NO326060B1 - Fremgangsmate for ferdigstilling av bronn for a isolere minst en sone - Google Patents

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Oppfinnelsens område er utstyr for ferdigstilling av brønn i en trippepro-

sess, hvilket muliggjør soneisolering og produksjon ved bruk av en teknikk for utvidelse av avskjerminger og isolatorer, fortrinnsvis for ferdigstilling i åpent hull.

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Soneisolering er vanligvis ønskelig i brønner med forskjellige trykkområder, uforenelige reservoarfluider og varierende produksjonslivslengde. Typisk løsning for disse tilfeller har tidligere vært sementering og perforering av brønnforing.

Mange anvendelser krever videre gruspakning, som da innebærer tillegg av ekstra

tid og utgifter til ferdigstillingen. Den sementerte brønnforing krever også føring av sement-bindingslogger for å sikre sementeringsarbeidet integritet, det har ikke vært uvanlig for en prosedyre som omfatter sementert foring, gruspakning og soneisolasjon å bruke pakninger som det tar 5-20 dager pr. sone å opprette og som medfører så høye omkostninger som inntil en million dollar eller mer pr. sone.

Bruk av sement i pakninger fører med seg omsorg for spill og ekstra trippeturer

inn i brønnen. Ofte har det vært anvendt fraktureringsteknikker for å øke brønn-produktiviteten, men ferdigstillingsomkostningene har derved også økt. Sandregu-leringsteknikker, som søker å kombinere gruspakning og frakturering, bringer også med seg utilsiktede formasjonsskader, som da vil kunne redusere produktiviteten.

Ved ferdigstillinger i åpent hull har det vært vanskelig å effektivt utføre gruspakning, skjønt det har vært færre risikoer i horisontale utvinningssoner. Nær-

vær av skifer har vanskeliggjort gruspakningsprosessen. Tilproppende pakninger har vært brukt ved ferdigstillinger av åpent hull, særlig for avvikende eller horison-

tale brønner med åpent hull. Proppdannende pakninger innebærer at det må kjø-

res en sikt inn i hullet og pumping av proppemiddel fra utsiden av denne. Slike proppemidler som grus eller keramikkorn har vært effektive når det gjelder å mot-

virke utrasning, men tillot fremdeles vann- eller gasskoning og gjennombrudd. Av-stengende pakninger har vært brukt mellom aktiverte isolasjonsinnretninger, slik som ytre foringspakninger, med prosedyrer som har vært kompliserte, tidskreven-

de og risikofylte. I den senere tid har en ny teknikk som er gjenstand for en samti-

dig løpende patentsøknad som også er overdratt til Baker Hughes Incorporated,

ført til utvikling av en forfinet teknisk metode hvor en tilstoppende pakning avgis

på begge sider av en ikke-aktivert ringformet tetning. I henhold til denne teknikk kan så tetningen deretter aktiveres mot foringen eller åpent hull. Skjønt denne teknikk innebærer forbedret soneisolasjon, er den fremdeles kostnadskrevende og innebærer anvendelse av kompliserte påføringsredskaper og teknikker for prop-pemidlet.

Shell Oil Company har i den senere tid angitt teknikker for utvidelse av slissede foringer ved å bruke kraftdrevne konuser. Skjermer er blitt mekanisk utvidet ved forsøk på å eliminere gruspakninger ved ferdigstilling av åpent hull. Bruk av konusenheter for å utvide slissede foringer lider av flere svakheter. Konstruk-sjonsstyrken av skjermer eller slissede foringer kan ekspanderes, svekkes som en følge av at de må utvides for å tillate den ønskede ekspansjon. Når de settes i bruk vil slike strukturer kunne brytes sammen ved differensialtrykk på ekspanderte skjermer med så lave verdier som 14-21 kp/cm<2>. Ekspansjonsteknikker lider også av andre mangler, slik som muligheter for brudd av en rørledningsseksjon eller rørskjerm ved utvidelse. I det tilfelle brønnutboringen er uregelmessig vil i tillegg den utvidende konusenhet ikke påføre ensartet ekspansjonskraft for å kompensere for tomme områder i brønnutboringen. Dette kan da nedsette avtetningskvalite-ten. Konusekspansjon fører til vesentlig krympning i lengderetningen, hvilket po-tensiell kan medføre feilaktig innretting av den skjerm som ekspanderes fra pro-duksjonssonen, hvis begynnelseslengden er tilstrekkelig stor. På grunn av krympning i lengderetningen kan også overbelastning inntreffe, særlig ved ekspandering nedenfra og oppover. Konusekspansjoner krever også store trekkrefter av størrel-sesorden 17.500 kp. Slisset brønnforing vil også være utsatt for avspenning etter utvidelse. Konusekspansjoner kan da gi uregelmessig fraktureringsvirkning, som da vil variere med borehullets størrelse og formasjonsegenskapene.

Fra GB A 2,343,691 fremgår det et verktøy for soneisolering i en formasjon omfattende et antall helveggede rørelementer med utvendige tetninger, ekspanderende pakninger og et perforert rør mellom pakningene.

Fra GB A 2,336,383 fremgår det et perforert rør av et ekspanderbart materiale som kan ekspanderes utover mot en brønnvegg.

Foreliggende oppfinnelse har følgelig som sitt hovedformål å gi mulighet for

å erstatte den tradisjonelle sementerte foring i ferdigstillingsprosedyrer. Dette oppnås ved å føre isolatorer i par inntil hver sone som skal produseres, og med en

mellomliggende sikt eller skjerm. Denne sikt og isolatorene tilføres under én enkelt trippetur og ekspanderes nede i hullet ved bruk av en oppblåsbar innretning fortrinnsvis for å utvide isolatorene. Siktene eller skjermene kan også på lignende måte utvides ved bruk av et oppblåsbart redskap eller i kraft av mekanisk ekspansjon, alt etter den foreliggende anvendelse. Hver sone kan da isoleres ved én enkelt trippetur. Ferdigstillingsutstyret og ekspansjonsredskapet kan selektivt føres inn sammen eller ved separate enkeltturer. Disse og andre særtrekk ved oppfinnelsen vil bli bedre forstått ved følgende beskrivelse av den foretrukne utførelse.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

En ferdigstilingsteknikk for å erstatte sementert brønnforing, perforering, frakturering og gruspakning med en ferdigstilling i åpent hull er angitt. Hver sone som skal isoleres ved hjelp av ferdigstillingsutstyret kan omfatte et par isolatorer, som fortrinnsvis er rørformede med en muffe av avtetningsmateriale, slik som et ejastomer, på utsiden. Sikten er fortrinnsvis utført som en vevning i ett eller flere lag med en beskyttende ytre, og eventuelt også en indre, kappe med åpninger. Ferdigstillingsanordningen kan nedsenkes på stiv eller kveilet rørledning som i det indre av ferdigstillingsutstyret omfatter ekspansjonsanordningen. Denne ekspansjonsanordning er fortrinnsvis av oppblåsbar utførelse med forskjellige trekk som danner grenser for den frembrakte utvidelseskraft og/eller diameter. Flere soner kan da isoleres under én enkelt trippetur.

Således vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for ferdigstilling av brønn for å isolere minst en sone. Fremgangsmåten omfatter kjøring inn i borebrønnen av en streng med minst en produksjonspakning i sammenheng med et verktøy som tillater strømning fra den omgiende formasjon inn i strengen. Framgangsmå-ten omfatter videre utvidelse av denne produksjonspakning med en ekspansjonsanordning E som omfatter en ekspansjonsblære og verktøyet i borebrønnen.

DETALJERT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1a-d er oppriss vist i snitt av ferdigstillingsutstyret for åpent hull ved slutten av innføringen; Fig. 2a-d er oppriss vist i snitt av ferdigstillingsutstyret for åpent hull og som viser den øvre eventuelle pakning i innstilt posisjon. Fig. 3a-d er opprissskisser vist i snitt av ferdigstillingsutstyret for åpent hull og med en sone isolert ved sin nedre ende; Fig. 4a-d er opprisskisser vist i snitt av ferdigstillingsutstyret for åpent hull og med en sone isolert ved sin øvre ende; Fig. 5a-d er opprisskisser vist i snitt av ferdigstillingsutstyret for åpent hull og angitt i produksjonsmodus; Fig. 6 viser i oppriss og i snitt sirkuleringsventilen for utvidelsesanordning-en; Fig. 7 viser i snitt og oppriss oppblåsningsventilen montert på undersiden av sirkuleringsventilen; Fig. 8a-b viser i oppriss injeksjons-reguleringsventilen montert på undersiden av sirkuleringsventilen; Fig. 9a-b er en opprisskisse vist i snitt av det oppblåsbare ekspansjonsverk-tøy montert under injeksjons-reguleringsventilen; Fig. 10 viser i snitt og oppriss dreneringsventilen montert under det oppblåsbare ekspansjonsredskap; Fig. 11 viser en detalj av den første utførelse av tetningselementet på en isolator i innkjøringsposisjon; Fig. 12 viser utførelsen i fig. 11 i innstilt posisjon; Fig. 13 viser en andre alternativ isolatortetning i innkjørt stilling; Fig. 14 er en skisse av isolatortetningen i fig. 13 angitt i innstilt stilling; Fig. 15 viser en tredje alternativ isolatortetning i innkjørt posisjon og utstyrt med endehylser; Fig. 16 viser en detalj av en endehylse som er vist i fig. 15; Fig. 17 er en skisse av den angitte isolatortetning i fig. 15 i innstilt posisjon; Fig. 18 viser en fjerde alternativ isolatortetning som oppviser et fylt hulrom på undersiden og i innkjørt stilling; Fig. 19 er en skisse av isolatortetningen 18 i innstilt posisjon; Fig. 20 viser et snitt tatt langs linjen 20-20 som er angitt i fig. 19; Fig. 21 viser i snitt og oppriss en bølgeformet tetning på isolatoren i innkjørt stilling; Fig. 22 er en skisse av anordningen i fig. 21 i innstilt stilling;

Fig. 23 viser en annen alternativ isolator med en endeforsterkende innret-

ning vist i snitt under innkjøring; Fig. 24 viser utførelsen i fig. 23 etter at doren er blitt ekspandert;

Fig. 25 er en skisse av det som er vist i fig. 24 etter utvidelse av en innsats-

hylse med blære; Fig. 26 er en snittskisse av en uekspandert isolator som oppviser en beve-gelsesbegrensende muffe;

Fig. 27 er en skisse av det som er angitt i fig. 26 etter maksimal ekspansjon

av isolatoren; og

Fig. 28 viser et snitt langs linjen 28-28 i fig. 26.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSE

Det skal henvises til fig. 1a-d, hvor ferdigstillingsutstyret C er vist i innkjørt

stilling i borebrønnen 10. Ved sin nedre ende, slik som angitt i fig. 1d-5d er det vist en nedskyllingssko 12 og avtetningsub 14, begge av kjent utførelse og for kjente formål. Med virkningsområde opphulls fra avtetningenssuben 14 befinner det seg et par isolatorer 16 og 18 i innbyrdes avstand som muliggjør montering av en mellomliggende siktsammenstilling 20. Videre opphulls befinner det seg en seksjon av en rørledning 22 og hvis lengde er bestemt av avstanden mellom de soner som skal isoleres i borebrønnen 10. Lengere opphulls befinner det seg et annet sett av isolatorer 24 og 26 med en mellomliggende skjermsammenstilling 28. På toppen av ferdigstillingsutstyret C befinner det seg eventuelt en pakning 30, som etter valg kan settbart innstilles mot borebrønnen 10, slik som vist i fig. 2a. Fagkyndige på området vil erkjenne at det beskrevne ferdigstillingsutstyr kan benyttes for iso-

lasjon av to adskilte produksjonssoner. Ferdigstillingsutstyret C kan også være konfigurert for å benyttes for en eneste sone eller tre eller flere soner ved å gjenta det foreliggende mønster med et par isolatorer som ligger henholdsvis over og under en sikt for hver sone.

Ferdigstillingsutstyret C kan kjøres inn på en ekspansjonsanordning E.

Plassert på denne ekspansjonsanordning E befinner det seg et oppsettingsred-

skap 32 som understøtter pakningen 30 og utbalanseringen av ferdigstillingsutstyret C for innkjøring. Til slutt vil oppsettingsredskapet 32 aktivere pakningen 30 på

kjent måte. Hoveddelen av ekspansjonsanordningen E er stablet opp inne i ferdig-

sti 11 i n gsutsty ret C for innkjøring. Ved den nedre ende 34 av ekspansjonsutstyret E befinner det seg et inngrep i en tetningsutboring 36 som er anbrakt i tetningssu-ben 14. Hvis dette arrangement anvendes, muliggjøres sirkulasjon under innkjø-ring, slik som angitt ved piler som er vist i fig. 1a-d.

Ekspansjonsanordningen E som er vist i fig. 1a-d til og med 5a-d er vist skjematisk å være utstyrt med en ekspansjonsblære 38. Denne blære 38 er vist på oversiden av tetningsutboringen 36 i en utførelse hvor strømning gjennom ekspansjonsanordningen E kan løpe ut gjennom dens nedre ende 34. På kjent måte kan én eller flere baller slippes ned til å lande på undersiden av blæren 38, slik at denne kan etter valg blåses opp eller tømmes på ønskede steder. Skjønt dette utgjør en måte å aktivere blæren 38 på, så er den foretrukne teknikk anskuelig-gjort i fig. 6-10. Ved bruk av utstyr som er vist i disse figurer, vil plasseringen av tetningsutboringen 36 måtte befinne seg på oversiden av blæren 38, slik det vil bli forklart nedenfor.

På dette punkt kan prosessen i sin helhet lett forstås. Ferdigstillingsutstyret C understøttes bort fra ekspansjonsanordningen E for kjøring inn i borebrønnen i tandem på stiv eller kveilet rørledning 40. Oppsettingsredskapet 32 befinner seg i inngrep med pakningen 30 for understøttelse. Sirkulasjon er mulig under innkjø-ring da strømningen kan gå gjennom ekspansjonsanordningen E og, i den foretrukne utførelse som er vist i fig. 7, løper ut på tvers gjennom oppblåsningsventilen 42 og portene 44 som er anordnet på undersiden av en tetningsutboring, slik som 36. Det bør bemerkes at oppblåsningsventilen 42 (se fig. 7) er anordnet på oversiden av siktutvidelsesverktøyet 42 (se fig. 9a-b), som omfatter blæren 38. Under innkjøring blir blæren 38 flatlagt og sirkulasjon ut av portene 44 går da rundt denne tomme blære 38 og ut gjennom nedskyllingsskoen 14, eller eventuelt et tilsvarende nedre utløp, samt tilbake til overflaten gjennom ringrommet 46.

Pakningen 30 innstilles ved bruk av oppsettingsverktøyet 32 på kjent måte, hvilket da utøver en langsgående trykkraft på elementet 48 og derved skyver det mot borebrønnen 10, og derved avstenger ringrommet 46 (slik som vist i fig. 2a). Bruk av pakning 30 er valgfri og andre innretninger kan brukes for innledningsvis å sikre posisjonsinnstilingen av ferdigstillingsutstyret C forut for ekspansjon, uten at dette innebærer noe avvik fra oppfinnelsen.

Ekspansjonsanordningen blir så aktivert fra overflaten for å blåse opp blæren 38 for derved å diametralt utvide den nederste isolator 16, fulgt av sikten 20,

isolatoren 18 og, hvis den foreligger isolatoren 24, fulgt av sikten 28, og isolatoren 26. Disse bestanddeler kan ekspanderes fra bunnen mot toppen, slik som beskrevet, eller i motsatt rekkefølge fra ovenfra og nedover, eller eventuelt gjennom hvil-ken som helst annen ønsket rekkefølge uten at dette innebærer noe avvik fra foreliggende oppfinnelse. Den ekspansjonsteknikk omfatter selektiv oppblåsning og tømming av blæren 38 fulgt av ny posisjonsinnstilling av ekspansjonsanordningen E inntil alle de ønskede soner er isolert ved ekspansjon av et par isolatorer som henholdsvis befinner seg på oversiden og undersiden av en ekspandert sikt. An-tallet forskjellige posisjonsinnstililngstrinn er avhengig av lengden av blæren 38 samt lengde og antall av adskilte isolasjonssammenstillinger for de respektive soner som skal isoleres.

Fig. 3c viser den nedre sikt 20 og den aller nederste isolator 16 som allerede er ekspandert. Fig. 4b viser den øvre sikt 28 som ekspanderes, mens fig. 5a-d viser slutten av den ekspansjon som fører til isolasjon av to soner, eller angitt på annen måte to produksjonsområder i borebrønnen 10. Denne fig. viser også at ekspansjonsanordningen E er blitt fjernet og en produksjonsstreng 50 med nedre endetetninger 52 er blitt markert plassert inn i tetningsutboringen 54 i pakningen 30. Det bør bemerkes at rørledningspartiet 22 ikke er blitt ekspandert da det ligger mellom de soner av interesse som krever isolasjon.

Nå da metoden som helhet er blitt beskrevet, vil de forskjellige komponen-ter som utgjør den foretrukne utførelse av ekspansjonsutstyret E bli ytterligere for-klarende omtalt under henvisning til fig. 6-10-1 rekkefølge fra opphulls til nedhulls omfatter ekspansjonssammenstiling E en sirkuleringsventil 56 (se fig. 6), en opp-blåsningsventil 42 (se fig. 7), en injeksjonsregulerende ventil 58 (se fig. 8a-b), et oppblåsbart utvidelsesredskap 47 (se fig. 9a-b), og en dreneringsventil 60 (se fig. 10).

Formålet med sirkuleringsventilen 56 er å tjene som en fluidkanal under ekspansjon og tømming av blæren 38. Den omfatter en toppsub 62 med et innløp 64 som fører til en gjennomgående passasje 66. Et stempel 68 holdes i den viste stilling ved hjelp av én eller flere avskjærinspinner 70. Hylsteret 72 forbinder en bunnsub 74 til toppsuben 62. Tetningene 76 og 78 spenner over åpningen 80 i hylsteret 72 og isolerer derved effektivt åpningen 80 fra passasjen 66. Et kulesete 82 befinner seg på stemplet 68 for til slutt å fange opp en kule (ikke vist) for å tillate brudd av avskjæringspinnene 70 og forskyvning av stemplet 68 til å frilegge vedkommende åpning eller åpninger 80. Hovedformålet med sirkuleringsventilen 60 er å tillate drenering av strengen etter hvert som ekspansjonsanordningen E til slutt fjernes fra borebrønnen 10 etter å ha fullført samtlige påkrevede utvidelser. Derved unngås behovet for å løfte en lang fluidsøyle som ellers ville bli fanget inne i røret 40 under uttrippingen fra hullet.

Den neste bestanddel, som er montert like under sirkuleringsventilen 56, er oppblåsningsventilen 42. Den er vist i innkjøringsposisjon. Den har en toppsub 84 koplet til et hunnhus 86, som i sin tur er forbundet med en bunnsub 88. Et legeme 90 er montert mellom toppsuben 84 og bunnsuben 88 med en tetning 92 anordnet ved den nedre ende av et ringformet hulrom 94. Et stempel 95 med et spor 96 er anordnet i det ringformede hulrom 94. Legemet 90 understøtter kulesetet 97 i passasjen 98. Dette legeme 90 har en lateral passasje 100 for å opprette fluid-kommunikasjon mellom passasjen 98 og stemplet 95. Én eller flere skjærpinner 107 sikrer den innledende posisjon av stemplet 95 på hundehuset 86. Legemet 90 har også sideåpninger 104 og 106, mens hundehuset 86 også har en sideåpning 44 nær åpningen 106. På toppen av stemplet 95 befinner det seg tetninger 108 og 110 for å tillate trykkoppbygning på oversiden av stemplet 95 i passasjen 98 når en kule (ikke vist) slippes ned på kulesetet 97. Montert på hundehuset 86 befinner det seg låsehaker 112 som er forspent inn i sporet 96 når dette foreligger rett overfor hakene 112. Denne forspenning opprettes ved hjelp av en bomfjær 114.

Arbeidsfunksjonen for låseventilen 42 kan nå forstås. Under innkjøring er passasjen 98 åpen nedover til sideåpningen 106. Da passasjen 98 innledningsvis er sperret i injeksjonsregulatorventilen 58, av grunner som vil bli forklart senere, vil strømning inn i passasjen 96 løpe ut av hundehuset 86 gjennom sideåpningene 106 (i legemet 90) og sideåpningen 44 (i hundehuset 86). Da åpningen 44 befinner seg under en tetningsutboring (sliks om 36) montert på ferdigstillingsutstyret C, vil strømning fra overflaten ved innkjøring gå gjennom sirkulasjonsventilen 56 samt gjennom passasjen 98 i oppblåsningsventilen 42 og endelig løpe ut ved porten 44 for å avslutte sirkuleringssløyfen til jordoverflaten gjennom ringrommet 46. Slipping av en kule (ikke vist) ned på kulesetet 97 muliggjør trykkoppbygning på oversiden av stemplet 95, hvilket da vil bryte skjærpinnen 102 når stemplet 95 forskyves nedover. Denne nedoverrettede bevegelse gjør det mulig for strømning å passere forbi det nå sperrede kulesete 97 ved forskyvning av tetningene 108 og 110 til undersiden av sideporten 104. Samtidig blir sideporten 44 sperret når tetningen 116 passerer porten 106 i legemet 90. Bevegelsen av stemplet 95 blir låst når sperrehakene 112 forspent fra båndfjæren 114 drives inn i sporet 96. Trykket fra jordoverflaten blir ved dette punkt rettet inn i injeksjonsregulatorventilen 58.

Denne injeksjonsregulatorventil 58 omfatter en toppsub 118 koplet til ventildoren 120 ved gjengen 122. Ventildoren 120 er koplet til fjærdoren 124 ved gjengen 126. Denne fjærdor 124 er forbundet med hylseadapteren 128 ved gjenge 130. Hylseadapteren 128 er forbundet med bunnsuben 132 ved en gjenge 134. Innkilt mellom ventildoren 120 og toppsuben 118 befinner det seg en perforert hylse 136 og en plugg 138. Tetningen 140 anvendes for å avtette pluggen 138 overfor ventildoren 120. Strømning som trenger inn i passasjen 142 fra passasjen 98 i oppblåsningsventilen 42 passerer gjennom åpninger 144 i den perforerte hylse 136 samt gjennom sidepassasjen 146 og inn i ventildoren 120. Dette forholder seg slik fordi pluggen 138 sperrer passasjen 142 på undersiden av åpningen 144. Stemplet 148 passer inn over ventildoren 120 for derved å fastlegge en ringrommet passasje 150, hvis bunn er fastlagt av tetningsadapteren 152, som da under-støtter pakninger 154 og 106 i innbyrdes avstand. I den innledende posisjon danner pakningene 154 og 156 bro over passasjen 158 i ventildoren 120. En trykkoppbygning i den ringformede passasje 150 forskyver stemplet 148 og beveger pakningen 154 forbi passasjen 158 for å tillate strømning å passere forbi pluggen 138 gjennom en strømningsbane som omfatter åpningene 144, passasjen 146, passasjen 158 og endelig ut gjennom bunnsuben 132. Samtidig blir fjæren 160 sammentrykket av tetningsadapteren 152, som forskyves i tandem med stemplet 148. Pakningen 154 og 156 vikler opp bropassasjen 162 i ventildoren 120. Dette hindrer utslipp av fluid gjennom passasjen 164 i tetningsadapteren 152. Fluid-strømning som begynner fra jordoverflaten vil følgelig strømme gjennom injeksjonsregulatorventilen 58 etter at tilstrekkelig trykk har forskjøvet stemplet 148. En slik strømning vil fortsette inn i det oppblåsbare utvidelsesverktøy 47. Etter fjerning av trykket fra overflaten, vil fjæren 160 forskyve pakningene 154 og 156 tilbake til oversiden av passasjen 162 for å tillate uttapping av trykk gjennom passasjen 164 for derved å tillate blæren 38 å tømmes, slik det vil bli forklart nedenfor.

Det skal nå henvises til fig. 9a-b, hvor struktur og driftsfunksjon for det oppblåsbare utvidelsesverktøy nå vil bli beskrevet. En toppsub 168 er koplet til en dor 170 og en bunnsub 172 er forbundet med den nedre ende av doren 170. Blæren 38 tilbakeholdes på kjent måte på doren 170 ved en fast forbindelse til tetningsadapteren 174 ved dens øvre ende, samt ved hjelp av en bevegelig tetningsadap-ter 176 ved sin nedre ende. Tetningsadapteren 176 er koplet til fjærhylsteret 178 for å danne et kammer 180 med variabelt volum og hvor det er montert flere Belleville-skiver 182. En stoppering 184 er montert på doren 170 på en slik måte at den hindres fra bevegelse oppover i borehullet. Passasjene 186 og 187 kommuni-serer trykk i sentralpassasjen 188 gjennom doren 170 og under blæren 38 for å oppblåse denne. Som respons på trykket på undersiden av blæren 38, vil det finne sted opphullsbevegelse av tetningsadapteren 176 og fjærhylsteret 178 i lengderetningen. Da stoppringen 184 ikke kan beveges i denne retning, blir Belleville-skivene sammentrykket. Utoverrettet ekspansjon av blæren 38 kan stoppes når samtlige Belleville-skiver er blitt trykket flate. Andre teknikker for å begrense utvidelsen av blæren 38 vil bli beskrevet nedenfor. Det som gjenstår å beskrive er den dreneringsventil 60 som er vist i fig. 10. Det er denne ventil som skaper det bak-trykk som gjør det mulig for blæren 38 å utvide seg.

Dreneringsventilen 60 har en toppsub 190 som er koplet til en adapter 192, som i sin tur er koplet til hylsteret 194 fulgt av en bunnsub 196. Et stempel 198 er koplet til et innsnevringshylster 200 fulgt av et pakningsringssete 202. Innsnev-ringshylsteret 200 understøtter et strupningsorgan 204. Fjæren 206 ligger an mot bunnsuben 196 og utøver en opphullsrettet kraft mot stemplet 198. Tetning 208 tvinger strømning gjennom strupeorganet 204 og frembringer derved bak-trykk, som da driver utvidelsen av blæren 38. Til å begynne med vil strømningen fortsette gjennom strupningsorganet 204 og inn i passasjen 210 samt rundt fjæren 206

r

og mellom pakningsringsetet 202 og pakningsringinnsatsen 212. Denne strøm-ningssituasjon vil bare fortsette inntil det oppstår kontakt mellom pakningsringsetet 202 og pakningsringinnsatsen 212. Ved dette tidspunkt vil strømningen fra jordoverflaten stoppe og påført trykk fra overflatepumpene blir da direkte påført til undersiden av blæren 38. En grunn til å avskjære strømningen fra dreneringsventilen 60 er å hindre at trykk pumpes inn i formasjonen nedenfor, hvilket da kan ha ne-gativ virkning på den påfølgende produksjon. Når overflatepumpene er slått av, vil et gap på nytt åpnes mellom pakningsringsetet og pakningsringinnsatsen 212. Et visst trykk under blæren kan uttappes gjennom dette gap. Det meste av det opp-samlede trykk vil tappes ut gjennom passasjen 164 i injeksjonsregulatorventilen 58 (se fig. 8a) på den måte som er beskrevet tidligere.

Fagkyndige på området kan nå se hvorledes ved selektiv oppblåsning og tømming av blæren 38 isolatorene og skjerne som er vist i fig. 1a-d, kan ekspanderes i en hvilket som helst ønsket rekkefølge.

Noen av særtrekkene ved oppfinnelsesgjenstanden ligger i de forskjellige utførelser av den ekspanderbare isolator, slik som isolatoren 26, som er vist i fig. 11-22. Det bør bemerkes at den isolator som er opptegnet i fig. 1a-d ikke er en oppblåsbar pakning i vanlig betydning. I stedet utgjøres den av en rørformet dor 214 som omgis av en tetningsmuffe 216, hvori en oppblåsbar blære, slik som blæren 38, eller andre tilsvarende innretninger brukes til å ekspandere både doren 214 og hylsen 216 sammen inn i det åpne hull i borebrønnen 10.

I de utførelser som er vist i fig. 11 og 12 er muffen 216 vist utført i gummi. Det foreligger omkretsribber 218 som er påført for å hindre gummivandig og ekstrudering ved utvidelse. Denne utvidelse er vist i fig. 12. Ved ferdigstilling av åpent hull vil ribbene 218 grave seg inn i borehullsveggen. Dette sikrer tetningsintegritet overfor ekstrudering. Ribbene 218 kan være direkte festet til doren 214 eller de kan utgjøre en del av en hylse, som da er glidd over doren 214 før gummi påføres. Direkte er påføring av ribbene 218 kan frembringe steder med høy påkjenningskonsentrasjon, mens en hylse med påmonterte ribber 218 vil redusere virkningen av en slik påkjenningskonsentrasjon. Ribbene 218 kan påføres i mange forskjellige påføringsmønstere, slik som innbyrdes forskjøvede spiraler. De kan være kon-tinuerlige eller avbrutte og de kan ha varierende eller konstant tverrsnittsform og størrelse.

Et gunstig aspekt ved ribbene 39 på blæren 38 (se fig. 9a) er at deres nærvær bidrar til å redusere den lengdeforkortning av doren 214 og hylsen 216 som finner sted når disse ekspanderes diametralt. Begrensning av den krympning i lengderetningen som skriver seg fra utvidelsen er et viktig trekk når lange seg-menter ekspanderes, på grunn av muligheter for feilinnstilling av sikten og de om-givende isolatorer bort fra den sone som er av interesse. En slik virkning kan fore-komme hvis det foreligger vesentlig krympning i lengderetningen, som da mer sannsynlig inntreffer hvis det utføres mekanisk utvidelse ved hjelp av en konus. Ekspansjonsteknikkene kan være kombinasjon av en oppblåsning for isolatorene og en konus for utvidelse av siktene. Denne hydridteknikk er mest hensiktsmessig ved konusutvidelse av lange siktseksjoner, mens isolatorene på oversiden og undersiden ekspanderes ved hjelp av en blære. Disse isolatorer krever betraktelig kraft for å sikre tetningsintegritet, hvilket gjør anvendelse av oppblåsningsteknikk mest hensiktsmessig. Inflasjonstrykket for en blære 38 som er anordnet inne i en isolator kan overvåkes fra jordoverflaten. Den karakteristiske trekkurve stiger bratt inntil doren begynner å gi etter, og vil deretter utjevnes under ekspansjonsprosessen, hvoretter det vil opptre en påfølgende trykktopp ved det punkt som tilsvarer kontakt med formasjon eller brønnforing. Det er ikke uvanlig å se et trykkplatå på omkring 420 kp/cm<2> med en trykktopp som kan strekke seg opp til ca. 600 kp/cm<2>. Bruk av trykkforsterkere inntil blæren 38, som en del av ekspansjonsutstyret E, gjør det mulig for opphullsutstyret å arbeide med lavere trykk for å nedbringe ut-styrsomkostninger. Muligheten for å overvåke og regulere oppblåsningstrykket kan skrive seg fra en reguleringsteknikk for å regulere ekspansjonsgraden som en inn-sats for å unngå dorsvikt eller overpåkjenning av formasjon. En annen teknikk for overvåkning av ekspansjonen i sann tid er å anbringe påkjenningsfølere på iso-lasjonsdorene og bruke kjent signaloverføringsteknikk for å kommunisere slik in-formasjon til jordoverflaten i sann tid. Enda en annen teknikk for å begrense utvidelsen kan utgjøres av regulering av volumet av det ikke komprimerbare fluid som tilføres på undersiden av blæren 38. En annen teknikk kan være å påføre langsgående korrugeringer på doren 214, slik at den størrelse den vil ekspandere til når den avrundes av en oppblåsbar enhet, vil være kjent.

Det skai nå henvises til fig. 13 og 14, hvor det er vist et annet opplegg for å begrense utvidelse av tetningshylsen 216 under utvidelse av en blære 38, er å påføre forsterkningsribber 220 på hele hylsen eller en del av denne ved enhver øvre og/eller nedre ende av tetningshylsen 216. Deres nærvær frembringer en økt kraft inn i det åpne hull for å redusere endeekstrudering, slik som vist i fig. 14.

I fig. 15-17 utgjøres anti-ekstrusjonsanordningen av et par innleirede ringer 221 som forløper i lengderetningen av muffen 216. Stivheten av hver ring 221 kan variere langs ens lengde, fra størst ved ytterendene av muffen 216 til svakere mot hylsens midtparti. En måte å utføre dette på er å legge til større hull 222 nærmere midten av hylsen 216 og mindre hull 224 nær ens ytterender, slik som vist i fig. 16. En annen måte er å variere tykkelsen.

I fig. 18-20 er en annen utførelsesvariant vist, og som da omfatter et tomrom 226 mellom doren 214 og muffen 216. Dette rom er da fylt med et deformer-bart materiale, eller eventuelt et partikkelmateriale, slik som et tilproppingsmiddel, sand, glasskuler eller keramikkorn 228. De gunstige trekk ved denne utførelse vil innses etter at det er funnet sted ekspansjon inn i og ut av et rundt åpent hull, slik som vist i fig. 20. Hvor det foreligger en kort avstand å ekspandere på inntil den nærliggende borehullsvegg, vil kontakt med muffen 216 finne sted tidligere. Dette forårsaker en forskyvning av fyllmassen 228, slik at de områder med større bore-hullstomrom likevel kan bli så sikkert avtettet som de områder hvor kontakt først dannes. Spesielt denne konfigurasjon så vel som andre utførelser for isolatorer og som er omtalt ovenfor utgjør en fordel fremfor mekanisk ekspansjon med en konus. Konusekspansjonen påfører en ensartet omkretsutvidende kraft, uavhengig av borehullets form. Oppblåsningsteknikken formtilpasser den påførte kraft i sam-svar med der hvor motstand opptrer. Utvidelser som nærmere er formtilpasset brønnens utboringskontur kan da oppnås. Bruk av tomrom 226 med fyllmiddel 228 forsterker bare denne iboende fordel ved ekspansjon ved hjelp av en blære 38. Fagkyndige på området vil erkjenne at jo kortere blæren 38 er, jo større vil isolato-rens evne være til å ekspandere med nær formtilpasning til borehullets konfigurasjon. På den andre side vil en kortere blære også kreve flere utvidelsessykler for å ekspandere en gitt lengde av en isolator eller siktskjerm. Lengere blære bringer ikke bare ekspansjonen til å gå fortere, men muliggjør også større styring av krympningen i lenderetningen. Evnen til å regulere krympning i lengderetningen vil her atter innebære en kompenserende byttehandel. Hvis doren 214 hindres fra å krympe så meget i lengderetningen, vil dens veggtykkelse avta ved diameterøkning. Kompensasjon for dette fenomen ved bare å øke begynnelsesveggtykkelsen for doren 214 frembringer det problem at det påkrevede ekspasjonstrykk i høy grad må økes.

En løsning er vist i fig. 23-25.1 disse figurer har doren 214 fremdeles hylsen 216. Inne i doren 214 befinner det seg en tetningsutboring 230 som kan spenne

over hele lengden av hylsen 216. Inne i tetningsutboringen 230 er da det oppblås-

bare utvidelsesverktøy 47 innsatt. Dette oppblåsbare utvidelsesverktøy 47 er blitt modifisert til å ha en blære 38 og en innsatshylse 238 med en portåpning 234, som alle er montert mellom to ringlegemer 236 og 238. Innledningsvis vil, som vist i fig. 34, fluidtrykket utvide doren 234 mot borehullet gjennom portåpningen 234. Blæren 38 utvides så til å skyve hylsen 232 mot den allerede ekspanderte dor 214

(se fig. 25).

Enda en annen teknikk for å forbedre en isolators avtetning er å dra fordel

av den høyere varmeutvidelseskoeffisient for hylsen 216, slik som når denne er utført i gummi. Hvis gummien forkjøles forut for innkjøringen i borebrønnen, vil den øke i størrelse når den kommer til temperaturlikevekt etter at den har blitt utvidet ved oppblåsning. Den påfølgende utvidelse øker da avtetningskraften. I stedet for å over-ekspandere formasjonen med et formål å lagre elastisk energi i denne, vi således bruk av en dor 214 med en tynn gummihylse 216 muliggjøre lagring av elastisk kraft i selve gummilegemet. Skjønt gummi er blitt nevnt for hylsen 216,

kan også andre ettergivende materialer som er forenelige med nedhullstemperatu-

rer, trykk og fluider anvendes uten at dette innebærer noe avvik fra oppfinnelsens prinsipper.

Siktskjermene, slik som angitt ved 28 kan ha mange forskjellige oppbyg-ningsstrukturer og kan være anordnet i ett eller flere lag. I fig. 1 b er skjermen 28

vist som en innklemming av en 250-u.m membran 240 mellom en indre 242 og en ytre 244 kappe. Disse kapper er perforert eller gjennomhullet og selve membra-

nen kan utgjøres av flere lag som er sammenføyet med hverandre ved sintring eller annen sammenføyningsteknikk. Fordelen ved en slik innklemming er å ned-

sette til et minimum relativ utvidelse så vel som å beskytte membranen 240.

Enda en annen isolatorkonfigurasjon er vist i fig. 21-22. Her har doren 214

en bølgeformet konfigurasjon, hvorav en utførelse er en omkrets som er forsynt med ribber. Hylsen 216 er utført til å ha en sylinderformet utside. Etter ekspansjon og som vist i fig. 22, blir doren 214 sylinderformet, mens muffen antar en bølgelig-nende ytre form med topper der hvor doren 214 hadde daler i sin tilstand før eks-panderingen.

Enda et annet problem som er løst ved hjelp av foreliggende oppfinnelse er hvorledes isolatorenes utvidelse kan begrenses i radial retning. Uhindret vekst kan resultere i brudd hvis utvidelsesgrensene for doren 214 overskrides. I tillegg kan kraftige belastninger av formasjonen bringe denne til å sprekke opp kraftig inntil isolatoren. Ekspansjonsbegrensende innretninger kan påføres selve isolatoren eller på det fluidekspansjonsredskap som brukes for å øke dens diameter. I et utførelseseksempel er doren 214 pakket inn i en hylse 215 utført i en dobbeltakset metallvevning før gummi blir påført. Et slikt materiale blir ofte brukt som en ytre kappe for industrielle høytrykksslanger. Det muliggjør en begrenset grad av dia-metrisk utvidelse inntil vevningen "låses opp", og ved dette tidspunkt blir da ytterligere utvidelse sterkt begrenset uten ved dramatisk økning av den påførte kraft. Denne tilstand kan overvåkes fra jordoverflaten for derved å unngå overekspan-sjon av isolatoren.

Etter hvert som en pakning med ekspanderende dor radielt ekspanderes utover er det ønskelig å ha en mekanisme på plass for å begrense pakningens radiale vekst. Hvis pakningen tillates å ekspandere uten hindring av noen art, vil den til slutt briste når forlengelsesgrensen for dormaterialet overskrides. Også hvis pakningen tillates å anbringe en kraftig belastning mot formasjonsveggen i åpent hull, vil denne formasjon bli skadet eller bringes til å sprekke opp inntil pakningen. Det er nødvendig at det finnes en ekspansjonsbegrensende mekanisme enten i pakningen, slik som isolatoren16, eller i ekspansjons-innretningen, slik som ekspansjonsanordningen E.

Hvis pakningen med ekspanderende dor ekspanderes ved bruk av en oppblåsbar pakning (hvilket vil si ved bruk av hydraulisk trykk), vil så snart flytepunktet for materialet overskrides og doren deformeres plastisk, trykkanvisninger som angir graden av radial utvidelse være umulig. Det er derfor ønskelig at så snart et forutbestemt ekspansjonsnivå er oppnådd forefinnes en trykkanvisning som kan angi at pakningen befinner seg ved konstruksjonens maksimalgrense. En økning av påført trykk vil da finne sted hvis pakningen på et visst punkt utsettes for en økt mekanisk motkraft som motsetter seg ytterligere utvidelse.

Pakningens utvidelse kan begrenses ved å pakke en dobbeltakset metallisk vevet hylse over doren (se fig. 26) forut for at avtetningsmediet 216 påføres (hvilket si gummi). Den dobbeltaksede hylse 215 vil øke sinn omkrets etter hvert som pakningsdoren ekspanderes, men ved en forutbestemt diameterverdi vil den dobbeltaksede hylse bli "låst opp" (se fig. 27), hvilket da vil forhindre enhver ytterligere radial utvidelse av doren uten en betraktelig økning av påført radial kraft fra ekspansjonsanordningen. Dette kan da gi en anvisning til jordoverflaten om at pakningens begrensningsdiameter er blitt nådd, og ytterligere utvidelse er opphørt.

Den dobbeltaksede maskenetthylse 215 vil da kunne fabrikkeres i rørform, og vil kunne installeres over ekspanderingsdoren 214 under sammenstillingen av pakningen. Maskenetthylsen 215 vil da befinne seg i uekspandert tilstand ved dette tidspunkt. Et gummi-avtetningsdeksel 216 vil da kunne påføres over den dobbeltaksede hylse 215 for å tjene som avtetningskomponent etter hvert som pakningen utvides radielt mot veggen av det åpne borehull eller brønnforingen. Tverr-snittet av den sammenstilte pakning er vist i fig. 28.

Etter hvert som pakningen utvides i borehullet, vil den dobbeltaksede maskenetthylse 215 øke sin omkrets sammen med pakningsdoren 214. Gummidekslet 216 ekspanderes også ved dette tidspunkt. Så snart en forutbestemt ekspansjonsgrad er oppnådd, vil imidlertid de vevede metallfibre i den dobbeltaksede hylse nå en konfigurasjon hvor ytterligere ekspansjon ikke er mulig, uten at fiberne i maskenettet bringes til å briste. Dette vil føre den ytterligere motstand mot. radial utvidelse, og som da vil kunne påvises ut i fra en økning av det trykk som er påkrevet for ytterligere utvidelse. Ved dette punkt bør forsøk på ytterligere utvidelse opphøre.

Fig. 27 viser pakningens tilstand etter at pakningens ekspansjonsgrense er nådd, slik det er fastlagt ved den maksimale diametriske vekstgrense for den dobbeltaksede maskenetthylse 215. Fiberorienteringen i maskenetthylsen er da mer orientert perpendikulært på pakningens lendeakse enn før utvidelsen ble innledet. Den ekspansjonsgrad som er mulig for slike maskenetthylser blir fastlagt ved det omslagsmønster som anvendes, og kan da varieres for å muliggjøre forskjellige ekspansjonsmuligheter.

Ekspansjonsgraden for blæren 38 kan også begrenses ved regulering av det volum som avgis til blæren ved å måle inngående eller utgående strømning av avgitt fluid fra et reservoar med et kjent volum. Isolatorene og siktskjermene i henhold til foreliggende oppfinnelse må kunne ekspanderes opp til 25% eller mer for å nå ut til borehullsveggen. Dette krever da materialer med en høy grad av ettergivenhet og seighet. Visse godtagbare materialer er austenitiske rustfrie stålsor-ter, slik som 304L eller 316L, høygradig austenitisk rustfritt stål (legering 28), samt nikkelbaserte legeringer (Inconel 825). Så stor forlengelsesevne som 45% kan oppnås ved bruk av disse materialer i deres fullt utglødede tilstand. Disse materialer har overlegen korrosjonsbestandighet, særlig overfor klorider eller i anvendelser hvor det befinner seg sure gasser, skjønt visse av materialene vil da ha bedre adferd enn andre under slike forhold. Inconel 825 er meget kostnadskrevende hvilket da kan utlukke det for lange avstander. I vertikale brønner med korte soner vil en slik omkostning normalt ikke være noe problem.

Ekspansjonsrekkefølgen kan også ha en virkning på isolatorenes totale adferd i utstyret. En ønskelig sekvens kan begynne med en øvre isolator fulgt av en siktekspansjon og derpå utvidelse av den nedre isolator. Samtidig utvidelse av isolatoren og siktskjermen bør unngås på grunn av de iboende forskjellige trykk-responser, som i sin tur kan forårsake enten underekspansjon eller overekspan-sjon av isolatorene, som da kan føre til utilstrekkelig avtetning eller formasjons-frakturering.

Når en isolator, slik som 16, blir ekspandert, kan det undersøkes om avtet-ningen er fullstendig. Dette kan oppnås ved å bruke den ekspansjonsanordning E som er vist i fig. 6-10. Etter utvidelse av blæren 38, som da bringer isolatoren 16 i ønsket stilling, tillates blæren 38 å tømmes ved fjerning av trykktilførselen fra jordoverflaten. Deretter vil fluidstrømning fra overflaten bli gjenopptatt med blæren 38 i posisjon inne i den nå ekspanderte isolator 16. Injeksjonsregulatorventilen 58 åpnes ved gjennomgående strømning, som da etter hvert løper ut gjennom dreneringsventilen 60. På grunn av at det opprettes tilbaketrykk i kraft av begrenseren 204 (se fig. 10) vil blæren blåses opp på nytt inne i den ekspanderte dor 214 i isolatoren 16. En tetning opprettes da mellom ferdigstillingsutstyret C og ekspansjonsanordningen E. Da det foreligger et utløpspunkt på nedskyllingsskoen 14 og isolatoren 16 allerede er ekspandert mot veggen av borebrønnen 10, vil det påfør-te trykk fra jordoverflaten løpe tilbake oppover ringrommet 46 inntil det støter på tetningshylsen 216, som nå befinner seg i tett inngrep med borehullsveggen 10. Ringrommet 46 overvåkes på overflaten for å fastslå om noen returstrømning an-kommer. Fravær av returstrømning angir da at en tetning som er opprettet av isolatoren 16 er godtagbar. Det bør bemerkes at utførelse av denne prøve utøver trykk på formasjonen en kort periode. Det bør også bemerkes at de øvrige isolatorer bør undersøkes med hensyn til lekkasje på lignende måte. Isolatoren 18 kan da for eksempel undersøkes med blæren 38 i nyoppblåst tilstand og strømning gjennom ekspansjonsanordningen E, og som da løper ut gjennom sikten 20 og utøver trykk mot en avtetningshylse 216 for isolatoren 18.

Som tidligere nevnt, kan det være ønskelig å kombinere oppblåsningsteknikken med en mekanisk ekspansjonsteknikk som utnytter en konusekspanderer. Teknikken med drevet konus kan vise seg å være mer anvendbar ved utvidelse av siktskjermen, da i det tilfelle hovedsakelig mindre påført kraft er påkrevet. Konusekspansjon er en kontinuerlig prosess og kan utføres meget raskere for siktskjermene, som da vanligvis er betraktelig lengere enn isolatorene. Når det gjelder isolatorene, har imidlertid konusekspansjonsteknikken visse alvorlige ulemper. Da isolatorene må ekspanderes i åpent brønnhull eller brønnforing for å oppnå en tetning med tilstrekkelig kraft for fullstendig avtetning, er det påkrevet med større sikkerhet for at en slik fullstendig avtetning er blitt oppnådd enn det som kan oppnås ved hjelp av konusekspansjonsteknikken. Ved anvendelser i åpent brønnhull er den nøyaktige diameter av hullet ukjent på grunn av utskyllinger, borerørssli-

tasje i borehullet og andre grunner. Når det gjelder anvendelser i foret hull kan foringens tilvirkingstoleranser være en faktor. Hvis foringen er lett overdimensjo-

nert, vil det bli utilstrekkelig avtetning ved bruk av en konus med fastlagt dimen-

sjon. Det kan da opprettes kontakt ved hjelp av avtetningshylsen 216, men med utilstrekkelig tetningskraft til å holde tilbake forventede differensialtrykk. Hvis på

den annen side foringen er underdimensjonert, kan isolatoren være i stand til å opprette tilstrekkelig avtetning, enn graden av utnyttet ekspansjon kan da være for liten til å tillate konusdriveren til å passere gjennom. Med en drivretning nedenfra og oppover vil det da foreligge en solid låsning, som vil hindre fjerning av konusdriveren fra brønnen. Hvis konusen drives ovenfra og nedover vil isolatoren ikke være i stand til å kunne ekspandere over hele sin lengdeutstrekning. En løsning kan da være bruk av ekspansjonsanordningen E for utvidelse av isolatoren i kombinasjon med en konus-ekspansjonsinnretning for siktskjermene. Disse to eks-pansjonsanordninger kan da kjøres inn ved separate trippturer eller kan kombineres sammen i en enkelt sammenstilling, som da fortrinnsvis kjøres inn i borehullet sammen med ferdigstillingsutstyret C.

Det er kjent at borefluider kan forårsake en boringspåført skadesone umid-delbart omkring brønnutboringen 10. Alt etter de foreliggende faktorer, slik som formasjonens mekaniske egenskaper og gjenværende spenningstilstander kan radiale sprekkdannelser forløpe så langs som 60 cm inn i formasjonen, slik at de passerer forbi den boringspåførte skadesone. Dette kan oppnås ved overekspan-dering av siktskjermen når de kommer i kontakt med brønnboringen. En stabil sprekkdannelse oppviser liten eller ingen fare for migrering inn i den sone som avtettes av pakninger. I en 20 cm brønnboring vil for eksempel et utvidelsestrykk på omkring 175 kp/cm<2> frembringe en frakturradius på omkring 15 cm, mens et trykk på 530 kp/cm<2> forårsaker en fraktur på ca. 30 cm. På grunn av den store friksjon som foreligger mellom siktskjermen og borebrønnsveggen, kan flere radiale frakturer frembringes i forskjellige retninger, som da ikke nødvendigvis vil være på linje med retningen for maksimal horisontal påkjenningstrykk. Økt frakturdensi-tet forbedrer borebrønnens produktivitet.

Fagkyndige på området vil erkjenne at de teknikker som er beskrevet ovenfor kan føre til innsparing av tid og kostnader av størrelsesorden 75% sammenlig-net med vanlige teknikker som da går ut på sementering og perforering av brønnforinger sammenkoplet med tradisjonelle gruspakningsarbeider. Utstyret er tilpasningsvennlig og kan ferdigstilles mens det innkjøres kveilet rørledning, på grunn av at ekspansjonsteknikken ikke er avhengig av arbeidsstrengmanipulasjo-ner, slik det vil være behov for ved konusekspansjon som utøves ved skyvning eller trekk på arbeidsstrengen. Forskjellige ekspansjonsteknikker kan kombineres og kan omfatte valseekspasjon så vel som konusekspansjon eller oppblåsning, eller eventuelt kombinasjoner av disse. Ekspansjonsanordningen E kan da ekspandere både isolatorene og siktskjermene. I en annen ekspansjonsanordning som kan anvendes er en driver. Den foretrukne retning av utvidelsesdriveren er nedover i borehullet med utgangspunkt fra pakningen 30 eller eventuelt en annen avtetning eller forankringsinnretning, som kan anvendes i stedet for denne. Oppblåsningsteknikken virker slik at den begrenser aksial sammentrykning sammen-lignet med andre ekspanderingsmetoder, på grunn av den aksiale bevegel-seshindrende kontakt mellom den oppblåsbare enhet og isolatoren eller siktskjermen under ekspansjonsprosessen. Avtetningshylsen 216 kan være av gummi eller et annet materiale som er forenelig med omgivelsesforholdene ned i hullet og oppviser den påkrevede ettergivenhet til å kunne danne en effektiv avtetning ved hver isolator. Hylsens utforming kan variere langs dens lengde eller i radial retning ved forsøk på å oppnå det påkrevede indre trykk for avtetning samtidig som ekstrudering begrenses. Tilbakeføring i sann tid kan inngå i ekspansjonsprosedyren og sikres tilstrekkelig ekspansjonskraft og hindre over-påkjenning. Spenningsfor-

hold kan avføles under ekspansjon og rapporteres til overflaten etter hvert som blæren 38 utvider seg. Det avgitte effluidvolum til blæren 38 kan reguleres eller strømningen inn i blæren kan måles. Formasjonen kan da lokalt fraktureres under siktskjermens ekspasjon for å kompensere for borefluid, hvilket kan forurense borehullsveggen. Ved bruk av isolatorer med rørformede dorenheter 214 kan en langt større drivstyrke oppnås enn ved tidligere kjente teknikker, som da krevede at brønnforingene skulle oppslisses for å redusere utvidelseskraften samtidig som kollapsmotstanden ble ofret. Den inneklemte sikt i henhold til foreliggende oppfin-

nelse kan motstå differensialtrykk på 140-210 kp/cm<2>, til forskjell fra andre struktu-

rer slik som de som ekspanderes ved hjelp av valser, hvor motstanden mot kol-

laps bare er av størrelsesorden 14-21 kp/cm<2>.

I henhold til en annen ekspansjonsteknikk, kan doren 214 være utført i et materiale som når det utsettes for elektrisk energi øker sin dimensjon for derved å

drive avtetningshylsen 216 til avtettende kontakt mot borehullsveggen.

Bruk av oppblåsningsteknikk for å ekspandere isolatorer og siktskjermer til-

later fleksibilitet i drivretningen for ekspansjonen, hvilket vil si enten oppover eller nedover i borehullet. Den tillatte videre selektive utvidelse av siktskjermene, ved bruk av flere forskjellige teknikker, fulgt av påfølgende isolatorekspansjon ved fo-retrukket bruk av ekspasjonsanordningen E.

Lengden av den oppblåsbare enhet består i enhver sammenheng med

dens følsomhet overfor borehullsvariasjoner og har direkte sammenheng med en hastighet hvormed isolatoren bringes til å utvide seg. Siktskjermene kan utvides ved hjelp av blæren 38 til å oppnå lokalisert eller mer omfattende formasjonsfratu-

rering. Totalt kan større utvidelseskrefter avgis ved bruk av ekspasjonsanordning-

en E enn ved andre ekspasjonsteknikker, slik som konusekspansjon. I henhold til oppblåsningsteknikken kan den kraft som påføres for å frembringe uniformfraktur-virkning anvendt i et borehull med forskjelligartet hardhet eller formvariasjoner.

Den oppblåsbare utvidelse kan oppnås ved bruk av et nedhullsstempel som

er vektoppsatt eller drives ved hjelp av en påtrykket kraft gjennom arbeidsstreng-

en. Hvis trykk brukes for å drive et nedhullsstempel, kan en trykkforsterker innpas-

ses inntil stemplet for å unngå å bringe arbeidsstrengen i sin helhet til å håndtere de høyere stempelaktiverte trykk.

Isolatorene kan ha konstant eller varierende veggtykkelse og kan være sylinderformet eller utstyrt med lengderettede korrigerer.

Beskrivelsen ovenfor er gitt for å anskueliggjøre den foretrukne utførelse og oppfinnelsens fulle omfang kan da fastlegges ut i fra de etterfølgende patentkrav.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for ferdigstilling av brønn (10) for å isolere minst en sone, idet fremgangsmåten omfatter: kjøring inn i borebrønnen (10) en streng (50) med minst en produksjonspakning (16,18, 24, 26) i sammenheng med et verktøy som tillater strømning fra den omgiende formasjon inn i strengen (50), karakterisert ved; utvidelse av denne produksjonspakning (16,18, 24, 26) med en ekspansjonsanordning E som omfatter en ekspansjonsblære (38) og verktøyet i bore-brønnen (10).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, og som omfatter utførelse av den angitte utvidelse av produksjonspakningen (16,18, 24, 26) og verktøyet i løpet av én enkelt trippetur inn i borebrønnen (10).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, og som videre omfatter: innkjøring av et anker sammen med strengen (50); innstilling av ankeret før den angitte utvidelse; og frigjøring av strengen (50) fra ankeret før denne utvidelse.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, og som omfatter: innkjøring av en ekspansjonsanordning (E) som omfatter den oppblåsbare enhet (38) sammen med den angitte streng (50); og ekspandering av den angitte minst ene produksjonspakning (16,18, 24,26) i det minste delvis, sammen med den oppblåsbare enhet (38).

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, og som omfatter: selektiv tømming og forskyvning av den oppblåsbare enhet (38) for ny plas-sering av denne; fortsatt utvidelse av minst én produksjonspakning (16,18, 24, 26) eller verktøyet ved oppblåsning på nytt av den oppblåsbare enhet (38) etter plasse-ringsinnstillingen.

6. Fremgangmåte som angitt i krav 1, og som omfatter utforming av den minst ene produksjonspakning (16,18, 24, 26) ved hjelp av en ikke-perforert dor som er dekket med en ettergivende avtetningshylse (216).

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, og som omfatter begrensning av utvi-delsesgraden ved hjelp av en innretning som er tilpasset anordnet på doren.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, og som omfatter: bruk av en deformasjonsføler som den angitte innretning; overføring av sann tid av den avfølte deformasjon til jordoverflaten; og bestemmelse av den tilhørende grad av utvidelse ut i fra den avfølte deformasjon.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, og som omfatter: sirkulering gjennom strengen (50) under innkjøring; stenging av sirkulasjonspassasjer; oppbygning av trykk i strengen (50); bruk av trykket i strengen (50) til å utvide minst én produksjonspakning (16, 18, 24, 26), i det minste delvis.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, og som omfatter full utvidelse av den minst ene produksjonspakning (16,18, 24, 26) utelukkende ved hjelp av den minst ene oppblåsbare enhet (38).

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, og som omfatter regulering av volumet av det inkompressible fluid som avgis til den oppblåsbare enhet (38) som en måte å begrense utvidelsen av den minst ene produksjonspakning (16,18, 24, 26) På.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, og som omfatter: bruk av en sikt (20, 28) som det angitte verktøy; utvidelse av denne sikt (20, 28) mot borebrønnen (10) på mekanisk måte.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, og som omfatter: bruk av en sikt (20, 28) som det angitte verktøy; utvidelse av en sikt (20, 28) ved hjelp av den oppblåsbare enhet (38).

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, og som omfatter: utvidelse av verktøyet til kontakt med formasjonen; og frakturering av formasjonen ved hjelp av denne utvidelse.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, og som omfatter: utvidelse av verktøyet til kontakt med formasjonen; og frakturering av formasjonen ved hjelp av denne utvidelse.