NO20140959A1 - Kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanisme - Google Patents

Abstract

En reguleringsmekanisme innrettet for automatisk å stenge av fluidstrømning gjennom en ledning basert på at strømningsmengde overstiger et forbestemt nivå. Denne mekanismen kan være spesielt nyttig når den anvendes sammen med nedihulls kjemikalieinjeksjonssystemer som er rettet mot brannsteder tilbøyelige til å bli lavtrykkssteder. Nærmere bestemt, i et tradisjonelt system, når det rådende trykket ved nedihullsenden aven injeksjonsledning overstiger det i nedihullsmiljøet rundt, kan strømningsmengden av søylen av fluid i ledningen øke naturlig etter hvert som kjemikalier utilsiktet tømmes inn i brønnen. Imidlertid kan bruk av utførelsesformer av den strømningbaserte reguleringsmekanismen beskrevet i detalj her nær automatisk hindre slik uønskelig tømming av kjemikalier inn i en lavtrykksbrønn.

Description

BAKGRUNN

[0001] Utforsking, boring og komplettering av hydrokarbonbrønner er i alminnelighet kompliserte, tidkrevende og til syvende og sist veldig kostnadskrevende operasjoner. Som følge av dette har det med årene blitt viet økt oppmerksomhet rundt overvåkning og opprettholdelse av tilstanden til slike brønner. Betydelige ressurser brukes på å maksimere den totale hydrokarbonutvinningen, utvinningstakten og forlenge brønnens totale levetid så mye som mulig. Loggeoperasjoner for overvåkning av brønnforhold spiller således en viktig rolle gjennom brønnens levetid. Likeledes legges det stor vekt på brønnintervensjon, så som opprenskingsteknikker som kan bli anvendt for å fjerne produksjonsavfall eller fremmedelementer fra brønnen for å sikre uhindret hydrokarbonutvinning.

[0002] I tillegg til intervensjonsapplikasjoner blir brønnen ofte utstyrt med kjemikalieinjeksjonsutstyr for å forbedre pågående utvinning uten å kreve intervensjon. For eksempel kan det meste av brønnen være avgrenset av et glatt stålforingsrør som er utformet for hurtig oppihulls transport av hydrokarboner og andre fluider fra en formasjon. Imidlertid kan oppbygging av irregulær sperrende avleiring, voks og annet produksjonsavfall finne sted på innsiden av foringsrøret eller produksjonsrøret og annen arkitektur som begrenser strømningen derigjennom. Slikt fremmedmateriale kan også legge seg over perforeringer i foringsrøret, skjermen eller slisset rør og med det også hemme hydrokarbonstrømning inn i hovedborehullet i brønnen fra den omkringliggende formasjonen.

[0003] For å håndtere oppbygging av avleiringer som angitt over er en rekke forskjellige tradisjonelle intervensjonsteknikker tilgjengelig. For å unngå kjøring av tidkrevende intervensjonsapplikasjoner, som kan innebære levering av plasskrevende opprenskingsutstyr, anvendes ofte et sirkulerende kjemikalieinjeksjonssystem. Dette er spesielt tilfelle der hvor sannsynligheten for oppbygging hensyntas på forhånd, som ofte er tilfelle i dypvannsbrønner. Uansett, med slike systemer på plass, kan en tilmålt mengde kjemisk blanding, så som en saltsyreblanding, bli sirkulert nær kontinuerlig nedihulls for å bidra til å hindre slik oppbygging.

[0004] Det angitte kjemikalieinjeksjonsutstyret innbefatter en injeksjonsledning som kan bli kjørt fra overflaten og rettet mot forskjellige nedihullspunkter av interesse, så som inne i produksjonsrør, ved en produksjonsskjerm eller inn i et formasjonsfluid før det kommer inn i det angitte produksjonsrøret. Uansett kan behovet for å stanse produksjon eller kjøre kostnadskrevende intervensjoner for å håndtere uønskelig oppbygging stort sett fjernes.

[0005] Regulering av leveringen av den kjemiske injeksjonsblandingen til punktene av interesse kan imidlertid gi opphav til trykkrelaterte utfordringer gjennom brønnens levetid. For eksempel kan et gitt nedihullspunkt av interesse inne i brønnen utvise et nokså høyt trykk ved innledning av operasjoner. I noen tilfeller kan brønntrykkene overstige 689,5 bar (10.000 psi). Kjemikalieinjeksjonsledningen kan derfor bli trykksatt fra overflaten for å sikre at en passende kjemikalieinjeksjons-leveringshastighet opprettholdes. En sekvens av tilbakeslagsventiler også være innlemmet i ledningen for å bidra til å unngå potensiell kaustisk produksjon oppihulls gjennom ledningen.

[0006] Selv om bruk av tilbakeslagsventiler og trykksetting av ledningen innledningsvis kan sikre levering av kjemikalieinjeksjon og unngå produksjon gjennom ledningen, kan trykkene inne i brønnen endre seg over tid. For eksempel kan trykksetting av ledningen overvinne et brønntrykk på 689,5 bar. Når trykket inne i brønnen faller over tid, som ofte er tilfelle, kan imidlertid ledningen begynne å lekke kjemikalieblanding inn i brønnen selv uten påføring av positivt trykk fra overflaten. Med andre ord, avhengig av ledningens dybde, kan det rådende fluidtrykket deri begynne å overstige brønntrykket.

[0007] Bortsett fra kostnadene ved tap av kjemikalieblanding inn i brønnen, kan lekkasje som resultat av lavt brønntrykk ha en rekke forskjellige negative konsekvenser. For eksempel kan en for høy strømningsmengde eller et for høyt forhold av aktivt kjemikalie rettet til det ønskede stedet virke korroderende og skade produksjonsrøret, skjermen eller annet utstyr på stedet. Som nevnt kan det å stanse produksjonen ved å stenge ledningen på overflaten også være uønskelig. For eksempel kan en slik handling resultere i dannelse av et vakuum inne i ledningen som kan føre til koking av den kjemiske blandingen. Ubotelig skade på ledningen, produksjonsrøret og/eller foringsrøret således bli resultatet.

[0008] Slike lavtrykksbrønner fører ofte til katastrofale omstendigheter som krever full utskiftning av kjemikalieinjeksjonssystemet, større brønnoverhaling eller også fullstendig tap av brønnen, til en kostnad på mellom flere hundre tusen og muligens millioner av dollar, for ikke å nevne tapt produksjonstid. I stedet for å iverksette slike tiltak kan disse lavtrykksbrønnene bli holdt online bare så lenge kunstig løft og andre slike produksjonshjelpemidler forblir anvendelige, hvoretter brønnen kan bli plugget og forlatt som følge av manglende evne til å håndtere oppbyggingsproblemer på en virknigsfull måte.

OPPSUMMERING

[0009] En kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanisme tilveiebringes som innbefatter innløps- og utløpsledninger. En reguleringsanordning er koblet til ledningene for å regulere strømning av kjemikalier derimellom basert på en fluidstrømning rettet mot denne. For eksempel tilveiebringes en fremgangsmåte ved regulering av fluidstrømning mellom ledningene. Fremgangsmåten inkluderer å rette et fluid nedihulls gjennom innløpsledningen med en gitt strømningsmengde og lede fluidet til en regulator i anordningen som har et trykk basert på den gitte strømningsmengden. Fluidet kan så bli sluppet ut gjennom utløpsledningen og inn i en brønn hvor trykket er lavere enn et forbestemt nivå.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0010] Figur 1 er et sidenitt gjennom en nedihullssammenstilling som anvender en utførelsesform av en kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanisme.

[0011] Figur 2 er en oversiktsbetraktning av et oljefelt med en brønn som rommer sammenstillingen i figur 1 med reguleringsmekanismen innlemmet deri.

[0012] Figur 3A er et forstørret snitt gjennom reguleringsmekanismen i figurene 1 og 2 i en åpen posisjon for å tillate strømning av kjemikaler derigjennom.

[0013] Figur 3B er et forstørret snitt gjennom mekanismen i figur 3A i en lukket posisjon for å stenge strømning av kjemikalier til brønnen.

[0014] Figur 4 er en alternativ utførelsesform av en kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanisme som anvender flere regulatorer i parallell for fleksibel strømningsregulering.

[0015] Figur 5 er en annen alternativ utførelsesform av en reguleringsmekanisme som er innlemmet i en nedihullssammenstilling og anvender elektrisk styring.

[0016] Figur 6 er et flytdiagram som sammenfatter en utførelsesform av anvendelse av en kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanisme.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0017] Utførelsesformer vil bli beskrevet i forbindelse med utvalgte utførelser av kompletteringsutstyr som gjør bruk av kjemikalieinjeksjons-sammenstillinger. Spesielt vil kompletteringer bli vist og beskrevet som anvender en kjemikalieinjeksjons-sammenstilling for å bidra til å hindre avleiring og annen oppbygging i et tilstøtende produksjonsrør. Uansett om en befinner seg på land eller til sjøs kan imidlertid en rekke forskjellige kompletteringsarkitekturer dra nytte av bruk av regulert kjemikalieinjeksjon som beskrives i detalj her. For eksempel kan kjemikalieinjeksjon rettet til et brønnringrom, et foringsrør, en produksjonsskjerm eller en rekke forskjellige andre steder dra nytte av en reguleringsmekanisme som beskrives i detalj her.

[0018] Figur 1 viser et sidesnitt gjennom en nedihullssammenstilling 101. Sammenstillingen 101 anvender en utførelsesform aven kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanisme 100 for å bistå med å styre strømningen av kjemisk injeksjonsfluid inn i tilstøtende produksjonsrør 180. I andre utførelsesformer kan imidlertid en slik kjemikalieinjeksjonsapplikasjon bli rettet til en rekke forskjellige ønskede steder hvor det befinner seg kompletteringsutstyr. Uansett, som vil bli beskrevet i detalj nedenfor, kan reguleringsmekanismen 100 være spesielt egnet til å hindre uønskelig tømming av en søyle av injeksjonsfluidet fra en kjemikalieinjeksjonsledning 120.

[0019] Mer spesifikt kan en kjemikalieinjeksjonsblanding og påføringsprotokoll ved stedet vist i figur 1 styres av en operatør som befinner seg en betydelig avstand vekk på et oljefelt 200 vist i figur 2. Som vil bli beskrevet nærmere nedenfor resulterer dette i et trykk utøvet av fluidsøylen i ledningen 120 som, avhengig av nedihullsforhold, kan overstige trykk inne i produksjonsrøret 180. Reguleringsmekanismen 100 kan således være av betydelig nytte for å hindre lekkasje av kjemisk fluid inn i det viste produksjonsrøret 180.

[0020] I den viste utførelsesformen er sammenstillingen 101 innrettet for å støtte produksjon i oppihulls retning (se pilen 110). Samtidig er sammenstillingen 101 utstyrt med kjemikalieinjeksjonstrekk, så som den angitte ledningen 120. En løpende tilmålt mengde kjemikalieinjeksjonsfluid kan således bli levert til produksjonsrøret 180 for å bidra til å redusere avleiring 190 eller annen produksjonshemmende oppbygging.

[0021] Med henvisning også til figur 2, og kun som et eksempel, kan nedihullstrykkene tidlig under levetiden til brønnen 285 være nokså dramatiske, muligens høyere enn 689,5 bar (10.000 psi). Sammenstillingen 101 kan derfor være utstyrt med enveis tilbakeslagsventiler 175 for å sikre at produksjon ikke kommer inn porten 177 til kjemikalieinjeksjonssystemet. Disse ventilene 175 kan være plassert nær porten 177 for å beskytte så mye som mulig av ledningen 120, reguleringsmekanismen 100 og annet kjemkalieinjeksjonsutstyr mot eksponering for brønnfluider. I tillegg, for å bevirke til kjemikalieinjeksjon inn i produksjonsrøret 180 gjennom porten 177, kan en pumpeenhet 227 bli anvendt for å drive opp trykket og levere en tilmålt injeksjonsstrømningsmengde.

[0022] I andre tilfeller, for eksempel senere under brønnens levetid, kan imidlertid nedihullstrykkene falle dramatisk, muligens godt under 34,5 bar (500 psi). Ikke desto mindre kan kunstig løft og andre tiltak bli iverksatt for å bidra til å sikre fortsatt produksjonsdyktighet for brønnen 285.

[0023] Fortsatt med henvisning til figurene 1 og 2, og med slike mulige lavtrykkstilstander i brønnen 285 i tannkene, betraktes igjen rollen til reguleringsmekanismen 100. Mekanismen 100 er vist med en kobling 140 for fastgjøring til kjemikalieinjeksjonsledningen 120 som kommer fra overflaten av oljefeltet 200 som nevnt over. Dette betyr at den angitte søylen av fluid i ledningen 120 kan strekke seg over en avstand på mer enn tusen meter (flere tusen fot) i vertikal høyde. Med en tradisjonell ledningsdiameter på mellom 6,35 mm og 31,75 (0,25 tommer og 1,25), kan fluidtrykket ved koblingen 140 og mekanismen 100 være langt høyere enn omtrent 34,5 bar (avhengig av typen fluid).

[0024] Rørtrykket på stedet 179 nærved den viste rørporten 177 kan imidlertid også være godt under 34,5 bar som i eksempelet over. Dette er ofte tilfelle for brønner som befinner seg på havbunnen, er hovedsakelig tømt, har fått forlenget levetid eller en kombinasjon av dette. Uansett tilfelle, som angitt over, kan anbringelsen av reguleringsmekanismen 100 mellom det angitte stedet 179 og ledningen 120 anvendes for å bidra til å unngå uønsket lekkasje av kjemikalieinjeksjon inn i produksjonsrøret 180.

[0025] Figur 2 viser en oversiktsbetrakting av et oljefelt 200 som rommer sammenstillingen 101 i figur 1 inne i en brønn 285. Nærmere bestemt er sammenstillingen 101 isolert med en pakning 275 ved et perforert produksjonsområde 297. Følgelig er for eksempel innsiden av produksjonsrøret 180 blottlagt mot området 297 for produksjon, men isolert fra resten av ringrommet 250 i brønnen 285. Igjen, som angitt over, holdes produksjonsavfall, så som avleiring og annen oppbygging i produksjonsrøret 180, ved et minimum ved hjelp av et kjemikalieinjeksjonssystem som innlemmer en reguleringsmekanisme 100, blant andre trekk.

[0026] I den viste utførelsesformen er det angitte injeksjonssystemet styrt for levering gjennom en port 177 og inn i produksjonsrøret 180 som beskrevet over. Leveringsstedet er slik at oppihulls fluidstrømning via produksjon kan bli anvendt for å fordele kjemisk injeksjonsblanding gjennom produksjonsrøret 180 for å holde oppbyggingen deri ved et minimum. Avhengig av operasjonenes karakter kan imidlertid slik kjemikalieinjeksjon bli rettet til utstyr direkte tilstøtende produksjonsområdet 297, inne i ringrommet 250, eller hvor som helst nedihulls som kan være til nytte for driften. Som nevnt kan det være tilfeller der nedihullstrykk (f.eks. i produksjonsrøret 180) har et nivå som er lavere enn det ledningsbaserte injeksjonsfluidtrykket ved nedihullsenden av ledningen 120 (nær injeksjonspunktet). Likevel kan reguleringsmekanismen 100 bidra til å hindre ukontrollert tømming av injeksjonsfluid, og med det unngå eventuelle potensielt katastrofale resultater av slik lekkasje.

[0027] Fortsatt med henvisning til figur 2 er brønnen 285 utstyrt med et foringsrør 280 og gjenomløper forskjellige formasjonslag 290, 295 for å komme til det angitte produksjonsområdet 297. Kjemikalieinjeksjonsledningen 120 i sammenstillingen 101 kan således strekke seg mer enn tusen meter fra overflaten før den kommer til reguleringsmekanismen 100. En forstår derfor viktigheten av mekanismen 100 for å holde igjen en søyle av injeksjonsfluidblanding, for eksempel dersom det rådende nedihullstrykket er meget lavt.

[0028] I tillegg er en rekke forskjellig utstyr 220 anbrakt på oljefeltet 200 for styring av produksjon, kjemikalieinjeksjon og andre operasjoner. I den viste utførelsesformen inkluderer dette et tradisjonelt brønnhode 225 med en produksjonsledning 223 løpende fra denne sammen med en rigg 221 for å støtte en rekke forskjellige mulige intervensjonsverktøy. Videre er pumpeenheter 227 og styreenheter 229 også anordnet tilstøtende brønnhodet 225 for styring av operasjoner. For eksempel, ved innledning av operasjoner, kan pumpeenheten 227 bli forsynt fra kjemkalietanker og anvendt for å sirkulere en avpasset kjemisk fluidblanding ned gjennom injeksjonsledningen 120.

[0029] Pumpeenheten 227 kan være innrettet for å skape et trykk og en strømningsmenge som er tilstrekkelig til å overvinne enhver høytrykkstilstand nedihulls. Videre kan endringer av denne strømningsmengden, forholdet mellom bestanddeler i fluidblandingen, eller respons til endrende nedihullstrykk håndteres og styres av styreenheten 229. Som beskrevet over kan dette også inkludere å styre pumpeenheten 227 til å stanse positivt trykk påført på ledningen 120 når nedihullstrykket blir lavt nok. I denne forbindelse vil effektiviteten til reguleringsmekanismen 100 i å hindre tap av kjemikalier fra ledningen 120 forstås som angitt over og beskrevet nærmere nedenfor.

[0030] Fortsatt med henvisning til figur 2 er en annen fordel med bruk av reguleringsmekanismen 100 knyttet til testing av injeksjonssystemet som helhet. Nærmere bestemt, når utstyr plasseres inne i brønnen 285 som vist, kan en serie av funksjonstester bli utført. For eksempel kan dette inkludere testing av tetninger og andre trekk ved kjemikalieledningen 120. Med reguleringsmekanismen 100 innlemmet i ledningen 120 kan slike tester nå bli utført ved rimelige, lave trykk og uten nevneverdig tap av kjemisk fluid. Nærmere bestemt kan strømningsmengde og trykk bli tilført i ledningen 120 for å stenge av mekanismen 100 som beskrevet og teste fluidforseglingen derav.

[0031] Figurene 3A og 3B viser forstørrede snitt som illustrerer indre trekk i reguleringsmekanismen 100 i figurene 1 og 2. Mer spesifikt viser figur 3A mekanismen 100 i åpen posisjon for å tillate kjemikaliestrømning derigjennom, mens 3B viser mekanismen 100 lukket for å stenge av kjemikaliestrømningen.

[0032] I figur 3A er mekanismen 100 vist med koblingen 140 ved den ene enden for fastgjøing til kjemikalieledningen 120 og et utløp 360 som fører til tilbakeslagsventiler 175 og andre injeksjonstrekk (se figurene 1 og 2). Mellom denne koblingen 140 og utløpet 360 kan imidlertid strømningsmengden av den angitte kjemiske fluidblandingen 300 bestemme om reguleringsmekanismen 100 etterlates åpen eller lukkes.

[0033] Som et konkret eksempel, og fortsatt med henvisning til figur 3A, kan fluidblandingen 300 bli rettet til reguleringsmekanismen 100 med en strømningsmengde på omtrent 0,38 liter (0,1 gallon) per minutt. Med henvisning også til figur 2 kan dette oppnås gjennom betjening av pumpeenheten 227 og styreenheten 229, som kan styre og overvåke strømning fortløpende og også hensynta faktorer så som lengden og dimensjonene til ledningen 120. Uansett, i den viste utførelsesformen, og kun som et eksempel, kan en strømningsmengde på 0,38 liter/min resultere i at en kraft på omtrent 68 kg (150 pund) påføres på en ventil 325 i mekanismen 100. Dersom en forspenningsanordning 330, i dette tilfellet en fjær, er klassifisert for omtrent 91 kg (200 pund), vil en slik strømningsmengde av fluidet 300 ikke overvinne fjæren. Ventilen 325 ville således forbli åpen og la fluidet 300 fortsette å strømme gjennom reguleringsmekanismen 100.

[0034] Med henvisning også til figur 3B (og figur 2), kan omstendighetene kreve at ventilen 325 lukkes for å stanse strømningen av kjemisk blanding 300. For eksempel, som angitt over, kan lavtrykksforhold i brønnen 280 være slike omstendigheter. Dersom dette er tilfelle, kan søylen av kjemisk blanding 300 i ledningen 120 naturlig begynne å strømme med en større strømningsmengde som følge av redusert trykkforskjell. For eksempel kan strømningsmengden bli økt, enten naturlig eller under styring av overflateutstyr 220. Anta, kun som et eksempel, at en økning av strømningsmengden til 0,76 liter (0,2 gallon) per minutt kan øke kreftene som utøves på ventilen 325 til forbestemte 136 kg (300 pund), og med det overvinne forspenningsanordningen 330 og stenge for strømning gjennom mekanismen 100. Nærmere bestemt er ventilen 325 utstyrt med et stempel 350 og et forseglingshode 355 som strekkes mot en utgangskanal 365 fra utløpet 360. Når kraften fra fjæren overvinnes av kreftene påført på ventilen 325, vil således mekanismen 100 lukkes og strømning fra ledningen 120 stanses.

[0035] Fortatt med henvisning til figurene 3A og 3B, og også med henvisning til figur 2, vil måten på hvilken kreftene som påføres på ventilen 325 og anordningen 330 som følge av endrende strømningsmengde bli beskrevet nærmere. Nemlig, i den viste utførelsesformen, er ventilen 325 en skifteventil anbrakt i et kammer 320 definert av et legeme 301 til mekanismen 100 og utstyrt med en tetningsring 329 og en strømningsbegrenser 327. Strømningen av fluid 300 inn i dette kammeret 320 fra ledningen 120 resulterer således i en kraft på ventilen 325 som forsterkes primært basert på dimensjonene til strømningsbegrenseren 327. Nærmere bestemt er det slik at jo mindre strømningsbegrenseren 327 er, jo større er kraftens størrelse. Uansett, siden strømningsbegrenseren 327 nødvendigvis har mindre dimensjoner enn kammeret 320 og ledningen 120, oppnås en viss grad av kraftforsterkning.

[0036] Den spesifikke graden av kraftforsterkning kan avpasses til de aktuelle driftsparametrene der reguleringsmekanismen 100 skal anvendes. I noen utførelsesformer kan derfor for eksempel et bredt spekter av kjemikalieinjeksjons-leveringsprotokoller bli anvendt. Den nødvendige strømningsmengdeøkningen for å stenge av reguleringsmekanismen og injeksjonen kan derfor være større enn i anvendelser hvor tettere toleranser eller mer presisjon må fremvises ved kjemikalieinjeksjonslevering. Slike utførelsesspesifikke valg kan realiseres gjennom bruk av strømningsstrupere 327 av varierende størrelse som angitt over eller gjennom variasjoner i dimensjonene til selve legemet til ventilen 325. For økt variasjonsmulighet kan en manifold 400 med forskjellige avpassede regulatormekanismer bli anvendt samtidig (se figur 4).

[0037] I den viste utførelsesformen er diameteren til legemet til stempelhodet 355 spesielt mindre enn det til fjæren og tilhørende støttestruktur. Den effektive diameteren til forseglingen er således begrenset på en måte som kan muliggjøre utvikling av en likevekt mellom trykket i kammeret 320 og trykket rundt fjæren. For å sikre at ventilen 325 forblir lukket, kan derfor en kontinuerlig strømning av fluid 300 bli opprettholdt. Naturligvis kan i andre utførelsesformer den effektive diameteren til forseglingen økes ved å øke størrelsen til stempelhodet 355 i en slik grad at kontinuerlig strømning av fluid 300 ikke er nødvendig.

[0038] Figur 4 viser en alternativ utførelsesform av en manifold 400 med kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanismer 410, 420, 430 som kjører parallelt for å muliggjøre en fleksibel strømningsregulering. Nærmere bestemt kan hver regulator 410, 420, 430 være satt til å stenge ved en forskjellig strømningsmengdeterskel som bestemt av en fjær, strømningsbegrenser og andre faktorer knyttet til interne komponenter som angitt over. For eksempel kan i én utførelsesform en første regulator 430 være innrettet for å stenge ved eksponering for en strømningsmengde på 1,14 liter (0,3 gallon) per minutt, en andre regulator 420 for å stenge ved eksponering for 0,76 liter (0,2 gallon) per minutt og en tredje regulator 410 for å stenge ved 0,38 liter (0,1 gallon) per minutt. Etter hvert som strømning tilføres inn i ledningen 120 og drives opp, vil regulatorene 430, 420, 410 derfor bli stengt sekvensielt.

[0039] Den sekvensielle avstengningen av regulatorene 430, 420, 410 som beskrevet over tilveiebringer et system der et totalt sett bredere variasjonsområde av strømningsmengder og trykk kan bli anvendt for å oppnå injeksjon før full avstenging av en injeksjonsapplikasjon. For eksempel kan en slik manifold 400 være utformet for å styre en tilmålt injeksjonshastighet hvor strømningsmengden fra ledningen 120 varierer opp til omtrent 1,14 liter per minutt og påfører opptil noen hundre bar (flere tusen psi) på hvilke som helst av de enkelte regulatorer 430, 420, 410.

[0040] Figur 5 viser en annen alternativ utførelsesform av en reguleringsmekanisme 500. I denne utførelsesformen tjener mekanismen 500 til å regulere en strømning av kjemisk injeksjonsfluid 300 ved hjelp av en styreledning 510, mest trolig av en elektrisk type, selv om andre signaleringsplattformer kan bli anvendt. Uansett, i den viste utførelsesformen, regulerer eller tilmåler mekanismen 500 levering av injeksjonsfluidet 300 ved hjelp av en ventil 525, i dette tilfellet forskyves til åpen eller lukket stilling ved hjelp av signalering over den angitte ledningen 510. Nærmere bestemt kan i denne utførelsesformen elektrisk signalering bli anvendt i stedet for strømningsregulering for å regulere påføringen av kjemikalieinjeksjon. Denne teknikken bidrar til å unngå uønsket utslipp av injeksjonsfluid 300 i tilfeller hvor nedihullstrykket er veldig lavt.

[0041] I utførelsesformen i figur 5 kan ventilen 525 bli styrt til å slippe ut det kjemiske injeksjonsfluidet 300 gjennom en port 579 som vist. Imidlertid kan dette utslippet gjennom porten igjen bli rettet mot en rekke forskjellige steder. Dette kan inkludere å styre fluidet 300 til å strømme oppstrøms med produksjonsfluid 110 før det frigjøres inn i produksjonsrøret 180 for å bidra til å hindre oppbygging ved en port 577 i dette. I den viste utførelsesformen blir fluidet 300 ledet mot en strømningsreguleringsventil 527 som mer direkte måler frigjøringen av fluid 300 inn i produksjonsrøret 180. Foreksempel kan i én utførelsesform denne ventilen 527 styres ytterligere gjennom innmating fra en viskositetssensor 560, strømningssensor 540 eller annen sensor for mer nøyaktig presisjon i frigjøringen av kjemikalieinjeksjon inn i produksjonsrøret 180 via en utslippsport 577.

[0042] Fortsatt med henvisning til figur 5 kan en reguleringsmekanisme 500 bli anvendt på en rekke forskjellige feltspesifikke steder. For eksempel blir i utførelsesformen i figur 5 mekanismen 500 anvendt for å lede og regulere kjemikalieinjeksjon til en spesifikk isolert sone av en nedihullssammenstilling. Nærmere bestemt er mekanismen 500 anbrakt i et område av brønnen 285 som er foret 280 og isolert av pakninger, 275, 575 på en måte som målretter produksjon fra det spesifikke produksjonsarealet 297. En rekke forskjellige slike produksjonssoner kan være en del av den totale brønnarkitekturen, hver med sitt eget utstyr og sin egen uavhengig betjente reguleringsmekanisme 500 tilpasset produksjon og forhold i disse sonene. På den måten kan en utvikle et mer feltspesifikt og generelt tilpasset injeksjonsprofil for hele brønnen 285.

[0043] Figur 6 viser et flytdiagram som sammenfatter en utførelsesform av anvendelse av en kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanisme. Nærmere bestemt kan en injeksjonsledning som fører gjennom en brønn bli forsynt med en kjemisk fluidblanding som angitt ved 610. På den måten tilveiebringes en søyle av fluid med sitt eget søylebaserte trykk ved nedihullsenden. Blandingen kan således bli pumpet gjennom ledningen til et ønsket sted nedihulls som angitt ved 630. Dersom nedihullstrykket er lavere enn det søylebaserte trykket, er det mulighet for at dette kan oppnås uten bruk av overflatepumper eller liknende. Alternativt, som angitt ved 650, kan også positivt trykk bli påført som nødvendig.

[0044] Uansett, straks strømningen er innledet, er systemet utstyrt med en reguleringsmekanisme som sørger for å stenge for strømningen når det ønskes fordi strømningsmengden overstiger et forbestemt nivå (se 670). På den måten kan uønskelig lekkasje av kjemikalier unngås. Som omtalt over kan denne avstengningen finne sted kun basert på strømning fremkommet fra en søylebasert trykkforskjell (se 610, der hvor det hoppes direkte til 670), eller oppnås ved å pumpe med en høyere strømningsmengde fra overflaten. I tillegg, som angitt ved 690, muliggjør tilstedeværelsen av mekanismen avstengningstesting av injeksjonsledningen i tidlige faser og/eller periodisk testing gjennom brønnens levetid uten vesentlig risiko for tap av kjemisk fluid.

[0045] Utførelsesformer beskrevet over inkluderer en kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanisme som kan bli anvendt for å unngå kostnader knyttet til tap av kjemisk injeksjonsfluid inn i en brønn som et resultat av lave nedihullstrykk. Som nevnt kan mer dramatiske konsekvenser knyttet til lekkasje av kjemisk fluid og/eller tilhørende vakuumforårsaket lukking av ledningen også unngås. Slik regulering oppnås på en måte som unngår uønsket nedetid i injeksjonskapasitet og muliggjør også testing av evnen til å stenge den kjemikalieinjeksjonsledningen under tidlige faser.

[0046] Beskrivelsen over er gitt under henvisning til for tiden foretrukne utførelsesformer. Personer med kunnskaper innen teknikken og teknologien disse utførelsesformene tilhører vil forstå at omgjøringer og endringer i de beskrevne oppbygginger og virkemåter kan praktiseres uten å fjerne seg fra prinsippene i og rammen til disse utførelsesformene. Uansett skal ikke beskrivelsen over forstås å vedrøre kun de eksakte oppbyggingene beskrevet og vist i de vedlagte tegningene, men skal snarere forstås som forenlig med og leses som støtte for de følgende kravene, som skal gis sin bredest mulige og berettigede ramme.

Claims (20)

1. Kjemikalieinjeksjons-reguleringsmekanisme, omfattende: en ventil anbrakt i et kammer for eksponering for en søyle av injeksjonsfluid; og en forspenningsanordning koblet til nevnte ventil og innrettet for å muliggjøre avstengning av kammeret når en strømningsmengde av fluidet inn i dette når et forbestemt nivå.

2. Mekanisme ifølge krav 1, hvor nevnte forspenningsanordning er en fjær innrettet for å kollapse når den påvirkes av krefter bestemt basert på at strømningsmengden når det forbestemte nivået.

3. Mekanisme ifølge krav 1, hvor nevnte ventil inkluderer et stempel med et forseglingshode i sin ende for å besørge avstengningen som reaksjon på at det forbestemte nivået er nådd.

4. Mekanisme ifølge krav 1, hvor nevnte ventil er en skifteventil med en strømningsbegrenser derigjennom.

5. Mekanisme ifølge krav 4, hvor det forbestemte nivået er basert i det minste delvis på dimensjoner til kammeret, ventilen og strømningsbegrenseren.

6. Mekanisme ifølge krav 1, hvor nevnte forspenningsanordning er koblet til en elektrisk styreledning for å styre avstengningen.

7. Mekanisme ifølge krav 1, hvor nevnte ventil er en første ventil for eksponering for injeksjonsfluidet, mekanismen videre omfattende en andre ventil i fluidkommunikasjon med nevnte første ventil for strømningsregulert frigjøring av injeksjonsfluidet fra mekanismen.

8. Mekanisme ifølge krav 7, hvor den strømningsregulerte frigjøringen styres i det minste delvis av innmating fra en nærliggende sensor innrettet for å tilveiebringe data fra et mangfold valgt fra en gruppe bestående av strømningsrelaterte data og viskositetsrelaterte data.

9. Ventilsammenstilling, omfattende: en innløpledning for å romme en søyle av fluid; en fluidstrømnings-reguleringsmekanisme anbrakt i et kammer for eksponering for fluidsøylen; og en utløpsledning for å motta en strømning av fluidet når trykk på mekanismen fra søylen er lavere enn et forbestemt nivå.

10. Sammenstilling ifølge krav 9, hvor fluidet er et kjemisk injeksjonsfluid og sammenstillingen er innrettet for anbringelse i en brønn, idet sammenstillingen videre omfatter nedihullsutstyr i fluidkommunikasjon med nevnte utløp for å motta strømningen for å minimere sperrende oppbygging.

11. Sammenstilling ifølge krav 10, hvor nevnte utstyr er valgt fra en gruppe bestående av brønnforingsrør, en produksjonsskjerm og produksjonsrør.

12. Sammenstilling ifølge krav 10, hvor brønnen er valgt fra en gruppe bestående en havbunnsbrønn og en hovedsakelig tømt brønn.

13. Sammenstilling ifølge krav 10, innrettet for anbringelse i en isolert sone inne i brønnen.

14. Kjemisk injeksjonsmanifoldsammenstilling, omfattende: en første reguleringsmekanisme med en ventil anbrakt i et kammer for å regulere strømning derigjennom fra en søyle av fluid i kommunikasjon med dette, der reguleringen er for å tillate strømning derigjennom når strømningsmengden er lavere enn et første forbestemt nivå; og en andre reguleringsmekanisme med en annen ventil anbrakt i et annet kammer for å regulere strømning derigjennom fra søylen av fluid i kommunikasjon med dette, der reguleringen er for å tillate strømning derigjennom når strømningsmengden er lavere enn et andre forbestemt nivå forskjellig fra det første forbestemte nivået.

15. Sammenstilling ifølge krav 14, hvor det første forbestemte nivået er vesentlig forskjellig fra det andre forbestemte nivået for å sikre sekvensiell lukking av mekanismene etter hvert som strømningsmengden økes.

16. Fremgangsmåte ved regulering av injeksjon inn i en brønn, idet fremgangsmåten omfatter å: forsyne en injeksjonsledning inn i brønnen med en søyle av fluidblanding; føre fluidet gjennom en reguleringsmekanisme til et ønsket sted i brønnen med en strømningsmengde lavere enn en forbestemt strømningsmengde; og stenge av nevnte strømning med mekanismen når fluidet oppnår en strømningsmengde som overstiger den forbestemte strømningsmengden.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, hvor oppnåelse av strømningsmengden som overstiger den forbestemte strømningsmengden bistås gjennom påføring av positivt trykk levert av utstyr anbragt på overflaten i et oljefelt nær brønnen.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 16, videre omfattende å kjøre en trykktest på injeksjonsledningen støttet av nevnte avstengning.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 16, hvor nevnte avstengning videre omfatter å opprettholde en kontinuerlig strømning av fluid gjennom ledningen.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 16, hvor nevnte avstengning omfatter å forskyve en ventil i mekanismen til en lukket posisjon, der nevnte forskyvning inkluderer å overvinne en forspenningskraft på ventilen med en kraft bestemt basert på strømningsmengden når den forbestemte strømningsmengden overstiges.