NO323367B1 - Fremgangsmate for frakopling av kraftdrevet nedsenkbart bronnkompleteringsutstyr. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår området nedsenkbart utstyr, så som pumpesystemer for bruk i brønner, så som petroleum produksjonsbrønner, og andre nedsenkbare miljøer. Mer spesielt angår oppfinnelsen en teknikk for å kople en støtteenhet, så som en lengde av rør og intern kabel, til nedsenkbart utstyr, og for selektivt å frakople utstyret fra støtteenheten mens man etterlater visse deler av det nedsenkbare utstyr på plass.

Fra den kjente teknikk på området skal det vises til US 5 323 853.

Ved produksjon av petroleum og andre nyttige fluida fra produksjonsbrøn-ner, blir en variasjon av komponentkombinasjoner, enkelte ganger kalt kompletteringer, brukt i borehullmiljøet. F.eks., er det generelt kjent å utplassere et nedsenkbart pumpesystem i en brønn for å heve produksjonsfluida til jordoverflaten.

I dette sistnevnte eksempel, entrer produksjonsfluida brønnhullet via perforeringer utformet i et foringsrør nær produksjonsformasjonen. Fluida som finnes i formasjonen samler seg i brønnhullet og blir hevet ved det nedsenkbare pumpesystem til et samlingspunkt over jordoverflaten. I et eksempel på et nedsenkbart pumpesystem, omfatter systemet flere komponenter så som en nedsenkbar elektrisk motor som leverer energi til en nedsenkbar pumpe. Dette systemet kan videre omfatte ytterligere komponenter, så som en motorbeskytter, for å isolere motoroljen fra brønnfluida. En kopling blir også brukt til å kople nedsenkbare pumpesystem til et utplasseringssystem. Disse og andre komponenter kan kombineres i et totalt nedsenkbart pumpesystem.

Konvensjonelle nedsenkbare pumpesystemer blir utplassert inne i et brønnhull ved et utplasseringssystem som kan omfatte rør, kabel eller viklet rør. Kraft blir levert til den nedsenkbare elektriske motor via en kraftkabel som løper langs utplasseringssystemet. F.eks., med viklet rør, blir kraftkabelen enten bundet til utsiden av det viklede rør eller plassert internt i det hule indre som utformes ved det viklede rør. I tillegg, kan andre styringslinjer, så som hydrauliske styringslinjer og røromsluttede ledere (TEC) strekke seg langs eller gjennom utplasseringssystemet for å frembringe en variasjon av innganger eller kommunikasjoner med forskjellige komponenter i kompletteringen.

Når et elektrisk nedsenkbart pumpesystem utplasseres i en brønn, er det ofte beleilig å benytte viklet rør for å understøtte kompletteringsutstyret og å kanalisere kraft og andre ledere, spesielt når produksjonsfluida er lokalisert i en betydelig avstand nedenfor jordoverflaten. Vekten av det viklede rør, kraftkabelen, fluida inne i det viklede rør, styringslinjer og kompletteringsutstyr bestemmer imidlertid lengden av viklet rør som kan understøtte kompletteringen i brønnen, og vil til slutt nå materialstyrkegrensen for røret. Følgelig, er det ønskelig å minimalisere krefter forbundet med utplassering og opphenting av en komplettering, slik at det spolede rør kan utplasseres til maksimum dybde uten risiko for skade på det viklede rør eller kraftkabelen.

For fjerning av kompletteringen fra brønnen, må man vurdere slike faktorer som tillegg til den belastning som ville bli utøvet på utplasseringssystemet. Andre belastninger blir også møtt ved tilbakehenting. F.eks., et viklet rørutplasserings-system kan bli fylt med et internt fluidum for å gi oppdrift til kraftkabelen som løper gjennom det. Det "belastede" viklede rør kan imidlertid ikke bli forlenget så langt inn i brønnen som et ubelastet viklet rørutplasseringssystem, fordi vekten av det interne fluidum plasserer ytterligere krefter på det viklede rør. Fluidet øker også belastningen som bæres av utplasseringssystemet ved tilbakehenting. Andre krefter og belastninger kan resultere fra drag inne i brønnhullet, (så som på grunn av integrerte pakninger og lignende strukturer), oppsamlet sand eller silt, sten eller aggregatinnfall, osv. For å ta vare på slike belastninger er utplasseringssystemet generelt overkon-struert eller kompletteringen er plassert vesentlig høyere i brønnen enn de mekaniske styrkegrenser for utplasseringssystemet ellers ville diktere.

Når et nedsenkbart pumpesystem utplasseres til betydelige dybder i forhold til styrken av dets viklede rør, har det vært foreslått å frakople kompletteringen og fjerne det viklede rør fra brønnen separat fra kompletteringen. En arbeidsstreng, så som et viklet rør med høy strekkstyrke med et fiskeverktøy, blir så kjørt nede i borehullet og låst til kompletteringen for fjerning. Konvensjonelt har nedsenkbare pumpesystemer vært atskilt fra det viklede rør ved koplinger som brukes til å forbinde det viklede rør med kompletteringen. Konvensjonelle koplinger hadde separate komponenter forbundet med skjærepinner eller andre skjøre strukturer. For således å frakople utplasseringssystemet fra det nedsenkbare pumpesystem, er tilstrekkelig kraft utøvet på utplasseringssystemet til å skjære pinnene. Styrken til å motstå den ytterligere belastning nødvendig for å produsere denne skjæringskraften må imidlertid også bygges inn i utplasseringssystemet. Dessuten kan denne tilleggs-belastning potensielt skade det viklede rør og kraftkabelen. For å unngå slik skade, må lengden av viklet rør igjen reduseres for tilsvarende å redusere vekten som understøttes i brønnhullet. Slike begrensninger på dybden til hvilken det nedsenkbare pumpesystem kan utplasseres er uønsket.

Det ville være fordelaktig å ha en fjernaktivert atskillelsesteknikk for å frakople et utplasseringssystem fra en komplettering, f.eks. nedsenkbart pumpesystem, uten å plassere for store krefter på utplasseringssystemet under atskillelses-operasjonen. En slik teknikk for å atskille utplasseringssystemet fra kompletteringen ville lette utplassering av kompletteringen ved større dybder i brønnhullet uten ellers å endre utplasseringssystemet eller de nedsenkbare komponenter.

Oppfinnelsen frembringer en teknikk for kopling og atskillelse av en komplettering konstruert til å ta vare på disse behov. Teknikken kan brukes med en variasjon av kompletteringer, men er spesielt velegnet til kraftdrevne kompletteringer, så som nedsenkbare pumpesystemer. På lignende måte kan teknikken brukes med en variasjon av utplasseringssystemer, men er spesielt vel egnet for bruk i utplasseringssystemer med viklet rør. Teknikken letter kopling og utplassering av systemet etter en første installasjon eller etter servicearbeid.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fråkopling av kraftdrevet nedsenkbart brønnkompletteringsutstyr, hvor det nedsenkbare brønnkompletteringsutstyr er opphengt på et operasjonssted via et rør og koplet til et sted på jordoverflaten via minst en ledning som strekker seg inne i røret for å levere elektrisk kraft til utstyret, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter de trinn å anordne en grensesnittenhet koplet mellom røret og den minst ene ledning ved en første ende og til utstyret ved en annen ende, hvor grensesnittenheten omfatter en fjernaktiverbar frakoplingsenhet, og aktivering av frakoplingsenheten for å skille utstyret fra røret og den minst ene ledning.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives gjennom eksempler, med henvisning til tegningene, hvor like henvisningstall betegner like elementer og hvor: Fig. 1 er et oppriss av et nedsenkbart pumpesystem plassert i et brønnhull, ifølge en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse; fig. 2 er et tverrsnittsriss av en kopling, generelt langs dens lengdeakse, ifølge en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse; fig. 3 er et tverrsnittsriss tatt generelt langs linjen 3-3 på fig. 2; fig. 4 er et tverrsnittsriss tatt langs generelt langs linjen 4-4 på fig. 2; fig. 5 er et tverrsnittsriss tatt generelt langs linjen 5-5 på fig. 2; fig. 6 er et tverrsnittsriss i likhet med det på fig. 2, men viser koplingen atskilt; fig. 7 er et vertikalt snitt av en mekanisk åpnet sjekkventil for å tvinge fråkopling av enheten vist på fig. 2 i henhold til visse aspekter ved den foreliggende oppfinnelse; fig. 8 er et snitt av ventilen 7 illustrert i installert posisjon; fig. 9 er et riss i snitt av ventilen på fig. 7 etter delvis fråkopling av enheten; fig. 10 er et riss i snitt av ventilen på fig. 7 etter full fråkopling av enheten, og med positivt trykk på ventilen for å rengjøre den hydrauliske tilførselslinje; fig. 11 er et riss i snitt av ventilen på fig. 7 etter fråkopling av utrensningstrykket for å tillate ventilen å tilbakestilles; fig. 12 er et riss i snitt av ventilen på fig. 7 tilpasset for overføring av fluidum til en nedstrøms komponent; og fig. 13 er et riss i snitt av ventilen på fig. 7 tilpasset for utveksling av data eller kraftsignaler med en nedstrøms komponent.

Det henvises generelt til fig. 1, hvor et system 20 er illustrert ifølge en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Systemet 20 kan omfatte en variasjon av komponenter, avhengig av den spesielle anvendelse eller miljø i hvilket den blir brukt. Systemet 20 omfatter imidlertid typisk et utplasseringssystem 22 forbundet med en komplettering, så som et nedsenkbart elektrisk pumpesystem 24. Utplasseringssystemet 22 er festet til pumpesystemet 24 med en kopling 26.

Systemet 20 er konstruert for utplassering i en brønn 28 i en geologisk formasjon 30 som inneholder fluida, så som petroleum og vann. I en typisk anvendelse, blir et brønnhull 32 boret og foret med et brønnhullforingsrør 34. Det nedsenkbare pumpesystem 24 blir utplassert inne i brønnhullet 32 til et ønsket sted for å pumpe brønnhullfluida.

Som illustrert, omfatter pumpingssystemet 24 typisk minst en nedsenkbar pumpe 36 og en nedsenkbar motor 38. Det nedsenkbare pumpingssystem 24 kan også omfatte andre komponenter. F.eks., en pakningsenhet 40 kan brukes til å danne en tetning mellom strengen av nedsenkbare komponenter og en indre overflate 42 av brønnhullets foringsrør 34. Andre tilleggskomponenter kan omfatte en skyveforing 44, et pumpeinntak 46 gjennom hvilket brønnhullfluida entrer pumpen 36, og en motorbeskytter 48 som tjener til å isolere brønnhullfluida fra motoroljen. Ytterligere komponenter, og forskjellige konfigurasjoner kan anordnes avhengig av karakteristikkene av den formasjon og den type brønn i hvilken kompletteringen er utplassert.

I den foretrukne utførelse, er utplasseringssystemet 22 et viklet rørsystem 50 som benytter et viklet rør 52 festet til den øvre ende av en kopling 26. En kraftkabel 54 løper gjennom det hule sentrum av det viklede rør 52. Kraftkabelen 54 omfatter typisk tre ledere for å levere kraft til motoren 38. I tillegg, løper minst en styringslinje 56 fortrinnsvis gjennom det viklede rør 52 for å gi inngang for å starte atskillelse av koplingen 26 fra et fjernt sted, som skal beskrives i detalj nedenfor. Ytterligere linjer, så som fluidum- eller ledende styringslinjer kan føres gjennom det hule indre av det viklede rør 52. Også andre typer av utplasseringssystemer kan benyttes med koplingen 26.

Det henvises generelt til fig. 2, hvor et tverrsnittsriss av koplingen 26 er tatt generelt langs dens lengdeakse. Den illustrerte kopling 26 er en foretrukket utførelse av en atskillbar kopling. En variasjon av koplingskonfigurasjoner kan imidlertid benyttes med den foreliggende oppfinnelses system og fremgangsmåte. Følgelig, skal ikke den foreliggende oppfinnelse begrenses til de spesifikke detaljer som er beskrevet.

Med henvisning til fig. 2, omfatter koplingen 26 et øvre koplingshode 58 som har et øvre gjenget område 60. En slippmutter 62 er i gjenget kontakt med det gjengede område 60. Slippmutteren 62 virker sammen med koplingshodet 58 og en holderslipp 64 for fast å gripe en nedre ende 66 av det viklede rør 52. Et antall pakninger 68 er plassert mellom koplingshodet 58 og det viklede rør 52.1 tillegg, er et antall forsenkningsskruer 70 skrudd gjennom slippmutteren 62 i radiell retning for kontakt med den nedre ende 66 av det viklede rør 52.

I den illustrerte utførelse, løper kraftkabelen 54 gjennom sentrum av det viklede rør 52 inn i et hult indre 72 av koplingen 26.1 tillegg, er det en flat pakke 74, inkludert styringslinjen 56, som også strekker seg gjennom sentrum av det viklede rør 52 inn i det hule indre 72. Flatpakken 74 omfatter f.eks. et par fluidumlinjer 76 og en ledende styringslinje 78, så som en rørinnkapslet leder eller TEC.

Kraftkabelen 54 blir holdt inne i det hule indre 72 ved en ankerbase 80 festet på koplingshodet 58 ved et antall festeanordninger 82, så som gjengede bolter, som illustrert på figurene 2 og 3.1 tillegg er en ankerslipp 84 plassert rundt kraftkabelen 54 og festet ved en ankermutter 86 i gjenget kontakt med ankerbasen 80.

Et øvre hus 88 er i gjenget kontakt med koplingshodet 58. En hydraulisk manifold 90 er plassert inne i det øvre hus 88 og holdt der mellom en nedre intern kant 92 på det øvre hus 88 og en plate 94 (se også fig. 4). Platen 94 blir holdt mot den øvre ende av den hydrauliske manifold 90 ved en delt hylse 96 plassert mellom koplingshodet 58 og platen 94, som illustrert.

Manifolden 90 omfatter en langsgående åpning 98 gjennom den. I tillegg omfatter manifolden 90 et antall fluid- eller ledende styringslinjeåpninger 100 som strekker seg i lengderetningen gjennom den. Hver åpning 100 ender fortrinnsvis ved et forsenket område 102 utformet i manifolden 90 for å motta en ventil 104.1 tillegg omfatter platen 94 en åpning gjennom hvilken kraftkabelen 54 og styringslinjer 56, 76 og 78 strekker seg inn i forbindelse med manifolden 90 via koplinger 106.

Plassert inne i åpningen 98 i manifolden 90 er det en øvre pluggkopling 108 av en total plugg eller pluggenhet 110. Den øvre pluggkopling 108, manifolden 90 og de ovenfor beskrevne komponenter av koplingen 26 omfatter en øvre koplingsenhet 112, konstruert for atskillbar kontakt med en nedre koplingsenhet 114.

Den nedre koplingsenhet 114 omfatter f.eks. et nedre hus 116 og en nedre pluggkopling 118 av pluggen 110. Det nedre hus 116 og den nedre pluggkopling 118 er begge konstruert for å festes til en øvre koplingsenhet 112. Spesielt er det nedre hus 116 konstruert til å motta den nedre del av den hydrauliske manifold 90.

Fortrinnsvis er huset 116 videre festet til den øvre koplingsenhet 112 ved et antall skjæringsskruer 119 eller lignende styrte frakoplingselementer, som strekker seg radielt gjennom det nedre hus 116 inn i manifolden 90, som illustrert på figurene log 5.

Pluggenheten 110 er også konstruert for atskillbar kontakt, slik at den øvre pluggkopling 108 forblir med den øvre koplingsenhet 112 og den nede pluggkopling 118 forblir ved den nedre koplingsenhet 114 når koplingen 26 er frakoplet. Som illustrert, er kraftkabelen 54 ført til den øvre pluggkopling 108. Kraftkabelen omfatter et antall ledere 120, typisk tre motorledninger, som er ført gjennom pluggenheten 110. Hver ledning er også atskillbar sammen med pluggenheten 110. F.eks., hver leder 120 kan ha et frakoplingspunkt utformet ved tilpassede hannkontakter 122 og hunnkontakter 124 utformet i en tilsvarende del av pluggenheten 110. Ledninger 120 er konstruert til å levere kraft til kompletteringen, og i den illustrerte utførelse spesielt til motoren 38 i det elektrisk nedsenkbare pumpesystem. Pluggenheten tillater således koplingen 26 å bli brukt med kraftdrevne kompletteringer uten å forårsake skade etter atskillelse av den øvre koplingsenhet 112 og den nedre koplingsenhet 114. Den nedre pluggkopling 118 blir fortrinnsvis holdt inne i en langsgående åpning i det nedre hus 116 ved en nedre plate 126 og en understøttelse 128. I passende anvendelser, kan en forspent del (ikke vist) anordnes nær en eller begge pluggkoplinger for å tvinge koplingene til elektrisk kontakt. På lignende måte kan hydrostatisk trykk som virker mot platen 126 brukes til å forspenne den nedre pluggkopling 118 til kontakt med den øvre pluggkopling 108.

Atskillelse av den øvre koplingsenhet 112 fra den nedre koplingsenhet 114 er oppnådd ved en passende atskillelsesmekanisme. I den foretrukne utførelse, består atskillelsesmekanismen 130 av en styringslinje 56, i dette tilfellet en hydraulisk styringslinje, plassert gjennom den øvre koplingsenhet 112 og manifolden 90. Atskillelsesmekanismen 130 omfatter også en ventil 104 og et fluiduttømningsområde 132 utformet på det nedre hus 116 for å skape et trykkammer 134 mellom den øvre koplingsenhet 112 og området 132. For fråkopling, blir hydraulisk fluidum under trykk tvunget gjennom styringslinjen 56 fra et fjernt sted, så som en styringsstasjon på jordoverflaten, til trykkammeret 134. Ventilen 104 tillater trykkfluidet å virke mot fluiduttømningsområdet 132 for å sette trykkammeret 134 under trykk. Etter tilstrekkelig økning i trykket som virker mellom den øvre koplingsenhet 112 og den nedre koplingsenhet 114, blir skjæringsmekanismene, f.eks. skjæringsskruer 119, skåret. Denne skjæringen tillater fråkopling av den øvre koplingsenhet 112 fra den nedre koplingsenhet 114, som illustrert på fig. 6. Samtidig blir en øvre pluggkopling 108 av pluggenheten 110 frakoplet fra den nedre pluggkopling 118. Koplingen 26 kan således frakoples uten plassering av for store krefter på verken det viklede rør 52 eller kraftkabelen 54. Etter fråkopling, frembringer den illustrerte utførelse en forutsigbar og jevn overflate eller overflater som kan bli innkoplet ved et fiskeverk-tøy eller lignende anordning for fjerning av kompletteringen fra brønnen. Overflatene kan definere forskjellige uthentingsprofiler, enten interne eller eksterne, så som en profil 117 som vist på figurene 2 og 6.

Også andre atskillelsesmekanismer kunne inkluderes i den foreliggende konstruksjon. F.eks., et elektrisk signal kunne leveres nede i borehullet til en dedisert elektrisk pumpe som er tilkoplet trykkammeret 134 og i stand til å sette dette under trykk.

Det skal bemerkes at i den illustrerte utførelse, er åpningen 98 plassert uten-for det aksielle senter av manifolden 90. Med denne utførelsen, er skjæringsskruene 119 gruppert langs den siden av manifoldområdet som mottar den største del av den resulterende kraft på grunn av at trykkfluidum strømmer inn i trykkammeret 134. Spesielt, vil plasseringen av fire skjæringsskruer, som illustrert på fig. 5, redusere potensialet for spenning av manifolden 90 inne i det nedre hus 116, og vil dermed lette fråkopling av enhetene 112 og 114.

Etter atskillelse, stenger ventilen 104 styringslinjen 56 for å hindre at brønnfluida forurenser det hydrauliske fluidum inne i styringslinjen 56, og å hindre at brønnfluida slipper ut gjennom fluidlinjene. Den foretrukne konstruksjon og funk-sjoner av ventilen 104 er forklart i detalj nedenfor.

Tilleggsventilene 104 kan plasseres inne i manifolden 90 for fluidlinjene 76 som illustrert for styringslinjen 56 og som beskrevet videre nedenfor. Bruken av ventilene 104 hindrer forurensning av fluidstyringslinjen 76, som er plassert ovenfor den nedre koplingsenhet 114. Om ønsket kan ventilene 104 plasseres i hver av styringslinjene 76 som strekker seg langs den nedre koplingsenhet 114 for å hindre forurensning av styringslinjene nedenfor den øvre koplingsenhet 114 etter atskillelse, og å hindre utslipp av brønnhullfluida. Det skal også bemerkes at fluidlinjen 76 vist nedenfor slike tilleggsventiler 104 på fig. 1, ikke entrer trykkammeret 134.1 steden er det fortsettelsen av en av fluidstyringslinjene 76 som frembringer fluid til en ønsket komponent, så som en pakningsenhet 40.

I operasjon er koplingen 26 festet til utplasseringssystemet 22, f.eks. viklet rør 52 og en komplettering nede i brønnhullet, så som elektrisk nedsenkbart pumpingssystem 24. Deretter blir hele systemet 20 utplassert i brønnhullet 32 til den ønskede dybde. I passende anvendelser, kan det være ønskelig å låse den øvre koplingsenhet 112 til den nedre koplingsenhet 114 under utplassering og potensielt under bruk, for å unngå utilsiktet fråkopling. Koplingsenhetene kan låses sammen på forskjellige måter, avhengig av den spesifikke konstruksjon av koplingen 26. F.eks. kan J-spor, understøttede patronlås, utløsbare dogger eller andre passende låsemekanismer brukes.

Etter korrekt passering av systemet i brønnhullet, blir pakningsenheten 20 satt via en av linjene 76, og produksjonsfluida blir pumpet til overflaten gjennom ringrommet som dannes rundt utplasseringssystemet 22. Fortrinnsvis skal en even-tuell låsemekanisme plassert på koplingen 26 utløses før setting av pakningsenheten 40. Når det blir nødvendig å utføre service på eller å fjerne pumpesystemet 24, blir koplingen 26 atskilt for å tillate fjerning av det viklede rør 52.

Atskillelsesprosessen blir startet ved å pumpe hydraulisk fluidum gjennom styringslinjen 56 og ventilen 104 til fluidumutslippsområdet 132. Når fluidtrykket i styringslinjen 56 og trykkammeret 134 stiger til et tilstrekkelig nivå, begynner den øvre koplingsenhet 112 å atskille seg fra den nedre koplingsenhet 114 ved bevegelse av manifolden 90. Etter tilstrekkelig bevegelse av manifolden 90 i forhold til veggene av den nedre koplingsenhet 114, blir pinnene 119 skåret, og frigjør dermed den øvre koplingsenhet som skal trekkes fra den nedre koplingsenhet. Det skal bemerkes at i den foretrukne utførelse, vil koplingspluggene såvel som fluid- og elektriske styringslinjene forbli tettet innenfor deres respektive områder av koplingen etter atskillelsen. Den ovenstående anordning tillater også fråkopling av kompletteringen via direkte trekk skjæring av pinnene i forbindelse med eller uten hydraulisk assistanse. Det skal også bemerkes at i den foreliggende utførelse, er koplingssystemet trykkforspent i innkoplet tilstand fordi trykket i styringslinjen 56 generelt er lavere enn det som er til stede i brønnen.

Det henvises nå til en foretrukket konstruksjon av ventilen 104, hvor figurene 7 til 12 illustrerer nå foretrukne konfigurasjoner av en ventil for å frakople komponentene av koplingsenhetene som beskrevet ovenfor. Som vist på fig. 7, er ventilen 104 plassert inne i en fordypning 290 av manifolden 90, og blir holdt i manifoldet ved en holdering 300 som er festet i et spor 302. Ventilen 104 omfatter generelt en spoletype ventildel 304, en setedel 306 som omgir ventildelen 304, og et setehus 308 som omgir en del av setedelen 306. Både ventildelen 304 og setedelen 306 er bevegelige, som beskrevet nedenfor, for å tillate strøm av fluidum gjennom ventilen, og for å åpne og lukke ventilen selektivt for normal og frakoplings-operasjoner. Dessuten er delen 308 også fortrinnsvis litt bevegelig inne i ventilen for å tillate utjevning av krefter inne i ventilenheten.

Det henvises nå mer spesielt til en foretrukket konstruksjon av ventildelen 304, hvor delen 304 omfatter en langstrakt spole 310. Spolen 310 har et seteområde 312 ved sin nedre ende, og en ventilstopper 314 ved sin øvre ende. Ventilstopperen 314 blir holdt på plass av en ringformet forlengelse 316, og en holdering 318. Dessuten omfatter ventilstopperen 314 gjennomstrømningsåpninger 320 som tillater fluidum å strømme gjennom stopperen under operasjon av ventilen. Ventilstopperen 314 er plassert nær en øvre ende 322 av forsenkningen, 290 som beskrevet nedenfor. Ved sin nedre ende, ligger ventilstopperen 314 an mot en kompresjonsfjær 324 som tjener til å forspenne både ventildelen 304 og setedelen 306 mot gjensidig tettede posisjoner. I den illustrerte utførelse, omfatter setedelen 312 en avsmalnet hard metallseteoverflate 326, såvel som et mykt elastomerisk sete 328 festet i en ringformet posisjon for å frembringe tetning under en del av bevegelsessyklusen for ventilkomponentene. Denne anordningen gir overflødighet i tetning av ventildelen og setedelen.

Setedelen 306 omfatter en langstrakt fluidpassasjevei 330 i hvilken spolen 310 er plassert. Dessuten, langs dens lengde, danner delen 306 en øvre forlengelse 332, en forstørret sentral seksjon 334, og en nedre aktiveringsforlengelse 336. Tetning blir utført av setedelen for å tette bestemte områder av volumet av ventilen. I den illustrerte utførelse omfatter disse tetningene en øvre T-pakning 338 plassert rundt den øvre seksjon 332, og en mellomliggende T-pakning 340 plassert rundt den sentrale seksjon 332. Den øvre T-pakning 338 tetter mellom setedelen og forsenkningen 290. Mellomliggende T-pakning 340 tetter mellom setedelen og en intern overflate i setehuset 306 som beskrevet videre nedenfor. Fluidpassasjeveier 342 er utformet i setedelen 306 for å plassere en ytre periferi av setedelen i fluidumforbindelse med passasjeveien 330. I utløsningsventilen, er ytterligere passasjeveier 344 utformet ved basen av aktiveringsforlengelsen 336. En nedre seteoverflate 346 er utformet for å kontakte harde og myke tetningsoverflater 326 og 328 for å hindre strømning gjennom ventilen etter lukning.

Setehuset 308 er plassert mellom forsenkningen 290 og setedelen 306.1 den illustrerte utførelse, omfatter setehuset 308 en forstørret utboring 348 i hvilken den sentrale seksjon 334 av setedelen 306 er fri til å gli. T-pakningen 340 tetter den sentrale seksjon 334 i dens glidende bevegelse inne i utboringen 348. Setehuset 308 omfatter også et område 350 med redusert diameter rundt aktiveringsforlengelsen 336 av setedelen 306. En intern T-pakning 352 er anordnet i den nedre del 350 for å tette mot aktiveringsforlengelsen. Holderingen 300 ligger an mot den nedre del 350 for å holde setehuset på plass. Nedenfor setehuset 308, inne i den nedre forsenkning 353, er en lignende intern T-pakning 354 anordnet for å tette rundt aktiveringsforlengelsen 336. Som beskrevet nedenfor, i visse anvendelser så som når ventilen brukes for hydraulisk fråkopling, kan pakningen 354 utelates, spesielt når tetning mellom aktiveringsforlengelsen og den nedre forsenkning ikke er nødvendig. I den foreliggende utførelse, er ingen pakning 354 anordnet i frakoplingsventilen for å tillate adgang av fluidum under trykk til trykkammeret 134.

I den utførelsen som er illustrert på fig. 7, er den nedre forsenkning 353 blind, og er utformet til å motta aktiveringsforlengelsen 336 av ventilen 104. I den installerte posisjon som vist på fig. 7, er manifolden 90 helt innkoplet i den nedre koplingsenhet 114, slik at aktiveringsforlengelsen 336 er i kontakt med den nedre ende av forsenkningen 353 for å tvinge setedelen 306 inn i en øvre posisjon langs setehuset 308. Den oppadgående bevegelse av setedelen 306 komprimerer fjæren 324 for å tvinge ventildelen 304 inn i en øvre posisjon. En fri strømningsbane blir dermed definert gjennom styringslinjen 56, åpningene 320 i ventilstopperen 314, den indre passasjevei 330, og nedover rundt setedelen 312 av ventilspolen. Samtidig blir trykk fra passasjeveien 330 av setedelen 306 kommunisert til området mellom den sentrale seksjon 334 av setedelen og den nedre del 350 av setehuset via passasjeveier 342. Dessuten, når ventilen brukes for hydraulisk fråkopling, er det nedre volum definert i aktiveringsforlengelsen 334 nedenfor spolen i fluidumforbindelse med trykkammeret 134 nedenfor setehuset 308. Det skal bemerkes at når ventilen er mekanisk holdt åpen, kan fluidum tillates å strømme i begge retninger gjennom ventilen.

Det henvises nå til fig. 8. For aktivering av ventilen og fråkopling av delene av enheten fra hverandre, blir trykk tilført styringslinjen 56 så som via den ovennevnte trykkilde. Dette trykket blir overført gjennom åpninger 320, gjennom passasjeveien 330, inn i aktiveringsforlengelsen 336 og dermed inn i trykkammeret 134. Når trykket stiger, blir en frakoplingskraft utøvet mot områder nær trykkammeret 134. På dette tidspunkt, er alle ventilkomponentene i trykklikevekt. Ventilenheten og manifolden 90 blir dermed tvunget bort fra den nedre koplingsenhet 114, som illustrert på fig. 9. Fjæren 324 vil forspenne ventildelene 304 til kontakt med setedelen 306.

Etter den første fråkopling av enhetens deler, vil ventildelen 304 ligge an mot setedelen 306 som vist på fig. 9. Tilførsel av ytterligere trykkfluidum inne i styringslinjen 56 vil tvinge fluidet gjennom den sentrale passasjevei 330, og midlertidig forskyve spolen ved relativ bevegelse av ventildelen 304 og setedelen 306 (inne i ventilforsenkningen), hvilket resulterer i progressiv forskyvning av manifolden i oppadgående retning under påvirkning av krefter som utøves mot overflatene nær trykkammeret 134. Som bemerket ovenfor, i den blinde anordning som vist på figurene 7 til 11, kan T-pakningen 354 utelates på grunn av den frie forbindelse av fluidum mellom aktiveringsforlengelsen 336 og trykkammeret 134.

Den progressive forskyvning av seksjoner av enheten i forhold til hverandre, kan fortsette under fluidumtrykk som utøves gjennom ventilen 104 til full fråkopling av aktiveringsforlengelsen 336 er oppnådd som vist på fig. 10. Deretter vil ytterligere tilførsel av fluidumtrykk gjennom ventilen fortsette å forskyve ventildelen 304 fra setedelen 306, setedelen 306 fra setehuset 308, for progressivt å frakople enhetens seksjoner fra hverandre, og dermed atskille lederne som forklart ovenfor. Alternativt, så snart pinnene 119 eller lignende styrte utløsningsstrukturer er skåret eller aktivert, kan de øvre og nedre koplingsseksjoner atskilles ved relativ bevegelse av kompletteringsutstyret og utplasseringssystemet. Etter slik full fråkopling av ventilen fra dens nedre forsenkning, vil ventilen 104 sitte som illustrert på fig. 11.

Etter full fråkopling av seksjoner i enheten, tjener ventilen 104 som en sjekkventil som tillater utrenskning av fluida som kan infiltrere inn i styringslinjen 56. Spesielt, som vist på figurene 10 og 11, kan trykk utøves i styringslinjen 56 for å forskyve ventildelen og setedelen fra hverandre, og tillate slik utrenskningsaksjon. Etter reduksjon i trykket i styringslinjen 56, vil fjæren 324 og trykket som omgir ventildelen 304, tvinge ventildelen og setedelen til kontakt med hverandre. Det skal bemerkes at i den foreliggende utførelse som illustrert på figurene, er det en klaring mellom ventilstopperen 314 og den øvre ende 322 av forsenkningen 290, for å tillate full setting av ventilen og setedelen på hverandre når koplingskomponentene er atskilt som vist på fig. 11.

Forskjellige tilpasninger kan gjøres på ventilen 104 for å tillate styringslinjer, instrumentlinjer osv., å kommunisere mellom øvre og nedre deler av koplingsenheten, og samtidig hindre innstrømning i slike linjer etter atskillelse eller fråkopling. Fig. 12 illustrerer en slik tilpasning inkludert i en ventil av grunnstruk-turen som beskrevet ovenfor. Spesielt, istedenfor en blind kavitet som beskrevet ovenfor, brukt til å tvinge atskillelse eller fråkopling av koplingsenheten, kan en fluidumpassasjevei eller ledning 356 utformes i samband med det nedre fluidvolum inne i aktiveringsforlengelsen 336. I den utførelsen som er vist på fig. 12, er en forseglet fitting 358 anordnet for å overføre fluidum til eller fra en nedre komponent, så som en pakning, glideventil osv. I en slik anordning, vil full kontakt av ventilen 104 under montering av koplingssystemet definere en strømningsbane som tillater fri utveksling av fluida mellom manifolden 90 og den nedre komponent. Etter fråkopling, vil imidlertid T-pakningen 354 hindre utveksling av trykkfluidum mellom trykkammeret 134 og fluid som finnes inne i ventilen. Det skal bemerkes at i denne utførelsen, vil ikke aktiveringsforlengelsen 336 trenge fluidpassasjeveien 344 (se fig. 7), men hvor en slik passasjevei er til stede, vil T-pakningen 354 hindre utveksling av fluida mellom styringslinjen og trykkammeret 134. Etter full fråkopling av koplingsenhetens deler vil ventilen bli satt, og dermed hindre strømning av brønnhullfluida, vann eller andre omgivelsesfluida, inn i linjen 76. Som beskrevet ovenfor, trykk som tilføres som linjen 76 av en slik ventil, vil imidlertid tillate utrensning av mate linjene.

Som også vist på fig. 13, kan ventilen 104 tilpasses for å gi rom for en enhetlig elektrisk leder 360, så som for målerpakke eller annen elektrisk anordning. I denne tilpasningen, er en sentral utboring 362 utformet gjennom ventildelen 304. Lederen 360 er matet gjennom utboringen 362 og ender i en skottgjennommatnings elektrisk kopling 364. I den illustrerte utførelse, omfatter koplingen 364 en wirepluggkopling 366. Slike koplingsanordninger er tilgjengelige i forskjellige former og utførelser, som vil være kjent for fagfolk i teknikken. F.eks., en akseptabel kopling er tilgjengelig kommersielt fra Kemlon, som er affiliert med Keystone Engineering Company av Houston, Texas, under handelsnavnet K25. Andre koplingsanordninger kan omfatte skottkoplinger utformet for å hindre innstrømning i rørene. Også koaksiale, flerpins, våtkoplinger og andre koplinger kan benyttes for å sikre kontinuitet av elektriske forbindelser gjennom ventilen 104.

I en nå foretrukket utforming, strekker lederen 360 seg gjennom ventilen og er i elektrisk forbindelse med en rørinnkapslet ledning 368. Som i tidligere utførelser, etablerer ventilen 104 en strømningsbane ved full kontakt av manifolden 90 inne i enheten. I tilfellet med ventilen som illustrert på fig. 12 utstyrt med en elektrisk leder, kan den elektriske leder være omgitt av et dielektrisk flytende medium, så som transformatorolje.

Alternativt, kan en forseglet kontakt benyttes til å gi en våtkoplingsan-ordning. Når manifolden trekkes fra enheten, blir den elektriske forbindelse avbrutt, og den øvre linjen 78 i hvilken den øvre leder 360 er plassert, blir stengt ved operasjon av ventilen. Deretter, blir lederen elektrisk isolert ved det dielektriske fluidum inne i passasjeveien. Som før, kan passasjeveien bli utrenset ved utøvelse av fluidumtrykk inne i passasjeveien for å forskyve ventildelen 304 og setedelen 306 fra hverandre.

Man vil forstå at den foregående beskrivelse er av foretrukne utførelser av denne oppfinnelsen, og at oppfinnelsen ikke er begrenset til de spesielle former som er vist. F.eks., en variasjon av koplingskomponenter kan brukes til å konstruere koplingen; en eller flere styringslinjer kan legges til; en variasjon av styringslinjer, så som fluidumstyringslinjer, optiske fibre og ledende styringslinjer kan tilpasses for tilkopling og fråkopling; fluidumstyringslinjene kan tilpasses for å levere fluida, så som korrosjonshindrende fluida osv., til de forskjellige komponenter i kompletteringen; og kraftkabelen kan føres gjennom det viklede rør eller forbundet langs det viklede rør eller andre utplasseringssystemer. Også en variasjon av ventilkonfigura-sjoner kan benyttes for første og progressiv styrt fråkopling. F.eks., forskjellige pakninger kan benyttes i ventilen istedenfor de T-pakninger som er diskutert ovenfor, så som metall mot metall tetninger, kopp-pakninger, V-pakninger, flerpakninger osv. På lignende måte kan data- og kraftsignaler utveksles med en komponent av kompletteringen via andre interne forbindelser enn plugganordningen og gjennom-matningen av ventilstrukturen som beskrevet ovenfor. Disse og andre modifikasjoner kan gjøres på konstruksjonen og anordningen av elementer uten å avvike fra oppfinnelsens omfang som uttrykt i kravene.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for fråkopling av kraftdrevet nedsenkbart brønnkomplet-teringsutstyr, hvor det nedsenkbare brønnkompletteringsutstyr er opphengt på ett operasjonssted via et rør (52) og koplet til et sted på jordoverflaten via minst en ledning (54) som strekker seg inne i røret (52) for å levere elektrisk kraft til utstyret, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter de følgende trinn: anordning av en grensesnittenhet som er koplet mellom røret (52) og den minst ene ledning (54) ved en første ende og til utstyret ved en annen ende, hvor grensesnittenheten omfatter en fjernaktiverbar frakoplingsenhet; og aktivering av frakoplingsenheten for å skille utstyret fra røret (52) og den minst ene ledning (54).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at frakoplingsenheten aktiveres ved et signal som overføres langs en styrt linje (56) som strekker seg gjennom røret (52).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at styringslinjen (56) omfatter et fluidumrør for å overføre fluidum under trykk.

4. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at frakoplingsenheten omfatter en stempeldel som er bevegelig under påvirkning av trykkfluidum for å forårsake atskillelse av komponentene (90, 116) av grensesnittenheten.

5. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at grensesnittenheten omfatter tilpassbare elektriske koplinger (108, 118), hvor en første av de tilpassbare koplinger (108) er elektrisk koplet til minst en ledning (54), og en annen av de tilpassbare koplinger (118) er elektrisk koplet til utstyret, og hvor aktivering av frakoplingsenheten frakopler de tilpassbare koplinger (108, 118) fra hverandre.

6. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av kravene 1-5, karakterisert ved at aktivering av en frakoplingsenhet skjærer minst en holderdel (119) som strekker seg mellom komponenter av grensesnittenheten.