NO20131037A1

NO20131037A1 - Filter, framgangsmate for a utvide et filter, og framgangsmate for a tilpasse et filter til et borehull

Info

Publication number: NO20131037A1
Application number: NO20131037A
Authority: NO
Inventors: Michael H Johnson; Randall V Guest; Kirk J Huber
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2013-08-02
Also published as: WO2012112247A2; RU2013142178A; GB201314560D0; WO2012112247A3; CA2827203A1; GB2504010A; CN103384751A; US20120211226A1; AU2012218167A1; BR112013020783A2

Abstract

Et filter omfatter et legeme som har et gjennomtrengelig materiale med energi lagret i seg, som er konfigurert til å endre legemet fra et første volum til et andre volum, og en binder i funksjonell kommunikasjon med legemet, som er konfigurert til å holde legemet i det første volumet til binderen er tilstrekkelig svekket til at energien lagret inne i legemet kan overvinne binderen og gjøre slik at legemet kan endres fra det første volumet til det andre volumet.

Description

FILTER, FRAMGANGSMÅTE FOR Å UTVIDE ET FILTER, OG FRAMGANGSMÅTE FOR Å TILPASSE ET FILTER TIL ET BOREHULL

BAKGRUNN

[001] Å filtrere forurensninger ut fra strømmende fluider er vanlig i systemer for transport av fluider. Mange slike systemer bruker filtre som filtreringsmekanisme. Filtre som utvider seg for å vesentlig fylle et ringrom, for eksempel mellom konsentriske rørkonstruksjoner, er også vanlig. Noen av disse systemene bruker senkesmiingsutstyr for å utvide filteret radialt. Selv om slikt utstyr virker etter formålet, har det sine begrensninger, blant annet en begrenset mengde potensiell utvidelse, komplekst og dyrt utstyr, og manglende evne til å utvide slik at det fyller et ikke-symmetrisk rom. Anordninger og framgangsmåter som overvinner disse og andre begrensninger ved eksisterende systemer, er derfor ønskelige for de som opererer i felten.

KORT BESKRIVELSE

[002] Her beskrives et filter. Filteret omfatter et legeme som har et gjennomtrengelig materiale med energi lagret i seg, som er konfigurert til å endre legemet fra et første volum til et andre volum, og en binder i funksjonell kommunikasjon med legemet, som er konfigurert til å holde legemet i det første volumet til binderen er tilstrekkelig svekket til at energien lagret inne i legemet kan overvinne binderen og gjøre slik at legemet kan endres fra det første volumet til det andre volumet.

[003] Videre beskrives her en framgangsmåte for å utvide et filter. Framgangsmåten omfatter å generere energi inne i et gjennomtrengelig legeme som er tilstrekkelig til å endre legemet fra et første volum til et andre volum, å binde det gjennomtrengelige legemet for å hindre den genererte energien i å utvide det gjennomtrengelige legemet fra det første volumet til det andre volumet, å svekke bindingen til et nivå som er tilstrekkelig til at den genererte energien kan utvide det gjennomtrengelige legemet fra det første volumet til det andre volumet, og å utvide legemet fra det første volumet til det andre volumet.

[004] Videre beskrives her en framgangsmåte for å tilpasse et filter til et borehull. Framgangsmåten omfatter å posisjonere et filter inne i et borehull, å svekke en binding som holder filteret ved et første volum, å utvide filteret til et andre volum ved hjelp av energi lagret inne i filteret, og å få filteret til å komme i kontakt med borehullets vegger.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[005] Den følgende beskrivelsen må ikke oppfattes som begrensende på noen måte. Ved henvisning til de medfølgende tegningene har like elementer like henvisningstall:

[006] Fig. 1 viser et vinkelrett tverrsnittsriss av et filter beskrevet her i en ikke-utvidet konfigurasjon; og

[007] Fig. 2 viser et vinkelrett tverrsnittsriss av filteret i fig. 1 i en utvidet konfigurasjon.

DETALJERT BESKRIVELSE

[008] Her presenteres en detaljert beskrivelse av én eller flere utførelsesformer av oppfinnelsens anordning og framgangsmåte ved hjelp av eksemplifisering og ikke begrensning ved henvisning til figurene.

[009] Med henvisning til figur 1 og 2 vises en utførelsesform av et filter som beskrives her, generelt ved 10. Filteret 10 omfatter et legeme 14 laget av et fluidgjennomtrengelig materiale 18 med energi lagret i seg, som gjør at legemet 14 kan utvide seg fra et første volum som vist i fig. 1, til et andre volum som er større enn det første volumet. Legemet 14 som vist i fig. 2 har et større volum enn det første volumet, men er noe mindre enn det andre volumet på grunn av at legemet 14 kommer i kontakt med veggene 22 på et borehull 26 som legemet 14 er posisjonert inne i. En binder 30 laget av et fjernbart materiale 34 holder legemet 14 strukturelt ved det første volumet til binderen 30 er tilstrekkelig svekket til at den lagrede energien kan frigjøres. Når den lagrede energien frigjøres, utvider legemet 14 seg til det andre volumet.

[0010] Binderen 30 er i denne utførelsesformen et fast stoff som er fordelt inne i legemet 14, slik at det strukturelt holder legemet 14 ved det første volumet. Svekkingen av binderen 30 kan utføres på ulike måter, avhengig av materialet binderen 30 er laget av. Når binderen 30 for eksempel er laget av et oppløsbart materiale, vil eksponering av binderen 30 for et anvendelig løsemiddel gjøre at binderen 30 kan løses opp, slik at den lagrede energien kan frigjøres og legemet 14 kan utvide seg til det andre volumet. Ett eksempel på et brukelig bindermateriale som er løselig i vann, er den syntetiske polymeren polyvinylalkohol. Oppløsning av binderen 30 laget av polyvinylalkohol i vann svekker dens strukturelle integritet, til energien lagret i legemet 14 blir i stand til å bryte binderen 30 i stykker, slik at legemet 14 utvider seg i prosessen. Oppløsning av polyvinylalkohol akselereres i likhet med mange oppløselige materialer ved økt temperatur.

[0011] I en alternativ utførelsesform kan binderen 30 lages av et materiale som har en lav smeltetemperatur i forhold til legemet 14. En slik utførelsesform vil gjøre en operator i stand til å frigjøre energien lagret i legemet 14 ved å øke temperaturen tilstrekkelig til å smelte binderen 30.1 ytterligere andre utførelsesformer kan binderen 30 lages av et materiale som kan reduseres kjemisk når det eksponeres for en kjemikalie, som for eksempel en syre. En operator kan da eksponere binderen 30 for en anvendelig syre for å sette i gang den kjemiske reduksjonen som trengs for å frigjøre energien i legemet 14.

[0012] Å generere energi i legemet 14 kan oppnås på ulike måter avhengig av materialet samt kjemiske og fysiske egenskaper ved legemet 14. For eksempel kan legemet 14 lages av et materiale som er i stand til å gjeninnta sin opprinnelige form etter å være blitt deformert, som for eksempel en polymer, som lages om til en matte av vesentlig tilfeldig orienterte fibre ekstrudert fra én eller flere spinndyser, for eksempel. Matten kan deretter kompakteres til det første volumet, der det bindes av binderen 30. En alternativ utførelsesform kan ta i bruk skum med åpne celler som deformeres gjennom en ekstruderingsprosess før den bindes av binderen 30.

[0013] Uansett hvilket materiale eller hvilken struktur legemet 14 har, vil legemet 14 ha fluidfiltreringsegenskaper som defineres av legemet 14. Filtreringsegenskapene kan imidlertid variere avhengig av hvilket volum legemet 14 tar. Dermed kan en operator stille inn de ønskede filtreringsegenskapene ved et volum som legemet 14 forventes å ha når det er fullstendig anbrakt.

[0014] Igjen med henvisning til figur 1 og 2 anbringes filteret 10 som vist i et sandfilter inne i borehullet 26 i en jordformasjon 38. Filterets 10 legeme 14 kjøres inn i borehullet 26 mens det befinner seg i den kompakterte første volumkonfigurasjonen som vist i figur 1. Et ringrom 42 mellom en ytre overflate 46 på legemet 14 og en indre overflate 50 definert av veggene 22 på borehullet 26 gjør at legemet 14 kan kjøres uten at det skraper veggene 22 på skadelig vis. Når filteret 10 er i ønsket posisjon inne i borehullet 26, kan reduksjonen av binderen 30, som diskutert ovenfor, igangsettes. Ved tilstrekkelig reduksjon av binderen 30 kan legemet 14 utvides slik at det kommer i kontakt med veggene 22. Naturen av legemets 14 struktur gjør at det kan komme i kontakt med veggene 22 uansett om veggene 22 er sylindriske eller ikke, og uansett om ringrommet 42 har en konsistent størrelse eller ikke. Faktisk trenger ikke veggene 22 å være symmetriske om legemet 14 engang. Ettersom legemets 14 volum, som vist i figur 2, dessuten er mindre enn det andre volumet, vil legemet 14 utøve en kraft mot veggene 22. Denne kraften vil være med på å hindre at veggene 22 eroderer som følge av fluidstrømning dersom en del av ringrommet 42 ble tillatt å eksistere mellom veggene 22 og den ytre overflaten 46 etter at legemet 14 var utvidet.

[0015] I sandfilteranvendelsen er filteret 10 posisjonert på en rørkonstruksjon 54 som har perforeringer 58 gjennom seg. Når fluid filtreres etter at det strømmer gjennom legemet 14, er det i stand til å strømme gjennom perforeringene 58 og inn i en innside 62 av rørkonstruksjonen 54. Når fluidet er på innsiden 62, kan det strømme på langs gjennom rørkonstruksjonen 54 som ønsket.

[0016] Selv om oppfinnelsen er beskrevet med henvisning til en eksemplarisk utførelsesform eller utførelsesformer, vil fagpersonen forstå at det kan gjøres ulike endringer og settes inn ekvivalenter for elementer i den uten at det avviker fra oppfinnelsens omfang. Dessuten kan mange modifiseringer gjøres for å tilpasse en spesiell situasjon eller et spesielt materiale til oppfinnelsens lærdom uten at det avviker fra dens essensielle omfang. Det er derfor meningen at oppfinnelsen ikke skal være begrenset til den spesifikke utførelsesformen som beskrives som den best uttenkte måten å gjennomføre denne oppfinnelsen på, men at oppfinnelsen skal omfatte alle utførelsesformer som faller innenfor kravenes omfang. I tegningene og beskrivelsen er det også beskrevet eksemplariske utførelsesformer av oppfinnelsen, og selv om det kan være benyttet spesifikke termer, er de, såframt annet ikke er angitt, bare brukt i en generell og beskrivende mening, og ikke med tanke på begrensning, slik at oppfinnelsens omfang derfor ikke begrenses derved. Bruken av termene første, andre osv. betegner heller ikke noen viktighetsrekkefølge, det er heller slik at termene første, andre osv. benyttes for å skille ett element fra et annet. Videre betegner ikke bruken av termene en, et osv. noen begrensning i mengde, men betegner heller nærværet av minst ett av det nevnte objektet.

Claims

1. Filter som omfatter: et legeme som har et gjennomtrengelig materiale med energi lagret i seg, som er konfigurert til å endre legemet fra et første volum til et andre volum; og en binder i funksjonell kommunikasjon med legemet, som er konfigurert til å holde legemet i det første volumet til binderen er tilstrekkelig svekket til at energien lagret inne i legemet kan overvinne binderen og gjøre slik at legemet kan endres fra det første volumet til det andre volumet.

2. Filter i henhold til krav 1, der binderen omfatter polyvinylalkohol.

3. Filter i henhold til krav 1, der energien skapes ved å kompaktere legemet.

4. Filter i henhold til krav 1, der binderen svekkes av endringer i temperatur.

5. Filter i henhold til krav 1, der binderen svekkes av eksponering for et løsemiddel.

6. Filter i henhold til krav 1, der binderen svekkes av en kjemisk reaksjon.

7. Filter i henhold til krav 1, der binderen svekkes av eksponering for en syre.

8. Filter i henhold til krav 1, der det gjennomtrengelige materialet er en polymer.

9. Filter i henhold til krav 1, der legemet er konfigurert til å filtrere fluid.

10. Filter i henhold til krav 1, der legemet kan utvides når binderen kan fjernes fra legemet.

11. Filter i henhold til krav 1, der legemet har en mattestruktur.

12. Filter i henhold til krav 1, der legemet har en skumstruktur med åpne celler.

13. Sandfilteranordning som omfatter: en rørkonstruksjon; og et legeme i henhold til krav 1 i funksjonell kommunikasjon med rørkonstruksjonen posisjonert radialt med rørkonstruksjonen.

14. Sandfilteranordning i henhold til krav 13, der rørkonstruksjonen er perforert.

15. Framgangsmåte for å utvide et filter, som omfatter: å generere energi inne i et gjennomtrengelig legeme som er tilstrekkelig til å endre legemet fra et første volum til et andre volum; å binde det gjennomtrengelige legemet for å hindre den genererte energien i å utvide det gjennomtrengelige legemet fra det første volumet til det andre volumet; å svekke bindingen til et nivå som er tilstrekkelig til at den genererte energien kan utvide det gjennomtrengelige legemet fra det første volumet til det andre volumet; og å utvide legemet fra det første volumet til det andre volumet.

16. Framgangsmåte for å utvide et filter i henhold til krav 15, der energien genereres ved å kompaktere legemet.

17. Framgangsmåte for å utvide et filter i henhold til krav 15, der bindingen svekkes ved å endre temperaturen dens.

18. Framgangsmåte for å utvide et filter i henhold til krav 15, der bindingen svekkes ved å eksponere bindingen for et løsemiddel.

19. Framgangsmåte for å utvide et filter i henhold til krav 15, som ytterligere omfatter å oppløse bindingen.

20. Framgangsmåte for å utvide et filter i henhold til krav 15, som ytterligere omfatter å fjerne bindingen fra legemet.

21. Framgangsmåte for å utvide et filter i henhold til krav 15, der energien genereres ved å ekstrudere legemet.

22. Framgangsmåte for å tilpasse et filter til et borehull, som omfatter: å posisjonere et filter inne i et borehull; å svekke en binding som holder filteret ved et første volum; å utvide filteret til et andre volum ved hjelp av energi lagret inne i filteret; og å få filteret til å komme i kontakt med borehullets vegger.