NO323369B1 - Apparat for a kople et nedsenkbart pumpesystem til et utplasseringssystem. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår generelt området nedsenkbart utstyr, så som pumpesystemer, for bruk i brønner så som petroleum-produksjonsbrønner, og andre nedsenkede miljøer. Mer spesielt angår oppfinnelsen et apparat for å kople et utplasseringssystem, så som viklede rør, for utplassert utstyr så som et nedsenkbart pumpesystem.

Fra den kjente teknikk på området skal det vises til US 4 976 317.

Ved produksjon av petroleum og andre nyttige fluida fra produksjons-brønner, blir en variasjon av komponentkombinasjoner, ofte kalt kompletteringer, brukt nede i borehullmiljøet F.eks., er det generelt kjent å legge ut et nedsenkbart pumpesystem i en brønn for å heve produksjonsfluidene til jordens overflate.

I dette sistnevnte eksempel, entrer produksjonsfluida brønnhullet via perforeringer utformet i et brønnforingsrør nær produksjonsformasjonen. Fluida som finnes i formasjonen samler seg i brønnhullet og blir hevet ved det nedsenkbare pumpingssystem 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 brønnfluidene. En kopling blir også brukt for å kople det nedsenkbare pumpesystemet til et utplasseringssystem. Disse og andre komponenter kan bli kombinert i det totale nedsenkbare pumpesystem.

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

Når et elektrisk nedsenkbart pumpesystem er utplassert i en brønn, er det ofte beleilig å benytte viklede rør for å understøtte kompletteringsutstyret og å kanalisere kraft- og andre ledere, spesielt når produksjonsfluidene er plassert i en betydelig avstand under 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 en brønn, og vil til slutt nå materialstyrkegrensen for røret. Følgelig, er det ønskelig å minimalisere krefter forbundet med utplassering og tilbakehenting av en komplettering, slik at det viklede rør kan utplasseres til maksimal dybde uten risiko for skade på røret eller kraftkabelen.

For å fjerne kompletteringen fra brønnen, må man vurdere slike faktorer som tillegg til belastningen som blir utøvet på utplasseringssystemet. Andre belastninger blir også møtt etter tilbakehenting. F.eks., et viklet rør-ut ssystem kan være fylt med et internt fluidum for å gi oppdrift til kraftkabelen som løper gjennom det. Det belastede viklede rør kan imidlertid ikke strekke seg så langt inn i brønnen som et ubelastet viklet rør utplasseringssystem på grunn av vekten av det interne fluidum plasserer ytterligere krefter på det viklede rør. Fluidet øker også belastningen som bæres av utplasseringssystemet etter tilbakehenting. Andre krefter og belastninger kan resultere fra drag inne i brønnhullet (så som på grunn av integrerte pakninger og lignende strukturer), akkumulert sand, sten eller aggregatinnfall, osv. For å ta vare på slike belastninger, er utplasseringssystemet generelt overkonstruert, eller kompletteringen er plassert vesentlig høyere i brønnen enn den mekaniske styrkegrense for utplasseringssystemet ellers ville diktere.

Når et nedsenkbart pumpesystem er utplassert til en vesentlig dybde i forhold til styrken av de viklede rør, har det vært foreslått å utløse kompletteringen og fjerne det viklede rør fra brønnen separat fra kompletteringen. En arbeidsstreng, så som et viklet rør med stor strekkstyrke med et fiskeverktøy, blir så kjørt ned i borehullet og låst til kompletteringen for fjerning. Konvensjonelt, har nedsenkbare pumpesystemer vært atskilt fra det viklede rør ved koplingen som brukes til å forbinde det spolede rør med kompletteringen. Konvensjonelle koplinger hadde atskillbare komponenter forbundet med skjæringspinner eller andre skjøre strukturer. For å utløse utplasseringssystemet fra det nedsenkbare pumpesystem, ble således tilstrekkelig kraft utøvet på utplasseringssystemet til å skjære pinnene. Styrken for å motstå de tilleggsbelastninger som var nødvendig for å produsere denne skjæringskraft måtte imidlertid også bygges inn i utplasseringssystemet. Dessuten kan denne tilleggsbelastning potensielt skade det viklede rør og kraftkabelen. For å unngå slik skade, må lengden av det viklede rør igjen bli redusert tilsvarende for å redusere vekten som understøttes i brønnhullet. Slike grenser på den dybden til hvilken det nedsenkbare pumpesystem kan utplasseres er uønsket.

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

Den foreliggende oppfinnelse viser et apparat for å kople et nedsenkbart pumpesystem til et utplasseringssystem og for selektivt å skille det nedsenkbare pumpesystem fra utplasseringssystemet.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det frembrakt et apparat for å kople et nedsenkbart pumpesystem til et utplasseringssystem og for selektiv atskillelse av det nedsenkbare pumpesystem fra utplasseringssystemet, omfattende et viklet rørutplas-seringssystem, komplettering i borehullet, og en kopling som forbinder det viklede rørutplasseringssystem med kompletteringen i borehullet, kjennetegnet ved at koplingen har en øvre koplingsenhet, en nedre koplingsenhet som er festet på den øvre koplingsenhet, og en fjemaktiverbar atskillelsesmekanisme for å skille den øvre koplingsenhet fra den nedre koplingsenhet.

Anordningen kan være underbalansert eller trykkforspent til en innkoplet posisjon for å gi ytterligere styring på utløsningen av kompletteringen. Hele enheten kan helt installeres på en endefram måte, og dermed lette den første installasjon og utplassering.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives, gjennom eksempler, og med henvisning til tegningene, hvor like henvisningstall betegner like elementer, og hvor: Fig. 1 er et oppriss av et nedsenkbart pumpesystem plassert i 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 generelt langs linjen 4-4 på fig. 2; fig. S 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 ventil for å tvinge utløsning av enheten vist på fig. 2 i henhold til visse aspekter ved den foreliggende teknikk; fig. 8 er et riss i snitt av ventilen på fig. 7, illustrert i installert posisjon; fig. 9 er et riss i snitt av ventilen på fig. 7 etter delvis utløsning av enheten; fig. 10 er et riss i snitt av ventilen på fig. 7 etter full utløsning 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 utløsning av rengjøringstrykket 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, som illustrerer et system 20 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 elektrisk nedsenkbart pumpesystem 24. Utplasseringssystemet 22 er festet til pumpesystemet 24 med en kopling 26.

Systemet 20 er konstruert for utplassering i en brønn 28 innenfor 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 foringsrør 34. Det nedsenkbare pumpesystem 24 blir utplassert inne i brønnhullet 32 til et ønsket sted for pumping av brønnhullfluida.

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

I den foretrukne utførelse, er utplasseringssystemet 22 et viklet rørsystem 50 som benytter et viklet rør 52 festet på 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 styringsledning 56 gjennom det viklede rør 52 for å gi en inngang for å begynne atskillelse av koplingen 26 fra et fjernt sted, som skal beskrives i mer detalj nedenfor. Ytterligere linjer, så som en fluidum- eller ledende styringslinje kan løpe gjennom det hule indre av det viklede rør 52. Andre typer av utplasseringssystemer kan benyttes med koplingen 26.

Det henvises nå 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 systemet og fremgangsmåten for den foreliggende oppfinnelse. 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 gjengbart innkoplet med et gjenget område 60. Slippmutteren 62 virker sammen med koplingshodet 58 og en holderslipp 64 for et sikkert grep på 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 fordypningsskruer 70 gjenget gjennom slippmutteren 62 i radiell retning for å innkoples med den nedre ende 66 av det viklede rør 52.

I den illustrerte utførelse, går 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 omfattende styringslinjer 56 som også strekker seg gjennom sentrum av det viklede rør 52 inn i det hule indre 72. Den flate pakken 72 omfatter videre, f.eks., et par fluidumlinjer 76 og en ledende styringslinje 78, så som en rør-innkapslet leder eller

TEC.

Kraftkabelen 54 blir holdt i det hule indre 72 ved en ankerbase 80 festet på koplingshodet 58 ved antall festeanordninger 82, så som gjengede bolter, som illustrert på fig. 2 og 3.1 tillegg er en forankringsslipp 84 plassert rundt kraftkabelen 54 og festet ved en ankermutter 86 gjengbart innkoplet 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 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 kontrollinje åpninger 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 94 og styringslinjene 56,

76 og 78 strekker seg inn til forbindelse med manifolden 90 via koplinger 106.

Plassert inne i åpningen 98 av manifolden 90 er 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 utgjør 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 på den øvre koplingsenhet 112. Spesielt er det nedre hus 116 konstruert til å motta den nedre del av den hydrauliske manifold 90.

Huset 116 er fortrinnsvis videre festet på den øvre koplingsenhet 112 ved et antall skjæringsskruer 119 eller lignende styrte utløsningselementer, som strekker seg radielt gjennom det nedre hus 116 inn i manifolden 90, som illustrert på figurene 1 og 5.

Pluggenheten 110 er også konstruert for atskillbar kontakt, slik at den øvre pluggkopling 118 forblir med den øvre koplingsenhet 112 og den nede pluggkopling 118 forblir ved den nedre koplingsenhet 114 når koplingen 26 blir atskilt. Som illustrert, er kraftkabelen 54 ført til en øvre pluggkopling 108. Kraftkabelen omfatter et antall ledere 120, typisk tre motorledere, som er ført gjennom pluggenheten 110. Hver leder er også atskillbar sammen med pluggenheten 110. F.eks., hver leder 120 kan ha et atskillelsespunkt utformet ved tilpassede hannterminaler 122 og hunnmottakere 124 utformet i tilsvarende deler av pluggenheten 110. Lederne 120 er konstruert til å frembringe kraft til kompletteringen, og i den illustrerte utførelse spesielt til motoren 38 av det elektriske nedsenkbare pumpesystem. Pluggenheten tillater således koplingen 26 å bli brukt med kraftdrevne kompletteringer uten å forårsake skade etter atskillelse av øvre koplingsenhet 112 og 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 den ene eller begge pluggkoplingene for å holde pluggene mot elektrisk kontakt. På lignende måte, kan hydrostatisk trykk i virkningen 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, omfatter atskillelsesmekanismen 130 styringslinje 56, i dette tilfellet en hydraulisk styringslinje, plassert gjennom den øvre koplingsenhet 112 og manifolden 90. Atskillelsesmekanismen 130 omfatter også ventil 104 et fluid-uttømningsområde 132 utformet på det nedre hus 116 for å skape et trykkammer 134 mellom den øvre koplingsenhet 112 og området 132. For utløsning, blir hydraulisk fluid under trykk kjørt gjennom styringslinjen 56 fra et fjernt sted, så som en kontrollstasjon på jordoverflaten, til trykkammeret 134. Ventilen 104 tillater trykkfluidet til å virke mot fluid-uttømningsområdet 132 for å sette trykk på trykkammeret 134. Etter tilstrekkelig økning i trykket som virker mellom den øvre koplingsenhet 112 og den nedre koplingsenhet 114, blir skjæringsmekanismen, f.eks. skjæringsskruer 119, avskåret. Denne skjæringen tillater atskillelse av den øvre koplingsenhet 112 fra den nedre koplingsenhet 114, som illustrert på fig. 6. Samtidig blir en øvre pluggkopling 108 fra pluggenheten 110 frakoplet fra den nedre pluggkopling 118. Koplingen 26 kan således bli atskilt uten plassering av for stor kraft på verken det viklede rør 52 eller kraftkabelen 54. Etter atskillelse, vil den foretrukne utførelse som illustrert gi en forutsigbar og jevn overflate eller overflater som kan innkoples ved et fiskeverktøy eller lignende innretning for å fjerne kompletteringen fra brønnen. Overflatene kan definere forskjellige tilbaketrekningsprofiler, enten interne eller eksterne, så som profilen 117 vist på figurene 2 og 6.

Også andre atskillelsesmekanismer kunne inkluderes i den foreliggende konstruksjon. F.eks., et elektrisk signal kunne bli sendt ned i borehullet til en dedikert elektrisk pumpe forbundet med trykkammeret 134 og i stand til å sette dette under trykk.

Det skal bemerkes at i den illustrerte utførelse, er åpningen 98 plassert utenfor det aksielle sentrum 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 trykkfluidum som strømmer inn i trykkammeret 134. Spesielt, vil plasseringen av fire skjæreskruer som illustrert på fig. 5, redusere potensialet for spenning av manifolden 90 inne i det nedre hus 116, og dermed lette atskillelse av enhetene 112 og 114.

Etter atskillelse, stenger ventilen 104 linjen 56 for å hindre at brønnfluidum forurenser det hydrauliske fluid inne i styringslinjen 56, og for å hindre at brønn-fluidum slipper ut gjennom fluidumlinjene. Den foretrukne design og funksjoner av ventilen 104 er forklart i detalj nedenfor.

Ytterligere ventiler 104 kan plasseres inne i manifolden 90 for fluidumlinjene 76 som illustrert for å styre linjen 56 og som videre beskrevet nedenfor. Bruken av ventilene 104 hindrer forurensning av fluid-styringslinjen 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 112 etter atskillelse, og for å hindre utslipp av brønnhullfluida. Det skal også bemerkes at fluidumlinjen 76 vist nedenfor slike tilleggsventiler 104 på fig. 1, ikke entrer trykkammeret 134, i steden er det en fortsettelse av en av fluid-styringslinjene 76 som bringer fluidum til en ønsket komponent, så som en pakningsenhet 40.

I drift er koplingen 26 festet til utplasseringssystemet 22, f.eks. viklet rør 52, og til en komplettering nede i brønnhullet, så som et elektrisk nedsenkbart pumpesystem 24. Deretter blir hele systemet 20 utplassert i brønnhullet 32 til ønsket 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 sammenlåses på forskjellige måter avhengig av den spesifikke konstruksjon av koplingen 26. F.eks., J-spor, understøt-tede patronlås, utløsbare dogger eller andre passende låsemekanismer kan brukes.

Etter korrekt lokalisering av systemet i brønnhullet, blir pakningsenheten 20 satt via en av linjene 76, og produksjonsfluida blir pumpet til overflaten gjennom ringrommet som utformes rundt utplasseringssystemet 22. Eventuelle låsemekanismer plassert på koplingen 26 blir fortrinnsvis utløst før man setter 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 fluidum-utløpsområdet 132. Når fluidtrykket i kontrollinjen 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 i den nedre koplingsenhet 114, blir pinnene 119 skåret, og frigjør den øvre koplingsenhet som skal trekkes fra den nedre koplingsenhet. Det skal bemerkes at i den foretrukne utførelse, forblir koplingspluggene, så vel som fluid- og styringslinjene forseglet inne i deres respektive deler av koplingen etter atskillelse. Den ovenstående anordning tillater også utløsning av kompletteringen via uttrekks-skjæring av pinnene i forbindelse med eller uten hydraulisk assistanse. Det skal også bemerkes at i den foreliggende oppfinnelse, er koplingssystemet forspent i en innkoplet tilstand fordi trykket i kontrollinjen 56 generelt er lavere enn trykket i brønnen.

Det henvises nå til en foretrukket konstruksjon av ventilen 104. Figurene 7 til 12 illustrerer en nå foretrukket konfigurasjon av en ventil for å utløse komponentene av koplingsenhetene som beskrevet ovenfor. Som vist på fig. 7, blir ventilen 104 holdt inne i forsenkningen 290 i manifolden 90, og blir holdt innenfor manifolden ved en holdering 300 festet i et spor 302. Ventilen 104 omfatter generelt en spole-type ventildel 304, en setedel 306 som omgir ventildelen 304, og en setehus 308 som omgir en del av setedelen 306. Både ventildelen 304 og setedelen 306 er bevegelige, som beskrevet nedenfor, for å tillate strømmen av fluid gjennom ventilen, og til å åpne og stenge ventilen selektivt for normal og utløste operasjoner. Delen 308 er dessuten også fortrinnsvis blitt 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. Delen 304 omfatter en langstrakt spole 310. Spolen 310 har en setedel 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. Ventilstopperen 314 omfatter dessuten 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 side, ligger ventilstopperen 314 an mot en kompresjonsfjær 324 som tjener til å forspenne både ventildelen 304 og setedelen 306 mot gjensidig forseglede posisjoner. I den illustrerte utførelse, omfatter setedelen 312 en avsmalnet hard metallseteover-flate 326 så vel som et mykt elastomerisk sete 328 festet i en ringformet posisjon for å gi tetning under en del av bevegelsessyklusen for ventilkomponentene. Denne anordningen frembringer overflødighet i tetningen av ventildelen og setedelen.

Setedelen 306 omfatter en langstrakt fluid-passasjevei 330 i hvilken spolen 310 er plassert. Langs sin lengde, danner dessuten setedelen 306 en øvre forlengelse 332, en forstørret sentral seksjon 334, og en nedre aktiverings-forlengelse 336. Pakninger blir båret av setedelen for å tette designerte områder av volumer av ventilen. I den illustrerte utførelse, omfatter disse tetningene en øvre T-tetning 338 plassert rundt den øvre seksjon 332, og en mellomliggende T-tetning 340 plassert rundt den sentrale seksjon 332. Den øvre T-tetning 338 tetter mellom setedelen og forsenkningen 290. Mellomliggende T-tetning 340 tetter mellom setedelen og den interne overflate av setehuset 306 som beskrevet nærmere 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 i basen av aktiverings-forlengelsen 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 sentral 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 med redusert diameter 350 som ligger rundt aktiverings-forlengelsen 336 av setedelen 306. En intern T-pakning 352 er anordnet i den nedre del 350 for å tette mot aktivéringsforlengelsen. Holdering 300 Ugger 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 aktivéringsforlengelsen 336. Som beskrevet nedenfor, i visse anvendelser så som når ventilen brukes for hydraulisk utløsning, kan pakningen 354 utelates, spesielt når tetning mellom aktivéringsforlengelsen og den nedre forsenkning ikke er nødvendig. I den foreliggende oppfinnelse er det ingen pakning 354 anordnet i utløsningsventilen for å gi trykkfluidum tilgang til trykkammeret 134.

I den utførelse som er illustrert på fig. 7, er den nedre forsenkning 353 blind, og er utformet til å motta aktivéringsforlengelsen 336 av ventilen 104. I den installerte posisjon som vist på fig. 7, er manifolden 190 fullt innkoplet i den nedre koplingsenhet 114, slik at aktivéringsforlengelsen 336 er i kontakt med den nedre ende av forsenkningen 353 for å tvinge setedelen 306 til 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 kontrollinjen 56, åpningene 320 i ventilstoppen 314, indre passasjevei 330, og nedover rundt setedelen 312 av ventilspolen. Samtidig, er trykk fra passasjeveien 330 av setedelen 306 i forbindelse med området mellom den sentrale seksjon 334 av setedelen og den nedre del 350 av setehuset via passasje-veiene 342. Dessuten, når ventilen er brukt for hydraulisk utløsning, er det nedre volum definert inne i aktivéringsforlengelsen 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 atskillelse av deler av enheten fra hverandre, blir trykk tilført styringslinjen 56 så som via en trykkilde over jorden. Dette trykket blir overført gjennom åpninger 320, gjennom passasjeveien 330 inn i aktivéringsforlengelsen 336, og dermed inn i trykkammeret 134. Når trykket stiger, blir en delingskraft utøvet mot områder nær trykkammeret 134. Samtidig, er alle ventilens komponenter i trykk-Iikevekt. Ventilenheten og manifolden 90 blir dermed tvunget bort fra den nedre koplingsenhet 114, som illustrert på fig. 9. Fjæren 324 vil forspenne ventildelen 304 til å kontakte setedelen 306.

Etter den første atskillelse av enhetens deler, vil ventilen 304 ligge an mot setedelen 306 som vist på fig. 9. Tilførsel av ytterligere trykkfluidum inne i styringslinjen 56 vil tvinge fluidum 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 en oppadgående retning under påvirkning av krefter som utøves mot overflaten nær trykkammeret 134. Som bemerket ovenfor, i den blinde anordningen vist på figurene 7 til 11, kan T-pakningen 354 utelates, på grunn av den frie forbindelse av fluidum mellom aktivéringsforlengelsen 336 og trykkammeret 134.

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

Etter full atskillelse av seksjoner av 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 rundt ventilen 304 tvinge ventildelen og setedelen inn i kontakt med hverandre. Det skulle 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 kopler-komponentene 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 stike linjer etter atskillelse eller utløsning. Fig. 12 illustrerer en slik tilpasning inkludert i en ventil i grunnstrukturen som beskrevet ovenfor. Spesielt, istedenfor den blinde kavitet som beskrevet ovenfor brukt til å tvinge atskillelse eller utløsning av koplingsenheten, kan en fluidum-passasjevei eller ledning 356 utformes i kommunikasjon med det nedre fluidvolum inne i aktivéringsforlengelsen 336. I den utførelsen som er vist på fig. 12, er en forseglet fitting 358 anordnet for å overføre fluidum til og fra en nedre komponent, så som en pakning, glideventil osv. I slike anordninger, vil full kontakt av ventilen 104 under sammenmontering av koplingssystemet definere en strømningsbane som tillater fri utveksling av fluida mellom manifolden 90 og den nedre komponent. Etter atskillelse, vil imidlertid T-pakningen 354 hindre utveksling av trykkfluid mellom trykkammeret 134 og fluid som finnes inne i ventilen. Det skal bemerkes at i denne utførelsen, trenger ikke aktivéringsforlengelsen 336 fluidpassasjeveier 344 (se fig. 7), men hvor slike passasjeveier er til stede, vil T-pakningen 354 hindre utveksling av fluida mellom styringslinjen og trykkammeret 134. Etter full utløsning av koplingsenhet-delene, vil ventilen tettes, og dermed hindre strøm av brønnhullfluida, vann og andre omgivelsesfluida inn i linjen 76. Som beskrevet ovenfor, vil trykk som tilføres en linje 76 av slike ventiler, imidlertid tillate utrensning av matningslinjer.

Som også vist på fig. 13, kan ventilen 104 tilpasses for å gi rom en enhetlig elektrisk leder 360, så som for en målerpakke eller annen elektrisk anordning. I denne tilpasningen, er en sentral utboring 362 utformet gjennom ventildelen 304. Lederen 360 blir matet gjennom utboringen 362 og ender i en gjennommatnings elektrisk leder 364.1 den illustrerte utførelsen, omfatter lederen 364 en wirepluggkontakt 366. Slike koplingsanordninger er tilgjengelige i forskjellige former og konfigurasjoner, som vil være klart for fagfolk i teknikken. F.eks., en akseptabel kopling er tilgjengelig kommersielt fra Kemlon, affiliert med Keystone Engineering Company av Houston, Texas, under handelsnavnet K25. Andre koplingsanordninger kan omfatte skott-koplinger utformet for å hindre innstrømning i rørene. Også koaksiale, flerpins, våt-koplings og andre koplinger kan benyttes for å sikre kontinuitet av den elektriske forbindelsen gjennom ventilen 104.

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

Alternativt kan en forseglet kontakt benyttes for å gi en våt kontaktanord-ning. Når manifolden trekkes fra enheten, blir den elektriske forbindelse avbrutt, pg den øvre linjen 78 i hvilken den øvre leder 360 er plassert blir stengt ved operasjon av ventilen. Deretter er lederen elektrisk isolert ved det dielektriske fluid inne i passasjeveien. Som tidligere, 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 ovenstående beskrivelse er av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, og at oppfinnelsen ikke er begrenset til den spesifikke form som er vist. F.eks., en variasjon av koplingskomponenter kan brukes til å konstruere koplingen, en eller flere styringslinjer kan tillegges; en variasjon av styringslinjer, så som fluid-styringslinjer, optiske fibre og ledende styringslinjer kan tilpasses for tilkopling og fråkopling; fluid-styringslinjene kan tilpasses for levering av fluida, så som korrosjonshindrende midler osv., til de forskjellige komponenter i kompletteringen; og kraftkabelen kan føres gjennom viklet rør eller forbindes langs det viklede rør eller andre utplasseringssystemer. Også en variasjon av ventilkonfigurasjoner kan benyttes for første og progressiv styrt utløsning. 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. Få lignende måte kan data eller kraftsignaler utveksles med komponenter i kompletteringen via andre interne forbindelser enn plugganordningen og gjennommatingsventilstrukturen som beskrevet ovenfor. Disse og andre modifikasjoner kan gjøres i konstruksjonen og anordningen av elementene uten å avvike fra oppfinnelsens omfang som uttrykt i kravene.

Claims (9)

1. Apparat for å kople et nedsenkbart pumpesystem (24) til et utplasseringssystem (22) og for selektiv atskillelse av det nedsenkbare pumpesystem (24) fra utplasseringssystemet (22), omfattende et viklet rørutplasseringssystem (50), komplettering i borehullet, og en kopling (26) som forbinder det viklede rørutplas-seringssystem (50) med kompletteringen i borehullet, karakterisert ved at koplingen (26) har en øvre koplingsenhet (112), en nedre koplingsenhet (114) som er festet på den øvre koplingsenhet (112), og en fjernaktiverbar atskillelsesmekanisme for å skille den øvre koplingsenhet (112) fra den nedre koplingsenhet (114).

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at atskillelsesmekanismen omfatter en hydraulisk linje (56) plassert gjennom den øvre koplingsenhet (112) og et uttømmingsområde på den nedre kopling (114) for å motta hydraulisk fluid under trykk fra den hydrauliske linjen (56).

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at det videre omfatter en skjæringspinne (119) som forbinder den øvre koplingsenhet (112) med den nedre koplingsenhet (114).

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter en ventil (104) koplet til den hydrauliske linje (56) for å hindre tilbakestrømning inn i den hydrauliske linje (56) etter atskillelse av den øvre koplingsenhet (112) fra den nedre koplingsenhet (114).

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at det videre omfatter en hydraulisk manifold (90) plassert i den øvre koplingsenhet (112) og omfattende en forsenkning for å motta ventilen (104).

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at den videre omfatter en annen hydraulisk linje (76) plassert gjennom manifolden (90) og en annen ventil koplet til den andre hydrauliske linje (76).

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at det videre omfatter en tredje hydraulisk linje (78) plassert gjennom manifolden (90) og en tredje ventil koplet til den tredje hydrauliske linje (78).

8. Apparat ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det videre omfatter et antall skjæringspinner (119) som forbinder den øvre koplingsenhet (112) med den nedre koplingsenhet (114).

9. Apparat ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det videre omfatter et antall motorledere (120) som strekker seg gjennom en plugg (110), hvor pluggen (110) er atskillbar og har en første pluggdel (108) plassert i den øvre koplingsenhet (112) og en annen pluggdel (118) plassert i den nedre koplingsenhet (114).