NO305918B1 - Oppblåsbar pakningsanordning samt fremgangsmåte for tetning - Google Patents

Oppblåsbar pakningsanordning samt fremgangsmåte for tetning Download PDF

Info

Publication number
NO305918B1
NO305918B1 NO913288A NO913288A NO305918B1 NO 305918 B1 NO305918 B1 NO 305918B1 NO 913288 A NO913288 A NO 913288A NO 913288 A NO913288 A NO 913288A NO 305918 B1 NO305918 B1 NO 305918B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
elastomer
ring wall
anchoring
inflatable
cover
Prior art date
Application number
NO913288A
Other languages
English (en)
Other versions
NO913288L (no
NO913288D0 (no
Inventor
Rustom K Mody
Original Assignee
Baker Hughes Inc
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=24286852&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO305918(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Baker Hughes Inc filed Critical Baker Hughes Inc
Publication of NO913288D0 publication Critical patent/NO913288D0/no
Publication of NO913288L publication Critical patent/NO913288L/no
Publication of NO305918B1 publication Critical patent/NO305918B1/no

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs
    • E21B33/127—Packers; Plugs with inflatable sleeve
    • E21B33/1277—Packers; Plugs with inflatable sleeve characterised by the construction or fixation of the sleeve

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)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en oppblåsbar pakningsanordning for anvendelse i et borehull, som angitt i den innledende del av det etterfølgende krav 1. Den angår også en fremgangsmåte for opprettelse av en tetning mellom en rørstreng og en innvendig overflate i et borehull, som angitt i den innledende del av det etterfølgende krav 16.
Som eksempler på kjent teknikk på området kan nevnes US 4 349 204 og US 4 768 590. Førstnevnte viser en oppblåsbar pakning med to elastomerdeksler med mellomliggende forankringssone, mens sistnevnte viser en oppblåsbar pakning med et elastomerdeksel i midten og en forankringssone over og under elastomeerdekselet.
Ved boring og drift av olje- og gassbrønner er det ofte nødvendig å isolere en undergrunnsparti fra en annen og forhindre fluidgjennomstrømning mellom disse partir. Konvensjonelle pakningsanordninger og sperreplugger anvendes som pakningsutstyr i borehull inneholdende fluid, for å danne en tetning mellom en rørstreng som tjener for nedføring av utstyret i borehullet, og en innerflate i borehullet, for eksempel et foringsrør eller en uforet borehullvegg.
En type av dobbeltanker-pakningsanordning innbefatter to sonereller områder av ekspanderbart materiale som skal bringes i inngrep med borehullets innervegg. Vanligvis er det anordnet et ringformet elastomerdeksel mellom de to forankringsområder. Elastomerdekselet ekspanderer også radialt utad og bringes til sist i anlegg mot den ønskete flate og danner en tetning, slik at fluidgjennom-strømning forebygges.
Når en pakningsanordning av liten diameter nedføres i et borehull, for å bringes i anlegg og avtette mot et foringsrør av meget større diameter, vil det ringformete elastomerdeksel påføres ekstraordinær, flerdimensjonal strekk-spenning, med innbefatting av biaksial og triaksial strekk-spenning, dvs. en strekkspenning med to- eller tre-dimensjonale komponenter. Det ytre, fleksible deksel kan følgelig revne og gjøre pakningsanordningen ubrukelig.
"Løs forankring" er et annet, ofte forekommende problem ved tidligere kjente anordninger. En slik tilstand oppstår når fluid er avsperret mellom hver ende av pakningsanordningens ytterdeksel. I et slikt tilfelle er pakningsanordningen ikke så fast forankret som mulig og kan uventet gli eller rotere.
Det er et formål med oppfinnelsen å frembringe en oppblåsbar paknings anordning som er beregnet for anvendelse i et borehull, hvor den flerdimensjonale strekkspenning som påføres det ringformete elastomerdeksel reduseres.
Et annet formål med oppfinnelsen er å frembringe en oppblåsbar pakningsanordning for anvendelse i et borehull, uten at fluid avstenges i partiet ved det ringformete elastomer-deksel, slik at muligheten for løs forankring av pakningsanordningen mot foringsrørveggen eller mot uforet borehull-vegg minskes.
Disse formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en pakningsanordning og en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art, med de nye og særegne trekk som er angitt i den karakteriserende del av de etterfølgende, henholdsvis krav 1 og 16. Fordelaktige utføringsformer av oppfinnelsen er angitt i de øvrige, etter-følgende krav.
Ifølge oppfinnelsen er det således frembrakt en oppblåsbar pakningsanordning for anvendelse i et borehull som inneholder fluid. Den oppblåsbare pakningsanordning vil danne en tetning mellom en rørstreng som er forbundet med pakningen og innerveggen i borehullet. Det er anordnet et sylindrisk hus med en langsgående midtakse og med øvre og nedre mansjetter. Videre er det anordnet midler for fastgjøring av sylinderhuset til rørstrengen. En ringformet, oppblåsbar vegg med overende og underende er fastgjort til henholdsvis den øvre og den nedre mansjett og strekker seg over i det minste et parti av sylinderhuset. Den ringformete, oppblåsbare vegg innbefatter en elastomerinnerhylse som dekkes av en rekke bevegelige tremmer. Ringformete, øvre og nedre elastomerdeksler er plassert over et parti av den ringformete, oppblåsbare vegg mellom sylinderhusets øvre og nedre mansjett. De ringformete, øvre og nedre elastomerdeksler er aksialt adskilt i forhold til sylinderhusets langsgående midtakse.
Fortrinnsvis vil de ringformete elastomerdeksler delvis avgrense en øvre forankringsområde på den oppblåsbare, ringformete vegg, mellom den øvre mansjett og det øvre, ring-formete elastomerdeksel. De ringformete elastomerdeksler avgrenser videre en nedre forankringsområde på den oppblåsbare, ringformete vegg mellom den nedre mansjett og det nedre, ringformete elastomer-deksel. Ifølge oppfinnelsen kan imidlertid elastomerdekslene avgrense bare én enkelt forankringsområde enten over eller under dekslene. Et sentralt parti av den oppblåsbare ringvegg befinner seg mellom det øvre og det nedre elastomer-ringdeksel. Det øvre og det nedre forankringsområde og midtpartiet er bevegelig utad fra en ikke-oppblåst forflyttingsstilling til en oppblåst forankringsstilling. Den første og den andre forankringsområde vil ekspandere jevnt mot det øvre og det nedre elastomer-ringdeksel og bringes i friksjonsinngrep med innersiden, for å forebygge langsgående bevegelser og dreiebevegelser i den oppblåste forankringsstilling. Etter å være ekspandert radialt utad fra forflyttingsstillingen til forankringsstillingen, tjener midtpartiet for avleding av fluid fra partiet mellom def øvre og det nedre elastomer-ringdeksel. Ved å bringes i tettende anlegg mot innersiden vil det øvre og det nedre elastomer-ringdeksel tjene for opprettelse av en dobbelt-tetning mot fluid.
Ovennevnte og ytterligere formål, særtrekk og fortrinn ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende, detaljerte beskrivelse.
De nye særtrekk som antas karakteristisk for oppfinnelsen, er angitt i de etterfølgende krav. Det henvises forøvrig til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et forenklet lengde-delsnitt av en kjent dobbelt ankerpakning i uoppblåst nedføringsstilling. Fig. 2 viser et forenklet lengde-delsnitt av den kjente dobbelt-ankerpakning ifølge fig. 1, plassert i et borehull og i halv-oppblåst tilstand. Fig. 3 viser et forenklet lengde-delsnitt av pakningsanordningen ifølge fig. 1 og 2, plassert i et borehull, i fullt oppblåst tilstand og følgelig i en forankringsstilling. Fig. 4 viser et forenklet lengde-delsnitt av den forbedrete, oppblåsbare pakningsanordning ifølge oppfinnelsen, i uoppblåst nedføringsstilling. Fig. 4a viser et forenklet lengde-delsnitt av en alternativ versjon av den forbedrete, oppblåsbar pakningsanordning ifølge oppfinnelsen, i uoppblåst nedføringsstilling. Fig. 5 viser et forenklet lengde-delsnitt av den forbedrete, oppblåsbare pakningsanordning ifølge oppfinnelsen, plassert i et borehull og i halv-oppblåst tilstand. Fig. 6 viser et forenklet lengde-delsnitt av den forbedrete, oppblåsbare pakningsanordning ifølge fig. 4 og 5, plassert i et borehull og i fullt oppblåst forankringsstilling.
Oppfinnelsen er best og mest forståelig beskrevet i tilknytning til den kjente dobbelt-ankerforpakning som er vist i fig. 1-3. I fig. 1 er den kjente pakning vist i uoppblåst forflyttingsstilling. I fig. 2 er den kjente pakning vist i halv-oppblåst tilstand. I fig. 3 er den kjente pakning vist i en fullt oppblåst forankringsstilling.
I fig. 1 er den kjente pakningsanordning 11 vist i et forenklet del-lengdesnitt. Pakningsanordningen 11 omfatter et sylindrisk hus 13 som i hver ende er forbundet med henholdsvis en øvre og en nedre mansjett 19 og 21. Den øvre og den nedre mansjett 19 og 21 er forsynt med gjenger 23 og 25, for at pakningsanordningen 11 skal kunne sammenkoples med andre rørdeler i en streng. I sylinderhuset 13 inngår en rørdel 15 med et antall åpninger 17 hvorigjennom fluider kan innstrømme for å utspile pakningsanordningen 11.
En ringformet, oppblåsbar vegg 27 er anordnet over i det minste et parti av rørdelen 15 og fastholdes i stilling ved hjelp av koplingsdeler 29 og 31. Den oppblåsbare ringvegg 27 omfatter en elastomer-innerhylse 33 og en rekke tremmer 35 som er plassert rundt yttersiden av elastomer-innerhylsen 33. Et sylindrisk elastomerdeksel 37 er anbrakt over et sentralt parti av den oppblåsbare ringvegg 27.
Som vist i fig. 2 er den oppblåsbare ringvegg 27 fleksibel i radialt utad-gående retning fra rørdelen 15, under påvirkning av høye fluidtrykk som avledes gjennom åpningene 17 til et kammer mellom rørdelen 15 og ringveggen 17. Elastomer-innerhylsen 33 fungerer i dette system som en blære som utvides jevnt som reaksjon på øket fluidtrykk. Rekken av aksialt fluktende og overlappende tremmer 35 er anordnet i et ringmønster, for å gi rom for radialt utadrettet ekspansjon av elastomer-innerhylsen 33. Den oppblåsbare ringvegg 27 er forbundet med den nedre mansjett 21 på en kjent måte som tillater ringveggen å gli oppad og nedad når den utspiles og sammentrekkes.
Det sylindriske elastomerdeksel 37 har som funksjon å forebygge utadrettet radialekspansjon av den oppblåsbare ringvegg 27 i et sentralt parti mellom den øvre og den nedre mansjett 19 og 21. Partier av ringveggen 27 ovenfor og neden-for det sylindriske elastomerdeksel 37 vil bule fremad og danne øvre og nedre forankringsområder 45 og 47 i friksjonsinngrep med innersiden 41 av borehullet 39.
For tydelighetens skyld er innerveggen 41 vist som brønnforing, men pakningsanordningen 11 kan anvendes i uforete borehull, og kan benyttes for å danne en tetning med andre, rørformete borehulldeler enn foringen. Det øvre og det nedre forankringsområde 45 og 47 er ikke ment å danne en tetning sammen med innerveggen 41. Det øvre og det nedre forankringsområde 45 og 47 tjener utelukkende for å hindre dreiebevegelse og langsgående bevegelse av pakningsanordningen 11 i forhold til innerveggen 41 i borehullet 39. Ved ytterligere ekspandering i radialretning av den oppblåsbare ringvegg 27 vil fluid 43 skyves ut av partiet mellom det øvre og det nedre forankringsområde 45 og 47, og i reali- ~ teten gjennomstrømme de trange kanaler mellom de enkelte tremmer i rekken av tremmer 35.
Selv i den halv-oppblåste mellomstilling som vist i fig. 2, er det sylindriske elastomerdeksel 37 på pakningsanordningen 11 påvirker av relativt store, flerdimensjonale krefter hvorav også biaksiale eller triaksiale. Biaksiale og triaksiale krefter har dimensjonale komponenter i to eller tre ortogonalt motsatte retninger. Som vist i fig. 2 blir det sylindriske elastomerdeksel 37 samtidig skjøvet radialt utad, strukket perifert og vippet oppad i sine ytterender.
I fig. 3 er pakningsanordningen 11 vist i fullt oppblåst forankringsstilling med øvre og nedre forankringsområder 45 og 47 i friksjonskontakt med foringsrør-innerveggen 41 i borehullet 39. I denne stilling ligger den øvre og den nedre ende 51 og 53 av det sylindriske elastomerdeksel 37 tettende an mot innerveggen 41. Den øvre og den nedre ende 51 og 53 av elastomerdekselet 37 tvinges i anlegg mot innerveggen 41 grunnet ekspandering av det øvre og det nedre forankringsområde 45 og 47.
Den del av den oppblåsbare ringvegg 27 som befinner seg under det sylindriske elastomerdeksel 37, ekspanderer imidlertid med en hastighet som er betydelig mindre enn ekspansjonshastigheten av det øvre og det nedre forankringsområde 45 og 47, grunnet den økete stivhet fra elastomerdekselet 37. Det øvre og det nedre forankringsområde 45 og 47 vil derfor fiksere pakningsanordningen 11 i stilling i borehullet 39, mens det sylindriske elastomerdeksel 37 danner en tetning mot innerveggen 41.
Det opptrer to betydelige problemer i forbindelse med den fullt oppblåste pakningsanordning 11. For det første og som tidligere nevnt vil det sylindriske elastomerdeksel 37 påføres betraktelig, biaksial eller triaksial strekkspenning i den øvre og den nedre ende 51 og 53. Når påkjenningen på det sylindriske elastomerdeksel 37 overstiger elastomerdekselets strekkfasthet, vil det dannes små, langsgående rifter ved endene 51 og 53 av dekselet 37. Etter å ha oppstått vil disse rifter forplante seg raskt langs dekselet 37, fordi elastomermateriale under strekkpåvirkning er meget utsatt for riftdannelser. Etter å ha revnet vil det sylindriske elastomerdeksel 37 ikke lenger muliggjøre den ensartete adskilling av tremmene 35 i rekken, når pakningsanordningen 11 utspiles. Grunnet den ujevne ekspansjon i rekken av tremmer 35 oppstår det, mellom tremmene, spalter hvorigjennom elastomer-innerhylsen 33 kan trenge ut under trykkpåvirkning og til sist briste. Når dette inntreffer, vil pakningsanordningen 11 miste alt trykk og bli ubrukbar.
Et annet problem vil åpenbart oppstå i forbindelse med den kjente pakningsanordning som er vist i fig. 3. Fordi midtpartiet av den oppblåsbare ringvegg 27 vil ekspandere med en hastighet som er betydelig mindre enn i det øvre og nedre forankringsområde 45 og 47 av den oppblåsbare ringvegg 27, er det sannsynlig at den øvre og den nedre ende 51 og 53 av det sylindriske elastomerdekselet 37 vil avtette mot innersiden 41, innen fluid 43 kan utstrømme fra rommet mellom den øvre og den nedre ende 51 og 53. Fluid 43 vil følgelig avsperres mellom den øvre og den nedre ende 51 og 53 av det sylindriske elastomerdeksel 37 og innersiden 41 (generelt betegnet med 49 i fig. 3). Med fluid avsperret i denne parti, vil verktøyet bli "løst" forankret. Dette vil innvirke på totalytelsen av pakningsanordningen 11, da det er meget mer sannsynlig at denne enten vil beveges i langsgående retning eller dreies i forhold til innersiden 41 på en uventet og uforutsigbar måte.
Hvis den øvre og den nedre ende 51 og 53 av det sylindriske elastomer-deksel 37 bringes i tettsluttende kontakt med innersiden 41, vil fluid 43 kunne avsperres mellom nevnte ender, selv om pakningsanordningen 11 er utspilt under trykk av flere hundre kilo pr. kvadratcentimeter. Dette er et faktum fordi fluidet er ukomprimerbart. Det kan imidlertid oppstå en mindre lekkasje i grenseflaten mellom den øvre og den nedre ende 51 og 52 og innersiden 41, slik at fluid 49 langsomt utsiver fra denne parti. I et slikt tilfelle vil trykket av fluidet som er avsperret mellom rørdelen 15 og den oppblåsbare ringvegg 27, synke drastisk, i blant ned til noen titalls kilo pr. kvadratcentimeter. Når dette inntreffer, er det selvsagt sannsynlig at pakningsanordningen 11 vil gli nedad gjennom borehullet eller rotere under påvirkning av trykkdifferanse eller av sin egen tyngde. Uttrykket "løs forankring" beskriver derfor en midlertidig fastspenning av pakningsanordningen 11 mot innersiden 41. Forbindelsen vil bare opprettholdes mens fluid 49 er avsperret mellom den øvre og den nedre forankringsende av det sylindriske elastomerdeksel 37. Som tidligere omtalt, vil en lekkasje til sist medføre et trykktap i pakningsanordningen 11 som derved kan påføres glide- eller dreiebevegelse.
Den forbedrete, oppblåsbare pakningsanordning 61 ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 4-6. Fig. 4 viser det forbedrete pakningsanordning 61 i uoppblåst forflyttingsstilling. Fig. 5 viser pakningsanordningen 61 ifølge oppfinnelsen i delvis oppblåst tilstand. Fig. 6 viser den forbedrete pakningsanordning ifølge oppfinnelsen i fullt oppblåst forankringsstilling. Fig. 4-6 viser den foretrukne versjon av oppfinnelsen, men andre versjoner er også mulig.
Det er i fig. 4 vist et forenklet lengde-delsnitt av den oppblåsbare pakningsanordning 61 ifølge oppfinnelsen. Pakningsanordningen 61 omfatter et sylinderhus 63 med en øvre mansjett 65, en nedre mansjett 67 og en mellomliggende rørdel 69. Den øvre og den nedre mansjett 65 og 67 er forsynt med gjenger 61 og 63, for å kunne innkoples i en streng av rørdeler. Pakningsanordningen 61 blir fortrinnsvis forbundet med en rørstreng 75, for å nedføres i et borehull. Fluid 97 kan ledes nedad i borehullet gjennom rørstrengen 75, for å utspile den oppblåsbare pakningsanordning 61 fra den sammentrukne forflyttingsstilling som er vist i fig. 4, til den fullt oppblåste forankringsstilling ifølge fig. 6.
Som vist i fig. 4, er den rørformete del 69 av sylinderhuset 63 utstyrt med et antall åpninger 77 for opptaking av trykkfluid fra rørstrengen 75, og som fungerer som en oppblåsbar ringvegg 79 som tvinges radialt utad. Den oppblåsbare ringvegg 79 innbefatter en elastomer-innerhylse 81 som dekkes av en rekke tremmer 83. Rekken av tremmer består fortrinnsvis av et antall aksialt fluktende og overlappende, tynne metall-tremmer som er anordnet i en ringformet rekke og gir rom for radialt utadrettet ekspansjon av elastomer-innerhylsen 81 under påvirkning av trykkfluid.
Det sylindriske deksel 89 er anordnet i et sentralt parti av den oppblåsbare ringvegg 79 og omfatter øvre og nedre elastomerdeksler 91 og 93 som er adskilt gjennom et mellomrom 95. Den øvre og den nedre ringformete dekselseksjon 91 og 93 er fortrinnsvis adskilt i aksial retning langs lengdeaksen for sylinderhuset 63. Mellomrommet 95 mellom den øvre og den nedre ringformete dekselseksjon 91 og 93 er fortrinnsvis tilpasset for full frilegging av den oppblåsbare ringvegg 79.
I modifiserte versjoner kan den ene av enten den øvre eller den nedre, ringformete elastomerdeksel-seksjon 91 og 93 være betydelig lengre enn den annen, og en av de ringformete dekselseksjoner 91 og 93 kan i realiteten strekke seg hele veien oppad eller nedad til enten den øvre eller den nedre av mansjet-tene 65 og 67. I slike tilfeller er det bare anordnet en enkelt forankringsområde på den oppblåsbare ringvegg 79. Ved ytterligere modifiserte versjoner kan det være anordnet flere forankringsområder som avgrenses av en rekke ringformete elastomerdeksler.
Fig. 4a viser en modifisert utførelsesform ifølge oppfinnelsen. Den oppblåsbare pakningsanordning omfatter i dette tilfelle bare et øvre forankringsområde 85, idet det nedre, ringformete elastomerdeksel 93 er betydelig lengre enn det øvre elastomerdeksel 91, og strekker seg langs underdelen av den oppblåsbare ringvegg 79 helt frem til den nedre mansjett 67. Forøvrig er utførelsesformen ifølge fig. 4a i alle deler lik versjonen ifølge fig. 4, og det er derfor benyttet iden-tiske henvisningstall i tegningen.
I fig. 5 er den foretrukne versjon av den oppblåsbare pakningsanordning 61 vist i halv-oppblåst tilstand. Under påvirkning av trykkfluid ekspanderer ringveggen 79 radialt utad. De deler av den oppblåsbare ringvegg 79 som ikke dekkes av det øvre og det nedre ringformete elastomerdeksel 91 og 93, ekspanderer utad til kontakt med innersiden 101 av mantelen 99. Det øvre forankringsområde 85 er anordnet mellom det øvre elastomerdeksel 91 og den øvre mansjett 65. Det nedre forankringsområde er anordnet mellom det nedre elastomerdeksel 93 og den nedre mansjett 67. I det øvre og det nedre forankringsområde 85 og 87 opprettes friksjonskontakt ved innersiden 101 av mantelen 99, og den oppblåsbare pakningsanordning 61 "spennes". I spalten 95 mellom det øvre og det nedre ringformete elastomerdeksel 91 og 93 vil et midtparti 103 av den oppblåsbare ringvegg 79 likeledes ekspandere radialt utad. Likeledes vil de partier av den oppblåsbare ringvegg 79 som befinner seg under det øvre og det nedre ring-formete elastomerdeksel 91 og 93, selvsagt også ekspandere radialt utad under påvirkning av høye fluidtrykk.
Av disse partier vil det øvre og det nedre forankringsområde 85 og 87 ekspandere hurtigst. Midtpartiet 103 av den oppblåsbare ringvegg 79, som motsvarer den parti av ringveggen 79 som befinner seg under spalten 95 mellom det øvre og det nedre elastomerdeksel 91 og 93, ekspandere langsommere enn det øvre og det nedre forankringsområde 85 og 87. De partier av ringveggen 79 som befinner seg under det øvre og nedre elastomerdeksel 91 og 93, ekspanderer med lavest hastighet.
Da partier av den oppblåsbare ringvegg 79 på begge sider av det øvre og det nedre ringformete elastomerdeksel 91 og 93 ekspanderer radialt, vil den flerdimensjonale strekkpåkjenning på det øvre og det nedre elastomerdeksel 91 og 93 minske. Som vist i fig. 5 og 6, er endene av det øvre og det nedre elastomerdeksel 91 og 93 oppadbøyd i meget mindre grad enn endene på de kjente deksler. Da midtpartiet 103 av den oppblåsbare ringvegg 79 ekspanderer mellom det øvre og det nedre ringformete elastomerdeksel 91 og 93, vil dessuten fluid 97 utstrømme fra rommet mellom det øvre og det nedre elastomerdeksel 91 og 93. Det er følgelig mindre sannsynlighet for at det opprettes en "løs forankring" ved anvendelse av den forbedrete, oppblåsbare pakningsanordningen ifølge oppfinnelsen.
Fig. 6 viser et snitt av den forbedrete, oppblåsbare pakningsanordning 61 i fullt utspilt forankringsstilling. Det øvre og det nedre forankringsområde 85 og 87 befinner seg i denne stilling i friksjonskontakt med innersiden 101 av foringsrøret 99. Det øvre og det nedre forankringsområde 85 og 87 danner ingen tetning i grenseflaten mot innersiden 101. Det øvre og det nedre ringformete elastomer-deksel 91 og 93 ligger i stedet tettende an mot innerveggen 101 av foringsrøret 99. Som vist i fig. 6, er midtpartiet 103 mellom det øvre og det nedre ringformete elastomerdeksel 91 og 93 anordnet for avleding av fluid fra rommet mellom det øvre og det nedre elastomerdeksel 91 og 93. Midtpartiet 103 befinner seg imidlertid ikke i friksjonskontakt med innerveggen 101 og danner ingen tetning mot denne. I den foretrukne versjon omfatter midtpartiet 103 en del av den oppblåsbare ringvegg 79, som har en lengde av 25-100 mm, men kan være vesentlig kortere eller lengre.
Oppfinnelsen omfatter videre en forbedret fremgangsmåte for opprettelse av en tetning mellom en rørstreng og innerveggen av et borehull som inneholder fluid. I fremgangsmåtens prosesstrinn inngår anvendelse av et sylinderhus med en øvre og en nedre mansjett. En oppblåsbar ringvegg plasseres mellom den øvre og den nedre mansjett. Et øvre og et nedre, ringformet elastomerdeksel anbringes deretter i innbyrdes avstand over den oppblåsbare ringvegg, og avgrenser på ringveggen et øvre forankringsområde, et nedre forankringsområde og et sentralt område mellom de nevnte, adskilte elastomerdeksler. Sylinderhuset koples til en rørstreng og nedføres i et borehull. Den oppblåsbare ringvegg utspiles deretter med fluid, hvorved det øvre og det nedre forankringsområde og det sentrale område beveges radialt utad fra en uoppblåst forflyttingsstilling til en oppblåst forankringsstilling. Under ekspanderingen av den oppblåsbare ringvegg vil også det øvre og det nedre forankringsområde ekspandere jevnt mot de adskilte, øvre og nedre elastomerdeksler og bringes i anlegg mot innerveggen, for å forebygge i det minste langsgående bevegelser eller begge dreiebevegelser. Under utspilingen av den oppblåsbare ringvegg vil det også avledes fluid fra midtpartiet, fra rommet mellom de adskilte øvre og nedre elastomerdeksler. Til sist bringes det øvre og nedre elastomerdeksel i tettende anlegg mot innerveggen, for opprettelse av en dobbelt fluidtetning.
Ved denne fremgangsmåte vil det sentrale område ekspandere hurtigere enn de adskilte, øvre og nedre elastomerdeksler og derved bringes, før det øvre og det nedre elastomerdeksel, i anlegg mot innersiden.
Foreliggende oppfinnelse har to markerte fordeler overfor de tidligere kjente, oppblåsbare pakningsanordninger. Ifølge oppfinnelsen vil for det første den flerdimensjonale, også treaksiale strekkbelastning på pakningsanordningens elastomerdeksler reduseres, hvorved risikoen for beskadigelse av pakningsanordningen under sønderriving av elastomerdekslene minsker. For det andre vil det oppblåsbare ringveggparti mellom det øvre og det nedre ringformete elastomerdeksel ekspandere med tilstrekkelig hastighet til at fluid kan avledes fra rommet mellom det øvre og det nedre elastomerdeksel, innen disse bringes i tettende anlegg mot borehull-innerveggen. Ved anvendelse av oppfinnelsen minsker følgelig muligheten for opprettelse av en "løs forankring".
Det vil være åpenbart for fagkyndige at den viste og beskrevne utførelses-form av oppfinnelsen vil kunne endres og modifiseres innenfor rammen av de etterfølgende krav.

Claims (17)

1. Oppblåsbar pakningsanordning for anvendelse i et borehull som inneholder fluid, for opprettelse av en tetning mellom en rørstreng (75) som bærer pakningsanordningen (61), og en innvendig overflate (101) i borehullet, omfattende: et sylinderhus (63), midler (65; 67) for fastgjøring av sylinderhuset (63) til rørstrengen (75), en oppblåsbar ringvegg (79) som er festet til sylinderhuset (63), og et deksel (89) som er anbrakt over et parti av den oppblåsbare ringvegg (79) og som innbefatter øvre og nedre tetningspartier (91, 93) som dels vil motvirke radial ekspandering av den oppblåsbare ringvegg (79), samt et sentralt parti (95) mellom det øvre og det nedre tetningsparti (91, 93), som vil motvirke radial ekspandering av ringveggen (79) i mindre grad enn det øvre og det nedre tetningsparti, hvor den oppblåsbare ringvegg (79) ved dekselet (89) innbefatter minst ett forankringsområde (85) som befinner seg i et annet område enn mellom dekselets øvre og nedre tetningspartier (91, 93),karakterisert vedat det minst ene forankringsområde (85) er radialt fleksibelt mellom en uoppblåst forflyttingsstilling med forankringsområdet ute av kontakt med den innvendige overflate (101) og en oppblåst forankringsstilling med forankringsområdet i kontakt med den innvendige overflate, idet et parti (103) av den oppblåsbare ringvegg (79) som befinner seg under dekselets (89) sentrale parti (95), likeledes er radialt fleksibelt mellom en uoppblåst forflyttingsstilling og en oppblåst forankringsstilling, for avleding av fluid fra rommet mellom nevnte tetningspartier, for å hindre at fluid avsperres mellom det øvre og det nedre tetningsparti (91, 93) og den innvendige overflate (101).
2. Pakningsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat dekselets (89) sentrale parti ikke danner en tetning mot den innvendige overflate (101).
3. Pakningsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat det minst ene forankringsområde (85) ikke danner en tetning mot den innvendige overflate (101).
4. Pakningsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat dekselets (89) sentrale parti (95) ikke motvirker ekspandering av den oppblåsbare ringvegg (79).
5. Pakningsanordning ifølge krav 1,karakterisert vedat den oppblåsbare ringveggs (79) radiale ekspansjon i det sentrale parti (95) reduserer den flerdimensjonale strekkbelastning på dekselets øvre og nedre tetningsparti (91, 93) under ringveggens radialt utadrettete ekspandering.
6. Pakningsanordning ifølge et av de foregående krav,karakterisertv e d at den oppblåsbare ringvegg (79) innbefatter en elastomer-innerhylse (81) som dekkes av en rekke tremmer (83).
7. Pakningsanordning ifølge et av de foregående krav,karakterisertv e d at det område av den oppblåsbare ringvegg (79) som befinner seg under dekselets (89) sentrale parti (95), ekspanderer radialt til kontakt med den innvendige overflate (101) ved å bringes i oppblåst forankringsstilling.
8. Pakningsanordning ifølge et av de foregående krav,karakterisertv e d at hver av det sylindriske dekselets (89) tetningsdeler ligger an mot den innvendige overflate (101) og danner en fluidtetning mot dette i den oppblåste forankringsstilling.
9. Pakningsanordning ifølge et av de foregående krav,karakterisertv e d at det sylindriske deksel (89) er elastomerisk og følgelig tjener for automa-tisk tilbaketrekking av den oppblåsbare ringvegg (79) ved sammensynking fra den oppblåste forankringsstilling til den uoppblåste forflyttingsstilling.
10. Pakningsanordning ifølge et av de foregående krav,karakterisertv e d at det sylindriske dekselets (89) tetningsdeler er av elastomerisk type som delvis motvirker utspiling av den oppblåsbare ringvegg (79) og sikrer ensartet utspiling av denne.
11. Pakningsanordning ifølge krav 6,karakterisert vedat tremmene (83) er anordnet aksialt fluktende og overlappende i en ringformet rekke for opptaking av elastomer-innerhylsens (81) radialt utadrettete ekspansjon.
12. Pakningsanordning ifølge krav 6,karakterisert vedat elastomer-innerrøret (81) består av en elastomerhylse som er plassert mellom sylinderhuset (63) og rekken av tremmer (83).
13. Pakningsanordning ifølge krav 6,karakterisert vedat tremmene (83) er anordnet i form av en rekke overlappende, tynne metallstrimler.
14. Pakningsanordning ifølge krav 6,karakterisert vedat tremmene (83) er anordnet aksialt fluktende og overlappende i en ringformet rekke for opptaking av elastomer-innerhylsens (81) radialt utadrettete ekspansjon og at det øvre og det nedre ringformete deksel (89) vil bevirke ensartet adskilling av tremmene i tremmerekken, når den oppblåsbare ringvegg (79) ekspanderer i radial retning.
15. Pakningsanordning ifølge et av de foregående krav,karakterisertv e d at det minst ene sentrale parti (95) mellom par av adskilte, ringformete elastomerdeksler (89) bringes i kontakt med den innvendige overflate (101), innen hvert innbyrdes tilstøtende par av adskilte, ringformete elastomerdeksler bringes i kontakt med den innvendige overflate.
16. Fremgangsmåte for opprettelse av en tetning mellom en rørstreng (75) og en innvendig overflate (101) i et borehull som inneholder fluid, omfattende: anvendelse av et sylinderhus (63) med en øvre og en nedre mansjett (65, 67), anvendelse av en oppblåsbar ringvegg (79) plassert mellom den øvre og den nedre mansjett, anvendelse av øvre og nedre, adskilte og ringformete elastomerdeksler (91, 93) som anbringes over den oppblåsbare ringvegg og som avgrenser minst ett forankringsområde (85) på ringveggen og et sentralt område (103) mellom det øvre og det nedre adskilte og ringformete elastomerdeksel,karakterisertved at det minst ene forankringsområde (85) befinner seg i et annet område enn mellom de adskilte øvre og nedre elastomerdeksler (91, 93), sammenkopling av sylinderhuset (63) og rørstrengen (75), nedføring av sylinderhuset (63) i borehullet, og utspiling av den oppblåsbare ringvegg (79) med fluid, slik at (a) det minst ene forankringsområde (85) og det sentrale område beveges radialt utad fra en uoppblåst forflyttingsstilling til en oppblåst forankringsstilling, (b) det minst ene forankringsområde (85) ekspanderer jevnt mot de adskilte øvre og nedre elastomerdeksler (91, 93) til anlegg mot den innvendige overflate (101), for å hindre i det minste langsgående bevegelse eller rotasjons-bevegelse, (c) fluid avledes i det sentrale område fra rommet mellom de adskilte øvre og nedre elastomerdeksler (91, 93), og (d) de adskilte øvre og nedre elastomerdeksler bringes i tettsluttende anlegg mot den innvendige overflate (101) og danner en dobbelt fluidtetning.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 16,karakterisert vedat det sentrale område (103) vil ekspandere i radialretning med større hastighet enn de adskilte øvre og nedre elastomerdeksler (91, 93) og bringes i kontakt med den innvendige overflate (101) før elastomerdekslene (91, 93).
NO913288A 1990-08-23 1991-08-22 Oppblåsbar pakningsanordning samt fremgangsmåte for tetning NO305918B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/572,213 US5101908A (en) 1990-08-23 1990-08-23 Inflatable packing device and method of sealing

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO913288D0 NO913288D0 (no) 1991-08-22
NO913288L NO913288L (no) 1992-02-24
NO305918B1 true NO305918B1 (no) 1999-08-16

Family

ID=24286852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO913288A NO305918B1 (no) 1990-08-23 1991-08-22 Oppblåsbar pakningsanordning samt fremgangsmåte for tetning

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5101908A (no)
CA (1) CA2049686C (no)
DE (1) DE4127923A1 (no)
GB (1) GB2247263B (no)
NL (1) NL9101426A (no)
NO (1) NO305918B1 (no)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4979570A (en) * 1989-11-28 1990-12-25 Baker Hughes Incorporated Inflatable tool with rib expansion support
US5197542A (en) * 1992-03-31 1993-03-30 Davis-Lynch, Inc. Well packer
US5211226A (en) * 1992-04-24 1993-05-18 Otis Engineering Corporation Metal-to-metal seal for oil well tubing string
US5439053A (en) * 1993-07-13 1995-08-08 Dowell Schlumberger Incorporated Reinforcing slat for inflatable packer
US5361836A (en) * 1993-09-28 1994-11-08 Dowell Schlumberger Incorporated Straddle inflatable packer system
US5469919A (en) * 1993-12-30 1995-11-28 Carisella; James V. Programmed shape inflatable packer device and method
US5495892A (en) * 1993-12-30 1996-03-05 Carisella; James V. Inflatable packer device and method
US5417289A (en) * 1993-12-30 1995-05-23 Carisella; James V. Inflatable packer device including limited initial travel means and method
FR2737533B1 (fr) * 1995-08-04 1997-10-24 Drillflex Manchon tubulaire gonflable pour tuber ou obturer un puits ou une canalisation
CA2169382C (en) * 1996-02-13 2003-08-05 Marvin L. Holbert Method and apparatus for use in inflating packer in well bore
WO1998009163A1 (en) * 1996-08-26 1998-03-05 Baker Hughes Incorporated Method for verifying positive inflation of an inflatable element
US5785120A (en) * 1996-11-14 1998-07-28 Weatherford/Lamb, Inc. Tubular patch
US6142230A (en) * 1996-11-14 2000-11-07 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore tubular patch system
US5957195A (en) * 1996-11-14 1999-09-28 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore tool stroke indicator system and tubular patch
CA2224668C (en) * 1996-12-14 2004-09-21 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for hybrid element casing packer for cased-hole applications
US6009951A (en) * 1997-12-12 2000-01-04 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for hybrid element casing packer for cased-hole applications
US6138774A (en) 1998-03-02 2000-10-31 Weatherford Holding U.S., Inc. Method and apparatus for drilling a borehole into a subsea abnormal pore pressure environment
US6458233B2 (en) 1999-04-12 2002-10-01 James V. Carisella Method for manufacturing a wall thickness program into an elastomeric tubular component for incorporation into a packing device for use in a subterranean well
US6158506A (en) * 1999-04-12 2000-12-12 Carisella; James V. Inflatable packing device including components for effecting a uniform expansion profile
US6223820B1 (en) 1999-04-12 2001-05-01 James V. Carisella Inflatable packing device including cover means for effecting a uniform expansion profile
US6843315B2 (en) * 2001-06-07 2005-01-18 Baker Hughes Incorporated Compression set, large expansion packing element for downhole plugs or packers
US6832654B2 (en) 2001-06-29 2004-12-21 Bj Services Company Bottom hole assembly
US7249633B2 (en) * 2001-06-29 2007-07-31 Bj Services Company Release tool for coiled tubing
US7128145B2 (en) * 2002-08-19 2006-10-31 Baker Hughes Incorporated High expansion sealing device with leak path closures
US7828068B2 (en) * 2002-09-23 2010-11-09 Halliburton Energy Services, Inc. System and method for thermal change compensation in an annular isolator
US6854522B2 (en) 2002-09-23 2005-02-15 Halliburton Energy Services, Inc. Annular isolators for expandable tubulars in wellbores
US6834725B2 (en) * 2002-12-12 2004-12-28 Weatherford/Lamb, Inc. Reinforced swelling elastomer seal element on expandable tubular
US20070012437A1 (en) * 2003-07-14 2007-01-18 Clingman Scott R Inflatable packer
US7134488B2 (en) * 2004-04-22 2006-11-14 Bj Services Company Isolation assembly for coiled tubing
FR2893973B1 (fr) * 2005-11-30 2008-02-15 Saltel Ind Soc Par Actions Sim Procede et dispositif de cimentation d'un puits ou d'une canalisation
US20110062670A1 (en) * 2009-09-14 2011-03-17 Baker Hughes Incorporated Load delayed seal element, system, and method
AU2013100387B4 (en) * 2013-03-28 2013-07-11 Welltec Oilfield Solutions Ag Annular barrier
FR3009841B1 (fr) * 2013-08-20 2015-09-18 Calyf Manchon gonflable, a expansion controlee
US10689939B1 (en) 2017-02-22 2020-06-23 Mitchell L. White Downhole plug
WO2022219019A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-20 Welltec Oilfield Solutions Ag Annular barrier and downhole system
EP4074939A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-19 Welltec Oilfield Solutions AG Annular barrier and downhole system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2991833A (en) * 1957-04-26 1961-07-11 Brown Methods of and apparatus for completing multiple zone wells
US3542127A (en) * 1968-05-13 1970-11-24 Lynes Inc Reinforced inflatable packer with expansible back-up skirts for end portions
US3524503A (en) * 1968-09-05 1970-08-18 Halliburton Co Cementing tool with inflatable packer and method of cementing
US3529667A (en) * 1969-01-10 1970-09-22 Lynes Inc Inflatable,permanently set,drillable element
US4349204A (en) * 1981-04-29 1982-09-14 Lynes, Inc. Non-extruding inflatable packer assembly
US4424861A (en) * 1981-10-08 1984-01-10 Halliburton Company Inflatable anchor element and packer employing same
US4781249A (en) * 1984-04-04 1988-11-01 Completion Tool Company Progressively inflated packers
US4967846A (en) * 1984-04-04 1990-11-06 Completion Tool Company Progressively inflated packers
US4768590A (en) * 1986-07-29 1988-09-06 Tam International, Inc. Inflatable well packer
US4832120A (en) * 1987-12-28 1989-05-23 Baker Hughes Incorporated Inflatable tool for a subterranean well
US4923007A (en) * 1988-11-15 1990-05-08 Tam International Inflatable packer with improved reinforcing members
US4892144A (en) * 1989-01-26 1990-01-09 Davis-Lynch, Inc. Inflatable tools
US4951747A (en) * 1989-10-17 1990-08-28 Baker Hughes Incorporated Inflatable tool

Also Published As

Publication number Publication date
GB2247263A (en) 1992-02-26
CA2049686C (en) 2002-04-02
NL9101426A (nl) 1992-03-16
DE4127923A1 (de) 1992-03-26
US5101908A (en) 1992-04-07
NO913288L (no) 1992-02-24
GB2247263B (en) 1994-07-27
GB9118261D0 (en) 1991-10-09
NO913288D0 (no) 1991-08-22
CA2049686A1 (en) 1992-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO305918B1 (no) Oppblåsbar pakningsanordning samt fremgangsmåte for tetning
US3437142A (en) Inflatable packer for external use on casing and liners and method of use
US10613691B2 (en) Downhole apparatus
US3477506A (en) Apparatus relating to fabrication and installation of expanded members
US3542127A (en) Reinforced inflatable packer with expansible back-up skirts for end portions
CN101460699B (zh) 通过液压成形管状金属补片来修补井的方法和装置，及用于此目的的补片
EP0331676B1 (en) Packing-seal for boreholes
US5361836A (en) Straddle inflatable packer system
US8714273B2 (en) High expansion metal seal system
NO331508B1 (no) Utvidbart tetningsapparat, fremgangsmate for isolasjon av en bronnboring og en tetningssammenstilling
NO333549B1 (no) Fremgangsmåte for ekspandering av en sandskjerm samt et apparat for utøvelse av fremgangsmåten
NL8000652A (nl) Opblaasbaar pakkerelement met integrale draagmiddelen.
US20020092654A1 (en) Expandable packer isolation system
US3044553A (en) Well packer
BRPI0905958B1 (pt) sistema suspensor de camisa expansível e método de instalação de suspensor de camisa em um revestimento em um poço
NO851467L (no) Hydraulisk ansatt broennpakning
NO326362B1 (no) Fremgangsmate for sammenkopling av ror
NO303355B1 (no) OppblÕsbart anordning, f.eks. pakning, for bruk i et undergrunns-br÷nnhull
EA015724B1 (ru) Способ радиального расширения трубчатого элемента
US10704367B2 (en) Forming inclusions in selected azimuthal orientations from casing section
US3456725A (en) Apparatus for selectively completing an oil well
NO854035L (no) Deployeringssystem.
US4744421A (en) Inflatable packer systems
US2734582A (en) bagnell
NO304849B1 (no) OppblÕsbart pakningsverkt°y for anvendelse i et borehull