NO324492B1 - Strømningskontrollapparat til bruk i en brønn samt fremgangsmåte ved bruk av samme - Google Patents

Description

STRØMNINGSKONTROLLAPPARAT TIL BRUK I EN BRØNN SAMT FREMGANGSMÅTE VED BRUK AV SAMME

Oppfinnelsen angår kontrollen av fluidstrømning inn i en brønn. Mer spesielt angår oppfinnelsen et strømningskon-trollapparat som kompenserer for trykkforskjeller langs brøn-nen. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte ved bruk av samme.

I hydrokarbonbrønner dannes horisontale brønnhull ved en forhåndsbestemt dybde for mer komplett og effektivt å kunne kom-me til formasjoner som bærer olje eller andre hydrokarboner. Typisk, og som vist i figur 1, dannes et vertikalt brønnhull 102 fra brønnens overflate 100, og ved deretter å bruke noen anordninger for retningsboring, som en avleder, forlenges brønnen lang en horisontal bane. Fordi de hydrokarbonholdige formasjoner kan bli hundrevis av fot i utbredelse, blir disse horisontale brønnhullene 104 noen ganger forsynt med lange seksjoner av sandfilterrør 106 som utgjøres av produksjonsrør som har huller derigjennom, og hvor veggene er dekket med filtermateriale for derved å holde produksjonsrørets innvendige parti åpent for innstrømming av filtrert olje.

Langs lengden av et horisontalt brønnhull 104 oppstår et trykkfall mellom tåen 108, eller brønnens endeparti, og brøn-nens hælparti 110, hovedsakelig på grunn av friksjonstap i fluidet som forflyttes gjennom brønnen. Over tid forårsaker det lavere fluidtrykket ved brønnens 104 hæl et korresponde-rende lavere fluidtrykk i formasjonen som ligger nær hælen. Resultatet er en såkalt "koningseffekt" hvorved fluid i formasjonen tenderer til å migrere mot brønnens hæl 110, noe som reduserer produksjonseffektiviteten over brønnens horisontale lengde. Fluidbanen under slike forhold er vist med piler i figur 1.

I et forsøk på å utligne fluidtrykket over et horiontalt brønnhull er det utviklet ulike potensialløsninger. Ett eksempel er produksjonsledelsessystemet "EQUALIZER™" produsert og solgt av Baker Oil Tools i Houston, Texas. EQUALIZER™-innretningen inkorporerer en spiralformet kanal som et be-grensningselement i innretningens kontrollmekanisme for inn-strømning. Den spiralformede kanal omslutter innretningens indre boring og begrenser oljen slik at den påtvinges en mer lik fordeling av fluid langs hele det horisontale brønnhull. Et slikt apparat kan imidlertid bare justeres ved brønnover-flaten og kan straks innretningen er ført inn i en brønn ikke bli endret for å ta hensyn til dynamiske endringer i fluidtrykket. En operatør må derfor gjøre antagelser når det gjel-der brønnforholdene og trykkforskjellene som vil bli støtt på i reservoaret, og forhåndsinstille toleransene i den spiralformede kanal i henhold til antakelsene. Uriktige data brukt til å forutsi forhold og endringer i fluiddynamikken i løpet av nedihulls bruk kan gjøre innretningen ineffektiv.

En variasjon av det samme problem oppstår i operasjonen av gassinjeksjonsbrønner. Under bestemte forhold er det nødven-dig å skaffe kunstige krefter for å fremme strømningen av olje eller andre hydrokarboner inn i en brønn. Én slik metode innbefatter injeksjon av gass fra et separat brønnhull for å tvinge oljen i formasjonen i retning av produksjonsbrønnen. Selv om metoden er effektiv for å styre olje, er selve injek-sjonsgassen tilbøyelig til å gå inn i partier av produksjons-brønnen etter hvert som oljen fra formasjonen tømmes. I disse tilfeller blir gassen dradd til helen av den horisontale brønnen av den samme trykkforskjellen som virker på oljen. Produksjon av injeksjonsgass i en hydrokarbonbrønn er uønsket, og det ville være fordelaktig å unngå migrering av injeksjonsgass inn i brønnen.

Fra publikasjonen GB 2.344.364 A, tilhørende den herværende søker, er det kjent et strømningskontrollapparat som er inn-rettet til selektivt å kunne tillate strømning av fluid fra en boring og inn i et omsluttende ringrom. Imidlertid har det vist seg hensiktsmessig å videreutvikle nevnte strømnings-kontrollapparat .

Det er derfor behov for et strømningskontrollapparat til nedihulls bruk i en brønn for kompensering for de dynamiske endringer og forskjeller i fluidtrykk langs lengden av brøn-nen. Det er videre et behov for et strømningskontrollapparat, til bruk i en brønn, som er selvregulerende og justerer seg selv etter endringer i trykkforskjeller mellom en oljeholdig formasjon og apparatets indre. Det er ytterligere et behov for et strømningskontrollapparat som forhindrer innføring av uønskede gasser og fluider i en brønn, men som tillater pas-sasje av olje derigjennom. Det er enda et ytterligere behov for et strømningskontrollapparat som vil forhindre migrering-en av uønskede fluider inn i brønnen etter at oljen i de deromkringliggende formasjoner er tømt. Det er enda et ytterligere behov for et strømningskontrollapparat som kan bli fjernstyrt, basert på brønnforholdene i en brønn eller de deromkringliggende formasjoner.

Ifølge et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet en strømningskontrollanordning til bruk i en brønn, hvor anordningen innbefatter et indre element med minst én deri formet åpning, minst ett aksialt bevegelig element anbrakt radialt utover fra det indre element for selek tivt å dekke den minst ene åpning i det indre element, idet det bevegelige element har en derpå dannet stempeloverflate, et forspenningselement anbrakt tilstøtende det bevegelige element og som motvirker aksial bevegelse av det bevegelige element, samt en ytre hylse.anbrakt radialt utover fra det bevegelige element.

Ytterligere foretrukne egenskaper er fremsatt i kravene 2 til 18.

I overensstemmelse med et andre aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet en fremgangsmåte for å kon-trollere fluidstrømningen inn i en hydrokarbonproduserende brønn, idet fremgangsmåten innbefatter innføring av et strøm-ningskontrollapparat brønnen tilstøtende fluidholdige formasjoner, slik at fluidet i formasjonen er i kommunikasjon med en utvendig overflate av apparatet, hvorved det fører til at fluidet virker på en stempeloverflate tildannet på en aksialt bevegelig hylse i apparatet, og derved bevirker forskyvning av hylsen som en reaksjon på en forhåndsbestemt massestrøm-ningsrate av fluid, for derved å forskyve åpningene tildannet i hylsen i forhold til åpningene tildannet i apparatets indre element.

På denne måten fremskaffer den foreliggende oppfinnelse gene-relt et apparat til bruk i et hydrokarbonproduserende brønn-hull for å kompensere for trykkforskjeller mellom fluid i brønnen og det deromkringliggende fluid i en oljeholdig formasjon. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er et perforert rør omsluttet av minst ett aksialt bevegelig element som beveges i forhold til trykkforskjeller mellom fluid innenfor og utenfor apparatet. Det bevegelige element ekspone-rer og dekker selektivt den indre hylses perforeringer for å la fluid som strømmer inn i apparatet fra brønnen passere eller strupes. I en utførelse av oppfinnelsen er det fremskaf fet et apparat som skal føres inn i streng av filterrør i et horisontalt brønnhull. Apparatet innbefatter et indre rørle-gemeparti som er forsynt med åpninger i veggen for passering av olje, et ytre rørlegemeparti samt en bane mellom dem for å tillate olje fra en formasjon å migrere inn i det indre legemet . Rundt det indre legemet er det anbrakt en ringformet hylse med derigjennom tildannede åpninger, hvor åpningene er konstruert og arrangert til å stemme overens med åpningene i det indre legemet, for derved å tillate fluid å strømme derigjennom. I en utførelse er hylseelementet fjærforspent på det indre legemet og innbefatter en stempeloverflate påvirket av fluid som går inn i et ringformet område mellom den ringformede hylse og det ytre legemet. Ved tilstedeværelsen av en trykkforskjell mellom fluidet i formasjonen og fluidet på innsiden av apparatet, er apparatet konstruert for å begrense strømningen av olje inn i brønnen. Spesifikt blir stempel-overf laten forskjøvet av en massestrømningsrate forårsaket av en trykkforskjell. Mens stempelet forskyves, blir legemets og hylsens åpninger stadig mer i uoverensstemmelse og forhindrer mesteparten av innstrømning av fluid inn i legemet når stempelet er fullstendig aktivert. Strømningen av fluid inn i apparatet er derfor omvendt relatert til trykkforskjellen mellom innsiden og utsiden av apparatet. I en utførelse av oppfinnelsen er mer enn ett apparat stilt i serie i en brønn for å kompensere for trykkforskjell over en forutbestemt lengde av brønnen. Apparatet kan, i det minste delvis, være kontrollert ved regulering og manipulering av trykket i en formasjon som er påvirket av en injeksjonsgass.

Noen foretrukne utførelser av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet hjelp av kun eksempler og med referanse til de ledsagende tegninger hvor: Figur 1 viser et delvis snitt av et vertikalt og horisontalt hydrokarbonbrønnhull ifølge kjent teknikk; Figur 2 er et delvis snitt av apparat i henhold til oppfinnelsen i et horisontalt brønnhull; Figur 3 er et mer detaljert snitt av apparatet i figur 2 og viser en deri ringformet hylse i en forspent, åpen stilling i forhold til apparatets indre legeme; Figur 4 er et tverrsnitt av apparatet i figur 2 og viser den ringformede hylse i en delvis lukket stilling i forhold til apparatets indre legeme; Figur 5 illustrerer en alternativ utførelse av oppfinnelsen med hylsepartiet i en første, eller delvis lukket, stilling; Figur 6 illustrerer apparatet i figur 5 med hylsepartiet vist i en andre, eller åpen, stilling; Figur 7 illustrerer apparatet i figur 5 med hylsepartiet vist i en tredje, eller delvis lukket, stilling; Figur 8 viser et apparat sammensatt av flere strømningskon-trollapparater i henhold til oppfinnelsen plassert i serie langs et horisontalt brønnhull; Figur 9 viser en utførelse av oppfinnelsen hvori apparatet er tilkoplingsbart til en standard seksjon av sandfilterrør; Figur 10 er en alternativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 11 er et annet riss av utførelsen i figur 10; Figur 12 er et tverrsnitt av enden av utførelsen i figur 10 med snittet tatt langs linjen 12-12 i figur 10; Figur 13 er et snitt som viser en alternativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 14 er et snitt som viser en alternativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 15 er et snitt som viser en alternativ utførelse av oppfinnelsen; Figur 16 er et snitt som viser en alternativ utførelse av oppfinnelsen; og Figur 17 er et tverrsnitt tatt langs linjen 17-17 i figur 16;

For å lette forståelsen er, der det er mulig, identiske hen-visningstall benyttet for å angi identiske elementer som er felles i figurene. Figur 2 viser et tverrsnitt av en brønn 200 med et deri anbrakt strømningskontrollapparat 212. Spesielt er det vist et apparat 212 for styring av strømning av olje eller noen andre hydrokarboner fra et underjordisk reservoar 2 03 og inn i en brønn 200. Brønnen 200 innbefatter en foret, vertikal brønn 202 og en uforet, horisontal brønn 204. For å transportere olje til brønnens overflate, er et produksjonsrør 209 anbrakt innvendig den vertikale brønnen 202 og dette strekker seg fra brønnens 200 overflate og gjennom et pakningselement 205 som tetter et ringformet område 211 rundt rørledningen og isole-rer det underliggende brønnhull. Et horisontalt brønnhull 204 innbefatter en seksjon av sandfilterrør 206. Sandfilterrøret 206 fortsetter langs den horisontale brønnen 204 til brønnens tå 208. Apparatet 212 er festet til sandfilterrør 206 nær den horisontale brønnens 204 hæl 210. Figur 3 er et mer detaljert snitt av et apparat 312 i et uforet, horisontalt brønnhull 304. I utførelsen i figur 3 er strømningskontrollapparatet 312 et to-posisjonsapparat med en første stilling som tillater den uinnskrenkede innstrømning av olje, og en andre stilling som begrenser innstrømningen av olje. Apparatet er i tillegg konstruert for å anta et hvilket som helst antall av stillinger mellom den første og andre stilling for derved å frembringe en trinnløs justering av be-grensningen for innstrømningen av olje inn i brønnen. Mens den andre stilling i utførelsen vist ikke innsnevrer strøm-ningen inn i apparatet fullstendig, vil det forstås av fagfolk at apparatet kunne konstrueres til å fullstendig inn-snevre fluidpassasjen.

Apparatet innbefatter et indre rørlegeme 307 som har et der-omkring anbrakt ytre rørlegeme 324. I et ringformet område 305 mellom de indre 307 og ytre 324 legemer, er det anbrakt et aksialt skyvbart hylselegeme 311 som er forspent i en første stilling i forhold til det indre legemet 307 av en fjær 320 eller et annet forspenningselement. Åpninger 317 tildannet i hylsen 311 er i overensstemmelse med de til disse motsvarende åpninger 308 tildannet i det indre legemet 307 for å tillate olje i å passere fra brønnen og inn i apparatet 312. I utførelsen vist i figur 3 er apparatet 312 tildannet integrert ved en ende av et sandfilterrørs 306 skjøt. Nærmest en første ende 302 av strømningskontrollapparatet 312 er sandfilterrøret 306 uperforert, og fluid som passerer gjennom filteret blir ledet inn i apparatets 312 ringformede området 305. Fluidstrømningen inn i apparatet er illustrert med pilene 313. En stempeloverflate 318 er tildannet på hylsen 311, og er konstruert og arrangert for å bevirke at hylsen 311 blir forskjøvet og beveges aksialt i forhold til det indre legemet når den blir påvirket av fluid med tilstrekkelig be-vegelsesmengde til å overvinne fjærens 320 resistive kraft. Fjæren 320 er spesifikt valgt, hvorved en massestrømningsrate skapt av en trykkforskjell vil resultere i et fluidmoment tilstrekkelig til å forskyve hylsen, for derved å stille om apparatet fra den fullt åpne stilling til en stilling hvori innstrømningen av fluid i apparatet i det minste er delvis begrenset.

I figur 3 er åpningene 308 tildannet i veggen til det indre element og åpningene 317 tildannet i hylsen 311 overensstemmende, idet de tillater en åpen bane av fluid inn i apparatets 312 indre fra det deromkringliggende brønnhull. Stillingen til hylsen i figur 3 er tegn på liten eller ingen trykkforskjell mellom apparatets 312 ytre og indre. Ved tilstedeværelsen av en forutbestemt trykkforskjell, blir hylsen 311 forskjøvet av en fluidmassestrømningsrate proporsjonal med trykkdifferansen mellom apparatets 312 indre og ytre. Etter hvert som hylsen 311 beveges fra den første stilling, reduseres strømningen av fluid inn i apparatet, for derved å kompensere for en trykkforskjell ved å skape et område av begrenset strømning inn i brønnen. Figur 4 er et tverrsnitt av apparatet 312 og viser hylsen 311 i en forskjøvet stilling relativt til det indre legemet 307. Som vist på figuren, har fluid som virker på hylsens 311 stempeloverflate 318 presset sammen fjæren 320 og forskjøvet hylsen til en andre stilling. I stillingen vist i figur 4, er hylsens 311 huller 317 og det indre legemets 306 huller 308 delvis forskjøvet i forhold til hverandre. Denne tilstand innsnevrer strømningen av fluid inn i apparatet. Den innsnevrede strømningsbanen er illustrert

med pilene 402.

Figur 5 viser en alternativ utførelse av oppfinnelsen som innbefatter et apparat 412 til bruk i brønnhull med gassin-jeksjonsbrønner. hvor for eksempel gass blir forsynt fra en annen brønn i nærheten av produksjonsbrønnen 404. Den sekun-dære brønnen (ikke vist) blir typisk boret til toppen av formasjonen og gass eller et annet injeksjonsstoff blir injisert deri. Injeksjonsstoff er typisk et nøytralt, miljøsikkert stoff som ikke vil nedbryte oljens kvalitet unødvendig gjen nom produksjonen. For eksempel kunne injeksjonsstoffet velges fra gruppen som utgjøres av vann, damp og gass gjenvunnet fra et annet parti av formasjonen. Andre typer injeksjonsstoffer er kjent for fagfolk på området og anses for å være innenfor omfanget av denne søknad.

I utførelsen i figur 5 er alle komponenter i apparatet 412 i alt vesentlig identiske til de som er beskrevet over med hensyn til figurene 2-4, med tillegg av en tredje stilling for hylsen 411 med hensyn til apparatets indre legeme 407. Hylsen 411 og fjæren 420 er spesifikt konstruert til å begrense inn-strømningen av olje i en første stilling og en tredje stilling og å tillate innstrømning av olje i en andre, midtre stilling. Figur 5 viser apparatet 412 med hylsen i en første stilling, hvorved innstrømningen inn i apparatet 412 er begrenset på grunn av en forskyvning mellom åpningene 417, 408 henholdvis i hylsen 411 og det indre element 407. Siden det er uønsket å introdusere et injeksjonsstoff som gass inn i brønnen, er apparatet 412 konstruert for å begrense strøm-ningen av ethvert stoff inn i brønnen når det stoffet har en massestrømningsrate som er lavere oljens massestrømningsrate. Siden gassinjeksjonsstoffet har en lavere massestrømningsrate enn olje, vil med andre ord tilstedeværelsen av gass ikke forskyve hylsens 411 stempeloverflate 418 for å stille apparatet 412 til midtre posisjon som illustrert i figur 6. Ved tilstedeværelsen av olje, med dens større massestrømningsra-te, vil imidlertid apparatet 412 tillate oljen å passere derigjennom da oljen bevirker hylsen 411 i å beveges til en midtre eller åpnet stilling i apparatet. Figur 6 illustrerer apparatet 412 i dets midtre eller åpnede stilling. Virkningen av olje på hylsens 411 stempeloverflate 418 har bevirket en aksial bevegelse av hylsen og delvis sammenpressing av fjæren 420 anbrakt mellom hylsen 411 og det ytre element 424. Strøm-ningen av olje inn i apparatet er illustrert med piler 480. Med tilstedeværelsen av en trykkforskjell mellom olje på apparatets utside og innside vil apparatets 412 hylse 411 beveges mot en tredje eller delvis lukket stilling, for derved å begrense strømningen av fluid inn i apparatet.

Figur 7 illustrerer apparatet 412 i en tredje stilling. Fjæren 420 er nesten fullstendig sammenpresset da fluidbe-vegelsesmengde har virket på hylsens 411 stempeloverflate 418 og bevirket hylsen i å beveges aksialt i fjærens 420 retning. I stillingen vist i figur 7, har apparatet kompensert for trykkforskjellen ved å delvis begrense innstrømmingen av olje inn i apparatet.

Fra basisutformingene sett og beskrevet i dette dokumentet, kan apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse bli utviklet i ulike utførelser for å takle brønnhullsforhold relatert til forskjeller i trykk langs en brønn, eller tilstedeværelsen av uønsket gass eller fluid nær brønnen. For eksempel viser figur 8 et antall apparater 212 sammenkoplet i serie langs et horisontalt brønnhull 204 fra hælenden 210 mot tåen-den 208. Ved å ha flere apparater 212 langs brønnen 204, kom-penseres det for ulike og økende/minkende trykkforskjeller langs brønnen. I denne multi-apparatutførelsen ville hylsene i hvert etterfølgende apparat typisk bli stilt om og lukket til et mindre omfang etter hvert som trykkforskjellen langs det horisontale brønnen avtar i retning av brønnens 204 tå-parti 208.

Figur 9 viser en utførelse av oppfinnelsen hvor apparatet 512 er en separat enhet og kan installeres på enden av et stan-dardstykke av sandfilterrør 515. I utførelsen i figur 9 er apparatet 512 sammenkoplet med sandfilterrøret 515 via en gjenget muffe 502. Apparatet 512 er forsynt med et sentreringsparti 503 som er konstruert og anordnet til å bli mot-tatt på innsiden av sandfilterrøret 515, for derved å skape et ringformet område 504 som er tettet ved en første ende og fremskaffer en fluidbane inn i apparatet 512 ved en andre ende. I bruk blir oljen som kommer inn i sandfilterrør 515 ledet inn i det ringformede området 504 og deretter inn i apparatet 512. Fluidets bane inn i apparatet 512 er vist med piler 505.

I tillegg til å aktivere apparatets hylse gjennom fluiddriv-kraft, kan apparatet nyttiggjøre fjernstyringsanordninger for aktivering, innbefattet hydrauliske og elektriske anordninger. For eksempel kan apparatet bli styrt fra brønnens overflate via en hydraulisk ledning som er i fluidkontakt med apparatets stempeloverflate. På denne måten kan stempelets stilling påvirkes av operatøren ved brønnens overflate ved forhold eller behov som ikke er direkte relatert til masse-strømningsraten inn i apparatet. Den hydrauliske ledning kan bli nyttiggjort som et rent aktiveringsmiddel for apparatet, eller den kan bli brukt sammen med et forspenningselement som en fjær. I et annet eksempel blir apparatet aktivert ved hjelp av en elektrisk anordning ved bruk av en solenoid til-knyttet en trykkfølingsanordning. I dette eksempelet blir fluidtrykket på innsiden og utsiden av apparatet målt, og trykkforskjellen derimellom beregnet. Trykkforskjellen blir sammenliknet med en lagret verdi, og en solenoid justerer deretter hylsens stilling til å åpne eller lukke apparatet for en deri strømning av fluid. De elektriske komponenter som inngår i denne utførelsen er velkjent for fagfolk på området.

I en gassinjeksjonsbrønn kan hylsens posisjon inni strøm-ningskontrollapparatet manipuleres ved å endre strømningsra-ten av gass injisert inn i ett eller flere nærliggende brønn-hull. For eksempel kan ett eller flere strømningskontroll-apparater i henhold til oppfinnelsen bli installert langs et horisontalt brønnhull for å kompensere for trykkforskjeller forventet langs brønnen nær hælpartiet. I en gassinjeksjons-operasjon blir formasjonen omkring det horisontale brønnhull påvirket av en injeksjonsbrønn som pumper for eksempel 2000m<3>gass pr.dag inn i formasjonen. Dersom apparatet langs brønnen ikke antar den ideelle posisjon for å kompensere for trykkforskjellene, kan formasjonstrykket bli øket eller redusert for derved å drive apparatet til den ønskede posisjon. Ved å øke strømningsmengden til gassen som pumpes inn i det nærliggende brønnhull, for eksempel til 2500m<3>pr. dag, kan formasjonstrykket bli øket med en direkte relatert økning i fluidets strømningshastighet inn i apparatet. En tilstrekkelig . øket massestrømningsrate vil bevirke at strømningskontrollap-paratet beveges til en mer begrenset stilling, for derved å kompensere for trykkforskjellen mellom formasjonen og det innvendige av det horisontale brønnhull. Alternativt kan mengden av gass injisert inn i en formasjon blir redusert, og forårsake at strømningskontrollapparatet langs et horisontalt brønnhull beveges mot en uaktivert posisjon.

Det følger nå noen alternative utførelser av apparatet, hvor alle er innenfor oppfinnelsens område. I hvert tilfelle sty-rer apparatet strømmen av fluid inn i en brønn. Selv om det nødvendigvis ikke er vist i alle figurene, kan hver utførelse bli arrangert for å muliggjøre at fluidstrømningen inn i apparatet blir redusert, øket eller avstengt, avhengig av mas-sestrømningsraten omkring apparatet.

Figurene 10, 11 og 12 illustrerer en alternativ utførelse av et strømningskontrollapparat 550. Figur 10 viser et apparat 550 i en åpen stilling hvorved fluid, vist med piler 585, trenger inn i apparatet gjennom filterpartiet 551 og strømmer gjennom et ringformet område dannet mellom et ytre kabinett 590 og et rørelement 570. Deretter strømmer fluidet inn i apparatet gjennom et åpning 580 tildannet i rørelementet 570.

Styring av fluidstrømmen er bestemt av stillingen til. et ringstempel 560 som er festet til en indre hylse 565. Ringstempelet 560 og den indre hylse 565 beveges sammen for selektivt å blottlegge og dekke åpningen 580. Ringstempelet 560 innbefatter en stempeloverflate 562 som blir påvirket av fluid som strømmer gjennom apparatet og aktiverer ringstempelet 560 og den indre hylse 565 mot en f jaer 575 anbrakt motsatt rettet stempeloverflaten 562.

Figur 12 er et tverrsnitt tatt langs linjene 12-12 i figur 10 og viser videre forholdet mellom apparatets 550 komponenter. I figur 12 er ytre hus 590 med ringstempelet 560 deri anbrakt spesielt synlig. Ringstempelet 560 innbefatter innoverrettede tappartier 587 som er anbrakt i spor 588 tildannet i rørele-mentet .570. Etter hvert som ringstempelet 560 og den indre

hylse 565 beveger seg aksielt i forhold til fluidmassehastighet på stempeloverflaten 562, beveges stempelet og den indre hylse i sporet 588. Figur 11 viser apparatet 550 i figur 10 i en lukket eller strupet stilling. I figur 11 er f jaer element et 575 forlenget, og har drevet ringstempelet 560 og den indre hylse 565 i en retning mot strømmen av fluid, og derved delvis lukket åpningen 580 for fluidstrømning derigjennom.

Figur 13 viser en alternativ utførelse av et strømningskon-trollapparat 600 til bruk i en brønn. Apparatet innbefatter

et ringstempel 617 som har en stempeloverflate 622 som strekker seg nedover og som er tildannet ved en første ende derav. Fluid kommer inn i strømningskontrollapparatet 600 gjennom et filterparti 610 og strømmer gjennom et ringformet område

skapt mellom den ytre overflate av et rørelement 615 og et

kabinett 605. Åpningen 627 tildannet i rørelementet 615 fremskaffer atkomst til det indre av apparatet 600. Stempelet 617 er montert glidbart og opererer imot en fjær 620 for alternativt å blottlegge eller dekke åpningen 627. Apparatet 600 er

konstruert og arrangert slik at fluidmassehastighet som virker mot stempeloverflaten 622, avleder stempelet mot fjæren 62 0 og derved blottlegger en større del av åpningen 627 for strømmen av fluid som vist med pil 625. Figur 14 er en alternativ utførelse av et strømningskontroll-apparat 650 som inkluderer et ringstempel 690 som opereres for selektiv blottlegging av en åpning 680 ved å bevege stempelet aksialt i et spor 687 mot et fjærelement 675. I denne utførelsen strømmer fluid inn i apparatet 650 gjennom et filterparti 651 og beveges gjennom et ringformet område skapt mellom rørelementet 670 og et ytre hus 692. Fluidet strømmer deretter inn i apparatets indre 650 gjennom en åpning 680 tildannet i rørelementet 670. Fluidets strømningsbane er illustrert med pil 685. Ringstempelet 690 innbefatter en stem-peloverf late 691 som er påvirket av fluidmassehastighet og som tillater stempelet å beveges mot fjærelementet 675 for å blottlegge en større del av åpningen 680 for strømmen av fluid 685. Figur 15 er en alternativ utførelse av et strømningskontroll-apparat 700 som inkluderer en flerhet av fleksible bladele-menter 728 konstruert og arranger for å bli trykket ned når de utsettes for en forutbestemt fluidmassehastighet, for derved å tillate fluid å strømme inn i apparatets 700 indre. Fluid strømmer inn i apparatet gjennom et filterparti 710 og fortsetter i et ringformet område tildannet mellom et rørele-ment 715 og et kabinett 705. Fluidet treffer deretter på minst ett fleksibelt bladelement 728 med en derpå tildannet overflate 729. En flerhet av fleksible bladelement 728 velges og arrangeres som ett fleksibelt element som strekker seg

rundt det ringformede området, og en forutbestemt fluidmasse-strømningsrate vil trykke ned de fleksible blader hvorved det tillates fluidstrømning (illustrert ved pil 725) inn i appa-

ratets 700 indre gjennom hullene 727 tildannet i rørelementet 715.

Figur 16 er en alternativ utførelse av oppfinnelsen der et apparat 750 innbefatter en flerhet av stempelsegmenter som beveges uavhengig i forhold til et perforert rørelement. Figur 17 er et snitt av utførelsen i figur 16 tatt langs linjen 17-17 i figur 16. Apparatet 750 innbefatter et filterparti 710 hvori fluid strømmer inn og fortsetter i et ringformet område tildannet mellom utsiden av et rørelement 770 og et omkringliggende hus 792. Strømmen av fluid gjennom og inn i apparatet 750 er vist med pil 785. En mer detaljert betrak-ting av figurene 16 og 17 viser at apparatet 750 inkluderer stemplene 790 som beveges aksielt i sporene 795 som er tildannet i en ring 796. Hvert stempel 790 innbefatter et derpå integrert hylseparti som er bevegelig sammen med stempelet for å dekke og blottlegge åpninger 771 tildannet i rørelemen-tet 770. Ved en andre ende virker stempelet mot et fjærelement 775.

Apparatet 750 er utformet på den måten at stempelet 790 er drevet mot fjæren 775 av en massestrømningshastighet av fluid som beveges gjennom apparatet 750. Etter hvert som stempelet blir avledet mot fjæren avdekker stempelets hylseparti 791 åpningen 771, og fluid i det ringformede rom mellom rørele-mentet 750 og huset 792 beveges inn i apparatets 750 indre. Ved fravær av en tilstrekkelig fluidmassehastighet, driver fjæren stempelet mot en stoppring 794 tildannet om den indre overflate av huset 792. I en utførelse vist i figur 16, når stempelet er fullstendig drevet mot stoppringen 794, dekker stempelets integrerte hylseparti åpningen 771 fullstendig og forhindrer derved fluidstrømning inn i apparatet 750. Særlig synlig i figur 17 er apparatets 750 hus 792 anbrakt om en ring 796 som har deri tildannede spor. Et hylseparti 799 er anbrakt deri om et rørelement 770. I utførelsen illustrert i figur 17 er stempelet 790 anbrakt om apparatets omkrets, og hvert stempel er forsynt med et separat fjærelement 775 og beveges uavhengig i henhold til fluidmassehastigheten på det stedet i apparatet.

Claims (20)

1. Strømningskontrollapparat (312) til bruk i en brønn (304),karakterisert vedat strømnings-kontrollapparatet (312) innbefatter; - et indre element (307) som er forsynt med i det minste én deri tildannet åpning (308) ; - minst ett aksialt bevegelig element (311) anbrakt radialt utover fra det indre element (307) for selektivt å dekke den minst ene åpningen (308) i det indre element (307), idet det bevegelige element (311) har en derpå tildannet stempeloverflate (318); - et forspenningselement (320) som er anbrakt tilstøten-de det bevegelige element (311), og som motvirker aksial bevegelse av det bevegelige element (311); og - en ytre hylse (324) anbrakt radialt utover fra det bevegelige element (311).

2. Strømningskontrollapparat i henhold til krav 1,karakterisert vedat det aksialt bevegelige element (311) er en hylse som er forsynt med en derigjennom tildannet åpning (317).

3. Strømningskontrollapparat i henhold til krav 2,karakterisert vedat minst én åpning (308)i det indre element (307) er overensstemmende med minst én åpning (317) i hylsen (311) når hylsen (311) er i en første stilling i forhold til det indre element (307), og minst én åpning (308) i det indre element (307) er forskjøvet i forhold til minst én av hylsens (311) åpninger (317) når hylsen (311) er i en andre stilling i forhold til det indre element (307).

4. Strømningskontrollapparat i henhold til krav 3,karakterisert vedat strømningen av fluid inn i anordningen, når denne er i den andre stilling, er begrenset av forskyvningen av hylsens (311) åpninger (317) i forhold til åpningene (308) i det indre element (307) .

5. Strømningskontrollapparat i henhold til krav 4,karakterisert vedat strømningskontrollappa-ratet ytterligere innbefatter en stempeloverflate (318) tildannet på hylsen (311) motsatt rettet forspennings-elementet (320), hvor stempeloverflaten (318) er konstruert og arrangert for å bli påvirket av fluidstrøm inn i strømningskontrollapparatet.

6. Strømningskontrollapparat i henhold til krav 5,karakterisert vedat hylsens (311) stilling i det minste delvis er bestemt av massestrømnings-raten av fluidet som strømmer inn i strømningskontroll-apparatet .

7. Strømningskontrollapparat i henhold til krav 5 eller 6,karakterisert vedat hylsens (311) stilling i det minste delvis er bestemt av en forskjell i fluidtrykk mellom fluidet på apparatets utside og fluidet på apparatets innside.

8. Strømningskontrollapparat i henhold til krav 5, 6 eller 7,karakterisert vedat apparatet innbefatter et forbindelseselement for en hydraulisk kontrol-ledning for å bringe hydraulikkfluid i kommunikasjon med hylsens (311) stempeloverflate (318).

9. Strømningskontrollapparat i henhold til krav 8,karakterisert vedat hydraulikkfluidet fremskaffer ekstra forspenning til å motvirke aksial bevegelse av hylsen (311) .

10. Strømningskontrollapparat i henhold til et hvilket som helst av kravene 3-9,karakterisert vedat hylsen (311) kan innta et hvilket som helst antall stillinger mellom den første og andre stilling, idet hver av de hvilken som helst stillinger skaper en ulik grad av forskyvning mellom hylsens (311) åpninger (317) og åpningene (308) i det indre element (307).

11. Strømningskontrollapparat i henhold til et hvilket som helst av kravene 3-10,karakterisert vedat minst én åpning (308) i det indre element (307) er forskjøvet i forhold til minst én åpning (317) i hylsen (311) når hylsen (311) er i en tredje stilling i forhold til det indre element (307) , idet den andre og tredje stilling er på begge sider av den første stilling. .

12. Strømningskontrollapparat i henhold til et hvilket som helst av kravene 3-10,karakterisert vedat apparatet tillater ubegrenset fluidstrøm når hylsen (311) er i en tredje stilling i forhold til det indre element (307), idet den første og den tredje stilling er på begge sider av den andre stilling.

13. Strømningskontrollapparat i henhold til et hvilket som helst av kravene 2-12,karakterisert vedat strømningskontrollapparatet ytterligere innbefatter et solenoidelement som er mekanisk forbundet med hylsen (311), hvorved solenoidelementet kan bevirke at hylsen (311) beveges aksialt i forhold til det indre element (307) .

14. Strømningskontrollapparat i henhold til krav 13,karakterisert vedat strømningskontrollap-paratet ytterligere innbefatter i det minste én trykk-sensor for føling av en trykkverdi og kommunikasjon av trykkverdien til solenoiden.

15. Strømningskontrollapparat i henhold et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat apparatet er anbrakt i et horisontalt brønnhull (204) nærliggende det horisontale brønnhulls (204) hælparti (210) .

16. Strømningskontrollapparat i henhold et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat en flerhet av apparatene er anbrakt i en brønn som har en deromkringliggende oljeholdig formasjon.

17. Strømningskontrollapparat i henhold et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat apparatet innbefatter et filterparti (306) som strekker seg fra apparatets første ende (302), hvor filterpartiet (306) leder fluid (313) inn i apparatet.

18. Strømningskontrollapparat i henhold et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat apparatet ytterligere innbefatter en fastgjørings-sammenstilling (502) for fastgjøring til et sandfilter-rør (515), hvor fastgjøringssammenstillingen (502) innbefatter; - utvendige gjenger tildannet på en første ende av apparatet ; - en forbindelsesring for å feste de utvendige gjenger med sandfilterrørets (515) utvendige gjenger; og - et sentreringsparti (503) som strekker seg fra apparatets første ende (302), idet sentreringspartiet (503) er innførbart i det innvendige av sandfilterrøret (515) for å danne et ringformet område (504) mellom sentrerings-partiets (503) utside og sandfilterrørets (515) innside, idet det ringformede området (504) danner en bane (505) for fluidstrømning inn i apparatet.

19. Fremgangsmåte for styring av fluidstrømmen inn i en hydrokarbonproduserende brønn,karakterisertved at fremgangsmåten innbefatter; - innføring av et strømningskontrollapparat (312) inn i brønnen tilstøtende en fluidholdig formasjon, slik at fluidet i formasjonen er i kommunikasjon med en ytre overflate av apparatet; - å la fluidet påvirke en stempeloverflate (318) tildannet på en aksialt bevegelig hylse (311) i apparatet (312); og - å la hylsen (311) forskyves som en reaksjon på en forutbestemt fluidmassestrømningsrate, for derved å forskyve åpninger (317) tildannet i hylsen (311) i forhold til åpninger (308) tildannet i et indre element (307) av apparatet (312).

20. Fremgangsmåte i henhold til krav 19,karakterisert vedat fremgangsmåten videre innbefatter endring av fluidets massestrømningsrate ved å endre mengden av gass injisert i formasjonen fra en tilliggen-de gassinjeksjonsbrønn.