NO313563B1 - Inflatable liner packing and method of using the liner packing in a lined borehole - Google Patents

Inflatable liner packing and method of using the liner packing in a lined borehole Download PDF

Info

Publication number
NO313563B1
NO313563B1 NO19975894A NO975894A NO313563B1 NO 313563 B1 NO313563 B1 NO 313563B1 NO 19975894 A NO19975894 A NO 19975894A NO 975894 A NO975894 A NO 975894A NO 313563 B1 NO313563 B1 NO 313563B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
sealing
ribs
inflatable
anchoring
wall
Prior art date
Application number
NO19975894A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO975894L (en
NO975894D0 (en
Inventor
Martin P Coronado
Rustom K Mody
Mark C Solari
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
Application filed by Baker Hughes Inc filed Critical Baker Hughes Inc
Publication of NO975894D0 publication Critical patent/NO975894D0/en
Publication of NO975894L publication Critical patent/NO975894L/en
Publication of NO313563B1 publication Critical patent/NO313563B1/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
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12Packers; Plugs
    • E21B33/127Packers; Plugs with inflatable sleeve
    • E21B33/1277Packers; Plugs with inflatable sleeve characterised by the construction or fixation of the sleeve
    • 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
    • E21B33/129Packers; Plugs with mechanical slips for hooking into the casing
    • E21B33/1295Packers; Plugs with mechanical slips for hooking into the casing actuated by fluid pressure

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)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

Denne oppfinnelse angår generelt en oppblåsbar pakning for bruk i brønn-boringer, og særlig en oppblåsbar pakning som har en hybrid elastomerelement-konstruksjon som gir tetningsmulighet og forankringsstøtte for anvendelse i forede hull. Nærmere bestemt, men ikke som begrensning, angår denne oppfinnelse en oppblåsbar pakning der tetningselementet virker uavhengig av forankringselementet. This invention relates generally to an inflatable packing for use in well bores, and in particular to an inflatable packing having a hybrid elastomer element construction which provides sealing capability and anchoring support for use in lined holes. More specifically, but not by way of limitation, this invention relates to an inflatable pack where the sealing element acts independently of the anchoring element.

Produksjonen for olje- og gassreserver har brakt industrien til fjerntliggende steder på land og til havs. Dessuten er hydrokarbon-produksjon på fjerntliggende steder blitt «normalen». F.eks. er produksjon i avvikende og flersidige brønn-boringer nå blitt meget vanlig. Følgelig har det oppstått nye og særegne problemer, særlig i kompletteringsfasene. Historisk sett har kostnadene for utvikling og opprettholdelse av hydrokarbon-produksjon vært meget høye i fjerntliggende steder. Og ettersom produksjon fortsetter i disse fjerntliggende områder, har kostnadene også steget på grunn av de spesielle problemer som oppstår ved produksjon av olje og gass i vanskelig tilgjengelige områder og/eller produksjon av hydrokarbon gjennom mange soner. Følgelig krever produksjonsteknikker i disse fjerntliggende områder kreative løsninger på særegne problemer som ikke opptrer i konvensjonelle brønnboringer. Production for oil and gas reserves has brought the industry to remote locations on land and at sea. Moreover, hydrocarbon production in remote locations has become "the norm". For example production in deviant and multi-sided well bores has now become very common. Consequently, new and peculiar problems have arisen, particularly in the completion phases. Historically, the costs of developing and maintaining hydrocarbon production have been very high in remote locations. And as production continues in these remote areas, costs have also risen due to the special problems that arise when producing oil and gas in hard-to-reach areas and/or producing hydrocarbons through many zones. Consequently, production techniques in these remote areas require creative solutions to unique problems that do not occur in conventional well drilling.

Som en fagmann innen industrien vil forstå, innvirker hydrokarbon-produk-sjonshastighetene direkte på lønnsomheten ved en brønnboring. Under disse brønnenes produktive levetid, må brønnen opprettholdes slik at hydrokarbonpro-duksjon og opptrekking utføres på den mest effektive måte og ved maksimal kapasitet. Brønn-operatører ønsker maksimal utvinning fra produktive soner, og for å maksimere produksjonen, er det nødvendig med riktig testing, komplettering og styring av brønnen. As one skilled in the industry will understand, hydrocarbon production rates directly affect the profitability of a well drilling. During the productive life of these wells, the well must be maintained so that hydrocarbon production and withdrawal is carried out in the most efficient way and at maximum capacity. Well operators want maximum recovery from productive zones, and to maximize production, proper testing, completion and management of the well is necessary.

Ved konstruksjon av en brønnboring inngår fire faktorer i enhver brønn-borings-utformingsfase: (1) kompletteringsmetoden som er best egnet for en spesiell brønn, (2) de nødvendige fluid-strømningsbaner, (3) kompletteringssystemet som velges for å bringe fluidene til brønnhodet, og (4) kompletteringskostnadene i forhold til produksjonspotensialet. Kompletteringsmetoden som velges er et viktig element, og denne oppfinnelse angår riktig soneisolering og de mest effektive og virksomme midler for å utføre dette. Nærmere bestemt gjelder den soneisolering i forede brønnboringer. Som man ville vente i industrien i dag, krever flersidige brønnboringer forede brønnboringer for effektiv drenering gjennom flere soner og/eller reservoarer. Dessuten blir mange operasjoner som konvensjonelt utføres ved overflaten, nå utført nedihull. Følgelig er operasjoner i foret hull blitt en nød-vendighet for mange brønnboring-kompletteringer. When constructing a wellbore, four factors enter into any wellbore design phase: (1) the completion method best suited for a particular well, (2) the required fluid flow paths, (3) the completion system selected to bring the fluids to the wellhead , and (4) the completion costs in relation to the production potential. The completion method chosen is an important element, and this invention relates to proper zone isolation and the most effective and efficient means of accomplishing this. More specifically, it applies to zone isolation in lined wellbores. As would be expected in the industry today, multi-sided wellbores require lined wellbores for efficient drainage through multiple zones and/or reservoirs. In addition, many operations that are conventionally performed at the surface are now performed downhole. Consequently, operations in lined holes have become a necessity for many well drilling completions.

Således er det nødvendig med forskjellige verktøy for hver av to kompletteringsmetoder: (1) komplettering av uforet hull og (2) kompletteringer av forede Thus, different tools are required for each of two completion methods: (1) completion of unlined holes and (2) completions of lined

eller perforerte hull. I en uforet brønnboring-komplettering påtreffes en forholdsvis stor innerdiameter og den åpne hullformen er alltid skjev. Det åpne hull er uregelmessig (ikke fullstendig sylindrisk) ettersom hullet er boret i jordformasjonen. Derfor blir den ytre foringsrør-pakning et ideelt tilpasset verktøy for isolering av soner under produksjon- eller sementeringsoperasjoner på grunn av dens store oppblåsings- og tetningskapasitet. Ved slike kompletteringsmetoder er den ytre forings-rørpakning en del av foringsrørstrengen og danner en tetning og en forankring mot veggen i det uforede hull når et elastomerelement i det oppblåsbare verktøy blåses opp. Forankringen i det uforede hull dannes når pakningens elastomerelement blåses opp og følger formen til det uforede hull, og derved hindrer aksialbevegelse i brønnboringen. De fleksible elastomerelementers uvanlig ekspansjons-og tetningsegenskaper gjør at disse verktøy kan håndtere forhold som ville vært umulige for konvensjonelle pakningsverktøy. Når pakningselementet er oppblåst, passer det til nær sagt enhver uregelmessighet i de uforede kompletterte brønn-boringer. Selv om intet pakningselement kan tåle alle forhold, er de oppblåsbare pakningselementer funnet å være meget tolerante for uforede kompletteringer. or perforated holes. In an unlined wellbore completion, a relatively large inner diameter is encountered and the open hole shape is always skewed. The open hole is irregular (not completely cylindrical) as the hole is drilled into the soil formation. Therefore, the outer casing packing becomes an ideally suited tool for isolating zones during production or cementing operations due to its high inflation and sealing capacity. In such completion methods, the outer casing seal is part of the casing string and forms a seal and an anchor against the wall of the lined hole when an elastomer element in the inflatable tool is inflated. The anchorage in the lined hole is formed when the gasket's elastomer element is inflated and follows the shape of the lined hole, thereby preventing axial movement in the wellbore. The flexible elastomer elements' unusual expansion and sealing properties mean that these tools can handle conditions that would be impossible for conventional packing tools. When the packing element is inflated, it conforms to almost any irregularity in the lined completed well bores. Although no packing element can withstand all conditions, the inflatable packing elements have been found to be very tolerant of unlined completions.

På den annen side støter man i uforede brønnboringer på et annet sett kriterier og problemer for komplettering og overhaling av en brønnboring. Et problem man nylig har møtt, er å isolere en spesiell sone som befinner seg under kompletteringsutstyr som allerede er plassert i brønnboringen. Slike soner er normalt meget vanskelige å isolere, ettersom bare begrenset adgang eller gjennom-føring i eksisterende brønnborings-utstyr er tilgjengelig til den underliggende sone. Konvensjonelt har slikt kompletteringsutstyr gitt en forholdsvis trang adgang til en underliggende seksjon. I slike brønnboringer er det derfor et behov for soneisola-sjonspakninger som kan installeres under eventuelt eksisterende utstyr. Det er klart at konvensjonelt pakningsutstyr ikke kan benyttes i slike brønnboringer, siden det i stor grad omfatter utstyr med større diameter. Slikt utstyr kan derfor ikke passere gjennom den innsnevrede, tilgjengelige adkomst. On the other hand, unlined wellbores encounter a different set of criteria and problems for completing and overhauling a wellbore. A problem that has recently been encountered is to isolate a special zone that is located under completion equipment that is already placed in the wellbore. Such zones are normally very difficult to isolate, as only limited access or penetration in existing well drilling equipment is available to the underlying zone. Conventionally, such completion equipment has provided relatively narrow access to an underlying section. In such wellbores, there is therefore a need for zone isolation gaskets that can be installed under any existing equipment. It is clear that conventional packing equipment cannot be used in such well drilling, since it largely includes equipment with a larger diameter. Such equipment cannot therefore pass through the narrowed, accessible access.

Dessuten er konvensjonelle pumpeservicer og produksjonsinjeksjonspak-nings-teknikker også utilstrekkelige ved disse anvendelser, ettersom de ikke gir og ikke kan gi tilstrekkelig tetningsevne i foringsrør av større diameter ved bruk av et oppblåsingsmedium som arbeider under en faseendringstilstand. Eksempler på et faseendringsmedium innbefatter sement eller epoksy. Faseendring av et oppblåsingsmedium skjer etter at oppblåsingsmediet stivner. Et oppblåsingsmedium stivner når det bibeholder en permanent fase. F.eks. skjer en faseendring når sement eller epoksy herdner. Etter slik herdning skjer imidlertid en annen faseendring, slik at sementen eller epoksyen krymper noe. Also, conventional pump service and production injection packing techniques are also inadequate in these applications, as they do not and cannot provide adequate sealing capability in larger diameter casing using a blow-up medium operating under a phase change condition. Examples of a phase change medium include cement or epoxy. Phase change of a swelling medium occurs after the swelling medium solidifies. A blowing medium solidifies when it maintains a permanent phase. E.g. a phase change occurs when the cement or epoxy hardens. After such hardening, however, another phase change takes place, so that the cement or epoxy shrinks somewhat.

I disse brønnboringer med begrenset adkomst, kan konvensjonelle produksjonsinjeksjonspakninger og pumpeservice-teknikk under anvendelse av faseendrings-oppblåsingsmedia ikke oppblåses til å nå ytterdiameteren til den forede brønnboring (veggen) for effektiv avtetting av en sone, av grunner som vil bli omtalt nedenfor. Det er således stort behov for et nytt soneisolasjonsverktøy for isolering av visse soner i den forede brønnboring. In these limited access wellbores, conventional production injection packings and pump service techniques using phase change inflation media cannot be inflated to reach the outside diameter of the lined wellbore (wall) for effective sealing of a zone, for reasons that will be discussed below. There is thus a great need for a new zone isolation tool for isolating certain zones in the lined wellbore.

Et konsept er å bruke konvensjonell utvendig foringsrørpaknings-teknikk, som nå brukes ved komplettering av åpne hull med stor diameter, for forankring og avtetting (isolering) av en spesiell sone, særlig ettersom de har en forholdsvis liten «gjennomførings»-ytterdiameter og således er i stand til å passere gjennom den begrensede adkomst ved eksisterende utstyr. Eksempler på disse konvensjonelle pakningsteknikker omfatter «produksjonsinjeksjonspakninger» (engelsk: production injection packers) og «pumpeservice-pakninger» (engelsk: thru-tubing packers). Selv med forbedret elastomer-teknologi har imidlertid disse konvensjonelle pakninger vist seg å være forholdsvis ineffektive ved anvendelser som krever oppblåsing i en foret brønnboring med et faseendringsmedium. One concept is to use conventional external casing packing techniques, which are now used in large diameter open hole completions, for anchoring and sealing (isolation) of a particular zone, particularly as they have a relatively small "through" outer diameter and thus are able to pass through the limited access of existing equipment. Examples of these conventional packing techniques include "production injection packers" (English: production injection packers) and "pump service packs" (English: thru-tubing packers). However, even with improved elastomer technology, these conventional packings have proven to be relatively ineffective in applications requiring inflation in a lined wellbore with a phase change medium.

For å kunne forstå hvorfor det er slik, er det nødvendig først å gjennomgå konstruksjonen av disse (oppblåsbare) pakninger. Oppblåsbare pakninger har lenge benyttet en konstruksjon som innbefatter bruk av forskjellige elastomerelementer kombinert med metallspiler eller -ribber som oppblåsbare elementer. Slike oppblåsbare verktøy omfatter et elastomer-hylseelement som er montert rundt en rørformet hoveddel. For å beskytte elastomer-hylseelementet, er et antall elastiske spiler eller ribber omkretsmessig forbundet med elastomer-hylseelementet. Elas-tomerhylsens midtparti er videre omgitt, og kan være forbundet med, et ytre, ring-formet elastomer-hylseelement eller «deksel» av betydelig tykkelse. Disse kjente utvendige foringsrørpakninger bruker således en «heldekkende» konstruksjon. Øvre og nedre sammenstillinger forbinder på en sikker og tettende måte pakning-selementhylsenes ender med den sentrale rørdel. Et faseendrings-oppblåsingsmedium under trykk sendes til rørdelen og deretter gjennom radiale kanaler på denne til det indre av elastomer-hylseelementet for oppblåsing av pakningsele-mentene, som derved ligger radialt tettende an mot brønnborings-veggen. In order to understand why this is so, it is first necessary to review the construction of these (inflatable) seals. Inflatable gaskets have long used a construction that includes the use of various elastomeric elements combined with metal rods or ribs as inflatable elements. Such inflatable tools comprise an elastomeric sleeve member which is mounted around a tubular body. To protect the elastomer sleeve member, a number of elastic splines or ribs are circumferentially connected to the elastomer sleeve member. The middle part of the elastomer sleeve is further surrounded by, and can be connected to, an outer ring-shaped elastomer sleeve element or "cover" of considerable thickness. These known external casing seals thus use a "full coverage" construction. Upper and lower assemblies connect the ends of the packing element sleeves to the central pipe section in a secure and sealing manner. A phase change inflation medium under pressure is sent to the pipe part and then through radial channels on this to the interior of the elastomer sleeve element for inflation of the packing elements, which thereby lie radially sealing against the wellbore wall.

En konvensjonell utvendig foringsrørpakning (med eller uten et faseendringsmedium) er ineffektivt i forede brønnboringer fordi foringsrørets kontur er tilstrekkelig sylindrisk og følgelig hindrer en tilfredsstillende forankring mellom den utvendige foringsrørpakning og foringsrørveggen. En grunn til at man ikke får en tilfredsstillende forankring, er at friksjonskoeffisienten mellom elastomerelementet og stål-foringsrøret i et fuktig medium-miijø er meget lav. Trykkforskjellen i brønn-boringen mellom steder over og under pakningen vil således tvinge den i bevegelse. A conventional external casing packing (with or without a phase change medium) is ineffective in lined wellbores because the contour of the casing is sufficiently cylindrical and consequently prevents a satisfactory anchorage between the external casing packing and the casing wall. One reason why a satisfactory anchoring is not obtained is that the coefficient of friction between the elastomer element and the steel casing in a moist medium environment is very low. The pressure difference in the wellbore between places above and below the packing will thus force it to move.

Dessuten er den konvensjonelle utvendige foringsrørpakning konstruert for å gi fordeler bare med hensyn til å motvirke utpressing. F.eks. er ribbene plassert bare på elastormerelementets fastgjorte ende (feste-sammenstillinger) og gir således bare begrensede forankringsfordeler. Som sådan har elastomerelementet en tendens til å «rulle over» eller overlappe den fastgjorte ende når en tilstrekkelig aksialkraft påføres ribbene. På den annen side, hvis det utføres en modifikasjon og elastomerelementene er fullt ut forsynt med ribber, oppstår en annen ulempe. I sistnevnte tilfelle er et elastomerelement med ribber av full lengde, i kombinasjon med elastomerelementet, en pakning med meget større ytterdiameter. Derfor krever en ny konstruksjon et tynnere deksel for å overvinne den begrensede adkomst som er tilgjengelig gjennom eksisterende nedihull-utstyr. Moreover, the conventional external casing packing is designed to provide benefits only in terms of anti-squeezing. E.g. the ribs are placed only on the elastomer element's attached end (fixing assemblies) and thus only provide limited anchoring advantages. As such, the elastomeric member tends to "roll over" or overlap the attached end when a sufficient axial force is applied to the ribs. On the other hand, if a modification is carried out and the elastomer elements are fully provided with ribs, another disadvantage arises. In the latter case, an elastomer element with full-length ribs, in combination with the elastomer element, is a gasket with a much larger outer diameter. Therefore, a new construction requires a thinner casing to overcome the limited access available through existing downhole equipment.

Når et tynnere deksel innføres i den nye konstruksjon oppstår imidlertid et annet betydelig problem når faseendring-oppblåsingsmedium brukes til å blåse opp den oppblåsbare pakning i den forede brønnboring. Dette nye problem oppstår når oppblåsingsmediet endrer faser (herdner og trekker seg sammen) og det fører til tap av tilgjengelig radial kraft mot foringsrørveggen. En fagmann på området vil forstå at et forholdsvis tykkere elastomerelement, normalt vil kompensere for denne forskjell i radialkraft. Når det brukes et tynnere element, kan imidlertid radialkraft-tapet ikke kompenseres eller «utliknes». Graden av kompensering som et elastomerelement kan «utlikne» er således en funksjon av dets tykkelse. Sagt med andre ord er elastomerelementets energilagringskapasitet som er tilgjengelig for tetningsanlegg en funksjon av dets tykkelse. Når det benyttes et forholdsvis tykkere elastomerelement, vil det således foreligge et forholdsvis større energi-lagringspotensiale. Dette større, lagrede energipotensiale er tilgjengelig for å virke ved tettende anlegg mot veggen i den forede brønnboring, og derved kompensere for eventuell krymping i oppblåsingsmediet. I en foret brønnboring er det derfor nødvendig med et forholdsvis tykt elastomerelement for å oppnå tilfredsstillende tetningsevne. Det er således behov for et nytt soneisolasjonsverktøy som ikke er beheftet med alle disse begrensninger. However, when a thinner casing is introduced in the new construction, another significant problem arises when phase change inflation media is used to inflate the inflatable packing in the lined wellbore. This new problem occurs when the inflation medium changes phases (hardens and contracts) and this leads to a loss of available radial force against the casing wall. A person skilled in the art will understand that a relatively thicker elastomer element will normally compensate for this difference in radial force. However, when a thinner element is used, the radial force loss cannot be compensated or "evened out". The degree of compensation that an elastomer element can "compensate" is thus a function of its thickness. In other words, the elastomer element's energy storage capacity available to sealing systems is a function of its thickness. When a relatively thicker elastomer element is used, there will thus be a relatively greater energy storage potential. This greater, stored energy potential is available to act in the event of sealing against the wall of the lined wellbore, thereby compensating for any shrinkage in the inflation medium. In a lined wellbore, a relatively thick elastomer element is therefore necessary to achieve satisfactory sealing performance. There is thus a need for a new zone isolation tool that is not affected by all these limitations.

Det finnes forskjellige kjente, utvendige foringsrørpakningsanordninger, men ingen gir en løsning for isolering av en sone under eksisterende utstyr som har begrenset adkomst i omgivelsene til en foret brønnboring. F.eks. viser US-patent nr. 5 143 154 et oppblåsbart pakningselement for en oppblåsbar pakning med en spesiell ribbe-koplingskonstruksjon til rørdoren. There are various known external casing packing devices, but none provide a solution for isolating a zone under existing equipment that has limited access in the vicinity of a cased wellbore. E.g. US Patent No. 5,143,154 discloses an inflatable packing element for an inflatable packing with a special rib connection construction to the mandrel.

US-patent nr. 5 101 908 omhandler en oppblåsbar pakningsanordning og en tetningsmetode. Anordningen oppviser øvre og nedre elastomerelementer som omgir en rørformet dor. Imidlertid er heller ikke denne anordningen rettet mot de problemer som her er omtalt. US Patent No. 5,101,908 relates to an inflatable packing device and a sealing method. The device has upper and lower elastomeric members surrounding a tubular mandrel. However, this device is also not aimed at the problems discussed here.

US-patent nr. 4 869 325 viser en fremgangsmåte og anordning for setting, løsning og opptrekking av en pakning eller en broplugg fra en brønn, hvor pakningen kan passere gjennom rør med liten diameter. Heller ikke denne publikasjon er rettet mot de spesielle problemer som her omtalt. US patent no. 4,869,325 shows a method and device for setting, loosening and withdrawing a packing or a bridge plug from a well, where the packing can pass through small diameter pipes. Nor is this publication aimed at the particular problems discussed here.

Det er derfor et behov for en anordning og fremgangsmåte for et oppblåsbart verktøy som gir en løsning for isolering av sone gjennom kompletteringsutstyr med begrenset adkomst i en foret brønnboring, som gir både tetning og forankring. There is therefore a need for a device and method for an inflatable tool that provides a solution for isolating a zone through completion equipment with limited access in a lined wellbore, which provides both sealing and anchoring.

Dette behov tilfredsstilles ved en oppblåsbar nedihull-pakning samt fremgangsmåte for avtetting av et foret borehull, som angitt i de etterfølgende patent-krav. This need is satisfied by an inflatable downhole seal as well as a method for sealing a lined borehole, as stated in the subsequent patent claims.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en ny og forbedret brønnboring-pakningsanordning for bruk ved isolering av soner i en brønnboring og en fremgangsmåter for anvendelse av pakningsanordningen i et foret hull. Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en ny og forbedret, oppblåsbar eller utvendig foringsrør-pakning (UFP) for bruk i forede brønnboringer. En hybrid oppblåsbar pakningselement-konstruksjon i en UFP er vist, som i en enkelt enhet har forankrings- og tetningsseksjoner for anvendelse i forede brønnboringer under anvendelse av et faseendrings-oppblåsingsmedium så som sement eller epoksy eller liknende. Foreliggende oppfinnelse overvinner begrensningene ved eksisterende tidligere UFP'er ettersom disse kjente UFP'er ikke er i stand til å gi både tetnings- og forankrings-pakningselementer i en enkelt enhetlig konstruksjon i brønnboringer med begrenset størrelse og adkomst. The present invention is directed to a new and improved wellbore packing device for use when isolating zones in a wellbore and a method for using the packing device in a lined hole. The present invention is directed to a new and improved inflatable or external casing pack (UFP) for use in lined wellbores. A hybrid inflatable packing element construction in a UFP is shown which has in a single unit anchoring and sealing sections for use in lined wellbores using a phase change inflation medium such as cement or epoxy or the like. The present invention overcomes the limitations of existing prior UFPs as these known UFPs are unable to provide both sealing and anchor packing elements in a single unitary construction in well bores of limited size and access.

De oppblåsbare elementer omfatter en tetningsseksjon som anvender et ikke-kontinuerlig, armert elastomerelement med utpresningshindrende ribber ved sine ender. Når elastomerelementet er fylt med det oppblåsbare medium, vil en radial friksjonskraft bringe elastomerelementet i tettende anlegg mot foringsrør-veggen. Det er også anordnet en forankringsseksjon som anvender et kontinuerlig ribbeforsynt elastomerbelgelement. Stålribbene på elastomerelementets overflate ligger i metallisk anlegg mot foringsrørveggen når oppblåsningsmediet utøver en radial friksjonskraft. Eventuelt innesluttet brønnboringsfluid mellom seksjonene unnslipper via banen mellom ribbene. En fremgangsmåte for bruk av den hybride UFP er også vist. Nærmere bestemt er det vist en fremgangsmåte for bruk av den hybride oppblåsbare pakning i et miljø av foret hull med et faseendrings-oppblåsingsmedium. The inflatable elements comprise a sealing section using a discontinuous, reinforced elastomeric element with anti-extrusion ribs at its ends. When the elastomer element is filled with the inflatable medium, a radial frictional force will bring the elastomer element into sealing contact with the casing wall. There is also an anchoring section which uses a continuous ribbed elastomer bellows element. The steel ribs on the surface of the elastomer element are in metallic contact with the casing wall when the inflation medium exerts a radial frictional force. Any trapped well drilling fluid between the sections escapes via the path between the ribs. A procedure for using the hybrid UFP is also shown. More specifically, a method for using the hybrid inflatable pack in a lined hole environment with a phase change inflation medium is shown.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen hvor: Fig. 1A er en kombinasjon av et snitt og et perspektivriss av en kjent utvendig foringsrørpakning, og viser et oppblåsbart element av kontinuerlig ribbeforsynt type, Fig. 1B er en kombinasjon av et snitt og et perspektivriss av en kjent utvendig foringsrørpakning, og viser et oppblåsbart element av ikke-kontinuerlig type, Fig. 2 er et snitt gjennom en hybrid utvendig foringsrørpakning ifølge den foretrukne utføringsform, og viser en tetningsseksjon med oppblåsbart element og en forankringsseksjon med oppblåsbart element, slik det ville se ut i innkjørings-driftsfasen, og In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing where: Fig. 1A is a combination of a section and a perspective view of a known external casing seal, and shows an inflatable element of the continuous ribbed type, Fig. 1B is a combination of a section and a perspective view of a known external casing packing, showing an inflatable element of a non-continuous type, Fig. 2 is a section through a hybrid external casing packing according to the preferred embodiment, showing a sealing section with an inflatable element and an anchoring section with an inflatable element, as it would look in the run-in-operations phase, and

Fig. 3 er et snitt gjennom en hybrid utvendig foringsrørpakning ifølge den foretrukne utføringsform, og viser en tetningsseksjon med oppblåsbart element og en forankringsseksjon med oppblåsbart element, slik det vil se ut i oppblåsings-driftsfasen. Fig. 3 is a section through a hybrid external casing seal according to the preferred embodiment, showing a sealing section with an inflatable element and an anchoring section with an inflatable element, as it would appear in the inflation-operating phase.

Foreliggende oppfinnelse lar seg best beskrive og forstås i forbindelse med dens anvendelse og kjente konstruksjoner av utvendige foringsrørpakninger (se fig. 1Aog 1B). The present invention can best be described and understood in connection with its application and known constructions of external casing seals (see fig. 1A and 1B).

Pumpeservice-overhalings- og kompletteringsteknikker har betydelige fordeler, særlig fordi de skaffer isolasjon i begrensede adkomstsoner. Enkelte drifts-og konstruksjonsbegrensninger forekommer likevel ved slike teknikker. F.eks. er pumpeserviceteknikker dimensjonert mindre og har derfor begrenset anvendelse i brønnboringer med større diameter. I borede brønnboringer forekommer betydelige trykkforskjeller i brønnboringen når strømmende brønnborings-fluider er tilste-de, og følgelig skjer det utilsiktet forskyvning av settbare eller oppblåsbare verk-tøy. Strømning i den ene eller andre retning forekommer vanligvis i en brønnbo-ring når en produserende sone står i hydraulisk forbindelse med en forbrukersone og slik intersone-«krysstrømning» kan forekomme i en brønnboring, uavhengig av hvorvidt strømning er rettet mot overflaten. Pump service overhaul and completion techniques have significant advantages, particularly because they provide isolation in restricted access zones. Certain operating and construction limitations still occur with such techniques. For example pump service techniques are dimensioned smaller and therefore have limited application in well bores with larger diameters. In drilled wellbores, significant pressure differences occur in the wellbore when flowing wellbore fluids are present, and as a result unintentional displacement of settable or inflatable tools occurs. Flow in one direction or the other usually occurs in a wellbore when a producing zone is in hydraulic connection with a consumer zone and such interzone "crossflow" can occur in a wellbore, regardless of whether flow is directed towards the surface.

Oppblåsbare brønnboringsverktøy kan arbeide i flere modus, så som «inn-kjørings»-driftsmodusen, en «ekspansjons- eller oppblåsings»-driftsmodus, og en «sette»-driftsmodus. Det oppblåsbare verktøy holdes i en innføringstilstand under innføring av verktøyet i brønnboringen med redusert radialdimensjon, slik at verk-tøyet kan passere gjennom begrensede adkomstområder. Når det oppblåsbare verktøy har passert forbi det innsnevrede adkomstområde og er plassert i et øns-ket område, tilføres oppblåsingstrykk til verktøyet med et oppblåsingsmedium for å tvinge det i retning radialt utad i en oppblåst tilstand. Slik radial ekspansjon vil, i det minste delvis, hindre strømmen av brønnboringsfluid i den forede brønnboring. Inflatable well drilling tools can operate in several modes, such as the "run-in" mode of operation, an "expansion or inflation" mode of operation, and a "set" mode of operation. The inflatable tool is held in an insertion state during insertion of the tool into the wellbore with a reduced radial dimension, so that the tool can pass through limited access areas. Once the inflatable tool has passed the narrowed access area and is located in a desired area, inflation pressure is applied to the tool with an inflation medium to force it in a radially outward direction in an inflated state. Such radial expansion will, at least partially, prevent the flow of wellbore fluid in the lined wellbore.

Hindringen som skapes av det oppblåsbare verktøy skaper ofte en trykkforskjell over det oppblåsbare verktøy. Vanligvis skjer dette når det oppblåsbare verktøy settes over en produserende sone. Brønnboringsfluider, så som olje, gass og vann, vil fortsette å strømme i brønnboringen på grunn av en trykkforskjell mellom formasjonen og brønnboringen, samt trykkforskjell mellom soner. Brønnbo-ringsfluid-strøm kan således tvinge det oppblåsbare verktøy til å bevege seg, rote-re, vri seg og/eller gli, særlig i fuktede omgivelser i en foret brønnboring. Den util-siktede, og ofte skadelige, forskyvning av det oppblåsbare verktøy skjer ofte fordi dagens tilgjengelige kjente pumpeserviceteknikker ikke sørger for tilfredsstillende forankringsmidler. Slike forankringsmidler finnes tradisjonelt i verktøy med «gripe-tenner», slik de som finnes i de mer konvensjonelle metalliske pakningsanordnin-ger. Således gir f.eks. kveilrør-opphengte, oppblåsbare verktøy ikke tilstrekkelige forankringsmidler til å hindre forskyvning og brukes ikke ofte ved slik anvendelser. De mekaniske pakninger er tydeligvis simpelthen ikke egnet for bruk der det er begrenset adkomst. The obstruction created by the inflatable tool often creates a pressure difference across the inflatable tool. Typically this occurs when the inflatable tool is placed over a producing zone. Wellbore fluids, such as oil, gas and water, will continue to flow in the wellbore due to a pressure difference between the formation and the wellbore, as well as a pressure difference between zones. Wellbore fluid flow can thus force the inflatable tool to move, rotate, twist and/or slide, particularly in wet environments in a lined wellbore. The inadvertent, and often harmful, displacement of the inflatable tool often occurs because the currently available known pump service techniques do not provide satisfactory anchoring means. Such anchoring means are traditionally found in tools with "grabbing teeth", such as those found in the more conventional metallic packing devices. Thus, e.g. coiled-tube suspended inflatable tools do not have adequate anchoring means to prevent displacement and are not often used in such applications. The mechanical seals are clearly simply not suitable for use where there is limited access.

Dessuten, hvis en trykkforskjell er opprettet over det oppblåsbare verktøy, kan trykkforskjellen virke til å frakople det oppblåsbare verktøy fra opphengnings-verktøyet eller -midlene. F.eks. i et kabelstrekkopphengt verktøy, kan således en stor trykkforskjell virke til å løsne brønnborings-verktøyet fra kabelen. Alternativt kan en høytrykksfølsom- eller strekkfølsom frakoplingsanordning som brukes i forbindelse med et kveilrør- eller produksjonsstreng-operasjoner, lett aktivere og frakople pakningsanordningen fra kveilrøret eller produksjonsstrengen. Also, if a pressure differential is created across the inflatable tool, the pressure differential may act to disconnect the inflatable tool from the suspension tool or means. E.g. in a cable line-suspended tool, a large pressure difference can thus act to detach the well drilling tool from the cable. Alternatively, a high pressure sensitive or tension sensitive disconnect device used in conjunction with a coiled tubing or production string operation can readily activate and disconnect the packing device from the coiled tubing or production string.

Med hensyn til kjente konstruksjoner, så som oppblåsbare pakningsanord-ninger for uforet hull, er en utvendig foringspakning (UFP) 20 av kontinuerlig ribbeforsynt type, vist i fig. 1A og en UFP av ikke-kontinuerlig ribbeforsynt type er vist i fig. 1B. UFP'n 20 av kontinuerlig ribbeforsynt type danner en lang dynamisk hydromekanisk tetning som anvender et elastomerelement 14 kombinert med kontinuerlige stålribber 16 av rustfritt stål for å beskytte de oppblåsbare elementer 12, 14 fra de enorme flerdimensjonale påkjenninger som eksisterer i ikke-ensartede brønnboringer. Stålribbene 16 anvendes for å gi styrke, fleksibilitet og langsiktig pålitelighet mot oppriving av det indre elastomerelement 12. Disse oppblåsbare elementer 12, 14 er montert på doren eller det oppblåsbare verktøy 10 ved hjelp av festeenheter 18 på hver ende. Denne UFP 20 er særlig anvendbar for korte eller lange tetningsanvendelser som krever sikre tetninger i høydifferensiale, uregelmessige, eller elliptiske, uforede brønnboringer. Den kontinuerlig ribbeforsynte UFP bruker forskjellige oppblåsingsmedia, innbefattende vann, borefluider og/eller sement. With regard to known constructions, such as inflatable packing devices for unlined holes, an outer lining packing (UFP) 20 of the continuous ribbed type, shown in fig. 1A and a UFP of the non-continuous ribbed type is shown in FIG. 1B. The continuous rib type UFP 20 forms a long dynamic hydromechanical seal that utilizes an elastomeric element 14 combined with continuous stainless steel ribs 16 to protect the inflatable elements 12, 14 from the enormous multidimensional stresses that exist in non-uniform well bores. The steel ribs 16 are used to provide strength, flexibility and long-term reliability against tearing of the inner elastomer element 12. These inflatable elements 12, 14 are mounted on the mandrel or the inflatable tool 10 using attachment units 18 on each end. This UFP 20 is particularly useful for short or long sealing applications that require secure seals in highly differential, irregular, or elliptical, unlined well bores. The continuously finned UFP uses various inflation media, including water, drilling fluids and/or cement.

Den ikke-kontinuerlige ribbeforsynte UFP 30 blir på den annen side benyttet som en tilleggspakning for den kontinuerlige ribbeforsynte UFP 20 under spesielle anvendelser som krever lengre tetningselementer og anvender sement, slam, fluid eller epoksy som oppblåsingsmedium. Den kan omfatte en ventilkrage 38 som oppviser en forstørret oppblåsingsstrømningskapasitet og en strømnings-styring som minsker erosjonen av ventilsetene 35, tetninger (ikke vist) og opp-blåsingskanalen 39. Ribbene 31 er beliggende bare på elastomerelementets festede ender 36 og gir således bare begrensede forankringsfordeler. Ribbene 31 gir, som tidligere nevnt, styrke ved endehulls-området 36 og også der ribbene ligger an 33 mot brønnboringsveggen 11. Det ikke-forsterkede midt- eller senterparti skaper et fleksibelt ekspansjonsområde som lett former seg etter uregelmessighe-ter 12 i det uforede hull, og derved gir en tilfredsstillende tetning. The non-continuous ribbed UFP 30 is, on the other hand, used as an additional gasket for the continuous ribbed UFP 20 in special applications that require longer sealing elements and use cement, mud, fluid or epoxy as inflation medium. It may include a valve collar 38 which exhibits an increased inflation flow capacity and a flow control which reduces erosion of the valve seats 35, seals (not shown) and the inflation channel 39. The ribs 31 are located only on the attached ends 36 of the elastomeric member and thus provide only limited anchoring advantages . As previously mentioned, the ribs 31 provide strength at the end hole area 36 and also where the ribs abut 33 against the wellbore wall 11. The non-reinforced middle or center part creates a flexible expansion area that easily molds to irregularities 12 in the lined hole , thereby providing a satisfactory seal.

Ved komplettering av en uforet brønnboring som vist i fig. 1, påtreffes en forholdsvis stor diameter i brønnboringen, og den åpne hullveggen 11 er alltid skrå eller uregelmessig 12 (ikke perfekt sylindrisk) ettersom hullet er boret i jordformasjonen 13. Derfor ble den konvensjonelle UFP, som ovenfor beskrevet, et ideelt egnet brønnborings-verktøy for isolering av soner i slike omgivelser under produk-sjons- eller overhalingsoperasjoner, på grunn av det oppblåsbare elastomerelementets store oppblåsingsevne. Ved slike operasjoner i uforet borehull, utgjør UFP'n en del av foringsrørstrengen og danner en «tettende» forankring mot den uregelmessige veggen 12 i det uforede (åpne) borehull eller brønnboring. When completing an unlined well bore as shown in fig. 1, a relatively large diameter is encountered in the well bore, and the open hole wall 11 is always slanted or irregular 12 (not perfectly cylindrical) as the hole is drilled in the soil formation 13. Therefore, the conventional UFP, as described above, became an ideally suited well drilling tool for isolating zones in such environments during production or overhaul operations, due to the inflatable elastomer element's great inflating ability. In such operations in an unlined borehole, the UFP forms part of the casing string and forms a "sealing" anchorage against the irregular wall 12 in the unlined (open) borehole or well bore.

Den «tettende» forankring i den uforede brønnboring dannes når pakningens elastomerelement 14 blåses opp og antar det åpne hullets form 12, for derved å hindre aksialbevegelse i brønnboringen. Aksialbevegelse hindres fordi flerdimensjonale krefter virker radialt mot brønnborings-veggen 11. Dessuten anvender disse kjente UFP'ene en «fulldekkende» elastomerelement-konstruksjon. En fulldekkende konstruksjon omslutter det indre elastomerelementets 12, 29 fulle lengde med et ytre elastomerelement 14, 32. Alternativt kan de ikke-kontinuerlige metallribber 31 (fig. 1B) fremstilles innvendig i elastomerdekslet 32 og forbindes med endehylsene 36, for derved å danne forsterkninger mot utpresning når elementet 32 blåses opp. Det fleksible elastomerelementets uvanlige ekspansjons-evne tillater således bruk av disse UFP-verktøy under forhold som ellers ville vært umulige for konvensjonelle (mekaniske) pakningsverktøy. The "sealing" anchorage in the lined wellbore is formed when the gasket's elastomer element 14 is inflated and assumes the shape of the open hole 12, thereby preventing axial movement in the wellbore. Axial movement is prevented because multidimensional forces act radially against the wellbore wall 11. Moreover, these known UFPs use a "full coverage" elastomer element construction. A full coverage construction encloses the full length of the inner elastomer element 12, 29 with an outer elastomer element 14, 32. Alternatively, the non-continuous metal ribs 31 (Fig. 1B) can be produced inside the elastomer cover 32 and connected to the end sleeves 36, thereby forming reinforcements against extortion when the element 32 is inflated. The flexible elastomer element's unusual expansion capability thus allows the use of these UFP tools under conditions that would otherwise be impossible for conventional (mechanical) packing tools.

Som tidligere nevnt har imidlertid disse kjente UFP'ene 20, 30 begrenset anvendelse ved operasjoner i åpne hull. Ved anvendelser i forede brønnboringer er disse kjente UFP'ene 20, 30 upassende, fordi foringsrørets 54 kontur 55 er tilstrekkelig sylindrisk. Foringsrørveggens 54 ensartede sylindriske form hindrer en riktig eller passende forankring mellom en konvensjonell UFP 20, 30 og forings-rørveggen 54. As previously mentioned, however, these known UFPs 20, 30 have limited use in operations in open holes. For applications in lined well bores, these known UFPs 20, 30 are inappropriate, because the contour 55 of the casing 54 is sufficiently cylindrical. The uniform cylindrical shape of the casing wall 54 prevents a proper or suitable anchoring between a conventional UFP 20, 30 and the casing wall 54.

En grunn til at man ikke oppnår en riktig forankring ved bruk av de konvensjonelle UFP'ene 20, 30, er at friksjonskoeffisienten mellom elastomerelementet 14, 32 og stål-foringsrøret 54 i et fuktet medium er meget lav. Trykkforskjellen i brønnboringen mellom steder over og under pakningen fører derfor til bevegelse eller forskyvning av pakningen, hvilket vanligvis fører til stor skade på brønnen, særlig produksjonstap og deravfølgende økonomiske skader. One reason why proper anchoring is not achieved using the conventional UFPs 20, 30 is that the coefficient of friction between the elastomer element 14, 32 and the steel casing 54 in a wetted medium is very low. The pressure difference in the wellbore between places above and below the packing therefore leads to movement or displacement of the packing, which usually leads to major damage to the well, particularly loss of production and consequent financial damage.

Dessuten er den konvensjonelle, ikke-kontinuerlige UFP'n 30 av ribbeforsynt type konstruert slik at ribbene 31 bare er plassert på elastomerelementets 32 festede ender 36, og gir følgelig bare begrenset forankring og/eller upresnings-hindrende virkning. Som sådant har elastomerelementet 32 en tendens til å «rulle over» eller overlappe den festede ende 36 nær endehylsene 33 når en tilstrekkelig aksialkraft påføres ribbene 30. På den annen side, dersom en modifisering utføres slik at elastomerelementet 32 er fullstendig forsynt med ribber, oppstår et annet problem. Et elastomerelement 14 forsynt med ribber over hele sin lengde, som vist fig. 1A, blir et oppblåsbart element 14 med meget større diameter og krever derfor et tynnere elastomerdeksel 14, slik at UFP'n 20 kan passere gjennom eksisterende utstyr (ikke vist), med bare begrenset eller innsnevret adkomst til den underliggende sone. Also, the conventional, non-continuous, ribbed type UFP 30 is constructed so that the ribs 31 are only located on the attached ends 36 of the elastomeric member 32, and consequently provide only limited anchoring and/or anti-pressing action. As such, the elastomeric member 32 tends to "roll over" or overlap the attached end 36 near the end sleeves 33 when a sufficient axial force is applied to the ribs 30. On the other hand, if a modification is made so that the elastomeric member 32 is fully ribbed, another problem. An elastomer element 14 provided with ribs over its entire length, as shown in fig. 1A, becomes a much larger diameter inflatable element 14 and therefore requires a thinner elastomer cover 14, so that the UFP 20 can pass through existing equipment (not shown), with only limited or constricted access to the underlying zone.

Når et tynnere elastomerdeksel 14 anvendes, oppstår imidlertid en betydelig ulempe med hensyn til tilfredsstillende tetningsbeskyttelse. Det skal derfor forstås at det oppblåsbare verktøy anvendes for forede brønnboringer, under anvendelse av et faseendringsmedium for oppblåsing av elementet. Når således faseendrings-oppblåsingsmediet herdner, oppstår tap av tilgjengelig radialkraft mot foringsrørveggen når oppblåsingsmediet endrer fase, dvs. oppblåsingsmediet trekker seg sammen eller krymper når det herdner, hvilket fører til tap av tilgjengelig radialkraft eller energi mot brønnboringsveggen. Det vil være klart for en fagmann på området at elastomerelementet normalt kompenserer for forskjellen i radialkraft-tap gjennom elastisiteten til et forholdsvis tykt elastomerdeksel, dvs. det forholdsvis tykke elastomerdeksel lagrer en viss størrelse av radialkraftenergi ved ekspansjonen av det oppblåsbare medium og frigjør denne lagrede energi for å kompensere for eventuelle faseendringer i oppblåsingsmediet, så som krymping eller sammentrekking. Størrelsen av tilgjengelig energilagring for kompensering av krympe-krafttap er klart en funksjon av elastomerens tykkelse. I en foret brønnbo-ring er det derfor nødvendig med et forholdsvis tykt elastormerdeksel for å oppnå korrekt tetningsevne. Nødvendigheten av denne tykkere dekselkonstruksjon, kommer imidlertid i konflikt med at det bare er begrenset adkomst gjennom nedihull-utstyret i forede brønnboringer. Det er således behov for et nytt, oppblåsbart soneisolasjonsverktøy som overvinner alle disse begrensninger. When a thinner elastomer cover 14 is used, however, a significant disadvantage occurs with regard to satisfactory seal protection. It should therefore be understood that the inflatable tool is used for lined well bores, using a phase change medium for inflating the element. Thus, when the phase change inflation medium hardens, a loss of available radial force against the casing wall occurs when the inflation medium changes phase, i.e. the inflation medium contracts or shrinks as it hardens, leading to a loss of available radial force or energy against the wellbore wall. It will be clear to a person skilled in the art that the elastomer element normally compensates for the difference in radial force loss through the elasticity of a relatively thick elastomer cover, i.e. the relatively thick elastomer cover stores a certain amount of radial force energy during the expansion of the inflatable medium and releases this stored energy to compensate for any phase changes in the inflation medium, such as shrinkage or contraction. The amount of energy storage available to compensate for shrink force loss is clearly a function of the elastomer's thickness. In a lined wellbore, it is therefore necessary to have a relatively thick elastomer cover to achieve the correct sealing ability. The necessity of this thicker cover construction, however, comes into conflict with the fact that there is only limited access through the downhole equipment in lined wellbores. There is thus a need for a new, inflatable zone isolation tool that overcomes all these limitations.

I fig. 2 og 3 er det vist en ny, oppblåsbar verktøykonstruksjon som overvinner mange av de ovenfor omtalte begrensninger. I den foretrukne utføringsform bruker den nye oppblåsbare verktøykonstruksjon en seksjonsvis elementkonstruksjon for å tilveiebringe to av de viktigste fordringer ved anvendelse i forede brønn-boringer under anvendelse av faseendrings-oppblåsingsmedia: (1) tetningsevne, og (2) forankringsevne. In fig. 2 and 3, there is shown a new, inflatable tool construction which overcomes many of the limitations mentioned above. In the preferred embodiment, the new inflatable tool construction uses a sectional element construction to provide two of the most important requirements for use in cased wellbore applications using phase change inflation media: (1) sealing capability, and (2) anchoring capability.

I den foretrukne utføringsform er tetningstrekket 40 forsynt med en fulldekkende elastomerkonstruksjon 45 som har en forholdsvis stor tykkelse 41 mens forankringstrekket 42 er forsynt med en blottlagt, kontinuerlig ribbeforsynt konstruksjon 62, dvs. forsynt med ribber over hele sin lengde, som danner metallisk anlegg 63 mot foringsrørveggen 54. Den fulldekkende elastormerkonstruksjon 45 til tetningselementseksjonen 40 tilveiebringer den nødvendige elastomertykkelse 41 for kompensering av faseendringstap i radial tetningskraft. På den annen side tilveiebringer den i full lengde frilagte ribbe-elementseksjon 42 et metallisk anlegg 63 mellom forankringselementet 62 og foringsrørveggen 54, for derved å skape tilstrekkelig forankringskraft i den forede brønnboringen. In the preferred embodiment, the sealing layer 40 is provided with a full-covering elastomer construction 45 which has a relatively large thickness 41, while the anchoring layer 42 is provided with an exposed, continuous rib-equipped construction 62, i.e. provided with ribs over its entire length, which form a metallic structure 63 against the casing wall 54. The full-coverage elastomer construction 45 of the sealing element section 40 provides the necessary elastomer thickness 41 to compensate for phase change losses in radial sealing force. On the other hand, the fully exposed rib element section 42 provides a metallic attachment 63 between the anchoring element 62 and the casing wall 54, thereby creating sufficient anchoring force in the lined wellbore.

De to seksjoner 40, 42 er atskilt ved endehylser 44 som forbinder hvert sitt element 40, 42 med det oppblåsbare verktøyets rørformede hoveddel 58. Frem-gangsmåten for å forbinde hvert element 40, 42 er kjent i faget og er vist i US patent nr. 5 143 154, som det herved henvises til. Dessuten er trekkene ved ventil-anordningen (ikke vist) for korrekt oppblåsing av elastomerelementene kjent innen faget. Se f.eks. US-patent nr. 4 708 208, US-patent nr. 4 805 699 og US patent-søknad nr. 138,197, som det herved henvises til. Endehylsene 44 er mekanisk forbundet med rørdelen 58 ved hjelp av konvensjonelle teknikker så som gjengede hylser (ikke vist). The two sections 40, 42 are separated by end sleeves 44 which connect each element 40, 42 to the inflatable tool's tubular main part 58. The method of connecting each element 40, 42 is known in the art and is shown in US patent no. 5 143 154, to which reference is hereby made. In addition, the features of the valve device (not shown) for correct inflation of the elastomer elements are known in the art. See e.g. US Patent No. 4,708,208, US Patent No. 4,805,699 and US Patent Application No. 138,197, to which reference is hereby made. The end sleeves 44 are mechanically connected to the pipe part 58 using conventional techniques such as threaded sleeves (not shown).

I fig. 2, en utføringsform av oppfinnelsen, er det vist et hybrid oppblåsbart verktøy i nedføringstilstanden. Tetningsseksjonen 40 omfatter elastomerelement 48 støttet av ikke-kontinuerlige, utpressingshindrende ribber 46. Tetningsseksjonen 40 er fortrinnsvis plassert i retning bort fra transportanordningen (ikke vist), mens forankringsseksjonen 42 er plassert nær transportanordningen. Imidlertid innebærer dette på ingen måte noen begrensning på foreliggende oppfinnelse. In fig. 2, an embodiment of the invention, there is shown a hybrid inflatable tool in the lowered state. The sealing section 40 comprises elastomer element 48 supported by non-continuous, extrusion-preventing ribs 46. The sealing section 40 is preferably located in a direction away from the transport device (not shown), while the anchoring section 42 is located close to the transport device. However, this in no way implies any limitation on the present invention.

Motsatte ender 45 av tetningselementet 48 er forbundet 47 med rørdelen 58 ved hjelp av endehylser 44. Opposite ends 45 of the sealing element 48 are connected 47 to the pipe part 58 by means of end sleeves 44.

De utpresningshindrende ribber 46 er mekanisk forbundet med endehylsen 44 i samsvar med konvensjonelle metoder som er kjent innen faget og som det herved henvises til. Den ikke-kontinuerlige, ikke-forsterkede ribbekonstruksjon av tetningselementet 40 tilveiebringer den nødvendige tykkelsen 41 for å kompensere for radialkrafttap fra faseendring i oppblåsingsmediet 56. Likevel overvinner tykkelsen 41 av det tilveiebrakte tetningselement 48 enhver adkomst- og størrel-sesbegrensning ved eksisterende utstyr som allerede er plassert nedihull, slik det fremgå av det følgende. The extrusion-preventing ribs 46 are mechanically connected to the end sleeve 44 in accordance with conventional methods known in the art and to which reference is hereby made. The non-continuous, non-reinforced rib construction of the seal member 40 provides the necessary thickness 41 to compensate for radial force loss from phase change in the inflation medium 56. Nevertheless, the thickness 41 of the seal member 48 provided overcomes any access and size limitations of existing equipment already placed downhole, as can be seen from the following.

Det oppblåsbare verktøyelement 48 i tetningsseksjonen 40 er ikke forsterket i elastomerelementets 48 midtparti 49, og har som sådant ikke ribber 46 som strekker seg fra ende til ende. En slik konstruksjon kompenserer klart for et elastomerelement 48 med forholdsvis stor tykkelse 41, fordi ribbene 46 er sløyfet i midtpartiet 49. Ribbene 46 er bare anordnet ved endene 45 der tetningselementet 48 er forbundet med rørdoren 58 for å oppta endebelastningen. Midtpartiet 49 er simpelthen laget av elastomer, og derfor kan en tykkere 41 elastomer anordnes. Forankring er imidlertid ikke mulig i forede brønnboringer under slike omstendig-heter. I et åpen hull skyldes forankringen brønnboringens ujevne, ikke-kontinuerlige overflate, mens foringsrøret har en glatt overflate 55 med den følge at det ikke oppstår noe fast grep. Forankring tilveiebringes imidlertid ved hjelp av en separat, men tilknyttet seksjon 42. The inflatable tool element 48 in the sealing section 40 is not reinforced in the middle portion 49 of the elastomer element 48, and as such does not have ribs 46 extending from end to end. Such a construction clearly compensates for an elastomer element 48 with a relatively large thickness 41, because the ribs 46 are looped in the middle part 49. The ribs 46 are only arranged at the ends 45 where the sealing element 48 is connected to the pipe mandrel 58 to absorb the end load. The middle part 49 is simply made of elastomer, and therefore a thicker 41 elastomer can be arranged. However, anchoring is not possible in lined wellbores under such circumstances. In an open hole, the anchoring is due to the uneven, non-continuous surface of the wellbore, while the casing has a smooth surface 55 with the result that no firm grip occurs. However, anchorage is provided by means of a separate but related section 42.

I den foretrukne utføringsform omfatter forankringselementseksjonen 42 et indre rør eller en belg 52 som blåses opp, forankringsribbene 62 og et elastomer-avstivningsbånd 60 for jevn fordeling av ribbene 46 langs innerrørets 52 omkrets kan tilføyes. Ribbene 62 er laget av stål og er frilagt slik at de kommer i metallisk anlegg 63 mot brønnborings-foringsrøret 55. Ribbene 62 er mekanisk forbundet med en ring (ikke vist) og montert innvendig i endehylsene 44. De frilagte stålribber 62 kan innføres i omgivelser med høy trykkforskjell og likevel opprettholde metallisk friksjon 63 for et sterkt forankringsforhold. Ved visse anvendelser, så som pakninger av kort lengde, er båndene 60 ikke nødvendige. In the preferred embodiment, the anchoring element section 42 comprises an inner tube or bellows 52 which is inflated, the anchoring ribs 62 and an elastomer stiffening band 60 for even distribution of the ribs 46 along the inner tube 52 circumference can be added. The ribs 62 are made of steel and are exposed so that they come into metallic contact 63 against the wellbore casing 55. The ribs 62 are mechanically connected with a ring (not shown) and mounted inside the end sleeves 44. The exposed steel ribs 62 can be introduced into surroundings with a high pressure difference and still maintain metallic friction 63 for a strong anchoring relationship. In certain applications, such as short length packs, the bands 60 are not necessary.

Den hybride konstruksjon av foreliggende oppfinnelse som her er vist, utgjør et oppblåsbart verktøy som overvinner begrensningene ved tradisjonelle forede brønnboringer, og oppviser likevel en oppblåsbar, enhetlig elementkonstruksjon som gir tetning og forankring, og som står i trykkforbindelse med hverandre. Den kombinerte konstruksjon har således to elementer 40, 42 som tilveiebringer uavhengige funksjoner, men som blåses opp i forhold til hverandre. Forankringselementet 42 virker bare som en forankring, mens tetningselementet 40 bare virker som en tetning. The hybrid construction of the present invention shown here constitutes an inflatable tool that overcomes the limitations of traditional lined well bores, and still exhibits an inflatable, unitary element construction that provides sealing and anchoring, and which are in pressure connection with each other. The combined construction thus has two elements 40, 42 which provide independent functions, but which are inflated in relation to each other. The anchoring element 42 only acts as an anchoring, while the sealing element 40 only acts as a seal.

I den foretrukne utføringsform innbefatter elastomer-sammensetningene 48, 52, som inngår i dekselkonstruksjonen, materialer som har god hukommelse for tilbakevending til den opprinnelige størrelse og som er utviklet for bruk ved under-null-overflateforhold for å unngå støtskader på elementflaten under hånd-tering på arbeidsstedet. Temperaturområdet for elastomerelementene strekker seg fra omgivelsestemperatur til mer enn 260°C avhengig av elastomertypen som benyttes. Det skal imidlertid bemerkes at foreliggende oppfinnelse ikke avhenger av hvilken type elastomer som anvendes. Ny elastomer-teknologi med store temperatutroleranser kan like gjerne inkorporeres heri. Temperaturområdene som her er omtalt, er representative for dagens tilgjengelige elastometreknologi. In the preferred embodiment, the elastomeric compositions 48, 52 included in the cover construction include materials that have good memory for returning to their original size and are designed for use in sub-zero surface conditions to avoid impact damage to the element surface during handling. at the workplace. The temperature range for the elastomer elements extends from ambient temperature to more than 260°C depending on the type of elastomer used. However, it should be noted that the present invention does not depend on which type of elastomer is used. New elastomer technology with large temperature tolerances can just as well be incorporated here. The temperature ranges discussed here are representative of today's available elastomer technology.

Hvert av tetnings- og forankringselementene 40, 42 kan blåses opp med et faseendrings-oppblåsingsmedium 56 så som sement, epoksy eller andre slike media. Med dagens ekspanderende sement-teknologi vil det således forekomme en viss sammentrekning eller krympning i oppblåsingsmediet 56 under herde- eller faseendringstrinnet. Foreliggende oppfinnelse overvinner denne begrensning selv ved bruk av faseendrings-oppblåsingsmedium 56 som kan utsettes for radial krafttap så som sement som gjennomgår sammentrekning under herdetrinnet. Each of the sealing and anchoring elements 40, 42 may be inflated with a phase change inflation medium 56 such as cement, epoxy or other such media. With today's expanding cement technology, there will thus be some contraction or shrinkage in the inflating medium 56 during the curing or phase change step. The present invention overcomes this limitation even by using phase change inflation medium 56 which can be subjected to radial force loss such as cement which undergoes contraction during the setting step.

I fig. 3, en av utføringsformene, er foreliggende oppfinnelse vist som en ekspansjons- eller inflasjons-driftsmodus og en sette-driftsmodus. I tetningselementseksjonen 40 er det oppblåsbare elastomerelement fullt ekspandert, og øver en radialkraft mot foringsrørveggen 55. Radialkraften fra det trykksatte oppblås-ningsmediums 56 skaper et tetningsanlegg 64 mellom elastomerelementet 48 og foringsrørveggen 55. Følgelig hindres brønnboringsfluider fra å ha tverrstrømning, og området over og under det oppblåsbare verktøy er isolert fra hverandre. Trykk-kraften eller friksjonsinngrepet 64 mellom elastomerelementet 48 og foringsrør-veggen 55 sikrer en fluidtett tetning. In fig. 3, one of the embodiments, the present invention is shown as an expansion or inflation mode of operation and a set mode of operation. In the sealing element section 40, the inflatable elastomer element is fully expanded, and exerts a radial force against the casing wall 55. The radial force from the pressurized inflation medium 56 creates a sealing system 64 between the elastomer element 48 and the casing wall 55. Consequently, wellbore fluids are prevented from having cross-flow, and the area above and below the inflatable tool is isolated from each other. The pressure force or frictional engagement 64 between the elastomer element 48 and the casing wall 55 ensures a fluid-tight seal.

De utpresningshindrende ribber 45 i tetningselementseksjonen 40 beskytter elastomerelementet 48 mot å rulle over når elementet 48 blåses opp under forholdsvis stor trykk-kraft. Dessuten beskytter ribbene 45 elastormerelementet 48 mot oppriving og feilfunksjon. The extrusion-preventing ribs 45 in the sealing element section 40 protect the elastomer element 48 from rolling over when the element 48 is inflated under a relatively large compressive force. In addition, the ribs 45 protect the elastomer element 48 against tearing and malfunction.

Forankringselementseksjonen 42 til den foretrukne utføringsform er også vist i oppblåst stilling i fig. 3. Ribbene 62 av stål eller annet egnet metall gir en sterk forankring mot rotasjon, aksialbevegelse, vridningsvirkning, eller enhver annen form for forskyvning. Slik bevegelse forhindres fordi en stor radialkraft som virker på ribbene 62 fra oppblåsingsmediet 56 skyver det i friksjonsanlegg 63 med foringsrørveggen 55. Den frilagte forankringsseksjon 42 omfatter et kontinuerlig ribbeelement 62. Med andre ord løper ribbene over hele elastomerelementets lengde og er ved endene 47 forbundet med endehylsene 44. Endehylsene 44 er i sin tur mekanisk forbundet med rørdoren 58 ved hjelp av konvensjonelle midler som er kjent innen faget, så som gjengede hylser (ikke vist her). Innerrøret eller belgen 52 er montert under ribbene 62 som likeledes er forbundet med endehylsene 44. Innerrøret 52 virker som et inneslutningselement for oppblåsingsmediet 56. Innerhylsen 44 som ikke er forbundet med tetningsseksjonen er forskyvbar i forhold til rørdoren 58. Det skal forstås at elastomerbåndet 60 i forankringsseksjonen 42 er anordnet slik at ribbene 62 er jevnt innbyrdes fordelt, og det er ikke ment å skulle gi tetningsevne. Faktisk trenger ikke båndet 60, selv om det ligger an mot foringsrørveggen 54, å danne en trykktetning, ettersom dets hovedfunk-sjon er å skape en bane (mellom ribbene 62) for de unnslippende fluider i ringrommet 65 mellom det oppblåsbare verktøy og foringsrørveggen 54. Avstivnings-ringene 60 er typisk i antall fra null til ti avhengig av pakningens størrelse. The anchoring element section 42 of the preferred embodiment is also shown in the inflated position in fig. 3. The ribs 62 of steel or other suitable metal provide a strong anchoring against rotation, axial movement, twisting action, or any other form of displacement. Such movement is prevented because a large radial force acting on the ribs 62 from the inflation medium 56 pushes it into frictional contact 63 with the casing wall 55. The exposed anchoring section 42 comprises a continuous rib element 62. In other words, the ribs run over the entire length of the elastomer element and are connected at the ends 47 with the end sleeves 44. The end sleeves 44 are in turn mechanically connected to the tube mandrel 58 by means of conventional means known in the art, such as threaded sleeves (not shown here). The inner tube or bellows 52 is mounted under the ribs 62 which are likewise connected to the end sleeves 44. The inner tube 52 acts as a containment element for the inflation medium 56. The inner sleeve 44 which is not connected to the sealing section is displaceable relative to the tube mandrel 58. It should be understood that the elastomer band 60 in the anchoring section 42 is arranged so that the ribs 62 are evenly distributed among themselves, and it is not intended to provide sealing ability. In fact, the band 60, although abutting the casing wall 54, need not form a pressure seal, as its primary function is to create a path (between the ribs 62) for the escaping fluids in the annulus 65 between the inflatable tool and the casing wall 54. The stiffening rings 60 are typically in number from zero to ten depending on the size of the gasket.

Det skal forstås at den foretrukne utføringsform av hybrid oppblåsbart verk-tøy gradvis oppblåses, idet tetningsseksjonen 40 først oppblåses og deretter forankringsseksjonen 42, på grunn av forskjellene i stivhet mellom elementene i hver seksjon. Dette gir en viktig fordel ved at fluid ikke vil bli innesluttet mellom de to seksjoner i ringrommet 65 nær det mekaniske ledd 44 under oppblåsingsopera-sjonen. Fluid-inneslutning blir ytterligere forhindret fordi forankringsseksjonen 42 med dens frilagte ribber 62, danner en bane for eventuelt innesluttet fluid som kan unnslippe gjennom kanalene mellom ribbene 62. It should be understood that the preferred embodiment of the hybrid inflatable tool inflates gradually, with the sealing section 40 being inflated first and then the anchoring section 42, due to the differences in stiffness between the elements in each section. This provides an important advantage in that fluid will not be trapped between the two sections in the annulus 65 near the mechanical joint 44 during the inflation operation. Fluid entrapment is further prevented because the anchoring section 42 with its exposed ribs 62 forms a path for any trapped fluid that may escape through the channels between the ribs 62.

Elementene 40, 42 kan blåses opp på konvensjonell måte. Oppblåsingsmediet 56 injiseres gjennom en mottaksport 50 som kommuniserer med de oppblåsbare elementer 40, 42. Oppblåsingsmediet 56 skal strømme inn i porten 50, fortrinnsvis ved pakningens øvre ende, og blåse opp den første komponent (fortrinnsvis tetningselementet 40) og deretter vil oppblåsingsmediet 56 strømme rundt endehylsene 44 og gradvis blåse opp den andre komponent (fortrinnsvis forankringselementet 42) av verktøyet. I den foretrukne utføringsform er det flere porter eller baner 50 for oppblåsing av elastomerelementene 40, 42. Oppblåsingsfluidet 56 strømmer inn i disse porter 50 og blåses samtidig opp elementene 40, 42 i forhold til hverandre. Imidlertid kan de oppblåsbare seksjoner 40, 42 virke uavhengig av hverandre. De kan imidlertid blåses opp under en enkelt enhetlig operasjon. Oppblåsningstrekkene ved foreliggende oppfinnelse kan ytterligere omfatte den konvensjonelle konstruksjon hvor strømningsbanene nærmer seg det oppblåsbare verktøy i en «ventilkrage opp»-oppblåsingsmodus (ikke vist), dvs. oppblåsingsme-diumbanen begynner ved ventilkragen fra transportsiden. I en slik oppblåsings-modus-konstruksjon, er oppblåsingsportene plassert ved toppen av det oppblåsbare verktøy, dvs. ventilkragen er plassert i avstand fra den frie eller flytende ende og nær den koplede ende eller transportende. Oppblåsing vil således skje fra ven-tilkragesiden. Det skal imidlertid bemerkes at en ukonvensjonell konstruksjon av «ventilkrage ned» virker like bra, avhengig av brønnborings-forhold og -krav. The elements 40, 42 can be inflated in a conventional manner. The inflation medium 56 is injected through a receiving port 50 which communicates with the inflatable elements 40, 42. The inflation medium 56 will flow into the port 50, preferably at the upper end of the gasket, and inflate the first component (preferably the sealing element 40) and then the inflation medium 56 will flow around the end sleeves 44 and gradually inflate the second component (preferably the anchoring element 42) of the tool. In the preferred embodiment, there are several ports or paths 50 for inflating the elastomer elements 40, 42. The inflation fluid 56 flows into these ports 50 and simultaneously inflates the elements 40, 42 in relation to each other. However, the inflatable sections 40, 42 may operate independently of each other. However, they can be inflated during a single unitary operation. The inflation features of the present invention may further include the conventional construction where the flow paths approach the inflatable tool in a "valve collar up" inflation mode (not shown), i.e. the inflation medium path begins at the valve collar from the transport side. In such an inflation mode design, the inflation ports are located at the top of the inflatable tool, ie the valve collar is located at a distance from the free or floating end and close to the coupled end or conveying end. Inflation will thus take place from the vein-collar side. However, it should be noted that an unconventional construction of "valve collar down" works just as well, depending on well drilling conditions and requirements.

Plasseringen av forankrings- og tetningsseksjoner 42, 40 i forhold til transportanordningen kan gjøres omskiftbar, dvs. tetningselementet 40 kan være nær eller i avstand fra transportanordningen. Avgjørelsen om å plassere tetningselementet nær transportanordningen (på toppen) er avhengig av mange faktorer og brønnborings-krav innbefattende den letthet hvormed oppblåsing kan skje. Fortrinnsvis plasseres forankringsseksjonen 42 nær den «flytende» ende. I den foretrukne utføringsform plasseres tetningselementet 42 nær en mekanisk «sammen-kopling» (engelsk: «tie-in») eller transportanordning (rørstreng på oversiden eller liknende) fordi den flytende ende «trekker» opp når forankringselementet blåses opp. Når oppblåsing skjer vil således forankringselementets 42 aksiale lengde for-kortes for å kompensere for den radiale oppblåsing. Bunnenden, innbefattende forankringselementet og den nederste endehylsen 44 vil således forskyves når forankringselementet blåses opp og trekkes opp og til slutt komme i et forankringsinngrep 63. The location of the anchoring and sealing sections 42, 40 in relation to the transport device can be made interchangeable, i.e. the sealing element 40 can be close to or at a distance from the transport device. The decision to place the sealing element close to the transport device (on top) is dependent on many factors and wellbore requirements including the ease with which inflation can occur. Preferably, the anchoring section 42 is placed near the "floating" end. In the preferred embodiment, the sealing element 42 is placed close to a mechanical "tie-in" or transport device (pipe string on the upper side or similar) because the floating end "pulls" up when the anchoring element is inflated. When inflation occurs, the axial length of the anchoring element 42 will thus be shortened to compensate for the radial inflation. The bottom end, including the anchoring element and the bottom end sleeve 44 will thus be displaced when the anchoring element is inflated and pulled up and finally come into an anchoring engagement 63.

I det tilfelle hvor tetningsseksjonen 40 er på bunnen, vil forankringsseksjonen 42 trekke «ned» og griper 63 når den blåses opp såfremt det er sørget for kompensering slik at forankringsseksjonen kan forskyves aksielt. I dette tilfelle blir tetningselementet 40 blåst opp relativt foran forankringselementet 42 og nedtrek-kingen skjer i løpet av dette tidsrom på grunn av det stivere forankringselement 42 (med ribbene 62) og blåses følgelig saktere opp enn forseglingselementet 40. In the case where the sealing section 40 is on the bottom, the anchoring section 42 will pull "down" and catch 63 when it is inflated provided that compensation is provided so that the anchoring section can be shifted axially. In this case, the sealing element 40 is inflated relatively in front of the anchoring element 42 and the pull-down takes place during this time due to the stiffer anchoring element 42 (with the ribs 62) and is consequently inflated more slowly than the sealing element 40.

Et antall oppblåsingsverktøy i serie kan ikke lett blåses opp. F.eks. oppviser et Selektivt Oppblåsings-Pakningssystem (engelsk: Selective Inflation Packer Sys-tem) SC IPSO (ikke vist) viser komplementære verktøy som samvirker med foreliggende oppfinnelse for nedføring, aktivering eller oppblåsing og setting av det hybride oppblåsbare verktøy som her er vist. SCIPSO-verktøyet er konstruert for anvendelse ved horisontale eller vertikale brønnboringer, som krever selektive sement- eller epoksy-oppblåsing av oppblåsbare verktøy. Ikke-forurenset sement injiseres i oppblåsingsøyemed inn i det oppblåsbare verktøy. SCIPSO-verktøyet tillater selektiv oppblåsing og bevegelse mellom innbyrdes forskjøvne, oppblåsbare verktøy beliggende i slissede forlengingsrør, forborede forlengningsrør eller siler uten tap av oppblåsingsmedium under omplassering. SCIPSO-verktøyet kan ned-føres sammen med det oppblåsbare verktøy eller av seg selv på en andre nedfø-ring etter at foringsrør eller forlengningsrør-strengen er nedført. Dessuten kan all gjenværende, ubrukt sement sirkuleres i motsatt retning. Når elementene er oppblåst, ekspanderer både tetnings- og forankringselementet gradvis til foringsrør-veggen etterhvert som det skjer en volumendring i sementen. A number of inflation tools in series cannot be easily inflated. E.g. shows a Selective Inflation Packer System (English: Selective Inflation Packer Sys-tem) SC IPSO (not shown) shows complementary tools that cooperate with the present invention for lowering, activating or inflating and setting the hybrid inflatable tool shown here. The SCIPSO tool is designed for use in horizontal or vertical wellbore applications requiring selective cement or epoxy inflation of inflatable tools. Uncontaminated cement is injected into the inflatable tool for inflation purposes. The SCIPSO tool allows selective inflation and movement between staggered inflatable tools located in slotted extension tubes, pre-drilled extension tubes or strainers without loss of inflation medium during repositioning. The SCIPSO tool can be lowered together with the inflatable tool or by itself on a second lowering after the casing or extension pipe string has been lowered. In addition, all remaining, unused cement can be circulated in the opposite direction. When the elements are inflated, both the sealing and anchoring element gradually expand to the casing wall as a volume change occurs in the cement.

Ved å bruke en seksjonsvis elementkonstruksjon for den foretrukne utfø-ringsform, dvs. tetning- og forankringselementseksjonene, som er mekanisk forbundet og i konstant trykkforbindelse, kan foreliggende oppfinnelse oppnå forde-lene med både tetning og forankring i en enkelt, oppblåsbar verktøyenhet når den brukes i en foret brønnboring og et faseendrings-oppblåsingsmedium anvendes, og således skape betydelige besparelser for operatøren. By using a sectional element construction for the preferred embodiment, i.e. the sealing and anchoring element sections, which are mechanically connected and in constant pressure connection, the present invention can achieve the advantages of both sealing and anchoring in a single, inflatable tool unit when used in a lined wellbore and a phase change inflation medium is used, thus creating significant savings for the operator.

Den fremgangsmåte hvormed foreliggende oppfinnelse brukes i den forede brønnboring avviker ikke vesentlig fra eksisterende og vanlige metoder. Det oppblåsbare verktøy ifølge foreliggende oppfinnelse kan nedsenkes i den forede brønnboring ved bruk av hvilke som helst antall konvensjonelle metoder så som kabel, kveilrør, produksjonsrør og liknende. Den eneste begrensing er at det oppblåsbare verktøy må ha adkomst til og komme forbi eksisterende nedihull-utstyr. En slik begrensning overvinnes ved foreliggende oppfinnelse som er rettet mot å overvinne denne begrensing. Foreliggende oppfinnelse forutsetter en forholdsvis liten ytterdiameter-operasjon og er derfor i stand til å nedsenkes under slike forhold til det riktige sted i den forede brønnboring. Når det oppblåsbare verktøy er korrekt plassert, kan det blåses opp til tettende forankringsinngrep med forings-veggen. En slik oppblåsing oppnås som ovenfor beskrevet. Oppblåsingsmedia kan variere avhengig av den forventede bruk, men det er i foreliggende oppfinnelse påtenkt å være et faseendringsfluid som kan stivne og kan innebære svak krymping. The method by which the present invention is used in cased well drilling does not differ significantly from existing and common methods. The inflatable tool of the present invention may be immersed in the lined wellbore using any number of conventional methods such as cable, coiled tubing, production tubing, and the like. The only limitation is that the inflatable tool must have access to and get past existing downhole equipment. Such a limitation is overcome by the present invention, which is aimed at overcoming this limitation. The present invention presupposes a relatively small outer diameter operation and is therefore able to be submerged under such conditions to the correct place in the lined wellbore. When the inflatable tool is correctly positioned, it can be inflated to seal anchor engagement with the liner wall. Such inflation is achieved as described above. The inflation media may vary depending on the expected use, but in the present invention it is intended to be a phase change fluid which can solidify and may involve slight shrinkage.

Claims (14)

1. Oppblåsbar nedihull-pakning for avtetting mot veggen (54) til en foret eller uforet brønnboring, omfattende: en rørformet del (58), en bevegelig tetningsseksjon (40) som er oppblåsbart opererbar mellom en nedføringsstilling og en satt stilling der den tettende ligger an mot veggen (54), minst en bevegelig forankringsseksjon (42)som er oppblåsbart opererbar mellom en nedføringsstilling og en satt stilling der den ligger an mot veggen for å støtte rørdelen (58), karakterisert ved at tetningsseksjonen (40) er anordnet i avstand fra forankringsseksjonen (42).1. Inflatable downhole packing for sealing against the wall (54) of a lined or unlined wellbore, comprising: a tubular part (58), a movable sealing section (40) which is inflatablely operable between a lowering position and a set position where the sealing is located against the wall (54), at least one movable anchoring section (42) which is inflatablely operable between a lowering position and a set position where it bears against the wall to support the pipe part (58), characterized in that the sealing section (40) is arranged at a distance from the anchoring section (42). 2. Pakning ifølge krav 1, karakterisert ved at tetningsseksjonen (40) omfatter et første elastisk element (48), at forankringsseksjonen (42) omfatter et andre elastisk element (52), og at det første elastiske element (48) er tykkere enn det andre elastiske element (52).2. Gasket according to claim 1, characterized in that the sealing section (40) comprises a first elastic element (48), that the anchoring section (42) comprises a second elastic element (52), and that the first elastic element (48) is thicker than the second elastic element (52). 3. Pakning ifølge krav 2, karakterisert ved at det første elastiske element (48) omfatter ribber (46) som er beliggende i tilgrensning til minst en av motsatte ender og som ikke strekker seg kontinuerlig over hele dets lengde.3. Gasket according to claim 2, characterized in that the first elastic element (48) comprises ribs (46) which are located adjacent to at least one of the opposite ends and which do not extend continuously over its entire length. 4. Pakning ifølge krav 3, karakterisert ved at det andre elastiske element (52) omfatter kontinuerlige ribber (62) som strekker seg over mesteparten av avstanden fra ende til ende.4. Gasket according to claim 3, characterized in that the second elastic element (52) comprises continuous ribs (62) which extend over most of the distance from end to end. 5. Pakning ifølge krav 4, karakterisert ved at det andre elastiske element (52) videre omfatter minst et bånd (60) som er montert over ribbene (62).5. Gasket according to claim 4, characterized in that the second elastic element (52) further comprises at least one band (60) which is mounted over the ribs (62). 6. Pakning ifølge krav 2, karakterisert ved at det første elastiske element (48) har tilstrekkelig tykkelse til å opprettholde tetningsanlegg mot veggen (54) dersom et oppblåsingsmedium (56) gjennomgår krymping når det herdner.6. Gasket according to claim 2, characterized in that the first elastic element (48) has sufficient thickness to maintain the sealing system against the wall (54) if an inflation medium (56) undergoes shrinkage when it hardens. 7. Pakning ifølge krav 3, karakterisert ved at det første elastiske element (48) omfatter en ytterflate som ligge an mot veggen (54) og at ribbene (46) er anordnet under ytterflaten, slik at de ikke ligger an mot veggen i nevnte satte stilling.7. Gasket according to claim 3, characterized in that the first elastic element (48) comprises an outer surface that rests against the wall (54) and that the ribs (46) are arranged below the outer surface, so that they do not rest against the wall in said set score. 8. Pakning ifølge krav 4, karakterisert ved at ribbene (62) i det andre elastiske element (52) strekker seg fra ende til ende av elementet og er frilagt for anlegg mot veggen (54) i nevnte satte stilling.8. Gasket according to claim 4, characterized in that the ribs (62) in the second elastic element (52) extend from end to end of the element and are exposed for abutment against the wall (54) in said set position. 9. Fremgangsmåte for avtetting av et foret borehull, hvor det på en del (58) anordnes en oppblåsbar pakning med et første oppblåsbart element (48) for avtetting og et andre, oppblåsbart element (62) for forankring, delen (58) nedføres i stilling, og begge elementer blåses opp, karakterisert ved at tetningselementet (48) anordnes i avstand fra forankringselementet (52).9. Method for sealing a lined borehole, where an inflatable gasket is arranged on a part (58) with a first inflatable element (48) for sealing and a second, inflatable element (62) for anchoring, the part (58) is lowered into position, and both elements are inflated, characterized in that the sealing element (48) is arranged at a distance from the anchoring element (52). 10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at det anvendes et oppblåsingsmateriale som krymper når det herdner.10. Method according to claim 9, characterized in that an inflating material is used which shrinks when it hardens. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at det oppblåsbare tetningselement (48) utformes med større tykkelse (41) enn forankringselementet (52), og at nevnte større tykkelse (41) utnyttes for å kompensere krympingen.11. Method according to claim 10, characterized in that the inflatable sealing element (48) is designed with a greater thickness (41) than the anchoring element (52), and that said greater thickness (41) is used to compensate for the shrinkage. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at forankringselementet (52) forsterkes med ribber (62) som strekker seg over i det minste mesteparten av dets lengde, og at ribbene (62) på forankringselementet frilegges slik at de kommer til anlegg mot det forede borehull.12. Method according to claim 11, characterized in that the anchoring element (52) is reinforced with ribs (62) that extend over at least most of its length, and that the ribs (62) on the anchoring element are exposed so that they come into contact with the lining drill holes. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at det på tetningselementet (48) anordnes ribber (46) som strekker seg fra minst en ende og nesten til tetningselementets midtpunkt.13. Method according to claim 12, characterized in that ribs (46) are arranged on the sealing element (48) which extend from at least one end and almost to the center of the sealing element. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at ribbene (46) innlegges på tetningselementet (48) mens de strekkes fra hver ende for å etterlate en stor midtseksjon av elementet uten ribber.14. Method according to claim 13, characterized in that the ribs (46) are placed on the sealing element (48) while they are stretched from each end to leave a large middle section of the element without ribs.
NO19975894A 1996-12-14 1997-12-15 Inflatable liner packing and method of using the liner packing in a lined borehole NO313563B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3272896P 1996-12-14 1996-12-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO975894D0 NO975894D0 (en) 1997-12-15
NO975894L NO975894L (en) 1998-06-15
NO313563B1 true NO313563B1 (en) 2002-10-21

Family

ID=21866500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19975894A NO313563B1 (en) 1996-12-14 1997-12-15 Inflatable liner packing and method of using the liner packing in a lined borehole

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU733346B2 (en)
CA (1) CA2224668C (en)
GB (1) GB2320734B (en)
NO (1) NO313563B1 (en)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6209636B1 (en) * 1993-09-10 2001-04-03 Weatherford/Lamb, Inc. Wellbore primary barrier and related systems
GB9714651D0 (en) 1997-07-12 1997-09-17 Petroline Wellsystems Ltd Downhole tubing
GB2346632B (en) 1998-12-22 2003-08-06 Petroline Wellsystems Ltd Downhole sealing
EP2273064A1 (en) 1998-12-22 2011-01-12 Weatherford/Lamb, Inc. Procedures and equipment for profiling and jointing of pipes
GB2355476B (en) * 1999-10-19 2003-08-27 Gemini Well Technology Ltd Elastomeric packing element
US6598678B1 (en) 1999-12-22 2003-07-29 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for separating and joining tubulars in a wellbore
US6752215B2 (en) 1999-12-22 2004-06-22 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for expanding and separating tubulars in a wellbore
US6578630B2 (en) 1999-12-22 2003-06-17 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for expanding tubulars in a wellbore
US7373990B2 (en) 1999-12-22 2008-05-20 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for expanding and separating tubulars in a wellbore
US6695063B2 (en) 1999-12-22 2004-02-24 Weatherford/Lamb, Inc. Expansion assembly for a tubular expander tool, and method of tubular expansion
US6698517B2 (en) 1999-12-22 2004-03-02 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus, methods, and applications for expanding tubulars in a wellbore
US6325148B1 (en) * 1999-12-22 2001-12-04 Weatherford/Lamb, Inc. Tools and methods for use with expandable tubulars
US8746028B2 (en) 2002-07-11 2014-06-10 Weatherford/Lamb, Inc. Tubing expansion
WO2001086111A1 (en) 2000-05-05 2001-11-15 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for forming a lateral wellbore
GB2364079B (en) 2000-06-28 2004-11-17 Renovus Ltd Drill bits
GB0023032D0 (en) 2000-09-20 2000-11-01 Weatherford Lamb Downhole apparatus
US6845820B1 (en) 2000-10-19 2005-01-25 Weatherford/Lamb, Inc. Completion apparatus and methods for use in hydrocarbon wells
US7121351B2 (en) 2000-10-25 2006-10-17 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and method for completing a wellbore
US7090025B2 (en) 2000-10-25 2006-08-15 Weatherford/Lamb, Inc. Methods and apparatus for reforming and expanding tubulars in a wellbore
GB0026063D0 (en) 2000-10-25 2000-12-13 Weatherford Lamb Downhole tubing
GB0028041D0 (en) 2000-11-17 2001-01-03 Weatherford Lamb Expander
GB2389606B (en) 2000-12-22 2005-06-29 E2Tech Ltd Method and apparatus for downhole remedial or repair operations
US6662876B2 (en) 2001-03-27 2003-12-16 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for downhole tubular expansion
US6510896B2 (en) 2001-05-04 2003-01-28 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for utilizing expandable sand screen in wellbores
GB0114872D0 (en) 2001-06-19 2001-08-08 Weatherford Lamb Tubing expansion
US6550539B2 (en) 2001-06-20 2003-04-22 Weatherford/Lamb, Inc. Tie back and method for use with expandable tubulars
US6612481B2 (en) 2001-07-30 2003-09-02 Weatherford/Lamb, Inc. Wellscreen
US6655459B2 (en) 2001-07-30 2003-12-02 Weatherford/Lamb, Inc. Completion apparatus and methods for use in wellbores
GB0119977D0 (en) 2001-08-16 2001-10-10 E2 Tech Ltd Apparatus and method
US6591905B2 (en) 2001-08-23 2003-07-15 Weatherford/Lamb, Inc. Orienting whipstock seat, and method for seating a whipstock
US6752216B2 (en) 2001-08-23 2004-06-22 Weatherford/Lamb, Inc. Expandable packer, and method for seating an expandable packer
US7156179B2 (en) 2001-09-07 2007-01-02 Weatherford/Lamb, Inc. Expandable tubulars
US6688395B2 (en) 2001-11-02 2004-02-10 Weatherford/Lamb, Inc. Expandable tubular having improved polished bore receptacle protection
US6585053B2 (en) 2001-09-07 2003-07-01 Weatherford/Lamb, Inc. Method for creating a polished bore receptacle
US6691789B2 (en) 2001-09-10 2004-02-17 Weatherford/Lamb, Inc. Expandable hanger and packer
US6688399B2 (en) 2001-09-10 2004-02-10 Weatherford/Lamb, Inc. Expandable hanger and packer
US6877553B2 (en) 2001-09-26 2005-04-12 Weatherford/Lamb, Inc. Profiled recess for instrumented expandable components
US6932161B2 (en) 2001-09-26 2005-08-23 Weatherford/Lams, Inc. Profiled encapsulation for use with instrumented expandable tubular completions
US6629567B2 (en) 2001-12-07 2003-10-07 Weatherford/Lamb, Inc. Method and apparatus for expanding and separating tubulars in a wellbore
GB0130849D0 (en) 2001-12-22 2002-02-06 Weatherford Lamb Bore liner
US6722441B2 (en) 2001-12-28 2004-04-20 Weatherford/Lamb, Inc. Threaded apparatus for selectively translating rotary expander tool downhole
US6779601B2 (en) 2002-01-16 2004-08-24 Weatherford/Lamb, Inc. Inflatable packing element
US6668930B2 (en) 2002-03-26 2003-12-30 Weatherford/Lamb, Inc. Method for installing an expandable coiled tubing patch
US6742598B2 (en) 2002-05-29 2004-06-01 Weatherford/Lamb, Inc. Method of expanding a sand screen
US7730965B2 (en) 2002-12-13 2010-06-08 Weatherford/Lamb, Inc. Retractable joint and cementing shoe for use in completing a wellbore
US6820687B2 (en) 2002-09-03 2004-11-23 Weatherford/Lamb, Inc. Auto reversing expanding roller system
GB0220933D0 (en) 2002-09-10 2002-10-23 Weatherford Lamb Tubing expansion tool
US7182141B2 (en) 2002-10-08 2007-02-27 Weatherford/Lamb, Inc. Expander tool for downhole use
US6938698B2 (en) * 2002-11-18 2005-09-06 Baker Hughes Incorporated Shear activated inflation fluid system for inflatable packers
USRE42877E1 (en) 2003-02-07 2011-11-01 Weatherford/Lamb, Inc. Methods and apparatus for wellbore construction and completion
GB0315997D0 (en) 2003-07-09 2003-08-13 Weatherford Lamb Expanding tubing
NO324007B1 (en) 2004-11-01 2007-07-30 Hpi As Method and apparatus for fluid displacement
GB2424432B (en) 2005-02-28 2010-03-17 Weatherford Lamb Deep water drilling with casing
US7798225B2 (en) 2005-08-05 2010-09-21 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for creation of down hole annular barrier
US7503396B2 (en) 2006-02-15 2009-03-17 Weatherford/Lamb Method and apparatus for expanding tubulars in a wellbore
EP2312119A1 (en) * 2009-10-07 2011-04-20 Welltec A/S An annular barrier
WO2012045355A1 (en) * 2010-10-07 2012-04-12 Welltec A/S An annular barrier
US10018011B2 (en) 2012-10-16 2018-07-10 Maersk Olie Og Gas A/S Sealing apparatus and method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5143154A (en) * 1990-03-13 1992-09-01 Baker Hughes Incorporated Inflatable packing element
US5101908A (en) * 1990-08-23 1992-04-07 Baker Hughes Incorporated Inflatable packing device and method of sealing

Also Published As

Publication number Publication date
NO975894L (en) 1998-06-15
AU733346B2 (en) 2001-05-10
AU4834797A (en) 1998-06-18
GB2320734A (en) 1998-07-01
GB2320734B (en) 2001-03-07
NO975894D0 (en) 1997-12-15
CA2224668C (en) 2004-09-21
GB9726421D0 (en) 1998-02-11
CA2224668A1 (en) 1998-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO313563B1 (en) Inflatable liner packing and method of using the liner packing in a lined borehole
US6009951A (en) Method and apparatus for hybrid element casing packer for cased-hole applications
US10613691B2 (en) Downhole apparatus
RU2521238C2 (en) Anchor and hydraulic setting device in assembly
EP1606526B1 (en) Method for preventing critical annular pressure buildup
US10494910B2 (en) Active external casing packer (ECP) for frac operations in oil and gas wells
US5361836A (en) Straddle inflatable packer system
US7306033B2 (en) Apparatus for isolating zones in a well
CA2583538C (en) Expandable seal
US20020092654A1 (en) Expandable packer isolation system
US9732578B2 (en) Downhole sealing assembly with swellable seal
EP1361334A1 (en) Method and apparatus for maintaining a fluid column in a wellbore annulus
US6296054B1 (en) Steep pitch helix packer
NO334429B1 (en) Inflatable gasket element
NO334204B1 (en) Device and method for extending a downhole tool and method for protecting control cables in a wellbore
EA003241B1 (en) Wellbore system including a conduit and an expandable device
NO334722B1 (en) Method of feeding a drilled bore
NO333549B1 (en) Method for expanding a sand screen and an apparatus for performing the method
US20070029095A1 (en) Apparatus and method for running a radially expandable tubular member
US20060061098A1 (en) Cover for expandable connections
CN217735441U (en) Oil gas well is packer packing element in pit prevents suddenly advancing protection device
US10731435B2 (en) Annular barrier for small diameter wells
BR102017004096A2 (en) pkr-j1 double grip weight packer
MXPA06002190A (en) Expandable tubulars for use in geologic structures, methods for expanding tubulars, and methods of manufacturing expandable tubulars

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired