med en eller flere selvbærende ledere (30) som går ned gjennom ledningene fra brønnhodet (5). Fordelaktig kan lederne trekkes ut, og ledningene tett forbundet med utstyret, slik at dermed utstyret og lederne kan plasseres og tas ut igjen uavhengig av hverandre, og kan spyles med dielektrisk olje (99) som pumpes ned gjennom ledningene etter en re-forbindelse.

Description

Oppfinnelsen vedrører våtforbindelsessystemer for kobling av en leder eller ledere til utstyr som er plassert i et borehull, eksempelvis en olje- eller gassbrønn. Våtforbindelsessystemer av kjent type tilveiebringer en forbindelse som kan tilveiebringes og brytes in situ i et væskemiljø, slik at derved det plasserte utstyret kan løskobles og gjenvinnes uten at det er nødvendig å fjerne lederen fra borehullet, og kan kobles til lederen igjen in situ når utstyret plasseres på nytt.

Vanligvis er lederen eller den enkelte leder en elektrisk leder, som kan brukes eksempelvis for tilveiebringelse av en dataforbindelse eller for levering av energi til et verktøy eller et utstyr så som en elektrisk neddykkbar pumpeinnretning (ESP). I andre applikasjoner kan lederen eller den enkelte leder innbefatte eksempelvis en fiberoptisk leder eller et rør for føring av trykksatt hydraulisk fluid for på den måten å levere energi til et verktøy som er plassert i borehullet.

Vanligvis blir en olje- eller gassbrønn foret med rør som sementeres i borehullet, for derved å danne en permanent brønnforing. Rørets indre vegg begrenser brønnboringen. (I denne beskrivelsen skal et "rør" bety et avlangt, hult element som vanligvis, men ikke nødvendigvis, har et sirkulært tverrsnitt, og uttrykket "rørformet" skal tolkes tilsvarende). Fluidet som produseres i brønnen blir ført til overflaten via produksjonsrør som vanligvis plasseres ned i brønnboringen i form av sammenkoblede seksjoner og (fordi plasseringen er tidkrevende og dyr) fordelaktig blir forlatt in situ i brønnens produktive levetid. Når en ESP brukes for pumping av brønnfluidet til overflaten, kan den være permanent montert ved produksjonsrørets nedre ende, men mer fordelaktig plasseres den ved at den senkes ned i produksjonsrøret ved hjelp av en vaier eller et kveilrør (CT), slik at pumpen kan hentes opp igjen uten derved å forstyrre produksjonsrøret.

Det er eksempelvis fra US 2003/0085815 Al kjent å forsyne en brønnforing med en dokkingsstasjon som er forbundet med overflaten ved hjelp av ledere. Dokkingsstasjonen og lederne plasseres sammen med foringen og sementeres permanent på plass i borehullet sammen med foringen. Verktøy som føres ned i brønnen kan forbindes løsbart med lederne via dokkingsstasjonen.

WO 2005005506, som tilhører søkeren, beskriver et våtforbindelsessystem hvor én eller flere ledere er anordnet i ringrommet mellom en produksjonsrørstreng og en brønnforing, og avsluttes med en forbindelsesstruktur som er festet til produksjonsrørets nedre ende. En ESP senkes i produksjonsrøret, og forbindes med lederne ved hjelp av en arm som beveges radielt utover for samvirke med forbindelsesstrukturen.

I praksis kan det sistnevnte systemet brukes for plassering av en ESP eller annet utstyr med fjernstyring i en olje- eller gassbrønn ved at den forbindes med en forbindelsesstruktur i produksjonsrøret på et dyp som utgjør flere kilometer i et aggressivt miljø hvor pumpen utsettes for høye trykk og temperaturer, store mekaniske belastninger, vibrasjon, korrosive fluider, løste gasser som trenger gjennom elektrisk isolasjon, og partikler som kan tette til mekaniske deler. Fordi våtforbindelsen mellom det plasserte utstyret og lederne tilveiebringes og brytes i dette miljøet, vil det ofte oppstå feil i området rundt våtforbindelsesanordningen, og også, om enn ikke så ofte, i lederne som forbinder den med overflaten. Når lederne er elektriske strømledninger, vil ofte ledningenes isolasjon ødelegges nær koblingsstedet. Ved å bryte våtforbindelsen og ta det plasserte utstyret opp til overflaten, kan skadede konnektorer på det plasserte utstyret identifiseres og repareres. Imidlertid kan skadede konnektorer ved ledernes nedre ender bare inspiseres og erstattes ved å ta opp hele produksjonsrørstrengen, en operasjon som er arbeidskrevende og dyr.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte og en anordning for tilveiebringelse av en våtforbindelse med nedihullsutstyr, slik at man kan løse dette problemet.

I samsvar med ulike inventive aspekter foreslås det et system og en fremgangsmåte som angitt i patentkravene.

Noen utførelseseksempler av oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til tegningen. Det dreier seg om rene eksempler som ikke er ment å begrense oppfinnelsen. På tegningen viser:

Fig. 1 et lengdesnitt gjennom et borehull i samsvar med en første utførelse,

Fig. 2A og 2B er lengdesnitt gjennom et borehull i samsvar med en variant av den første utførelsen, henholdsvis før og etter plasseringen av en ESP, Fig. 3A, 3B, 3C og 3D er tverrsnitt tatt etter de respektive linjene A-A, B-B, C-C og D-D i borehullet i fig. 1,

Fig. 4 er et lengdesnitt gjennom et brønnhode,

Fig. 5A-5F er lengdesnitt gjennom de nedre endeområdene til en leder og ledning, og tilhørende mottak for ESP i samsvar med den første utførelsen, og figurene viser henholdsvis

Fig. 5A: lederen,

Fig. 5B: lederen anordnet i ledningen,

Fig. 5C: mottaket innrettet i forhold til lederen og ledningen,

Fig. 5D: ledningen i inngrep med mottaket før forbindelsen av lederen,

Fig. 5E: ledningen i inngrep med mottaket etter forbindelsen av lederen Fig. 5F: ledningen i inngrep med mottaket etter en tilbaketrekking av lederen; Fig. 6 er et lengdesnitt i samsvar med den første utførelsen, og viser fluidsirkulering gjennom tre ledninger i samvirke med tre med hverandre forbundne mottak for ESP, med de respektive lederne i tilkoblet stilling,

Fig. 7 er et lengdesnitt gjennom et mottak for ESP i samsvar med en variant,

Fig. 8 viser fluidstrøm gjennom ESP, og viser også tre ledninger i samvirke med tre med hverandre forbundne mottak for ESP i samsvar med en variant av fig. 7, Fig. 9A-9E er lengdesnitt gjennom en ESP og et rør i plassert stilling i samsvar med en andre utførelse, hvor

Fig. 9A viser ledningen og mottaket før forbindelse av lederen,

Fig. 9B viser ledningen og mottaket etter forbindelse av lederen,

Fig. 9C er et forstørret riss av mottaket etter forbindelse av lederen,

Fig. 9D er et forstørret riss av mottaket før forbindelse av lederen, og

Fig. 9E er et forstørret riss av den nedre enden til lederen og ledningen før forbindelse av lederen. Fig. 10 er et forstørret lengdesnitt gjennom en del av en tetningselementanordning, Fig. 1 IA og 1 IB viser lengdesnitt gjennom en andre tetningselementanordning som er anordnet i en klaring mellom lederen og ledningen, plassert henholdsvis mot en innvendig skulder i ledningen og ved ledningens nedre ende.

Like deler i figurene er angitt med like henvisningstall.

I fig. 1-4 er det i samsvar med en første utførelse vist et system for forbindelse av en gruppe bestående av tre avlange elektriske ledere 30 for tilføring av trefasestrøm til en ESP 70 som er plassert i brønnboret 2 i et borehull 1. Brønnboringen 2 utgjøres av et rør 3 som er sementert i borehullet, for derved å danne en fast foring, som typisk har en diameter på rundt 175 mm. En streng bestående av med hverandre forbundne produksjonsrør 10 går ned i brønnboringen fra brønnhodeanordningen 5 ved borehullets øvre ende 4. En lokaliseringsstruktur 11 er anordnet på produksjonsrørets nedre endedel. Produksjonsrøret er forsynt med innløpshull 12 like over lokaliseringsstrukturen. I den utførelsen som er vist i fig. 1 er innløpshullene plassert i en del 13 av produksjonsrøret 10 som har en større diameter, mens i varianten i fig. 2A og 2B har produksjonsrøret 10 én og samme diameter.

Lokaliseringsstrukturen 11 (best vist i fig. 2A) innbefatter åpninger eller vinduer 14, 15 i rørets 10 vegg, og et utragende anslag 16. En gruppe bestående av tre forbindelsesblokker 17 er tilknyttet produksjonsrøret 10 nær lokaliseringsstrukturen 11, og like over vinduets 14 øvre kant.

I bruk blir ESP'en 70 ført ned i borehullet (eksempelvis med en vaier) gjennom produksjonsrøret 10, helt til et lokaliseringselement 72 på dets hus får glidende samvirke med en orienteringsstruktur (ikke vist) på produksjonsrøret, hvilket samvirke er slik at ESP'en blir dreiet til riktig stilling i forhold til lokaliseringsstrukturen under bevegelse nedover. Slike orienteringsstrukturer er kjent for fagfolk, og kan eksempelvis innbefatte en skulder eller anslagsflate rundt den indre flaten i produksjonsrøret og skråstilt i forhold til lengdeaksen (vertikalen), for på den måten eksempelvis å danne en skruelinje, eller alternativt en ellipse viss hovedakse ligger i et plan som inneholder produksjonsrørets lengdeakse, og viss lille akse ligger på en diameter av produksjonsrøret.

En forbindelsesarm 71 og lokaliseringselementet 72 blir så ført radielt utover fra ESP'en for samvirke med vinduene 14, 15, for på den måten å lokalisere ESP'en og holde den i den plasserte stillingen inne i produksjonsrøret ved lokaliseringsstrukturen, slik det er vist i fig. 1 og 2B. Hensikten er også å motvirke den nedadrettede trykkpåvirkningen som ESP gir (eksempelvis 20 tonn eller mer) i produksjonsrøret. Forbindelsesarmen 71 innbefatter tre konnektorer med mottak 80 som kjøres radielt ut fra den tilbaketrukne stillingen 80' (vist med stiplede linjer i fig. 3D) og gjennom vinduet 14, slik at de blir liggende aksialt under de tre forbindelsesblokkene 17 i den utkjørte stillingen.

Et hydraulisk stempel 76 (eksempelvis drevet med en batteridrevet motor i ESP'en) blir så ført ut fra forbindelsesarmen 71 til samvirke med anslaget 16 i produksjonsrøret 10. Forbindelsesarmen 71 heves slik at mottakerne 80 får avtettet forbindelse med de respektive forbindelsesblokkene 17. Dette vil bli beskrevet nærmere nedenfor.

I drift blir ESP'en 70 avtettet mot den indre flaten i produksjonsrøret 10. Dette skjer ved hjelp av en ekspanderende pakning 73, slik at det fluidet som produseres i brønnen (indikert med pilene F i fig. 1 og 2B) pumpes til overflaten ved hjelp av pumpen 74 via produksjonsrøret. I arrangementet i fig. 1 kjøles pumpemotoren 75 med brønnfluid som trekkes gjennom den utvidede delen 13 av produksjonsrøret. I varianten i fig. 2A og 2B henger pumpemotoren 75 ned under produksjonsrøret, slik at pumpen derved kjøles av brønnfluid som trekkes opp gjennom brønnboringen 2.

Tre langstrakte rørledninger 50 (bare én er vist i fig. 1, 2 og 4) (eksempelvis av rustfritt stål) er anordnet i ringrommet 2' mellom produksjonsrøret 10 og brønnforingen 3. Hver ledning går fra borehullets øvre ende 4 og til lokaliseringsstrukturen 11. Hver ledning 50 kan ha en ytterdiameter på eksempelvis fra ca. 10 mm til ikke mer enn ca. 35 mm, dvs. at de er meget smalere enn produksjonsrøret, som typisk vil ha en diameter på ca. 100 mm eller mer. Hver ledning føres ned i borehullet sammen med produksjonsrøret fra en kontinuerlig kveil ved brønnhodet før den avtettes i sitt øvre endeområde ved hjelp av pakkboksmuttere 6 mot brønnhodehengeanordningen 5', og bæres mellom borehullets øvre ende 4 og lokaliseringsstrukturen 11 ved hjelp av konvensjonelle bånd eller klemmer (ikke vist) som er anordnet i innbyrdes avstander og fast i forhold til produksjonsrørets 10 yttervegg. Den nedre endedelen eller det nedre endeområdet 51 av hver ledning er festet til produksjonsrøret nær lokaliseringsstrukturen ved hjelp av en respektiv forbindelsesblokk 17.

Hver leder 30 er glidbart anordnet inne i en respektiv ledning 50, og hver leder har en ytterdiameter som er mindre enn innerdiameteren i ledningen. Forskjellen er eksempelvis noen få millimeter, slik at det dannes en i hovedsaken ringformet klaring 52 mellom lederen og ledningen. Denne klaringen er fordelaktig utformet mindre enn lederens diameter, og utgjør eksempelvis et radielt gap på ca. 2,5 mm rundt lederen, slik at klaringen er liten nok til å sikre at lederen forblir i hovedsaken parallell med ledningsveggen, for på den måten å hindre bukling eller fastklemming. Klaringen er akkurat stor nok til at lederen kan føres inn i og ut fra rørledningen, og er tilstrekkelig stor til å muliggjøre at et dielektrisk fluid, eksempelvis olje 99 eller et annet beskyttende fluid, kan pumpes fra overflaten og ned gjennom ledningen rundt lederen. (Det skal her være underforstått at klaringen er altfor liten til å gi en brukbar strømningsbane for fluidet som produseres i brønnen).

Når produksjonsrøret og rørledningen er på plass, kan hver leder 30 plasseres ved at den føres inn i rørledningen 50 ved borehullets øvre ende, og ned helt til den når forbindelsesblokken 17, slik at lederen derved går fra borehullets øvre ende 4 og til lokaliseringsstrukturen 11. En pakning (ikke vist) er anordnet mellom lederen og rørledningen nær brønnhodet.

Som vist i fig. 5A-5F avsluttes hver forbindelsesblokk 17 ved den nedre enden med en nese 18, og har en innvendig boring 19 som kommuniserer med rørledningen 50. Boringen 19 er utformet som en innvendig isolert keramisk hylse 20, og danner en øvre indre skulder 21 og en nedre indre skulder 22.

Siden hver leder 30 fortrinnsvis henger ned fra borehullets øvre ende slik at den er selvbærende over hele lengden, i dyp på ca. 1 km eller mer, har hver leder fordelaktig en stålkjerne 31 med høy strekkstyrke. Stålkjernen 31 er omgitt av et belegg 32, fordelaktig av kobber, som er mer elektrisk ledende enn kjernen, men har en lavere strekkstyrke. Videre er det anordnet minst et ytre lag med elektrisk isolasjon 33, som fordelaktig innbefatter et ytre lag av termoplast over et indre polyamidlag. Man kan også tenke seg andre arrangementer, eksempelvis kan hvert element med den høye strekkstyrken være anordnet rundt kjernen, eller det kan tilveiebringes et antall elementer som har høyere og lavere strekkstyrker.

Lederen avsluttes ved sin nedre ende med en endedel som innbefatter en beryllium-kobberkontakt 34 som er tilknyttet kjernen 31 og belegget 32, eksempelvis ved hjelp av lodding, sveising eller krymping, og som har en keramisk spiss 35. En aksial boring 36 går delvis gjennom kontakten, og danner en sylindrisk vegg som er delt med aksiale spalter 37 for derved å danne et antall aksialt avlange bladfjærer 38. En krave 39 er utformet på den ytre siden av hver bladfjær. Denne kraven samvirker med den øvre interne skulderen 31 på forbindelsesblokken 17, for derved å bære lederen i en første aksial stilling i ledningen 50 (fig. 5B). Kraven 39 og den øvre og nedre innvendige skulderen 21, 22 samvirker for dannelse av en frigjørbar anslagsmekanisme. Dette vil bli beskrevet nærmere nedenfor.

I den første stillingen som vist i fig. 5B, har en første gruppe av ringformede pakninger 100 anordnet på lederens keramiske spiss 35, samvirke med den diameterreduserte veggen i boringen 19 i nesen 18.1 den viste utførelsen virker hver pakning 100 som en skraper, slik det er beskrevet nærmere nedenfor under henvisning til fig. 10, og pakningene er anordnet vendt i motsatte retninger slik at i den første posisjonen (Fig. 5B) tetter de klaringen 52 nærliggende til lokaliseringsstrukturen 11 for å holde på den dielektriske oljen 99 i klaringen 52 og også for å forhindre inntregning brønnfluid inn i ledningen. Resten av boringen 19 av forbindelsesblokken 17 og boringen i røret 50 har større diameter enn pakningene 100, slik at klaringen 52 er selektivt tettbar og ikke-tettbar nærliggende lokaliseringsstrukturen 11 ved å skyve lederen opp eller ned i ledningen 50 for å bevege pakningene ut av inngrep med den reduserte diameteren til nesens 18 boring.

Hvert mottak 80 har en indre isolerende keramisk hylse 81 med en indre rørformet leder 82 som ender i en gruppe av konvensjonelle elektriske multikonnektorer 83, og en indre isolerende keramisk foring 84 med grunne ringutsparinger 85. Lederen og foringen danner en fluidpassasje 86, hvor en keramisk plugg 87 er glidbart plassert og spennpåvirket til en lukket stilling (fig. 5C) ved hjelp av en fjær 88. En skulder (ikke vist) er anordnet for anlegg mot pluggen i den lukkede stillingen, i hvilken en andre gruppe av ringformede pakninger 100' på pluggen er anordnet for tettende samvirke med veggen i fluidpassasjen 86. Hver pakning 100' tilsvarer pakningene 100, og er anordnet slik at de vender ut mot mottakets munning 89 for derved å hindre inntrengning av brønnborefluid. Mottaket avsluttes med en del som har en utvidet diameter og hvor det finnes en tredje gruppe pakninger 100", også disse tilsvarende pakningene 100 og anordnet vendt i motsatte retninger. Munningen 89 i fluidpassasjen 86 er lukket med en beskyttende membran 90, og rommet mellom membranen og pluggen er fylt med en dielektrisk olje eller et annet beskyttende fluid, en gel eller tverrbundet gel 99'.

Når forbindelsesarmen 71 på ESP'en løftes av stempelet 86, vil nesen 18 på hver forbindelsesblokk 17 (avtettet med den keramiske spissen 35 og pakningene 100 i lederen 30 i den første stillingen) bryte membranen 90 når nesen går inn i det tilsvarende mottaket 80. Derved blir ledningen 50 tett forbundet med mottaket, slik at klaringen 52 har fluidforbindelse med fluidpassasjen 86. Sammen vil disse danne en fluidpassasje 52, 86 som strekker seg mellom verktøyet og ledningen, og har forbindelse med klaringen 52 og med mottaket 80. De tredje pakningene 100" har tettende samvirke med nesen 18 og har en avstrykende innvirkning på nesens overflate når denne går inn i mottaket. Derved hindres inntrengning av borefluid, og det hindres også tap av dielektrisk olje 99 fra fluidpassasjen 86 (fig. 5D). Hver ledning er således avtettbar og fjernforbindbar med og løsbar fra utstyret når dette befinner seg i den plasserte stillingen.

Når kraven 39 går mot den øvre indre skulderen 91 på forbindelsesblokken 17, vil den bære lederen 30 i den første stillingen (fig. 5B og fig. 5D) med reaksjon av en del av aksialbelastningen som lederen utøver mot kraven. Denne aksialbelastningen er i utgangspunktet lederens vekt (strekker seg over hele brønnborelengden), og avføles på overflaten som en reduksjon av strekkbelastningen på det utstyret som brukes for plasseringen. Lederen 30 holdes i denne første stillingen ved at plasseringen stoppes når denne belastningsreduksjonen avføles.

Etter at hvert mottak eller opptak 80 for ESP 70 er forbundet med den korresponderende ledningen 50 (fig. 5D), fortsetter plasseringen slik at lederens vekt vil utøve en øket aksialbelastning mot kraven 39 som hviler mot den øvre indre skulderen 21. Når belastningen når en terskelverdi, eksempelvis ca. 200 kg, vil bladfjærene 38 bli avbøyet elastisk innover i boringen 36, slik at derved kraven 39 kan gå forbi skulderen 21. Derved frigjøres lederen 30, som så kan gli ned i ledningen 50 helt til den når en andre stilling (fig. 5E), i hvilken kraven 39 blir liggende an mot den nedre indre skulderen 22. Under glidebevegelsen i ledningen fra den første til den andre stillingen, vil endedelen som innbefatter kontakten 34 gå ut fra nesen 18 på forbindelsesblokken 17, slik at derved spissen 35 vil gå mot pluggen 87 og presse denne tilbake i fluidpassasjen 86 helt til kontakten 34 får elektrisk forbindelse med konnektorene 83. Dette skjer via fluidpassasjen 86 slik det er vist i fig. 5E. Forbindelsesstillingen avføles på overflaten som en reduksjon av strekkbelastningen på plassseringsutstyret, og av den elektriske kontinuiteten mellom lederne. Hver leder 3 kan så tilføres strøm, for derved å levere energi til motoren 75 i ESP'en via den rørformede lederen 82 og ledningen 82'.

I den forbundne stillingen (fig. 5E) er den andre gruppen av pakninger 100' plassert i én av utsparingene 85 i foringen 84, slik at de derved ikke har kontakt med foringen. De av den første gruppen av pakninger 100 som vender bakover og mot mottakets munning 89, er plassert i en annen av utsparingene 85, slik at disse heller ikke har kontakt med foringen. De resterende pakningene 100 har kontakt med foringen 84, men fordi de er vendt forover, dvs. mot pluggen 87, muliggjør de at fluid kan strømme forbi dem i den retningen (dvs. vekk fra munningen 89, og mot pluggen 87), men ikke kan strømme i den motsatte retningen.

Med lederen 30 i forbindelsesstillingen, vil således klaringen 52 og fluidpassasjen 86 danne en kontinuerlig fluidstrekning som fordelaktig fylles med en dielektrisk olje 99, eller et annet beskyttende fluid.

Fluidpassasjen 86 kommuniserer med den ene siden av et stempel 91, viss andre side påvirkes av det omgivende fluidet i brønnboringen. Stempelet danner således et trykkutbalanseringselement for utligning av fluidtrykket i fluidpassasjen 86 relativt omgivelsestrykket i borehullet, hvorved det hindres en kontaminering av fluidpassasjen med brønnfiuider. En enveisventil 92 er anordnet i stempelet 91, og gjennom denne ventilen har fluidpassasjen 86 forbindelse med et utløp 93 til borehullet. Dette muliggjør at den dielektriske oljen 99 kan tilføres til det plasserte utstyret ved å pumpe det fra borehullets øvre ende 4, ned gjennom klaringen 52 i ledningen 50, gjennom spaltene 37 forbi kraven 39, og rundt og forbi kontakten 34 ved lederens nedre ende, og ut gjennom ventilen 92. Derved spyles det ut eventuelt kontaminerende brønnborefluider som ellers ville kunne kompromittere ledernes isolasjon nær forbindelsespunktet. Selvfølgelig kan den dielektriske oljen på en effektiv måte beskytte forbindelsen ved at den omgir lederen i området ved forbindelsen, selv når fluidpassasjen ikke skulle strekke seg helt rundt endedelens aksiale spiss.

Det vil også kunne være mulig å pumpe et beskyttende fluid ned gjennom ledningen 50 i forbindelse med tilkoblingen, for derved å forskyve omgivende brønnborefluider og partikler fra området ved mottakerne 50, og således tilveiebringe en temporær beskyttende omhylling hvor forbindelsen tilveiebringes.

Det skal nå vises til fig. 6. Der er det anordnet pakninger som muliggjør at dielektrisk olje 99 kan strømme gjennom hver fluidpassasje 86 i begge retninger, når hver av lederne tilkobles, og de tre respektive fluidpassasjene 86 er forbundet med hverandre. Dette gjør det mulig å sirkulere dielektrisk olje 99 fra borehullets øvre ende og ned gjennom en ledning 50, gjennom utstyret 70 og tilbake opp gjennom en annen ledning 50. Med valg av sirkulasjonsmønsteret og observering av tilstanden til det fluidet som returnerer fra ESP'en eller et annet plassert utstyr, vil det være mulig å kunne detektere kontaminering eller skader på lederne nær forbindelsesstedet, og det vil også være mulig å rette på slike skader ved å omgi lederen med ny dielektrisk olje, som forskyver ledende brønnborefluider og hindrer eller reduserer elektrisk sporing.

Det skal nå vises til fig. 7. Der kan hver plugg 87 holdes i den lukkede stillingen mot kraften til fjæren 88. Dette skjer ved hjelp av en stamme 87' som går mot en indre anslagsflate i fluidpassasjen 86.

I fig. 8 kan fluidpassasjene 86 i de tre respektive mottakene være forbundet med hverandre og kommunisere med mellomrom 75' i motoren 75 eller en annen elektrisk drevet mekanisme i ESP'en eller et annet plassert utstyr. Dette muliggjør at dielektrisk olje 99 kan pumpes ned i ledningene 50, og gjennom ESP-motoren, før det går ut i brønnboringen via en enveisventil 92' i motorhuset. På denne måten kan motoren etterforsynes med dielektrisk olje in situ, slik at derved motorens levetid forlenges.

Det skal nå vises til fig. 5F. Når det er detektert skade på lederne, kan hver leder trekkes opp for seg, og helt ut fra ledningen 50 via brønnhodeanordningen 5 (kraven 39 trekkes forbi skulderen 21), og lederen kan så inspiseres, repareres og settes på plass igjen, og kobles til igjen, helt enkelt ved å senke den ned gjennom ledningen. Under denne operasjonen forblir ledningen 50 fordelaktig forbundet med det korresponderende mottaket 80, slik at den tredje gruppen av pakninger 100" vil hindre inntrengning av brønnborefluid til ett av mottakene eller inn i ledningen.

Dersom det er ønskelig å ta opp ESP 70 eller et annet plassert utstyr, så blir lederen først trukket til den første stillingen (avfølt med endringen av strekkbelastningen når kraven 39 går mot skulderen 21), idet de første pakningene 100 vil tette ledningens nedre ende. Når lederen trekkes opp, vil pluggen 87 lukke fluidpassasjen 86. Forbindelsesarmen 71 som bærer mottakene 80, kan så trekkes opp og ESP'en kan gjenvinnes. Dette kan skje ved hjelp av en vaier.

Hver leder er således fjernforbindbar med og -løsbar fra utstyret mens dette befinner seg i den plasserte stillingen. Samtidig er både utstyret og lederen plasserbar og gjenvinnbar via borehullets øvre ende, uavhengig av hverandre. Fordelaktig kan begge sider av det elektriske forbindelsesstedet fjernovervåkes, gjenvinnes, inspiseres, repareres og plasseres igjen, uten derved å kontaminere anordningen, og det kan også foretas en spyling med rent dielektrisk fluid via ledningen etter den fornyede plasseringen.

I fig. 9A-9E, som viser en andre utførelse, er ledningen 50 festet til røret 10 nær vinduet 40, men er ikke forbundet med ESP'en 70. Isteden, med ESP'en i den viste plasserte stillingen, blir lederen 30 ført fra ledningens nedre ende og gjennom vinduet 14 i produksjonsrøret og inn i mottaket 80'. Mottaket 80' er i hovedsaken utformet som det foran beskrevne mottaket 80. Ved å anordne ledningen i en vinkel i forhold til røret 10, slik det er vist, kan forbindelsen oppnås ved helt enkelt å bevege lederen 30 fra ledningen, og uten noen bevegelser av noen av ledningene 50 eller mottakene 80'. Dette muliggjør en forenklet anordning. Selv om den dielektriske oljen i denne utførelsen ikke kan tilføres mottaket, kan det fremdeles spyles gjennom ledningen 50, og begge sider av forbindelsen (leder og mottak) kan tas opp til overflaten for inspeksjon og reparasjon. Nær lederens 30 distale ende er det anordnet en isolerende keramisk hylse 40 som beskytter isolasjonen i det området som rager ut fra ledningen.

I fig. 1 IA og 1 IB kan klaringen 52 i samsvar med den andre utførelsen selektivt avtettes nær lokaliseringsstrukturen 11 og ledningens 50 distale ende 50' ved hjelp av en tetningsanordning 41. Tetningsanordningen kan innbefatte en aksial stabel av ringpakninger. Tetningsanordningen kan selektivt samvirke med innerveggen i ledningen 50 ved å føre lederen 30 ned i ledningen helt til tetningsanordningen når en indre skulder 53 i ledningen og går inn i en del med redusert diameter ved det nedre endeområdet 51. Når lederen trekkes fra ledningen, vil tetningsanordningen gå klar av delen med redusert diameter, og derved tillate at lederen kan trekkes fritt ut.

I fig. 10 virker hver enkelt pakning 100 (100', 100") sin en avskraper, og innbefatter et ringrom, hvorav ca. Va er vist på tegningsfiguren. Pakningene kan eventuelt stables i lengdeaksen X-X for derved å danne en tetningsanordning. Den radielt sett ytre veggen 101 og den indre veggen 102 i hver pakning er forbundne med hverandre i området ved pakningens første aksiale ende 107 ved hjelp av en massiv del 103, og er adskilt fra hverandre i området ved den motsatte, andre aksiale enden 108 med en ringformet utsparing 104. Den ytre veggen 101 strekker seg lengre i aksialretningen mot den andre enden 108 enn innerveggen 102, slik at når pakningene er stablet med aksialt anlegg som vist, og vendt i samme retning, vil ytterveggen til hver pakning gå mot ytterveggen til den hosliggende pakningen, mens derimot innerveggene 102 er adskilt med et gap 105. Dette gapet muliggjør at den radielt sett indre leppen 106 på den indre veggen 102 kan bøyes litt radielt utover, og dermed tillate en fluidstrømning i retningen Dl, fra den første enden 107 og mot den andre enden 108. Derved tilveiebringes det en trykkforskjell over innerveggen 102, slik at derved trykket mot den radielt sett indre siden av innerveggen 102 vil være større enn i utsparingen 104. Fluidet strømmer forbi pakningen 100. Fluid som presses mot pakningen i den motsatte retningen D2, tilveiebringer en motsatt trykkforskjell, idet trykket i utsparingen 104 er større enn mot den radielt sett indre siden av innerveggen 102. Dette medfører en tendens til å presse leppen 106 mot den sylindriske overflaten til komponenten (ikke vist) som pakningen er anordnet rundt, slik at derved fluidet hindres i å strømme forbi pakningen 100. Pakningene 100 (100', 100") avstryker brønnboringsfluid fra lederens overflate når denne går inn i mottaket, og vil holde dielektrisk olje på plass i rommene mellom dem.

Oppsummert, og i samsvar med en foretrukket utførelsesform, innbefatter et våtforbindelsessystem som egner seg for bruk i hydrokarbonbrønner én eller flere langstrakte ledninger med liten diameter, hvilke ledninger strekker seg ned i brønnboringen og ender nær en lokaliseringsstruktur på produksjonsrøret. Utstyr som plasseres ved lokaliseringsstrukturen, forbindes med én eller flere selvbærende ledere som strekker seg ned i ledningene fra brønnhodet. Fortrinnsvis er lederne uttrekkbare, mens ledningene er tett forbundet med utstyret, hvilket muliggjør at utstyret og lederne kan plasseres og innhentes uavhengig av hverandre, og at de kan spyles med dielektrisk olje som pumpes ned gjennom ledningene etter en re-forbindelse.

Selv om det plasserte utstyret som beskrevet her er en ESP, så er det underforstått at anordningen kan brukes for å forbinde ethvert utstyr som er plassert i et borehull med en elektrisk leder, en fiberoptisk leder, en leder for trykksatt hydraulisk fluid, eller enhver annen type leder som kan gi forbindelse mellom utstyret og overflaten. Eksempelvis kan utstyret innbefatte en ventilmekanisme, et orienteringsverktøy, et fjernavfølingsverktøy, eller lignende. Det kan være anordnet én, to, tre eller flere ledninger, og hver ledning kan inneholde en leder eller en gruppe av ledere. Lederne og ledningene kan ha et tverrsnitt som er rundt eller ikke-rundt. Istedenfor en stålforbindelsesblokk 17 med en innvendig keramisk hylse 20, kan hele forbindelsesblokken være av keramisk materiale, for på den måten bedre å kunne motstå elektrisk krypestrøm. Ledningene 50 kan være av et hvilket som helst egnet metall, eller kan alternativt være av et keramisk eller et annet ikke-ledende materiale istedenfor av stål. Fordelaktig er endene av boringene hvor pakningene er plassert utformet med skråflater (ikke vist) for derved å lette innføringen av pakningene i boringene ved innføring eller uttrekking av lederen. Istedenfor ensrettede eller stablede pakninger, kan det også brukes O-ringer eller andre konvensjonelle pakninger.

Istedenfor å anordne lokaliseringsstrukturen og ledningen på produksjonsrøret eller på et annet gjenvinnbart rør som går ned i brønnhullet, kan lokaliseringsstrukturen og ledningen alternativt være anordnet på en rørdannende del av den faste brønnforingen. I et slikt tilfelle vil ledningen kunne være permanent fastgjort i borehullet. Istedenfor å feste forbindelsesblokkene 17 fast i forhold til produksjonsrøret, kan forbindelsesblokken eller ledningens nedre ende være bevegbar, eksempelvis svingbart opplagret på røret, for dermed lettere å kunne innrette den med den korresponderende forbindelsesstrukturen i det plasserte utstyret, eller den kan være forlengbar og tilbaketrekkbar for samvirke på en aktiv måte med en fast eller bevegbar forbindelsesdel av ESP'en eller et annet utstyr.

I mindre foretrukne utførelser kan lederen eller hver leder være permanent festet i ledningen, eksempelvis ved hjelp av avstandselementer som muliggjør at beskyttende fluid kan strømme i klaringen. Ved å pumpe dielektrisk olje ned i ledningen under eller etter koblingen mellom lederen og det plasserte utstyret, kan isoleringsfeil ved den nedre enden av lederen unngås eller dempes.

I andre alternative utførelser behøver røret ikke innbefatte en lokaliseringsstruktur. Utstyret og lederen kan plasseres uavhengig av en vilkårlig plasseringsstilling (i hvilken utstyret festes, eksempelvis ved hjelp av en fjernekspandert pakning), før in-situ forbindelsen mellom lederen og utstyret.

I den viste utførelsen innbefatter verktøykonnektoren et mottak som utgjør en del av fluidpassasjen. I alternative utførelser kan eksempelvis verktøyet innbefatte en konnektor som strekker seg ut fra verktøyet og mottas i den nedre endedelen av ledningen når denne er tett forbundet med verktøyet, slik at derved fluidpassasjen kan strekke seg rundt konnektoren og til et utløp i ledningen eller i verktøyhuset.

Istedenfor å anordne ledningen fast i forhold til produksjonsrøret eller brønnforingen, kan ledningen isteden forbindes tett med utstyret før utstyret og ledningen sammen plasseres i borehullet. I den plasserte stillingen blir så den selvbærende lederen ført ned gjennom ledningen helt til endedelen går inn i mottaket i utstyret. Dielektrisk fluid pumpes så ned i klaringen mellom lederen og ledningen slik at derved den elektriske forbindelsen spyles. Fluidet går gjennom fluidpassasjen som dannes av mottaket, og videre ut gjennom en enveisventil eller et annet utløp, eventuelt etter å ha spylt de elektriske viklingene eller andre interne komponenter i utstyret.

I nok en utførelse kan verktøyet eller utstyret henge i et kveilrør (CT) eller alternativt i et sammenskjøtet produksjonsrør, og beveges sammen med røret i borehullet. Ledningen og lederen kan så sammen plasseres ned i kveilrøret eller produksjonsrøret. Ledningen avsluttes med en konnektor som går inn i og mekanisk (eventuelt på løsbar måte) samvirker med en tilsvarende låseformasjon på toppen av utstyret, slik det vil være kjent for fagfolk. Lederen kan føres inn i ledningen enten før eller etter at ledningen er forbundet med verktøyet på tett måte. Så snart ledningen er låst tett sammen med utstyret, beveges lederen ned gjennom ledningen for forbindelse med verktøykonnektoren, og det dielektriske fluidet blir så pumpet ned gjennom klaringen for spyling av fluidpassasjen (eksempelvis som dannet av et mottak som inneholder den elektriske forbindelsen), også her med utløp via en enveisventil eller et annet utløp, enten inn i brønnboringen, eller tilbake til overflaten gjennom en andre eller tredje ledning som inneholder en andre eller tredje leder. Dette muliggjør at verktøyet kan plasseres på et kveilrør eller en vaier, og at ledningen og lederen så kan bringes til samvirke, hvoretter den elektriske forbindelsen kan spyles. Om nødvendig kan lederen trekkes ut og erstattes med fornyet spyling av forbindelsen, uten å derved forstyrre verktøyet. Ledningen og lederen kan så trekkes ut og erstattes med en vaier for gjenvinning av verktøyet ved hjelp av en høy trekkraft.

Det skal her være underforstått at den inventive rammen bare bestemmes av patentkravene og ikke av de viste og beskrevne utførelsene.

Claims

1. System for fjernkobling av en leder til utstyr som er plassert nede i et borehull, innbefattende rør som strekker seg ned i borehullet fra en øvre ende av borehullet, idet utstyret kan føres gjennom røret og til en plasseringsstilling, en lokaliseringsstruktur anordnet på røret for mottak av utstyret og holding av dette i plasseringsstillingen, og minst én langstrakt leder som strekker seg fra borehullets øvre ende og har en endedel, hvilken endedel kan fjerntilkobles og fjernfrakobles utstyret når utstyret befinner seg i plasseringsstillingen, karakterisert vedat i det minste en langstrakt rørformet ledning er anordnet i et fast forhold til røret, hvilken ledning strekker seg fra borehullets øvre ende og har en nedre endedel, hvilken nedre endedel er fiksert nær lokaliseringsstrukturen, og at lederen er anordnet inne i ledningen, idet det er dannet en klaring mellom lederen og ledningen.

2. System ifølge krav 1, karakterisert vedat ledningen er tettende forbindbar og løsgjørbar fra utstyret når utstyret er i plasseringsstillingen.

3. System ifølge krav 2, karakterisert vedat lederen er forbindbar med og løsgjørbar fra utstyret mens ledningen er tettende forbundet med utstyret.

4. System ifølge krav 1, karakterisert vedat lederen er glidbart anordnet i ledningen.

5. System ifølge krav 4, karakterisert vedat lederen er glidbart uttakbar fra ledningen via borehullets øvre ende.

6. System ifølge krav 4, karakterisert vedat lederens endedel er forbindbar med utstyret med glidende forlengelse av lederen fra en nedre ende av ledningen.

7. System ifølge krav 4, karakterisert vedat det er anordnet en anslagsmekanisme for bæring av lederen i en første stilling i ledningen mot en aksialbelastning som lederen utøver på anslagsmekanismen, hvilken anslagsmekanisme er utløsbargjørbar med en øking av aksialbelastningen for derved å tillate lederen å gli ned i ledningen til en andre stilling, og, når utstyret er plassert i plasseringsstillingen, er lederen i den første stillingen ikke forbundet med utstyret, og i den andre stillingen er lederen forbundet med utstyret.

8. System ifølge krav 1, karakterisert vedat lederen er en selvbærende elektrisk leder.

9. System ifølge krav 8, karakterisert vedat lederen innbefatter en kjerne og et elektrisk ledende belegg, hvilket belegg har en lavere strekkstyrke enn kjernen.

10. System ifølge krav 1, karakterisert vedat klaringen er fylt med et beskyttende fluid.

11. System ifølge krav 1, karakterisert vedat klaringen er avtettet nær lokaliseringsstrukturen.

12. System ifølge krav 1, karakterisert vedat borehullet innbefatter en fast foring som danner en brønnboring, og at røret er plassert i brønnboringen.

13. System ifølge krav 1, karakterisert vedat ledningen er tettende forbindbar med utstyret i plasseringsstillingen, for derved å danne en fluidpassasje som kommuniserer med klaringen når utstyret er forbundet med ledningen.

14. System ifølge krav 13, karakterisert vedat fluidpassasjen strekker seg rundt lederens endedel når lederen er forbundet med utstyret.

15. System ifølge krav 13, karakterisert vedat utstyret innbefatter en elektrisk drevet mekanisme, og at fluidpassasjen strekker seg gjennom denne mekanismen.

16. System ifølge krav 13, karakterisert vedat fluidpassasjen har forbindelse med et trykkutbalanseringselement for utligning av fluidtrykk i fluidpassasjen med det omgivende trykket i borehullet.

17. System ifølge et av kravene 13-16, karakterisert vedat fluidpassasjen kommuniserer med et utløp til borehullet via en enveisventil.

18. System ifølge krav 1, karakterisert vedat minst to ledninger strekker seg fra borehullets øvre ende og til lokaliseringsstrukturen, og at hver ledning har en respektiv leder anordnet i seg med en respektiv klaring mellom ledningen og lederen.

19. System ifølge krav 18, karakterisert vedat hver ledning er tettende forbindbar med utstyret i plasseringsstillingen, og at utstyret innbefatter minst to med hverandre forbundne fluidpassasjer som kommuniserer med de respektive klaringene når utstyret er forbundet med de respektive ledningene.

20. Fremgangsmåte for tilveiebringelse av en fjernkobling mellom en endedel av en leder og et neddykkbart verktøy som er plassert i et borehull, hvilket verktøy innbefatter en konnektor for å forbinde verktøyet til lederens endedel, hvilken fremgangsmåte innbefatter: anordning av lederen i en langstrakt rørformet ledning slik at det dannes en klaring mellom lederen og ledningen, og forbinde ledningen tettende til verktøyet for derved å danne en fluidpassasje som kommuniserer med klaringen og med konnektoren, karakterisert vedå tilveiebringe et utløp fra fluidpassasjen; og, etter at ledningen er forbundet med verktøyet, å føre lederen glidende i ledningen til lederens endedel forbindes med konnektoren, og å pumpe et beskyttende fluid gjennom klaringen i ledningen, gjennom fluidpassasjen og ut gjennom utløpet.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert vedat utløpet innbefatter en enveisventil, og at det beskyttende fluidet føres ut i brønnboringen gjennom ventilen.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert vedat utløpet kommuniserer med en andre ledning, og at det beskyttende fluidet sirkuleres tilbake til en øvre ende av borehullet gjennom denne andre ledningen.

23. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 20-22, karakterisert vedat det beskyttende fluidet pumpes gjennom en mekanisme til verktøyet.