NO309291B1 - Gasslöft-anordning for kveilrör - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en konsentrisk gassløft-anordning for kveilrør som kan hentes inn med røret, er fleksibel, oppkveilbar og gir en gjennomgående boring med mulighet for passering av brønnverktøy.

Det er kjent, som vist i US-patent nr. 5.170.815, å tilveiebringe fjernbare og fleksible gassløft-ventiler innvendig montert i et kveilrør. Det er også kjent, som vist i US patentansøkning med serienummer 112038, innlevert 26. august 1993 (US 5.427.133), med tittel "Coiled Tubing Wireline Retrievable and Selective Set Gas Lift Assembly", å anordne en fleksibel gassløftventil i et kveilrør som kan installeres og fjernes med wireledning for å tillate passering av andre brønnverktøy gjennom kveilrøret. Videre omhandler US 5.152.343 en anordning, inneholdende en ventilspindel og et adapter for fråkopling og tilkopling av gassløfteventiler og strømningsåpninger på ulike steder i produksjonsrøret, og installasjonsmetode for montering av gassløfteventiler på et kveilrør for å styre fluidproduksjon fra en brønn der gassinjeksjon benyttes for å øke produksjonen. US 5.180.012 beskriver en anordning og fremgangsmåte for å plassere og hente nedihulls brønnutstyr, slik som sikkerhets- eller gassløfteventiler ved hjelp av kveilrør.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot en fleksibel gassløftventil-anordning i et kveilrør som er plassert konsentrisk i kveilrøret for å gi en åpen boring koaksielt gjennom røret som står i kommunikasjon med boringen i kveilrøret som dermed gir mulighet for å utføre wireline-arbeide gjennom gassløftventilene, slik som undersøkelser nede i bunnen av borehullet, innbefattende trykk- og temperaturmålinger, uten å fjerne gassløftventilene.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også gassløftventiler der samvirke mellom ventilelementet og ventilsetet blir styrt og understøttet og der gassløftventiler der samvirke mellom ventilelementet og ventilsetet blir styrt og understøttet og der gassløftventilene kan innbefatte injeksjonsporter om ønsket.

Den foreliggende oppfinnelse er rettet mot en fleksibel, kveilbar gassløftventil for kveilrør forbundet i et kveilrør med en boring. En lengdeveis fleksibel gassløftventil innbefatter et sirkulært hus med første og andre ender koplet i et kveilrør og huset har en utvendig diameter hovedsakelig lik med den utvendige diameter av kveilrøret. Huset innbefatter en gjennomgående aksialboring som står i kommunikasjon med boringen i kveilrøret for å tillate passering av brønnverktøy gjennom gassløftventilen. Huset innbefatter også en port mellom den første og andre ende som forløper mellom innsiden og utsiden av huset. Et bevegelig ventilelement og et ventilsete er anordnet i huset i kommunikasjon med porten og ventilelementet styres ved et gassinneholdende rom. Ventilelementet og ventilsetet er eksentrisk plassert i huset.

Nok en side ved den foreliggende oppfinnelse er at huset innbefatter en tilbakeslagsventil eksentrisk plassert og i kommunikasjon med ventilsetet.

Nok en side ved den foreliggende oppfinnelse er at tetningsorganer er anordnet mellom det bevegelige ventilelement og huset. I en utførelse er tetningsorganet en belg.

Nok en side ved den foreliggende oppfinnelse er at ventilelementet er sideveis opplagret og styrt av huset.

Nok en side ved den foreliggende oppfinnelse er tilveiebringelsen av en gassløftventil der ventilen og ventilsetet er koaksielt plassert i huset og ventilelementet kan innbefatte et antall injeksjonsporter plassert nedstrøms av ventilsetet.

Nok en side er at ventilelementet er sideveis opplagret og styrt av huset på begge sider av ventilsetet.

Nok en side er tilveiebringelsen av en tilbakeslagsventil med et antall åpninger i huset og et sirkulært elastisk tilbakeslagselement som dekker åpningene og er festet til ventilelementet. Andre og ytterligere formål, trekk og fordeler vil fremgå av den følgende beskrivelse av en for tiden fortrukne utførelse av oppfinnelsen, gitt for beskrivelsesformål og tatt i forbindelse med de vedlagte tegninger. Fig. IA og IB er fortsettelser av hverandre og utgjør et lengdesnitt av en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse vist i lukket stilling og i en kveilet stilling, Fig. 2A og 2B er fortsettelser av hverandre og danner lengdesnitt av gassløftventilen ifølge fig. IA og IB, men vist i en åpen stilling,

Fig. 3 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen 3-3 ifølge fig. 2A,

Fig. 4 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen 4-4 ifølge fig. 2B,

Fig. 5 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen 5-5 ifølge fig. 2B,

Fig. 6 er et bruddstykkevis riss tatt langs linjen 6-6 ifølge fig. 2B,

Fig. 7 er en alternativ utførelse av tetningsorganet plassert i den ovale innringning ifølge fig. 2B, Fig. 8A og 8B er fortsettelser av hverandre og danner lengdesnitt av nok en utførelse av den foreliggende oppfinnelse vist i lukket stilling og i en kveilbar stilling, Fig. 9A og 9B er fortsettelser av hverandre og danner et lengdesnitt ifølge fig. 8A og 8B, men i åpen og ukveilet stilling,

Fig. 10 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen 10-10 ifølge fig. 9A,

Fig. 11 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen 11-11 ifølge fig. 9B,

Fig. 12 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen 12-12 ifølge fig. 9B,

Fig. 13 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen 13-13 ifølge fig. 9B, og

Fig. 14 er et tverrsnittsriss tatt langs linjen 14-14 ifølge fig. 9B.

Den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet som ulike individuelle typer gassløftventil-anordninger for særskilt åpåpeke den omsøkte oppfinnelse. Imidlertid skal det forstås at hvert kveilrør kan innbefatte en eller flere av gassløft-anordningene ifølge den foreliggende oppfinnelse vertikalt koplet i kveilrøret og bragt i avstand fra hverandre.

Det vises nå til tegningene, spesielt til fig. IA og IB, og 2A og 2B, der henvisningstallet 10 generelt indikerer den lengdeveis fleksible gassløftventil ifølge den foreliggende oppfinnelse som innbefatter et sirkulært hus 12 med en første ende 14 og en andre ende 16 forbundet i et kveilrør 18, slik som ved sveising. Fortrinnsvis har huset 12 en utvendig veggtykkelse og en utvendig diameter hovedsakelig lik med tykkelsen av og utvendig diameter av kveilrøret 18. Huset 12 innbefatter også en gjennomgående aksialboring 20 i kommunikasjon med boringen i kveilrøret 18 for å gi mulighet for passering av brønnverktøy gjennom kveilrøret 18 og gassløftventilen 10. Huset 12 innbefatter også en port 22 for tilførsel av gass fra ringrommet rundt utsiden av huset 12 der gassen kan injiseres inn i boringen 20 som best indikert med pilene i fig. 2B for løfting av fluider i denne.

Gassløftventilen 10 er vanligvis presset til en lukket stilling av et gassfyllt rom 24 som virker på en eller flere belger 26 og 27. Gassrommet 24 fylles gjennom "dillventil" 28 slik som med luft eller nitrogen. Et bevegelig ventilelement slik som en kule 30 og et sete 32 er anordnet i huset 12 i kommunikasjon med porten 22. Det gassfyllte rom 24 virker mot setet i ventilelement-kulen 30 på setet 32 ved å være koplet til en ventilelement-forlengelse 34. For åpning av ventilen 10 injiseres løftegassen inn i porten 22, virker på utsiden av belgen 27 for å trekke sammen belgen 27, løfter kuleven-tilelementet 30 og gjør at gassen kan passere gjennom ventilsetet 32 inn i boringen 20.

Ventilen 10 er fordelaktig ved at den er lengdeveis fleksibel og kveilbar og er vist i kveilet stilling i figurene IA og IB. Ventilen 10 er fleksibel ved at huset 12 kan bøyes, og naturligvis er belgene 26 og 27 lengdeveis fleksible. En fleksibel trådduk 36 er anordnet nær belgen 26 som kan være en gummi, fleksibel trådduk for å beskytte belgen 26 fira fluider i boringen 20, men fortsatt tillate lengdeveis fleksibilitet. Huset 12 i ventilen 10 er også konsentrisk som gir en stor gjennomgående aksialboring 20 for å tillate at wireline-arbeidet kan utføres gjennom kveilrøret 18 og gassløftventilene 10 såvel som å gi maksimalt strømningsareal i kveilrørstrengen.

Tidligere kjente konsentriske ventilelementer og ventilseter har vært foreslått tidligere, men de har medført feilaktig ventilmanøvrering fordi forholdet mellom den manøvrerende belgs effektive areal i forhold til injeksjonsportstørrelsen i ventilen ikke kunne opprettholdes, på grunn av stor slitasje og feilinnstilling mellom ventilspindelen og setet. Den foreliggende oppfinnelse overvinner dette problem ved å bevege ventilelementet 30 og ventilsetet 32 bort fra ventilens 10 midtlinje og eksentrisk montere disse inne i ventilhuset 12.1 tillegg skal det bemerkes at ventilelement-forlengelsen 34 er glidbar mot en indre vegg 36 av ventilhuset 12 som dermed gir styring og støtte for ventilelementet 30 som bæres fra en rull-tapp 38 (fig. IB og 5) for å gi et flytende ventilelement som tettende er montert på ventilsetet 32.

En tilbakeslagsventil 40, fortrinnsvis fjærbelastet, er anordnet i huset 12 og eksentrisk plassert og står i kommunikasjon med ventilsetet 32 for vanligvis å være i anlegg på et sete 42 som hindrer at produksjonsrørfluider strømmer ut gjennom en åpning 44 og gjennom porten 22, men tillater den omvendte strømning av gassløft-fluider.

Det vises til fig. IB og 2B, der en tetning 46 er anordnet mellom ventilelementets forlengelse 34 og den indre vegg 36 av huset. I enkelte tilfeller kan den effektive diameter av tetningen 46 være lagd lik med den effektive midlere diameter av belgen 26 for utbalansering av virkningen av produksjonsrørtrykket i boringen 20, mens i andre tilfeller kan diameteren av tetningen 46 varieres avhengig av ønskeligheten av å oppnå effektiv virkning av produksjonsrørtrykket på belgen. Mens tetningen 46 vist i fig. IB og 2B er en konvensjonell elastisk tetning, kan i en annen utførelse, som best vist i fig. 7, tetningen 46a være en belg.

I fig.IA og IB er ventilen 10 vist kveilet opp på en kveilrørstrommel (ikke vist) og i lukket stilling. I fig. 2A og 2B er kveilrøret og ventilen vist i en posisjon i en brønn og i åpen stilling der løftegassen injiseres gjennom ventilen 10 og oppad gjennom boringen.

Andre og ytterligere utførelser vil bli ytterligere beskrevet der like deler med de nummerert i fig. IA til 7 vil være likeledes nummerert med tilføyelsen av suffikset "a".

Ventilen 10a, vist i lukket og oppkveilet stilling i fig. 8A og 8B og i den åpne og forlengede stilling i fig. 9A og 9B innbefatter et hus 12a festet i et kveilrør 18 med en gjennomgående aksialboring 20a. Et gassrom 24a virker mot belgen 26a og 27a for vanligvis å presse et konsentrisk ventilelement 30a mot et konsentrisk sete 32a. Huset 12a innbefatter en port eller porter 22a for å tilføre gass fra ringrommet rundt huset 12a for å virke mot belgen 27a i en retning for å trekke tilbake ventilelementet 30a fra ventilsetet 32a. Først skal det bemerkes at ventilen 10a, til forskjell fra ventilen 10 der ventilelementet 30 i ventilsetet 32 var eksentrisk plassert i huset 12, har et konsentrisk ventilelement 30a og et konsentrisk ventilsete 32a. Ventilspindelen, til forskjell fra tidligere kjente konsentriske ventiler, styres imidlertid og bæres sideveis på to steder for å overvinne problemene med tidligere kjente ventiler. Således innbefatter ventilelementet 30a en ventilelement-forlengelse 34a som kontakter en indre vegg 36a ved en posisjon over ventilsetet 32a. I tillegg innbefatter ventilelementet 30a en nedre forlengelse 44 som kontakter en nedre hus-føring 46 som er plassert under ventilsetet 32a. Således, når ventilelementet 30 beveger seg blir det sideveis støttet og styrt, både over og under ventilsetet 32a, som dermed sikrer nøyaktig og justert sammenføring mellom ventilelementet 30a og ventilsetet 32a.

Således, mens ventilen 10a er konsentrisk, er den fast sentrert for å gi et godt sammenpassende forhold mellom ventilelementet og ventilsetet.

Ventilen 10a innbefatter også en fjær 60 som virker mot det bevegelige ventilsetet 32a som hjelper i å presse ventilen til en lukket stilling.

Det skal også bemerkes at, om ønsket, innbefatter den nedre forlengelse 44 et antall injeksjonsporter 50 som, når ventilen er i den åpne stilling, som best vist i fig. 9B, regulerer injeksjonstrykket som går inn i boringen.

Ventilen 10a innbefatter også en tilbakeslagsventil som innbefatter et antall porter 52 i huset 12a og et sirkulært, elastisk tilbakeslagselement 54 festet til ventilelementet 30a. Når ventilen 30a er lukket, som best vist i fig. 8B, dekker den elastiske tilbakeslagsventil 54 og lukker portene 52. Når ventilen 30a beveges til åpen stilling, tillater den elastiske tilbakeslagsinnretning 54, som innbefatter en nedre avsmalnet ende, innad føring av gass gjennom portene 52, gjennom ventilsetet 32a og ut injeksjonsportene 50.

Ventilen 10a er også fleksibel, i likhet med ventilen 10, og har i tillegg en boring 20a med maksimalt strømningsareal som gjør at wireline-arbeidet kan utføres gjennom boringen uten å fjerne ventilene.

Claims (11)

1. Fleksibel, kveilbar kveilrør-gassløftventil (10) forbundet i et kveilrør (18) med en boring,karakterisert ved: at den omfatter en lengdeveis fleksibel gassløft-ventil (10) med et sirkulært hus (12) med første (14) og andre (16) ender forbundet i et kveilrør (18), der huset (12) har en utvendig diameter i hovedsak lik med den utvendige diameter av kveilrøret (18), hvilket hus har en gjennomgående aksialboring (20) i kommunikasjon med boringen i kveilrøret (18) for å tillate passering av brønnverktøy gjennom gassløft-ventilen (10), hvilket hus har en port (22) mellom de første (14) og andre (16) endene og går mellom innsiden og utsiden av huset (12); at huset (12) har et bevegelig ventilelement (30) og et ventilsete (32) i kommunikasjon med porten (22), der ventilelementet (30) er styrt av et gassinneholdende rom (24); og at ventilelementet (30) og ventilsetet (32) er eksentrisk plassert i huset (12).

2. Gassløftventil (10) ifølge krav 1,karakterisert vedat huset (12) innbefatter en tilbakeslagsventil (54) eksentrisk plassert og i kommunikasjon med ventilsetet (32).

3. Gassløftventil (10) ifølge krav 1,karakterisert vedat den innbefatter tetningsorganer mellom det bevegelige ventilelement (30) og huset (12).

4. Gassløftventil (10) ifølge krav 3,karakterisert vedat tetningsorganene er en belg (26, 26a, 27, 27a).

5. Gassløftventil (10) ifølge krav 1,karakterisert vedat ventilelementet (30) er sideveis støttet og styrt av huset (12).

6. Fleksibel, kveilbar kveilrør-gassløftventil (10, 10a) forbundet i et kveilrør (18) med en boring,karakterisert vedat den omfatter: en lengdeveis fleksibel gassløftventil (10, 10a) med et sirkulært hus (12,12a) med første (14) og andre (16)ender forbundet i et kveilrør (18), der huset (12, 12a) har en utvendig diameter i hovedsak lik med den utvendige diameter av kveilrøret (18), og huset har en gjennomgående aksialboring (20,20a) i kommunikasjon med boringen i kveilrøret (18) for å tillate passering av brønnverktøy gjennom gassløftventilen (10,10a), huset (12, 12a) har minst en port (22, 22a) mellom den første (14) og andre (16) ende som går mellom innsiden og utsiden av huset (12,12a), og huset (12, 12a) innbefatter et bevegelig ventilelement (30, 30a) og et ventilsete (32, 32a), der ventilelementet (30, 30a) er styrt av et gassinneholdende rom (24, 24a), der ventilen og ventilsetet er koaksielt plassert i huset og ventilelementet innbefatter et antall injeksjonsporter plassert nedstrøms av ventilsetet.

7. Gassløftventil (10, 10a) ifølge krav 6,karakterisert vedat ventilelementet (30, 30a) er sideveis støttet og styrt av huset (12, 12a).

8. Gassløftventil (10, 10a) ifølge krav 6,karakterisert vedat ventilelementet (30, 30a) er sideveis støttet og styrt av huset (12, 12a) på begge sider av ventilsetet (32, 32a).

9. Gassløftventil (10,10a) ifølge krav 6,karakterisert vedat den innbefatter en tilbakeslagsventil med et antall åpninger i huset og et sirkulært elastisk tilbakeslagselement (54) som dekker åpningene og er festet til ventilelementet (30, 30a).

10. Gassløfteventil (10,10a) ifølge krav 6,karakterisert vedat den omfatter en ventil (10, 10a) og et ventilsete (32, 32a) som er koaksialt plassert i huset (12, 12a) og at ventilelementet (30, 30a) er sideveis støttet og styrt av huset (12,12a).

11. Gassløftventil (10,10a) ifølge krav 10,karakterisert vedat ventilelementet (30,30a) er sideveis støttet og styrt av huset (12,12a) på begge sider av ventilsetet (32, 32a).