NO325021B1

NO325021B1 - Device for activating downhole flow control devices

Info

Publication number: NO325021B1
Application number: NO19974752A
Authority: NO
Inventors: Douglas James Murray; Mark Edward Hopmann; Kevin R Jones; Michael A Carmody; Steven L Jennings; Robert J Coon; Wayne Welch; Jeffrey Edwards; David Martin
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 2008-01-14
Also published as: AU2125997A; GB9721870D0; GB2316113A; NO974752L; NO974752D0; GB2316113B; CA2218259C; WO1997030269A1; AU729246B2; CA2218259A1

Description

Oppfinnelsens bakgrunn: Background of the invention:

Oppfinnelsens område Field of the invention

Oppfinnelsen angår strømningsregulering for et hvilket som helst gitt fluid i en spesiell sone inn i eller ut av produksjonsrøret. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen selektiv aktivering av en strømningsreguleringsinnretning. The invention relates to flow control for any given fluid in a particular zone into or out of the production pipe. More specifically, the invention relates to selective activation of a flow control device.

Teknikkens stilling The position of the technique

Som en fagmann på området lett vil innse, har strømningsregulerings-innretninger såsom glidehylsen, som er kommersielt tilgjengelig fra Baker Oil Tools, 6023 Navigation Boulevard, Houston, Texas 77011, vært kjent innen industrien og vært anvendt av denne i flere år. Verktøyet er meget effektivt, men krever at det kjøres inn et omstillingsverktøy for åpning eller lukking av glidehylsen. Innkjøring av et omstillingsverktøy er tidkrevende og medfører den karakteristiske sekssifrede kostnad som er forbundet med enhver verktøy-innkjøring. Dessuten er det tidvis ønskelig å endre posisjonene til lukkehylsen eller innsatsen i forhold til hylsehuset i avmålte inkrementer for derved å mulig-gjøre bedre styring over strømningsanordningen; og gjøre det samme ved bruk av et omstillingverktøy er meget vanskelig. Flere mil med kabel, kveilrør etc, som må beveges for å aktivere verktøyet, gjør små posisjonsendringer nærmest umulig. As one of ordinary skill in the art will readily appreciate, flow control devices such as the slip sleeve, which are commercially available from Baker Oil Tools, 6023 Navigation Boulevard, Houston, Texas 77011, have been known in the industry and have been used by it for several years. The tool is very effective, but requires a conversion tool to be driven in to open or close the sliding sleeve. Run-in of a conversion tool is time-consuming and entails the characteristic six-figure cost associated with any tool run-in. Moreover, it is sometimes desirable to change the positions of the closing sleeve or the insert in relation to the sleeve housing in measured increments to thereby enable better control over the flow device; and doing the same using a conversion tool is very difficult. Several miles of cable, coiled tubing, etc., which must be moved to activate the tool, make small changes in position almost impossible.

På grunn av fremskritt innen elektroniske nedihull-aktuatorer og -følere samt avansert beslutningstakende elektronikk som kan være enten ved overflaten eller nede i borehullet slik som vist i USSN 08/385.992 som tilhører søkeren og som det herved henvises til, er forbedrete styreapparater mer anvendbare. Due to advances in electronic downhole actuators and sensors as well as advanced decision making electronics which can be either at the surface or downhole as shown in USSN 08/385,992 owned by the applicant and which is hereby referenced, improved control devices are more applicable.

US 4 715 440 beskriver en aktuator for et brønnverktøy, hvor aktuatoren omfatter en motor koplet til en mekanisk omformer som overfører rotasjon til lineær bevegelse og slik muliggjør styring av et sett bevegelige sensorarmer. US 4 715 440 describes an actuator for a well tool, where the actuator comprises a motor coupled to a mechanical converter which transfers rotation to linear movement and thus enables control of a set of movable sensor arms.

US 5 343 963 beskriver en fremgangsmåte og anordning for aktivering av et nedihullsverktøy, hvor en nedihulls prosessor benyttes for selektiv styring av en energiaktiverende mekanisme, eksempelvis en motor, som via en kraft-overføringsmekanisme kan aktivere et brønnverktøy. US 5 343 963 describes a method and device for activating a downhole tool, where a downhole processor is used for selective control of an energy activating mechanism, for example a motor, which via a power transmission mechanism can activate a well tool.

Sammenfatning av oppfinnelsen: Summary of the Invention:

De ovenfor omtalte og andre ulemper og mangler ved teknikkens stilling overvinnes eller minskes ved hjelp av en anordning for aktivering av nedihulls strømningsreguleringsinnretninger omfattende: a) en drivinnretning; b) en mekanisk omformer som er koplet til og drevet av drivinnretningen; The above-mentioned and other disadvantages and shortcomings of the state of the art are overcome or reduced by means of a device for activating downhole flow control devices comprising: a) a drive device; b) a mechanical converter connected to and driven by the drive;

kjennetegnet ved at den videre omfatter: characterized by the fact that it further includes:

c) et permanent installert brønnverktøy koplet til nevnte drivinnretning slik at drivkraften som skapes av nevnte drivinnretning opererer nevnte brønn-verktøy; d) en nedihull-prosessor og kraftleveringssystem som er driftsmessig forbundet med drivinnretningen for selektivt å manøvrere drivinnretningen; e) minst en sensor i kommunikasjon med nevnte prosessor og nevnte brønnverktøy slik at sensorinformasjon samlet fra nevnte verktøy er c) a permanently installed well tool connected to said drive device so that the driving force created by said drive device operates said well tool; d) a downhole processor and power delivery system operatively connected to the drive device to selectively actuate the drive device; e) at least one sensor in communication with said processor and said well tool so that sensor information collected from said tool is

overført til nevnte prosessor for evaluering. transferred to said processor for evaluation.

Foretrukne utførelsesformer av anordningen er videre utdypet i kravene 2 til og med 11. Preferred embodiments of the device are further elaborated in claims 2 to 11 inclusive.

En ledeskrue kan være roterbart festet til motoren (eller motorene om ønskelig for forbedret dreiemoment-karakteristika) og er fastskrudd til en hylsebefestigelse som er forbundet med en innsats hos en forøvrig konvensjonell glidehylse via et utløsningselement. Det utløsbare element kan være utelukkende skjær-utløsning eller kan anvende et knastsystem såvel som skjærkomponenter. Tilførsel av kraft i en polaritet til motoren åpner glidehylsen, motsatt polaritet lukker hylsen. I den roterbare hylse-utføringsform, er motoren driftsmessig forbundet med tannhjul som driver den roterbare hylse via tenner (en stor ring-tannhjulsprofil) på selve hylsen. Et utløsningselement av bruddtypen er ikke nødvendig i denne utføringsform fordi gjengene på tannhjulet hovedsakelig vil være orientert i lengderetningen slik at hylsen og tannhjulet naturlig kan skilles fra hverandre. Som en fagmann på området vil innse, må imidlertid arrangementet overføre rotasjonsbevegelse til den roterende hylse; dette kan tilveiebringes ved hjelp av knaster som aktiveres ved trekk eller skyv på enheten. I begge utføringsformer kan målbarheten oppnås enten ved å regulere reguleringstiden for krafttilgjengelighet til motoren eller ved å anvende en spesiell trinnmotor hvor motor-tellingene anvendes til å bestemme hylsens posisjon. Dessuten forbedres utmålt drift ved å anvende minst én og fortrinnsvis flere posisjonsfølere for å gi nøyaktig informasjon om lukkehylsens posisjon til logiske kretser enten nede i borehullet eller ved overflaten. Kraft kan tilføres nede i borehullet i form av en rekke batterier eller et kondensatorarrangement eller kraft kan tilføres fra et overflatested. I tilfelle av svikt ved det elektriske system eller motor- og tannhjulssystemet, kan kabel- eller kveilrørstreng innkjøres med et omstillings-verktøy for konvensjonelt å aktivere hylsen ved bruk av omstillingsprofiler. Der hylsen som betjenes av omstillingsverktøyet er en konvensjonell glidehylse, er dens betjening den samme som ved kjent teknikk, men hvis hylsen er av rotasjonstypen, er det gjort foranstaltninger hvorved den indre roterende hylse vil kunne skilles fra den ytre hylse og i ytterhylsen vil det være en blindseksjon slik at innerhylsen ganske enkelt kan beveges som om den var en glidehylse. A lead screw may be rotatably attached to the motor (or motors if desired for improved torque characteristics) and is bolted to a sleeve attachment which is connected to an insert in an otherwise conventional sliding sleeve via a release element. The release element may be exclusively shear release or may use a cam system as well as shear components. Supplying power in one polarity to the motor opens the sliding sleeve, opposite polarity closes the sleeve. In the rotatable sleeve embodiment, the motor is operatively connected to gears that drive the rotatable sleeve via teeth (a large ring gear profile) on the sleeve itself. A release element of the fracture type is not necessary in this embodiment because the threads on the gear wheel will mainly be oriented in the longitudinal direction so that the sleeve and the gear wheel can naturally be separated from each other. As one skilled in the art will appreciate, however, the arrangement must impart rotational motion to the rotating sleeve; this can be provided using knobs that are activated by pulling or pushing the device. In both embodiments, the measurability can be achieved either by regulating the regulation time for power availability to the motor or by using a special stepper motor where the motor counts are used to determine the position of the sleeve. Furthermore, measured operation is improved by using at least one and preferably several position sensors to provide accurate information about the closing sleeve's position to logic circuits either downhole or at the surface. Power can be supplied downhole in the form of a series of batteries or a capacitor arrangement or power can be supplied from a surface location. In the event of failure of the electrical system or the motor and gear system, the cable or coiled tubing string can be driven in with a switching tool to conventionally activate the sleeve using switching profiles. Where the sleeve operated by the conversion tool is a conventional sliding sleeve, its operation is the same as in the prior art, but if the sleeve is of the rotary type, provisions are made whereby the inner rotating sleeve will be separable from the outer sleeve and in the outer sleeve there will be a blind section so that the inner sleeve can simply be moved as if it were a sliding sleeve.

En kule-skrueenhet kan videre anvendes for å gi betydelig bedre be-vegelsesoverføringseffektivitet. Utføringsformen anvender en børsteløs ringformet motor og et ringformet magnetarrangement som tillater trinnvis bevegelse av motoren. Magnetene er montert på ytterdiameteren til et innerrør og vender på grunn av drivkraften som oppstår ved aktivering av spolene. På grunn av sam-virkningen mellom profiler på motorakselen og en rørdimensjonert kulemutter, driver rotasjons av akselen kulemutteren. Kulelagre i kulemutteren er opptatt i det rørdimensjonerte kulesete som er forbundet via en utskjæringsenhet med glidehylseinnsatsen. Ettersom kulesetet ikke kan dreie med kulemutteren på grunn av en kile som er festet til kulesetet og opptatt i et kilespor for å hindre slik rotasjon, tillates bare lineærbevegelse av kulesetet ved systemet. På grunn av den ekstremt lave friksjon som skapes av kuleskrueenheten, er bevegelses-overføringseffektiviteten ca. 90%. (I den foretrukne utføringsform genererer omtrent en sekstiåtte fotpund motor ca. 10.000 pund lineærkraft). Motordrift-komponentene opprettholdes i optimal tilstand ved at de bader i dielektrisk fluid, trykkompensert ved hjelp av en rekke sylindre og stempler. En utskjæringsenhet er innbefattet i denne utførelse for å tillate konvensjonell drift av verktøyet i tilfelle av en aktuatorsvikt. A ball-screw unit can also be used to provide significantly better motion transmission efficiency. The embodiment uses a brushless ring-shaped motor and a ring-shaped magnet arrangement that allows stepwise movement of the motor. The magnets are mounted on the outer diameter of an inner tube and turn due to the driving force generated by the activation of the coils. Due to the interaction between profiles on the motor shaft and a tube-sized ball nut, rotation of the shaft drives the ball nut. Ball bearings in the ball nut are occupied in the tube-sized ball seat which is connected via a cut-out unit to the sliding sleeve insert. As the ball seat cannot rotate with the ball nut due to a key attached to the ball seat and engaged in a keyway to prevent such rotation, only linear movement of the ball seat is permitted by the system. Due to the extremely low friction created by the ball screw assembly, the motion transmission efficiency is approx. 90%. (In the preferred embodiment, about a sixty-eight foot-pound motor generates about 10,000 pounds of linear force). The engine drive components are maintained in optimal condition by being bathed in dielectric fluid, pressure compensated using a series of cylinders and pistons. A cutout assembly is included in this embodiment to allow conventional operation of the tool in the event of an actuator failure.

En kuleskrueenhet kan være motordrevet for å forlenge et kulesete med forholdsvis smal diameter oppe eller nede i borehullet avhengig av tenn-rekkefølgen til viklingene i statoren, som styres ved hjelp av nedihull-elektronikken og prosessorpakken. Kulesetet er forbundet med en forbindelsesaksel som er forbundet med et drivåk. Drivåket er via en bruddkonstruksjon forbundet med innsatsen til en forøvrig konvensjonell glidehylse. Ved å igangsette motoren kan kraft overføres til glidehylsen for enten å åpne eller lukke den samme i tilfelle av svikt hos aktiveringsverktøyet, bruddkonstruksjonen frigjøres og konvensjonell omstilling av hylsen kan igangsettes. A ball screw assembly can be motor driven to extend a relatively narrow diameter ball seat up or down the borehole depending on the firing order of the windings in the stator, which is controlled by the downhole electronics and processor package. The ball seat is connected to a connecting shaft which is connected to a drive yoke. The drive guard is connected via a fracture structure to the insert of an otherwise conventional sliding sleeve. By starting the motor, power can be transferred to the sliding sleeve to either open or close the same in the event of failure of the actuation tool, the fracture structure is released and conventional repositioning of the sleeve can be initiated.

Et ledeskrue-konsept kan også anvendes hvor en drivhylse er gjenget på sin ytterdiameter og et tannhjulssett overfører rotasjonsenergi fra en motor til en tannhjulskrans med innvendige gjenger som kan bringes i inngrep med gjengene til ledeskrue-drivhylsen. Drivhylsen hindres fra rotasjonsbevegelse ved hjelp av en kile som er forbundet med en posisjonsføler såsom et lineær-potensiometer. Mens drivhylsen hindres fra rotasjon beveges posisjonsføleren med kilen for å gi en nøyaktig representasjon av graden av åpning hos glidehylsen festet til aktiveringsmekanismen ifølge oppfinnelsen. En elektronikk- og prosessorpakke er også anordnet for å overvåke og lede driften av verktøyet. A lead screw concept can also be used where a drive sleeve is threaded on its outer diameter and a gear set transfers rotational energy from a motor to a gear ring with internal threads that can be brought into engagement with the threads of the lead screw drive sleeve. The drive sleeve is prevented from rotational movement by means of a wedge which is connected to a position sensor such as a linear potentiometer. While the drive sleeve is prevented from rotating, the position sensor is moved with the wedge to give an accurate representation of the degree of opening of the slide sleeve attached to the activation mechanism according to the invention. An electronics and processor package is also provided to monitor and direct the operation of the tool.

Hver av de sistnevnte tre eksempler anvender en identisk bruddkonstruksjon eller -element som benytter et antall knaster og et antall bruddskruer. Knastene sørger for translasjon av bevegelsesenergien fra aktuatorenheten til glidehylsen uten å overføre bruddspenning til bruddskruene. Derved unngår man for tidlig brudd av bruddskruene og øker verktøyets levetid. I tilfelle aktiverings-mekanismene ifølge oppfinnelsen svikter, kan bruddkonstruksjonen omstilles oppe i hullet for å frigjøre knastene. Så snart knastene er frigjort fra aktiveringsdriv-mekanismen, tillater verktøyet ifølge oppfinnelsen konvensjonell omstilling av innsatsen i glidehylsen ved å anvende et kjent omstillingsverktøy på omstillingsprofiler. Each of the latter three examples uses an identical fracture structure or element that uses a number of lugs and a number of fracture screws. The cams ensure translation of the movement energy from the actuator unit to the sliding sleeve without transferring fracture stress to the fracture screws. This avoids premature breakage of the break screws and increases the service life of the tool. In the event that the activation mechanisms according to the invention fail, the fracture structure can be readjusted up in the hole to release the lugs. As soon as the cams are released from the activation drive mechanism, the tool according to the invention allows conventional adjustment of the insert in the sliding sleeve by using a known adjustment tool on adjustment profiles.

Kort beskrivelse av tegningene: Brief description of the drawings:

Figur 1-3 viser suksessive snitt av oppfinnelsen i en lukket stilling; Figur 4-6 viser suksessive snitt av oppfinnelsen i en åpen stilling; Figur 7 er et diagram over elektronikk-komponentene for eksempelet av oppfinnelsen i bruk; Figur 8 er et lengdesnitt av oppfinnelsen, som viser motor- og tannhjuls-arrangementet for rotasjonsutføreisen ifølge oppfinnelsen; Figur 9 er et snitt av oppfinnelsen som viser rotasjonshylsens rotasjons-arrangement; Figur 10 er et lengdesnitt av oppfinnelsen som viser den uforutsett åpne stilling; Figur 11 er et lengdesnitt av oppfinnelsen som viser den uforutsett lukkete stilling; Figur 12-17 viser et forlenget riss av et lengdesnitt av en ringformet kuleskrueenhetaktuator ifølge oppfinnelsen; Figur 13A viser et tverrsnitt gjennom figur 13 ved snittlinjen 13A-13A; Figur 13B viser et tverrsnitt gjennom figur 13 ved snittlinjen 13B-13B; Figur 18-22 viser et forlenget riss av et lengdesnitt av en eksentrisk kuleskrueenhetaktuator ifølge oppfinnelsen; Figur 19A er et snitt gjennom figur 19 sett langs snittlinjene 19A-19A; Figur 21A er et snitt av figur 21 sett langs snittlinjene 21A-21 A; Figur 21B er et snitt av figur 21 sett langs snittlinjene 21B-21B; Figur 21C er et snitt av figur 21 sett langs snittlinjene 21C-21C; Figur 23-28 viser et forlenget riss av en ringformet ledeskrueenhetaktuator ifølge oppfinnelsen; Figur 29 er et skjematisk perspektivriss av motoren, tannhjulssettet og aktuatorhylsen ifølge utførelsen ifølge figur 23-28; Figur 25A er et grunnriss av motoren og tannhjulssettet ifølge oppfinnelsen sett langs linjen 25A-25A; Figur 25B er et tverrsnitt av figur 25A sett langs snittlinjen 25B-25B; Figur 25C er et snitt av figur 25A sett langs snittlinjen 25C-25C; Figur 25D er et snitt av figur 25A sett langs snittlinjen 25D-25D; Figur 25E er et snitt av oppfinnelsen ifølge figur 23-28 sett langs snittlinjen 25E-25E; og Figur 30 er et radialsnitt av figur 25E sett langs snittlinjen 30-30. Figures 1-3 show successive sections of the invention in a closed position; Figures 4-6 show successive sections of the invention in an open position; Figure 7 is a diagram of the electronic components for the example of the invention in use; Figure 8 is a longitudinal section of the invention, showing the motor and gear arrangement for the rotary implement according to the invention; Figure 9 is a section of the invention showing the rotation arrangement of the rotation sleeve; Figure 10 is a longitudinal section of the invention showing the unexpectedly open position; Figure 11 is a longitudinal section of the invention showing the unexpectedly closed position; Figures 12-17 show an extended view of a longitudinal section of an annular ball screw unit actuator according to the invention; Figure 13A shows a cross section through Figure 13 at section line 13A-13A; Figure 13B shows a cross section through Figure 13 at section line 13B-13B; Figures 18-22 show an elongated view of a longitudinal section of an eccentric ball screw unit actuator according to the invention; Figure 19A is a section through Figure 19 seen along section lines 19A-19A; Figure 21A is a section of Figure 21 seen along section lines 21A-21A; Figure 21B is a section of Figure 21 seen along section lines 21B-21B; Figure 21C is a section of Figure 21 taken along section lines 21C-21C; Figures 23-28 show an elongated view of an annular lead screw unit actuator according to the invention; Figure 29 is a schematic perspective view of the motor, gear set and actuator sleeve according to the embodiment according to Figures 23-28; Figure 25A is a plan view of the motor and gear set according to the invention viewed along the line 25A-25A; Figure 25B is a cross-section of Figure 25A viewed along section line 25B-25B; Figure 25C is a section of Figure 25A taken along section line 25C-25C; Figure 25D is a section of Figure 25A taken along section line 25D-25D; Figure 25E is a section of the invention according to Figures 23-28 seen along the section line 25E-25E; and Figure 30 is a radial section of Figure 25E seen along the section line 30-30.

Nærmere beskrivelse av de foretrukne utførinqsformer: Detailed description of the preferred embodiments:

I figur 1-3 er oppfinnelsen vist med glidehylse-styreanordningen i lukket stilling. Det er vist en glidehylse som er kommersielt tilgjengelig fra Baker Oil Tools, 6023 Navigation Road, Houston, Texas 77011. Det skal imidlertid forstås at anordningen ifølge oppfinnelsen lett kan modifiseres for å aktivere andre strømningsreguleringsinnretninger. For klarhetens skyld angir 11 en åpning i lukkehylsen 10 og 13 angir en åpning i huset 15. Når 11 og 13 er innrettet i noen grad vil sonen produsere. Lukkehylsen (eller -innsatsen) 10 i glidehylse-reguleringsanordningen er festet ved hjelp av en utløsermekanisme, fortrinnsvis av en bruddtype og i den første utføringsform kan den anvende en bruddring 12 som vist, til hylsefesteelementet 14. I den mest foretrukne utføringsform anvendes imidlertid en separat bruddenhet for å avlaste hylsebelastningen fra bruddringen under bevegelse av hylsen. Dette bidrar til å hindre svikt ved anordningen som ellers kan forårsakes på grunn av materialtretthet hos bruddringen 12 fra bevegelsesbelastningen. Skjærenheten er vist i utførings-formen ifølge figur 12 f.f., men kan også anvendes ved denne første utføringsform hvis tegninger ikke innbefatter bruddkonstruksjonen. Hylsefesteelementet 14 omfatter en gjenget, gjennomgående boring 16 og tappgjenge 18. Som det vil forstås foretrekkes tappgjengen 18 for sammensetningsformå! slik at brudd-utløseren 12 lett kan fastholdes ved hjelp av bruddholderen 20 som innbefatter innvendige gjenge 22 innrettet til å samvirke med tappgjengen 18 på hylsefesteelementet 14. In Figures 1-3, the invention is shown with the sliding sleeve control device in the closed position. A slide sleeve is shown which is commercially available from Baker Oil Tools, 6023 Navigation Road, Houston, Texas 77011. However, it should be understood that the device of the invention can be easily modified to actuate other flow control devices. For clarity, 11 indicates an opening in the closure sleeve 10 and 13 indicates an opening in the housing 15. When 11 and 13 are aligned to some extent, the zone will produce. The closing sleeve (or insert) 10 in the sliding sleeve regulating device is attached by means of a release mechanism, preferably of a break type and in the first embodiment it can use a break ring 12 as shown, to the sleeve attachment element 14. In the most preferred embodiment, however, a separate break unit to relieve the sleeve load from the break ring during movement of the sleeve. This helps to prevent failure of the device which can otherwise be caused due to material fatigue of the fracture ring 12 from the movement load. The cutting unit is shown in the embodiment according to Figure 12 f.f., but can also be used in this first embodiment if the drawings do not include the fracture structure. The sleeve fastening element 14 comprises a threaded, through bore 16 and pin thread 18. As will be understood, the pin thread 18 is preferred for assembly capabilities! so that the rupture trigger 12 can be easily retained by means of the rupture holder 20 which includes internal threads 22 arranged to cooperate with the pin thread 18 on the sleeve fastening element 14.

En gjenget gjennomboring 16 er innrettet for gjengeforbindelse med en ledeskrue 24. Ledeskruen 24 er langstrakt og er monterbart festet til motoren 28 ved hjelp av en kopling 26. Det vil forstås at koplingen 26 kan være av hvilken som helst type tilstrekkelig til roterbart å forbinde ledeskruen 24 med tannhjuls-kassens 32 aksel 30 ved hjelp av hvilken motoren 28 overfører dreiemoment. De foretrukne arrangementer er en indikator også festet til de bevegelige elementer ifølge oppfinnelsen for å bestemme hylsens posisjon. Det skal forstås at motoren 28 faktisk kan være et antall elektroniske motorer som er forbundet med hverandre for å øke det totale utgangs-dreiemoment. Ved å snu motorens 28 polaritet, dvs. dreie ledeskruen 24 i motsatte retninger, vil befestigelsen 14 bevege seg opp eller ned i borehullet avhengig av retningen av skruens 24 bevegelse. Oppihullposisjonen eller den lukkete posisjon er vist i figur 1-3 og nedihulls-posisjonen eller den åpne posisjon i figur 4-6. A threaded bore 16 is adapted for threaded connection with a lead screw 24. The lead screw 24 is elongate and is mountably attached to the motor 28 by means of a coupling 26. It will be understood that the coupling 26 may be of any type sufficient to rotatably connect the lead screw 24 with the gear box 32 shaft 30 by means of which the motor 28 transmits torque. The preferred arrangement is an indicator also attached to the movable elements according to the invention to determine the position of the sleeve. It should be understood that the motor 28 may actually be a number of electronic motors connected together to increase the total output torque. By reversing the polarity of the motor 28, i.e. turning the lead screw 24 in opposite directions, the attachment 14 will move up or down in the borehole depending on the direction of the screw 24's movement. The uphole position or the closed position is shown in figure 1-3 and the downhole position or the open position in figure 4-6.

Som en fagmann på området vil forstå, muliggjør motoren enten en full åpne-/full lukke-operasjon eller en tilmålt åpne-Ailmålt lukke-operasjon. Dette oppnås ved å aktivere motoren i ønsket retning bare inntil en posisjonsføler angir at hylsen er i en spesiell stilling. Denne informasjon overføres til en logisk krets enten nede i borehullet eller ved overflaten og en beslutning blir tatt med hensyn til hvorvidt lukkehylsens posisjon er akseptabel eller ikke. En annen utføringsform anvender en trinnmotor slik at aktivering av denne bare vil aktivere motoren for et trinn-inkrement eller et forutbestemt antall trinn-inkrementer. Dette gir utmerket tilmålt kontroll over glidehylsen. Med hensyn til posisjonsføleren, vil en fagmann på området innse at hvilket som helst posisjonsføler vil være effektiv. As one skilled in the art will appreciate, the motor enables either a full open/full close operation or a metered open-Ail metered close operation. This is achieved by activating the motor in the desired direction only until a position sensor indicates that the sleeve is in a particular position. This information is transferred to a logic circuit either down the borehole or at the surface and a decision is made as to whether the closing sleeve's position is acceptable or not. Another embodiment uses a stepper motor so that activation of this will only activate the motor for a step increment or a predetermined number of step increments. This provides excellent measured control over the slide sleeve. With respect to the position sensor, one skilled in the art will recognize that any position sensor will be effective.

Ytterligere støtte til motoren 28 og tannhjulskassen 32 i den foretrukne utføringsform gir en flens 34 gjennom hvilken tannhjulsakselen 30 strekker seg. Flensen 34 er fast forbundet med huset 35 ifølge oppfinnelsen. Further support for the motor 28 and gear case 32 in the preferred embodiment is provided by a flange 34 through which the gear shaft 30 extends. The flange 34 is firmly connected to the housing 35 according to the invention.

Motoren 28 får kraft og mottar styresignaler via kraftledningen 36 som er forbundet med PCB 38 som er opptatt i et atmosfærekammer 40. Energi tilføres fortrinnsvis til PCB 38 gjennom TEC-ledning 42 fra overflaten eller fra et nedihulls-batteri eller kondensatorkraftkilde (ikke vist). I tilfelle det er ønskelig med en kondensatorkilde, vil den foretrukne energimengde som lagres være tilstrekkelig til å fullføre en hel syklus, fra lukket til åpen til lukket. The motor 28 is powered and receives control signals via the power line 36 which is connected to the PCB 38 which is contained in an atmosphere chamber 40. Energy is preferably supplied to the PCB 38 through TEC line 42 from the surface or from a downhole battery or capacitor power source (not shown). In the event that a capacitor source is desired, the preferred amount of energy stored will be sufficient to complete a full cycle, from closed to open to closed.

Ved eventuell svikt i noen av de elektriske aktiveringskomponentene, kan hylsen konvensjonelt aktiveres ved bruk av et omstillingsverktøy på omstillingsprofiler 44 som er kjent fra den forøvrig konvensjonelle glidehylse 46 som er kommersielt tilgjengelig fra Baker Oil Tools, 6023 Navigation Boulevard, Houston, Texas 77011. Konvensjonell drift av hylsen krever bare at omstillingsprofilene påføres en strekk- eller trykkbelastning som er tilstrekkelig til å frakople brudd-utløseren 12 for å skille lukkehylsen 10 fra hylsefesteelementet 14 eller brudd- og utløserknaster som ovenfor omtalt. Etter frigjøring arbeider glidehylsen på samme måte som hittil vanlig i industrien. In the event of failure of any of the electrical actuation components, the sleeve may be conventionally actuated using a changeover tool on changeover profiles 44 known from the otherwise conventional sliding sleeve 46 commercially available from Baker Oil Tools, 6023 Navigation Boulevard, Houston, Texas 77011. Conventional operation of the sleeve only requires that the adjustment profiles be subjected to a tensile or compressive load sufficient to disengage the break trigger 12 to separate the closing sleeve 10 from the sleeve attachment element 14 or break and release cams as discussed above. After release, the sliding sleeve works in the same way as usual in the industry.

Anvendelsen av minst én posisjonsføler er påtenkt for oppfinnelsen med sikte på å tilveiebringe slik informasjon til overflaten eller til intelligenspakke i borehullet, såsom en av de som er vist i USSN 08/385.992 innlevert av Baker Oil Tools 9. februar 1995 og som det herved henvises til. Det skal forstås at de verktøy som her er beskrevet, er analoge med de nedihull-styreanordninger som omtales i sistnevnte søknad. I forbindelse med et nedihull-intelligenssystem, kan strømningsreguleringsinnretningen styres fullstendig automatisk i borehullet. The use of at least one position sensor is contemplated for the invention with a view to providing such information to the surface or to the intelligence package in the borehole, such as one of those shown in USSN 08/385,992 filed by Baker Oil Tools on February 9, 1995 and to which reference is hereby made to. It should be understood that the tools described here are analogous to the downhole control devices mentioned in the latter application. In conjunction with a downhole intelligence system, the flow control device can be controlled fully automatically in the borehole.

Et foretrukket eksempel på verktøyet ifølge oppfinnelsen med intelligente nedihull-komponenter er sammensatt av de følgende sammenkoplete moduler. A preferred example of the tool according to the invention with intelligent downhole components is composed of the following interconnected modules.

En mikroprosessor-basert styremodul anvendes for akkvisisjonen av nedihull-informasjon relatert til hylsens posisjon og status for den elektriske motor som brukes for aktivering av hylsen. Modulen er også tilpasset telemetrisystemet, og dekoder styresignalene som overføres fra overflaten. Modulen vil bestå av en mikrokontroller som innbefatter minne, analog- til -digital-omformer, inngangs-/utgangsmoduler, en motordrift-modul for styring av motorens drift og en posisjonsføler/analog kondisjoneringskrets som benyttes for å tilpasse hylse-posisjon-følerne til vekselstrøm/likestrøm-omformeren. A microprocessor-based control module is used for the acquisition of downhole information related to the casing's position and the status of the electric motor used to activate the casing. The module is also adapted to the telemetry system, and decodes the control signals transmitted from the surface. The module will consist of a microcontroller including memory, analog-to-digital converter, input/output modules, a motor drive module for controlling the motor's operation and a position sensor/analog conditioning circuit used to adapt the sleeve position sensors to alternating current /dc converter.

En kraftregulator omformer likestrøm-høyspenningen på kabelen til et spenningsnivå som kan anvendes av motoren for aktivering av hylsen. Regulatoren kan være en lineær anordning eller svitsjeanordning. Denne nedihull-anvendelse benytter en svitsjeanordning for å gi en mer effektiv kraftomforming, for å minske varmen som utvikles av krafttilførselen, og for å opprettholde en konstant krafttilførsel til motoren. A power regulator converts the direct current high voltage on the cable to a voltage level that can be used by the motor to activate the sleeve. The regulator can be a linear device or switching device. This downhole application uses a switching device to provide more efficient power conversion, to reduce the heat developed by the power supply, and to maintain a constant power supply to the motor.

Telemetrimodulen forbinder brønnverktøyet med overflatesystemet gjennom en elektrisk kabel. Modulen vil ha en halv dupleks-kommunikasjonsevne hvor bare én anordning kan sende et signal på kabelen av gangen. Telemetrimodulene kan være festet til brønnkabelen i parallell, hvilket muliggjør individuell innkopling og styring av et flertall av hylser. The telemetry module connects the well tool to the surface system through an electrical cable. The module will have a half-duplex communication capability where only one device can send a signal on the cable at a time. The telemetry modules can be attached to the well cable in parallel, which enables individual connection and control of a majority of sleeves.

Den elektromagnetiske modul består av en trinnmotor, tannhjulskasse, frembringermutter, og en ledeskrue som styrer hylsens bevegelse i rørstrengens lengdeakse. Motoren styres ved hjelp av mikroprosessor-boret som gir den nødvendige likestrømseffekt og polaritet for riktig drift av motoren. En tannhjulskasse som er festet til motoren minsker aktiveringshastigheten, men øker dreiemomentet, hvilket er nødvendig for frembringelse av tilstrekkelig kraft for aktivering av hylsen. Frembringermutteren og ledeskrueenheten forbinder tannhjulskassen med hylsen, og gjør det mulig å bruke kraften som utvikles av tannhjulskassen til aktivering av hylsen. The electromagnetic module consists of a stepper motor, gear box, generator nut, and a lead screw that controls the movement of the sleeve in the longitudinal axis of the pipe string. The motor is controlled using the microprocessor drill which provides the necessary direct current power and polarity for correct operation of the motor. A gear box attached to the motor decreases the actuation speed but increases the torque required to generate sufficient force to actuate the sleeve. The driver nut and lead screw assembly connects the gear case to the sleeve and allows the force developed by the gear case to be used to actuate the sleeve.

Glidehylsen består av et rør som kan skrues på linje med produksjonsrøret med utvendige gjenger på en ende, og innvendige gjenger på den andre ende. En foretrukket åpningsekvivalent på ca. 1 Vfe ganger rørets innvendige diameter er plassert i røret for å tillate fluidene å strømme fra formasjonen til rørets innside. Det skal imidlertid forstås at andre forhold kan velges under bibehold av ønskelige volumstrømmer. F.eks. er et åpningsekvivalent-forhold på 1:1 også akseptabelt. En hylse beliggende på enhetens utside dekker åpningen når denne er i lukket stilling, og den blottlegger åpningen mot formasjonen når den er i åpen stilling. Hylsen er festet til frembringermutteren og ledeskrueenheten beliggende på verktøyets utside. The sliding sleeve consists of a tube that can be screwed in line with the production tube with external threads on one end, and internal threads on the other end. A preferred opening equivalent of approx. 1 Vfe times the inside diameter of the pipe is placed in the pipe to allow the fluids to flow from the formation to the inside of the pipe. However, it should be understood that other conditions can be chosen while maintaining desirable volume flows. E.g. an aperture equivalent ratio of 1:1 is also acceptable. A sleeve located on the outside of the unit covers the opening when it is in the closed position, and it exposes the opening to the formation when it is in the open position. The sleeve is attached to the driver nut and lead screw unit located on the outside of the tool.

Minst én posisjonsføler er anbragt i hylsen og L.V.D.T.-indikatorer eller lineære potensiometre er montert nær åpningen av verktøyet. Mikrokontrollboret overvåker hylsens posisjon ved å avføle hvilken føler som påvirkes av magnetene. For klarhetens skyld er glidehylseverktøyets virkemåte beskrevet nedenfor: Overflatesystemet spør etter hylsens posisjon, samt status for hele systemet. Mikroprosessoren dekoder styresignalet og returnerer, via TEC-ledningen til overflaten, verktøystatus-informasjonen. Hvert verktøy omfatter en spesiell elektronikkadresse som setter overflatesystemet i forbindelse med den spesielle hylse. At least one position sensor is located in the sleeve and L.V.D.T. indicators or linear potentiometers are mounted near the opening of the tool. The micro-control drill monitors the sleeve's position by sensing which sensor is affected by the magnets. For the sake of clarity, the sliding sleeve tool's operation is described below: The surface system asks for the position of the sleeve, as well as the status of the entire system. The microprocessor decodes the control signal and returns, via the TEC line to the surface, the tool status information. Each tool includes a special electronic address that associates the surface system with the special sleeve.

Overflatesystemet gir brønnverktøyet beskjed om å åpne hylsen for å innlede produksjonen av sonen som styres av hylsen. For å oppnå dette resultat, øker overflate-datamaskinen likestrømsspenningen som påtrykkes kabelen, for å sørge for at motoren får tilført tilstrekkelig effekt. Det skal forstås at selv om overflate-beslutninger er antydet her, er dette bare som eksempel, og enhver beslutning og evaluering kan utføres i og av nedihull-elektronikk- og prosessorpakken. The surface system instructs the well tool to open the casing to initiate production of the zone controlled by the casing. To achieve this result, the surface computer increases the DC voltage applied to the cable to ensure that the motor is supplied with sufficient power. It should be understood that although surface decisions are implied herein, this is only by way of example, and any decision and evaluation may be performed in and by the downhole electronics and processor package.

Mikroprosessoren aktiverer motor-drivinnretningene til å levere kraft til motoren for generering av den mekaniske bevegelse som er nødvendig for å drive glidehylsen. The microprocessor activates the motor-drivers to supply power to the motor to generate the mechanical motion necessary to drive the slide sleeve.

Prosessoren overvåker hylsens posisjon gjennom en posisjonsføler og slår av kraften til motoren når hylsen har nådd sin forutbestemte eller ønskete hvilestilling. The processor monitors the sleeve's position through a position sensor and shuts off power to the motor when the sleeve has reached its predetermined or desired rest position.

Når et overflatesystem også anvendes, senker overflatesystemet spenningsnivåene etter detektering av det lave kraftnivå på kabelen, og sender en beskjed ned i borehullet med spørsmål om verktøyets status. Verktøyet svarer med å angi hylsens posisjon. When a surface system is also used, the surface system lowers the voltage levels after detecting the low power level on the cable, and sends a message down the borehole asking about the tool's status. The tool responds by specifying the sleeve's position.

Trinn 1 til 5 kan gjentas for å lukke hylsen. En eneste modifikasjon er at signalet som sendes fra overflaten til verktøyet vil være å lukke hylsen istedenfor å åpne den. Steps 1 to 5 can be repeated to close the sleeve. The only modification is that the signal sent from the surface to the tool will be to close the sleeve instead of opening it.

Elektronikken er opptatt i et atmosfærisk trykkammer beliggende på utsiden av glidehylserøret. Systemet er fortrinnsvis klassifisert for 15.000 psi og 150°C. Den maksimale aktiveringskraft som utvikles av den elektromagnetiske enhet er ca. 10.000 pund. Utstyr som er blitt brukt overtid kan kreve lengre syklustider på grunn av avskalling og bruddstykker som kan ha samlet seg over verktøyets nyttige levetid. The electronics are housed in an atmospheric pressure chamber located on the outside of the sliding sleeve tube. The system is preferably rated for 15,000 psi and 150°C. The maximum activation force developed by the electromagnetic unit is approx. 10,000 pounds. Tools that have been used overtime may require longer cycle times due to spalling and debris that may have accumulated over the tool's useful life.

Ifølge en annen utføringsform av oppfinnelsen, med henvisning til figur 8 og 9, anvendes en rotasjonshylse 60 som strømningsreguleringsinnretningen According to another embodiment of the invention, with reference to Figures 8 and 9, a rotary sleeve 60 is used as the flow regulation device

istedenfor den aksiale glidehylse. I hovedsaken virker rotasjonshylsen på samme måte som glidehylsen, ved å innrette de ytre slisser 72 i flukt med de indre slisser 74 eller bringe de samme slisser ut av flukt med hverandre, men dette skjer på en rotasjonsmessig måte istedenfor den aksiale måte hos den konvensjonelle glidehylse. Rotasjonshylsen drives ved hjelp av en motor 62 som driver et tannhjul 64 som står i inngrep med tenner 66 på innsatsen 68. Selve rotasjonshylsen er funksjonsmessig meget lik en glidehylse, men dreier innerhylsen til å åpne, strupe eller stenge strømning etter ønske. Ytterhylsen er angitt ved tallet 70. Som i den ovenfor beskrevne utføringsform, reagerer den foreliggende anordning på styresignaler fra enten en lokal nedihull-intelligensanordning eller et avstands- eller overflate-inngangssignal. Signaler fremføres ved hjelp av fortrinnsvis TEC-ledning som mer utførlig omtalt ovenfor. instead of the axial sliding sleeve. Basically, the rotary sleeve works in the same way as the sliding sleeve, by aligning the outer slots 72 with the inner slots 74 or bringing the same slots out of alignment with each other, but this happens in a rotational way instead of the axial way of the conventional sliding sleeve . The rotary sleeve is driven by means of a motor 62 which drives a gear wheel 64 which engages with teeth 66 on the insert 68. The rotary sleeve itself is functionally very similar to a sliding sleeve, but turns the inner sleeve to open, throttle or close flow as desired. The outer sleeve is indicated by the number 70. As in the embodiment described above, the present device responds to control signals from either a local downhole intelligence device or a distance or surface input signal. Signals are transmitted using preferably TEC wire as discussed in more detail above.

Rotasjonsutføreisen gir mange av de samme fordeler som lineær-utførelsen såsom tilmålt lukking og åpning med en høy nøyaktighetsgrad. En vanlig motor som benytter tid- og kraftparametre eller en trinnmotor kan benyttes, der motor-tellingene brukes til å bestemme i hvilken grad hylsen er åpen eller lukket. Selv om det er lite trolig at den motordrevne utføringsform vil svikte, er det likevel viktig ved alle oljebrønn-apparater å sørge for en eventualinnretning dersom noe skulle svikte. Derfor, og med hensyn til rotasjonsutfø reisen vist i figur 10 og 11 ifølge oppfinnelsen går én eventualkonstruksjon ut på å anordne et spesielt kilearrangement for åpning eller lukking av hylsen ved å aktivere åpne- og lukkeorganene (omstillingsorganene 44) selektivt. Som det klart fremgår av illustrasjonen i de angitte figurer, omfatter omstillingsverktøyet 80 fjærer 82 som trykker på en kile 84 som har en kort kilelengde 86 for å lukke strømnings-anordningen og en lang kilelengde 88 for å åpne anordningen. Det fremgår av tegningene at et andre sett vinduer er nødvendig for eventual-utføringsformen av verktøyet. Vinduet 90 er, ved normal drift av oppfinnelsen, nedenfor ytterhylsens utvendige vinduer og er derfor ikke i forbindelse med disse. Ved behov for eventualaktivering av strømningsanordningen, kan vinduet 90 omstilles til å kommunisere med det ytre vindu. For at oppfinnelsen normalt skal virke på en pålitelig måte, er det tilrådelig å anordne midler for å hindre aksialbevegelsen av verktøyet. Dette er fortrinnsvis en bruddring som er vist i figur 10 i den brutte posisjon som 92 og 94. Det skal forstås at mange andre liknende metoder for å holde verktøyet i ønsket stilling kan anvendes og er innenfor rammen av oppfinnelsen. The rotary version offers many of the same advantages as the linear version, such as measured closing and opening with a high degree of accuracy. A normal motor that uses time and force parameters or a stepper motor can be used, where the motor counts are used to determine the degree to which the sleeve is open or closed. Although it is unlikely that the motor-driven design will fail, it is still important for all oil well devices to provide an emergency device should something fail. Therefore, and with regard to the rotational execution shown in Figures 10 and 11 according to the invention, one possible construction involves arranging a special wedge arrangement for opening or closing the sleeve by selectively activating the opening and closing means (switching means 44). As is clear from the illustration in the figures, the switching tool 80 comprises springs 82 which press on a wedge 84 having a short wedge length 86 to close the flow device and a long wedge length 88 to open the device. It appears from the drawings that a second set of windows is necessary for the eventual design of the tool. The window 90 is, in normal operation of the invention, below the external windows of the outer sleeve and is therefore not in connection with them. If necessary for eventual activation of the flow device, the window 90 can be changed to communicate with the outer window. In order for the invention to normally work in a reliable manner, it is advisable to arrange means to prevent the axial movement of the tool. This is preferably a break ring which is shown in Figure 10 in the broken position as 92 and 94. It should be understood that many other similar methods for holding the tool in the desired position can be used and are within the scope of the invention.

I den tredje utføringsform av oppfinnelsen, med henvisning til figur 12-16, anvendes en kuleskrue-enhet, der kuleseteelementet er ringformet og omslutter produksjonsrøret. Kuleseteelementet er vist i figur 15 med tallet 110. Individuelle kulespor 112 er, som det vil forstås, egentlig et enkelt skruelinjeformet spor lik en skruegjenge. Kuleseteelementet 110 er i operativ forbindelse med kulemutteren 114 som innbefatter et antall kulelagre (ikke vist) som er opptatt i kulespor 112. Omdreining av kulemutteren 114 påfører en noe rotasjonsrettet og noe langsrettet kraft på elementet 110, men kilen 118 som er fast forbundet med kuleseteelementet 110 og låser elementet 110 i kilesporet 120 i kilehylsen 127 som selv hindres fra å rotere ved hjelp av kilen 128 som strekker seg inn i drivhuset 138. De to kile- og kilespor-systemer hindrer enhver virkelig rotasjonsbevegelse av elementet 110. Derfor omdannes all kraften som overføres til elementet 110 til lengdebevegelse av elementet 110. Som en fagmann på området vil forstå, er elementet 110 i figur 15 vist direkte radialt utenfor en konvensjonell glidehylse-innsats 122. Innsatsen 122 er modifisert ved at den omfatter kulesete-låseringer 124 og 126 som virker til å hindre relativ bevegelse mellom kuleseteelementet 110 og innsatsen 122. Man vil da forstå at lengdebevegelse av kuleseteelementet 110 krever lengdebevegelse av innsatsen 122 i samme grad. Bevegelse av innsatsen oppover i hullet åpner glidehylsen og bevegelse av innsatsen nedover i hullet In the third embodiment of the invention, with reference to Figures 12-16, a ball screw unit is used, where the ball seat element is annular and encloses the production pipe. The ball seat element is shown in figure 15 with the number 110. Individual ball grooves 112 are, as will be understood, essentially a single helical groove similar to a screw thread. The ball seat element 110 is in operative connection with the ball nut 114 which includes a number of ball bearings (not shown) which are engaged in ball grooves 112. Rotation of the ball nut 114 applies a somewhat rotationally directed and somewhat longitudinally directed force to the element 110, but the wedge 118 which is firmly connected to the ball seat element 110 and locks the element 110 in the keyway 120 in the key sleeve 127 which itself is prevented from rotating by means of the key 128 which extends into the housing 138. The two key and keyway systems prevent any real rotational movement of the element 110. Therefore, all the power is converted which is transmitted to member 110 for longitudinal movement of member 110. As one of ordinary skill in the art will appreciate, member 110 in Figure 15 is shown directly radially outside a conventional sliding sleeve insert 122. Insert 122 is modified to include ball seat locking rings 124 and 126 which acts to prevent relative movement between the ball seat element 110 and the insert 122. One will then understand that longitudinal movement of k the unseated element 110 requires longitudinal movement of the insert 122 to the same extent. Movement of the insert up the hole opens the slide sleeve and movement of the insert down the hole

lukker glidehylsen. closes the sliding sleeve.

Den opprinnelige rotasjons-drivkraft eller -impuls (engelsk: impetus) tilveiebringes ved hjelp av en ringformet motor 130 som omfatter en ytre ringformet vikling og et indre ringformet arrangement av permanentmagneter. Viklingen er fortrinnsvis montert på innerdiameteren til et ytterhus-rør (dvs. motorhuset 142). Magnetene er montert på et innerrør (dvs. motorakselen 132). De mest foretrukne magneter er samarium-kobolt. Motoren arbeider trinnvis med hver aktivering av spolen. Motorakselen 132 strekker seg til grenseflaten mot kulemutteren 114. Bevegelse overføres fra motorakselen 132 til kulemutteren 114 ved hjelp av et fals-arrangement hvor både motorakselen 132 og kulemutteren 114 er forsynt med en tann eller utsparing som er komplementær med den som finnes på det andre element og opptrer omtrent for hver 90°. Kulemutteren 114 og motorakselen 132 holdes i inngrep med hverandre ved hjelp av trykklagre 134 og 136. Disse holdes på plass ved hjelp av henholdsvis kilehylsen 127 og låseringen 129. Området beskyttes av drivhuset 138. Dette er gjengeforbundet med TEC-koplingshuset 140 ved sin nedre ende og med motorhuset 142 ved sin øvre ende. Motorhuset 142 er i sin tur forbundet med en dreiebøyle 144 som er skrudd på elektronikk-rørdelen 146. The original rotational driving force or impulse (English: impetus) is provided by means of a ring-shaped motor 130 which comprises an outer ring-shaped winding and an inner ring-shaped arrangement of permanent magnets. The winding is preferably mounted on the inner diameter of an outer housing tube (ie motor housing 142). The magnets are mounted on an inner tube (ie the motor shaft 132). The most preferred magnets are samarium-cobalt. The motor works incrementally with each activation of the coil. The motor shaft 132 extends to the interface with the ball nut 114. Movement is transferred from the motor shaft 132 to the ball nut 114 by means of a rebate arrangement where both the motor shaft 132 and the ball nut 114 are provided with a tooth or recess which is complementary to that found on the other element and occurs approximately every 90°. The ball nut 114 and the motor shaft 132 are held in engagement with each other by means of thrust bearings 134 and 136. These are held in place by means of the wedge sleeve 127 and the locking ring 129 respectively. The area is protected by the housing 138. This is threaded to the TEC coupling housing 140 at its lower end and with the engine housing 142 at its upper end. The motor housing 142 is in turn connected to a swivel bracket 144 which is screwed onto the electronics tube part 146.

Nedihulls-behandlingssenter- og elektronikkbordene for signalisering og bestemmelse av drift av aktuatoren er opptatt i et atmosfærekammer 148 i elektronikk-rørdelen 146 og er hermetisk dekket av elektronikkdeksel 150. Nedihull-elektronikken setter oppfinnelsen istand til å beregne slike parametre som hylsens åpningsgrad, volumstrøm, vannsnitt etc, og griper korrigerende inn med eller uten overflate-inngangssignaler. Elektronikken foretar også nøye overvåking av glidehylsens posisjon ved å anvende fortrinnsvis en Indikator (engelsk: Resolver) som håret 360° posisjonsområde. Et indikator-tannhjul står i inngrep med en tannkrans med et forhold som er tilstrekkelig til å gi nøyaktig indikasjon av hylseposisjonen. Arrangementet er nærmere beskrevet nedenfor. The Nedihull processing center and electronics tables for signaling and determining operation of the actuator are occupied in an atmosphere chamber 148 in the electronics tube part 146 and are hermetically covered by the electronics cover 150. The Nedihull electronics enable the invention to calculate such parameters as the degree of opening of the sleeve, volume flow, water cut etc, and intervenes correctively with or without surface input signals. The electronics also carefully monitor the slide sleeve's position by preferably using an Indicator (English: Resolver) as the hair 360° position area. An indicator gear meshes with a ring gear with a ratio sufficient to provide accurate indication of sleeve position. The event is described in more detail below.

Motoren og kuleskrueenheten er fortrinnsvis holdt i et dielektrisk fluid for å sikre renhet og lang effektiv levetid. For å holde fluidet i disse komponent-områder, anvendes fortrinnsvis metallfjær-belastete tetninger. Og selv om tetninger av denne beskaffenhet er meget pålitelige, er det tilrådelig å ha utligningstrykk over tetningen for å hindre vesentlig forurensning på grunn av brønnboringsfluider. The motor and ball screw assembly are preferably kept in a dielectric fluid to ensure cleanliness and a long effective life. To keep the fluid in these component areas, metal spring-loaded seals are preferably used. And although seals of this nature are very reliable, it is advisable to have equalizing pressure across the seal to prevent significant contamination due to wellbore fluids.

I den mest foretrukne utføringsform av oppfinnelsen oppnås utligning av trykket mellom produksjonsfluidet og det dielektriske fluid ved å anvende fortrinnsvis fem kompensasjonssylindre 152 som hver inneholder et kompensator-stempel 154. Det foretrukne stempel omfatter en metallfjærbelastet tetningsstabél med et arlon-tetningsdeksel (kommersielt tilgjengelig fra Greene Tweed) og skiller det dielektriske fluid på den ene side av dette fra brønnboringfluidet på dets andre side. Hver kompensasjonssylinder 152 omfatter et innløp 156 for å tillate brønn-boringfluid fra innsiden av produksjonsrøret og således det tilhørende trykk å strømme inn i kompensasjonssylinderen 152 og således tvinge kompensator-stempelet 154 nedover i borehullet, hvorved trykket i det dielektriske fluid i forbindelse med den andre side av stempelet økes. Ettersom det dielektriske fluid ved stempelets nedihullside grenser mot fluidet som omgir drivkomponentene ifølge oppfinnelsen, og fordi trykket over stempelet er selvutlignende, er trykket på tetningene som skiller det dielektriske fluid fra omgivelsesfluidet nødvendigvis utlignet. Ved å holde trykket i det dielektriske fluid rundt arbeidskomponentene ifølge oppfinnelsen tilnærmet lik trykket i produksjonsrøret på grunn av kompensa-sjonssystemet, forlenges tetnings-levetiden. I den mest foretrukne utføringsform av oppfinnelsen er åpninger 156 boret direkte i kompensasjonssylindrene 152 som vist i figur 13A. In the most preferred embodiment of the invention, equalization of the pressure between the production fluid and the dielectric fluid is achieved by using preferably five compensation cylinders 152 each containing a compensator piston 154. The preferred piston comprises a metal spring-loaded seal stack with an Arlon seal cover (commercially available from Greene Tweed) and separates the dielectric fluid on one side of it from the well drilling fluid on the other side. Each compensation cylinder 152 includes an inlet 156 to allow well drilling fluid from inside the production pipe and thus the associated pressure to flow into the compensation cylinder 152 and thus force the compensator piston 154 down the borehole, whereby the pressure in the dielectric fluid in conjunction with the other side of the piston is increased. As the dielectric fluid at the downhole side of the piston adjoins the fluid that surrounds the drive components according to the invention, and because the pressure above the piston is self-compensating, the pressure on the seals that separate the dielectric fluid from the surrounding fluid is necessarily balanced. By keeping the pressure in the dielectric fluid around the working components according to the invention approximately equal to the pressure in the production pipe due to the compensation system, the seal life is extended. In the most preferred embodiment of the invention, openings 156 are drilled directly into the compensation cylinders 152 as shown in Figure 13A.

Kompensasjonssylindrene 152 er vist i enderisset i figur 13B i likhet med kammeret 158 som opptar indikatoren og en synkroniseringsinnretning for ringmotoren ifølge oppfinnelsen. Tilførselsrenner 160 er også vist. Indikatoren ifølge foreliggende oppfinnelse er innrettet til å overføre informasjon fra tannkransen til nedihull-prosessoren i elektronikkpakken som omdanner informasjonen til et antall tommer av hylseåpning og overfører denne informasjon tii overflaten. Dette gir umiddelbar og nøyaktig informasjon til overflaten om glidehylsens posisjon. Hylsen er optimalt bevegelig gjennom en slagiengde på åtte tommer (203 mm), og følgelig anvender indikatoren 158 optimalt et forhold på 256:1 med hensyn til tannkransen 170 på motorakselen. Trehundreogsekstigraders rotasjon av indikatoren tilsvarer fortrinnsvis en slagiengde på åtte tommer; dvs. det foretrukne forhold. Ved å avgi et sinusformet referansesignal til indikatoren fra elektronikkboret, genereres et sinusbølge-utgangssignal og et kosinusbølge-utgangssignal. En sammenligning mellom referansesignalet og utgangssignalet for å bestemme i hvilken kvadrant bølgene krysser, gir den nødvendige informasjon til å sette nedihull-elektronikken eller annen elektronikk istand til å beregne vinkelen mellom disse signaler. Etter at vinkelen mellom signalene er bestemt, vil elektronikken beregne verktøyets lineære forskyvning med en nøyaktighet innenfor ca. 1/8" (3,18 mm). Denne informasjon overføres oppover i hullet for overvåking og evaluering. For krafttilførsel gjennom elektronikken 148 anvendes fortrinnsvis minst én flerpinne-sikkontakt 172. Generelt kan disse kontakter anvendes hvor som helst i oppfinnelsen der TEC-ledning kommer inn i eller ut av verktøyets indre og ved dets begynnelse og ende for å gi kraft til verktøy lengre nede i borehullet. The compensating cylinders 152 are shown in the end plate in Figure 13B as is the chamber 158 which accommodates the indicator and a synchronizing device for the ring motor according to the invention. Supply chute 160 is also shown. The indicator according to the present invention is arranged to transmit information from the ring gear to the downhole processor in the electronics package which converts the information into a number of inches of sleeve opening and transmits this information to the surface. This provides immediate and accurate information to the surface about the slide sleeve's position. The sleeve is optimally movable through a stroke length of eight inches (203 mm), and thus the indicator 158 optimally applies a ratio of 256:1 with respect to the ring gear 170 on the motor shaft. Three hundred and sixty degrees of rotation of the indicator preferably corresponds to a stroke length of eight inches; i.e. the preferred ratio. By providing a sinusoidal reference signal to the indicator from the electronics drill, a sine wave output signal and a cosine wave output signal are generated. A comparison between the reference signal and the output signal to determine in which quadrant the waves cross provides the necessary information to enable the downhole electronics or other electronics to calculate the angle between these signals. After the angle between the signals has been determined, the electronics will calculate the tool's linear displacement with an accuracy within approx. 1/8" (3.18 mm). This information is transmitted up the hole for monitoring and evaluation. For power delivery through the electronics 148, preferably at least one multi-pin socket connector 172 is used. In general, these connectors can be used anywhere in the invention where TEC wire enters or exits the interior of the tool and at its start and end to provide power to tools further down the borehole.

For å hindre stemplene 154 fra å strekke seg forbi endene av kompensasjonssylindrene 152, er en stempelholder 162 plassert med fem fingre utstrakt mot hver av de fem kompensasjonsstempler 154 og slutter i posisjon tilstrekkelig til å hindre at kompensatorstemplene 154 unnslipper fra kompensasjonssylindrene 152. Som det vil forstås er hvilket som helst antall fingre, stempler og sylindre mulig etter ønske. Fem er bare foretrukket. To prevent the pistons 154 from extending past the ends of the compensating cylinders 152, a piston holder 162 is positioned with five fingers extended toward each of the five compensating pistons 154 and ends in a position sufficient to prevent the compensating pistons 154 from escaping from the compensating cylinders 152. As it will it is understood that any number of fingers, pistons and cylinders is possible as desired. Five is only preferred.

Ifølge en fjerde utføringsform av oppfinnelsen, vist i figur 18-22, er en kuleskrueenhet med mindre diameter montert eksentrisk i et hus og arbeider via en koplingsaksel mot et drivåk for, via et bruddelement, å aktivere innsatsen til en forøvrig konvensjonell glidehylse. En fagmann på området vil forstå at drivenheten 210 (se figur 19 og 20) innbefatter en motor og en kuleskrueenhet som ikke er selvstendig vist. Kuleskrueenheten er konvensjonell og er kommersielt tilgjengelig fra Astro Instruments Corp. Drivenheten er opptatt i et kammer fylt med dielektrisk fluid og kammeret avgrenses av motorhuset 212 og motordekselet 214. Motordekselet 214 er gjengeforbundet med åkhuset 216 som i sin tur er forbundet med den konvensjonelle glidehylse (kommersielt tilgjengelig fra Baker Oil Tools i Houston, Texas) for å danne en enhetlig konstruksjon i hvilken drivåket 220 kan passere for å aktivere innsatsen 240. Drivåket 220 er forbundet med innsatsen 240 via en bruddkonstruksjon 222. Konstruksjonen 222 danner forbindelse med innsatsen 240 via et antall, og fortrinnsvis fem, knaster 224 (se figur 21 A). Knastene letter overføring av bevegelse uten belastning på noen av bruddskruene 226 (hvilke skruer fortrinnsvis er i et antall på 10) under normalt drift av verktøyet. Selve bruddkonstruksjonen skal beskrives nærmere nedenfor. According to a fourth embodiment of the invention, shown in figures 18-22, a ball screw unit with a smaller diameter is mounted eccentrically in a housing and works via a coupling shaft against a drive yoke to, via a breaking element, activate the insert of an otherwise conventional sliding sleeve. One skilled in the art will understand that the drive unit 210 (see Figures 19 and 20) includes a motor and a ball screw unit which are not independently shown. The ball screw assembly is conventional and is commercially available from Astro Instruments Corp. The drive unit is contained in a chamber filled with dielectric fluid and the chamber is bounded by the motor housing 212 and the motor cover 214. The motor cover 214 is threadedly connected to the yoke housing 216 which in turn is connected to the conventional sliding sleeve (commercially available from Baker Oil Tools of Houston, Texas) for to form a unitary structure in which the drive yoke 220 can pass to activate the insert 240. The drive yoke 220 is connected to the insert 240 via a break structure 222. The structure 222 forms a connection with the insert 240 via a number, and preferably five, lugs 224 (see Figure 21 A). The cams facilitate transmission of motion without stressing any of the break screws 226 (which screws are preferably 10 in number) during normal operation of the tool. The fracture construction itself will be described in more detail below.

Drivåket 220 er koplet til drivenheten 210 via en forbindelsesaksel 250 som utskyves eller inntrekkes avhengig av polariteten til kraften som mates til driv-enhetmotoren som så aktiverer den konvensjonelle kuleskrueenhet i den riktige retning. Motorhusets 212 oppihullsende er forsynt med krafttilkoplinger 266 (se figur 18 og 19A) og ligger nær elektronikkhuset 262. I den mest foretrukne utføringsform av oppfinnelsen, er det anordnet et rom på ikke mer enn 1/8" (3,18 mm) ved skjøten 263 mellom motorhuset 212 og elektronikkhuset 262, fordi motordekselgjengene 265 og åkhusgjengene 267 kommer samtidig i inngrep. Dette krever enten klaring i verktøyet eller en tidsinnstilt gjengeskjæreoperasjon som generelt er uakseptabelt kostbar. Oppfinnerne foretrekker derfor å tillate den angitte størrelse av klaringen i verktøyet. Dessuten foretrekkes en skulder 269 for fremstilling av verktøyet for å minske friksjon av motordekselet 214 mot MSE-tetningen 268. Med andre ord maskineres dekselet 214 til en mindre tykkelse inntil like nedenfor den påtenkte tetningsflate for MSE 268. Når verktøyet settes sammen, glir dekselet 214 lett over MSE-tetningen inntil det er nesten fullstendig påsatt. Ved dette punkt gir tetningsflateområdet en meget større grad av friksjon på tetningen. Denne maskinering resulterer i skulderen 269 som er vist i tegningsfiguren. Atmosfærekammeret 260 omslutter nedihull-elektronikken og prosesseringskomponentene og er hermetisk avtettet ved hjelp av elektronikkdekselet 264. Elektronikken utfører evalueringsoppgavene og tilfører kraft til drivenheten 210 i motorhuset 212. Elektronikken blir fortrinnsvis forsynt ved hjelp av TEC-ledning for hvilken en kopling 266 er forseglet i enden av elektronikkhuset 262. Informasjon fra overflaten og fra nedihull-følerne, innbefattende en posisjonsføler, behandles nede i borehullet, hvilket resulterer i en bestemmelse med hensyn til eventuelt nødvendig endring i hylsen og passende aktivering av denne om nødvendig ved tilførsel av en spesiell polaritet til kraft som leveres til drivenhetens 210 motor. Fortrinnsvis anvendes et par MSE (metallfjæraktiverte) tetninger 268 eller sveiseforbindelser i tillegg til elektronikkdekselet 264 for avtetting av atmosfærekammeret. Motorhuset 212 er festet til åkhuset 216 i nærheten av forbindelsesakselens 250 nedre utstrekning som vist. I den mest foretrukne utføringsform av oppfinnelsen anvendes bolter/styrepinner 271 (se figur 21C) som forbinder motorhuset med åkhuset og hindrer motorhuset fra å bevege seg i forhold til åkhuset. Et avstandsstykke 270 er innført ved skjøtlinjen mellom motorhuset 212 og åkhuset 216, hvilket avstandsstykke har utspring 272 for å holde tetninger 274 i respektive glandeområder. The drive shaft 220 is connected to the drive unit 210 via a connecting shaft 250 which extends or retracts depending on the polarity of the power supplied to the drive motor which then actuates the conventional ball screw assembly in the correct direction. The hole end of the motor housing 212 is provided with power connections 266 (see Figures 18 and 19A) and is located close to the electronics housing 262. In the most preferred embodiment of the invention, a space of no more than 1/8" (3.18 mm) is provided at the joint 263 between the motor housing 212 and the electronics housing 262, because the motor cover threads 265 and the drive housing threads 267 engage simultaneously. This requires either clearance in the tool or a timed thread cutting operation which is generally unacceptably expensive. The inventors therefore prefer to allow the specified amount of clearance in the tool. Moreover, it is preferred a shoulder 269 for making the tool to reduce friction of the engine cover 214 against the MSE seal 268. In other words, the cover 214 is machined to a smaller thickness until just below the intended sealing surface for the MSE 268. When the tool is assembled, the cover 214 slides easily over the MSE seal until it is almost fully seated At this point the sealing surface area provides a very st lower degree of friction on the seal. This machining results in the shoulder 269 shown in the drawing figure. The atmosphere chamber 260 encloses the downhole electronics and processing components and is hermetically sealed by the electronics cover 264. The electronics perform the evaluation tasks and supply power to the drive unit 210 in the motor housing 212. The electronics are preferably supplied by means of TEC wire for which a connector 266 is sealed at the end of the electronics housing 262. Information from the surface and from the downhole sensors, including a position sensor, is processed downhole, resulting in a determination as to any necessary change in the casing and appropriate activation thereof if necessary by supplying a particular polarity of power which is delivered to the drive unit's 210 motor. Preferably, a pair of MSE (metal spring activated) seals 268 or welding connections are used in addition to the electronics cover 264 to seal the atmospheric chamber. The motor housing 212 is attached to the yoke housing 216 near the lower extent of the connecting shaft 250 as shown. In the most preferred embodiment of the invention, bolts/guide pins 271 (see figure 21C) are used which connect the motor housing to the yoke housing and prevent the motor housing from moving relative to the yoke housing. A spacer 270 is introduced at the joint line between the motor housing 212 and the yoke housing 216, which spacer has protrusions 272 to hold seals 274 in respective gland areas.

En fagmann på området vil ut fra figur 20, 21 og 21B oppfatte TEC-kontakten 276 som fører til en utvendig TEC-ledningstråd (ikke vist). Konvensjonelt er slike tråder ført utvendig til verktøyet ned til det neste verktøy som skal tilføres kraft. For å føre foreliggende oppfinnelse videre er et deksel 278 forbundet med glidehylsen via vinger 279 og danner en kanal som TEC-tråden vist i dette riss ved tallet 281 kan passere gjennom, samtidig som den beskyttes fra sammenstøt med angivelsene. Dekselet 278 strekker seg langs lengden av den nedre rørdel 280 som generelt omfatter den konvensjonelle glidehylse. Dekselet 278 holdes dessuten i kontakt med den nedre rørdel 280 ved hjelp av en krage-enhet 282. Krageenheten 282 omfatter en trådlås 284 og tråddeksel 286. Trådlåsen 284 danner et avrundet innløp, slik at TEC-tråden 288 ikke knekkes ved 90° bøying før den kveiles rundt den nedre rørdelens 280 ytterdiameter. TEC-tråden 288 blir fortrinnsvis kveilet flere ganger rundt for å gi ytterligere trådslakk slik at det ikke blir nødvendig med meget snauere måletoleranser når koplingen skal utføres på feltet. For å beskytte denne tråden er tråddekselet 286 anordnet rundt den nedre rørdel 280 på en slik måte at forlengelsen 290 dekker kveiltråden 288 slik at den beskyttes mot støt mot omgivelsene. Tråddekselet 286 strekker seg også over dekselet 278 for å holde det mot den nedre rørdel 280. Det fremgår av figur 22 at trådlåsen 284 er av generelt konvensjonell krageutføreise, med et hengsel som ikke er vist og er ca. hundreogåtti grader i avstand fra bolten 292 som når den er innskrudd i trådlåsen 284 fester denne til den nedre rørdel 280. Tråddekselet 286 virker på samme måte og ytterligere forklaring er derfor ansett unødvendig. One skilled in the art will recognize from Figures 20, 21 and 21B that the TEC connector 276 leads to an external TEC lead wire (not shown). Conventionally, such threads are led from the outside of the tool down to the next tool to be powered. In order to carry the present invention further, a cover 278 is connected to the sliding sleeve via wings 279 and forms a channel through which the TEC wire shown in this drawing at the number 281 can pass, while at the same time being protected from collision with the indications. The cover 278 extends along the length of the lower tube portion 280 which generally includes the conventional sliding sleeve. The cover 278 is also kept in contact with the lower tube part 280 by means of a collar unit 282. The collar unit 282 comprises a wire lock 284 and wire cover 286. The wire lock 284 forms a rounded inlet, so that the TEC wire 288 does not break when bent at 90° before it is coiled around the lower tube part's 280 outer diameter. The TEC wire 288 is preferably wound around several times to provide additional wire slack so that much tighter measurement tolerances are not required when the connection is to be made in the field. In order to protect this wire, the wire cover 286 is arranged around the lower pipe part 280 in such a way that the extension 290 covers the coil wire 288 so that it is protected against impact with the surroundings. The wire cover 286 also extends over the cover 278 to hold it against the lower pipe part 280. It appears from figure 22 that the wire lock 284 is of a generally conventional collar design, with a hinge that is not shown and is approx. one hundred and eighty degrees at a distance from the bolt 292 which, when screwed into the thread lock 284, secures this to the lower tube part 280. The thread cover 286 works in the same way and further explanation is therefore deemed unnecessary.

I det lite sannsynlige tilfelle at en aktuator skulle svikte, kan glidehylsen aktiveres konvensjonelt med et konvensjonelt omstillingsverktøy så snart aktuatoren ifølge oppfinnelsen er koplet fra glidehylseinnsatsen. For å lette denne oppgave, benyttes bruddkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen. Bruddelementet 222 omfatter en skulder 228 som anvendes bare dersom drivenheten ifølge oppfinnelsen har sviktet og det er nødvendig å bevege bruddkonstruksjonen slik at konvensjonelle omstillingsverktøy kan benyttes til å betjene glidehylsen. Et omstillingsverktøy av konvensjonell art hviler på skulderen 28 for omstilling av konstruksjonen 222 oppe i hullet. En slagiengde er anordnet ved rommet 230 for å gi tilstrekkelig plass til at bruddelementet 222 kan bevege seg oppover i hullet og la knasten 224 gli radialt innad ut av inngrep med drivåket 220. Én låsering 232 er anordnet for å hindre bruddelementet 222 fra å bevege seg nedover i hullet etter at det er brutt. Dette er viktig fordi bruddkonstruksjonen 222, dersom den beveger seg tilbake ned i hullet, kan føre knasten 224 tilbake til drivåket 222. Dette forhindrer operasjonen av konstruksjonen 222 og hindrer operasjon av glidehylsen ved hjelp av konvensjonelle omstillingsverktøy og teknikker. Låseringen 232 vil, når bruddelementet 222 tvinges oppover i borehullet, ekspandere inn i ringsporet 234 og derved hindre etterfølgende nedadbevegelse av bruddelementet 222. Det skal bemerkes at ved den mest foretrukne utføringsform av oppfinnelsen er det i fremstillingsøyemed anordnet en monteringsboring 236, hvor låseringen 232 kan tvinges inn i bruddelementet 222 og ut av inngrep med ringsporet 234 for å sette bruddelementet 222 under fremstilling. Det skal bemerkes at denne bruddkonstruksjon kan anvendes med hvert av aktuatorverktøyene ifølge oppfinnelsen. In the unlikely event that an actuator should fail, the sliding sleeve can be activated conventionally with a conventional switching tool as soon as the actuator according to the invention is disconnected from the sliding sleeve insert. To facilitate this task, the fracture construction according to the invention is used. The breaking element 222 comprises a shoulder 228 which is used only if the drive unit according to the invention has failed and it is necessary to move the breaking structure so that conventional adjustment tools can be used to operate the sliding sleeve. An adjustment tool of a conventional type rests on the shoulder 28 for adjustment of the structure 222 up in the hole. A stroke length is provided at the space 230 to provide sufficient space for the breaking member 222 to move up in the hole and allow the cam 224 to slide radially inward out of engagement with the drive yoke 220. One locking ring 232 is provided to prevent the breaking member 222 from moving down the hole after it is broken. This is important because the fracture structure 222, if it moves back down the hole, can drive the cam 224 back to the drive yoke 222. This prevents the operation of the structure 222 and prevents operation of the slide sleeve using conventional conversion tools and techniques. The locking ring 232 will, when the fracture element 222 is forced upwards into the borehole, expand into the ring groove 234 and thereby prevent subsequent downward movement of the fracture element 222. It should be noted that in the most preferred embodiment of the invention, a mounting bore 236 is arranged for manufacturing purposes, where the locking ring 232 can is forced into the breaking element 222 and out of engagement with the annular groove 234 to set the breaking element 222 under manufacture. It should be noted that this fracture construction can be used with each of the actuator tools according to the invention.

I en femte utføringsform av oppfinnelsen, vist i figur 23-30, blir en konvensjonell glidehylse aktivert ved hjelp av en kombinasjon av en motor og tannhjulsutveksling som driver en ledeskrue som via en bruddutløsnings-mekanisme identisk med den ovenfor omtalte, er forbundet med innsatsen til en forøvrig konvensjonell glidehylse. Figur 29 viser et skjematisk perspektivriss av motor-tannhjulsutvekslingen og ledeskruen ifølge oppfinnelsen. En kort studering av figuren vil gi en detaljert forståelse av motor-tannhjulsdriften og ledeskrue-tannhjulet for en vanlig fagmann på området. Motoren 310 omfatter et motordrev 312 som står i inngrep med det drevne tannhjul 314 som er montert på en hjelpeaksel 316 og følgelig forbundet med hjelpe-tannhjulet 318 uten relativ rotasjon. Tannhjulet 318 står i inngrep med ledeskrue-drivtannhjulet 320 som i sin tur driver ledeskruetannhjulet 322. Ledeskrue-tannhjulet 322 omfatter gjenger som er utskåret på dets innerdiameter med samme TPI som gjengene utskåret på ytterdiameteren til aktuatorhylsen 324 (som er et strømningsrør). Ved å drive motoren 310 i den ene eller andre retning basert på polaritet, blir derfor aktuatorhylsen 324 drevet oppover eller nedover i borehullet ved hjelp av gjengene på denne. Selv om aktuatorhylsen 324 vil foretrekke å dreie rotasjonsmessig i motsetning til å bevege seg i lengderetningen, og derved følge banen med minst motstand, er hylsen 324 forsynt med en kile (synlig i figur 25B som tallet 329) festet til enden 328 av lineær-potensiometeret 330. En vanlig fagmann på området vil, ved å studere figur 25E og 30, forstå den foretrukne plassering av lineær-potensiometeret 330 i forhold til andre komponenter ved oppfinnelsen. Figur 25E viser også tydelig styrepinner 332 som medvirker til å holde oppfinnelsens forskjellige komponenter i forhold til hverandre. Aktuatorhylsen 324 fortsetter på figur 26 der den er konsentrisk radialt utenfor innsatsen 240 til den konvensjonelle glidehylse. En fagmann på området vil innse at bruddutløsnings-mekanismen 222 er identisk med den ifølge den tidligere utføringsform, og den er derfor ikke nærmere beskrevet her. Krafttilførsel til og gjennom verktøyet er fortrinnsvis ved hjelp av TEC-ledning som er angitt med tallet 340. Nedihull-elektronikken er lik den som er beskrevet ovenfor og er opptatt i et atmosfærekammer 350 avgrenset av elektronikkhuset 352 og elektronikkdeksel 354. Krafttilkoplinger utgjøres av konvensjonelle koplinger 360 som anvendes etter behov, på grunn av hensiktsmessig opplegg av ledningstråden gjennom verktøyene. In a fifth embodiment of the invention, shown in figures 23-30, a conventional sliding sleeve is activated by means of a combination of a motor and gear transmission which drives a lead screw which, via a break release mechanism identical to the one discussed above, is connected to the insert of an otherwise conventional sliding sleeve. Figure 29 shows a schematic perspective view of the motor-gear exchange and the lead screw according to the invention. A brief study of the figure will provide a detailed understanding of the motor gear operation and the lead screw gear for a person skilled in the art. The motor 310 comprises a motor drive 312 which engages the driven gear 314 which is mounted on an auxiliary shaft 316 and consequently connected to the auxiliary gear 318 without relative rotation. The gear 318 meshes with the lead screw drive gear 320 which in turn drives the lead screw gear 322. The lead screw gear 322 includes threads cut on its inner diameter with the same TPI as the threads cut on the outer diameter of the actuator sleeve 324 (which is a flow tube). By driving the motor 310 in one or the other direction based on polarity, the actuator sleeve 324 is therefore driven upwards or downwards in the borehole by means of the threads on it. Although actuator sleeve 324 would prefer to rotate rotationally as opposed to moving longitudinally, thereby following the path of least resistance, sleeve 324 is provided with a wedge (visible in Figure 25B as numeral 329) attached to end 328 of the linear potentiometer 330. A person skilled in the art will, by studying figures 25E and 30, understand the preferred placement of the linear potentiometer 330 in relation to other components of the invention. Figure 25E also clearly shows guide pins 332 which help to keep the various components of the invention in relation to each other. The actuator sleeve 324 continues in Figure 26 where it is concentric radially outside the insert 240 of the conventional sliding sleeve. A person skilled in the art will realize that the break release mechanism 222 is identical to that according to the previous embodiment, and it is therefore not described in more detail here. Power supply to and through the tool is preferably by means of TEC line indicated by the number 340. The downhole electronics are similar to those described above and are occupied in an atmosphere chamber 350 delimited by the electronics housing 352 and electronics cover 354. Power connections are made up of conventional connections 360 which is used as needed, due to the appropriate arrangement of the wire through the tools.

Claims

1. Device for activating downhole flow control devices comprising: a) a drive device; b) a mechanical converter connected to and driven by the drive; characterized in that it further comprises: c) a permanently installed well tool connected to said drive device so that the driving force created by said drive device operates said well tool; d) a downhole processor and power delivery system operatively connected to the drive device to selectively actuate the drive device; e) at least one sensor in communication with said processor and said well tool so that sensor information collected from said tool is transferred to said processor for evaluation.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that it comprises at least one sensor in connection with the processor and the downhole tool, so that sensor information collected from the tool is transferred to the processor for evaluation.

3. Device as stated in claim 2, characterized in that the drive device is a motor (28).

4. Device as stated in claim 1, characterized in that the converter is an annular ball screw unit (110,112,114) and the motor is an annular motor.

5. Device as stated in claim 3, characterized in that the converter is an electrically mounted ball screw unit.

6. Device as stated in claim 3, characterized in that the converter is an annular guide screw (24).

7. Device as stated in claim 6, characterized in that the screw is driven by the motor via a gear set.

8. Device as stated in claim 4, characterized in that the ball screw unit comprises an annular ball nut (114) and annular ball seat (110), the ball screw unit being surrounded by dielectric fluid in a chamber delimited by a sealed housing to retain the fluid, the chamber being pressure equalized with a well drilling fluid.

9. Device as stated in claim 8, characterized in that the dielectric fluid is pressure equalized by means of at least one piston and a cylinder where one of two ends of said at least one piston is exposed to dielectric fluid while the other of the two ends of the piston is exposed to wellbore fluid pressure.

10. Device as specified in claim 3, characterized in that said at least one sensor is a number of sensors.

11. Device as stated in claim 4, characterized in that the motor magnetizes windings therein in a selected order to rotate the motor in a desired direction.