NO315868B1 - Anordning og fremgangsmåte ved v¶skeadskiller - Google Patents

Description

ANORDNING OG FREMGANGSMÅTE VED VÆSKEADSKILLER

Denne oppfinnelse vedrører en anordning, nedenfor benevnt membranbøyle, som er innrettet til å adskille væsker i et rør slik det er vanlig for eksempel under sementeringsoperasjoner i en petroleumsbrønn, hvor det ofte anvendes væsker av ulik densitet og hvor en sammenblanding av væskene medfører at sementeringen helt eller delvis mislykkes.

Vanligvis inneholder en petroleumsbrønn hvor det skal utføres en støpeoperasjon borevæske. Når den i forhold til borevæsken noe mer viskøse støpemasse som har høyere densitet enn borevæsken føres inn i brønnen på ønsket sted, er det en betydelig fare for at støpemassen synker ned i borevæsken og således havner på feil sted i brønnen. En annen fare er at den uttynnes av borevæsken slik at det ikke dannes et fullgodt avstøp.

Forholdet er velkjent for personell som arbeider innen dette fagfelt, og flere fremgangsmåter er tatt i bruk for å over-komme problemet.

Ifølge kjent teknikk pumpes det ved støpearbeider i brønner først ned en relativt høyviskøs væske til et sted like under støpestedet. Den høyviskøse væske utgjør en meget tregtfly-tende propp som skal forhindre at støpemassen som deretter pumpes ned i brønnen, får forskyve seg nedover og blande seg med den høyviskøse væske eller den nedenfor befinnende borevæske. Metoden har i tillegg til at den er relativt kostbar, vist seg å ikke fungere tilfredsstillende.

Når det er tale om sementering i et foringsrør, kan en bro-plugg anvendes. Broplugger egner seg imidlertid ikke for de fleste sementeringsoperasjoner som er aktuelle i en petro-leumsbrønn .

Det er også kjent å anbringe en oppblåsbar plugg ved støpe-stedet. Oppblåsbare plugger har et betydelig større anven-delsesområde en broplugger, men er fysisk store og derfor vanskelige å transportere til brukerstedet ved hjelp av for eksempel helikopter. Plugger av denne art er relativt kost-bare.

En væskeadskilleanordning er beskrevet i norsk patent 303649 og omfatter to sett med spiler hvor hvert spilesett er fast forbundet til hvert sitt til en felles stamme forbundne boss. Hvert sett av spiler som er fordelt langs anordningens om-krets, og som ved sine frie endeparti spenner mot for eksempel en rørvegg, er ved disse frie endeparti forsynt med en duk. Duken er innrettet til å dekke et rørs tverrsnitt, og derved forhindre at væsker over og under anordningen blandes. Anordningen ifølge NO 303649 må tilpasses hver støpeoperasjon og føres ned i brønnen anbrakt i et tilførselsrørs endeparti.

US patent 3119451 omhandler en væskeadskiller hvor fjærende bøyler er hengslende koplet utvendig til om et innføringsrør omkransende forskyvbare hylser. En korg er opphengt i bøylene og innrettet til å kunne tette et rør av større diameter enn innføringsrøret.

US patent 3114422 beskriver en væskeadskiller i hovedsak utformet i tråd med US 3119451, men hvor de tettende element utgjøres av til hver spile tilordnede platepartier.

Væskeadskillerne ifølge de nevnte US patenter er ikke utformet slik at de er pumpbare gjennom et tilførselsrør.

For alle de ovenfor nevnte metoder med unntak av når det anvendes en høyviskøs væske, er det nødvendig å føre tilfør-selsrøret ned i brønnen bare for å plassere væskeadskilleren. Ofte oppstår det forsinkelser under settearbeidet grunnet be-grenset pumpekapasitet.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

En membranbøyle er utformet med et antall spilebøyler som fortrinnsvis er jevnt fordelt omkring membranbøylens lengdeakse. Spilebøylene er innrettet til fjærende å kunne spennes inn mot membranbøylens sentrale stanglignende kropp, slik at anordningen kan forskyves gjennom et rør med relativt liten innvendig diameter. Når membranbøylen kommer frem til brukerstedet og derved forlater tilførselsrøret, inntar spilebøy-lene en utspent stilling hvor de ligger an mot innsiden av et rør som skal fylles med støpemasse, og som har en relativt stor innvendig diameter. Minst en sirkelformet membran/duk er langs sin periferi forbundet til spilebøylene, fortrinnsvis ved spilebøylenes midtparti, og dekker således det relativt store rørs innvendige tverrsnitt når membranbøylen er i sin virksomme posisjon. Forsøk har vist at det er mulig å oppnå fullgod tettefunksjon ved et diameterforhold på 1:10 mellom tilførselsrøret og det rør som skal tettes. Rent praktisk be-tyr dette at membranbøylen kan forskyves ned gjennom et 50 mm rør, for deretter å ekspandere slik at den tetter et 500 mm rør mot sammenblanding av væsker.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform og fremgangsmåte som er anskue-liggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en membranbøyle ifølge oppfinnelsen i sin virksomme stilling i et rør som skal sementeres;

Fig. 2 viser et snitt I-l i fig. 1; og

Fig. 3 viser en membranbøyle i transporttilstand på vei ned gjennom et tilførselsrør som befinner seg i det rør som skal sementeres, og hvor tilførselsrøret har sitt nedre endeparti ved sementeringsstedet. Bare to av spilene er vist på figu-ren.

På tegningene, se fig. 1 og 2, betegner henvisningstallet 1

en membranbøyle omfattende en sentral stanglignende stamme 2 som ved sitt nedre endeparti er fast forbundet til et styrelegeme 4 og minst en pakning 6, et til stammen 2 fast forbundet boss 8 og et langs stammen 2 forskyvbart boss 10,

Mellom bossene 8 og 10 er det fortrinnsvis jevnt fordelt om stammens 2 lengdeakse, innspent et antall spilebøyler 12. Spilebøylene 12 er ved sine respektive endeparti fast forbundet til bossene 8 og 10 på en slik måte at de i likevektstil-ling inntar en fra kroppen utovervendende bue. Spilebøylene 12 kan eksempelvis være fastlimt i boringer 18 i bossene 8 og 10. Boringenes 18 retning relativt stangens 2 lengdeakse og bossenes 8 og 10 radielle retning tilpasses til de diametere membranbøylen 1 skal innta i sin transporttilstand og i sin virksomme tilstand.

En eller flere sirkelformede membraner/duker 14 med en utvendig diameter som noe overstiger den innvendige diameter av et rør 16 som skal tettes, er forbundet til spilebøylenes 12 midtparti eksempelvis ved hjelp av metalltråd eller krympe-strømpe.

Når membranbøylen 1 skal forskyves ned gjennom et tilførsels-rør 20, se fig. 3, klemmes spilebøylene 12 inn mot stammen 2. Under sammenklemmingen deformeres spilebøylene 12 elastisk nær sine fester ved bossene 8 og 10, samtidig som bosset 10 forskyves utover langs stammen 2.

Under forskyvningen av membranbøylen 1 i tilførselsrøret 20 bevirker styrelegemet 4 at membranbøylen 1 styrer ut fra eksempelvis rørskjøter i tilførselsrørets 20 innvendige rør-flate. Pakningen 6 er innrettet til glidende å tette mot til-førselsrørets 20 innvendige rørflate. Membranbøylen 1 er derfor velegnet til å bli pumpet ned gjennom tilførselsrøret 20.

I det membranbøylen 1 forlater tilførselsrøret 20, se fig. 1, bevirker de elastiske deformasjonskreftene i spilebøylene 12 til at det forskyvbare boss 10 forskyves i retning mot det faste boss 8, og spilebøylene 12 inntar sin virksomme utbuede stilling hvorved membranene 14 strekkes ut og tetter over rørets 16 innvendige tverrsnitt.

Anvendelse av en membranbøyle 1 ifølge oppfinnelsen hvor mem-branbøylen 1 er innrettet til å kunne pumpes ned gjennom et tilførselsrør 20 for deretter å åpne seg slik at den stenger av rørets 16 tverrsnitt, forenkler sementeringsoperasjoner i petroleumsbrønner i vesentlig grad.

Claims (7)

1. Anordning for å holde væsker adskilt i et rør (16), særlig for anvendelse i en petroleumsbrønn, hvor anordningen (1) omfatter en membran (14) som i sin virksomme stilling ved hjelp av forspente spiler (12) er utspent over rørets (16) tverrsnitt, karakterisert ved at spilene (12) ved minst ett av sine endeparti er forbundet til et første boss (8) henholdsvis et andre boss (10), og hvor hver spiles retning ut fra bosset (8, 10) sett i bossets radialplan, inntar en vinkel i forhold til en radiell linje som forløper fra bossets (8, 10) senter og til spilens inngrepspunkt i bosset (8, 10).

2. Anordning i henhold krav 1, karakterisert ved at det første boss (8) er fast forbundet til en stamme (2) til hvilken stamme (2) det andre boss (10) er forskyvbart forbundet.

3. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at stammen (2) er forsynt med minst en pakning (6).

4. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at stammen (2) er forsynt med et styrelegeme (4).

5. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at spilenes (12) midtparti er forbundet til minst en membran (14).

6. Anordning i henhold til ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at spilene (12) er forbundet til bossene (8, 10) ved at de er limt fast i boringer (18).

7. Fremgangsmåte for å holde væsker adskilt i et rør (16), særlig for anvendelse i en petroleumsbrønn, hvor det anvendes en anordning (1) som er utformet i henhold til krav 1 og omfatter en membran (14), idet membranen (14) i sin virksomme stilling ved hjelp av forspente spiler (12) er utspent over rørets (16) tverrsnitt, karakterisert ved at anordningen (1) an-bringes i et tilførselsrør (20) hvoretter den pumpes gjennom tilførselsrøret (20) til tilførselsrørets (20) utløp, idet anordningen når den forlater tilførselsrøret (20) ekspanderes slik at den i hovedsak tetter rørets (16) tverrsnitt.