NO314811B1 - Fluidsirkuleringsapparat - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fluidsirkuleringsapparat for sammenkopling med en borestreng omfattende en rørformet ytterdel med en langsgående, eksentrisk og gjennomgående boring og med midler for sammenkopling med en rørstreng, minst én fluidforbindelsesåpning som strekker seg gjennom et sideveggparti av den rørformede ytterdel, og et stempel som selektivt tillater og forhindrer fluidstrømning gjennom fluidforbindelsesåpningen. Videre omfatter apparatet en innretning som tvinger stemplet til en lukket normalstilling, og et fluidstyresystem for drift av stemplet som reaksjon på mottatte elektriske signaler fra jordoverflaten, og omfattende en elektrisk drevet ventil som er innmontert i et mellomrom i den rørformete ytterdel.

Mens verdens kjente oljereserver avtar, gjøres ekstra-ordinære anstrengelser for å kunne fortsette oljeutvinning fra eksisterende oljefelter. En slik metode består i å bore et brønnhull i en skråretning eller endog horisontalt, for å få adgang til olje som tilbakeholdes i relativt små lommer. Et borehull kan også bores i sideretning fra et eksisterende borehull, for å krysse én eller flere undergrunnsforkastninger hvorfra mer avsperret olje kan strømme til borehullet, for utvinning. Metoden som gjør det mulig å styre eller føre en borestreng i skråretning eller horisontalt til en ønsket sone, benevnes vanligvis "avviksboring". For at den fremførte borkrones posisjon skal kunne oppfattes fra jordoverflaten, anvender avviks-boreren ulike teknikker. Noen ganger måles akustiske pulser i boreslammet og andre ganger benyttes følsomme elektroniske brønntelemetri-(telemetriske)anordninger.

En sirkuleringsventil anvendes for omleding av bore-fluidets strømningsbane, for at boret skal kunne befris for avfall, borekaks, slamformasjonspartikler eller andre ikke konsoliderte partikler som kan hindre bevegelse av borestrengen eller av boreslam fra borkronen. Siden avviksboring er avhengig av nedihullsmotorer som drives av slamstrøm, er sirkuleringsventilen nødvendig for å opprett-holde sirkulasjon i den borede strekning, mens boremotoren er stoppet. Av denne grunn er det nødvendig at sirkuleringsventilen kan stenges og atter åpnes periodisk under boring. Gjennom en overgangsdel med regulerbar åpning kan borefluid strømme fra det indre av borestrengen til brønn-ringrommet. Slike sirkuleringsovergangsdeler aktiviseres vanligvis ved at det i borestrengen nedslippes en metall-stang eller plugg som forårsaker en lokal fluidtrykkøkning som åpner sirkuleringskanalene. Denne type av sirkuleringsovergangsdel er beskrevet tidligere i US-patentskrift 3.941.190. Denne kjente sirkuleringsovergangsdel har den ulempe at operatøren må tilbakehente eller "oppfiske" stangen eller kulen, før boring kan fortsette. Denne kjente type sirkuleringsovergangsdel vil ikke lukkes og er derfor ikke gjeninnstillbar. I horisontale borehull vil dessuten kulen eller stangen høyst sannsynlig ikke passere nedad til sirkuleringsovergangsdelen grunnet manglende tyngdekraft-medvirkning i de horisontale borehullseksjoner.

I andre sirkuleringsovergangsdeler som ikke krever bruk av en kule eller stang som nedslippes, inngår innvendige trykkavlastingsventiler som beskrevet i US-patentskrift 2.833.517 og 4.768.598, akustiske signaler som beskrevet i US-patentskrift 4.373.582, og en dedisert hydraulisk styreledning som beskrevet i US-patentskrift 5.236.047 (hvortil det henvises). Sirkuleringsovergangsdelen ifølge US-patentskrift 5.236.047 mottar hydraulisk fluid gjennom en dedisert styreledning, for åpning av sirkulasjonsportene i sirkuleringsovergangsdelen, slik at fluidet kan strømme ut til ringrommet.

I avviksboresysterner anvendes ofte ekstremt følsomme elektroniske brønnmålingsinstrumenter (ofte benevnt "måling-under-boring"-utstyr eller "MWD") for at posisjonen av den fremførte borestreng og dennes fremføringsretning skal kunne bestemmes fra jordoverflaten av operatøren. På grunn av MWD-utstyrets ekstreme følsomhet må annet brønn-utstyr være konstruert for å unngå interferens med MWD-utstyret. Selv om sirkuleringsovergangsdelen ifølge US-patentskrif t 5.236.047 kan anvendes i meget skråttfor-løpende borehull og nær ved det ekstremt følsomme MWD-utstyr, vil det under drift kreves brukt en dedisert hydraulikkfluidkilde, hvilket ikke alltid er mulig dersom andre hydraulisk drevne brønnverktøy skal styres fra samme hydraulikkfluidkilde.

En sirkuleringsovergangsdel som kan anvendes i meget skråttforløpende borehull og nær ved MWD-utstyr er kjent fra US-patentskrift 5.465.787 {hvortil det henvises) og kan aktiviseres fra jordoverflaten ved et signal separat fra det hydrauliske fluid som benyttes for å åpne eller stenge sirkulasjonsportene. I dette tilfelle er det nødvendig med en "navlestreng" (forbindelsesslange) som inneholder så vel de elektriske som hydrauliske ledninger for sammenkopling med sirkuleringsovergangsdelen. Ventilen åpnes ved aktivi-sering av en styrt solenoid som leder hydraulisk trykkfluid til et ringformet stempel. En fjær tilbakefører ventilen til lukket stilling.

Det er behov for en forbedret sirkuleringsventil som hurtig kan utskiftes og lettvint innkoples i en brønn-montasje og som åpnes og stenges ved hydraulisk trykk-påvirkning mot et ringformet stempel.

En foretrukket utførelse av oppfinnelsen er kjenne-tegnet ved den karakteristiske delen til det selvstendige krav 1, mens foretrukne alternative utførelser er kjenne-tegnet ved de uselvstendige kravene 2-11.

Oppfinnelsen har som formål å avhjelpe de ovennevnte ulemper og imøtekomme de beskrevne behov. Spesielt omfatter oppfinnelsen et fluidsirkuleringsapparat for sammenkopling med en rørstreng, f.eks. en borestreng, i et borehull. Nærmere bestemt har apparatet en rørformet ytterdel med en langsgående og gjennomgående, eksentrisk boring og er utstyrt med kjente midler for sammenkopling med rør-strengen. I sideveggen av den rørformete ytterdel er det anordnet minst én gjennomgående fluidforbindelsesåpning, og en gjennomhullet hylse er avtettende plassert over åpningen, for at en fluidstrøm selektivt skal tillates og forhindres i å gjennomstrømme fluidforbindelsesåpningen. Hylsen tvinges, f.eks. ved en fjær, i en lukket normalstilling for å forhindre utilsiktet frigjøring av bore-fluider dersom ventilens styremekanisme svikter, men vil normalt beveges mellom åpen og lukket stilling ved overføring av hydraulisk fluid til et drivstempels ende-flater. Som reaksjon på elektriske signaler fra jordoverflaten vil en fluidstyreanordning, f.eks. en solenoidventil, lede hydraulisk fluid til den angjeldende endeflate av drivstempelet og/eller til en utløpsåpning.

Mens noen kjente fluidsirkulerings-overgangsdeler ikke kan anvendes effektivt i avviks- og horisontalbrønner kan den foreliggende oppfinnelse uten vanskelighet komme til anvendelse i slike brønner grunnet ventilens fluidstyrte virkemåte. Mens noen kjente fluidsirkuleringsovergangsdeler ikke kan anvendes effektivt nær ved følsomt MWD-utstyr, kan den foreliggende oppfinnelse anvendes på vellykket måte på grunn av de elektriske styresignaler av relativt lav strømstyrke som benyttes for styring av de hydrauliske regulatorer som i sin tur åpner fluidsirkulasjonsportene. Mens noen kjente fluidsirkuleringsovergangsdeler kan være vanskelig å montere, utskifte og/eller reparere, har den foreliggende oppfinnelse fordelen av lettvint adkomst til følsomme soner på grunn av den eksentriske strømningsbane, og innbefatter en ribbeforsynt pakning av ny type for redusert beskadigelse grunnet gjentatte åpnings- og lukkingssykler. Mens noen kjente fluidsirkuleringsovergangsdeler kan svikte i åpen stilling grunnet den totale avhengighet av en eneste skruefjær for lukking av fluid-forbindelseskanalen, blir det ifølge oppfinnelsen anvendt en fjær og hydraulisk trykk for gjennomføring av lukkingen. Videre kan det ifølge oppfinnelsen anvendes hydraulisk fluid fra en ikke-dedisert kilde eller, i den foretrukne versjon, en brønnhydraulikkraftenhet, slik at fluidsirku-leringskanalene kan fungere uavhengig av andre hydraulisk styrte brønnverktøy, uten behov for flere dediserte fluid-styreledninger.

Det henvises til de medfølgende tegninger, hvori:

Fig. 1 viser et halvskjematisk sideriss, delvis i snitt, av en foretrukket versjon av fluidsirkuleringsapparatet ifølge oppfinnelsen sammenkoplet med en rørstreng for boring av en undergrunnsbrønn. Fig. 2 viser et aksialsnitt av en foretrukket versjon av fluidsirkuleringsapparatet ifølge oppfinnelsen med lukkede fluidsirkulasjonsåpninger. Fig. 3 viser et lengdesnitt av en foretrukket versjon av fluidsirkuleringsapparatet ifølge oppfinnelsen med åpnede fluidsirkulasjonsåpninger. Fig. 4 viser et skjematisk riss, delvis i snitt, av solenoidventilen som inngår i en foretrukket versjon av oppfinnelsen, hvor det hydrauliske fluid ledes på en måte for lukking av fluidsirkulasjonsåpningene. Fig. 5 viser et skjematisk riss, delvis i snitt, av solenoidventilen som inngår i en foretrukket versjon av oppfinnelsen, hvor det hydrauliske fluid ledes på en måte for åpning av sirkulasjonsåpningene. Fig. 6 viser et snitt av en foretrukket versjon av en komponent i form av en ribbeforsynt pakning ifølge oppfinnelsen som gir sikkerhet for at åpne- og lukkesykluser kan gjennomføres med et minimum av pakningsbeskadigelse.

Som tidligere beskrevet, er den foreliggende oppfinnelse i form av et fluidsirkuleringsapparat for sammenkopling med en brønnrørstreng som særlig anvendes for å bore avviksbrønner. Fluidsirkuleringsapparatet omfatter en rørformet ytterdel med en langsgående og gjennomgående, eksentrisk boring med gjenger i hver ende, for sammenkopling med en rørstreng. Minst én fluidforbindelsesåpning strekker seg gjennom et sideveggparti av den rørformede ytterdel, og en hylse er avtettende plassert over denne i hvert fall den ene fluidsirkulasjonsåpning, slik at fluid-strømning fra det indre av den langsgående boring til brønnringrommet kan tillates og forhindres selektivt. Ved hjelp av en f jaer tvinges ventilen til en lukket normalstilling hvori borefluid forhindres i å strømme ut til ringrommet dersom ventilstyreanordningene svikter. Ventilen styres eksempelvis av hydraulisk fluid fra en ikke-dedisert kilde, og fortrinnsvis ved hjelp av en hydraulisk brønn-kraftenhet som beskrevet i US-patentskrift 5.314.032, som drives som reaksjon på elektriske signaler fra jordoverflaten.

Det påpekes at fluidsirkuleringsapparatet ifølge oppfinnelsen kan anvendes i en hver brønnprosess hvortil det kreves en mekanisme for kontrollert avleding eller sirkulering av fluid fra innersiden til yttersiden av en rørformet del. Særlig er fluidsirkuleringsapparatet egnet for anvendelse ved konvensjonell rotasjonsboring (hvorved borestrengen dreies fra overflaten) og ved nedihullsmotorer og -turbiner. Fluidsirkuleringsapparatet kan anvendes for boring av en relativt rettlinjet brønn, en skrånende brønn, en avviksbrønn med flere retningsforandringer, og en horisontalbrønn. Fluidsirkuleringsapparatet ifølge oppfinnelsen kan dessuten anvendes sammen med en konvensjonell borestreng av sammenkoplete rørseksjoner, og med kveilerør bestående av en sammenhengende lengde av rør-ledning som innspoles i borehullet, og som begge vil være kjent for fagkyndige.

Som vist i fig. 1, kan en foretrukket versjon av fluidsirkuleringsapparatet 10 ifølge oppfinnelsen være sammenkoplet med en borestreng 12. Borestrengen 12 kan være av en konvensjonell, gjenget flerleddstype, men i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse vil det antas at borestrengen er i form av et kontinuerlig kveilerør. Den nedre ende av borestrengen 12 er forbundet med en borkrone 14 som, ved å rotere, vil frembringe et borehull 16 i en undergrunnslagformasjon 18. Borkronen 14 dreies av en nedihullsmotor eller -turbin 20 som drives av borefluid som gjennomstrømmer det indre av borestrengen 12 fra pumper

(ikke vist) på jordoverflaten, slik det vil være kjent for fagkyndige.

Når en avviks- eller en horisontalbrønn 16 skal bores, er det vanlig å innføre elektronisk utstyr som, til opera-tøren på jordoverflaten, kan avgi signaler som indikerer retningen og helningen av borehullet 16. Dette utstyr betegnes vanligvis som "måling-under-boring-(MWD-)utstyr 22 som inngår i borestrengen 12. I et foretrukket brukstil-felle ifølge oppfinnelsen anvendes dessuten fluidsirkuleringsapparatet 10 i tilknytning til én eller flere spesialutstyrsdeler som tillater boring med kveilerør. Disse utstyrsdeler 24 er fullstendig beskrevet i US-patentskrif ter 5.465.787, 5.314.032, 5.316.094, 5.323.853, 5.348.090, 5.394.951, 5.323.853 og 5.373.898 hvortil det henvises.

Som nærmere beskrevet i det etterfølgende, vil MWD-utstyret 22 overføre sine signaler gjennom slampulser, pulser av akustisk og/eller elektromagnetisk energi, og/eller gjennom tilhørende strøm- eller metalltråd-ledninger til et kontroll- og bildeskjermpanel 26 på jordoverflaten, slik det vil være kjent for fagkyndige. Videre anvendes kontroll- og bildeskjermpanelet 26 for drift av kveilerør-boreutstyret 24 og fluidsirkuleringsapparatet 10 som begge krever bruk av elektroniske signaler som overføres til brønnutstyret gjennom tilhørende elektriske strømledninger 28.

Det fremgår av fig. 2 og 3 at fluidsirkuleringsapparatet 10 i en foretrukket versjon ifølge oppfinnelsen innbefatter en sirkuleringsseksjon 30. I denne sirkuleringsseksjon 30 inngår en eksentrisk og gjennomgående boring 32 for nedadstrømmende borefluid. Den øvre ende av sirku-leringsseks j onen 30 er avtettende forbundet med en rør-kopling 34, og den nedre ende er likeledes forbundet med et belastningscellekammer 36. Disse forbindelsesmidler er i form av en gjengetapp 38 og en gjengemuffeåpning 40 eller andre egnede forbindelsesdeler som alle vil være kjent for fagkyndige.

Gjennom en tetningshylse ledes fluidstrømmen fra borestrengen 12 til en øvre overgangsdel 44 som, gjennom en gummiholder 48, avleder fluid til den eksentriske boring 32 og inn i denne. Denne plassering av delene muliggjør raskt demontering og utskifting, slik at verktøyet atter kan taes i bruk hurtigere enn ved tidligere kjente sirkulerings-ventiler.

En hette 50 som innføres i den eksentriske boring 32, avtetter mot en langsgående kanal 46 på yttersiden og en stempelstang 52 på innersiden. Gjennom en gjengeforbindelse 54 er hetten 50 fastgjort til stempelstangen 52 som strekker seg stort sett i den fulle lengde av den langsgående kanal 46. Stempelstangen 52 omsluttes av et stempel 56 med åpninger 57 og en stempelfjær 58. Hetten 50 opptar stempelet 56 og fjæren 58 på stempelstangen 52, og danner derved en utskiftings-"patron"-undermontasje. Denne utform-ing muliggjør hurtig fjerning og innføring av deler som med størst sannsynlighet vil beskadiges ved gjentatt aktivi-sering av fluidsirkuleringsapparatet 10.

Stempelet 56 er bevegelig i lengderetningen mellom en lukket stilling som vist i fig. 2, hvorved fluid vil strømme i langsgående retning gjennom fluidsirkuleringsapparatet 10, og en åpen stilling som vist i fig. 3, hvorved fluid kan avledes gjennom minst én sirkulasjonsåpning 60.

Med fjæren 58 normalt utstrukket (som vist i fig. 2) tvinges stempelet 56 til en slik stilling at åpningene 60 ikke flukter med åpningene 57. Under påvirkning av et sett dynamiske pakninger 62 og ikke-fluktende åpninger 60 og 57 forhindres borefluidet i å strømme fra den eksentriske boring 32 til ringrommet. Fjæren 58 anvendes følgelig for å tvinge ventilen eller stempelet 56 til en normalt lukket stilling, men i lukkingen medvirker hydraulisk trykk mot den nedre ende 64 av stempelet 56. Når derimot hydraulisk fluid overføres til en øvre ende 66 av stempelet 56 under et trykk som overstiger kraften fra fjæren 58, forskyves stempelet 56 slik at fjæren 58 komprimeres og åpningene 60 og 57 bringes i flukt med hverandre. Det fremgår av fig. 3, at når åpningene 60 og 57 flukter med hverandre kan borefluid i den eksentriske boring 32 innstramme i brønn-ringrommet i øyemed som vil være kjent for fagkyndige i bruk av et fluidsirkuleringsapparat 10. Gjentatt avtetting av åpningene 60 og 57 etter tallrike åpne- og lukkesykluser, lettes av en ribbeforsynt pakning 92 av ny type som nærmere beskrevet i det etterfølgende. Fig. 2 og 3 viser videre at en belastningscelle-overgang 68 er innført i den eksentriske boring 32 og med underenden i en nedre kopling 70. Belastningscelleovergangen 68 tjener for tilbakeleding av strømmen fra den eksentriske boring 32 i et konsentrisk strømningsmønster som oppstår i den nedre kopling 70. En deformasjonsmåler 72 som er fastgjort til ytterveggen av belastningscelleovergangen 68, leverer fortløpende avlesninger av metall-urgisk deformering i belastningscelleovergangen 68, gjennom strømledninger 74, som vist. Disse strømledninger 74 som overfører indikasjoner fra belastningscelleovergangen 68, strekker seg både gjennom en kopling 76 og gjennom gjennom-føringskanaler 78 og 80 og er til sist forbundet med bildeskjermpanelet 26, og leverer sikker indikasjon på deformasjonstilstanden for belastningscelleovergangen 68, hvilket i sin tur gir en indikasjon på størrelsen av tyngden på borkronen 14 og/eller vridningsmomentet som overføres til hele den boreenhet som er vist i fig. 1. På grunnlag av denne informasjon kan boreren lettere bestemme nøyaktig den beste fremgangsmåte for boring av brønnen 16 på dynamisk, reell tidsbasis. Fig. 4 og 5 viser skjematisk strømningsbanen for det hydrauliske fluid som forflytter stempelet 56 for å åpne eller lukke ventilen. Dette hydrauliske fluid kan tilføres gjennom en styre- eller hydraulikkledning 84 som er innkoplet mellom en hydraulisk trykkfluidkilde (ikke vist) og en elektrisk styrt solenoidventil 86.

Det fremgår av fig. 4, at ved tap av elektrisk energi fra overflaten vil solenoidventilen 86 beveges i den viste bane. Hydraulisk fluid strømmer gjennom hydraulikkledningen 84 og inn i en første innløpsåpning 88 på solenoidventilen 86. Denne solenoidventil 86 leder deretter fluidet inn i en annen hydraulikkledning 84 som står i forbindelse med den nedre ende 64 av stempelet 56. I tillegg til kraften fra fjæren 58 vil den hydrauliske trykkraft sikre at ventilen holdes stengt. Hydraulisk fluid som virker mot den øvre ende 66 av stempelet 56, avledes slik at stempelet 56 kan beveges oppad og lukke sirkulasjonsåpningene 60.

Det fremgår av fig. 5 at et elektrisk signal fra overflaten opplader solenoidventilen 86 og fremkaller bevegelse i den viste bane. Hydraulisk fluid strømmer gjennom hydraulikkledningen 84 og inn i en andre innløpsåpning 89 på solenoidventilen 86. Fluidstrømmen ledes videre av solenoidventilen 86 inn i en annen hydraulikkledning 84 som står i forbindelse med den øvre ende av stempelet 56. Den hydrauliske trykkraft overvinner kraften fra fjæren 58, hvorved ventilen bringes i åpen stilling. Hydraulisk fluid som virker mot den nedre ende av stempelet 56, avledes, slik at stempelet 56 kan beveges nedad og åpne sirkulasjonsåpningene 60.

Oppfinnelsen kan anvendes med hydraulisk fluid fra en vanlig kilde, men fortrinnsvis fra en brønnkraftkilde, f.eks. hydraulisk kraftenhet {Hydraulic Power Unit). Videre kan oppfinnelsen anvendes nær ved ytterst følsomt MWD-utstyr, fordi det benyttes relativt lav elektrisk strøm-styrke for drift av stempelet. Solenoid-ventilanordningen 86 kan være av hvilken som helst kommersiell tilgjengelig type av fluidstyreventil som åpner eller lukker en fluid-kanal ved påføring av mekanisk bevegelse fra en separat kontrollkilde. Denne kilde kan være i form av en separat hydraulisk styreledning eller innrettet for overføring av elektrisk energi. I en foretrukket versjon av oppfinnelsen anvendes en elektrisk styrt pilotsolenoidventil 86 fra BEI Technology Co. som krever relativt lav effekt, f.eks. 28 volt likestrøm og 0,3 amper. Hvis det bare blir benyttet elektrisk strøm for å bevege hylsen, f.eks. en solenoid-spole, i stedet for fortsatt bruk av hydraulisk og elektrisk kraft, ville den nødvendige energimengde til forflytting av hylsen skape et magnetfelt som ville forårsake feil i signalene som ble mottatt i MWD-utstyret.

Solenoidventilen 86 er slik anordnet at fluidsirkuleringsapparatet 10 er lukket med mindre det spesielt tilføres elektrisk energi. I denne utførelsesform er fluidsirkuleringsapparatet 10 sviktsikret. Eventuelt tap av elektrisk strøm vil følgelig ikke innvirke på det øvrige brønnutstyr 24 som drives av det hydrauliske fluid, og boring kan gjenopptas eller fortsettes uten bruk av fluidsirkuleringsapparatet 10.

Under drift av det beskrevne apparat er rørkoplingen 34 forbundet gjennom gjenger med rørstrengen 12 sammen med det øvrige utstyr 14,20,22 og/eller 24. Styreledningen 82 er funksjonsmessig forbundet med overflatekontrollene 26. Under boreprosessen ledes hydraulisk fluid fra den hydrauliske kraftenhet (ikke vist) gjennom den tilhørende ledning og benyttes for drift av ulike deler av rørslange-boreutstyret 24, som detaljert beskrevet i de ovennevnte US-patentskrifter. Når operatøren finner det nødvendig med borefluidsirkulasjon, utsendes et elektrisk signal fra overflatekontrollene 26 gjennom styreledningen 82 til solenoidventilen 68. Som vist i fig. 4 og 5 opplades den innvendige solenoidventil 86 i fluidsirkuleringsapparatet 10 og leder hydraulisk fluid til den øvre ende 66 av stempelet 56. Stempelet 66 sammenpresser fjæren 58 slik at en fluidstrøm fra det indre av langsgående boring 32 kan føres gjennom åpningene 60 til brønnringrommet.

Når det er nødvendig at borefluidstrømmen til ringrommet avbrytes, vil operatøren justere overflatekontrollene 26 slik at elektrisk energi ikke lenger overføres til ventilen. Derved omstilles den innvendige solenoid 86 i fluidsirkuleringsapparatet 10 og omleder hydraulisk fluid til den nedre ende 64 av stempelet 56 som derved beveges oppad under medvirkning av fjæren 58, slik at åpningen 60 bringes ut av flukt hvorved borefluidstrømmen ut fra åpningene opphører. Hydraulisk fluid som virker mot den øvre ende 66 av stempelet 56, avledes til ringrommet gjennom en hydraulikkledning 84 med en innkoplet enveis-reguleringsventil 90 som forebygger innstrømming av brønn-fluid.

En ribbeforsynt pakning 92 som er vist i fig. 6, er fortrinnsvis fastgjort til stempelet 56 ved bruk av en prosess som er kjent for fagkyndige som "vulkanisering". En av de vanskeligste kjente avtetningstilfeller har tilknytning til utjevning av trykkdifferanse ved en pakning som beveges over en åpning. Pakningen kan beskadiges av omgivende avfall og ved ekstrusjon grunnet den høye trykk-forskjellen, den kan beskadiges mekanisk under sin bevegelse over åpningen og kan beskadiges grunnet fluid-strømerosjon, grunnet utjevning mellom mengdene under forskjellig trykk. Selv om disse pakningsbeskadigende virkninger ikke kan elimineres ifølge oppfinnelsen, vil skadevirkningene minskes grunnet utformingen av den ribbeforsynte pakning, og pakningens levetid forlenges. Den ribbeforsynte pakning 92 er tilvirket av et elastisk materiale bestående av et vilkårlig antall kjente elastomer- og/eller plaststoffer og/eller smibare metaller og er utformet med et antall fremspring eller ribber. Av illustrasjonsmessige hensyn er det i fig. 6 vist tre ribber, men færre eller flere kan anvendes innenfor oppfinnelsens ramme. En første ribbe 94 danner primær-pakningen og fungerer som en visker for fjerning av eventuelt avfall som kan være tilstede idet pakningen inn-leder sin bevegelse. En andre ribbe 96 er plassert i midten mellom den første ribbe 94 og en tredje ribbe 98. Mens trykkfallet over hele den ribbeforsynt pakning 92 er relativt konstant under bruk, vil tilstedeværelsen av flere ribber redusere trykkfallet over de enkelte ribber og derved minske beskadigelsen. Selv om den første ribbe 94 beskadiges, vil den fortsatt beskytte bakenforliggende ribber. Anvendelsen av den ribbeforsynte pakning minsker pakningsbeskadigelsen i dette vanskelige anvendelses-tilfellet og forlenger den effektive levetid av fluidsirkuleringsapparatet 10.

Som tidligere omtalt, tillater oppfinnelsen bruk av et fluidsirkulasjonsapparat i horisontalbrønner, fordi funksjonen ikke er avhengig av at det nedslippes en kule eller stang. Utskifting og reparasjon er lettvint å utføre, og fluidsirkuleringsapparatet 10 åpnes og lukkes ved bruk av hydraulisk fluid. Apparatet ifølge oppfinnelsen kan tilbakestilles til en lukket stilling hvori det kan drives etter ønske.

Det påpekes, at selv om oppfinnelsen er beskrevet i tilknytning til de medfølgende tegninger, kan andre og ytterligere endringer, bortsett fra de viste eller fore-slåtte, gjennomføres innenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (11)

1. Fluidsirkuleringsapparat (10) for sammenkopling med en borestreng (12), omfattende: - en rørformet ytterdel (30) med en langsgående, eksentrisk og gjennomgående boring (32) og med midler for sammenkopling med en rørstreng, - minst én fluidforbindelsesåpning (60) som strekker seg gjennom et sideveggparti av den rørformede ytterdel (30), - et stempel (56) som selektivt tillater og forhindrer fluidstrømning gjennom fluidforbindelsesåpningen (60), - en innretning (58) som tvinger stemplet (56) til en lukket normalstilling, og - et fluidstyresystem for drift av stemplet (56) som reaksjon på mottatte elektriske signaler fra jordoverflaten, og omfattende en elektrisk drevet ventil (86) som er innmontert i et mellomrom i den rørformete ytterdel, karakterisert ved at den elektrisk drevne ventilen (86) er innrettet for selektiv overføring av hydraulisk fluid fra en nedihullskilde, for å bevege stemplet (56) mot en åpen posisjon og for å bevege stemplet (56) mot en lukket posisjon, som reaksjon på elektriske signaler som overføres gjennom ledninger fra jordoverflaten til styresystemet.

2. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav 1, karakterisert ved at rørstrengen er i form av et kveilerør.

3. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sammenkoplings-anordningen er i form av gjengete rørkoplinger (54).

4. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sammenkoplings-anordningen er i form av forbindelsestapper (38).

5. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sammenkoplings-anordningen er i form av forbindelseskoplinger.

6. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav 1, karakterisert ved at sammenkoplings-anordningen omfatter rørkoplinger som fastholdes av glidekiler.

7. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav 1, karakterisert ved at stemplet (56) innbefatter et rørformet og eksentrisk montert stempel som kan beveges glidende i et indre ringrom i den rørformede ytterdel (30), hvor det rørformede stemplet har minst én gjennomgående åpning (57).

8. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav A, karakterisert ved at innretningen (58) som tvinger stemplet til lukket stilling er påvirket av hydraulisk trykk og omfatter en fjær (58) som er innmontert i ringrommet.

9. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav 1, karakterisert ved at fluidstyresystemet innbefatter en elektrisk drevet solenoidventil (86) som er innmontert i et mellomrom i den rørformede ytterdel (30) og tilpasset for selektiv overføring av hydraulikkfluid for drift av stemplet (56).

10. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav 7, karakterisert ved at det rørformede stempel er utstyrt med en ribbeforsynt pakning.

11. Fluidsirkuleringsapparat (10) i samsvar med krav 7, karakterisert ved at ledningen som over-fører hydraulisk fluid til fluidstyresystemet, står i operativ fluidforbindelse med utstyr som er separat driv-bart og forbundet med rørstrengen.