NO328319B1

NO328319B1 - Apparatus for controlling pressure in an insulated lower wellbore annulus during gravel packing

Info

Publication number: NO328319B1
Application number: NO20050288A
Authority: NO
Inventors: Vincent F E Rodet; Ian S Murley; Samuel Tocalino; Matthe Contant
Original assignee: Schlumberger Holdings
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2010-01-25
Also published as: NO20050288D0; NO20050288L

Abstract

Trykkregulering i et isolert nedre brønnringrom (23), avgrenset av en rørkanal (24) som tettende er posisjonert inne i et isolert nedre segment (14) av brønnen (10), utføres under gruspakking ved avføling av trykket inne i det isolerte nedre ringrom (23) under gruspakking, og ved å slippe fluid fra det isolerte nedre ringrom (23) inn i rørkanalen (24) i ett eller flere atskilte steder langs rørkanalen (24) når det avfølte trykk korresponderer til én eller flere terskeltrykktilstander. Ringromstrykket avføles under gruspakkingen ved bruk av en trykksensitiv innretning (48) som er anordnet i ringrommet (23), eksempelvis posisjonert ved hjelp av rørkanalen (24) ved en høytrykkssone. Den trykksensitive innretning (48) aktiverer én eller flere ventiler (30) som bæres langs rørkanalen (24) for å slippe fluid fra ringrommet (23) inn i rørkanalen (24)i én eller flere av de atskilte steder, og derved regulere trykket i det isolerte nedre ringrom (23).Pressure control in an insulated lower well annulus (23), delimited by a pipe duct (24) sealingly positioned within an insulated lower segment (14) of the well (10), is performed during gravel packing by sensing the pressure inside the insulated lower annulus ( 23) during gravel packing, and by discharging fluid from the isolated lower annulus (23) into the pipe duct (24) at one or more spaced locations along the pipe duct (24) when the sensed pressure corresponds to one or more threshold pressure states. The annular pressure is sensed under the gravel pack using a pressure sensitive device (48) arranged in the annulus (23), for example, positioned by the pipe duct (24) at a high pressure zone. The pressure sensitive device (48) activates one or more valves (30) carried along the pipe duct (24) to release fluid from the annulus (23) into the pipe duct (24) in one or more of the separated locations, thereby regulating the pressure in the insulated lower annulus (23).

Description

Denne søknaden krever prioritet fra samverserende foreløpig US-patent-søknad nr. 60/537,644 innlevert 19. januar 2004, og er en delvis fortsettelse av patentsøknad nr. 10/760854, innlevert 19. januar, 2004, som er en delvis fortsettelse av US-patentsøknad nr. 10/442,783, innlevert 21. mai, 2003. This application claims priority from copending provisional U.S. Patent Application No. 60/537,644 filed Jan. 19, 2004, and is a continuation-in-part of U.S. Patent Application No. 10/760854, filed Jan. 19, 2004, which is a continuation-in-part of US -Patent Application No. 10/442,783, filed May 21, 2003.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører nedihullsverktøy som brukes ved undergrunns pumpeoperasjoner ved brønnkomplettering, og særlig verktøy som brukes til å øke effektiviteten ved gruspakkeoperasjoner. Spesielt angår oppfinnelsen et apparat for regulering av trykket i et isolert nedre brønnboringsringrom under gruspakking. The present invention relates to downhole tools that are used in underground pumping operations during well completion, and in particular tools that are used to increase efficiency in gravel packing operations. In particular, the invention relates to an apparatus for regulating the pressure in an isolated lower wellbore annulus during gravel packing.

Gruspakking er en fremgangsmåte som er i vanlig bruk for å komplettere en brønn hvor de produserende formasjoner er løst eller dårlig konsolidert. I slike formasjoner kan små partikler som benevnes "finstoffer" produseres sammen med de ønskede formasjonsfluider. Dette fører til flere problemer, så som tilstopping av produksjonsstrømningsløpet, erosjon av brønnboringen og skade på kostbart kompletteringsutstyr. Produksjon av finstoffer kan reduseres betydelig ved bruk av en brønnboringsskjerm sammen med partikler som er dimensjonert til ikke å passere gjennom skjermen. Slike partikler, som benevnes "grus", pumpes som en grusslurry inn i et ringformet område mellom brønnboringen og skjermen. Grusen, hvis den er skikkelig pakket, danner en barriere som hindrer finstoffene i å komme inn i skjermen, men som tillater formasjonsfluidet å passere fritt derigjennom og produseres. Gravel packing is a method that is commonly used to complete a well where the producing formations are loose or poorly consolidated. In such formations, small particles called "fines" can be produced together with the desired formation fluids. This leads to several problems, such as clogging of the production flow path, erosion of the wellbore and damage to expensive completion equipment. Production of fines can be significantly reduced by using a wellbore screen together with particles sized not to pass through the screen. Such particles, which are called "gravel", are pumped as a gravel slurry into an annular area between the wellbore and the screen. The gravel, if properly packed, forms a barrier that prevents the fines from entering the screen, but allows the formation fluid to pass freely through it and be produced.

Et vanlig problem med gruspakking er tilstedeværelsen av hulrom i gruspakken. Hulrom dannes ofte når bærefluidet som brukes til å transportere grusen mistes eller "lekker bort" for raskt. Bærefluidet kan tapes enten ved at det passerer inn i formasjonen eller ved at det passerer gjennom skjermen, hvor det samles opp av et serviceverktøy som vanligvis er kjent som et vaskerør og returneres til overflaten. Det er forventet og nødvendig at det skjer dehydratisering i en ønsket mengde, for å gjøre det mulig å avsette grusen i den ønskede lokalisering. Imidlertid, når grusslurryen dehydratiserer for raskt, kan grusen avsettes og danne en "bro", slik at den blokkerer strømmen av slurry forbi dette punkt, selv om det kan være hulromsområder nedenfor eller bortenfor den. Dette kan hindre formålet med gruspakken, siden fraværet av grus i hulrommene tillater produksjon av finstoffer gjennom disse hulrommene. A common problem with gravel packing is the presence of voids in the gravel pack. Cavities often form when the carrier fluid used to transport the gravel is lost or "leaks away" too quickly. The carrier fluid can be lost either by passing into the formation or by passing through the screen, where it is collected by a service tool commonly known as a washpipe and returned to the surface. It is expected and necessary that dehydration occurs in a desired amount, to make it possible to deposit the gravel in the desired location. However, when the gravel slurry dehydrates too quickly, the gravel can settle and form a "bridge", blocking the flow of slurry past this point, even though there may be void areas below or beyond it. This can defeat the purpose of the gravel pack, since the absence of gravel in the voids allows the production of fines through these voids.

Et annet problem som er kjent ved gruspakking av horisontale brønner er den brå stigning i trykk inne i brønnboringen når den initiale bølge av grus, "alfa-bølgen", når den borteste ende eller "tåen" av brønnboringen. Returen eller "beta-bølgen" bærer grus tilbake opp brønnboringen, og fyller det øvre parti som har blitt etterlatt ufylt av alfabølgen. Når betabølgen går fremover opp brønnboringen, øker trykket i brønnboringen på grunn av friksjonsmotstand mot strømmen av bærefluid. Det bærefluid som ikke tapes til formasjonen må konvensjonelt strømme til tå-området, fordi vaskerøret avsluttes i dette område. Når slurryen når den øvre ende av betabølgen, må bærefluidet bevege seg avstanden til tå-området i det lille ringformede rom mellom skjermen og vaskerøret. Ettersom denne avstanden øker, øker friksjonstrykket, hvilket forårsaker at brønnboringens trykk øker. Another problem known in gravel packing horizontal wells is the sudden rise in pressure inside the wellbore when the initial wave of gravel, the "alpha wave", reaches the far end or "toe" of the wellbore. The return or "beta wave" carries gravel back up the wellbore, filling the upper part that has been left unfilled by the alpha wave. When the beta wave travels forward up the wellbore, the pressure in the wellbore increases due to frictional resistance to the flow of carrier fluid. The carrier fluid that is not lost to the formation must conventionally flow to the toe area, because the washing pipe terminates in this area. When the slurry reaches the upper end of the beta wave, the carrier fluid must move the distance to the toe area in the small annular space between the screen and the wash tube. As this distance increases, the frictional pressure increases, causing the wellbore pressure to increase.

Det økte trykk kan forårsake tidlig avslutning av gruspakkeoperasjonen, fordi brønnboringens trykk kan stige over formasjonens trykk, hvilket forårsaker skade på formasjonen og fører til en bro ved frakturen. Dette kan føre til en ufullsten-dig pakking av brønnboringen, og bør generelt unngås. Gruspakkeoperasjoner blir følgelig typisk stanset når brønnboringens trykk nærmer seg formasjonens frakturtrykk. The increased pressure can cause early termination of the gravel pack operation, because the wellbore pressure can rise above the formation pressure, causing damage to the formation and leading to a bridging of the fracture. This can lead to an incomplete packing of the wellbore, and should generally be avoided. Consequently, gravel pack operations are typically stopped when the wellbore pressure approaches the formation's fracture pressure.

US 6,675,891 angår et apparat for gruspakking av et produksjonsintervall av en brønnboring. Apparat omfatter første og andre sandskjermsammenstillinger forbundet nedihulls til en pakningssammenstilling og en kryssingspunktsammen-stilling som tilveiebringer en kommunikasjonskanal nedihulls for pakningssam-menstillingen for et gruspakningsfluid og en kommunikasjonsvei opphulls for pak-ningssammenstillingen for returfluider. En vaskerørsammenstilling med et pardif-ferensialtrykkventiler er anordnet i avstand fra hverandre langs vaskerøret. Når differensialrøret oppstrøms for differensialtrykkventilen overstiger en forhåndsvalgt størrelse i forhold til trykket nedstrøms for ventilen, så aktueres ventilen for å kort-slutte returfluider. US 6,675,891 relates to an apparatus for gravel packing of a production interval of a well bore. Apparatus comprises first and second sand screen assemblies connected downhole to a packing assembly and a crossing point assembly which provides a communication channel downhole for the packing assembly for a gravel packing fluid and a communication path uphole for the packing assembly for return fluids. A wash pipe assembly with a pair of differential pressure valves is spaced apart along the wash pipe. When the differential pipe upstream of the differential pressure valve exceeds a preselected size in relation to the pressure downstream of the valve, the valve is actuated to short-circuit return fluids.

US 3,208,355 angår et hydrostatisk trykkoperert apparat for utførelse av operasjoner i brønner. US 3,208,355 relates to a hydrostatic pressure-operated apparatus for carrying out operations in wells.

Det eksisterer følgelig et behov for å regulere trykket i brønnboringen som er et resultat av fremoverrettet bevegelse av bærefluidets betabølge. There is consequently a need to regulate the pressure in the wellbore which is a result of the forward movement of the carrier fluid's beta wave.

I et første aspekt tilveiebringer oppfinnelsen et apparat for regulering av trykket i et isolert nedre brønnboringsringrom under gruspakking, hvor det isolerte nedre brønnboringsringrom er avgrenset av en rørkanal som er tettende posisjonert inne i et isolert nedre segment av brønnboringen, idet apparatet omfatter en flerhet av ventiler som bæres av rørkanalen i atskilte lokaliseringer for selektivt å slippe fluid fra det isolerte nedre ringrom inn i rørkanalen i de atskilte lokaliseringer; kjennetegnet ved en trykksensitiv innretning som bæres av rørkanalen uavhengig av ventilene for å sanse trykket inne i det isolerte nedre ringrom under gruspakking, idet den trykksensitive anordning kan aktuere én eller flere av ventilene når det sansede trykk korresponderer til én eller flere terskeltrykktilstander, for å slippe fluid fra det isolerte nedre ringrom inn i rørkanalen og derved regulere trykket inne i det isolerte nedre ringrom under gruspakking, idet hver av ventilene omfatter: et ventillegeme som bæres inne i rørkanalen, idet ventillegemet er forsynt med en første port for å slippe fluid fra det isolerte nedre ringrom inn i rørka-nalen; et stempel som er glidende anordnet i et kammer i ventillegemet og som er bevegelig fra en posisjon hvor det stenger den første port til en posisjon hvor det åpner den første port ved aktuering av stempelet ved hjelp av den trykksensitive innretning, idet hver av ventilene videre omfatter en tilbakeslagsventil som bæres i den første port for å sørge for at fluid strømmer gjennom den første porten i én retning fra det isolerte nedre ringrom til rørkanalen. In a first aspect, the invention provides an apparatus for regulating the pressure in an isolated lower wellbore annulus during gravel packing, where the isolated lower wellbore annulus is delimited by a pipe channel that is sealingly positioned inside an isolated lower segment of the wellbore, the apparatus comprising a plurality of valves which is carried by the conduit at discrete locations to selectively release fluid from the isolated lower annulus into the conduit at the discrete locations; characterized by a pressure-sensitive device carried by the pipe channel independently of the valves to sense the pressure inside the isolated lower annulus during gravel packing, the pressure-sensitive device being able to actuate one or more of the valves when the sensed pressure corresponds to one or more threshold pressure conditions, to release fluid from the insulated lower annulus into the pipe channel and thereby regulate the pressure inside the insulated lower annulus during gravel packing, each of the valves comprising: a valve body which is carried inside the pipe channel, the valve body being provided with a first port to release fluid from the insulated lower annulus into the pipe channel; a piston which is slidably arranged in a chamber in the valve body and which is movable from a position where it closes the first port to a position where it opens the first port by actuation of the piston by means of the pressure-sensitive device, each of the valves further comprising a check valve carried in the first port to ensure that fluid flows through the first port in one direction from the insulated lower annulus to the conduit.

Utførelsesformer av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene 2-11. Embodiments of the invention are specified in the independent claims 2-11.

I bestemte utførelser av den oppfinneriske anordning inkluderer rørkanalen et vaskerør som er tettende posisjonert inne i en brønnboringspakningssammen-stilling som har en rørformet brønnboringsskjerm som henger ned derfra. Vaske-røret er posisjonert inne i skjermen, slik at skjermen deler det nedre brønnborings-ringrom inn i et indre nedre ringrom og et ytre nedre ringrom. Vaskerøret kan inkludere et tverrforbindelsesparti for å levere fluid til det ytre nedre ringrom. In certain embodiments of the inventive device, the conduit includes a wash pipe that is sealingly positioned within a wellbore packing assembly having a tubular wellbore screen hanging therefrom. The washing pipe is positioned inside the screen, so that the screen divides the lower wellbore annulus into an inner lower annulus and an outer lower annulus. The wash tube may include a cross connection portion for delivering fluid to the outer lower annulus.

I bestemte utførelser av det oppfinneriske apparat inkluderer hver av ventilene et ventillegeme som bæres inne i rørkanalen. Ventillegemet er forsynt med en første port for å slippe fluid fra det isolerte nedre ringrom inn i rørkanalen. Et stempel er glidende anordnet i et kammer i ventillegemet, og er bevegelig fra en posisjon hvor det stenger den første port til en posisjon hvor det åpner den første port ved aktuering av stempelet ved hjelp av den trykksensitive innretning. In certain embodiments of the inventive apparatus, each of the valves includes a valve body which is carried inside the pipe channel. The valve body is provided with a first port to release fluid from the insulated lower annulus into the pipe channel. A piston is slidably arranged in a chamber in the valve body, and is movable from a position where it closes the first port to a position where it opens the first port by actuation of the piston by means of the pressure-sensitive device.

I bestemte utførelser av det oppfinneriske apparat har stempelet et flenset parti som er anordnet til glidebevegelse inne i et utvidet parti av ventillegemets kammer. Det flensede stempelparti deler det utvidede kammerparti i første og andre utvidede kamre. Ventillegemet i slike utførelser er forsynt med en annen port for å slippe fluidtrykk fra det isolerte nedre brønnboringsringrom inn i det første utvidede ventilkammer, hvilket presser stempelet til den posisjon hvor det åpner den første port. Hver av ventilene inkluderer videre en strømningsreguleringsinnretning som er bevegelig mellom posisjoner hvor den åpner og stenger den annen port ved aktuering av strømningsreguleringsinnretningen ved hjelp av den trykksensitive innretning. In certain embodiments of the inventive apparatus, the piston has a flanged portion which is arranged for sliding movement within an extended portion of the chamber of the valve body. The flanged piston portion divides the expanded chamber portion into first and second expanded chambers. The valve body in such embodiments is provided with another port to release fluid pressure from the isolated lower wellbore annulus into the first expanded valve chamber, which forces the piston to the position where it opens the first port. Each of the valves further includes a flow control device which is movable between positions where it opens and closes the other port upon actuation of the flow control device by means of the pressure sensitive device.

Hver av ventilene i henhold til det oppfinneriske apparat kan videre inkludere en tilbakeslagsventil som bæres i dets første port, for å sørge for å at fluid strømmer gjennom den første port i én retning: fra det isolerte nedre ringrom til rørkanalen. Tilbakeslagsventilen kan inkludere en klaffventil som har én eller flere dreibart monterte plater. Each of the valves according to the inventive apparatus may further include a check valve carried in its first port to ensure that fluid flows through the first port in one direction: from the insulated lower annulus to the pipe channel. The check valve may include a poppet valve having one or more rotatably mounted plates.

I bestemte utførelser av det oppfinneriske apparat inkluderer det annet utvidede kammer i ventillegemet et brennkammer som rommer et drivmiddel og et tennsystem for generering av trykk for å presse stempelet til den posisjon hvor det stenger den første port. In certain embodiments of the inventive apparatus, the second extended chamber of the valve body includes a combustion chamber containing a propellant and an ignition system for generating pressure to urge the piston to the position where it closes the first port.

I bestemte utførelser av det oppfinneriske apparat bæres den trykksensitive innretning av vaskerøret, slik at den trykksensitive innretning er posisjonert ved brønnboringens pakningssammenstilling. Den trykksensitive innretning kan inkludere en trykktransduser og en kontroller. I slike utførelser aktuerer den trykksensitive innretning én eller flere ventiler ved å sende én eller flere aktueringssignaler fra kontrolleren. Det ene eller de flere aktueringssignaler kan sendes trådløst eller ved hjelp av en leder som strekker seg mellom kontrolleren og ventilene. Lederen kan inkludere én eller flere isolerte ledninger som bæres langs vaskerøret. In certain embodiments of the inventive apparatus, the pressure-sensitive device is carried by the washing pipe, so that the pressure-sensitive device is positioned at the wellbore packing assembly. The pressure sensitive device may include a pressure transducer and a controller. In such embodiments, the pressure-sensitive device activates one or more valves by sending one or more activation signals from the controller. The one or more actuation signals can be sent wirelessly or by means of a conductor that extends between the controller and the valves. The conductor may include one or more insulated wires carried along the wash pipe.

Det beskrives også en ventil til bruk i en rørkanal som er anordnet i en brønnboring under gruspakking av et isolert nedre ringrom i brønnboringen. Den oppfinneriske ventil inkluderer et ventillegeme som er tilpasset til transport inne i rørkanalen. Ventillegemet har en første port for å slippe fluid fra det isolerte nedre ringrom inn i rørkanalen, en annen port for å slippe fluidtrykk fra det isolerte nedre ringrom inn i ventillegemet, og et kammer. Et stempel er glidende anordnet i ventillegemets kammer og er bevegelig mellom posisjoner hvor det stenger og åpner den første port. Den annen port slipper fluidtrykk fra det isolerte nedre ringrom inn i ventillegemets kammer, for å presse stempelet til den posisjon hvor det åpner den første port. Ventilen inkluderer videre en stengemekanisme for å stenge den første port. Bestemte utførelser av ventilen inkluderer videre en strømnings-reguleringsinnretning som er selektivt bevegelig mellom posisjoner hvor den åpner og stenger den annen port. It also describes a valve for use in a pipe channel which is arranged in a wellbore during gravel packing of an isolated lower annulus in the wellbore. The inventive valve includes a valve body adapted for transport inside the pipe channel. The valve body has a first port for releasing fluid from the insulated lower annulus into the pipe channel, a second port for releasing fluid pressure from the insulated lower annulus into the valve body, and a chamber. A piston is slidably arranged in the chamber of the valve body and is movable between positions where it closes and opens the first gate. The second port releases fluid pressure from the insulated lower annulus into the valve body chamber, to push the piston to the position where it opens the first port. The valve further includes a closing mechanism for closing the first port. Certain embodiments of the valve further include a flow control device which is selectively movable between positions where it opens and closes the second port.

Ventilstengemekanismen kan inkludere en tilbakeslagsventil som bæres i den første port, for å stenge den første port mot fluidstrøm fra rørkanalen til det isolerte nedre ringrom. Tilbakeslagsventilen kan inkludere en klaffventil som har én eller flere dreibart monterte plater. The valve closing mechanism may include a check valve carried in the first port to close the first port against fluid flow from the conduit to the insulated lower annulus. The check valve may include a poppet valve having one or more rotatably mounted plates.

I bestemte utførelser av ventilen kan stempelet ha et flenset parti som er anordnet til glidende bevegelse inne i et utvidet parti av ventillegemets kammer. Det flensede stempelparti deler det utvidede kammerparti i første og andre utvidede kamre. Den annen port slipper fluidtrykk fra det isolerte nedre ringrom inn i det første utvidede kammer, for å presse stempelet til den posisjon hvor det åpner den første port. I slike utførelser kan stengemekanismen inkludere et drivmiddel og et tennsystem som bæres i det annet utvidede kammer for generering av trykk for å presse stempelet til den posisjon hvor det stenger den første port. In certain embodiments of the valve, the piston may have a flanged portion which is arranged for sliding movement within an extended portion of the valve body's chamber. The flanged piston portion divides the expanded chamber portion into first and second expanded chambers. The second port releases fluid pressure from the insulated lower annulus into the first expanded chamber, to force the piston to the position where it opens the first port. In such embodiments, the closing mechanism may include a propellant and ignition system carried in the second extended chamber for generating pressure to urge the piston to the position where it closes the first port.

Det beskrives også en fremgangsmåte for å regulere trykket i et isolert nedre brønnboringsringrom under gruspakking. Det isolerte nedre ringrom avgrenses av en rørkanal som er tettende posisjonert inne i et isolert nedre segment av brønnboringen. Fremgangsmåte kan inkludere trinn med sansing av trykket inne i det isolerte nedre ringorm under gruspakking, og med å slippe fluid fra det isolerte nedre ringrom inn i rørkanalen i én eller flere atskilte lokaliseringer langs rørkana-len når det sansede trykk korresponderer til én eller flere terskeltrykktilstander, hvilket regulerer trykket inne i det isolerte nedre ringrom under gruspakking. A method for regulating the pressure in an isolated lower wellbore annulus during gravel packing is also described. The isolated lower annulus is delimited by a pipe channel which is sealingly positioned inside an isolated lower segment of the wellbore. Method may include steps of sensing the pressure within the isolated lower annulus during gravel packing, and releasing fluid from the isolated lower annulus into the pipe channel at one or more discrete locations along the pipe channel when the sensed pressure corresponds to one or more threshold pressure conditions , which regulates the pressure inside the insulated lower annulus during gravel packing.

Trinnet med trykksansing ved fremgangsmåten kan inkludere sansing av trykket i det isolerte nedre ringrom ved en høytrykks lokalisering i dette. I bestemte utførelser er rørkanalen forsynt med en flerhet av atskilt lokaliserte ventiler langs sin lengde, og høyttrykkslokaliseringen er uavhengig av ventillokaliseringene. I et ytterligere aspekt tilveiebringes en fremgangsmåte for å redusere faren for fraktu-rering av et isolert nedre segment av brønnboringen under betabølgens fremover-rettede bevegelse under gruspakking ved bruk av et vaskerør som er tettende posisjonert inne i det isolerte nedre segment av brønnboringen. Fremgangsmåten inkluderer trinn med sansing av trykket inne i det isolerte nedre segment av brønnboringen under gruspakking, og med å slippe fluid fra det isolerte nedre segment av brønnboringen inn i vaskerøret i én eller flere atskilte lokaliseringer langs vaskerøret når det sansede trykk korresponderer til én eller flere terskeltrykktilstander. Terskeltrykktilstanden(e) er basert på det forventede frakturtrykk for det isolerte nedre segment av brønnboringen. The pressure sensing step of the method may include sensing the pressure in the isolated lower annulus at a high pressure location therein. In certain embodiments, the pipe channel is provided with a plurality of separately located valves along its length, and the high pressure location is independent of the valve locations. In a further aspect, a method is provided for reducing the risk of fracturing an isolated lower segment of the wellbore during the forward motion of the beta wave during gravel packing using a wash tube that is sealingly positioned within the isolated lower segment of the wellbore. The method includes the step of sensing the pressure within the isolated lower segment of the wellbore during gravel packing, and releasing fluid from the isolated lower segment of the wellbore into the washtub at one or more discrete locations along the washtub when the sensed pressure corresponds to one or more threshold pressure conditions. The threshold pressure condition(s) is based on the expected fracture pressure for the isolated lower segment of the wellbore.

For at de ovenfor anførte trekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse skal kunne forstås i detalj, kan det nå fås en mer utførlig beskrivelse av oppfinnelsen, kort oppsummert ovenfor, med henvisning til de utførelser av denne som er illustrert på de vedføyde tegninger. Det skal imidlertid påpekes at de vedføyde tegninger kun illustrerer typiske utførelser av denne oppfinnelsen, og derfor ikke skal anses å begrensende for dens omfang, idet oppfinnelsen kan gi mulighet for andre like effektive utførelser. Fig. 1 er en skjematisk tverrsnittsrepresentasjon av en brønnboring som in-neholder et vaskerør som har en flerhet av ventiler, og en trykksensitiv innretning som derved bæres i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er en forenklet skjematisk tegning som viser flerheten av ventiler slik de er posisjonert av vaskerøret, uavhengig av, men i ledningsført kommunikasjons med, den trykksensitive innretning. Fig. 3A-3B er detaljerte skjematiske tverrsnittsrepresentasjoner av den trykksensitive innretning og én av ventilene på fig. 1-2. Fig. 4A er en graf over brønnboringens trykk som en funksjon av tid i en konvensjonell gruspakkoperasjon i et horisontalt segment av brønnboringen. Fig. 4B er en graf over brønnboringens trykk som en funksjon av tid i en gruspakkeoperasjon i et horisontalt segment av brønnboringen hvor vaskerøret på fig. 1 brukes. Fig. 5 er en skjematisk representasjon av en ventil, passende til bruk i et vaskerør, og viser orienteringen av fluidinngangsporter i samsvar med en utførelse av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 er en skjematisk tverrsnittsrepresentasjon av ventilen som anvender en utførelse av en stengemekanisme i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 7A er en skjematisk tverrsnittsrepresentasjon av ventilen som anvender en annen utførelse av en stengemekanisme i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 7B er en annen skjematisk snittrepresentasjon av ventilen, lagt langs snittlinjen 7B-7B på fig. 7A. Fig. 7C er en detaljert representasjon av en dreibar plate som anvendes av stengemekanismen på fig. 7A. Fig. 8A-8C er sekvensielle, skjematiske tverrsnittsrepresentasjoner av ventilen som anvender en ytterligere utførelse av en stengemekanisme i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. In order for the above-mentioned features and advantages of the present invention to be understood in detail, a more detailed description of the invention can now be obtained, briefly summarized above, with reference to the embodiments thereof which are illustrated in the attached drawings. It should, however, be pointed out that the attached drawings only illustrate typical embodiments of this invention, and therefore should not be considered as limiting its scope, as the invention may provide the opportunity for other equally effective embodiments. Fig. 1 is a schematic cross-sectional representation of a wellbore which contains a wash pipe which has a plurality of valves, and a pressure-sensitive device which is thereby carried in accordance with the present invention. Fig. 2 is a simplified schematic drawing showing the plurality of valves as they are positioned by the wash pipe, independent of, but in wired communication with, the pressure-sensitive device. Figs. 3A-3B are detailed schematic cross-sectional representations of the pressure sensitive device and one of the valves of Figs. 1-2. Fig. 4A is a graph of wellbore pressure as a function of time in a conventional gravel pack operation in a horizontal segment of the wellbore. Fig. 4B is a graph of the wellbore pressure as a function of time in a gravel pack operation in a horizontal segment of the wellbore where the wash pipe of fig. 1 is used. Fig. 5 is a schematic representation of a valve, suitable for use in a wash pipe, showing the orientation of fluid inlet ports in accordance with an embodiment of the present invention. Fig. 6 is a schematic cross-sectional representation of the valve using an embodiment of a closing mechanism in accordance with the present invention. Fig. 7A is a schematic cross-sectional representation of the valve using another embodiment of a closure mechanism in accordance with the present invention. Fig. 7B is another schematic sectional representation of the valve, taken along section line 7B-7B of Fig. 7A. Fig. 7C is a detailed representation of a rotatable plate used by the closure mechanism of Fig. 7A. Figures 8A-8C are sequential schematic cross-sectional representations of the valve employing a further embodiment of a closure mechanism in accordance with the present invention.

Med henvisning til fig. 1, er det vist en brønnboring 10 som har et vertikalt avvikende øvre segment 12 og et hovedsakelig horisontalt nedre segment 14. En foringsrørstreng 16 forer det øvre segment 12, mens det nedre segment 14 er vist som et åpent hull, selv om foringsrøret 16 også kunne vært plassert i det nedre segment 14.1 den utstrekning foringsrøret 16 dekker produserende formasjoner, må foringsrøret 16 perforeres for å tilveiebringe fluidkommunikasjon mellom for-masjonene og brønnboringen 10, hvilket er velkjent for de som har ordinær fagkunnskap innen teknikken. With reference to fig. 1, a wellbore 10 is shown having a vertically diverging upper segment 12 and a substantially horizontal lower segment 14. A casing string 16 lines the upper segment 12, while the lower segment 14 is shown as an open hole, although the casing 16 also could have been located in the lower segment 14.1 to the extent that the casing 16 covers producing formations, the casing 16 must be perforated to provide fluid communication between the formations and the wellbore 10, which is well known to those with ordinary technical knowledge.

En pakningssammenstilling (heretter "pakning") 18 er satt generelt nær den nedre ende av det øvre segment 12 av brønnboringen. Pakningen 18 er i inngrep med og tetter mot foringsrøret 16, hvilket også er velkjent innen teknikken. Pakningen 18 har en forlengelse 20 som annet utstyr i den nedre komplettering, så som en rørformet brønnboringsskjerm 22, kan festes til. Skjermen 22 er fortrinnsvis anordnet ved en produserende formasjon F. A packing assembly (hereafter "packing") 18 is placed generally near the lower end of the upper segment 12 of the wellbore. The gasket 18 engages with and seals against the casing 16, which is also well known in the art. The gasket 18 has an extension 20 to which other equipment in the lower completion, such as a tubular wellbore screen 22, can be attached. The screen 22 is preferably arranged at a producing formation F.

Et service verktøy 24, i form av en rørkanal som er vanlig kjent som et vaskerør, posisjoneres tettende i brønnboringen 10 ved at det føres gjennom og kommer i inngrep med det sentrale elastomeriske parti av pakningen 18. Vas-kerøret 24 strekker seg til eller nær den nedre ende eller "tå" T av det nedre segment 14 av brønnboringen. Med vaskerøret 24 på plass, dannes et øvre brønn-boringsringrom 26 over pakningen 18, mellom veggen av brønnboringen 10 og veggen av vaskerøret 24, og et isolert nedre brønnboringsringrom 23 dannes mellom veggen av vaskerøret 24 og veggen av brønnboringen 10. Skjermen 22 deler det isolerte nedre ringrom 23 i et indre nedre ringrom 27a, og et ytre nedre ringrom 27b. A service tool 24, in the form of a pipe channel which is commonly known as a wash pipe, is positioned sealingly in the wellbore 10 by being passed through and engaging the central elastomeric part of the gasket 18. The wash pipe 24 extends to or close to the lower end or "toe" T of the lower segment 14 of the wellbore. With the washpipe 24 in place, an upper wellbore annulus 26 is formed above the packing 18, between the wall of the wellbore 10 and the wall of the washpipe 24, and an insulated lower wellbore annulus 23 is formed between the wall of the washpipe 24 and the wall of the wellbore 10. The screen 22 divides it insulated lower annulus 23 in an inner lower annulus 27a, and an outer lower annulus 27b.

Fig. 1 illustrerer videre en skjematisk representasjon av en tverrforbindelse 28 rett nedenfor det punkt hvor vaskerøret 24 passerer gjennom pakningen 18. Tverrforbindelsen 28 gjør at fluider som pumpes gjennom vaskerøret 24 kan komme frem i det ytre nedre ringrom 27b, nedenfor pakningen 18. Fluider som går inn i vaskerøret 24 nedenfor pakningen 18, så som gjennom den åpne ende 25 av vaskerøret 24 ved eller nær tåen T i brønnboringen 10, transporteres oppover gjennom vaskerøret. Når de når tverrforbindelsen 28, transporteres de returneren-de fluider gjennom eller forbi pakningen 18 og inn i det øvre ringrom 26, gjennom hvilket returfluidene til slutt transporteres til overflaten. Fig. 1 further illustrates a schematic representation of a cross connection 28 directly below the point where the wash pipe 24 passes through the gasket 18. The cross connection 28 enables fluids that are pumped through the wash pipe 24 to reach the outer lower annulus 27b, below the gasket 18. Fluids that enters the washing pipe 24 below the packing 18, such as through the open end 25 of the washing pipe 24 at or near the toe T in the wellbore 10, is transported upwards through the washing pipe. When they reach the transverse connection 28, the returning fluids are transported through or past the packing 18 and into the upper annulus 26, through which the returning fluids are finally transported to the surface.

Minst ett ventilelement, så som en avlederventil 30, er montert i vaskerøret 24 nedenfor pakningen 18.1 utførelsen på fig. 1 bæres tre avlederventiler 30 i atskilte punkter A, B, C for selektivt å slippe fluid fra det isolerte nedre ringrom 23 inn i vaskerøret 24 ved de atskilte lokaliseringer. Fig. 2 viser en forenklet skjematisk representasjon av oppstillingen 29 av avlederventiler 30 slik de er posisjonert ved hjelp av vaskerøret 24 (ikke vist på fig. 2) uavhengig av, men i ledningsført kommunikasjon med, den trykksensitive innretning 48 (beskrevet nedenfor). Hver avlederventil 30 danner fortrinnsvis en integrert del av veggen av vaskerøret 24, men andre utførelser, så som ventilelementer som er montert i vaskerøret 24 på en slik måte at ventilen dekker og tetter åpninger (ikke vist) i vaskerøret, er innenfor rammen av denne oppfinnelse. Ventilene 30 kan være (eller kan omfatte) tilba-keslagsventiler, hvilket betyr at de vil tillate at fluid strømmer kun i én retning når de er i en åpen tilstand, som beskrevet videre nedenfor ved henvisning til fig. 6 og 7A-7B. At least one valve element, such as a diverter valve 30, is mounted in the wash pipe 24 below the gasket 18.1 the embodiment in fig. 1, three diverter valves 30 are carried at separate points A, B, C to selectively release fluid from the insulated lower annulus 23 into the wash pipe 24 at the separate locations. Fig. 2 shows a simplified schematic representation of the arrangement 29 of diverter valves 30 as they are positioned by means of the wash pipe 24 (not shown in Fig. 2) independently of, but in wired communication with, the pressure-sensitive device 48 (described below). Each diverter valve 30 preferably forms an integral part of the wall of the wash pipe 24, but other designs, such as valve elements mounted in the wash pipe 24 in such a way that the valve covers and seals openings (not shown) in the wash pipe, are within the scope of this invention . The valves 30 may be (or may comprise) non-return valves, which means that they will allow fluid to flow in only one direction when in an open state, as described further below with reference to fig. 6 and 7A-7B.

Fig. 3B viser skjematisk komponentene i en utførelse av en avlederventil 30. Hver av ventilene 30 inkluderer et ventillegeme som bæres inne i og/eller danner en del av vaskerøret 24. Ventillegemet inkluderer et øvre hus 32 som er festet til et nedre hus 34. Selv om fig. 3b viser ventilhusene 32, 34 innfestet ved hjelp av en gjenget forbindelse, kan andre tilkoplingselementer eller typer av forbindelse brukes. I tillegg kan ventilene 30 også anvende et legeme i én del, istedenfor det viste todelte legeme. Fig. 3B schematically shows the components of one embodiment of a diverter valve 30. Each of the valves 30 includes a valve body which is carried inside and/or forms part of the wash pipe 24. The valve body includes an upper housing 32 which is attached to a lower housing 34. Although fig. 3b shows the valve housings 32, 34 attached by means of a threaded connection, other connection elements or types of connection can be used. In addition, the valves 30 can also use a body in one part, instead of the two-part body shown.

Ventillegemet er utstyrt med minst én port 50 som er tildannet i det øvre hus 32 for å slippe fluid fra det isolerte nedre ringrom 23 inn i vaskerøret 24. Et stempel 36 er tettende og glidende anordnet i et kammer 38 som er avgrenset av ventillegemets hus 32, 34. Stempelet 36 er bevegelig fra en posisjon hvor det stenger den første port 50 (som vist på fig. 3B) til en posisjon hvor det åpner den første port ved aktuering av stempelet (beskrevet nedenfor). Stempelet 36 er forsynt med en øvre ende 49 og en nedre ende 51, idet overflatearealet av den øvre ende 49 er mindre enn overflatearealet av den nedre ende 51, slik at fluidtrykk i den omgivende brønnboring presser stempelet 36 til den stengte posisjon når vas-kerøret initial er posisjonert i brønnboringen 10. The valve body is equipped with at least one port 50 which is formed in the upper housing 32 to allow fluid from the insulated lower annulus 23 into the wash pipe 24. A piston 36 is sealingly and slidingly arranged in a chamber 38 which is delimited by the valve body's housing 32 , 34. The piston 36 is movable from a position where it closes the first port 50 (as shown in Fig. 3B) to a position where it opens the first port upon actuation of the piston (described below). The piston 36 is provided with an upper end 49 and a lower end 51, the surface area of the upper end 49 being smaller than the surface area of the lower end 51, so that fluid pressure in the surrounding wellbore pushes the piston 36 to the closed position when the washing pipe reaches initial is positioned in the wellbore 10.

Stempelet har et hode eller et flenset parti 40 som er anordnet til glidende bevegelse inne i et utvidet parti av ventillegemets kammer 38. Det flensede stempelparti 40 deler det utvidede kammerparti i første (øvre) og andre (nedre) utvidede kamre 42, 44. Stempelflensen 40 bærer en tetning 46 som tetter mot et parti av det nedre hus 34 som avgrenser det utvidede parti av kammeret 38, og derved isolerer det første utvidede kammer42 fra det annet utvidede kammer 44. Stempelet 36 bærer også en tetning 47 som tetter mot et nedre parti av det nedre hus 34, hvilket tetter den nedre ende av de annet (eller nedre) utvidede kammer 44. The piston has a head or flanged portion 40 which is arranged for sliding movement within an expanded portion of the valve body chamber 38. The flanged piston portion 40 divides the expanded chamber portion into first (upper) and second (lower) expanded chambers 42, 44. The piston flange 40 carries a seal 46 which seals against a part of the lower housing 34 which delimits the extended part of the chamber 38, thereby isolating the first extended chamber 42 from the second extended chamber 44. The piston 36 also carries a seal 47 which seals against a lower part of the lower housing 34, which seals the lower end of the second (or lower) extended chamber 44.

Ventillegemets øvre hus 32 er videre forsynt med en annen port 55 for å slippe fluidtrykk fra det isolerte nedre ringrom 23 inn i det første utvidede kammer 42 via en innvendig rørkanal 57 for den annen port 55. På denne måte kan fluidtrykk i brønnboringen påføres for å presse stempelet til den posisjon hvor det åpner den første port 50 (ikke vist på fig. 3B, men se fig. 8B). Det øvre ventilhus 32 inkluderer videre en strømningsreguleringsinnretning, så som en magnetventil 91, som får tilført effekt fra et batteri 91 b og som er bevegelig mellom posisjoner hvor den åpner og stenger rørkanalen 57 for den annen port 55 ved aktuering av magnetventilen 91 via en leder 77 ved hjelp av en trykksensitiv innretning, som nå vil bli beskrevet. The valve body's upper housing 32 is further provided with another port 55 to release fluid pressure from the insulated lower annulus 23 into the first expanded chamber 42 via an internal pipe channel 57 for the second port 55. In this way, fluid pressure in the wellbore can be applied to push the piston to the position where it opens the first port 50 (not shown in Fig. 3B, but see Fig. 8B). The upper valve housing 32 further includes a flow control device, such as a solenoid valve 91, which receives power from a battery 91 b and which is movable between positions where it opens and closes the pipe channel 57 for the second port 55 by actuation of the solenoid valve 91 via a conductor 77 by means of a pressure-sensitive device, which will now be described.

En trykksensitiv innretning 48, vist på fig. 1, 2 og 3A, bæres av vaskerøret 24 uavhengig av ventilene 30 for sansing av trykket inne i det isolerte nedre brønnboringsringrom 23 under gruspakking. Den trykksensitive innretning 48 kan inkludere, men er ikke begrenset til, en sprengplate eller en trykkpulstelemetriinnretning hvor en amplitude- eller frekvensmodulert trykkpuls løser ut innretningen. En bestemt utførelse av den trykksensitive innretning 48 inkluderer et batteri 81, en trykktransduser 83, en prosessor 85 og en kondensator/sender 87. Batteriet 81 tilveiebringer effekt til prosessoren 85 og kondensatoren/senderen 87. Den trykksensitive innretning 48 samvirker med en bevegelig kammerdeler 89, som er blottlagt overfor brønnboringens fluidtrykk på sin øvre side, og en magnetventil 91 A pressure sensitive device 48, shown in fig. 1, 2 and 3A, is carried by the wash pipe 24 independently of the valves 30 for sensing the pressure inside the isolated lower wellbore annulus 23 during gravel packing. The pressure sensitive device 48 may include, but is not limited to, a burst plate or a pressure pulse telemetry device where an amplitude or frequency modulated pressure pulse triggers the device. A particular embodiment of the pressure sensitive device 48 includes a battery 81, a pressure transducer 83, a processor 85 and a capacitor/transmitter 87. The battery 81 provides power to the processor 85 and the capacitor/transmitter 87. The pressure sensitive device 48 cooperates with a movable chamber divider 89 , which is exposed to the wellbore's fluid pressure on its upper side, and a solenoid valve 91

i hver ventil 30. Det vil forstås av fagpersoner innen teknikken at magnetventilen 91 kan byttes ut med andre strømningsreguleringsinnretninger, inkludert et eksplosivt element. in each valve 30. It will be understood by those skilled in the art that the solenoid valve 91 can be replaced with other flow control devices, including an explosive element.

Hydraulisk kommunikasjon mellom trykktransduseren 83 og fluidet i den omgivende brønnboring oppnås gjennom kommunikasjonsporten 79 i den trykksensitive innretning 48. Det innvendige rom rundt trykktransduseren og kommunikasjonsporten kan være fylt med et ikke-ledende hydraulikkfluid. Porten 79 kan inneholde et filter for å tilveiebringe både en strømningsrestriksjon mot tap av hydraulikkfluid under utplassering, og også for å virke som et filter så snart brønn-boringens fluid er i kontakt med portens åpning. Hydraulic communication between the pressure transducer 83 and the fluid in the surrounding wellbore is achieved through the communication port 79 in the pressure-sensitive device 48. The internal space around the pressure transducer and the communication port can be filled with a non-conductive hydraulic fluid. The gate 79 may contain a filter to provide both a flow restriction against loss of hydraulic fluid during deployment, and also to act as a filter once the wellbore fluid is in contact with the gate opening.

Trykktransduseren 83 omformer et trykksignal (dvs. et sanset trykk i brønn-boringen) til et elektrisk signal og tilfører dette elektriske signal til prosessoren 85. Prosessoren 85 analyserer det elektriske signal for å bestemme om hvorvidt det eksisterer en terskeltrykktilstand i det isolerte nedre ringrom 23, og, i så fall, kommanderer kondensatoren/senderen 87 til å sende et aktueringssignal til magnetventilen 91 (vist på fig. 3B). Når magnetventilen 91 aktueres til å åpne rør-kanalen 57 for ventilporten 55, blottlegges den nedre side av kammerdeleren 89 overfor det reduserte trykk (eksempelvis atmosfærisk) i det første utvidede ventilkammer 42. Den resulterende trykkdifferanse over kammerdeleren 89 beveger kammerdeleren mot rørkanalen 57, hvilket forårsaker at hydraulikkfluid inne i rør-kanalen 57 og kammeret 42 presser mot stempelets flensede parti 40 og forflytter stempelet 36 til en åpen posisjon (se fig. 8B). Denne sekvens av hendelser, fra sansing av trykk til stempelforflytting, er meget rask (eksempelvis innenfor sekunder eller deler av et sekund) og opptrer på en sanntids basis mens gruspakkeoperasjoner blir utført. The pressure transducer 83 converts a pressure signal (ie a sensed pressure in the wellbore) into an electrical signal and supplies this electrical signal to the processor 85. The processor 85 analyzes the electrical signal to determine whether a threshold pressure condition exists in the isolated lower annulus 23 , and, if so, commands the capacitor/transmitter 87 to send an actuation signal to the solenoid valve 91 (shown in Fig. 3B). When the solenoid valve 91 is actuated to open the pipe channel 57 for the valve port 55, the lower side of the chamber divider 89 is exposed to the reduced pressure (eg atmospheric) in the first expanded valve chamber 42. The resulting pressure differential across the chamber divider 89 moves the chamber divider towards the pipe channel 57, which causing hydraulic fluid inside the pipe channel 57 and the chamber 42 to press against the flanged portion 40 of the piston and move the piston 36 to an open position (see Fig. 8B). This sequence of events, from sensing pressure to piston movement, is very rapid (eg, within seconds or fractions of a second) and occurs on a real-time basis while gravel packing operations are being performed.

Med fornyet henvisning til fig. 1 og 2A-2B, den trykksensitive innretning 48 bæres fortrinnsvis av vaskerøret 24, slik at den trykksensitive innretning Posisjoneres ved brønnboringens pakningssammenstilling 18. Innretningen 48 plasseres følgelig konvensjonelt ved eller nær en lokalisering med høyt absoluttrykk inne i det isolerte nedre ringrom 23, og mer bestemt inne i det indre nedre ringrom 27a. Den trykksensitive innretning 48 aktuerer én eller flere avlederventiler 30 ved å sende ett eller flere aktueringssignaler fra kondensato-ren/senderen 87. Det ene eller de flere aktueringssignaler kan sendes tråløst, eksempelvis ved bruk av en sendervikling (ikke vist), så som en radiofrekvens ("RF") antenne, andre elektromagnetiske ("EM") sendermidler, induktiv kopling, eller ved hjelp av en leder 77 som strekker seg mellom kontrolleren og ventilene. Lederen 77 kan inkludere én eller flere isolerte ledninger, optiske fibere, osv., som bæres langs den rørkanal som avgrenser vaskerøret 24, på en lignende måte som det som anvendes innen fagområdet med rør som er forsynt med ledninger (se eksempelvis US-patent nr. 6,641,434). With renewed reference to fig. 1 and 2A-2B, the pressure sensitive device 48 is preferably carried by the wash pipe 24, such that the pressure sensitive device is positioned at the wellbore packing assembly 18. Accordingly, the device 48 is conventionally placed at or near a high absolute pressure location within the isolated lower annulus 23, and more determined inside the inner lower annulus 27a. The pressure-sensitive device 48 actuates one or more diverter valves 30 by sending one or more actuation signals from the capacitor/transmitter 87. The one or more actuation signals can be sent wirelessly, for example by using a transmitter winding (not shown), such as a radio frequency ("RF") antenna, other electromagnetic ("EM") transmitting means, inductive coupling, or by means of a conductor 77 extending between the controller and the valves. The conductor 77 may include one or more insulated wires, optical fibers, etc., which are carried along the pipe channel that defines the wash pipe 24, in a similar manner to that used in the field of pipes provided with wires (see, for example, US patent no. .6,641,434).

Som nevnt ovenfor, aktueres magnetventilen 91 i én eller flere av ventilene 30 når trykket som sanses av den trykksensitive innretning 48 korresponderer til én eller flere terskeltrykktilstander. Innretningen 48 kan f.eks. være responsiv overfor et absolutt trykk i det isolerte nedre ringrom 23 (eller, mer nøyaktig, det indre nedre ringrom 27a), eller en trykkdifferanse over veggen i vaskerøret 24. Trykktilstandskriterier for å løse ut en respons kan inkludere nærhet til et mål-absoluttrykk - særlig lokalt frakturtrykk, stigning eller i grad av forandring av det sansede trykk med hensyn på tid, observerte tendenser i en trykkprofil som Produseres ved overflaten, eller en kombinasjon av kriterier som blir oppfylt samtidig. Mer detaljert forklaring av en trykkpulstelemetriinnretning kan finnes i US-patent nr. 4,796,699, som inkorporeres heri for alle formål. As mentioned above, the solenoid valve 91 is actuated in one or more of the valves 30 when the pressure sensed by the pressure-sensitive device 48 corresponds to one or more threshold pressure states. The device 48 can e.g. be responsive to an absolute pressure in the isolated lower annulus 23 (or, more precisely, the inner lower annulus 27a), or a pressure differential across the wall of the wash pipe 24. Pressure condition criteria for triggering a response may include proximity to a target absolute pressure - in particular local fracture pressure, rise or degree of change of the sensed pressure with respect to time, observed tendencies in a pressure profile produced at the surface, or a combination of criteria that are met at the same time. More detailed explanation of a pressure pulse telemetry device can be found in US Patent No. 4,796,699, which is incorporated herein for all purposes.

Når det trykksensitive element 48 kommanderer magnetventilen 91 til dens "åpne" tilstand, tillater magnetventilen kommunikasjon av fluidtrykk mellom det indre nedre ringrom 27a og det utvidede første kammer 42 i én eller flere ventiler 30. Slik kommunikasjon av fluidtykk tilfører energi til ventilkammeret 42 for å fremkalle glidende bevegelse av ventilstempelet 36. Den første port 50 kan derfor tilveiebringe fluidkommunikasjon mellom det indre nedre ringrom 27a og det indre av vaskerøret 24. Stempelet 36 bærer tetninger 52, 53, vist på fig. 3B, som tetter mot det parti av det øvre hus 32 som avgrenser kammeret 38 for å hindre eller tillate slik fluidkommunikasjon, avhengig av posisjonen til stempelet 36. Tetningen 53 tjener også til å tette den øvre ende av det utvidede første (øvre) kammer 42. When the pressure sensitive element 48 commands the solenoid valve 91 to its "open" state, the solenoid valve allows communication of fluid pressure between the inner lower annulus 27a and the expanded first chamber 42 of one or more valves 30. Such communication of fluid thickness adds energy to the valve chamber 42 to cause sliding movement of the valve piston 36. The first port 50 can therefore provide fluid communication between the inner lower annulus 27a and the interior of the wash pipe 24. The piston 36 carries seals 52, 53, shown in fig. 3B, which seals against the portion of the upper housing 32 that bounds the chamber 38 to prevent or allow such fluid communication, depending on the position of the piston 36. The seal 53 also serves to seal the upper end of the expanded first (upper) chamber 42 .

Ytterligere sikkerhetsanordninger, så som en stengemekanisme for selektiv stenging av hver av de første ventilporter 50, kan anvendes. Fig. 5 viser skjematisk en ventilutførelse 30' som anvender en flerhet av radialt fordelte første porter 50. Med henvisning til fig. 6, hver av de første porter 50 er forsynt med en tilbakeslagsventil i form av en klaffventil 31, for å sørge for at fluid strømmer gjennom hver første port 50 i én retning: fra det isolerte nedre ringrom 23 til vaskerøret 24. Klaffventilen 31 inkluderer en flerhet av dreibart monterte plater 31 p som er tilpasset til rotasjon fra en åpen posisjon (vist på fig. 6) til en stengt posisjon (ikke vist), dersom fluidtrykket inne i vaskerøret 24 overstiger fluidtrykket i den omgivende brønnboring innenfor det isolerte nedre ringrom 23 (særlig innenfor det indre nedre ringrom 27a) når stempelet 36 beveges til en åpen posisjon. Additional safety devices, such as a closing mechanism for selectively closing each of the first valve ports 50, can be used. Fig. 5 schematically shows a valve embodiment 30' which uses a plurality of radially distributed first ports 50. With reference to fig. 6, each of the first ports 50 is provided with a check valve in the form of a flap valve 31, to ensure that fluid flows through each first port 50 in one direction: from the insulated lower annulus 23 to the wash pipe 24. The flap valve 31 includes a plurality of rotatably mounted plates 31 p which are adapted for rotation from an open position (shown in Fig. 6) to a closed position (not shown), if the fluid pressure inside the washing pipe 24 exceeds the fluid pressure in the surrounding wellbore within the isolated lower annulus 23 (especially within the inner lower annulus 27a) when the piston 36 is moved to an open position.

Fig. 7A-7C viser en utførelse 30" av en avlederventil som anvender en klaffventil 31' som har en enkelt dreibart montert plate 31 p' for å stenge en første port 50'. Platen 31 p' som virker med en dekkplate 33, som er forsynt med en sen-tral åpning 33a (se fig. 7B), for å hindre fluid inne i vaskerøret 24 i å gå ut gjennom den første port 50'. Figs. 7A-7C show an embodiment 30" of a diverter valve using a poppet valve 31' having a single rotatably mounted plate 31p' to close a first port 50'. The plate 31p' working with a cover plate 33, which is provided with a central opening 33a (see Fig. 7B), to prevent fluid inside the washing tube 24 from exiting through the first port 50'.

Det vil forstås at de ovenfor beskrevne utførelser 30' og 30" av avlederventilen har anvendelse uavhengig av det vaskerør 24 som her er beskrevet. Følgelig, f.eks., en rørkanal med åpne ender som anvender en oppstilling av slike avlederventiler vil gjøre det mulig for en operatør å "punktplassere" (dvs. plassere nøyak-tig) fluider så som Schlumbergers MudSOLVE™ behandlingsfluid direkte etter at gruspakking er utført. Fluidene kan derfor punktplasseres gjennom den åpne ende av rørkanalen uten fare for utilsiktet utslipp gjennom én av avlederventilene, fordi fluidtrykk som påføres i rørkanalen vil presse slike avlederventiler til stengte posisjoner, hvilket sørger for at fluidene går ut den åpne ende av rørkanalen. It will be understood that the above-described embodiments 30' and 30" of the diverter valve have application independently of the wash pipe 24 described herein. Accordingly, for example, an open-ended conduit using an arrangement of such diverter valves will enable for an operator to "spot" (i.e. accurately place) fluids such as Schlumberger's MudSOLVE™ treatment fluid directly after gravel packing has been performed. The fluids can therefore be spot placed through the open end of the conduit without the risk of accidental release through one of the diverter valves, because fluid pressure applied in the pipe channel will push such diverter valves to closed positions, which ensures that the fluids exit the open end of the pipe channel.

Fig. 8A-8C er sekvensielle, tverrsnittsrepresentasjoner av den oppfinneriske ventil som anvender en ytterligere utførelse av en stengemekanisme i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. I den første posisjon som er vist på fig. 8A, presses stempelet 36 initialt til en stengt posisjon ved at trykket i den omgivende brønnboring forårsaker en større kraft mot stempelets nedre endeareal 51 enn stempelets øvre endeareal 49.1 den annen posisjon som er vist på fig. 8B, har stempelet 36 blitt presset til en åpen posisjon under aktuering av magnetventilen 91 ved hjelp av den trykksensitive innretning 48 (ikke vist på fig. 8A-8C). I denne Figures 8A-8C are sequential, cross-sectional views of the inventive valve employing a further embodiment of a closure mechanism in accordance with the present invention. In the first position shown in fig. 8A, the piston 36 is initially pressed to a closed position by the pressure in the surrounding wellbore causing a greater force against the piston's lower end area 51 than the piston's upper end area 49.1 the second position shown in fig. 8B, the piston 36 has been forced to an open position during actuation of the solenoid valve 91 by means of the pressure sensitive device 48 (not shown in Figs. 8A-8C). In this

utførelse inkluderer det annet utvidede kammer 44 i ventillegemet et brennkammer 44a som rommer et drivmiddel 44p og tennsystem 44i for generering av trykk for å presse stempelet 36 fra den posisjon hvor det åpner den første port 50 (se fig. 8B) til den posisjon hvor det stenger den første port, som vist på fig. 8C. Tenneren 44i aktueres av et signal fra kondensatoren/senderen 87 i den trykksensitive innretning 48 via en leder 75. Aktueringssignalet sendes ved sansingen av et bestemt slampulssignal (frembrakt eksempelvis via konvensjonelle slampulstelemetrimid-ler) av trykktransduseren 83 i den trykksensitive innretning 48. Drivmidlet kan inkludere eksempelvis en fastbrenselpakke som har materialer som frembringer trykk når de antennes og brenner. Det annet utvidede kammer 44 inkluderer videre et par av bevegelige kammerdelere 44b, 44c som isolerer et volum 45 av embodiment, the second extended chamber 44 in the valve body includes a combustion chamber 44a containing a propellant 44p and ignition system 44i for generating pressure to push the piston 36 from the position where it opens the first port 50 (see Fig. 8B) to the position where it closes the first gate, as shown in fig. 8C. The igniter 44i is actuated by a signal from the capacitor/transmitter 87 in the pressure-sensitive device 48 via a conductor 75. The actuation signal is sent upon sensing a specific mud pulse signal (produced for example via conventional mud pulse telemetry means) by the pressure transducer 83 in the pressure-sensitive device 48. The propellant can include for example, a solid fuel package that has materials that produce pressure when ignited and burned. The second extended chamber 44 further includes a pair of movable chamber dividers 44b, 44c which isolate a volume 45 of

hydraulikkfluid mellom seg, for å gjøre det mulig å overføre det trykk som genere-res i brennkammeret 44a til stempelets flens 40 samtidig som forbrenningsproduk-tene beholdes inne i brennkammeret. Når stempelet 36 derved returneres til den stengte posisjon, tvinges fluid som pumpes nedover gjennom vaskerøret 24 til å forlate dets øvre ende 25 (anta at tverrforbindelsen 28 er stengt eller fjernet). hydraulic fluid between them, to make it possible to transfer the pressure generated in the combustion chamber 44a to the piston's flange 40 while keeping the combustion products inside the combustion chamber. When the piston 36 is thereby returned to the closed position, fluid pumped down through the wash pipe 24 is forced to leave its upper end 25 (assuming the cross connection 28 is closed or removed).

En gruspakkeoperasjon som anvender den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet. Pakkeoperasjonen begynner med å plassere utstyret i den nedre komplettering, inkludert pakningen 18, pakningsforlengelsen 20 og skjermen 22 inne i brønnboringen 10. Et vaskerør 24 kjøres inn i brønnboringen 10 gjennom pakningen 18, slik at en tverrforbindelse 28, avlederventiler 30 og den åpne nedre ende 25 av vaskerøret 24 posisjoneres korrekt. Fordi kammeret 38 i hver ventil 30 initialt settes til atmosfærisk trykk, og fordi overflatearealet av den nedre ende 51 av hvert ventilstempel 36 er større enn overflatearealet av den øvre ende 49 av stempelet 36, blir hvert stempel 36 hydraulisk forbelastet til sin øvre posisjon når vaskerøret 24 senkes på plass inne i brønnboringen 10. Dette sørger for at porten 50 forblir stengt inntil den åpnes med forsett (eller ekvivalent, dekker og tetter hull i vaskerøret 24). A gravel pack operation employing the present invention will now be described. The packing operation begins by placing the equipment in the lower completion, including the packing 18, the packing extension 20 and the screen 22 inside the wellbore 10. A wash pipe 24 is run into the wellbore 10 through the packing 18, so that a cross connection 28, diverter valves 30 and the open lower end 25 of the wash pipe 24 is positioned correctly. Because the chamber 38 of each valve 30 is initially pressurized to atmospheric pressure, and because the surface area of the lower end 51 of each valve piston 36 is greater than the surface area of the upper end 49 of the piston 36, each piston 36 is hydraulically biased to its upper position when the wash pipe 24 is lowered into place inside the wellbore 10. This ensures that the gate 50 remains closed until it is opened on purpose (or equivalently, covers and seals holes in the wash pipe 24).

En grusslurry pumpes inn i vaskerøret 24 og støtes ut via tverrforbindelsen 28, inn i det isolerte ytre nedre ringrom 27b. Grusslurryen kan være av forskjellige konsentrasjoner av partikler, og bærefluidet kan ha forskjellige viskositeter. I hovedsakelig horisontale brønnboringer, og særlig med et lawiskøst bærefluid så som vann, skjer plasseringen eller avsetningen av grus generelt i to trinn. Under det initiale trinn, kjent som "alfabølgen", avsettes grusen når den beveger seg nedover for å danne en kontinuerlig serie av dyner 54 (se fig. 1). Avhengig av fak-torer så som slurryens hastighet, slurryens viskositet, sandkonsentrasjon og volu-met av det isolerte nedre ringrom 23, vil hver dyne 54 vokse i høyde inntil hastig-heten til fluidet som passerer over toppen av dynen 54 er tilstrekkelig til å erodere grusen og avsette den på den nedstrøms side av dynen 54. Prosessen med opp-bygging med en dyne 54 til en holdbar høyde og avsetning på den nedstrøms side av dynen for å igangsette oppbyggingen av hver suksessive dyne 54 gjentas ettersom alfabølgen går fremover til tåen T i brønnboringen 10. A gravel slurry is pumped into the wash pipe 24 and ejected via the transverse connection 28 into the insulated outer lower annulus 27b. The gravel slurry can be of different concentrations of particles, and the carrier fluid can have different viscosities. In mainly horizontal wellbores, and particularly with a viscous carrier fluid such as water, the placement or deposition of gravel generally takes place in two stages. During the initial stage, known as the "alpha wave", the gravel is deposited as it moves downward to form a continuous series of dunes 54 (see Fig. 1). Depending on factors such as slurry velocity, slurry viscosity, sand concentration, and the volume of the insulated lower annulus 23, each pad 54 will grow in height until the velocity of the fluid passing over the top of the pad 54 is sufficient to erode the gravel and deposit it on the downstream side of the dune 54. The process of building up a dune 54 to a sustainable height and depositing it on the downstream side of the dune to initiate the build-up of each successive dune 54 is repeated as the alpha wave advances to the toe T in the well drilling 10.

Ettersom alfabølgen beveger seg til tåen T og grusen avsettes, beveger bærefluidet seg fortrinnsvis i det ytre nedre ringrom 27b eller passerer gjennom skjermen 22 og går inn i det indre nedre ringrom 27a og fortsetter til tåen, hvor det tas opp av vaskerøret 24 via den åpne ende 25, og deretter transporteres til overflaten. Et passende lag av "filterkake" eller "slamkake" (et relativt tynt lag av bore-fluidmateriale som forer brønnboringen 10) hjelper til med å forhindre for stor utlekking til formasjonen. As the alpha wave travels to the toe T and the gravel is deposited, the carrier fluid preferably travels in the outer lower annulus 27b or passes through the screen 22 and enters the inner lower annulus 27a and continues to the toe, where it is taken up by the wash pipe 24 via the open end 25, and then transported to the surface. A suitable layer of "filter cake" or "mud cake" (a relatively thin layer of drilling fluid material lining the wellbore 10) helps prevent excessive leaching into the formation.

Når alfabølgen når tåen T i brønnboringen 10, begynner grusen å fylle tilbake det parti av det nedre ringrom 23 som ble forlatt ufylt av alfabølgen. Dette er det annet trinn av gruspakkingen, og benevnes "betabølgen". Ettersom betabølgen går fremover mot hælen H (se fig. 1) i brønnboringen 10 og grus avsettes, passerer bærefluidet gjennom skjermen 22 og går inn i det indre nedre ringrom 27a. Så lenge avlederventilene 30 forblir stengt, må bærefluidet finne sin vei til den åpne ende 25 nær tåen T for å returneres til overflaten. Ettersom betabølgen går lenger og lenger fra tåen T, må bærefluidet som kommer inn i det indre nedre ringrom 27a bevege seg lenger og lenger for å nå den åpne ende 25 av vaskerøret 24. Strømningsløpet til tåen gjennom det ytre nedre ringrom 27b er effektivt blokkert på grunn av den avsatte grusen. Som det er vanlig innen fluidstrømning, er trykket i brønnboringen 10 tilbøyelig til å øke på grunn av den økte motstand som er et resultat av det lengre og mer begrensede strømningsløp. Fig. 4A viser et typisk plott av forventet trykk i brønnboringen 10 med et vaskerør ifølge kjent teknikk som ikke har noen avlederventiler. For referanse, fig. 4A viser også det begrensende trykk eller frakturtrykk for formasjonen, over hvilket det kan skje skade på formasjonen. Pumpeoperasjoner blir generelt stanset rett under frakturtrykket. Denne tidlige avslutning av pumping resulterer i en ufullsten-dig pakke. Fig. 4B viser en typisk trykkprofil som forventes ved bruke av avlederventiler 30 og en trykksensitiv innretning 48 i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Ventilene 30 er strategisk plassert langs den nedre lengde av vaskerøret 24. Korrekt plassering av ventilene 30 og bestemmelse av terskeltrykktilstander for den trykksensitive innretning 48 varierer i henhold til trykkomgivelsen for en bestemt brønnboring 10. Denne trykkomgivelsen kan modelleres eller simuleres ved bruk av kjente beregningsteknikker for estimering av trykk i brønnboringer. Bruk av slike teknikker muliggjør engineeringestimater for optimal plassering av ventiler 30 og valg av en passende trykksensitiv innretning 48. Fig. 1, 2 og 4B viser lokaliseringene til tre avlederventiler 30 og trykkplottet som korresponderer til deres bruk sammen med en trykksensitiv innretning 48 som er designet til å respondere på de respektive trykkterskeltilstander som er tilknyttet de tre ventiler. De respektive ventillokaliseringer er angitt med punktene A, B og C som er vist på fig. 1, 2 og 4B. I operasjon, etter at alfabølgen når tåen T og betabølgen når ventilpunkt A, blir brønnboringens trykk - som har blitt sanset av den trykksensitive innretning 48 under hele gruspakkingen - hevet til en stør-relse som er akkurat tilstrekkelig til å korrespondere til en terskeltrykktilstand Pterskei for den trykksensitive innretning 48. Dette løser ut sendingen av et aktueringssignal fra den trykksensitive innretning 48 til ventilen 30 som er posisjonert i punkt A, hvilket utsetter det utvidede første (øvre) kammer 42 i ventilen 30 for trykket i det indre nedre ringrom 27a. Dette trykket overstiger det atmosfæriske trykk i det annet (nedre) utvidede kammer 44, hvilket forårsaker at stempelet 36 i denne ventilen beveger seg nedover, hvilket blottlegger den første port 50 overfor det indre nedre ringrom 27a. Med den første port 50 i "åpne" tilstand, må bærefluidet ikke lenger bevege seg til den åpne ende 25 av vaskerøret 24 for å returnere til overflaten. I stedet går bærefluidet inn i vaskerøret 24 gjennom den første porten 50 i ventilpunkt A. Dette gjør at brønnboringens trykk faller, som vist i det verti-kale, lineære parti av trykkprofilen ved punkt A på fig. 4B. When the alpha wave reaches the toe T in the wellbore 10, the gravel begins to fill back the part of the lower annulus 23 that was left unfilled by the alpha wave. This is the second stage of gravel packing, and is called the "beta wave". As the beta wave moves forward towards the heel H (see Fig. 1) in the wellbore 10 and gravel is deposited, the carrier fluid passes through the screen 22 and enters the inner lower annulus 27a. As long as the diverter valves 30 remain closed, the carrier fluid must find its way to the open end 25 near the toe T to be returned to the surface. As the beta wave travels further and further from the toe T, the carrier fluid entering the inner lower annulus 27a must travel further and further to reach the open end 25 of the wash tube 24. The flow path to the toe through the outer lower annulus 27b is effectively blocked at due to the deposited gravel. As is common in fluid flow, the pressure in the wellbore 10 tends to increase due to the increased resistance resulting from the longer and more restricted flow path. Fig. 4A shows a typical plot of expected pressure in the wellbore 10 with a washing pipe according to known technique which does not have any diverter valves. For reference, Fig. 4A also shows the limiting pressure or fracture pressure for the formation, above which damage to the formation can occur. Pumping operations are generally stopped just below the fracture pressure. This early termination of pumping results in an incomplete package. Fig. 4B shows a typical pressure profile that is expected using diverter valves 30 and a pressure-sensitive device 48 in accordance with the present invention. The valves 30 are strategically placed along the lower length of the wash pipe 24. Correct placement of the valves 30 and determination of threshold pressure conditions for the pressure sensitive device 48 vary according to the pressure environment for a particular wellbore 10. This pressure environment can be modeled or simulated using known calculation techniques for estimation of pressure in wellbores. Use of such techniques enables engineering estimates for optimal placement of valves 30 and selection of an appropriate pressure sensitive device 48. Figs. 1, 2 and 4B show the locations of three diverter valves 30 and the pressure plot corresponding to their use with a pressure sensitive device 48 designed to respond to the respective pressure threshold conditions associated with the three valves. The respective valve locations are indicated by points A, B and C shown in fig. 1, 2 and 4B. In operation, after the alpha wave reaches the toe T and the beta wave reaches valve point A, the wellbore pressure - which has been sensed by the pressure sensitive device 48 throughout the gravel pack - is raised to a magnitude just sufficient to correspond to a threshold pressure condition Pterskei for the pressure-sensitive device 48. This triggers the sending of an actuation signal from the pressure-sensitive device 48 to the valve 30 which is positioned at point A, which exposes the expanded first (upper) chamber 42 in the valve 30 to the pressure in the inner lower annulus 27a. This pressure exceeds the atmospheric pressure in the second (lower) expanded chamber 44, causing the piston 36 of this valve to move downward, exposing the first port 50 to the inner lower annulus 27a. With the first port 50 in the "open" condition, the carrier fluid no longer has to travel to the open end 25 of the wash tube 24 to return to the surface. Instead, the carrier fluid enters the washing pipe 24 through the first port 50 at valve point A. This causes the wellbore pressure to drop, as shown in the vertical, linear part of the pressure profile at point A in fig. 4B.

Ettersom betabølgen fortsetter opp brønnboringen 10 mot hælen H vil ringromstrykket øke ettersom strømningsløpet igjen blir lengre. Imidlertid, ved passering av punkt B, vil trykket igjen være tiltrekkelig til å korrespondere til ters-keltrykktilstanden Pterskei for den trykksensitive innretning 48. Som tidligere resulterer dette i aktuering av avlederventilen 30 i punkt B ved hjelp av den trykksensitive innretning. Dette danner et strømningsløp fra det indre nedre ringrom 27a, inn i vaskerøret 24 ved punkt B, hvilket igjen avlaster brønnboringens trykk. Denne prosessen gjentas for hver ytterligere avlederventil 30, som igjen vist ved punkt C. As the beta wave continues up the wellbore 10 towards the heel H, the annulus pressure will increase as the flow path again becomes longer. However, upon passing point B, the pressure will again be attracted to correspond to the threshold pressure condition Pterskei for the pressure-sensitive device 48. As before, this results in actuation of the diverter valve 30 at point B by means of the pressure-sensitive device. This forms a flow path from the inner lower annulus 27a, into the washing pipe 24 at point B, which in turn relieves the pressure of the wellbore. This process is repeated for each additional diverter valve 30, as again shown at point C.

Fig. 4B viser også den relative tid en standard gruspakke (uten avlederventiler 30 eller den trykksensitive innretning 48) vil tillates å kjøre inntil den stanses ved trykket Pc som er forventet i punkt C, rett nedenfor frakturtrykket. Den viser også den ytterligere relative pakketid som tillates når avlederventiler 30 brukes i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Uttrykket "relativ" tid brukes til å angi at den styrende faktor i realiteten er brønnboringens trykk i forhold til frakturtrykket, siden tiden kan forlenges eller avkortes ved å variere andre parametere. Imidlertid, ved å styre trykket, kan det oppnås forlengede relative pumpetider. Ytterligere tid oppnås fordi de åpne avlederventiler 30 reduserer motstanden mot returen av bæ-refluider til overflaten på grunn av avkortede strømningsløp. Hvis avlederventiler 30 velges riktig, kan gruspakkeoperasjonen kjøres inntil skjermene er fullstendig Fig. 4B also shows the relative time a standard gravel pack (without diverter valves 30 or the pressure-sensitive device 48) will be allowed to run until it is stopped at the pressure Pc expected at point C, just below the fracture pressure. It also shows the additional relative packing time allowed when diverter valves 30 are used in accordance with the present invention. The expression "relative" time is used to indicate that the controlling factor is in reality the wellbore pressure in relation to the fracture pressure, since the time can be extended or shortened by varying other parameters. However, by controlling the pressure, extended relative pumping times can be achieved. Additional time is obtained because the open diverter valves 30 reduce resistance to the return of carrier fluids to the surface due to shortened flow paths. If diverter valves 30 are selected correctly, the gravel pack operation can be run until the screens are complete

dekket, samtidig som frakturtrykket aldri overskrides. Selv om avlederventilene 30 er beskrevet ved at de anvendes sammen med en trykksensitiv innretning 48 som har en flerhet av respektive terskeltrykktilstander (aktueringstrykktilstander), vil det forstås av de som har ordinær fagkunnskap innen teknikken at den trykksensitive innretning kan designes til å åpne alle avlederventilene som bæres av vaskerøret ved tilstedeværelsen av én enkelt terskeltrykktilstand innenfor det isolerte nedre brønnboringsringrom 23. covered, while the fracture pressure is never exceeded. Although the diverter valves 30 are described in that they are used together with a pressure-sensitive device 48 which has a plurality of respective threshold pressure states (actuation pressure states), it will be understood by those of ordinary skill in the art that the pressure-sensitive device can be designed to open all the diverter valves which carried by the washpipe in the presence of a single threshold pressure condition within the isolated lower wellbore annulus 23.

Det vil videre forstås at mengden av fluidretur oppover gjennom vaskerøret 24 kan reguleres ved bruk av en struper, hvilket er velkjent innen teknikken. Slik bruk av en struper gir en operatør et ytterligere middel til å styre aktueringen av avlederventilen(e) 30 ved hjelp av den trykksensitive innretning 48, ved å gjøre det mulig for operatøren å selektivt øke brønnboringens trykk til aktueringsnivået, dersom operatøren skulle velge dette. It will further be understood that the amount of fluid return upwards through the washing pipe 24 can be regulated by using a throttle, which is well known in the art. Such use of a throttle provides an operator with an additional means of controlling the actuation of the diverter valve(s) 30 by means of the pressure-sensitive device 48, by enabling the operator to selectively increase the wellbore pressure to the actuation level, should the operator so choose.

Det vil enda videre forstås at den foreliggende oppfinnelse muliggjør en rekke fordeler, inkludert, men ikke begrenset til: regulering av brønnboringens trykk uten behovet for overvåkning/lokalisering av betabølgen; toleranse overfor uventede hendelser, så som stor mengde av utlekking til formasjonen og/eller fall i proppematerialets konsentrasjon; frihet ved lokaliseringer av avlederventiler; økt pålitelighet ved innbyrdes forbindelse mellom avlederventiler; tilpasning til flere trykksanselokaliseringer (eksempelvis i ringrom ovenfor pakningen); enkelt opp-hentbarhet; forenklet logikk for styring/aktuering med redusert fare forfalsk aktuering; og at man ikke er avhengig av bruken av en holder med polert boring (polished bore receptable, PBR) i skjermen. It will further be understood that the present invention enables a number of advantages, including but not limited to: regulation of the wellbore pressure without the need for monitoring/locating the beta wave; tolerance to unexpected events, such as large amounts of leaching into the formation and/or drops in plugging material concentration; freedom of diverter valve locations; increased reliability by interconnecting diverter valves; adaptation to several pressure sensing locations (for example in annulus above the gasket); easy retrievability; simplified logic for control/actuation with reduced risk of false actuation; and that one is not dependent on the use of a holder with a polished bore (polished bore receptive, PBR) in the screen.

Selv om kun noen få eksemplifiserende utførelser av denne oppfinnelsen har blitt beskrevet i detalj ovenfor, vil fagpersoner innen teknikken lett forstå at mange modifikasjoner er mulige ved de eksemplifiserende utførelser uten i vesent-lig grad å avvike fra den nye lære og fordeler ved denne oppfinnelsen. Alle slike modifikasjoner er følgelig tiltenkt å være inkludert innenfor rammen av denne oppfinnelsen slik den er angitt i de følgende krav. Although only a few exemplary embodiments of this invention have been described in detail above, those skilled in the art will readily appreciate that many modifications are possible to the exemplary embodiments without substantially departing from the novel teachings and advantages of this invention. Accordingly, all such modifications are intended to be included within the scope of this invention as set forth in the following claims.

I kravene, er middel-pluss-funksjon-setninger tiltenkt å dekke de strukturer som her er beskrevet for å utføre den anførte funksjon og ikke bare strukturelle ekvivalenter, men også ekvivalente strukturer. Således, selv om en spiker og en skrue muligens ikke er strukturelle ekvivalenter, ved at en spiker anvender en sy-lindrisk overflate for å feste sammen tredeler, mens en skrue anvender en helisk overflate, kan en spiker og en skrue innenfor omgivelsen med innfesting av tredeler være ekvivalente strukturer. Det er søkerens klare intensjon ikke å påkalle 35 U.S.C. § 112, avsnitt 6 for noen begrensninger av noen av de krav som her er fremsatt, unntatt de hvor kravet uttrykkelig bruker ordene "middel for" sammen med en tilknyttet funksjon. In the claims, means-plus-function phrases are intended to cover the structures described herein to perform the stated function and not only structural equivalents, but also equivalent structures. Thus, although a nail and a screw may not be structurally equivalent, in that a nail uses a cylindrical surface to fasten together pieces of wood, while a screw uses a helical surface, a nail and a screw within the context of attaching three parts be equivalent structures. It is the applicant's clear intention not to invoke 35 U.S.C. § 112, section 6 for some limitations of some of the claims made here, except those where the claim expressly uses the words "means for" together with an associated function.

Claims

1. Apparatus for regulating the pressure in an isolated lower wellbore annulus (23) during gravel packing, where the isolated lower wellbore annulus (23) is delimited by a pipe channel (24) which is sealingly positioned inside an isolated lower segment of the wellbore (14), the apparatus comprising a plurality of valves (30) carried by the pipe channel (24) in separate locations to selectively release fluid from the insulated lower annulus (23) into the pipe channel (24) in the separate locations; characterized by: a pressure-sensitive device (48) which is carried by the pipe channel (24) independently of the valves (30) to sense the pressure inside the isolated lower annulus (23) during gravel packing, the pressure-sensitive device (48) being able to actuate one or more of the valves (30) when the sensed pressure corresponds to one or more threshold pressure states, to release fluid from the isolated lower annulus (23) into the pipe channel (24) and thereby regulate the pressure inside the isolated lower annulus (23) during gravel packing, each of the valves (30) comprising: a valve body (32, 34) which is carried inside the pipe channel (24), the valve body (32, 34) being provided with a first port (50) to release fluid from the isolated lower annulus (23) into the pipe channel (24); a piston (36) which is slidably arranged in a chamber (38) in the valve body (32, 34) and which is movable from a position where it closes the first port (50) to a position where it opens the first port (50) by actuation of the piston (36) by means of the pressure-sensitive device (48), each of the valves (30) further comprising a non-return valve (31) which is carried in the first port (50) to ensure that fluid flows through the first the port (50) in one direction from the insulated lower annulus (23) to the pipe channel (24).

2. Apparatus as stated in claim 1, characterized in that the pipe channel (24) comprises a washing pipe (24) which is sealingly positioned inside a wellbore packing assembly (18) which has a tubular wellbore screen (22) hanging down from it, the washing pipe (24) being positioned inside the screen (22) , so that the screen (22) divides the lower wellbore annulus (23) into an inner lower annulus (27a) and an outer lower annulus (27b).

3. Apparatus as stated in claim 2, characterized in that the washing pipe (24) comprises a cross connection part (28) for the delivery of fluid to the outer lower annulus (27b).

4. Apparatus as specified in claim 1, characterized in that: the piston (36) has a flanged part (40) which is arranged for sliding movement inside an expanded part of the valve body's chamber (38), the flanged piston part (40) dividing the expanded chamber part into first and second expanded chambers (42, 44); the valve body (32, 34) is provided with another port (55) to release fluid pressure from the insulated lower annulus (23) into the first expanded chamber (42), which pushes the piston (36) to the position where it opens the first port (50); and each of the valves (30) further comprises a flow regulation device (91) which is movable between positions where it opens and closes the other port (55) by actuation of the flow regulation device (91) by means of the pressure-sensitive device (48).

5. Apparatus as specified in claim 4, characterized in that the second extended chamber (44) comprises a combustion chamber (44a) which houses a propellant (44p) and an ignition system (44i) for producing pressure to press the piston (36) to the position where it closes the first gate (50).

6. Apparatus as stated in claim 2, characterized in that the pressure-sensitive device (48) is carried by the washing pipe (24), so that the pressure-sensitive device (48) is positioned at the wellbore packing assembly (18).

7. Apparatus as stated in claim 1, characterized in that the pressure-sensitive device (48) comprises a pressure transducer (83) and a controller (85).

8. Apparatus as stated in claim 7, characterized in that the pressure-sensitive device (489) activates one or more valves (30) by sending one or more activation signals from the controller (85).

9. Apparatus as stated in claim 8, characterized in that one or more actuation signals are sent wirelessly.

10. Apparatus as stated in claim 8, characterized in that the one or more actuation signals are sent by means of a conductor (77) which extends between the controller (85) and the valves (30).

11. Apparatus as specified in claim 10, characterized in that the conductor (77) comprises one or more insulated wires which are led along the pipe channel (24).