NO317309B1 - Spylesystem for hydraulisk styreledning - Google Patents

Abstract

En spyleventil for et hydraulisk flerlednings-system omfatter en to-grenet manifold, hvor to-greningen tilveiebringes av et stempel (22) som kan påvirkes hydraulisk, mekanisk, elektrisk-magnetisk eller ved fiberoptiske midler. Stempelet eller ventillegemet (22) er utformet med en port (24) som strekker seg diametralt gjennomgående og er orientert for å bringes koaksialt med et innløp og utløp i manifolden ved påvirkning av stempelet. Med porten brakt i flukt med manifold-innløpet og -utløpet, kan hydraulikkfluidet i systemet fortrenges av nytt fluid. Stempelet (24) blir da deaktivert, hvilket fører fil at porten (24) kommer ut av flukt med manifold-innløpet og -utløpet. I denne tilstand er hydraulikksystemet igjen avtettet og fungerer normalt.

Description

Oppfinnelsen angår oljefelt-verktøy. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen hydraulisk, via flere ledninger, drevne verktøy, og fornying av angjeldende hydrauliske fluid.

Brønnverktøy som anvender hydrauliske styreledninger som er blitt skadelig påvirket av forurensninger, har vært kjent i mer enn tyve år. Forurensning av det hydrauliske fluid kan forårsake alt fra en mindre reduksjon i verktøyets effektivitet til et fullstendig verktøy-havari.

Vanlige tegn på forurensete hydraulikkfluider omfatter tette styreledninger og skadelig påvirkete tetningssystemer. For å unngå disse hendelser, som ofte nødvendiggjør for tidlig overhaling, omfatter teknikkens stilling spyling av hydraulikkfluid til brønnens rtngrom eller til produksjonsrøret. Selv om slik spyling innfø-rer nytt hydraulikkfluid, er den i de fleste tilfeller ikke fullstendig effektiv, ettersom man ikke kan være sikker på at alt fluidet er spylt. Dessuten kan åpningen som lar spylefluidet strømme til ringrommet eller produksjonsrøret, utsettes for feilfunk-sjon og slippe forurensninger inn i styreledninger og derved virke til at utbedringen blir årsak til problemet. Dessuten går det spylte fluid tapt og ingen analyse kan foretas på dette fluid med hensyn til type og mulig forurensningskilde. Som ek-sempler på kjent teknikk på området, kan nevnes US 5 456 078, US 3 993 100 og GB 1 142 216.

Andre kjente systemer prøver ganske enkelt å bygge hydrauliske verktøy som arbeider tilfredsstillende med forurenset fluid. Selv om dette kan ansees å løse problemet, gjelder dette bare når et slikt verktøy faktisk er riktig konstruert til å utføre dette, og med store omkostninger.

Filtreringssystemer er også blitt benyttet, men bare med marginale fordeler. Noen av forurensningene skyldes faktisk en uforenelighet mellom hydraulikkfluidet og elastomer-forbindelsene i systemet. Når dette er årsaken, vil alene filtrering av fluidet bare løse en del av problemet. En svikt er fremdeles uunngåelig på grunn av de nedbrutte elastomerer.

Til tross for de anstrengelser som tidligere er gjort for å unngå forurens-ningsproblemene som hydraulisk styrte brønnverktøy utsettes for, har oljefelt-industrien fremdeles behov for å foreta tidligere overhalinger og utskifting av verk-tøy på grunn av forurensning i hydrauliske styreledninger.

Formålet med oppfinnelsen er å overvinne eller minske ovennevnte ulem-per ved teknikkens stilling, og dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved et spylesystem for minst to hydrauliske styreledninger til brønnverktøy som angitt i det etter-følgende krav 1, samt en fremgangsmåte for spyling av hydrauliske styresystemer for brønnverktøy, som angitt i det etterfølgende krav 6. Fordelaktige utføringsfor-mer av oppfinnelsen er angitt i de øvrige krav.

Spyleventilen ifølge oppfinnelsen krever minst to hydrauliske styreledninger for å oppnå den tilsiktete lukkete sløyfe-funksjonen. Ventilen, som er valgvis aktiverbar, forbinder de to hydrauliske styreledninger fortrinnsvis under det dypeste brønnverktøyet, slik at alle deler av nedihulls-ledningen nær et verktøy vil bli spylt. Ved åpning av ventilen og innføring av nytt hydraulikkfluid i én av de tilkoblete ledninger, spyles systemet ned denne ledningen, gjennom ventilen og opp gjennom den andre ledning tilbake til overflaten. Systemet gir en bekreftelse på fullstendig spyling av de to ledninger ved overvåking av fluidet som presses ut av den andre styreledning. Når spylefluidet strømmer rent, er fluid-utskiftingen fullstendig. Muligheten til å bekrefte fullstendighet er fordelaktig.

Også fordelaktig er muligheten til å teste spylefluidene for deres grad av forurensning. Analyse av det forurensete fluid kan gi innsikt med hensyn til hvor forurensningen finner sted og kan muliggjøre en utbedring der teknikkens stilling kanskje hadde foreslått en utskifting.

Ettersom systemet utgjør en lukket sløyfe, er der ingen innkonstruerte deler av systemet som kan lekke forurensning inn i systemet.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor like elementer har samme henvisningstall i de forskjellige figurer og hvor: Figur 1 er et tverrsnitt-riss av et ventilhus og manifold med tilkoblinger for to hydrauliske styreledninger, og Figur 2 er en skjematisk gjengivelse av et hydraulisk flerlednings-system ifølge oppfinnelsen, som viser en foretrukket posisjon for spyleventilen.

I figur 1 er det vist et ventilhus 10 som er utstyrt med tilkoblinger 12 og 14, fortrinnsvis gjenget, men andre pålitelige fastholdingsmekanismer kan godtas. Hver tilkobling 12 og 14 er beregnet på å tilkoble en hydraulikkledning 30 eller 32 (vist i figur 2). Hver tilkobling 12 og 14 er forbundet med en rørledning. Rørled-ningene er gitt henvisningstallene henholdsvis 16 og 18 i figur 1. Rørledningene 16 og 18 er rettet slik at de krysser en valgvis aktiverbar ventil 20 som selektivt kan la fluid strømme fra en rørledning 16 til den andre 18 eller omvendt, avhengig av trykkgradienten. Etter åpning av ventilen 20, kan fluid tilføres til en styreledning ved overflaten og sirkuleres ned gjennom denne ledning til ventilen og deretter tilbake til overflaten i den andre ledningen. Ventilen skaper således en sløyfe i to for øvrig uavhengige systemer.

Ventilen vist i figur 1 er bare én mulig ventilkonstruksjon, og det ligger innenfor rammen av oppfinnelsen å benytte andre ventil-sammenstillinger, idet den felles faktor er evnen til å lukke eller åpne huset for gjennomstrømning av fluid. I figur 1, omfatter ventilen 20 et stempel 22 med en gjennomgående strøm-ningsport 24. Strømningsporten 24 kan bringes i flukt med eller ut av flukt med rørledningene 16 og 18 ved forskyvning av stempelet 22. I lukket stilling (vist) er strømningsporten 24 ikke i flukt med rørledningene 16 og 18. Ventilhuset 10 er fortrinnsvis utrustet med tetninger 26 for fluid-avtetning av stempelet 22 i sylinder-boringen 28, slik at rørledningen 16 og rørledningen 18 blir pålitelig og fullstendig isolert.

En fagmann på området vil innse at selve driften av stempelet kan utføres ved hjelp av forskjellige midler innbefattende, men ikke begrenset til, elektriske systemer, mekaniske systemer, elektromekaniske systemer, magnetiske systemer, hydrauliske systemer, fiberoptiske systemer eller kombinasjoner av disse. I figur 1 er det vist et arrangement med elektrisk åpning og mekanisk retur. Arran-gementet omfatter hydraulikkledninger 32 inn i en motor eller solenoid 34 som er forbundet med en aksel 36 rundt hvilken det er viklet en spiralfjær 38. Stempelet 22 er ved gjengen 40 fastskrudd til akselen 36, og motoren eller solenoiden 34 er montert til huset 10 ved hjelp av en gjenget holder 42 som er fastskrudd til huset

10 ved gjenger 44 og til motoren 34 ved gjenger 46.

Ved aktivering av motoren eller solenoiden 34 ved hjelp av elektrisk kraft, fiberoptisk lys, hydraulikkfluid, etc, beveges stempelet 22 ned mot motoren 34 og bringer porten 24 i flukt med rørledningene 16 og 18. Fluid som pumpes inn i én av hydraulikkledningene 30 fra overflaten, vil bevege tilstedeværende fluid gjennom strømningsporten 24 i stempelet 22 inn i en annen hydraulisk styreledning og tilbake til overflaten. Det brukte fluid overvåkes ved overflaten, for å bestemme når en fullstendig gjennomspyling har funnet sted. Dette bekreftes når rent fluid strømmer ut fra den andre hydrauliske styreledning. Ved slik bekreftelse bringes stempelet til å tilbakeføre strømningsporten 24 til den ikke-fluktende (lukkete) posisjon, ved å fjerne aktiveringspulsen på motoren eller solenoiden. Når ventilen er lukket, er de to hydrauliske styreledninger igjen funksjonsdyktige og fri for forurensninger.

Ved overflaten blir det forurensete fluid analysert for å få innsikt hvorfor det ble forurenset og for å ta utbedringstiltak.

Det skal forstås at bare det enkleste av systemene ifølge oppfinnelsen er blitt nærmere beskrevet. Flere styreledninger kan være samlet i huset og kom-munisere med den samme strømningsport eller forskjellige strømningsporter for hvert par regulatorer, uten å avvike fra oppfinnelsestanken og -rammen som går ut på å bevirke vedlikehold av et hydraulisk styresystem ved å bevirke regelmessig utskifting av tilhørende fluid ved innføring av en selektivt opererbar ventil.

Selv om foretrukne utføringsformer er blitt vist og beskrevet, kan forskjellige modifikasjoner og erstatninger utføres uten å avvike fra oppfinnelsestanken og -rammen. Følgelig skal det forstås at foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet i illustrasjons-øyemed og ikke i begrensnings-øyemed.

Claims (8)

1. Spylesystem med spyleventii for minst to hydrauliske styreledninger til brønnverktøy, karakterisert ved at det omfatter et ventilhus (10) som er forbundet med nevnte minst to styreledninger (30, 32) og som er anordnet nedihulls for nevnte brønnverktøy, samt en valgvis aktiverbar ventil (20) som er montert i ventilhuset (10) og som valgvis isolerer og danner fluidforbindelse mellom de minst to hydrauliske styreledninger (30, 32).

2. Spylesystem ifølge krav 1, karakterisert ved at ventilen (20) omfatter et stempel (22) som er bevegelig i en avtettet boring (28) og innbefatter en strømningsport (24), samt en valgvis aktiverbar drivinnretning (34) for stempelet (22).

3. Spylesystem ifølge krav 2, karakterisert ved at drivinnretningen (34) er en solenoid.

4. Spylesystem ifølge krav 2, karakterisert ved at drivinnretningen (34) er en optisk solenoid.

5. Spylesystem ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte minst to hydraulikkstyreledninger (30, 32) er et flertall av hydrauliske styreledninger, og at ventilhuset (10) er en manifold som er festet til nevnte flertall av hydrauliske styreledninger.

6. Fremgangsmåte for spyling av hydrauliske styresystemer for brønnverktøy, karakterisert ved at den omfatter kobling av minst to hydrauliske styreledninger (30, 32) sammen med et ventilhus (10) beliggende lengre nedihull enn et verktøy som styres, energitilførsel til ventilhuset (10) for å bevege en ventil (20) i dette for derved å få fluidforbindelse mellom de minst to hydrauliske styreledninger, samt tilsetting av fluid til én av nevnte minst to hydrauliske styreledninger inntil rent fluid detekteres ved en andre av nevnte minst to hydrauliske styreledninger.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den videre omfatter lukking av ventilen (20).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den videre omfatter analysering av fluid som gjenvinnes fra den andre av de nevnte minst to hydrauliske styreledninger.