NO20130184A1

NO20130184A1 - Device and method for protecting crushable production well plugs against falling objects with one layer of viscous liquid

Info

Publication number: NO20130184A1
Application number: NO20130184A
Authority: NO
Inventors: Viggo Brandsdal
Original assignee: Tco As
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-11-18
Also published as: BR112015018535B1; NO334014B1; BR112015018535A2; WO2014133396A1; US20160024873A1; CA2899841A1; EP2954149A1; RU2015134779A

Description

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å beskytte en knusbar plugg i en produksjonsbrønn mot fallende objekter, samt en knusbar plugg for testing av en olje- og/eller gassproduksjonsbrønn, hvor pluggen omfatter ett eller flere lag av knusbart materiale innrettet for å knuses på kontrollert vis. The present invention relates to a method for protecting a breakable plug in a production well against falling objects, as well as a breakable plug for testing an oil and/or gas production well, where the plug comprises one or more layers of breakable material designed to be broken in a controlled manner show.

Brønner for olje- og gassproduksjon er utsatt for svært høye trykk, som skyldes en kombinasjon av atmosfærisk trykk (pga. dybden på brønnene) og trykk påført fra selve oljen/gassen (som både er under trykk fra omgivelsene pga. dette er lukkede systemer og fra svært høye temperaturer). Det er derfor vesentlig at produksjonsbrønnene må kunne tåle dette trykket. Brønnene testes derfor grundig for deres evne til å motstå trykk både før de settes i produksjon, og under produksjonen eller endringer derved. Testene går ut på å anbringe en plugganordning nede i brønnen, som blokkerer passasje av fluider. Trykk påføres så fra overflaten ved hjelp av et egnet fluid, og man sjekker for lekkasjer ved å for eksempel måle trykktap over tid, da trykktap indikerer at brønnen ikke er tett. Når testen er ferdig fjernes plugganordningen slik at brønnen åpnes og produksjon kan igangsettes. Wells for oil and gas production are exposed to very high pressures, which is due to a combination of atmospheric pressure (due to the depth of the wells) and pressure applied from the oil/gas itself (which is both under pressure from the surroundings because these are closed systems and from very high temperatures). It is therefore essential that the production wells must be able to withstand this pressure. The wells are therefore thoroughly tested for their ability to withstand pressure both before they are put into production, and during production or changes thereby. The tests involve placing a plug device down the well, which blocks the passage of fluids. Pressure is then applied from the surface using a suitable fluid, and you check for leaks by, for example, measuring pressure loss over time, as pressure loss indicates that the well is not tight. When the test is finished, the plug device is removed so that the well is opened and production can begin.

Plugganordningene som brukes for slik testing av produksjonsbrønner er velkjente på fagfeltet. De må være sterke nok til å kunne forsegle brønnen fullstendig, og samtidig må de kunne fjernes - helst raskt og selvsagt uten å skade brønnen. De fleste kjente løsningene er plugger laget av glass, selv om løsninger av andre materialer, så som gummi, også er kjent. Glass og keramiske materialer har vist seg å være ideelle materiale da de ikke reagerer med fluidene i brønnen, selv ikke under høyt trykk og høy temperatur, og kan fremstilles slik at de tåler en spesifikk trykkbelastning og derved kan tilpasses den spesifikke brønntypen. Samtidig kan glass og keramiske materialer knuses ved forhåndsdefinerte spesifikke fremgangsmåter, slik at pluggen fjernes. The plug devices used for such testing of production wells are well known in the field. They must be strong enough to be able to seal the well completely, and at the same time they must be able to be removed - preferably quickly and of course without damaging the well. Most known solutions are plugs made of glass, although solutions made of other materials, such as rubber, are also known. Glass and ceramic materials have proven to be ideal materials as they do not react with the fluids in the well, even under high pressure and high temperature, and can be manufactured so that they withstand a specific pressure load and can thereby be adapted to the specific type of well. At the same time, glass and ceramic materials can be crushed by pre-defined specific methods, so that the plug is removed.

En glass- eller keramikkplugg kan fremstilles som en solid plugg, eller den kan være laget av flere lag glass/keramikk, eventuelt med andre materialer i mellom lagene. Slike materialer kan være faste stoffer, som keramiske stoffer, plastikk, filt eller til og med papp, men de kan også være fluider i væske eller gassform. Områder med vakuum kan også inkorporeres i pluggen. Pluggen anbringes vanligvis i en holder, som også omfatter en anordning for å knuse pluggen. Vanligvis vil glass som brukes i produksjon av slike plugger ha gjennomgått en behandling for å gjøre det hardere, noe som gjør det i stand til å motstå mer trykk på den siden av glasset der behandlingen utføres, men som også gjør glasset mer skjørt på den motsatte siden. Glasset som anvendes er forholdsvis sterkt, da det anbefales at materialer for slike plugger har en sikkerhetsfaktor på 3. A glass or ceramic plug can be manufactured as a solid plug, or it can be made of several layers of glass/ceramic, possibly with other materials in between the layers. Such materials can be solids, such as ceramics, plastic, felt or even cardboard, but they can also be fluids in liquid or gaseous form. Areas of vacuum can also be incorporated into the plug. The plug is usually placed in a holder, which also includes a device for crushing the plug. Generally, glass used in the production of such plugs will have undergone a treatment to make it harder, enabling it to withstand more pressure on the side of the glass where the treatment is carried out, but also making the glass more brittle on the opposite side since. The glass used is relatively strong, as it is recommended that materials for such plugs have a safety factor of 3.

Anordninger for å ødelegge pluggen er vanligvis innebygd, det vil si at de er installert med pluggen. Når pluggen så kal fjernes er det velkjent å bruke sprengladninger for å knuse pluggen, vanligvis da ved at denne plasseres inne i pluggen, eller på overflaten derav. Dette er kjent teknikk fra NO B1 321976. Da der foreligger en del ulemper ved å installere og bruke sprengladninger i produksjonsbrønner har også alternative løsninger blitt utviklet for knusing uten bruk av eksplosiver, men heller ved mekanisk påvirkning, som å utsette pluggen for punktvis stor trykkbelastning. Dette vises i norsk patentsøknad NO20081229, hvor anordningen for å ødelegge pluggen omfatter et organ innrettet til å bevege seg radielt ved føring av et utløserelement i aksial retning, og i norsk patentsøknad NO20081192, hvor punkter som utsettes for en slik stor trykkbelastning er svekket under konstruksjonen av pluggen, slik at den da knuses lettere. Det er også kjent løsninger som ikke omfatter eksplosiver der man går ned i brønnen, for eksempel ved å nedsenke et verktøy som knuser pluggen med mekanisk påvirkning, slag eller boring. Devices to destroy the plug are usually built-in, that is, they are installed with the plug. When the plug is then removed, it is well known to use explosive charges to crush the plug, usually by placing it inside the plug, or on its surface. This is a known technique from NO B1 321976. As there are a number of disadvantages in installing and using explosive charges in production wells, alternative solutions have also been developed for crushing without the use of explosives, but rather by mechanical influence, such as exposing the plug to pointwise high pressure loads . This is shown in Norwegian patent application NO20081229, where the device for destroying the plug comprises a body arranged to move radially by guiding a release element in an axial direction, and in Norwegian patent application NO20081192, where points exposed to such a large pressure load are weakened during construction of the plug, so that it is then crushed more easily. There are also known solutions that do not include explosives where you go down into the well, for example by submerging a tool that crushes the plug with mechanical impact, impact or drilling.

Når pluggen er laget av glass eller andre materialer som kan og er laget for å knuses, medfører dette problemer. Under driften av brønnen kan ulike objekter, som deler av produksjonsutstyr eller verktøy, falle ned i selve brønnen. Når pluggen befinner seg dypt nede i en produksjonsbrønn, i den horisontale delen derav, er den forholdsvis trygg siden fallende objekter ikke vil nå den, men i den øvre, mer vertikale delen av brønnen er fallende objekter en trussel mot pluggens integritet. Pluggen kan da ødelegges, da den på tross av å være i stand til å motstå stort trykk ikke tåler stor mekanisk belastning. Følgen av dette er at pluggen åpnes på ikke tiltenkt og vanligvis svært uheldig tidspunkt, slik at testingen må avsluttes. Dette er en trussel mot alle plugger laget av knusbare materialer så som glass og keramikk, selv om noen typer plugger er mer sårbare enn andre. For eksempel vil plugger som består av flere lag glass, og særlig dersom de har fluider imellom glasslagene, slik som beskrevet i NO20061308, være ekstra sårbare, da det er nok å knuse det øverste glasslaget for at hele pluggen blir ustabil og ødelegges, og dette øverste glasslaget tåler svært lite mekanisk belastning. When the plug is made of glass or other materials that can and are designed to break, this causes problems. During the operation of the well, various objects, such as parts of production equipment or tools, can fall into the well itself. When the plug is located deep down in a production well, in the horizontal part thereof, it is relatively safe since falling objects will not reach it, but in the upper, more vertical part of the well, falling objects are a threat to the integrity of the plug. The plug can then be destroyed, as despite being able to withstand great pressure, it cannot withstand great mechanical stress. The consequence of this is that the plug is opened at an unintended and usually very unfortunate time, so that the testing must be terminated. This is a threat to all plugs made of breakable materials such as glass and ceramic, although some types of plugs are more vulnerable than others. For example, plugs that consist of several layers of glass, and especially if they have fluids between the glass layers, as described in NO20061308, will be extra vulnerable, as it is enough to break the top layer of glass for the entire plug to become unstable and destroyed, and this the top layer of glass can withstand very little mechanical stress.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en løsning på problemet denne trusselen innebærer, som sikrer plugger fremstilt fra knusbare materialer mot utilsiktet ødeleggelse grunnet fallende gjenstander. The present invention provides a solution to the problem posed by this threat, which secures plugs made from breakable materials against accidental destruction due to falling objects.

Således er fremgangsmåten i følge den foreliggendeoppfinnelsen kjennetegnet ved at på den øvre siden av pluggen anbringes minst ett lag med viskøs væske, hvorpå minst en disk og/eller minst en elastisk membran anbringes, hvor den viskøse væsken dekker den knuselige pluggoverflaten, hvor disken er bevegelig i produsknonsbrønnrørets aksielle retning, og den elastiske membranen dekker og forsegler den viskøse væsken. Thus, the method according to the present invention is characterized by placing at least one layer of viscous liquid on the upper side of the plug, on which at least one disk and/or at least one elastic membrane is placed, where the viscous liquid covers the breakable plug surface, where the disk is movable in the axial direction of the production well pipe, and the elastic membrane covers and seals the viscous fluid.

Foretrukne utførelser av fremgangsmåten er fremlagt i patentkrav 2-5. Preferred embodiments of the method are presented in patent claims 2-5.

Videre er den knusbare pluggen ii følge den foreliggendeoppfinnelsen kjennetegnet ved at ovenfor de ett eller flere lagene av knusbart materiale er minst ett lag med viskøs væske anbrakt og holdes på plass av minst et lag elastisk membran og/eller minst en disk bevegelig i gassproduksjonsbrønnrørets aksielle retning. Furthermore, the breakable plug according to the present invention is characterized by the fact that above the one or more layers of breakable material at least one layer of viscous liquid is placed and held in place by at least one layer of elastic membrane and/or at least one disk movable in the axial direction of the gas production well pipe .

Foretrukne utførelser av den knusbare pluggen er fremlagt i patentkrav 7-9. Preferred embodiments of the breakable plug are presented in patent claims 7-9.

«Den øvre siden av pluggen» viser her til den siden av pluggen som når pluggen er montert i produksjonsbrønnen vender oppover mot eventuelle fallende objekter som mistes i brønnen. "The upper side of the plug" here refers to the side of the plug which, when the plug is installed in the production well, faces upwards towards any falling objects that are lost in the well.

I følge en foretrukket utførelse av den foreliggende fremgangsmåten vil det minst ene laget med viskøs væske og den minst ene elastiske membranen eller disken anbringes på den knusbare pluggen før pluggen installeres i produksjonsbrønnen. Dette kan gjøres etter at selve pluggen er ferdig produsert, som en etter-installasjon av det minst ene laget med viskøs væske og den minst ene elastiske membranen for å sikre pluggen mot knusing grunnet fallende objekter. I følge en særlig foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelsen vil det minst ene laget med viskøs væske og den minst ene elastiske membranen anbringes på den knusbare pluggen som del av produksjonen av pluggen. I følge en mest foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelsen vil det minst ene laget med viskøs væske og den minst ene elastiske membranen eller disken anbringes på den knusbare pluggen som del av produksjonen av et produksjonsrørstykke, det vil si som integrert del av en seksjon med tubing (det indre røret i produskjosnbrønnen), med pluggen og det minst ene laget med viskøs væske og den minst ene disken eller elastiske membranen anbrakt deri. According to a preferred embodiment of the present method, the at least one layer of viscous liquid and the at least one elastic membrane or disk will be placed on the crushable plug before the plug is installed in the production well. This can be done after the plug itself has been manufactured, as a post-installation of the at least one layer of viscous liquid and the at least one elastic membrane to secure the plug against crushing due to falling objects. According to a particularly preferred embodiment of the present invention, the at least one layer of viscous liquid and the at least one elastic membrane will be placed on the breakable plug as part of the production of the plug. According to a most preferred embodiment of the present invention, the at least one layer of viscous fluid and the at least one elastic membrane or disk will be placed on the crushable plug as part of the production of a piece of production tubing, i.e. as an integral part of a section of tubing (the inner pipe in the production well), with the plug and the at least one layer of viscous fluid and the at least one disk or elastic membrane placed therein.

Med «knusbar plugg» menes en plugg som kan knuses ved mekanisk påvirkning, så som ved at den blir utsatt for slag fra objekter. I forhold til den foreliggende oppfinnelsen vedrører dette særlig plugger for bruk i olje- og gassproduksjonsbrønner som er laget av harde og porøse materialer så som glass og keramikk, som kan knuses når de utsettes for påkjenninger fra objekter som er harde (i forhold til pluggen) og/eller har skarpe punkter eller kanter (som da kan treffer pluggen med stor punktbelastning) og/eller treffer pluggen med stort bevegelsesmoment (stor hastighet og/eller vekt). Objekter som faller ned i oljebrønner vil vanligvis fylle disse kriteriene, og vil derved være i stand til å knuse slike «knusbare plugger». Slike objekter er typisk verktøy eller deler som brukes i forbindelse med den nevnte testingen av produksjonsbrønner. By "breakable plug" is meant a plug that can be broken by mechanical impact, such as by being exposed to blows from objects. In relation to the present invention, this particularly relates to plugs for use in oil and gas production wells which are made of hard and porous materials such as glass and ceramics, which can be broken when exposed to stresses from objects that are hard (in relation to the plug) and/or have sharp points or edges (which can then hit the plug with a large point load) and/or hit the plug with a large torque (high speed and/or weight). Objects falling into oil wells will usually meet these criteria, and will thereby be able to break such "breakable plugs". Such objects are typically tools or parts used in connection with the aforementioned testing of production wells.

Hvordan selve glass- eller keramikkpluggen fremstilles er ikke videre beskrevet heri, da det er velkjent på fagfeltet. Selve glasset i en slik plugg vil da behandles på forskjellige vis, for å oppnå riktig tykkelse, størrelse og styrke derpå i forhold til parameterne i den spesifikke type produksjonsbrønn det er tiltenkt bruk i, så som trykk og temperatur. Andre materialer som anvendes, og holderen pluggen sitter i, samt hvordan den er anrettet til å på kontrollert vis ødelegges, er også fagmessig og derfor ikke beskrevet nærmere. How the glass or ceramic plug itself is manufactured is not further described here, as it is well known in the field. The glass itself in such a plug will then be treated in different ways, in order to achieve the correct thickness, size and strength in relation to the parameters of the specific type of production well in which it is intended to be used, such as pressure and temperature. Other materials used, and the holder the plug sits in, as well as how it is designed to be destroyed in a controlled manner, are also professional and therefore not described in more detail.

Viskositet skyldes friksjon mellom deler av fluidet som beveger seg ved forskjellige hastigheter. Det trengs kraft for å overkomme denne friksjonen, derfor beveger fluidet seg sakter og kan absorbere og spre kraft fra for eksempel slag fra fallende objekter, og anvendes for dempende formål. Ved temperaturene som finnes i en brønn vil så å si alle fluider ha noe viskositet, det vil si at de vil utvise noe motstand mot bevegelse, men variasjonen er stor fra for eksempel gasser (luft har en viskositet på 1,86 xlO"<5>Pa s ved 27°C) til fluider som er så viskøse at de fremstår som faste over kort tid (men beveger seg over tid), som bek (2.3x10<8>Pa s ved 25°C). Viskositet er en målbar egenskap, som måles med et viskosimeter eller reometer som måler motstanden i et fluid til å deformeres av skjærkraft, og oppgis vanligvis med enhetene Pa s. Viscosity is due to friction between parts of the fluid moving at different speeds. Force is needed to overcome this friction, therefore the fluid moves slowly and can absorb and disperse force from, for example, blows from falling objects, and is used for damping purposes. At the temperatures found in a well, so to speak, all fluids will have some viscosity, that is to say, they will exhibit some resistance to movement, but the variation is large from, for example, gases (air has a viscosity of 1.86 xlO"<5 >Pa s at 27°C) to fluids that are so viscous that they appear solid for a short time (but move over time), such as pitch (2.3x10<8>Pa s at 25°C). Viscosity is a measurable property, which is measured with a viscometer or rheometer that measures the resistance of a fluid to being deformed by shear force, and is usually given in units of Pa s.

Viskositet er således et bredt begrep, mens begrepet «å være viskøs» er mer begrenset både i vanlig bruk og i henhold til den foreliggende patentsøknaden, der «viskøse væsker» defineres som tyktflytende væsker som har en tykk, klebrig konsistens som faller mellom fast og flytende. En viskøs væske kan således være en tyktflytende væske, eller en geleaktig eller kremaktig masse, eller en pasta. Med andre ord er viskøse væsker synlig mer faste og sakte flytende enn vann, men ikke helt faste. Viskøse væsker i forbindelse med den foreliggende oppfinnelsen vil ha en viskositet på 0,01-1000 Pa s, fortrinnsvis 0,1-500 Pa s, og mest foretrukket 1-100 Pa s, ved temperatur og trykkforholdene i brønnen der pluggen skal brukes. Eksempler på viskøse væsker som kan anvendes i følge oppfinnelsen er fet leire, ulike former geler som for eksempel polymer baserte geler, ulike former smøring som for eksempel silikonsmøring, glyserol, og ulike former olje som ricinusolje. Viskøse væsker kan derved også være en blanding av forskjellige stoffer, enten væsker eller væsker med fluider eller faste stoffer iblandet deri. Viscosity is thus a broad term, while the term "being viscous" is more limited both in common usage and according to the present patent application, where "viscous liquids" are defined as viscous liquids that have a thick, sticky consistency that falls between solid and liquid. A viscous liquid can thus be a viscous liquid, or a gel-like or creamy mass, or a paste. In other words, viscous liquids are visibly more solid and slowly flowing than water, but not completely solid. Viscous liquids in connection with the present invention will have a viscosity of 0.01-1000 Pa s, preferably 0.1-500 Pa s, and most preferably 1-100 Pa s, at the temperature and pressure conditions in the well where the plug is to be used. Examples of viscous liquids that can be used according to the invention are fat clay, various forms of gels such as polymer-based gels, various forms of lubrication such as silicone lubrication, glycerol, and various forms of oil such as castor oil. Viscous liquids can therefore also be a mixture of different substances, either liquids or liquids with fluids or solids mixed in.

For viskøse væsker vil viskositeten vanligvis falle med økende temperatur, mens den vil være uavhengig av trykk bortsatt fra ved svært høye temperaturer eller i tilfeller av ikke-Newtoniske fluider (når fluider kan kompromitteres blir viskositeten naturlig nok trykkavhengig). De fleste viskøse væsker er Newtoniske fluider og viskositeten er derved konstant for et vidt område skjæringshastigheter. Siden viskositeten av viskøse væsker er temperaturavhengig, må man ta hensyn til hvilke temperaturer man kan forvente i produksjonsbrønnen pluggen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen skal anvendes i når man velger viskøs væske. Temperaturen vil vanligvis stige dess dypere ned i brønnen man kommer. Porduksjonsbrønner holder generelt en temperatur på 40-200 °C. I en vanlig produksjonsbrønn på norsk sokke vil temperaturen nederst i brønnen oftest ligge på 60-130 °C, mens for brønner med høyt trykk og høy temperatur kommer temperaturen gjerne opp i 200 °C. Siden temperaturavhengigheten til viskositeten til viskøse væsker er kjent, vil dette ikke være et problem for en fagmann. For viscous fluids, the viscosity will usually fall with increasing temperature, while it will be independent of pressure except at very high temperatures or in the case of non-Newtonian fluids (when fluids can be compromised, the viscosity naturally becomes pressure dependent). Most viscous fluids are Newtonian fluids and the viscosity is thereby constant for a wide range of shear rates. Since the viscosity of viscous fluids is temperature-dependent, account must be taken of what temperatures can be expected in the production well the plug in accordance with the present invention is to be used in when choosing a viscous fluid. The temperature will usually rise the deeper you go into the well. Production wells generally maintain a temperature of 40-200 °C. In a normal production well on the Norwegian shelf, the temperature at the bottom of the well will most often be 60-130 °C, while for wells with high pressure and high temperature the temperature will often reach 200 °C. Since the temperature dependence of the viscosity of viscous liquids is known, this will not be a problem for a person skilled in the art.

I følge en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelsen brukes en dilatant væske, også kalt skjærtykkende («shear thickening fluids») væske, som den viskøse væsken. Dilatante væsker har ikke en konstant viskositet for ulike skjærhastigheter; viskositeten øker med økt påføring av skjærkraft. Med andre ord, dess hardere og raskere slag påføres, dess mer vil den dilatante væsken hardne og spre ut kraften i slaget på hele væsken. Slike væsker brukes blant annet for skuddsikre plagg, der de er flytende og tillater vanlig kroppsbevegelse men hardner helt under den store skjærkraften til en kule. De vil derfor være særlig egnet til å beskytte glassplugger i henhold til den foreliggende oppfinnelsen mot fallende objekter som kommer i stor fart og gjerne treffer pluggen med en liten del (et skarpt hjørne av en gjenstand, og lignende) og derved har stor skjærkraft. According to a preferred embodiment of the present invention, a dilatant fluid, also called shear thickening fluids, is used as the viscous fluid. Dilatant fluids do not have a constant viscosity for different shear rates; viscosity increases with increased application of shear force. In other words, the harder and faster the blow is applied, the more the dilatant liquid will harden and spread the force of the blow over the entire liquid. Such liquids are used, among other things, for bulletproof garments, where they are liquid and allow normal body movement but harden completely under the great shearing force of a bullet. They will therefore be particularly suitable for protecting glass plugs according to the present invention against falling objects that come at great speed and often hit the plug with a small part (a sharp corner of an object, and the like) and thereby have a large shearing force.

Hvor tykt laget av den viskøse væsken skal være vil være avhengig av hvilken væske som anvendes og hva slags elastisk membran eller disk som anvendes, og må tilpasses slik at de i sammen kan tilstrekkelig beskytte pluggen. Vanligvis vil membranen eller disken være tynn i forhold til væskelaget, da det er den viskøse væsken som vil fordele det meste av kraften i slaget som påføres fra fallende objekter, mens membranens/diskens hovedformål er å forsegle og holde på plass væsken på pluggen, og beskytte væsken mot fluider tilstedeværende i brønnen, selv om selve membranen kan ta av for noe av kraften i slaget. Tykkelsen på den viskøse væsken vil være på 1-1000 mm, mer foretrukket 10-100mm. Tykkelsen på den elastiske membranen/disken i forhold til tykkelsen på laget med viskøs væske vil derfor være i størrelsesordenen på 1 : 1-10000, mer foretrukket 1 : 10-100. Både membranen/disken og det viskøse væskelaget vil vanligvis være jevnt tykke lag, men om pluggen har en ujevn overflate vil det viskøse veskelaget tilpasse seg deretter, slik at dette laget vil ha en noe ujevn tykkelse, mens den elastiske membranen eller disken på toppen derav vil forbli jevnt tykk og forholdsvis flat sett i forhold til snittflaten til brønnen pluggen installeres i. How thick the layer of the viscous liquid should be will depend on which liquid is used and what kind of elastic membrane or disc is used, and must be adapted so that together they can adequately protect the plug. Usually the membrane or disk will be thin compared to the liquid layer, as it is the viscous liquid that will distribute most of the force of the impact applied by falling objects, while the main purpose of the membrane/disk is to seal and hold in place the liquid on the plug, and protect the fluid from fluids present in the well, although the diaphragm itself may take some of the force of the stroke. The thickness of the viscous liquid will be 1-1000 mm, more preferably 10-100 mm. The thickness of the elastic membrane/disc in relation to the thickness of the layer of viscous liquid will therefore be in the order of 1:1-10000, more preferably 1:10-100. Both the membrane/disc and the viscous fluid layer will usually be layers of uniform thickness, but if the plug has an uneven surface, the viscous fluid layer will adapt accordingly, so that this layer will have a somewhat uneven thickness, while the elastic membrane or disc on top of it will remain uniformly thick and relatively flat compared to the cross-sectional area of the well into which the plug is installed.

Selv om man vanligvis vil bruke et enkelt lag med viskøs væske med en disk eller elastisk membran oppå pluggen, og dette er den foretrukne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen, kan man selvsagt også anvende flere lag av viskøs væske, valgfritt av samme eller forskjellig type, valgfritt avdelt og beskyttet av flere lag elastiske membraner eller disker. Although one will usually use a single layer of viscous fluid with a disk or elastic membrane on top of the plug, and this is the preferred embodiment of the present invention, one can of course also use several layers of viscous fluid, optionally of the same or different type, optionally divided and protected by several layers of elastic membranes or discs.

Membranen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen må være elastisk. Dersom den ikke er elastisk, men heller et hardt materiale som forsegler inn den viskøse væsken, vil den ikke kunne virke slik det er ment i henhold til den foreliggende oppfinnelsen, da den om den ikke er svært tykk lett vil kunne knuse når den påføres slag fra fallende objekter (den viskøse væsken vil da lekke ut, og pluggen blir ubeskyttet), og om den er tykk nok til å ikke knuse vil slagkraften lett forplante seg gjennom en slik membran via foringen/holderen til pluggen og kan så knuse pluggen. Membranen må derfor være elastisk, slik at kraften fra slag kan strekke den men ikke ødelegge den, slik at kraften forplantes til den viskøse væsken, som så vil dempe/spre denne før den når pluggen. Tykkelsen på membranen er derfor avhengig av materialet membranen fremstilles av, slik at membranen fremstår som elastisk. I følge en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelsen er membranen forholdsvis tynn, på 0,01-100mm, mer foretrukket 1-10 mm. The membrane in accordance with the present invention must be elastic. If it is not elastic, but rather a hard material that seals in the viscous liquid, it will not be able to work as it is intended according to the present invention, since if it is not very thick, it will easily break when it is hit from falling objects (the viscous liquid will then leak out, and the plug will be unprotected), and if it is thick enough not to break, the impact force will easily propagate through such a membrane via the lining/holder of the plug and can then break the plug. The membrane must therefore be elastic, so that the force from impact can stretch it but not destroy it, so that the force is propagated to the viscous liquid, which will then dampen/disperse it before it reaches the plug. The thickness of the membrane therefore depends on the material the membrane is made of, so that the membrane appears elastic. According to a preferred embodiment of the present invention, the membrane is relatively thin, of 0.01-100 mm, more preferably 1-10 mm.

Valg av materiale for den elastiske membranen for den foreliggende oppfinnelsen regnes som fagmessig. En fagmann som produserer plugger for produksjonsbrønner vil vite hvilke typematerialer som egner seg. Disse materialene må selvsagt kunne tåle trykk og temperaturpåkjenningene i en brønn, og må ikke brytes ned av fluidene som vil være tilstedeværende i brønnen, så som olje, gass og ulike testfluider som brukes under den nevnte testingen av brønnen. Da formålet med membranen er å holde det viskøse fluidet på plass, er det selvsagt nødvendig at membranen ikke er permeabel i forhold til det viskøse fluidet, slik at det ikke kan trenge ut, og også at membranen ikke er permeabel i forhold til fluidene som vil befinne seg i brønnen ovenfor pluggen, så som olje, gass og fluidene som anvendes under den nevnte testingen av brønnen, når den kan komme i kontakt dermed. Dersom mer en membran eller disk anvendes, gjelder dette da selvsagt bare for disken/membranen som kommer i kontakt med fluidene i brønnen, indre membraner/disker trenger ikke være ikke-permeable i forhold til fluidene i brønnen. Slike materialer er kjent for forskjellige typer bruk i brønner, så som i forseglinger, og også for gummibaserte plugger som, som nevnt ovenfor, kan brukes i stedet for glassplugger i nevnte testing av brønnene. Eksempler på passende elastiske materialer er naturlige materialer som gummi og syntetiske materialer som polymerere som polyetylen (særlig med medium eller lav tetthet) eller polypropylen (særlig med høy tetthet). Selection of material for the elastic membrane for the present invention is considered professional. A professional who produces plugs for production wells will know which types of materials are suitable. These materials must of course be able to withstand the pressure and temperature stresses in a well, and must not be broken down by the fluids that will be present in the well, such as oil, gas and various test fluids that are used during the aforementioned testing of the well. As the purpose of the membrane is to keep the viscous fluid in place, it is of course necessary that the membrane is not permeable in relation to the viscous fluid, so that it cannot penetrate, and also that the membrane is not permeable in relation to the fluids that will be in the well above the plug, such as oil, gas and the fluids used during the aforementioned testing of the well, when it can come into contact with it. If more than one membrane or disk is used, this of course only applies to the disk/membrane that comes into contact with the fluids in the well, internal membranes/disks need not be non-permeable in relation to the fluids in the well. Such materials are known for various types of use in wells, such as in seals, and also for rubber-based plugs which, as mentioned above, can be used instead of glass plugs in said testing of the wells. Examples of suitable elastic materials are natural materials such as rubber and synthetic materials such as polymers such as polyethylene (especially with medium or low density) or polypropylene (especially with high density).

Som et alternativ til å beskytte det viskøse laget med en (eller flere) membran, kan man bruke en disk som er bevegelig i produksjonsrørets aksielle retning. I følge denne utførelsen av den foreliggende oppfinnelsen vil disken, som den elastiske membranen, dekke oversiden av den viskøse væsken. Man oppnår den samme effekten med en ikke-elastisk disk som med en elastisk membran ved at disken er fri til å bevege seg i rørets aksielle retning, mens det seler av mot rørveggen (innsideveggen til produksjonsrøret eller alternativt holderen dersom pluggen er anbrakt i en holder). Med andre ord skaper disken en forsegling mot veggen, men kan beveges aksialt, slik at den kan trykkes mot og løftes opp fra laget med viskøs væske, på lignende vis som membranen, og kan derfor bevege seg med slag derimot. As an alternative to protecting the viscous layer with one (or more) membranes, one can use a disk which is movable in the axial direction of the production pipe. According to this embodiment of the present invention, the disk, like the elastic membrane, will cover the upper side of the viscous liquid. The same effect is achieved with a non-elastic disk as with an elastic membrane in that the disk is free to move in the pipe's axial direction, while it seals against the pipe wall (the inside wall of the production pipe or alternatively the holder if the plug is placed in a holder ). In other words, the disc creates a seal against the wall, but can be moved axially, so that it can be pressed against and lifted up from the layer of viscous fluid, in a similar way to the membrane, and can therefore move with impact on the other hand.

Med utrykket «disk» menes et rundt skiveformet objekt, det vil si et objekt som er rundt og forholdsvis flatt. Valg av materialer for disken er fagmessig, man kan bruke samme materialer som brukes for andre komponenter til utstyr i produksjonsbrønner, for eksempel metaller, keramiske materialer, ulike kunstige materialer som plastikk, og glass. Disken kan også være fleksibel, og således fremstilles av de samme materialene som membranen i følge den foreliggende oppfinnelsen. Som for membranen bør disken også ikke være gjennomtrengbar for den viskøse væsken eller fluider i produksjonsrøret den vi komme i kontakt med. Det er foretrukket at materialet er sterkt eller hardt nok til å ikke knuses/ødelegges av et fallende objekt, men det er ikke en forutsetning. Om materialet kan knuses/ødelegges av et fallende objekt, vil den beskyttende effekten av lagene med viskøs væske og disken reduseres eller frafalle, slik at ytterligere fallende objekter kan skade pluggen. Det samme gjelder for den elastiske membranen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. The expression "disk" means a round disc-shaped object, that is, an object that is round and relatively flat. The choice of materials for the counter is professional, you can use the same materials that are used for other components for equipment in production wells, for example metals, ceramic materials, various artificial materials such as plastic, and glass. The disc can also be flexible, and thus made of the same materials as the membrane according to the present invention. As with the membrane, the disk should also not be permeable to the viscous liquid or fluids in the production pipe with which we come into contact. It is preferred that the material is strong or hard enough not to be crushed/destroyed by a falling object, but it is not a prerequisite. If the material can be crushed/destroyed by a falling object, the protective effect of the layers of viscous liquid and the disk will be reduced or eliminated, so that further falling objects can damage the plug. The same applies to the elastic membrane in accordance with the present invention.

Claims

1. Method for protecting a breakable plug in a production well against falling objects, characterized in that at least one layer of viscous liquid is placed on the upper side of the plug, on which at least one disk and/or at least one elastic membrane is placed, where the viscous liquid covers the breakable the plug surface, where the disc is movable in the axial direction of the production well pipe, and the elastic membrane covers and seals the viscous fluid.

2. Method in accordance with claim 1, characterized in that the forces applied from falling objects as point loads against the plug are distributed in and absorbed by the viscous liquid.

3. Method in accordance with claim 1, characterized in that the plug is a glass or ceramic plug.

4. Method in accordance with claim 1, characterized in that the at least one layer of viscous liquid and the at least one disk and/or elastic membrane are placed on the crushable plug before the plug is installed in the production well.

5. Method in accordance with claim 4, characterized in that the at least one layer of viscous liquid and the at least one elastic membrane and/or disc are placed on the crushable plug as an integral part of a production pipe section.

6. Crushable plug for testing an oil and/or gas production well, where the plug comprises one or more layers of crushable material designed to be crushed in a controlled manner, characterized in that above the one or more layers of crushable material is at least one layer of viscous fluid placed and held in place by at least one layer of elastic membrane and/or at least one disk movable in the axial direction of the gas production well pipe.

7. Plug in accordance with claim 6, characterized in that the breakable material is glass or ceramic.

8. Plug in accordance with claim 6, characterized in that the viscous liquid is a dilatant liquid.

9. Plug in accordance with claim 6, characterized in that the elastic membrane and/or disk is impermeable.