NO20140834A1 - Energizing an element with a thermally expandable material - Google Patents

Energizing an element with a thermally expandable material Download PDF

Info

Publication number
NO20140834A1
NO20140834A1 NO20140834A NO20140834A NO20140834A1 NO 20140834 A1 NO20140834 A1 NO 20140834A1 NO 20140834 A NO20140834 A NO 20140834A NO 20140834 A NO20140834 A NO 20140834A NO 20140834 A1 NO20140834 A1 NO 20140834A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
thermally expandable
expandable material
gasket
actuator
sealing element
Prior art date
Application number
NO20140834A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Vi Nguy
Nathan Kathol
Craig Skeates
Original Assignee
Schlumberger Technology Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology Bv filed Critical Schlumberger Technology Bv
Publication of NO20140834A1 publication Critical patent/NO20140834A1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells
    • E21B23/06Apparatus for displacing, setting, locking, releasing or removing tools, packers or the like in boreholes or wells for setting packers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/128Packers; Plugs with a member expanded radially by axial pressure
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

Et system og fremgangsmåte forenkler aktuering av en energisert anordning, så som en pakning. Teknikken tilveiebringer en aktuerende kraft med et termisk ekspanderbart materiale lokalisert i en beholder. Det termisk ekspanderbare materialet er funksjonsmessig koplet med et element, så som et pakningsforseglende element, via et aktuatormedlem. Når beholderen og det termisk ekspanderbare materialet er posisjonert i et miljø med høy varme, ekspanderer det termisk ekspanderbare materialet og aktuerer elementet via aktuatormedlemmet.I pakningsapplikasjoner, kan det termisk ekspanderbare materialet bli anvendt for å kontinuerlig energisere det pakningsforseglende elementet og/eller andre komponenter mens det termisk ekspanderbare materialet er posisjonert i miljøet med høy varme.A system and method simplifies actuation of an energized device, such as a gasket. The technique provides an actuating force with a thermally expandable material located in a container. The thermally expandable material is functionally coupled to an element, such as a gasket sealing element, via an actuator member. When the container and the thermally expandable material are positioned in a high heat environment, the thermally expandable material expands and actuates the element via the actuator member. the thermally expandable material is positioned in the high heat environment.

Description

ENERGISERING AV ET ELEMENT MED ET TERMISK EKSPANDERBART MATERIALE ENERGIZATION OF AN ELEMENT WITH A THERMALLY EXPANDABLE MATERIAL

BAKGRUNN BACKGROUND

Brønner anvendt i dampinjisering (steam assisted gravity drainage) (SAGD) og sykliske dampapplikasjoner blir underkastet oppvarming av deres brønnboring-er i en forlenget tidsperiode med oppvarmet fluid og/eller damp. I mange av disse termiske brønnene, blir en foringsrør toppakning utplassert og satt i løpet av den endelige kompletteringen av brønnen, foringsrørets toppakning blir utplassert til en spesifikk dybde med en rørledningsstreng. Med én gang den er ved den spesifikke dybden, blir foringsrørets toppakning satt ved å trykksette fluid innen rørlednings-strengen til en spesifikk verdi. Et system i pakningen eller i et separat setteverktøy omsetter fluidtrykket til en aksial kraft og aksial bevegelse som energiserer det pakningsforseglende elementet og pakningsholdekilene (hvis pakningsdesignen inkluderer holdekiler). På grunn av naturen av termiske brønner, kan brønnboring-en og foringsrørets toppakning oppleve flere alvorlige temperatur- og trykkfluktua-sjoner som kan degradere den trykkintegrerende forseglingen av det pakningsforseglende elementet. For eksempel, kan oppvarmingen og kjølingen av det pakningsforseglende elementet relaksere de interne spenningene som ble skapt i lø-pet av setting av det pakningsforseglende elementet og således skape et risikert forseglingselement som ikke lenger opprettholder den trykkintegrerende forseglingen. Wells used in steam assisted gravity drainage (SAGD) and cyclic steam applications are subjected to heating of their wellbore for an extended period of time with heated fluid and/or steam. In many of these thermal wells, a casing head gasket is deployed and set during the final completion of the well, the casing head gasket is deployed to a specific depth with a pipeline string. Once at the specific depth, the casing top packing is set by pressurizing fluid within the pipeline string to a specific value. A system in the gasket or in a separate setting tool converts the fluid pressure into an axial force and axial motion that energizes the gasket sealing element and gasket retaining wedges (if the gasket design includes retaining wedges). Due to the nature of thermal wells, the wellbore and casing top packing can experience several severe temperature and pressure fluctuations that can degrade the pressure integrating seal of the packing sealing element. For example, the heating and cooling of the gasket sealing element can relax the internal stresses that were created during the setting of the gasket sealing element and thus create a compromised sealing element that no longer maintains the pressure-integrating seal.

OPPSUMMERING SUMMARY

Generelt, sørger foreliggende redegjørelse for et system og fremgangsmåte for å aktuere en energisert anordning, så som en pakning. Teknikken tilveiebringer en aktueringskraft med et termisk ekspanderbart materiale lokalisert i en beholder. Det termisk ekspanderbare materialet er funksjonsmessig koplet med et element, så som et pakningsforseglende element, via et aktuatormedlem. Når beholderen og det termisk ekspanderbare materialet er posisjonert i et miljø med høy varme, ekspanderer det termisk ekspanderbare materialet og aktuerer elementet, via aktuatormedlemmet. I pakningsanvendelser, kan det termisk ekspanderbare materialet bli anvendt for å kontinuerlig energisere det pakningsforseglende elementet og/eller andre komponenter mens det termisk ekspanderbare materialet er posisjonert i miljøet med høy varme. In general, the present disclosure provides a system and method for actuating an energized device, such as a gasket. The technique provides an actuation force with a thermally expandable material located in a container. The thermally expandable material is functionally coupled with an element, such as a gasket sealing element, via an actuator member. When the container and the thermally expandable material are positioned in a high heat environment, the thermally expandable material expands and actuates the element, via the actuator member. In gasket applications, the thermally expandable material may be used to continuously energize the gasket sealing element and/or other components while the thermally expandable material is positioned in the high heat environment.

Mange modifikasjoner er imidlertid mulig uten å materielt avvike fra lærene ved denne redegjørelsen. Følgelig er slike modifikasjoner tenkt å være inkludert innen omfanget av denne redegjørelsen som definert i kravene. However, many modifications are possible without materially deviating from the teachings of this exposition. Accordingly, such modifications are intended to be included within the scope of this disclosure as defined in the claims.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Visse utførelsesformer av redegjørelsen vil heretter bli beskrevet med referanse til de ledsagende tegningene, hvori like referansenummere betegner like elementer. Det skulle imidlertid bli forstått, at de ledsagende figurene illustrerer de ulike implementeringer beskrevet heri og ikke er ment å begrense omfanget av ulike teknologier beskrevet heri, og: Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av et eksempel på et brønnsystem som utnytter en pakning aktuert ved et termisk ekspanderbart materiale, i henhold til en utførelsesform av redegjørelsen; Figur 2 er et diagram som illustrerer et eksempel hvori termisk ekspanderbart materiale blir anvendt for å aktuere en energisert anordning, i henhold til en utførelsesform av redegjørelsen; Figur 3 er en skjematisk illustrasjon av en energisert anordning i form av en pakning, i henhold til en utførelsesform av redegjørelsen; Figur 4 er en skjematisk illustrasjon lignende den ifølge Figur 3 men som vi-ser pakningen i en forskjellig driftsmessig konfigurasjon, i henhold til en utførelses-form av redegjørelsen; Figur 5 er et diagram som illustrerer et annet eksempel hvori termisk ekspanderbart materiale blir anvendt for å aktuere en energisert anordning, i henhold til en utførelsesform av redegjørelsen; Figur 6 er en skjematisk illustrasjon av en annen energisert anordning i form av en pakning, i henhold til en utførelsesform av redegjørelsen; Figur 7 er en skjematisk illustrasjon lignende den ifølge figur 6 men som vi-ser pakningen i en forskjellig driftsmessig konfigurasjon, i henhold til en utførelses-form av redegjørelsen; og Figur 8 er en skjematisk illustrasjon lignende den ifølge figur 6 men som vi-ser pakningen i en forskjellig driftsmessig konfigurasjon, i henhold til en utførelses-form av redegjørelsen. Certain embodiments of the disclosure will now be described with reference to the accompanying drawings, in which like reference numbers denote like elements. It should be understood, however, that the accompanying figures illustrate the various implementations described herein and are not intended to limit the scope of various technologies described herein, and: Figure 1 is a schematic illustration of an example of a well system that utilizes a seal actuated by a thermally expandable material, according to an embodiment of the disclosure; Figure 2 is a diagram illustrating an example in which thermally expandable material is used to actuate an energized device, according to an embodiment of the disclosure; Figure 3 is a schematic illustration of an energized device in the form of a pack, according to an embodiment of the disclosure; Figure 4 is a schematic illustration similar to that according to Figure 3 but which shows the gasket in a different operational configuration, according to an embodiment of the statement; Figure 5 is a diagram illustrating another example in which thermally expandable material is used to actuate an energized device, according to an embodiment of the disclosure; Figure 6 is a schematic illustration of another energized device in the form of a pack, according to an embodiment of the disclosure; Figure 7 is a schematic illustration similar to that according to Figure 6 but showing the gasket in a different operational configuration, according to an embodiment of the disclosure; and Figure 8 is a schematic illustration similar to that according to Figure 6 but which shows the gasket in a different operational configuration, according to an embodiment of the explanation.

DETALJERT BESKRIVELSE DETAILED DESCRIPTION

I den følgende beskrivelsen, er det framlagt tallrike detaljer for å tilveiebringe en forståelse av noen utførelsesformer av foreliggende redegjørelse. Det vil imidlertid bli forstått av fagpersonene at systemet og/eller metodologien kan bli praktisert uten disse detaljene og at tallrike variasjoner eller modifikasjoner av de beskrevne utførelsesformene kan være mulig. In the following description, numerous details are set forth to provide an understanding of some embodiments of the present disclosure. However, it will be understood by those skilled in the art that the system and/or methodology may be practiced without these details and that numerous variations or modifications of the described embodiments may be possible.

Foreliggende redegjørelse omhandler generelt et system og fremgangsmåte for å aktuere en energisert anordning, så som en pakning. Teknikken utnytter et termisk ekspanderbart materiale innelukket i en beholder slik at varme tilført til materialet forårsaker en økning i trykk innen beholderen og en ekspansjon av materialet. Ekspansjon av det termisk ekspanderbare materialet kan bli anvendt for å utføre utpekte operasjoner. For eksempel, kan det termisk ekspanderbare materialet være funksjonsmessig koplet med et element, så som et pakningsforseglende element, via et aktuatormedlem. Når beholderen og det termisk ekspanderbare materialet er posisjonert i et miljø med høy varme, f.eks. et termisk brønnmiljø, ekspanderer det termisk ekspanderbare materialet og aktuerer elementet via aktuatormedlemmet. I pakningsanvendelser, kan det termisk ekspanderbare materialet bli anvendt for å kontinuerlig energisere det pakningsforseglende elementet og/eller andre komponenter mens det termisk ekspanderbare materialet er posisjonert i miljøet med høy varme. The present description generally deals with a system and method for actuating an energized device, such as a seal. The technique utilizes a thermally expandable material enclosed in a container so that heat applied to the material causes an increase in pressure within the container and an expansion of the material. Expansion of the thermally expandable material can be used to perform designated operations. For example, the thermally expandable material may be operatively coupled to an element, such as a gasket sealing element, via an actuator member. When the container and the thermally expandable material are positioned in an environment of high heat, e.g. a thermal well environment, expands the thermally expandable material and actuates the element via the actuator member. In gasket applications, the thermally expandable material may be used to continuously energize the gasket sealing element and/or other components while the thermally expandable material is positioned in the high heat environment.

I en rekke pakningsapplikasjoner, involverer energisering av et pakningsforseglende element å komprimere (presse) det forseglende elementet med en aksial settende kraft som presser det forseglende elementet radialt utover inntil det kon-takter en omkringliggende vegg, f.eks. en omkringliggende foringsvegg. Energisering av det pakningsforseglende elementet skaper betydelige interne spenninger i det forseglende elementet via presskraften. Presskraften omsettes til store kon-taktspenninger ved grensene av det forseglende elementet og samarbeidende komponenter, f.eks. ved den indre overflaten av den omkringliggende brønn-foringen og den ytre overflaten av pakningens formkjerne. Det eksisterer en korre-lasjon mellom mengden kontaktspenning ved disse grensene og trykkintegriteten av forseglingen. Det termisk ekspanderbare materialet kan bli anvendt for å sikre at en tilstrekkelig mengde settende kraft (spenning) er inneholdt i det forseglende elementet og at den trykkintegrerende forseglingen etablert ved det forseglende elementet blir opprettholdt. I noen anvendelser, kan det bli anvendt en ytterligere låsende mekanisme, så som en enhets-låsering/sperreklinke for å opprettholde innstillingskraften og holde den aksiale bevegelsen av det pakningsforseglende elementet. In a variety of gasket applications, energizing a gasket sealing element involves compressing (compressing) the sealing element with an axial settling force that pushes the sealing element radially outward until it contacts a surrounding wall, e.g. a surrounding casing wall. Energization of the gasket sealing element creates significant internal stresses in the sealing element via the pressing force. The pressing force is converted into large contact stresses at the boundaries of the sealing element and cooperating components, e.g. at the inner surface of the surrounding well liner and the outer surface of the packing mold core. A correlation exists between the amount of contact stress at these boundaries and the pressure integrity of the seal. The thermally expandable material can be used to ensure that a sufficient amount of settling force (stress) is contained in the sealing element and that the pressure integrating seal established at the sealing element is maintained. In some applications, an additional locking mechanism, such as a unit locking ring/detent pawl, may be used to maintain the setting force and keep the axial movement of the gasket sealing member.

Avhengig av den spesifikke anvendelsen, kan det termisk ekspanderbare materialet bli anvendt i foringsrør toppakninger anvendt i termiske brønner og andre brønnapplikasjoner, i minst noen av disse applikasjonene, med én gang forings-rørets toppakning har blitt satt, kan rørledningsstrengen bli koblet fra den satte foringsrør toppakningen. Rørledningsstrengen blir så fjernet fra brønnboringen mens den satte foringsrør-toppakningen forblir nedihulls i brønnboringen. Depending on the specific application, the thermally expandable material may be used in casing head gaskets used in thermal wells and other well applications, in at least some of these applications, once the casing head gasket has been set, the pipeline string may be disconnected from the set casing the top gasket. The pipeline string is then removed from the wellbore while the set casing top packing remains downhole in the wellbore.

Det termisk ekspanderbare materialet kan bli anvendt i en rekke termiske brønnapplikasjoner for å forenkle aktuering av energiserte anordninger, så som pakninger. Et eksempel på en livssyklus for en termisk brønn kan omfatte fire trinn inkludert oppvarming, injeksjon, produksjon og innelukning. Gjennom hele levetiden for en termisk brønn, kan de fire trinnene gjenta seg selv flere ganger, og ved hvert av trinnene er det en assosiert maksimumstemperatur og -trykk opplevet ved foringsrørets toppakning. I løpet av visse trinn, så som injeksjons- og produksjonstrinnene, kan foringsrørets toppakning oppleve de høyeste temperaturene og tryk-kene av syklusen. The thermally expandable material can be used in a variety of thermal well applications to facilitate actuation of energized devices, such as gaskets. An example of a thermal well life cycle may include four stages including heating, injection, production and containment. Throughout the lifetime of a thermal well, the four stages may repeat themselves several times, and at each stage there is an associated maximum temperature and pressure experienced at the casing top packing. During certain stages, such as the injection and production stages, the casing top packing may experience the highest temperatures and pressures of the cycle.

Ved å utnytte det termisk ekspanderbare materialet for å aktuere foringsrø-rets toppakning eller annen type pakning, kan pålitelig aktuering og/eller opprett-holdelse av aktueringskraften på det pakningsforseglende elementet bli opprettholdt gjennom hele temperatur- og trykkendringene som forekommer i løpet av de termiske brønntrinnene. I henhold til en utførelsesform, blir et volum av det termisk ekspanderbare materialet inkorporert til et pakningsstempelsystem eller settende mekanisme for å innledende energisere/aktuere pakningen og eller for å kontinuerlig energisere det pakningsforseglende elementet. Det termisk ekspanderbare materialet muliggjør omforming av termisk energi som foreligger i brønnboringsmil-jøet til kinetisk energi på en kontrollerbar og forutsigbar måte uten inngripen fra overflaten. Den kinetiske energien kan også bli utnyttet for å aktuere ulike andre anordninger og mekanismer nedihulls i en brønnboring uten noen inngripen fra overflaten. Eksempler på aktuering av slike anordninger og mekanismer inkluderer å koble til og/eller koble fra pakningsholdekiler, låse og/eller låse opp ulike mekanismer, åpne og/eller lukke porter, energisere forseglinger, bryte en trykkintegrert membran og aktuere ulike andre anordninger. By utilizing the thermally expandable material to actuate the casing top packing or other type of packing, reliable actuation and/or maintenance of the actuating force on the packing sealing element can be maintained throughout the temperature and pressure changes that occur during the thermal well stages . According to one embodiment, a volume of the thermally expandable material is incorporated into a gasket piston system or settling mechanism to initially energize/actuate the gasket and or to continuously energize the gasket sealing element. The thermally expandable material enables the transformation of thermal energy present in the well drilling environment into kinetic energy in a controllable and predictable manner without intervention from the surface. The kinetic energy can also be utilized to actuate various other devices and mechanisms downhole in a wellbore without any intervention from the surface. Examples of actuation of such devices and mechanisms include connecting and/or disconnecting gasket retaining wedges, locking and/or unlocking various mechanisms, opening and/or closing gates, energizing seals, breaking a pressure integral diaphragm and actuating various other devices.

Refererer generelt til Figur 1, en utførelsesform av et brønnsystem er illustrert. Ved hjelp av eksempel, kan brønnsystemet omfatte en rekke komponenter og kan bli anvendt i mange typer applikasjoner og miljøer, inkludert termiske brønnapplikasjoner, så som dampinjeksjonsapplikasjoner og sykliske dampapplikasjoner. Brønnsystemet er illustrert som å omfatte en pakning aktuert ved termisk ekspanderbart materiale. Brønnsystemet kan imidlertid inkorporere enslige eller multiple pakninger av en rekke design og konstruksjoner. I tillegg, kan brønnsys-temet omfatte en rekke ytterligere komponenter og systemer avhengig av den spesifikke brannrelaterte applikasjonen. Referring generally to Figure 1, one embodiment of a well system is illustrated. By way of example, the well system may include a number of components and may be used in many types of applications and environments, including thermal well applications, such as steam injection applications and cyclic steam applications. The well system is illustrated as comprising a gasket actuated by thermally expandable material. However, the well system may incorporate single or multiple packings of a variety of designs and constructions. In addition, the well system may include a number of additional components and systems depending on the specific fire-related application.

I eksempelet ifølge Figur 1, er det illustrert et brønnsystem 20 som har en rørstreng 22 utplassert i en brønn 24 som omfatter en brønnboring 26.1 minst noen applikasjoner, omfatter brønnen 24 en termisk brønn, så som en termisk brønn anvendt i en dampinjeksjonsapplikasjon eller en syklisk dampapplikasjon som involverer oppvarming av brønnboringen eller brønnboringene 26 i en forlenget tidsperiode med oppvarmet fluid eller damp. Den illustrerte rørlednings-strengen 22 omfatter et energisert anordning-system 28 som har en energisert anordning 30, f.eks. en pakning, som omfatter et energisert medlem 32. Den energiserte anordningen/pakningen 30 kan omfatte en foringsrør toppakning eller annen type pakning som har energisert medlem 32 i form av et radialt ekspanderbart pakningsforseglende element innvirket på ved en aktuator 33. Aktuatoren 33 ekspanderer radialt det forseglende elementet 32 til forseglende kontakt med en omkringliggende brønnboringsvegg 34, f.eks. en foringsvegg. Aktuatoren 33 kan også bli anvendt for å aktuere ytterligere energiserte elementer eller deler av det energiserte medlemmet 32, så som pakningsholdekiler 35. I dette eksempelet, vil aktuatoren 33 omfatte, eller arbeide i samarbeid med, et termisk ekspanderbart materiale 36 som kan bli anvendt for å tilveiebringe aktueringskraften. Det skulle anføres at rørledningsstreng 22 også kan omfatte en rekke andre komponenter 38 og de komponentene kan variere avhengig av det spesifikke miljøet og/eller applikasjonen som rørledningsstreng 22 er utplassert i. Avhengig av den spesifikke applikasjonen, kan rørledningsstrengen 22 bli utplassert i mange typer brønner, inkludert horisontale eller på annen måte avbøyde brønner og også vertikale brønner. In the example according to Figure 1, a well system 20 is illustrated that has a pipe string 22 deployed in a well 24 that includes a wellbore 26.1 at least in some applications, the well 24 includes a thermal well, such as a thermal well used in a steam injection application or a cyclic steam application which involves heating the wellbore or wellbores 26 for an extended period of time with heated fluid or steam. The illustrated pipeline string 22 comprises an energized device system 28 having an energized device 30, e.g. a gasket, which comprises an energized member 32. The energized device/gasket 30 may comprise a casing top gasket or other type of gasket which has an energized member 32 in the form of a radially expandable gasket sealing element acted upon by an actuator 33. The actuator 33 radially expands the sealing element 32 into sealing contact with a surrounding wellbore wall 34, e.g. a lining wall. The actuator 33 may also be used to actuate additional energized elements or parts of the energized member 32, such as gasket retaining wedges 35. In this example, the actuator 33 will comprise, or work in conjunction with, a thermally expandable material 36 that may be used for to provide the actuation force. It should be noted that pipeline string 22 may also include a variety of other components 38 and those components may vary depending on the specific environment and/or application in which pipeline string 22 is deployed. Depending on the specific application, pipeline string 22 may be deployed in many types of wells. , including horizontal or otherwise deflected wells and also vertical wells.

Med referanse generelt til Figur 2, er det tilveiebrakt et diagram for å illust-rere et eksempel på energisert anordning-system 28.1 dette eksempelet, omfatter energisert anordning-systemet 28 samarbeidende elementer inkludert den energiserte anordningen 30. Den energiserte anordningen 30 kan bli anvendt for å utøve en spesifikk kraft, så som en aksial kraft, som aktuerer det forseglende elementet 32. I noen applikasjoner omfatter den energiserte anordningen 30 en pakning og den utøvede aksiale kraften blir anvendt for å energisere det pakningsforseglende elementet 32 og/eller å kontakte pakningsholdekilene 35.1 dette eksempelet, er et annet element av energisert anordning-systemet 28 en aktueringsregion 40 som arbeider i samarbeid med termisk ekspanderbart materiale 36. Aktueringsregion 40 kan omfatte en rekke aktueringsmedlemmer, inkludert et stempel eller stempler virket på ved trykket av ekspanderende materiale 36 for å fullstendig sette den energiserte anordningen/pakningen 30, f.eks. for å ekspandere det pakningsforseglende elementet 32 til kontakt med en omkringliggende brønnboringsvegg 34 og/eller for å kontakte pakningsholdekilene 35.1 dette eksempelet, er det termisk ekspanderbare materialet 36 i et frittstående volum slik at i løpet av termisk ekspansjon av materiale 36, blir det skapt trykk innen det frittstående volumet. Dette trykket blir anvendt for å flytte stempelet eller annet aktuatormedlem når en aktuerer den energiserte anordningen 30. Referring generally to Figure 2, a diagram is provided to illustrate an example of energized device system 28. In this example, the energized device system 28 comprises cooperating elements including the energized device 30. The energized device 30 may be used for to exert a specific force, such as an axial force, which actuates the sealing element 32. In some applications, the energized device 30 comprises a gasket and the applied axial force is used to energize the gasket sealing element 32 and/or to contact the gasket retaining wedges 35.1 this example, another element of the energized device system 28 is an actuation region 40 that works in cooperation with thermally expandable material 36. Actuation region 40 may include a variety of actuation members, including a piston or pistons actuated by the pressure of the expanding material 36 to fully place the energized device/packaging 30, f. e.g. to expand the packing sealing element 32 into contact with a surrounding wellbore wall 34 and/or to contact the packing retaining wedges 35.1 this example, the thermally expandable material 36 is in a free-standing volume such that during thermal expansion of material 36, pressure is created within the stand-alone volume. This pressure is used to move the piston or other actuator member when actuating the energized device 30.

Med referanse generelt til Figurer 3 og 4, er et eksempel på energisert anordning 30 illustrert. I dette eksempelet, omfatter den energiserte anordningen 30 en radialt ekspanderbar pakning 42 (se også Figur 1) som har forseglende element 32 som kan bli aksialt presset sammen til å forårsake radial ekspansjon av det forseglende elementet 32 til forseglende kontakt med den omkringliggende brønnboringsveggen 34. Kraften for å forårsake aksial komprimering av forseglende element 32 kan bli utøvet ved aktuator 33 i form av et aktuatormedlem 44, så som et stempel eller stempler som er glidende montert mellom et indre rør/formkjerne 46 og et ytre hus 48. Ved hjelp av eksempel, kan aktuatormedlem/stempel 44 omfatte et ringformet stempel omkringliggende det indre røret 46 innen det ytre huset 48. Før energisering av pakningsforseglende element 32, kan stempel 44 bli festet til ytre hus 48 ved et forskyvingsmedlem 50. Referring generally to Figures 3 and 4, an example of energized device 30 is illustrated. In this example, the energized device 30 comprises a radially expandable packing 42 (see also Figure 1) having sealing member 32 which can be axially compressed to cause radial expansion of the sealing member 32 into sealing contact with the surrounding wellbore wall 34. The force to cause axial compression of sealing member 32 may be exerted by actuator 33 in the form of an actuator member 44, such as a piston or pistons slidably mounted between an inner tube/mold core 46 and an outer housing 48. By way of example .

Stempelet 44 blir flyttet i en aksial retning ved det termisk ekspanderbare materialet 36 anbrakt i et frittstående volum 52 definert ved en beholder 54. I det illustrerte eksempelet, blir beholderen 54 skapt ved indre rør 46 og ytre hus 48 som er konstruert for å skape det frittstående volumet 52 derimellom. Det frittstående eller innelukkede volumet 52 kan være ringformet i fasong og kan strekke seg rundt omkretsen av indre rør 46. Ved én ende av det frittstående volumet 52, er stempel 44 eksponert for det termisk ekspanderbare materialet 36. Når eksponert for tilstrekkelig varme, så som varmen opplevet i en termisk brønnapplikasjon, ekspanderer termisk ekspanderbart materiale 36 og bygger opp tilstrekkelig trykk innen beholder 54 til å forskyve forskyvningsmedlemmet 50 og frigi stempel 44. Fortsatt ekspansjon av det termisk ekspanderbare materialet 36 forårsaker bevegelse av stempel 44 som overfører det pakningsforseglende elementet 32 fra den de-energiserte tilstanden illustrert i Figur 3 til den energiserte tilstanden illustrert i Figur 4. Med andre ord forårsaker bevegelsen av stempel 44 ved termisk ekspanderbart materiale 36 aksial komprimering av pakningsforseglende element 32 som resulterer i en radial ekspansjon av forseglende element 32 til forseglende kontakt med den omkringliggende brønnboringsveggen 34, som illustrert i Figur. 4. The piston 44 is moved in an axial direction by the thermally expandable material 36 placed in a free-standing volume 52 defined by a container 54. In the illustrated example, the container 54 is created by inner tube 46 and outer housing 48 which are designed to create it the stand-alone volume 52 in between. The freestanding or enclosed volume 52 may be annular in shape and may extend around the circumference of inner tube 46. At one end of the freestanding volume 52, piston 44 is exposed to the thermally expandable material 36. When exposed to sufficient heat, such as the heat experienced in a thermal well application expands thermally expandable material 36 and builds up sufficient pressure within container 54 to displace displacement member 50 and release plunger 44. Continued expansion of thermally expandable material 36 causes movement of plunger 44 which transfers packing sealing member 32 from the de-energized state illustrated in Figure 3 to the energized state illustrated in Figure 4. In other words, the movement of piston 44 by thermally expandable material 36 causes axial compression of gasket sealing member 32 which results in a radial expansion of sealing member 32 into sealing contact with it lying around end of the wellbore wall 34, as illustrated in Figure. 4.

Det termisk ekspanderbare materialet 36 er valgt for å ha en høyere termisk ekspansjonsverdi, f.eks. en høyere koeffisient for termisk ekspansjon, enn den for materialet som danner beholder 54. I det illustrerte eksempelet, er det termisk ekspanderbare materialet 36 inneholdt i volum 52 og trykkforseglet. Aktuatoren 33 omsetter trykket generert ved det termisk ekspanderbare materialet 36 til en aksial kraft og aksial bevegelse av, for eksempel, stempel 44. Det skulle legges merke til at kraften og bevegelsen som resulterer fra ekspansjonen av termisk ekspanderbart materiale 36 kan bli anvendt for å aktuere ulike anordninger og mekanismer, inkludert ulike anordninger og mekanismer i pakningen 42. Som beskrevet over, kan det termisk ekspanderbare materialet 36 bli anvendt for å aktuere/energisere både det forseglende elementet 32 og holdekilene 35 (se Figur 1). The thermally expandable material 36 is chosen to have a higher thermal expansion value, e.g. a higher coefficient of thermal expansion than that of the material forming container 54. In the illustrated example, the thermally expandable material 36 is contained within volume 52 and pressure sealed. The actuator 33 converts the pressure generated by the thermally expandable material 36 into an axial force and axial movement of, for example, piston 44. It should be noted that the force and movement resulting from the expansion of the thermally expandable material 36 can be used to actuate various devices and mechanisms, including various devices and mechanisms in the gasket 42. As described above, the thermally expandable material 36 can be used to actuate/energize both the sealing element 32 and the retaining wedges 35 (see Figure 1).

Ved hjelp av eksempel, kan det termisk ekspanderbare materialet 36 være i form av en væske med en høy termisk ekspansjonskoeffisient og en lav bulkmo-dulverdi. I tillegg kan væsken være termisk stabil ved at væsken ikke brytes ned ved forhøyede temperaturer og væsken ikke reagerer kraftig, f.eks. eksploderer, ved forhøyede temperaturer. Eksempler på termisk ekspanderbart materiale 36 inkluderer dimetyl polysiloksan, kommersielt tilgjengelig fra Dow Chemical Company i Midland, Michigan, USA under varemerket Syltherm 800™, og DI-2 etylheksyl sebacat, kommersielt tilgjengelig fra The HallStar Company i Chicago, Illi-nois, USA under varemerket Monoplex DOS™. By way of example, the thermally expandable material 36 may be in the form of a liquid with a high coefficient of thermal expansion and a low bulk modulus value. In addition, the liquid can be thermally stable in that the liquid does not break down at elevated temperatures and the liquid does not react strongly, e.g. explodes at elevated temperatures. Examples of thermally expandable material 36 include dimethyl polysiloxane, commercially available from Dow Chemical Company of Midland, Michigan, USA under the trademark Syltherm 800™, and DI-2 ethylhexyl sebacate, commercially available from The HallStar Company of Chicago, Illinois, USA under trademark Monoplex DOS™.

I løpet av oppvarming av væsken/termisk ekspanderbare materialet 36, begynner tettheten av væsken å avta ettersom væsken ekspanderer. Fordi tettheten avtar og det termisk ekspanderbare materialet 36 er innelukket i det frittstående volumet 52 av beholder 54, bygges det opp trykk innen beholder 54. Det trykksatte, termisk ekspanderbare materialet 36 virker på stempel 44 og driver stempel 44 inn i pakningsforseglende element 32 for å komprimere elementet aksialt. Så lenge det termisk ekspanderbare materialet 36 forblir oppvarmet, forblir det frittstående volumet 52 trykksatt for å kontinuerlig energisere det pakningsforseglende elementet 32 og/eller andre energiserte elementer. Når det termisk ekspanderbare materialet 36 begynner å kjøles, øker materialet i tetthet og reduserer trykket innen beholder 54. Som et resultat, blir det energiserte elementet, f.eks. forseglende element 32, de-energisert. (I noen applikasjoner kan imidlertid et låsende element bli anvendt for å holde på det pakningsforseglende elementet 32 og/eller andre elementer i den satte konfigurasjonen. For eksempel, kan en låsende enhet være lokalisert i stempelklaffer (piston traps) for å bevare den settende kraften i det energiserte elementet, f.eks. forseglende element 32.) Effektivt muliggjør det termisk ekspanderbare materialet at den energiserte anordningen 30 blir innledende energisert og så kontinuerlig opprettholdt i den tilstanden av energisering mens det termisk ekspanderbare materialet 36 blir eksponert for tilstrekkelig varme. Fremgangsmåten med energisering av pakningen eller annet element kan bli gjennomført uten en ytterligere intervensjonsprosess fra overflaten. During heating of the liquid/thermally expandable material 36, the density of the liquid begins to decrease as the liquid expands. Because the density decreases and the thermally expandable material 36 is contained within the freestanding volume 52 of container 54, pressure builds up within container 54. The pressurized thermally expandable material 36 acts on piston 44 and drives piston 44 into gasket sealing member 32 to compress the element axially. As long as the thermally expandable material 36 remains heated, the freestanding volume 52 remains pressurized to continuously energize the gasket sealing element 32 and/or other energized elements. As the thermally expandable material 36 begins to cool, the material increases in density and reduces the pressure within container 54. As a result, the energized element, e.g. sealing element 32, de-energized. (In some applications, however, a locking element may be used to retain the packing sealing element 32 and/or other elements in the seated configuration. For example, a locking device may be located in piston traps to preserve the seating force in the energized element, e.g., sealing element 32.) Effectively, the thermally expandable material enables the energized device 30 to be initially energized and then continuously maintained in that state of energization while the thermally expandable material 36 is exposed to sufficient heat. The process of energizing the gasket or other element can be carried out without a further intervention process from the surface.

Det skulle bli anført at termisk ekspanderbart materiale 36 er lett brukbart i termiske brønnapplikasjoner på grunn av den normale oppvarmingen av slike brønner i løpet av utvinning av hydrokarboner. I ulike termiske brønnapplikasjoner, kan brønnboringstemperaturen og trykket variere mye over levetiden til en brønn, slike fluktuasjoner har imidlertid begrensede skadelige effekter på pakningen 42 som inkorporerer det termisk ekspanderbare materialet 36 for å kontinuerlig energisere det pakningsforseglende elementet 32. Det termisk ekspanderbare materialet 36 er i stand til å utnytte den tilgjengelige forhøyede temperaturen i brønnbo-ringen i løpet av injeksjons- og produksjonstrinnene av en termisk brønnapplika-sjon for å assistere i å skape en mer robust trykkintegrert forsegling for å motstå det høyere trykket som foreligger i løpet av disse trinnene. It should be noted that thermally expandable material 36 is readily usable in thermal well applications due to the normal heating of such wells during the recovery of hydrocarbons. In various thermal well applications, the wellbore temperature and pressure may vary widely over the lifetime of a well, however, such fluctuations have limited detrimental effects on the packing 42 which incorporates the thermally expandable material 36 to continuously energize the packing sealing element 32. The thermally expandable material 36 is in able to utilize the available elevated temperature in the wellbore during the injection and production stages of a thermal well application to assist in creating a more robust pressure integrated seal to withstand the higher pressures present during these stages.

Med referanse generelt til Figur 5, er det tilveiebrakt et diagram for å illust-rere et annet eksempel på energisert anordning-system 28. I dette eksempelet, omfatter energisert anordning-systemet 28 igjen samarbeidende elementer inkludert den energiserte anordningen 30. Som med utførelsesformen illustrert i Figur 2, kan den energiserte anordningen 30 bli anvendt for å utøve en spesifikk kraft, så som en aksial kraft, som aktuerer anordningen, f.eks. aktuerer et pakningsforseglende element 32. For eksempel, kan den energiserte anordningen 30 omfatte pakning 42 og den utøvede aksiale kraften kan bli anvendt for å energisere det pakningsforseglende elementet 32 og/eller å kontakte pakningsholdekilene 35. I dette eksempelet, omfatter energisert anordning-systemet 28 likeledes aktueringsregion 40 som arbeider i samarbeid med termisk ekspanderbart materiale 36. Aktueringsregion 40 kan omfatte en rekke aktuatormedlemmer 44, inkludert et stempel eller stempler innvirket på ved trykket av ekspanderbart materiale 36 for å fullstendig sette pakning 30, f.eks. for å ekspandere det pakningsforseglende elementet 32 til kontakt med en omkringliggende vegg 34 og/eller å kontakte pakningsholdekilene 35. I dette eksempelet, er det termisk ekspanderbare materialet 36 i det frittstående volumet 52. Referring generally to Figure 5, a diagram is provided to illustrate another example of energized device system 28. In this example, energized device system 28 again comprises cooperating elements including energized device 30. As with the embodiment illustrated in Figure 2, the energized device 30 can be used to exert a specific force, such as an axial force, which actuates the device, e.g. actuates a gasket sealing element 32. For example, the energized device 30 may comprise gasket 42 and the applied axial force may be used to energize the gasket sealing element 32 and/or to contact the gasket retaining wedges 35. In this example, the energized device system 28 comprises likewise, actuation region 40 which works in cooperation with thermally expandable material 36. Actuation region 40 may comprise a number of actuator members 44, including a piston or pistons acted upon by the pressure of expandable material 36 to fully seat gasket 30, e.g. to expand the gasket sealing element 32 into contact with a surrounding wall 34 and/or to contact the gasket retaining wedges 35. In this example, the thermally expandable material 36 is in the freestanding volume 52.

Energisert anordning-systemet 28 omfatter imidlertid også et supplerende aktueringssystem 56 som arbeider i samarbeid med det termisk ekspanderbare materialet 36. Ved hjelp av eksempel, omfatter det supplerende aktueringssyste-met 56 en supplerende aktuator/aktueringsregion 58. Den supplerende aktuatoren 58 utnytter en supplerende kraftgenererende mekanisme, så som trykksatt fluid som virker mot et supplerende trykkstempel for å generere en komplementær aksial kraft og bevegelse. Ved hjelp av eksempel, kan den supplerende kraftgenererende mekanismen omfatte en rørledningsstreng 60 som leverer trykksatt fluid til det supplerende trykkstempelet på en måte som tilveiebringer ytterligere aksial kraft i kombinasjon med den aksiale kraften tilveiebrakt ved det termisk ekspanderbare materialet 36.1 pakningsapplikasjoner, kan det trykksatte fluidet bli levert gjennom rørledningsstreng 22 eller gjennom et ringrom som ligger omkring rørled-ningsstreng 22. I noen applikasjoner, blir termisk ekspanderbart materiale 36 utnyttet som en sette- eller energiseringsforsterker i tillegg til å tilveiebringe en mekanisme for kontinuerlig energisering av pakningsforseglende element 32. However, the energized device system 28 also includes a supplementary actuation system 56 which works in cooperation with the thermally expandable material 36. By way of example, the supplementary actuation system 56 comprises a supplementary actuator/actuation region 58. The supplementary actuator 58 utilizes a supplementary force generating mechanism, such as pressurized fluid acting against a supplementary pressure piston to generate a complementary axial force and motion. By way of example, the supplemental force generating mechanism may comprise a conduit string 60 that delivers pressurized fluid to the supplemental pressure piston in a manner that provides additional axial force in combination with the axial force provided by the thermally expandable material 36.1 packing applications, the pressurized fluid may be delivered through pipeline string 22 or through an annulus located around pipeline string 22. In some applications, thermally expandable material 36 is utilized as a setting or energizing amplifier in addition to providing a mechanism for continuous energization of gasket sealing element 32.

Refererer generelt til Figurer 6, 7 og 8, det er illustrert et eksempel på energisert anordning 30 hvor det termisk ekspanderbare materialet 36 er kombinert med en supplerende aktuator eller tjener som en supplerende aktuator. I dette eksempelet, omfatter den energiserte anordningen 30 igjen radialt ekspanderbar pakning 42 som har forseglende element 32 som kan bli aksialt komprimert for å forårsake radial ekspansjon av det forseglende elementet 32 til forseglende kontakt med den omkringliggende brønnboringsveggen 34. Kraften for å forårsake aksial komprimering av forseglende element 32 kan bli utøvet via både rørtrykk og kraften utøvet ved termisk ekspanderbart materiale 36 når eksponert for tilstrekkelig varme i brønnmiljøet. Referring generally to Figures 6, 7 and 8, there is illustrated an example of energized device 30 where the thermally expandable material 36 is combined with a supplemental actuator or serves as a supplemental actuator. In this example, the energized device 30 again comprises radially expandable packing 42 having sealing member 32 which can be axially compressed to cause radial expansion of the sealing member 32 into sealing contact with the surrounding wellbore wall 34. The force to cause axial compression of sealing element 32 can be exerted via both pipe pressure and the force exerted by thermally expandable material 36 when exposed to sufficient heat in the well environment.

I løpet av bevegelse av det energiserte anordning-systemet 28 til brønnbo-ring 26, er det pakningsforseglende elementet 32 i en de-energisert eller radialt sammentrukket tilstand, som illustrert i Figur 6. Med én gang det er ved en ønsket lokasjon innen brønnboring 26, blir trykksatt fluid levert nedihulls gjennom rør 62 av rørledningsstreng 22 for å delvis sette det pakningsforseglende elementet 32 og/eller holdekiler 35 (se Figur 1). Det trykksatte fluidet blir levert til et trykkstempel eller stempler 64, f.eks. et ringformet stempel, via en åpning 66. Det trykksatte fluidet virker på stempel 64 og forårsaker forskyvning av forskyvningsmedlem 50 før en skifter trykkstempelet 64 og initierer komprimering av pakningsforseglende element 32, som illustrert i Figur 7. I tillegg forårsaker varmen av brønnboringsmil-jøet eller varme tilført til brønnboringsmiljøet ekspansjon av termisk ekspanderbart materiale 36 innen det frittstående volumet 52 av beholder 54. Med tilstrekkelig oppvarming, ekspanderer det termisk ekspanderbare materialet 36 for å drive stempel 44 i en aksial retning, som illustrert i Figur 8. Den aksiale bevegelsen av stempel 44 komprimerer videre forseglende element 32 for å danne en pålitelig forsegling med den omkringliggende brønnboringsveggen 34. Det termisk ekspanderbare materialet 36 kan også bli anvendt for å opprettholde den pålitelige forseglingen mens det er eksponert for miljøet med høy varme. Avhengig av anvendelsen, kan ekspansjonen av termisk ekspanderbart materiale 36 også bli anvendt for å sette og/eller opprettholde settingen av andre komponenter. During movement of the energized device system 28 to the wellbore 26, the packing sealing element 32 is in a de-energized or radially contracted state, as illustrated in Figure 6. Once it is at a desired location within the wellbore 26 , pressurized fluid is delivered downhole through pipe 62 of pipeline string 22 to partially set the packing sealing element 32 and/or retaining wedges 35 (see Figure 1). The pressurized fluid is delivered to a pressure piston or pistons 64, e.g. an annular piston, via an opening 66. The pressurized fluid acts on piston 64 and causes displacement of displacement member 50 before shifting the pressure piston 64 and initiating compression of packing sealing element 32, as illustrated in Figure 7. In addition, the heat of the wellbore environment or heat applied to the wellbore environment expands thermally expandable material 36 within the freestanding volume 52 of container 54. With sufficient heating, the thermally expandable material 36 expands to drive piston 44 in an axial direction, as illustrated in Figure 8. The axial movement of piston 44 further compresses sealing member 32 to form a reliable seal with the surrounding wellbore wall 34. The thermally expandable material 36 may also be used to maintain the reliable seal while exposed to the high heat environment. Depending on the application, the expansion of thermally expandable material 36 may also be used to set and/or maintain the setting of other components.

Det termisk ekspanderbare materialet 36 kan bli utnyttet i en rekke applikasjoner og i mange typer miljøer. I tillegg kan det energiserte anordning-systemet 28 som anvender det termisk ekspanderbare materialet 36 bli anvendt for å supplere, eller erstatte andre teknologier. For eksempel kan energisert anordning-systemet 28 bli anvendt for å erstatte svellbart element teknologier i visse miljøer, så som miljøer hvor temperatur og trykk er ved de øvre grensene for eller ut over evnene for svellbart element materialer. Lignende et svellbart element, er det termisk ekspanderbare materialet i stand til å fullstendig energisere det forseglende elementet for å skape en trykkintegrert forsegling uten noen intervensjon fra overflaten. I motsetning til svellbare elementer, tjener imidlertid det termisk ekspanderbare materialet 36 som en settende mekanisme uavhengig av det pakningsforseglende elementet 32. Kombinasjonen av termisk ekspanderbart materiale 36 med et høytemperatur, høytrykk-forseglende element, f.eks. et egnet pakningsforseglende element, kan bli anvendt for å tilveiebringe funksjonaliteten av et svellbart element men med en betydelig øket brukstid ved høye temperaturer og trykk. The thermally expandable material 36 can be utilized in a variety of applications and in many types of environments. In addition, the energized device system 28 using the thermally expandable material 36 can be used to supplement, or replace, other technologies. For example, the energized device system 28 may be used to replace swellable element technologies in certain environments, such as environments where temperature and pressure are at the upper limits of or beyond the capabilities of swellable element materials. Similar to a swellable element, the thermally expandable material is capable of fully energizing the sealing element to create a pressure integral seal without any intervention from the surface. Unlike swellable elements, however, the thermally expandable material 36 serves as a settling mechanism independent of the gasket sealing element 32. The combination of thermally expandable material 36 with a high temperature, high pressure sealing element, e.g. a suitable packing sealing element, can be used to provide the functionality of a swellable element but with a significantly increased service life at high temperatures and pressures.

Det termisk ekspanderbare materialet 36 og energisert anordning-systemet 28 kan bli anvendt i mange høytemperatur- og høytrykksapplikasjoner, inkludert høytemperatur-injektorbrønnapplikasjoner. I visse høytemperatur injektorbrønn-applikasjoner, blir en serie av pakningselementer utnyttet for å segmentere brøn-nen og å forbedre fluidplassering via injektorbrønnen. Energisert anordning-systemet 28 kan bli anvendt i individuelle eller multiple pakninger utplassert i flere typer av termisk brønn applikasjoner, inkludert dampinjeksjonsapplikasjoner og sykliske dampapplikasjoner. Det termisk ekspanderbare materialet 36 kan også bli anvendt for å aktuere andre eller ytterligere komponenter av pakning 42. I noen applikasjoner, kan det termisk ekspanderbare materialet 36 bli anvendt i energisering/aktuering av ulike andre komponenter langs rørledningsstrengen 22. The thermally expandable material 36 and energized device system 28 may be used in many high temperature and high pressure applications, including high temperature injector well applications. In certain high temperature injector well applications, a series of packing elements are utilized to segment the well and improve fluid placement via the injector well. The energized device system 28 may be used in individual or multiple packs deployed in several types of thermal well applications, including steam injection applications and cyclic steam applications. The thermally expandable material 36 may also be used to actuate other or additional components of the gasket 42. In some applications, the thermally expandable material 36 may be used in energizing/actuating various other components along the pipeline string 22.

Avhengig av materialet og/eller miljøet som den energiserte anordningen 30 blir anvendt i, kan anordningen ha mange former og konfigurasjoner. Den energiserte anordningen kan også utnytte ulike materialer og materialkonfigurasjoner. I visse utførelsesformer, blir det termisk ekspanderbare materialet anvendt enkeltvis for å energisere en anordning, mens andre applikasjoner utnytter det termisk ekspanderbare materialet som en samarbeidende eller supplerende aktueringsmeka-nisme. Det termisk ekspanderbare materialet kan bli utplassert i individuelle beholdere eller i flere beholdere som arbeider i samarbeid eller tjener til å aktuere forskjellige komponenter. I tillegg kan det termisk ekspanderbare materialet være i flytende form eller andre former og kan omfatte ulike individuelle materialer eller kombinasjoner av materialer avhengig av parameterne for en gitt applikasjon. Depending on the material and/or the environment in which the energized device 30 is used, the device can have many forms and configurations. The energized device can also utilize different materials and material configurations. In certain embodiments, the thermally expandable material is used individually to energize a device, while other applications utilize the thermally expandable material as a cooperative or supplemental actuation mechanism. The thermally expandable material may be deployed in individual containers or in multiple containers that work cooperatively or serve to actuate different components. In addition, the thermally expandable material may be in liquid form or other forms and may comprise various individual materials or combinations of materials depending on the parameters of a given application.

Selv om noen få utførelsesformer av redegjørelsen har blitt beskrevet detaljert over, vil fagpersonene lett erkjenne at mange modifikasjoner er mulige uten å materielt avvike fra lærene ifølge denne redegjørelsen. Følgelig er slike modifikasjoner tenkt å være inkludert innen omfanget av denne redegjørelsen som definert i kravene. Although a few embodiments of the disclosure have been described in detail above, those skilled in the art will readily recognize that many modifications are possible without materially departing from the teachings of this disclosure. Accordingly, such modifications are intended to be included within the scope of this disclosure as defined in the claims.

Claims (20)

1. System for anvendelse i en brønn, som omfatter: en pakning som har et pakningsforseglende element; og en aktuator for å overføre det pakningsforseglende elementet til forseglende kontakt med en omkringliggende vegg, idet aktuatoren omfatter: et stempel eksponert for et innelukket volum; og et termisk ekspanderbart materiale anbrakt i det innelukkede volumet slik at øket temperatur forårsaker at det termisk ekspanderbare materialet øker trykk i løpet av ekspansjon innen det innelukkede volumet, og således beveger stempelet; og omstiller det pakningsforseglende elementet til forseglende kontakt med den omkringliggende veggen; og kontinuerlig energisering av det pakningsforseglende elementet mens det termisk ekspanderbare materialet blir eksponert for den økede temperaturen.1. System for use in a well, comprising: a gasket having a gasket sealing element; and an actuator for transferring the gasket sealing element into sealing contact with a surrounding wall, the actuator comprising: a piston exposed to an enclosed volume; and a thermally expandable material placed in the enclosed volume such that increased temperature causes the thermally expandable material to increase pressure during expansion within the enclosed volume, thus moving the piston; and repositioning the gasket sealing element into sealing contact with the surrounding wall; and continuously energizing the gasket sealing member while the thermally expandable material is exposed to the increased temperature. 2. System ifølge krav 1, hvori pakningen videre omfatter flere holdekiler ope-rert ved aktuatoren etter ekspansjon av det termisk ekspanderbare materialet.2. System according to claim 1, in which the gasket further comprises several holding wedges operated by the actuator after expansion of the thermally expandable material. 3. System ifølge krav 1, hvori aktuatoren videre omfatter et trykkstempel som blir beveget ved et trykksatt fluid tilført til aktuatoren via rør, trykkstempelet arbeider i samarbeid med stempelet for å overføre det pakningsforseglende elementet til forseglende kontakt med den omkringliggende veggen.3. System according to claim 1, in which the actuator further comprises a pressure piston which is moved by a pressurized fluid supplied to the actuator via pipe, the pressure piston works in cooperation with the piston to transfer the packing sealing element into sealing contact with the surrounding wall. 4. System ifølge krav 1, hvori det termisk ekspanderbare materialet er termisk stabilt i høytemperatur termiske brønnmiljøer.4. System according to claim 1, in which the thermally expandable material is thermally stable in high temperature thermal well environments. 5. System ifølge krav 1, hvori det termisk ekspanderbare materialet omfatter dimetyl polysiloksan.5. System according to claim 1, in which the thermally expandable material comprises dimethyl polysiloxane. 6. System ifølge krav 1, hvori det termisk ekspanderbare materialet omfatter DI-2 etylheksyl sebacat.6. System according to claim 1, wherein the thermally expandable material comprises DI-2 ethylhexyl sebacate. 7. System ifølge krav 1, hvori det innelukkede volumet er lokalisert i en beholder dannet av materiale som har en koeffisient for termisk ekspansjon mindre enn den for det termisk ekspanderbare materialet.7. A system according to claim 1, wherein the enclosed volume is located in a container formed of material having a coefficient of thermal expansion less than that of the thermally expandable material. 8. System ifølge krav 7, hvori det innelukkede volumet er ringformet i fasong.8. System according to claim 7, wherein the enclosed volume is annular in shape. 9. System for å aktuere en anordning, som omfatter: et energisert medlem som kan aktueres mellom en uforseglet konfigurasjon og en forseglet konfigurasjon; et termisk ekspanderbart materiale lokalisert i en beholder; og et aktuatormedlem som funksjonsmessig forbinder det energiserte medlemmet og det termisk ekspanderbare materialet slik at en økning i temperatur av det termisk ekspanderbare materialet forårsaker at aktuatormedlemmet overfører det energiserte medlemmet til den forseglede konfigurasjonen.9. A system for actuating a device, comprising: an energized member actuatable between an unsealed configuration and a sealed configuration; a thermally expandable material located in a container; and an actuator member operatively connecting the energized member and the thermally expandable material such that an increase in temperature of the thermally expandable material causes the actuator member to transfer the energized member to the sealed configuration. 10. System ifølge krav 9, hvori det energiserte medlemmet omfatter et pakningsforseglende element.10. System according to claim 9, wherein the energized member comprises a gasket sealing element. 11. System ifølge krav 10, hvori det energiserte medlemmet videre omfatter flere holdekiler.11. System according to claim 10, wherein the energized member further comprises several retaining wedges. 12. System ifølge krav 9, hvori aktuatormedlemmet omfatter et stempel.12. System according to claim 9, wherein the actuator member comprises a piston. 13. System ifølge krav 9, hvori aktuatormedlemmet omfatter et ringformet stempel posisjonert rundt et rør som strekker seg gjennom en pakning.13. The system of claim 9, wherein the actuator member comprises an annular piston positioned around a tube extending through a gasket. 14. System ifølge krav 9, hvori beholderen er dannet av materiale som har en koeffisient for termisk ekspansjon mindre enn den for det termisk ekspanderbare materialet.14. System according to claim 9, wherein the container is formed from material having a coefficient of thermal expansion less than that of the thermally expandable material. 15. System ifølge krav 9, hvori det termisk ekspanderbare materialet omfatter dimetyl polysiloksan.15. System according to claim 9, in which the thermally expandable material comprises dimethyl polysiloxane. 16. System ifølge krav 9, hvori det termisk ekspanderbare materialet omfatter DI-2 etylheksyl sebacat.16. System according to claim 9, wherein the thermally expandable material comprises DI-2 ethylhexyl sebacate. 17. System ifølge krav 9, som videre omfatter en supplerende aktuator som arbeider i samarbeid med det termisk ekspanderbare materialet.17. System according to claim 9, which further comprises a supplementary actuator which works in cooperation with the thermally expandable material. 18. Fremgangsmåte for aktuering, som omfatter å: tilveiebringe et termisk ekspanderbart materiale i en beholder; funksjonsmessig kople det termisk ekspanderbare materialet med et pakningsforseglende element via et aktuatormedlem; posisjonere beholderen og det termisk ekspanderbare materialet nedihulls i et miljø med høy varme slik at det termisk ekspanderbare materialet ekspanderer og aktuerer det pakningsforseglende elementet; og kontinuerlig energisere det pakningsforseglende elementet via det termisk ekspanderbare materialet mens det termisk ekspanderbare materialet er posisjonert i miljøet med høy varme.18. Method of actuation, comprising: providing a thermally expandable material in a container; operatively coupling the thermally expandable material with a gasket sealing member via an actuator member; positioning the container and the thermally expandable material downhole in a high heat environment such that the thermally expandable material expands and actuates the packing sealing member; and continuously energizing the gasket sealing member via the thermally expandable material while the thermally expandable material is positioned in the high heat environment. 19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, hvori funksjonsmessig kopling av det termisk ekspanderbare materialet med et pakningsforseglende element via et aktuatormedlem omfatter å muliggjøre at det termisk ekspanderbare materialet til å virke mot aktuatormedlemmet som er i form av et stempel som energiserer det pakningsforseglende elementet.19. Method according to claim 18, in which functional coupling of the thermally expandable material with a gasket sealing element via an actuator member comprises enabling the thermally expandable material to act against the actuator member which is in the form of a piston that energizes the gasket sealing element. 20. Fremgangsmåte ifølge krav 18, som videre omfatter å supplere kraften ut-øvet ved det termisk ekspanderbare materialet med ytterligere kraft utøvet via rørtrykk.20. Method according to claim 18, which further comprises supplementing the force exerted by the thermally expandable material with additional force exerted via pipe pressure.
NO20140834A 2011-12-13 2014-07-01 Energizing an element with a thermally expandable material NO20140834A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161570175P 2011-12-13 2011-12-13
PCT/US2012/068934 WO2013090257A1 (en) 2011-12-13 2012-12-11 Energization of an element with a thermally expandable material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20140834A1 true NO20140834A1 (en) 2014-09-03

Family

ID=48613105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20140834A NO20140834A1 (en) 2011-12-13 2014-07-01 Energizing an element with a thermally expandable material

Country Status (2)

Country Link
NO (1) NO20140834A1 (en)
WO (1) WO2013090257A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2853681A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-01 Welltec A/S A thermally expanded annular barrier
SE1451379A1 (en) 2014-11-17 2016-05-18 Vanguard Oil Tools & Services Llc Temperature activated zonal isolation packer
JP6620286B2 (en) * 2015-12-15 2019-12-18 帝石削井工業株式会社 Packer
CN110424921A (en) * 2019-08-28 2019-11-08 中研(天津)能源装备有限公司 A kind of packer
CN115354985B (en) * 2022-06-29 2023-12-29 中国地质大学(武汉) Thermal injection well thermosensitive casing protection method and device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2411918B (en) * 2004-03-12 2006-11-22 Schlumberger Holdings System and method to seal using a swellable material
WO2007031723A2 (en) * 2005-09-14 2007-03-22 Petrowell Limited Packer
US7591318B2 (en) * 2006-07-20 2009-09-22 Halliburton Energy Services, Inc. Method for removing a sealing plug from a well
US7669661B2 (en) * 2008-06-20 2010-03-02 Baker Hughes Incorporated Thermally expansive fluid actuator devices for downhole tools and methods of actuating downhole tools using same
US8839871B2 (en) * 2010-01-15 2014-09-23 Halliburton Energy Services, Inc. Well tools operable via thermal expansion resulting from reactive materials

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013090257A1 (en) 2013-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150000936A1 (en) Energization of an element with a thermally expandable material
NO20140834A1 (en) Energizing an element with a thermally expandable material
NO338705B1 (en) Sealing system and method
US7717183B2 (en) Top-down hydrostatic actuating module for downhole tools
CN201288515Y (en) Thermal actuator and system for separating second member from first member at expected position in well
US20020074742A1 (en) Metallic seal components
CA2686730C (en) Subsea force generating device and method
NO20121056A1 (en) Damage tolerant sealing for feeding tubes
NO20130918A1 (en) Ring room mounted setting tool powered with potential energy
CN103958822A (en) Selectively disengagable sealing system
CN101294482A (en) Shape memory materials for downhole tool applications
US10724338B2 (en) Rapidly cooling a geologic formation in which a wellbore is formed
NO340667B1 (en) subsea
GB2561255A (en) Improvements relating to thermally deformable annular Packers
NO20121357A1 (en) Sealing with bellows type nose
NO20120599A1 (en) Form memory driven hydraulic accumulator
JP6620286B2 (en) Packer
NO20130187A1 (en) SHIFT-BASED ACTUATOR FOR DOWN HOLE
US20150204158A1 (en) Temperature compensated element
US9725976B2 (en) Temperature compensated element and uses thereof in isolating a wellbore
NO20140836A1 (en) Procedure for enabling pressure activation
NO854035L (en) Deployment SYSTEM.
CN104136711B (en) The sprawl and control device of packer body, sprawl and control method and cloth piping tool
NO324234B1 (en) Thermal compensation apparatus and method for maintaining a relatively constant fluid pressure inside an underground well tool
EP1825103B1 (en) Sonde deployment

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application