NO317210B1 - Stromningsstyreanordning for bruk i en underjordisk bronn og tilhorende fremgangsmate - Google Patents

Stromningsstyreanordning for bruk i en underjordisk bronn og tilhorende fremgangsmate Download PDF

Info

Publication number
NO317210B1
NO317210B1 NO19983340A NO983340A NO317210B1 NO 317210 B1 NO317210 B1 NO 317210B1 NO 19983340 A NO19983340 A NO 19983340A NO 983340 A NO983340 A NO 983340A NO 317210 B1 NO317210 B1 NO 317210B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
sleeve
trim
valve
fluid flow
flow
Prior art date
Application number
NO19983340A
Other languages
English (en)
Other versions
NO983340L (no
NO983340D0 (no
Inventor
Mark Alan Schnatzmeyer
Original Assignee
Halliburton Energy Serv 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 Halliburton Energy Serv Inc filed Critical Halliburton Energy Serv Inc
Publication of NO983340D0 publication Critical patent/NO983340D0/no
Publication of NO983340L publication Critical patent/NO983340L/no
Publication of NO317210B1 publication Critical patent/NO317210B1/no

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
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/10Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
    • 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
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • 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
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/10Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
    • E21B34/102Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole with means for locking the closing element in open or closed position
    • 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
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/12Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of casings or tubings
    • 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
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/14Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of tools, e.g. sleeve valves operated by pistons or wire line tools

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)
  • Lift Valve (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Sanitary Device For Flush Toilet (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Temperature-Responsive Valves (AREA)
  • Electromagnetic Pumps, Or The Like (AREA)
  • Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt anordninger som benyttes til styring av fluidstrømmen i en underjordisk brønn, og i en utførelse som her er beskrevet angår den mer bestemt en strupeanordning som angitt i ingressen til krav 7. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for styring av fluidstrømning inn i en rørstreng som er anbragt i en underjordisk brønn, som angitt i ingressen til krav 1.
Ved komplettering av en undervannsbrønn er det vanlig at brønnen produserer uten å ha en rigg eller produksjonsplattform på stedet. I denne situasjon er det velkjent at det kan oppstå problemer med utstyret og andre forhold under kompletteringen som kan kreve at en rigg flyttes på stedet for å løse problemet. Slike operasjoner er som regel meget kostbare og bør unngås hvis det er mulig.
En utstyrdel som er nødvendig særlig ved komplettering under vann er en strømstyringsanordning som benyttes til å strupe eller regulere fluidstrøm inn i en produksjonsrørstreng. Anordningen vil være særlig hensiktsmessig der flere soner produseres og det er ønskelig å regulere innstrømningsraten for fluidet inn i rørstrengen fra hver sone. I tillegg kan bestemmende myndigheter kreve at produksjonsraten fra hver sone rapporteres, noe som nødvendiggjør bruk av utstyret eller andre fremgangsmåter til å bestemme og/eller regulere produksjonsraten fra hver sone. Sikkerhetsvurderinger kan også kreve styring av produksjonsraten fra hver sone. En slik utstyrdel vil også være nyttig ved komplettering av en enkel sone. I f.eks. en enkel brønn som produserer fra en enkel sone kan operatøren finne ut at det er ønskelig å redusere strømningsraten fra sonen inn i brønnen for å begrense skade på brønnen, redusere vannkoning og/eller forbedre høyest mulig utvinning.
Nedihulls ventiler så som glidehylser med sideåpning er bestemt for drift inn i en helt lukket eller helt åpen tilstand og er dermed ikke hensiktsmessig for variabel regulering av gjennomstrømmende fluider. Nedihulls strupeanordninger er som regel utstyrt med en fast dyse som ikke kan stenges. Disse anbringes nedihulls for å begrense strømning fra en bestemt formasjon eller brønn. Uheldigvis har vanlige nedihulls-ventiler og strupeanordninger begrenset nytte fordi brønnintervensjoner er nødvendig for å bytte ut den faste dyse eller åpne eller lukke ventilen.
Av tidligere kjent teknikk innen området kan nevnes US 4.134.454, US 4.429.747, DE 40.17.775 Al, US 5.431.188 og US 4.540.022.
Det er behov for er en strømningsanordning som er solid, pålitelig og har lang levetid slik at den kan benyttes ved kompletteringer uten å kreve stadig ettersyn, reparasjon eller utskiftning. Av hensyn til forholdene som kan forandre seg bør anordningen være regulerbar uten å kreve glattline, vaierline eller andre operasjoner som trenger en rigg for at de skal kunne utføres eller som krever at ytterligere utstyr.skal installeres i brønnen. Anordningen må være motstandsdyktig mot erosjon selv når den er innstilt mellom sin helt åpne og helt lukkede stilling og må være i stand til å regulere fluidstrømmen nøyaktig. I tillegg vil det være ønskelig at anordningen innbefatter detaljer som muliggjør periodisk rekalibrering, som tillater bruk av redundante trimmesett og som muliggjør valg fra et flertall strømningsportsett for å regulere i et utvidet område med strømningstilstander.
En slik nedihulls variabel strupeanordning vil det sette en operatør i stand til å gjøre produksjonen fra et reservoar inn til brønnen størst mulig. Den ville være hensiktsmessig ved komplettering på overflaten så vel som undersjøisk, innbefattende en hvilken som helst brønn der det er ønskelig å regulere fluidstrømmen som f.eks. gassbrønner, oljebrønner og vann- og kjemikalieinjeksjonsbrønner. Dvs. en hvilken som helst tilstand nede i hullet for regulering av strømmen av fluider.
Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse å komme frem til en strømmingsstyringsanordning av denne type der anordningen muliggjør variabel strupning av strømning nede i borehullet så vel som mulighet til å stenge av fluidstrømmen og også å komme fram til tilhørende fremgangsmåter for styring av fluidstrømmen i en underjordisk brønn.
Ved utførelse av prinsippene ved foreliggende oppfinnelse, ifølge en utførelse av denne er det utviklet en anordning som er en strupeanordning til bruk i en underjordisk brønn. Den beskrevne strupeanordning er solid, enkel, pålitelig, har lang levetid og god evne til regulering av fluidstrøm inn i eller ut av en rørstreng i brønnen.
I store trekk går oppfinnelsen ut på en strupeanordning som har et rørformet indre hylster, et ytre hus, en hylse, et trimmesett utformet på plugghylsen og hylsen på en ventil. Hylsen er glidbart anordnet rundt plugghylsen i huset. Manipulering av hylsen med en vanlig drivanordning får trimmesettet til å bli delvis åpen, helt åpen og lukket etter ønske. En fjær forspenner ventilen mot en stilling der fluidstrøm ikke kan komme gjennom trimmesettet.
Ifølge et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse er strupeanordningen utstyrt med et flertall trimmesett og skaper dermed mulighet for valg og ekstra muligheter ved bruk av trimmesettene. Hylsen blir av drivanordningen forskjøvet i forhold til plugghylsen for å bruke et første trimmesett og forskyves videre av drivanordningen for å bruke et andre trimmesett. Slik forskyvning kan være aksial, i omkretsretningen, i skrueform eller på annen måte.
Ifølge ennå et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse er en sperremekanisme anbragt i strupeanordningen for å holde ventilen i en åpen stilling. I den viste utførelse fører forskyvning av hylsen for å åpne et av trimmesettene til at ventilen åpner og sperrer ventilen i den åpne stilling. På denne måte kan fluidstrømmen gjennom trimmesettet på en hensiktsmessig måte reguleres mens ventilen muliggjør forholdsvis uhindret fluidstrøm gjennom en sideveggdel av huset.
I ennå et ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse utgjøres de mange trimmesett satt sammen av porter og åpninger som står i avstand fra hverandre og er utformet på henholdsvis hylster og hylse. Et sammenhørende par av porter og åpninger kan benyttes ved forskyvning av hylsen i forhold til plugghylsen over en første på forhånd bestemt lengde. Et annet samsvarende par av porter og åpninger kan benyttes ved forskyvning av hylsen i forhold til plugghylsen over en andre på forhånd bestemt lengde.
Trimmesettene har en utforming som både motvirker erosjon og slitasje på strupeanordningens deler og muliggjør sammenføring av fluider som produseres fra et flertall soner i brønnen. Slik sammenblanding av fluider kan reguleres nøyaktig ved betjening av hylsen med drivanordningen.
Fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i krav 1 og 7 respektivt angitte trekk.
De ovennevnte og andre trekk, detaljer, formål og fordeler med foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet nærmere i det følgende under henvisning til tegningene. Fig. 1A-1B er fjerdedels snitt av på hverandre følgende aksialer deler av en strupeanordning som innbefatter prinsippene ved foreliggende oppfinnelse med strupeanordningen vist i den tilstand den har når den første gang føres inn i en underjordisk brønn, festet til en drivanordning og innkobles i en produksjonsrørstreng. Fig. 2A-2B er fjerdedels snitt av på hverandre følgende aksiale deler av strupeanordningen på fig. IA-IB med strupeanordningen vist i en tilstand der en ventil er blitt sperret i stilling; Fig. 3A-3B er fjerdedels snitt av på hverandre følgende aksiale deler av strupeanordningen på fig. IA og IB med strupeanordningen vist i en tilstand der et første trimmesett i anordningen er blitt helt åpen; Fig. 4A-4B er fjerdedels snitt av på hverandre følgende aksiale deler av strupeanordningen på fig. IA-IB med strupeanordningen vist i en tilstand der en hylse av anordningen er stilt mellom det første trimmesett og et andre trimmesett. Fig. 5A-5B er fjerdedels snitt av på hverandre følgende aksiale deler av strupeanordningen på fig. IA og 1B der strupeanordningen er vist i en tilstand der det andre trimmesett er delvis åpent; Fig. 6 er et fjerdedels snitt av en del av strupeanordningen på fig. 1A-1B, og viser en første alternativ trimmetilstand. Fig. 7 er et fjerdedels snitt av en del av strupeanordningen på fig. IA-IB, og viser en andre alternativ trimmetilstand; Fig. 8A-8B er fjerdedels snitt av på hverandre følgende aksiale deler av en annen strupeanordning som følger prinsippene ved foreliggende oppfinnelse med strupeanordningen vist i en tilstand den har når den første gang føres inn i en underjordisk brønn, festet til en drivanordning og kobles sammen med en produksjonsrørstreng; Fig. 9A-9B er noe forstørrede fjerdedels snitt av på hverandre følgende aksiale deler av strupeanordningen på fig.8A-8B der strupeanordningen er vist i en tilstand med en ventildel forspent til lukkestiiling; Fig. 10A-10B er noe forstørrede fjerdedels snitt av på hverandre følgende deler av strupeanordningen på fig. 8A-8B der strupeanordningen er vist i en tilstand der en forspenningskraft som ble utøvet på ventildelen er avlastet, og Fig. 11 A-I IB er noe forstørrede fjerdedels snitt av på hverandre følgende aksiale deler av strupeanordningen på fig. 8A-8B med strupeanordningen i en tilstand der ventiIdelen er sperret i stilling og et trimmesett i strupeanordningen er delvis åpent.
På fig. 1A-1B er det som eksempel gjengitt en strupeanordning 10 som følger prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. I den følgende beskrivelse av strupeanordningen 10 og andre anordninger og fremgangsmåter som her er beskrevet er retningsbestemmende uttrykk som "over", "under", "øvre", "nedre" etc. benyttet for å forenkle henvisningen til tegningene. Selv om strupeanordningen 10 og andre anordninger etc. som er vist på tegningene er gjengitt i på hverandre følgende aksiale snitt skulle det være klart at snittene danner en sammenhengende anordning. I tillegg skulle det være klart at de forskjellige utførelser av foreliggende oppfinnelse som her er beskrevet kan anvendes med forskjellige orienteringer som f.eks. skråttstilt, omvendt, horisontalt, vertikalt, etc. uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
Strupeanordningen 10 er skrudd inn i og tettende festet til en drivanordning 12 hvorav en nedre del er vist på fig. IA. På en måte som vil bli beskrevet mer i detalj i det følgende benyttes drivanordningen 12 til å aktivere strupeanordningen 10. Drivanordningen 12 kan være hydraulisk, elektrisk, mekanisk, magnetisk eller styrt på annen måte uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. Den drivanordning 12 som her er vist som eksempel kan være en SCRAMS ICV hydraulisk styrt drivanordning produsert og tilgjengelig fra PES, Incorporated, the Woodlands, Texas. Drivanordningen 12 kan være tettende og strukturmessig festet til strupeanordningen 10 på samme måte som drivanordningen og strupeanordningen er satt sammen i den samtidige løpende ansøkning som her er tatt med som referanse og har dokument nr. (attorney docket number) 970331 Ul USA. Drivanordningen 12 innbefatter en innvendig røreformet spindel 14 som er aksialt forskyvbar i forhold til strupeanordningen 10 ved hydraulisk trykk utøvet på drivanordningen 12 via styreledninger (ikke vist) som strekker seg opp til jordoverflaten.
I en fremgangsmåte til bruk av strupeanordningen 10 er strupeanordningen og drivanordningen 12 anbragt i en underjordisk brønn som er en del av en produksjonsrørstreng 18 som strekker seg til jordens overflate. Som vist som eksempel på fig. 1A-1B kan fluid (angitt med pilene 20) strømme aksialt gjennom strupeanordningen 10 og drivanordningen 12 og til jordens overflate via rørstrengen 18. Fluidet 20 kan f.eks. produseres fra en sone i brønnen under strupeanordningen 10.1 dette tilfelle vil en ytterligere del av rørstrengen 18 (innbefattende en pakkeanordning) være festet på vanlig måte til en nedre overgang 22 på strupeanordningen 10 og tilsatt i brønnen for å isolere sonen under strupeanordningen fra andre soner i brønnen som f.eks. en sone i fluidforbindelse med et område 24 som angir strupeanordningen.
På en måte som beskrives mer i detalj i det følgende muliggjør strupeanordningen 10 nøyaktig regulering av fluidstrømmen mellom det utvendige område 24 og en innvendig aksial fluidpassasje 26 som strekker seg gjennom strupeanordningen. I en annen fremgangsmåte til bruk av strupeanordningen 10 kan et flertall strupeanordninger installeres i rørstrengen 18 der hver av strupeanordningene svarer til hver sin av et flertalls soner som brønnen går gjennom med sonene isolert fra hverandre utenfor rørstrengen. På denne måte muliggjør strupeanordningen 10 en nøyaktig regulering av strømningsraten for fluid som flyter fra hver av de mange soner med fluidene ført sammen i rørstrengen 18.
Det skal påpekes at selv om rørstrengen 18 som er vist som eksempel på tegningene med fluid 20 strømmende inn i den nedre overgang 22 og opp gjennom fluidpassasjen 26 kan den nedre overgang 22 i virkeligheten være stengt eller på annen måte isolert fra fluidstrømmen på en vanlig måte f.eks. med en plugg eller fluidet 20 kan ledes ned gjennom fluidpassasjen 26 f.eks. for å injisere fluidet i en formasjon som brønnen strekker seg gjennom uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. For oversiktens skyld og for å forenkle beskrivelsen vil strupeanordningen 10 og den tilhørende rørstreng 18 i det følgende bli beskrevet slik den benyttes i en fremgangsmåte for produksjon av fluider fra et flertall soner i en brønn der fluidene blir samlet i rørstrengen, men det skal påpekes at strupeanordningen 10 kan benyttes på andre måter uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
Et utvendig hus 16 for strupeanordningen 10 er skrudd tett til drivanordningen 12 med den indre spindel 14 stikkende inn i denne. Huset 16 kan være festet til drivanordningen 12 på en måte som svarer til det som er beskrevet i den samtidig løpende ansøkning som det er vist til. F.eks. kan spindelen 14 være aksialt glidbart og tettende innført i en øvre koblingsanordning (ikke vist) som på sin side er skrudd tettende sammen med huset 16.
For å aktivere strupeanordningen 10 forskyves spindelen 14 aksialt i forhold til huset 16 for aksialt å forskyve en innvendig aksialt forløpende og stort sett rørformet hylse 54 i forhold til et innvendig stort sett rørformet og koaksialt anordnet plugghylse 30 av strupeanordnin<g>en. Plu<g>ghylsen 30 er festet i huset 16 med plugghylsen skrudd fast på en stoppring 32 som er tettende innført i en innvendig boring 34 i huset. Stoppringen 32 holdes mellom en innvendig skulder 36 i huset 16 og den nedre overgang 22 som er skrudd tett sammen med huset. På denne måte er plugghylsen 30 hindret i å forskyve seg aksialt i forhold til huset 16.
Huset 16 har en rekke åpninger 38 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen og bare en av disse åpninger er synlig på fig. IB. Åpningen 38 strekker seg gjennom huset 16 og danner dermed en fluidforbindelse mellom områdene 24 på utsiden av strupeanordningen 10 og det indre av huset. En ventil 40 i huset 16 innbefatter en aksialt glidbar hylse 42 og et perifert sete 44 som finnes inne i huset.
Ventilen 40 er vist i lukket stilling på fig. IB med hylsen 42 i tettende anlegg mot setet 44. En perifer pakning 46 som sitter på hylsen 42 ligger tettende an mot huset 16. Med ventilen 40 i denne lukkede stilling samvirker pakningen 46, hylsen 42 og setet 44 for å hindre fluid å passere gjennom åpningene 38.
Ventilen 40 er forspent nedad mot sin lukkede stilling av en forspenningsdel 48. Forspenningsdelen 48 er som eksempel vist som en trykkfjær men det skal påpekes at andre forspenningsdeler som ettergivende deler, fjærskiver etc. kan benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. Fjæren 48 er aksialt sammentrykket mellom en stoppring 50 som innvendig er skrudd inn i huset 16 og en stort sett røreformet overføringshylse 52 som sitter aksialt mellom fjæren og ventilhylsen 42. Slik aksial sammentrykning av fjæren 48 utgjør fortrinnsvis en forbelastning som overføres fra fjæren til ventilhylsen 42 med overføringshylsen 52 for å utøve tilstrekkelig aksial kraft til at ventilhylsen kommer i tilstrekkelig tettende anlegg mot setet 44.
Som vist som eksempel danner ventilhylsen 42 og setet 44 en metall-mot-metall tetning, men det skal påpekes at andre tetningsanordninger f.eks. en tetningsanordning som benytter en elastomerisk pakning etc. kan benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. Søkeren foretrekker en metall-mot-metall tetning på grunn av at den er motstandsdyktig mot korrosjon, forhold i omgivelsene, etc. Tetningsflatene på ventilhylsen 42 og setet 44 er fortrinnsvis laget av herdet metall eller karbid av hensyn til motstandsdyktighet mot korrosjon selv om andre materialer kan benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
Den stort sett rørformede trimmehylse 54 er skrudd sammen med drivanordningens spindel 14 og strekker seg ned fra denne. Trimmehylsen 54 er koaksialt anbragt rundt plugghylsen 3 og er glidbart anordnet tett inntil dette. Slik tett radial pasning mellom trimmehylsen 54 og plugghylsen 3 benyttes for å motvirke eller i det vesentlige hindre radial fluidstrømning mellom disse. Som et alternativ kan en eller flere tetninger bæres på den ene eller begge av trimmehylsen 54 og plugghylsen 30 hvis det er ønskelig å eliminere fullstendig fluidstrøm radialt mellom hylse og hylster.
I et viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse samvirker trimmehylsen 54 og plugghylsen 30 for å danne et eller flere trimmesett 56,58. Slik det her benyttes skal "trimmesett" vise til en komponent eller en kombinasjon av komponenter som utfører funksjonen med struping, avstengning eller på annen måte regulerer det gjennomstrømmende fluid. I den viste utførelse av oppfinnelsen innbefatter det øvre trimmesett 56 en rekke åpninger 60 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen og strekker seg gjennom en sideveggdel av trimmehylsen 54 og en rekke forholdsvis små strømningsporter 62 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen samt en rekke med forholdsvis store strømningsporter 64 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen og strekker seg gjennom en sideveggdel av plugghylsen 30. Det skulle være klart for en fagmann på området at med trimmehylsen 54 innstilt i forhold til plugghylsen 30 som vist på fig. IA, IB er fluidstrøm gjennom trimmesettene 56,58 så godt som avstengt. Trimmehylsen 54 blokkerer strøm radialt gjennom portene 62,64,68,70 og plugghylsen 30 blokkerer strøm radialt gjennom åpningene 60,66. Det skal imidlertid påpekes at fluid kan strømme aksialt fra en port 62,64,68,70 til en åpning 60,66 ved å flyte radialt mellom plugghylsen (30) på hylsen (54), men en slik strøm vil være svært begrenset på grunn av den tette radiale tilpasning mellom hylsen og plugghylsen. I alle tilfelle vil med den tilstand strupeanordningen 10 er i som vist på fig. 1 A,1B strøm gjennom trimmesettene 56,58 være stengt av ventilen 40 siden denne står i lukkestilling som beskrevet ovenfor.
Åpningene 60 er aksialt i flukt med åpningene 66 og åpningene 60,66 er i flukt med de respektive av portene 62,64,68,70. Det skulle være klart at hvis trimmehylsen 54 forskyves aksialt oppad i forhold til plugghylsen 30 f.eks. ved betjening av drivanordningen 12 slik at denne forskyver drivanordningens spindel 14 oppad vil tilslutt en av åpningene 66 komme radialt i flukt med en av portene 68 og dermed åpne for uhindret gjennomstrømning av fluid. Naturligvis kan trimmehylsen 54 stilles aksialt for variabel avstengning av fluidstrømmen gjennom porten 68 ved variabel innretning av en av åpningene 66 med en av portene 68 for derved å regulere slik fluidstrøm. På
denne måte er strupningen av fluidstrømmen gjennom portene 68 og andre porter som beskrevet mer i detalj uendelig variable.
Et radialt motstående par av portene 68 er fortrinnsvis i flukt med et radialt motstående par av åpningene 66 når de er stilt inn for gjennomstrømning for dermed å begrense erosjonsvirkninger på plugghylsen 30 og trimmehylsen 54 som kan oppstå på grunn av fluidstrømmen. I tillegg er det fordelaktig at åpningene 66 har en innadrettet strømningsavbøyende leppe 72 utformet på en omkretskant av åpningen for ytterligere å begrense erosjonsvirkninger. Leppen 72 kan i visse henseender være lik den som finnes på en kommersiell tilgjengelig Master Flo Trim fremstilt av og tilgjengelig fra Master Flo, Ontario, Canada.
Den foregående beskrivelse av reguleringsmåten for fluidstrøm gjennom åpningene 66 og portene 68 gjelder stort sett også åpningene 66 og portene 70 med unntak av at, som vist på fig. IA-IB et annet par av åpninger 66 benyttes for å regulere fluidstrømmen gjennom et par av portene 70. Det skal også påpekes at når trimmehylsen 54 forskyves aksialt oppad i forhold til plugghylsen 30 tilstrekkelig langt til at leppene 72 begynner å krysse portene 70 vil portene 68 være helt åpne for uhindret gjennomstrømning av fluid.
Portene 68 er mindre i forhold til portene 70 for å gi en forholdsvis fin regulert gjennomgående begynnelsesstrøm mens portene 70 er forholdsvis større for å skape et større område for regulert gjennomstrømning. Det skal imidlertid påpekes at andre utformninger av portene 68,70 kan benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse, f.eks. kan hvert av trimmesettene 56,58 innbefatte bare et enkelt par porter isteden for to par. I tillegg kan portene 62,64 være identiske med portene 68,70 eller de kan være formet på annen måte. F.eks. kan portene 62,64 være større enn portene 68,70 for å skape enda større område for regulert gjennomstrømning. På denne måte kan strømningsportene 62,64,68,70 dimensjoneres på annen måte, plasseres på annen måte, dimensjoneres på annen måte i forhold til hverandre og plasseres på annen måte i forhold til hverandre uten at dette avviker fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse.
Det skulle være klart at hvis trimmehylsene 54 forskyves videre aksialt oppad i forhold til plugghylsen 30 vil åpningene 66 ikke lenger være helt eller delvis i flukt med portene 68,70. Imidlertid vil fortsatt bevegelse oppad av trimmehylsen 54 tilslutt føre til at åpningene 60 kommer variabelt i flukt med og dermed variabelt regulerer gjennomstrømningen av fluid gjennom portene 62,64 på en måte som svarer til det som er beskrevet ovenfor for det nedre trimmesett 58.
Det øvre trimmesett 56 kan således benyttes som en støtte eller en reserve hvis det oppstår skade på det nedre trimmesett 58 eller omvendt. Som et alternativ kan et av trimmesettene 56,58 benyttes til periodisk omkalibrering av det andre av trimmesettene på en måte som svarer til det som er beskrevet i den samtidige løpende patentansøkning det tidligere er vist til. Trimmesettene 56, 58 kan dermed skape en reserve i strupeanordningen 10 eller kan på annen måte øke strupeanordningens funksjonalitet. Anordningen av den separate ventil 40 hindrer erosjon som oppstår ved regulering av strømmen gjennom trimmesettene 56,58 i å innvirke på strupeanordningens 10 evne til å stenge fluidstrømmen gjennom åpningene 38.
En rekke aksialt forløpende fordypninger 74 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen (bare en av disse er synlige på fig. IB) er dannet på utsiden av trimmehylsen 54. Fordypningene 74 danner en forholdsvis uhindret fluidforbindelse mellom trimmesettene 56,58 og åpningene 38 når ventilen 40 står i sin åpne stilling (se fig. 2A-2B). En radialt forminsket utvendig del 76 av trimmehylsen 54 ligger under en rekke av knaster 78 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen (bare en av disse er synlig på fig. IB). Knastene 78 er innsatt radialt glidbart gjennom ventilhylsen 42. På en måte som vil bli beskrevet mer i detalj nedenfor vil knastene 78 aksialt komme i anlegg mot en skråttstilt skulder 80 på utsiden av trimmehylsen 54 når trimmehylsen forskyves aksialt oppad for dermed å forskyve knastene og ventilhylsen 42 aksialt oppad sammen med trimmehylsen mot forspenningskraften fra fjæren 48.
I tillegg vises det nå til fig. 2A-2B der strupeanordningen 10 som eksempel er vist i en tilstand der trimmehylsen 54 er forskjøvet aksialt oppad et bestemt stykke ved betjening av drivanordningen 12 for også å forskyve oppad drivanordningens spindel 14 i forhold til huset 16. Skulderen 80 på trimmehylsen 54 er kommet i aksialt anlegg mot knastene 78 noe som fører til at ventilhylsen 42 og knastene blir forskjøvet aksialt oppad i forhold til huset 16. Knastene 78 blir forskjøvet radialt utad til anlegg mot en radialt utvidet omløpende fordypning 82 som er utformet innvendig i huset 16, på grunn av anlegget mellom den skråttstilte skulder 80 og knastene.
Med knastene 78 i anlegg mot fordypningen 82 kan trimmehylsen 54 forskyves videre aksialt oppad i forhold til knastene. Som vist på fig. 2A-2B er således trimmehylsen 54 nå aksialt glidbar i forhold til knastene 78. Anlegget mellom knastene 78 og fordypningen 82 hindrer imidlertid aksial forskyvning av ventilhylsen 42 som nå er låst i sin aksiale stilling der ventilhylsen ikke har tettende anlegg mot setet 44. Dermed kan fluid strømme fra det utvendige området 24 gjennom åpningene 38 og inn i det indre av huset 16. Andre låseanordninger som spennhylser, sneppringer etc. kan benyttes istedenfor knastene 78 uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
Det skal påpekes at selv om en meget liten fluidstrøm kan tillates fra åpningene 38 til fluidpassasjen 26 vil en slik strømning være så godt som stengt med det overliggende forhold mellom trimhylsen 54 og plugghylsen 30 ved at ingen av åpningene 60,66, ikke engang delvis, er i flukt med noen av portene 62,64,68,70. På denne måte viser fig. 2A-2B strupeanordningen 10 i en stilling der ventilen 40 er åpen, men det er ingen av trimmesettene 56,58 er åpne.
Hylsen 54 kan forskyves til denne stilling av drivanordningens spindel 14 med et forskyvningsverktøy som samvirker med en forskyvningsprofil utformet innvendig på hylsen eller drivanordningens spindel eller på en hvilken som helst annen egnet måte uten at dette avviker fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. I tillegg kan hylsen 54 arreteres i en ønsket stilling ved bruk av en eller flere utløsbare låseanordninger. Et egnet forskyvningsprofil og en egnet låseanordning er beskrevet i den tidligere nevnte samtidig løpende patentansøkning med dokument nr. (attorney docket number) 970331 Ul USA.
I tillegg vises det nå til fig. 3A-3B der strupeanordningen 10 som eksempel er vist med hylsen 54 forskjøvet videre aksialt oppad i forhold til plugghylsen 30. Det skal påpekes at ventilen 40 forblir låst i åpen stilling med knastene 78 i anlegg mot fordypningen 82. Åpningene 66 er radialt i flukt med portene 68,70 slik at disse tillater uhindret gjennomstrømning gjennom det nedre trimmesett 58. Fluid (angitt med pilene 84) kan nå uhindret strømme fra området 24 inn gjennom åpningene 38 inn i fordypningene 74, inn gjennom åpningene 66 og inn gjennom portene 68,70 og dermed inn i fluidpassasjen 26 der fluidet kan blandes med fluidet 20.
Det skulle være klart for en fagmann på området at med passende modifikasjoner, f.eks. veksling av plugghylsen 30 og hylsen 54 kan plugghylsen 30 isteden forskyves av spindelen 14 i forhold til hylsen 54 for å skape variabelt begrenset fluidforbindelse mellom området 24 på fluidpassasjen 26. Som et alternativ kan både plugghylsen 30 og hylsen 54 forskyves i forhold til huset 16 og til hverandre. Uansett hvilken måte som benyttes for den innbyrdes forskyvning mellom plugghylsen 30 og hylsen 54 vil slik innbyrdes forskyvning føre til variabel strupning av fluidstrømmen gjennom strømningsportene 68,70 og forskyvning i forhold til huset 16 muliggjør tettende anlegg ved setet 44 når det ønskes.
Åpningene 66 og portene 68,70 er fortrinnsvis i flukt med åpningene 38 når strupeanordningen 10 er i helt åpen stilling og videre er det fordelaktig at portene 68,70, åpningene 66 og åpningene 38 er likt dimensjonert for å redusere gjennomstrømningsmotstanden, redusere friksjonstap og redusere erosjon av strupeanordningen 10. Det skulle imidlertid være klart at det ikke nødvendigvis er i overensstemmelse med prinsippene ved foreliggende oppfinnelse at portene 68,70, åpningene 66 og åpningene 38 er direkte i flukt med hverandre og heller ikke for portene 68,70 eller en hvilken som helst kombinasjon av dem å være identiske i størrelse eller antall med åpningene 66 og/eller åpningene 38. Hvis portene 68,70 og åpningene 66 ikke er i flukt med åpningene 38 ved strupeanordningen 10 i helt åpen stilling, oppstår fortrinnsvis et tilstrekkelig stort ringformet rom mellom utsiden av hylsen 54 og det indre av huset 16 eller hylsen 42 slik at fluidstrømmen mellom disse har minst mulig motstand.
Selv om fig. 3B som eksempel viser plugghylsen 30 og hylsen 54 innstilt slik at portene 68,70 og åpningene 66 er direkte i flukt med de tilsvarende av åpningene 38 skulle det være klart at en slik trimming ikke er nødvendig for driften av strupeanordningen 10. For å oppnå slik direkte trimming/innretning av portene 68,70 og åpningene 66 med åpningene 38 kan imidlertid plugghylsen 30, hylsen 54 og/eller spindelen 14 være dreibart festet til huset 16 på en måte som hindrer skjevinnstilling mellom portene og åpningene. F.eks. kan et radialt utadrettet fremspring eller en kile være anbragt på plugghylsen 30 og/eller hylsen 54 med samvirkende glidbart inngrep med et spor eller et kilespor utformet innvendig i huset 16 etc. for derved å hindre relativ omkretsmessig forskyvning mellom plugghylsen og huset.
Portene 68 står fortrinnsvis diametralt mot hverandre og portene 70 står også diametralt mot hverandre. Det antas at den motstående orientering av portene 68,70 reduserer erosjonen av plugghylsen 30 ved at innad rettet fluid 84 som strømmer gjennom en av to diametralt motstående porter vil forstyrre det fluid som strømmer innad gjennom den annen port og derved fører til at hastigheten på fluidet avtar og som følge av dette synker bevegelsesenergien i fluidet. På denne måte vil det innkommende fluid som strømmer i sentrum av plugghylsen 30 avgi væskeenergien til seg selv og redusere erosjon som skyldes turbulens og strupeslitasje i plugghylsen.
I tillegg er det foretrukket at hvert av strømningsportsettene 62,64,68,70 innbefatter individuelle porter med lik størrelse som står parvis som vist på tegningene eller større antall så lenge geometrien for portene er innrettet slik at fluidstrømmene gjennom portene faller sammen og slik at dette finner ved eller i nærheten av sentrum av plugghylsen 30 og i avstand fra portene og andre strømningsregulerende komponenter i strupeanordningen 10. Som eksempel på alternativ foretrukket utførelse av strømningsportsettet 70 kunne det benyttes tre porter med lik størrelse og geometri anbragt i avstand fra hverandre rundt omkretsen av plugghylsen 30 med 120° avstand fra hverandre eller fire porter med lik størrelse og geometri kunne benyttes anbragt rundt plugghylsens omkrets med 90° avstand fra hverandre etc.
Det er en særlig fordel ved den utførelse av oppfinnelsen som her er beskrevet at deler kan erodere under normal bruk uten at dette innvirker på strupeanordningens 10 evne til å stenge for gjennomstrømning av fluid. F.eks. kan leppene 72, strømningsportsettene 62,64,68,70 og det indre av plugghylsen 30 etc. erodere uten at denne skader setet 44 eller pakningen 46. Der det er viktig av hensyn til sikkerheten å sikre god fluidtetning i brønnen vil således strupeanordningen 10 bevare sin evne til å stenge av gjennomstrømningen av fluid selv når kvaliteten på strupeanordningens deler har sunket.
Det skulle være klart at hvis trimmehylsen 54 ble forskjøvet noe nedad i forholdet til plugghylsen 30 vil fluidstrømning gjennom det lavere trimmesett 58 bli delvis snevret inn på grunn av delvis overlapping av trimmehylsen over portene 70 og/eller portene 68. På denne måte vil strømningsraten på fluidet 84 gjennom det nedre trimmesett 58 kunne reguleres på en enkel måte. Det skal påpekes at slik regulering av fluidstrømmen gjennom det nedre trimmesett oppnås uten at dette innvirker på innstillingen av ventilen 40, mens knastene 78 forblir i anlegg med fordypningen 82. Det skulle imidlertid også være klart at hvis trimmehylsen 54 ble forskjøvet tilstrekkelig langt ned til at den radialt forminskede del 76 kommer under knastene 78 vil knastene få anledning til å trekke seg radialt innad og fjæren 48 vil drive ventilhylsen 42 aksialt nedad til lukkestillingen for ventilen 40.
Fluidstrømmen er betydelig hindret gjennom det øvre trimmesett 56. Ved forskyvning av trimmehylsen 54 i forhold til plugghylsen 30 som vist på fig. 3A og 3B er det nedre trimmesett 58 valgt for gjennomstrømning av fluid mens det øvre trimmesett 56 er så godt som ubrukt. På denne måte kan det nedre trimmesett 58 benyttes i en begynnende periode f.eks. inntil det nedre trimmesett blir utsatt for stor erosjon eller på annen måte blir ubrukelig og deretter kan det øvre trimmesett 56 velges for bruk som beskrevet mer omfattende i det følgende.
Som et alternativ kan det nedre trimmesett 58 benyttes under visse strømningstilstander f.eks. så som en innledende komplettering og det øvre trimmesett 56 kan benyttes for andre strømningsbetingelser f.eks. når det produserte fluid 84 forandrer seg i løpet av brønnens levetid. Det er en særlig fordel ved foreliggende oppfinnelse at fluidene 20,84 kan føres sammen i fluidpassasjen 26 og strømningsraten for hver av dem kan reguleres nøyaktig ved bruk av en eller flere strupeanordninger som beskrevet ovenfor. F.eks. kan en annen strupeanordning svarende til den illustrerte strømningsanordning 10 installeres under strupeanordningen 10 for å regulere strømningsraten for fluidet 20 mens strupeanordningen 10 regulerer strømningsraten for fluidet 84.
Der strupeanordningen 10 som et alternativ benyttes i en injiseringsoperasjon kan strupeanordningen benyttes til å regulere fluidstrømmens strømningsrate ut gjennom åpningene 38 og enten alene eller i kombinasjon med andre strupeanordninger kan den benyttes til nøyaktig regulering av fluidstrømningsrater inn i et flertalls soner i en brønn. Naturligvis kan strupeanordningen 10 være nyttig ved komplettering av en enkelt sone for å regulere strømmen av fluid inn i eller ut av sonen.
Det skulle være klart for en fagmann på dette området at relative andeler av fluidene 20,84 som produseres gjennom rørstrengen 18 på en enkel måte kan reguleres ved selektiv innstilling av større eller mindre fluidstrømningsrater gjennom det øvre eller nedre trimmesett 56,58.
I tillegg vises det nå til fig. 4A-4B der strupeanordningen 10 er gjengitt i en mellomstilling der trimmehylsen 54 er blitt forskjøvet ytterligere oppad i forhold til plugghylsen 30 og begge trimmesettene er avstengt. Det skal påpekes at portene 64 dermed er delvis sperret. Leppen 72 avbøyer det gjennomstrømmende fluid 84 for å redusere erosjonen av trimmehylsen 54 og plugghylsen 30.
Den viste utførelse av oppfinnelsen er blitt beskrevet ovenfor der trimmehylsen 54 er aksialt forskjøvet i forhold til plugghylsen 30 for å åpne et trimmesett eller for å velge fra et flertall trimmesett 54,58. Det skulle være klart for en fagmann på dette området at trimmehylsen 54 også kan forskyves i omkretsretningen i forhold til plugghylsen 30 for å oppnå de samme resultater. Med henvisning igjen til fig. 3A-3B vil, som eksempel, hvis trimmehylsen 54 dreies om plugghylsen 30 kan en eller begge åpninger 68,70 bli delvis eller fullstendig blokkert av trimmehylsen og dermed reguleres gjennomstrømningen gjennom det nedre trimmesett 58. Hvis, som et alternativ, bare et radialt motstående par av åpninger 66 er utformet gjennom trimmehylsen 54, kan portene 68 velges for gjennomstrømning ved rotasjon av trimmehylsen til en radial stilling, og portene 70 kan velges ved å rotere trimmehylsen til en annen radial stilling. Enda et annet alternativ er at istedenfor at trimmesettene 56,58 er aksialt i flukt behøver deres respektive åpninger 60,66 og portene 62,64,68,78 ikke være i flukt slik at et trimmesett blir valgt for fluidgjennomstrømning når trimmesettet 54 er i ett radialt stillingsområde i forhold til plugghylsen 30 og det andre trimmesett blir valgt når trimmehylsen er i et annet radialt stillingsområde. Som enda et alternativ kan trimmesettene 56,58 være fordelt i skrueform på trimmehylsen 54 og/eller plugghylsen 30 slik at en skrueformet forskyvning av trimmehylsen i forhold til plugghylsen fører til valget blant trimmesettene. Enhver måte for forskyvning av trimmehylsen 54 i forhold til plugghylsen 30 for å åpne et trimmesett eller velge fra et flertall trimmesett 56,58 kan således benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
Som angitt ovenfor kan åpningene 60,66 og portene 62,64, 68,70 være utformet forskjellig, anordnet på forskjellig måte, noen av dem kan utelates etc. uten at dette avviker fra prinsippene i den foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 viser representativt en alternativ utførelse av trimmehylsen 54 og plugghylsen 30 mens resten av strupeanordningen 10 er utelatt. Bare et aksialt parti av trimmehylsen 54 og plugghylsen 30 er vist på fig. 6 og det skal påpekes at resten av trimmehylsen og plugghylsen og resten av strupeanordningen 10 svarer til det som er vist på fig. 1A-5B og er beskrevet ovenfor.
Et trimmesett 86 som er utformet på trimmehylsen 54 og plugghylsen 30 omfatter en rekke stort sett rektangulært formede åpninger 88 som er fordelt rundt omkretsen i avstand fra hverandre og strekker seg gjennom sideveggdelen av trimmehylsen, og et par radialt motstående forholdsvis store strømningsporter 90 (bare en av disse er delvis synlig på fig. 6) og to par radialt motstående forholdsvis små strømningsporter 92 der parene står i avstand fra hverandre aksialt (bare ett av parene er synlig på fig. 6) gjennom en sideveggdel av plugghylsen 30. Hver av åpningene 88 har et aksialt motstående par av innadrettede strømningsavbøyende lepper 94 langs en omkretskant. Det skulle være klart at hvis trimmehylsen 54 forskyves aksialt nedad i forhold til plugghylsen 30 vil til slutt åpningene 88 være helt eller delvis i flukt med portene 90,92. I utgangpunktet vil et par av de nedre lepper 94 bevege seg over og forbi det øvre par porter 92 og derved fremkommer det en forholdsvis fin regulering av fluidstrømmen gjennom trimmesettet 86. Deretter vil begge par med nedre lepper 94 innstillbart/ varierbart bevege seg over paret av åpninger 90 og derved skape en forholdsvis grov regulering av fluidstrømmen gjennom trimmesettet 86. Hvis trimmehylsen 54 fortsetter sin forskyvning aksialt nedad i forhold til plugghylsen 30 vil paret med nedre lepper 94 tilslutt passere det nedre par porter 92 og et par av de øvre lepper 94 vil begynne å passere det øvre par porter 92. Ytterligere forskyvning nedad av trimmehylsen 54 i forhold til plugghylsen 30 vil føre til at de øvre lepper 94 gradvis passerer portene 90 og igjen byr på en grov regulering hvoretter de øvre lepper 94 vil passere det nedre par av porter 92 og derved bidra til en forholdsvis fin regulering av fluidstrømmen gjennom trimmesettet 86.
På denne måte kan åpningene 88 og portene 90,92 utformes for å skape forskjellige grader av strømningsregulering og disse forskjellige grader av strømningsregulering kan oppnås ved forskyvning av trimmehylsen 54 i forskjellige retninger i forhold til plugghylsen 30. Utformningen som er vist på fig. 6 kan være nyttig for å få til en første forholdsvis fin regulering, enn mellomliggende forholdsvis grov regulering og en forholdsvis avsluttende fin regulering. På denne måte kan fin regulering oppnås når trimmesettet 86 åpnes, grov regulering kan oppnås med forholdsvis uhindret strømning når dette tillates gjennom trimmesettet og fin regulering kan oppnås når trimmesettet lukkes. Det skal påpekes at hvis trimmesettet 54 forskyves i omkretsretningen eller i skrueform i forhold til plugghylsen 30 som beskrevet ovenfor kan leppene 94 være utformet ved tversgående kanter av åpningene 88 og portene 90,92 kan plasseres i omkretsretningen mellom åpningene.
Som et alternativ kan den strømningsavbøyende leppe utformes langs hele den omløpende kant av en åpning. Fig. 7 viser i tillegg en annen alternativ utforming av trimmehylsen 54 og plugghylsen 30, mens resten av strupeanordningen 10 er utelatt. Bare en aksial del av trimmehylsen 54 og plugghylsen 30 er vist på fig. 7 idet det skulle være klart at resten av trimmehylsen og plugghylsen og resten av strupeanordningen 10 svarer til den som er vist på fig. 1A-5B og er beskrevet ovenfor.
Åpninger 96 er utformet gjennom en sideveggdel av trimmehylsen 54. Åpningene 96 står i avstand fra hverandre i omkretsretningen og er stort sett runde. En
strømningsavbøyende leppe 98 strekker seg radialt innad fra omkretsen av hver av åpningene 96. Virkemåten for et trimmesett 100 som innbefatter åpningene 96 og en serie porter 102,104 utformet gjennom en sideveggdel av plugghylsen 30 svarer til det trimmesett 86 som er beskrevet ovenfor med noen unntak. Trimmehylsen 54 blir forskjøvet oppad i forhold til plugghylsen 30 enten aksialt, i skrueform eller på annen måte for å åpne trimmesettet 100 for regulert gjennomstrømning. I tillegg spiller det ingen rolle hvilke deler av omkretskantene av åpningene 96 som beveger seg over portene 102,104 siden leppene 98 er utformet over hele lengden av kantene og kantene er sirkulære. Det er således beskrevet en strupeanordning 10 og fremgangsmåter for styring av fluidstrømningen i brønnen ved bruk av strupeanordningen der dette byr på god kapasitet, pålitelighet, robusthet, lang levetid og ikke krever kompliserte mekanismer. Naturligvis kan modifikasjoner, utskiftninger, tillegg, utelatelser etc. gjøres ved den utførelse som her er vist som eksempel hvis disse forandringer er nærliggende for en fagmann på området og slike endringer er også innbefattet i prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. F.eks. kan drivanordningens spindel 14 være løsbart festet til trimmehylsen 54 slik at hvis drivanordningen 12 settes ut av virksomhet kan trimmehylsen 54 forskyves frigjort fra spindelen. Som et annet eksempel kan trimmehylsen 54 forskyves i omkretsretningen istedenfor aksialt for etter valg å åpne et flertall trimmesett som f.eks. trimmesett som er anbragt radialt rundt plugghylsen 30 istedenfor å være stilt aksialt i forhold til plugghylsen. Det skulle således være klart at den foregående detaljerte beskrivelse bare er gitt som illustrasjon og eksempel mens oppfinnelsens ånd og omfang bare er begrenset av de vedføyende krav.
Fig. 8A-8B viser nå i tillegg en annen strupeanordning 110 som innbefatter prinsippene ved foreliggende oppfinnelse og som er gjengitt i på hverandre følgende aksialsnitt. Strupeanordningen 110 er skrudd fast tett sammen med en drivanordning 112 hvorav en nedre del er vist på fig. 8A. På en måte som vil bli nærmere forklart i det følgende benyttes drivanordningen 112 til å betjene strupeanordningen 110. Drivanordningen 112 kan være hydraulisk, elektrisk, mekanisk, magnetisk eller styrt på annen måte uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. Den drivanordning 112 som er vist som eksempel kan være SCRAMS ICV hydraulisk styrt drivanordning som det er henvist til ovenfor. Drivanordningen 112 kan være strukturelt og tettende festet til strupeanordningen 110 på samme måte som drivanordningen og strupeanordningen er satt sammen med i den samtidig løpende ansøkning som her er tatt med som referanse og som har dokument nr. (attorney docket number) 970331 Ul USA. Drivanordningen 112 har en innvendig røreformet spindel 114 som er aksialt forskyvbar i forhold til strupeanordningen 110 med et hensiktsmessig hydraulisk trykk utøvet på drivanordningen 112 via styreledninger (ikke vist) som strekker seg opp til jordoverflaten.
En fremgangsmåte til bruk av strupeanordningen 110 er strupeanordningen og drivanordningen 112 anbragt i en underjordisk brønn som en del av en produksjonsrørstreng 118 som strekker seg opp til jordens overflate. Som vist som eksempel på fig. 8A-8B kan fluid (som vist med pilene 120) strømme aksialt gjennom strupeanordningen 110 og drivanordningen 112 og opp til jordoverflaten via rørstrengen 118. Fluidet 120 kan f.eks. produseres fra en sone av brønnen under strupeanordningen 110.1 dette tilfelle kan en ytterligere del av rørstrengen 118 med en pakkeanordning (ikke vist) være festet på vanlig måte til en nedre overgang 122 på strupeanordningen 102 og innsatt i brønnen for å isolere sonen under strupeanordningen fra andre soner i brønnen som f.eks. en sone i fluidforbindelse med et område 124 som omgir strupeanordningen.
På en måte som er ytterligere beskrevet i det følgende muliggjør strupeanordningen 110 nøyaktig regulering av fluidstrømningen mellom det utvendige området 124 og en innvendig aksial fluidpassasje 126 som strekker seg gjennom strupeanordningen. Ved en annen fremgangsmåte til bruk av strupeanordningen 110 kan flere strupeanordningen være installert i rørstrengen der hver av strupeanordningene svarer til en tilhørende av flertallet av soner som brønnen strekker seg gjennom med hver av sonene isolert fra hverandre utenfor rørstrengen. På denne måte muliggjør strupeanordningen 110 også nøyaktig regulering av strømningsraten fra hver av flere soner mens fluidene blir ført sammen i rørstrengen 118.
Det skulle være klart at selv om rørstrengen 118 som eksempel er vist på tegningene med fluid 120 strømmende inn gjennom den nedre overgang 122 og opp gjennom fluidpassasjen 126 kan den nedre overgang 122 i virkeligheten være avstengt eller på annen måte isolert fra fluidstrømmen på en vanlig måte f.eks. ved hjelp av en plugg som er satt inn i overgangen, eller fluidet 120 kan strømme ned gjennom fluidpassasjen 126 f.eks. for å injisere fluid i en formasjon som brønnen strekker seg gjennom uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. For enkelthets skyld og for å gjøre beskrivelsen klar vil strupeanordningen 110 og tilhørende rørstreng 118 i det følgende bli beskrevet slik den kan benyttes i en fremgangsmåte til produksjon av fluider fra flere soner i brønnen der fluidene blir ført sammen i rørstrengen og det skal særlig påpekes at strupeanordningen 110 kan benyttes etter andre fremgangsmåter uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
En utvendig husanordning 116 av strupeanordningen 110 er skrudd tettende sammen med drivanordningen 112 med en indre spindel 114 stikkende nedover og inni. Husanordningen kan bli festet til drivanordningen 112 på en måte som svarer til det som er beskrevet i den samtidig løpende ansøkning det er vist til. F.eks. kan spindelen 114 være glidbar aksial og innført med tetning i en øvre koblingsanordning 118 som på sin side er skrudd tettende fast i husanordningen 116.
På fig. 9A-9B vises i tillegg strupeanordningen 110 som eksempel i en noe forstørret målestokk for å gjøre beskrivelsen klarere. På fig. 9A-9B ses det tydelig at for å operere strupeanordningen 110 forskyves spindelen 114 aksialt i forhold til husanordningen 116 for aksialt å forskyve en innvendig aksialt forløpende og stort sett rørformet trimmehylse 128 i forhold til et innvendig stort sett rørformet og koaksialt anordnet bur 130 i strupeanordningen. Plugghylsen 130 er festet i husanordningen 116 og plugghylsen har et radialt utvidet parti 132 som er tettende innført i en innvendig boring 134 i husanordningen. Den radialt utvidede del 132 holdes aksialt mellom en innvendig skulder 136 på husanordningen 116 og den nedre overgang 120 som er skrudd tettende fast i husanordningen. Derved blir plugghylsen 130 hindret i aksial forskyvning i forhold til husanordningen 116.
Husanordningen 116 innbefatter en rekke åpninger 138 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen og bare en av disse er synlig på fig. 9B. Åpningene 138 strekker seg gjennom husanordningen 116 og danner dermed fluidforbindelse mellom området 124 utenfor strupeanordningen 110 og det indre av husanordningen. En ventil 140 i husanordningen 116 innbefatter en aksial glidbart anordnet hylse 142 og et perifert sete 144 som er dannet innvendig i husanordningen.
Ventilen 140 er vist i lukket stilling på fig. 9B med hylsen 142 i tettende anlegg mot setet 144. En omløpende tetning eller pakning 146 som bæres innvendig på husanordning 116 ligger tettende an mot hylsen 142. Med ventilen 140 i den lukkede stilling samvirker tetningen 146, hylsen 142 og setet 144 for å hindre fluid i å strømme gjennom åpningene 138.
Ventilen 140 er forspent mot sin lukkestilling med en forspenningsanordning 148. Forspenningsanordningen 148 er her som eksempel vist i form av en stabel med fjærskiver eller bellevillefjærer, men det skal påpekes at andre forspenningsanordninger som f.eks. ettergivende deler, trykkfjærer etc. kan benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. Anordningen 148 er aksialt sammentrykket mellom en ring 150 som sitter innvendig i husanordningen 116 og en øvre rørformet del 152 av ventilhylsen 142. En slik aksial sammentrykning av anordningen 140 skaper fortrinnsvis en første forbelastning som overføres fra anordningen til ventilhylsedelen 152 for å skape tilstrekkelig aksial kraft til at ventilhylsen 142 kommer i tilstrekkelig tettende anlegg mot setet 144.
Som eksempel har ventilhylsen 142 et meget hardt materiale som f.eks. stellit 106 påført sin nedre flate for tettende anlegg mot setet 144, men det skal påpekes at andre tetningsanordninger som f.eks. tetningsanordninger med elastomeriske pakninger eller pakninger av annet materiale, en annen type metall-mot-metall tetning etc. kan benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. Søkeren foretrekker en metall-mot-metall tetning på grunn av dens korrosjonsfasthet, omgivelsesforhold etc. Tetningsflatene på ventilhylsen 142 og setet 144 er fortrinnsvis laget av herdet metall eller karbid eller er påført et materiale som f.eks. stellit 106 for korrosjonsmotstand selv om andre materialer kan benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse.
Særlig kan hylsen 142 og setet 144 i noen henseender utføres svarende til den kuleformede klafftetning som finnes i WellStar ® og SP-1™ sikkerhetsventiler som fremstilles av og er tilgjengelig fra Halliburton Energy Services, Duncan, Oklahoma. Uansett type og utformning for tetningsanlegget mellom hylsen 142 og setet 144 er det fordelaktig at den effektive diameter for en slik tetningsanordning er lik den diameter hvormed tetningen 146 ligger tettende an mot hylsen slik at hylsen blir trykkbalansert når ventilen 140 er i lukket stilling som vist på fig. 9B. Det skal imidlertid påpekes at det ikke er nødvendig for ventilhylsen 142 og være trykkbalansert ifølge prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
Den generelt rørformede trimmehylse 128 er skrudd fast til drivanordningens spindel 114 og strekker seg ned fra denne. Trimmehylsen 128 er koaksialt anbragt rundt plugghylsen 130 og er tett glidende tilpasset dette. Slik tett radial pasning mellom trimmehylsen 128 og plugghylsen 130 er benyttet for å motvirke eller stort sett stenge for fluidstrøm radialt mellom disse. Som et alternativ kan en eller flere pakninger bæres på den ene eller den andre av trimmehylsen 128 og plugghylsen 130 hvis det er ønskelig å stenge fullstendig for fluidstrøm radialt mellom hylse og bur.
I et viktig trekk ved den foreliggende oppfinnelse samvirker trimhylsen 128 og plugghylsen 130 for å danne et trimmesett 156. Slik det her benyttes skal "trimmesett" henvise til en komponent eller en kombinasjon av komponenter som har funksjonen med stengning, strupning eller på annen måte regulering av gjennomstrømningen. I den viste utførelse av oppfinnelsen innbefatter trimmesettet 156 en rekke forholdsvis små strømningsporter 162 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen og en rekke forholdsvis store strømningsporter 164 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen og strekker seg gjennom en sideveggdel av plugghylsen 130. Som et alternativ eller i tillegg kan trimmehylsen 128 innbefatte åpninger som f.eks. åpningene 60,66 på den strupeanordning 10 som er beskrevet ovenfor og strupeanordningen 110 kan innbefatte et flertall trimmesett uten at dette avviker fra prinsippene i den foreliggende oppfinnelse.
Det skulle være klart for en fagmann på dette området at med trimmehylsen 128 innstilt i forhold til plugghylsen 130 som vist på fig. 9A-9B blir fluidstrømning gjennom trimmesettet 156 stort sett stengt. Trimmehylsene 128 blokkerer strømning radialt gjennom portene 162 og 164. Det skal imidlertid påpekes at fluid kan strømme aksialt fra en port 162,164 ved at den strømmer radialt mellom plugghylsen 130 og hylsen 128, men det skal påpekes at slik strømning vil bli meget begrenset på grunn av den tette radiale pasning mellom hylse og bur. I alle tilfelle vil innstillingen av strupeanordningen 110 som er vist på fig. 9A-9B hindre gjennomstrømning gjennom trimmesettet 156 med ventilen 140 som er i sin lukkestilling som beskrevet ovenfor.
Det skulle være klart at trimmehylsen 128 forskyves aksialt oppad i forhold til
plugghylsen 130 f.eks. ved betjening av drivanordningen 112 slik at dennes spindel 114 forskyves oppad vil tilslutt portene 162 og 164 bli avdekket av hylsen 128 for dermed å tillate uhindret gjennomstrømning. Naturligvis kan trimmehylsen 128 stilles inn aksialt for variabel avstengning av fluidstrømmen gjennom portene 162 og 164 ved variabel aksial innstilling av hylsen 128 i forhold til plugghylsen 130 for dermed å regulere slik gjennomstrømning. På denne måte er strupningen av fluidstrømmen gjennom portene 162,164 som beskrevet mer i detalj i det følgende uendelig variabel.
Et radialt motstående par av hver av portene 162,164 er fortrinnsvis innbefattet for å begrense erosjonsvirkningen på plugghylsen 130 og trimmehylsen 128 som skyldes gjennomstrømningen. I tillegg er det fordelaktig at trimmehylsen 128 har en utadrettet strømningsavbøyende leppe 172 utformet ved en nedre ende for ytterligere å begrense erosjonsvirkninger. Leppen 172 kan i visse henseender være lik den som finnes på Master Flo Trim som er angitt ovenfor.
Portene 162 er forholdsvis mindre enn portene 164 for å skape en første forholdsvis fin regulert gjennomstrømning mens portene 164 er forholdsvis større for å skape et bredere område av regulert gjennomstrømning. Det skal imidlertid påpekes at andre utformninger av portene 162 og 164 kan benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse, f.eks. kan trimmesettet 156 innbefatte bare et enkelt par porter istedenfor to par. I tillegg kan portene 162 og 164 være identiske eller de kan være formet forskjellig. Hver av strømningsportene 162 og 164 kan således være dimensjonert på annen måte, plassert på annen måte, dimensjonert på annen måte i forhold til hverandre og plassert på annen måte i forhold til hverandre uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
En radialt forminsket ytre del 176 av trimmehylsen 128 ligger under en rekke knaster 178 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen (bare en av disse er synlig på fig. 9A). Knastene 178 er anbragt radialt glidbart gjennom den øvre del 152 av ventilhylsen 142. På en måte som vil bli nærmere beskrevet i det følgende vil knastene 178 ligge aksialt an mot en skrånende skulder 180 på utsiden av trimmehylsene 128 når trimmehylsen forskyves aksialt oppad hvorved knastene og ventilhylsen 142 forskyves aksialt oppad sammen med trimmehylsen.
Det vises nå til fig. 10A-10B der strupeanordningen 110 som eksempel er vist i en
stilling der trimmehylsen 128 er blitt forskjøvet et stykke aksialt oppad ved betjening av drivanordningen 112 for å forskyve dens spindel 114 oppad i forhold til husanordningen 116. Skulderen 180 på trimmehylsen 128 har aksialt kommet i anlegg mot knastene 178 og dette fører til at ventilhylsen 142 og knastene også blir aksialt forskjøvet oppad i forhold til husanordningen 116.
I tillegg finnes det en rekke knaster 158 som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen (bare en av disse er synlig på fig. 10A) som er radialt glidbart anordnet gjennom ringen 150 og som nå kan forskyves radialt innad mot det radialt forminskede parti 176 på trimmehylsen 128. Før slik oppad rettet bevegelse av trimmehylsen 128 ble knastene 158 holdt radialt utad av et radialt utvidet parti 160 som er utformet på drivanordningens spindel 114 (se fig. 9A). Knastene 158 motvirket den aksiale forspenningskraft som utøves av forspenningsanordningen 148 ved aksialt anlegg mot en skråttstilt skulder 154 som er utformet innvendig på husanordningen 116. Med trimmehylsen 128 innstilt som vist på fig. 10A-10B kommer knastene 158 nå aksialt i anlegg både mot skulderen 154 og en skråttstilt skulder 166 som er dannet på utsiden av drivanordningens spindel 114. Det skulle være klart at hvis trimmehylsen 128 forskyves videre aksialt oppad i forhold til husanordningen 116 vil knastene 158 forskyves videre radialt innad inntil de blir liggende radialt mellom det radialt forminskede parti 176 på trimmehylsen og en aksial boring 168 i husanordningen 116 (se fig. 11). På denne måte får ventilhylsen 142 anledning til å forskyve seg aksialt opp mot trimmehylsen 128 mens forspenningskraften fra forspenningsanordningen 148 blir motvirket ved aksial kontakt mellom knastene 158 og skulderen 166 og ved aksial kontakt mellom knastene 178 og skulderen 180.
Ytterligere aksial forskyvning oppad av trimmehylsen 128 i forhold til husanordningen 116 vil føre til at ventilen 140 åpner siden ventilhylsen 142 ikke lenger vil ligge tettende an mot ventilsetet 144.1 dette tilfelle kan fluid strømme fra det ytre området 124 gjennom åpningene 138 og til det indre av husanordningen 116. Andre låseanordninger kan benyttes for å få til forskyvning av ventilhylsen 142 sammen med trimmehylsen 128 og/eller for å holde forspenningsanordningen 148 under forskyvning av ventilhylsen, f.eks. spennhylser, sneppringer etc. kan benyttes istedenfor knastene 158,178 uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
Det skal påpekes at selv om en meget liten fluidstrøm kan tillates fra åpningene 138 til fluidpassasjen 126 når ventilen 140 først åpnes, men før noen av portene 162,164 er blitt delvis eller helt åpnet av trimmehylsen 128 blir slik strøm stort sett hindret av det forhold at trimmehylsen ligger over plugghylsen 130.
Trimmehylsen 128 kan forskyves til den stilling som er vist på fig. 10A-10B av drivanordningens spindel 114 med et forskyvningsverktøy som griper sammen med et forskyvningsprofil utformet innvendig på hylsen eller drivanordningens dor eller med en annen egnet fremgangsmåte uten at dette avviker fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. I tillegg kan hylsen 128 arreteres i en ønsket stilling ved bruk av en eller flere løsbare låseanordninger. En egnet forskyvningsprofil og låseanordning er beskrevet i den samtidig løpende patentansøkning det er vist til og som har dokument nr. 970331 Ul USA.
Det vises nå videre til fig. 11 A-I IB der strupeanordningen 110 er gjengitt med trimmehylsen 128 forskjøvet videre aksialt oppad i forhold til plugghylsen 130. Det skal påpekes at ventilen 140 er sperret i en helt åpen stilling med knastene 178 radialt ute i anlegg med en radialt utvidet omløpende fordypning 182, utformet innvendig i husanordningen 116. Med knastene 178 frigjort på denne måte fra skulderen 180 forskyves ikke ventilhylsen 142 lenger oppad sammen med trimmehylsen 128.1 tillegg skal det påpekes at knastene 158 er forskjøvet ytterligere radialt innad i boringen 168. På denne måte forblir knastene 158 i inngrep med skulderen 166 (se fig. 10A) og ytterligere aksial forskyvning oppad av trimmehylsen 128 i forhold til husanordningen 116 vil tillate forspenningsanordningen 148 å utvide seg aksialt.
Portene 162 er nå fullstendig avdekket av trimmehylsene 128 og portene 164 er delvis avdekket av trimmehylsen. Fluid (angitt med pilene 184) kan nå flyte fra området 124 inn gjennom åpningene 138 og inn gjennom portene 162,164 inn i fluidpassasjen 126 der de blandes med fluidet 120. Trimmehylsen 128 kan forskyves videre aksialt oppad for helt å avdekke portene 164 og kan stilles inn variabelt i forhold til portene 162 og 164 for variabel regulering av gjennomstrømningen.
Drivanordningen 112 er fortrinnsvis av den type som ikke forskyver trimmehylsen 128 oppad eller nedad hvis den ikke spesielt styres for å gjøre dette, dvs. at trimmehylsen ikke blir forspent oppad eller nedad av spindelen 114 eller andre deler før slik forspenning er spesielt ønsket. På denne måte er strupeanordningen 110 ikke av en "normalt lukket" eller "normalt åpen" type og svikt i drivanordningen 112 vil ikke innvirke på stillingen av trimmehylsen 128 i forhold til plugghylsen 130 eller stillingen av ventilhylsen 142 i forhold til setet 144. Det skal også påpekes at forspenningsanordningen 148 bare forspenner ventilen mot dens lukkestilling når trimmehylsen 128 er tilstrekkelig langt forskjøvet nedad til i det vesentlige å hindre fluidstrømning gjennom portene 162,164 og at forspenningsanordningen bare forspenner trimmehylsen oppad etter at knastene 178 er trukket inn i det radielt forminskede parti 176 etter at trimmehylsen er forskjøvet tilstrekkelig langt nedad til i det vesentlige å stenge for fluidstrømning gjennom portene 162 og 164 og før knastene 158 blir radialt utad understøttet av det radialt utvidede parti 160. Imidlertid skulle det være klart at andre drivanordninger kan benyttes sammen med strupeanordningen 110 og trimmehylsen 128 kan forspennes på annen måte f.eks. for å holde strupeanordningen normalt åpen uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
Det skal påpekes at strupeanordningen 110 kan føres tilbake til dens stilling som er vist på fig. 10A-10B eller fig. 9A-9B ved ganske enkelt å forskyve trimmehylsen 128 nedad i forhold til huset 116 ved bruk av drivanordningen 112. Slik nedad rettet forskyvning av trimmehylsen 128 vil la knastene 178 igjen trekke seg radialt innad til anlegg med det radielt forminskede parti 176 og til anlegg mot skulderen 180 for derved å sette ventilhylsen 142 i stand til å forskyve seg nedad sammen med trimmehylsen. Tilstrekkelig nedadrettet bevegelse av trimmehylsen 128 vil også skape tettende anlegg for ventilhylsen 142 mot setet 144 og dette tettende anlegg ville bli forbedret med forspenningskraften fra forspenningsanordningen 148.
Det skal påpekes at forspenningsanordningen 148 blir trykket sammen ved nedad rettet forskyvning av trimmehylsen 128 før knastene 178 forskyves radialt inn i det radialt forminskede parti 176. Ytterligere nedadrettet bevegelse av trimmehylsen 128 vil la knastene 158 stikke radialt ut i inngrep med fordypningen 182 og med det radialt utvidede parti 160 som utadrettet understøttelse av knastene 158 slik at ventilen 140 låses i sin lukkestilling.
Det skulle således være klart for en fagmann på dette området at med egnet modifikasjon, f.eks. veksling av plugghylsen 130 med hylsen 128 kan plugghylsen isteden forskyves av spindelen 114 i forhold til hylsen for å muliggjøre en variabel begrenset fluidforbindelse mellom området 124 og fluidpassasjen 126. Som et alternativ kan både plugghylsen 130 og hylsen 128 forskyves i forhold til husanordningen 116 og i forhold til hverandre. Uansett hvorledes den innbyrdes forskyvning finner sted vil slik innbyrdes forskyvning muliggjøre variabel strupning av fluidstrømmen gjennom strømningsportene 162,164 og forskyvning i forhold til husanordningen 116 vil muliggjøre tettende anlegg mot setet 144 når det er ønskelig.
Hver av portene 162 og 164 er fortrinnsvis i flukt med en av åpningene 138 og videre er det fordelaktig at de kombinerte strømningsarealer for portene 162 og 164 og de kombinerte strømningsarealer for åpningene 138 er likt dimensjonert for å gjøre gjennomstrømningsmotstanden minst mulig og for å redusere friksjonstap og erosjon av strupeanordningen 110. Det skulle imidlertid være klart at det ikke er nødvendig å holde seg til prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse når det gjelder at portene 162 og 164 og åpningene 138 bør være direkte i flukt med hverandre eller at portene 162 og 164 eller en hvilken som helst kombinasjon av dem skal være identiske i størrelse og form eller antall med åpningene 138. Hvis portene 162 og 164 ikke er i flukt med åpningene 138 med strupeanordningen 110 i helt åpen stilling er det fordelaktig at et tilstrekkelig stort ringrom finnes mellom utsiden av plugghylsen 130 og det indre av husanordningen 116 slik at fluidstrømning mellom disse har minst mulig motstand. Selv om fig. 1 IB som eksempel viser plugghylsen 130 stilt slik at portene 162 og 164 er direkte i flukt med tilsvarende av åpningene 138 (den viste port 164 er i flukt med en åpning 138 som står 90° fra den viste åpning 138) skulle det være klart at slik innretning ikke er nødvendig for driften av strupeanordningen 110. For å oppnå slik direkte innretning av portene 162 og 164 med åpningene 138 kan imidlertid plugghylsen 130, hylsen 128 og/eller spindelen 114 bli sperret mot rotasjon i forhold til husanordningen 116 på en måte som hindrer skjevinnstilling mellom portene og åpningene. F.eks. kan et radialt utstikkende fremspring eller en kile være anordnet på huset 130 og/eller hylsen 128 og samvirke med glidende inngrep med et spor eller et kilespor som er utformet innvendig på husanordningen 116, etc. for derved å hindre relativ forskyvning mellom plugghylse og husanordning i omkretsretningen.
Portene 162 står fortrinnsvis diametralt mot hverandre og portene 164 står diametralt mot hverandre. Det antas at den diametralt motstående orientering av portene 162 og 164 fører til redusert erosjon av plugghylsen 130 ved at innadrettet fluid 184 som strømmer gjennom en av to diametralt motstående porter vil overlagre/forstyrre med det fluid som strømmer innad gjennom den andre port og derved far strømningshastigheten til å avta og som følge av dette reduseres fluidets bevegelsesenergi. På denne måte vil det innstrømmende fluid som flyter i sentrum av plugghylsen 130 avgi energi til seg selv og redusere erosjonen ved å inneholde virveldannelser og strupeslitasje inne i plugghylsen.
I tillegg er det fordelaktig at hver av settene 162 og 164 med strømningsporter innbefatter enkeltvise porter med lik størrelse som finnes parvis eller i større antall så lenge geometrien for portene er slik innrettet at de fører til samling av fluid som strømmer gjennom portene og slik at samlingen finner sted eller nær ved sentrum av plugghylsen 130 og i avstand fra portene og andre strømningsregulerende komponenter i strupeanordningen 110. Som et eksempel på alternative foretrukne utførelser av strømningsportsettet 164 kunne det finnes tre porter med samme størrelse og geometri anordnet i avstand fra hverandre rundt omkretsen av plugghylsen 130 med avstander på 120° eller fire porter med lik størrelse og geometri kunne være anbragt rundt omkretsen av plugghylsen i 90° avstand.
En særlig fordelaktig utførelse av oppfinnelsen som her er beskrevet er at deler av denne kan erodere under normal bruk uten at dette innvirker på strupeanordningens 110 evne til å stenge av gjennomstrømmende fluider. F.eks. kan leppen 172 på strømningsportsettet 162 og 164 og det indre av plugghylsen 130 etc. erodere uten skade på setet 144, tetningen 146 eller materialet 106 om den benyttes. Der det er viktig av sikkerhetshensyn at fluidtett lukning bevares for brønnen vil således strupeanordningen 110 stenge for gjennomstrømning av fluid selv om strupekomponentene for fluid er blitt nedbrutt i kvaliteten.
Det skal påpekes at hvis trimmehylsen 128 forskyves i forhold til plugghylsen 130 kan gjennomstrømning gjennom trimmesettet 156 delvis eller helt stenges på grunn av den delvise eller fullstendige overlapping av trimmehylsen over portene 162 og/eller portene 164. På denne måte kan strømningsraten for fluid 184 gjennom trimmesettet 156 reguleres på en enkel måte. Det skal påpekes at slik regulering av fluidstrømmen gjennom trimmesettet 156 oppnås uten innvirkning på stillingen av ventilen 140 mens knastene 178 forblir i inngrep med utsparingen 182. Det skulle også være klart at hvis trimmehylsen 128 forskyves aksialt tilstrekkelig langt nedad til at det radielt forminskede parti 176 ligger under knastene 178 vil imidlertid knastene få anledning til å trekke seg radialt innad og ventilhylsen 142 vil bli forskjøvet aksialt nedad sammen med trimmehylsen til lukkestilling for ventilen 140.
Det er en særlig fordel ved foreliggende oppfinnelse at fluidene 120,184 kan blandes sammen i fluidpassasjen 126 og strømningsraten for hver kan reguleres nøyaktig ved bruk av en eller flere av strupeanordningene 110 som er beskrevet ovenfor. F.eks. kan en annen strupeanordning svarende til den viste strupeanordning 110 installeres under strupeanordningen 110 for å regulere strømningsraten for fluidet 120 mens strupeanordningen 110 regulerer strømningsraten for fluidet 184. Når strupeanordningen 110 benyttes i en injiseringsoperasjon kan strupeanordningen som et alternativ benyttes til å regulere strømningsraten for fluid ut gjennom åpningene 138 og alene eller i kombinasjon med ytterligere strupeanordninger kan den benyttes til nøyaktig regulering av strømningsratene for fluid inn i et flertall soner i en brønn. Det skulle derfor være klart for en fagmann på området at de relative forhold mellom fluidene 120,184 som produseres gjennom rørstrengen 118 for et anlegg med et flertall soner på en enkel måte kan reguleres ved at større eller mindre fluidstrømningsrater tillates etter valg gjennom trimmesettet 156. Naturligvis vil strupeanordningen 110 også være hensiktsmessig ved anlegg med enkel sone for å regulere fluidstrøm inn i eller ut av denne enkle sone.
Som vist som eksempel på fig. 1 IB vil leppen 172 avbøye fluid 184 som strømmer gjennom portene 164 for å redusere erosjonen av trimmehylsen 128 og plugghylsen 130. Det skulle være klart for en fagmann på dette området at trimmehylsen 128 kan utstyres med strømavbøyningslepper som er orientert på annen måte og også kan forskyves i forhold til plugghylsen 130 i omkretsretningen eller på annen måte for å få til tilsvarende resultater. Hvis f.eks. trimmehylsen 128 er forsynt med åpninger som f.eks. åpningene 60, 66 i den tidligere beskrevne strupeinnretning 10 og trimmehylsen dreies rundt plugghylsen 130 kan en eller flere av portene 162 og 164 bli delvis eller fullstendig stengt av trimmehylsen hvorved fluidstrømning gjennom trimmesettet 156 reguleres.
Disse og andre alternative utførelser av trimmehylsen 128, den strømavbøyende leppe 172, portene 162 og 164 og eventuelle åpninger som strekker seg gjennom trimmehylsen kan benyttes uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. Således kan en hvilken som helst forskyvningsmåte for trimmehylsen 128 i forhold til plugghylsen 130 for å åpne et trimmesett 156 eller velge fra et flertall trimmesett benyttes innenfor rammen av prinsippene ved foreliggende oppfinnelse.
Det er således blitt beskrevet en strupeanordning 110 og fremgangsmåter til styring av fluidstrøm i brønnen ved bruk av strupeanordningen der det oppnås pålitelighet, robusthet, lang levetid og der det ikke kreves kompliserte mekanismer. Naturligvis kan modifikasjoner, utskiftninger, tilføyelser utelatelser etc. gjøres ved den utførelse som her er beskrevet som eksempel og også disse endringer vil være nærliggende for fagfolk på området og slike endringer er dekket av prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. F.eks., og som angitt ovenfor, kan portene 162 og 164 og åpningene 138 være formet forskjellig, anordnet på annen måte, noen av dem kan utelates, uten at dette avviker fra prinsippene ved foreliggende oppfinnelse. I tillegg kan drivanordningens spindel 114 være løsbart festet til trimmehylsen 128 slik at hvis drivanordningen 112 blir satt ut av virksomhet kan trimmehylsen 128 forskyves uavhengig av spindelen. Som et annet eksempel kan trimmehylsen 128 forskyves i perifer-retningen istedenfor aksialt for å selektivt åpne et flertall trimmesett, som f.eks. trimmesett som er plassert radialt rundt plugghylsen 130.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte til styring av fluidstrømning inn i en rørstreng (18) som er anbragt i en underjordisk brønn,karakterisert vedat den omfatter følgende trinn: feste av en drivanordning (12) til rørstrengen (18); operativt feste av en strupeanordning (10) til drivanordningen (12), hvilken strupeanordning (10) er i stand til å regulere fluidstrømning gjennom en sidevegg, og hvilken strupeanordning (10) innbefatter første og andre trimmesett (56, 58) og en ventil (40); aktivering av drivanordningen (12) for å åpne ventilen (40); aktivering av drivanordningen (12) for å regulere fluidstrømning gjennom det første trimmesett (56); og aktivering av drivanordningen (12) for å regulere fluidstrømning gjennom det andre trimmesett (58).
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat trinnet med aktivering av drivanordningen (12) for å regulere fluidstrømning gjennom det første trimmesett (56) videre omfatter i det vesentlige forhindring av fluidstrømning gjennom det andre trimmesett (58).
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat trinnet med aktivering av drivanordningen (12) for å åpne ventilen (40) videre omfatter låsing av ventilen (40) i en åpen stilling, og videre omfatter trinnet med opprettholdelse av ventilen (40) i åpen stilling under trinnene med aktivering av drivanordningen (12) for å regulere fluidstrømning gjennom det første trimmesett (56) og aktivering av drivanordningen (12) for å regulere fluidstrømning gjennom det andre trimmesett (58).
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat de første og andre trimmesett (56, 58) er utformet på en hylse (54) koaksialt anordnet i forhold til en plugghylse (30).
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat trinnet med aktivering av drivanordningen (12) for å åpne ventilen (40) foregår ved forskyvning av enten hylsen (54) eller pluggen (30) i forhold til den andre av hylsen (54) eller plugghylsen (30).
6. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat trinnet ved aktivering av drivanordningen (12) for å regulere fluidstrømning gjennom det første trimmesett (56) utføres ved forskyvning av enten hylsen (54) eller plugghylsen (30) i forhold til den andre av hylsen (54) eller plugghylsen (30).
7. Strupeanordning (10,110) som kan anbringes operativt i en underjordisk brønn,karakterisert vedat den omfatter: en generelt sett rørformet plugghylse (30,130) med minst en strømningsport (64,164) gjennom en sidevegg; en stort sett rørformet hylse (54, 128) som er glidbart anordnet i forhold til plugghylsen (30, 130), hvilken hylse (54,128) kan stilles inn variabelt i forhold til plugghylsen (30, 130) for variabelt å regulere fluidstrømningen gjennom strømningsporten (64,164); og en ventil (40,140) som er innrettet til etter valg å stenge eller åpne for fluidstrømning gjennom strømningsporten (64,164).
8. Strupeanordning (10) ifølge krav 7,karakterisert vedat ventilen (40,140) er innrettet til etter valg å stenge eller åpne for fluidstrømning gjennom porten (64,164) ved glidende forskyvning av hylsen (54, 128).
9. Strupeanordning (10) ifølge krav 7,karakterisert vedat hylsen (54) omfatter minst en åpning (60) gjennom en sidevegg av hylsen.
10. Strupeanordning (10) ifølge krav 9,karakterisert vedat åpningen (60) har en innadrettet leppe (72) utformet på en omkretskant av denne.
11. Strupeanordning (110) ifølge krav 7,karakterisert vedat hylsen (128) har en utadrettet leppe (172) utformet på en ende av denne.
12. Strupeanordning (10,110) ifølge krav 7,karakterisertv e d at den videre omfatter en forspenningsanordning (48,148) som er utformet for å forspenne ventilen (40,140) mot en valgt stengning eller åpning for fluidstrømning gjennom strømningsporten (64,164).
13. Strupeanordning (10,110) ifølge krav 7,karakterisertv e d at hylsen (54,128) samvirker med ventilen (40,140) og låser ventilen (40, 140) slik at fluidstrømning blir tillatt gjennom strømningsporten (64,164) når hylsen (54,128) forskyves over en forhåndsbestemt lengde i forhold til plugghylsen (30,130).
14. Strupeanordning (10,110) ifølge krav 7,karakterisertv e d at hylsen (54,128) er i det vesentlige fri for forspenningskraft som utøves på den når ventilen (40,140) stenger for fluidstrømning gjennom strømningsporten (64, 164).
NO19983340A 1997-07-21 1998-07-20 Stromningsstyreanordning for bruk i en underjordisk bronn og tilhorende fremgangsmate NO317210B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/898,504 US5957208A (en) 1997-07-21 1997-07-21 Flow control apparatus

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO983340D0 NO983340D0 (no) 1998-07-20
NO983340L NO983340L (no) 1999-01-22
NO317210B1 true NO317210B1 (no) 2004-09-20

Family

ID=25409554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19983340A NO317210B1 (no) 1997-07-21 1998-07-20 Stromningsstyreanordning for bruk i en underjordisk bronn og tilhorende fremgangsmate

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5957208A (no)
EP (1) EP0893575B1 (no)
AU (1) AU733356B2 (no)
BR (1) BR9802730B1 (no)
CA (1) CA2243793C (no)
DE (1) DE69838568T2 (no)
NO (1) NO317210B1 (no)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2344364B (en) * 1998-11-20 2003-07-09 Klaas Johannes Zwart Flow control device
FR2790510B1 (fr) * 1999-03-05 2001-04-20 Schlumberger Services Petrol Procede et dispositif de controle de debit en fond de puits, a commande decouplee
GB2399847A (en) * 2000-08-17 2004-09-29 Abb Offshore Systems Ltd Flow control device
WO2002018743A1 (en) 2000-08-31 2002-03-07 Halliburton Energy Services, Inc. Multi zone isolation tool and method for subterranean wells
US6422317B1 (en) 2000-09-05 2002-07-23 Halliburton Energy Services, Inc. Flow control apparatus and method for use of the same
FR2823528B1 (fr) * 2001-04-12 2004-11-12 Schlumberger Services Petrol Procede et dispositif de controle de debit en fond de puits, a orientation de flux
US6763892B2 (en) * 2001-09-24 2004-07-20 Frank Kaszuba Sliding sleeve valve and method for assembly
US6789628B2 (en) 2002-06-04 2004-09-14 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methods for controlling flow and access in multilateral completions
US7363981B2 (en) * 2003-12-30 2008-04-29 Weatherford/Lamb, Inc. Seal stack for sliding sleeve
ATE542026T1 (de) * 2005-02-08 2012-02-15 Welldynamics Inc Strömungsregler zum einsatz in einer unterirdischen bohrung
CA2610365A1 (en) * 2005-05-31 2006-12-07 Welldynamics, Inc. Downhole ram pump
US7377327B2 (en) * 2005-07-14 2008-05-27 Weatherford/Lamb, Inc. Variable choke valve
AU2006318890A1 (en) * 2005-11-24 2007-05-31 Churchill Drilling Tools Limited Downhole tool
NO327545B1 (no) * 2007-08-07 2009-08-10 Petroleum Technology Company A Anordning for injeksjon av fluider
US7980316B2 (en) * 2008-04-23 2011-07-19 Schlumberger Technology Corporation Formation isolation valve
US8727026B2 (en) * 2008-12-31 2014-05-20 Weatherford/Lamb, Inc. Dual isolation mechanism of cementation port
US8657010B2 (en) 2010-10-26 2014-02-25 Weatherford/Lamb, Inc. Downhole flow device with erosion resistant and pressure assisted metal seal
BR112015012448B1 (pt) 2013-01-22 2021-09-08 Halliburton Energy Services, Inc Dispositivo de controle de fluxo para uso com um poço subterrâneo, e, método para regular fluxo entre um interior e um exterior de uma coluna tubular em um poço
US9328558B2 (en) 2013-11-13 2016-05-03 Varel International Ind., L.P. Coating of the piston for a rotating percussion system in downhole drilling
US9415496B2 (en) 2013-11-13 2016-08-16 Varel International Ind., L.P. Double wall flow tube for percussion tool
US9562392B2 (en) 2013-11-13 2017-02-07 Varel International Ind., L.P. Field removable choke for mounting in the piston of a rotary percussion tool
US9404342B2 (en) 2013-11-13 2016-08-02 Varel International Ind., L.P. Top mounted choke for percussion tool
US9638000B2 (en) 2014-07-10 2017-05-02 Inflow Systems Inc. Method and apparatus for controlling the flow of fluids into wellbore tubulars
US10378309B2 (en) 2014-12-30 2019-08-13 Cameron International Corporation Choke valve trim
BR112017016929B1 (pt) 2015-03-24 2022-03-22 Halliburton Energy Services, Inc Conjunto de controle de fluxo, sistema de poço e método
WO2016153491A1 (en) 2015-03-24 2016-09-29 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole flow control assemblies and methods of use
US10197077B2 (en) 2016-11-10 2019-02-05 Sri Energy, Inc. Precise choke systems and methods
WO2018125198A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Halliburton Energy Services, Inc. Sliding sleeve having a flow inhibitor for well equalization
US10837561B2 (en) 2017-02-16 2020-11-17 National Oilwell Varco, L.P. Intermitter valve
US10612346B2 (en) * 2017-06-14 2020-04-07 Spring Oil Tools Llc Concentric flow valve
US11851986B2 (en) * 2018-11-23 2023-12-26 Torsch Inc. Sleeve valve
US10907444B1 (en) * 2019-07-09 2021-02-02 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Choke system for a downhole valve
CN110374576B (zh) * 2019-09-05 2020-04-14 大庆华油石油科技开发有限公司 一种用于油田地层压裂的喷砂器
US11885198B2 (en) 2020-06-30 2024-01-30 Sri Energy, Inc. Choke system with capacity for passage of large debris
US11933415B2 (en) * 2022-03-25 2024-03-19 Weatherford Technology Holdings, Llc Valve with erosion resistant flow trim

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4134454A (en) * 1977-09-21 1979-01-16 Otis Engineering Corporation Multi-stage sliding valve fluid operated and pressure balanced
US4429747A (en) * 1981-09-01 1984-02-07 Otis Engineering Corporation Well tool
US4576233A (en) * 1982-09-28 1986-03-18 Geo Vann, Inc. Differential pressure actuated vent assembly
US4569370A (en) * 1983-11-14 1986-02-11 Best Industries, Inc. Balanced double cage choke valve
GB8712056D0 (en) * 1987-05-21 1987-06-24 British Petroleum Co Plc Insert choke & control module
US4896722A (en) * 1988-05-26 1990-01-30 Schlumberger Technology Corporation Multiple well tool control systems in a multi-valve well testing system having automatic control modes
US5156220A (en) * 1990-08-27 1992-10-20 Baker Hughes Incorporated Well tool with sealing means
US5431188A (en) * 1994-03-25 1995-07-11 Master Flo Valve, Inc. Flow trim for choke
US5443124A (en) * 1994-04-11 1995-08-22 Ctc International Hydraulic port collar
US5465787A (en) * 1994-07-29 1995-11-14 Camco International Inc. Fluid circulation apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP0893575A3 (en) 2000-03-22
AU733356B2 (en) 2001-05-10
EP0893575A2 (en) 1999-01-27
CA2243793C (en) 2008-07-15
CA2243793A1 (en) 1999-01-21
NO983340L (no) 1999-01-22
BR9802730A (pt) 1999-11-09
DE69838568T2 (de) 2008-02-21
US5957208A (en) 1999-09-28
NO983340D0 (no) 1998-07-20
BR9802730B1 (pt) 2009-05-05
AU7615998A (en) 1999-01-28
EP0893575B1 (en) 2007-10-17
DE69838568D1 (de) 2007-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO317210B1 (no) Stromningsstyreanordning for bruk i en underjordisk bronn og tilhorende fremgangsmate
EP0998619B1 (en) Variable choke for use in a subterranean well and method of controlling a fluid flow
NO316396B1 (no) Str degree mningsstyreanordning for bruk i en underjordisk br degree nn og tilh degree rende fremgangsmåte
US6422317B1 (en) Flow control apparatus and method for use of the same
US6263910B1 (en) Valve with secondary load bearing surface
US6289926B1 (en) Flapper valve assembly with seat having load bearing shoulder
US7252153B2 (en) Bi-directional fluid loss device and method
US7152688B2 (en) Positioning tool with valved fluid diversion path and method
NO323732B1 (no) Anordning og fremgangsmate for trinnlos styring av ventil
US8434515B2 (en) Sleeve valve
US11203917B2 (en) Equalizing device for safety valves
US9051809B2 (en) Casing relief valve
AU754526B2 (en) Flow control apparatus
AU755555B2 (en) Flow control apparatus for use in a subterranean well and associated methods
AU754854B2 (en) Flow control apparatus with specific latching means for use in a subterranean well and associated methods

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees