NO331548B1

NO331548B1 - Nozzle and procedure when using the same

Info

Publication number: NO331548B1
Application number: NO20052738A
Authority: NO
Inventors: Jr John R Setterberg
Original assignee: Weatherford Lamb
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2005-06-08
Publication date: 2012-01-23
Also published as: EP1609946A3; DE602005004836D1; DE602005004836T2; NO20052738L; NO20052738D0; EP1609946B1; EP1609946A2

Abstract

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer generelt anordninger og fremgangsmåter for en shuntdyse eller parallellkoblingsrør som er en del av en alternativ strømingsbane hvor en grusvelling eller slurry kan passere en hindring slik som en sandbro under gruspakking av en brønn. I én utførelse har dysen et herdet innlegg som forer en overflate av et hull i shunten og er anbrakt på en veggoverflate nærmest hullet, for derved å kunne begrense bevegelse av innlegget i forhold til shunten i forbindelse med sveising av en ytre kapsling til shunten.The present invention generally provides devices and methods for a shunt nozzle or parallel connection tube which is part of an alternative flow path where a gravel swell or slurry can pass an obstacle such as a sand bridge during gravel packing of a well. In one embodiment, the nozzle has a hardened insert lining a surface of a hole in the shunt and disposed on a wall surface closest to the hole, thereby limiting movement of the insert with respect to the shunt in connection with welding an outer casing to the shunt.

Description

DYSE OG FREMGANGSMÅTE VED BRUK AV SAMME NOZZLE AND METHOD OF USING THE SAME

Utførelser vedrørende den foreliggende oppfinnelsen relaterer seg generelt til en anordning og en fremgangsmåte for å kunne tilveiebringe en mer ensartet gruspaknmg i et borehull. Rent spesielt vedrører denne oppfinnelse en anordning for å skaffe til veie en forbedret dyse for et shuntrør, og en fremgangsmåte ved bruk av samme. Embodiments of the present invention generally relate to a device and a method to be able to provide a more uniform gravel pack in a borehole. In particular, this invention relates to a device for providing an improved nozzle for a shunt tube, and a method using the same.

Hydrokarbonbrønner, spesielt de som har horisontale borehull, har vanligvis seksjoner av brønnskjermer som består av perforerte, indre rør omgitt av et skjermparti. Formå-let med denne skjermen er å blokkere strømmen av uønskede materialer inn i borehullet. Til tross for brønnskjermen trenger noen forurensende stoffer og andre uønskede materialer som sand, seg inn i produksjonsrøret. De forurensende stoffene forekommer naturlig og dannes også som en del av boreprosessen. Etter hvert som produksjonsvaeskene gjenvinnes, kommer de forurensende stoffene også til å bli pumpet ut av borehullet og gjenvinnes ved brønnens overflate. Ved å kontrollere og redusere mengden av forurensende stoffer som pumpes opp til overflaten, kan produk-sjonsutgiftene og verdifull tid knyttet til drift av en hydrokarbonbrønn også bli redusert. Hydrocarbon wells, particularly those with horizontal wellbores, typically have sections of well screens consisting of perforated inner tubes surrounded by a screen section. The purpose of this screen is to block the flow of unwanted materials into the borehole. Despite the well screen, some contaminants and other unwanted materials such as sand penetrate the production pipe. The pollutants occur naturally and are also formed as part of the drilling process. As the production fluids are recovered, the pollutants will also be pumped out of the borehole and recovered at the surface of the well. By controlling and reducing the amount of pollutants pumped to the surface, the production costs and valuable time associated with operating a hydrocarbon well can also be reduced.

Én fremgangsmåte for å redusere innstrømning av uønskede, forurensende stoffer er gjennom gruspakking. Vanligvis involverer gruspakking plassering av grus i et rmgromsområde dannet mellom skjermdelen på brønnskjermen og borehullet. I en gruspakkingsoperasjon blir en slurry bestående av væske, sand og slam ("slurry") pumpet ned i borehullet hvor den blir videresendt mn i ringromsområdet med et kryssverktøy, et såkalt "cross-over tool". Etter hvert som grusen fyller ringrommet blir den pakket tett og fungerer som et ekstra filterlag langs brønnskjermen for å kunne One method of reducing the inflow of unwanted, polluting substances is through gravel packing. Generally, gravel packing involves the placement of gravel in a rmgrom area formed between the screen portion of the well screen and the borehole. In a gravel packing operation, a slurry consisting of liquid, sand and mud ("slurry") is pumped down the borehole where it is forwarded mn into the annulus area with a cross-over tool. As the gravel fills the annulus, it is packed tightly and acts as an additional filter layer along the well screen to be able to

forhindre kollaps av borehullet og for å hindre at de forurensende stoffer kommer inn i strømmen av produksjonsvæsker som pumpes til overflaten. Rent ideelt kommer grusen til å bli ensartet pakket rundt hele lengden av brønnskjermen og fylle ringrommet fullstendig. I løpet av pakkingen kan imidlertid slurryen komme til å bli mindre viskøs på grunn av tap av væske til de omliggende formasjonene eller mn i brønnskjermen. to prevent the collapse of the borehole and to prevent the contaminants from entering the flow of production fluids that are pumped to the surface. Ideally, the gravel will be uniformly packed around the entire length of the well screen and fill the annulus completely. During packing, however, the slurry may become less viscous due to loss of fluid to the surrounding formations or mn in the well screen.

Væsketapet forårsaker at det dannes sandbroer. Sandbroer er en vegg som danner en bro mellom ringrommet og avbryter strømning av slurry, og forhindrer at ringrommet fylles helt med grus. The loss of liquid causes sand bridges to form. Sand bridges are a wall that forms a bridge between the annulus and interrupts the flow of slurry, preventing the annulus from being completely filled with gravel.

Problemet med sandbroer illustreres i figur 1, som er et sidenss, delvis i snitt, av et horisontalt borehull som inneholder en brønnskjerm. Brønnskjermen 30 er plassert i borehullet 14 ved siden av en omkringliggende hydrokarbonførende formasjon. Et nngrom 16 er tildannet mellom brønnskjermen 30 og borehullet 14. Figuren illustrerer grusens bane 13 etter hvert som den pumpes ned i produksjonsrøret 11 i en slurry og mn i ringrommet 16 gjennom et kryssverktøy 33. The problem of sand bridges is illustrated in Figure 1, which is a side view, partially in section, of a horizontal borehole containing a well screen. The well screen 30 is placed in the borehole 14 next to a surrounding hydrocarbon-bearing formation. A cavity 16 is formed between the well screen 30 and the borehole 14. The figure illustrates the path of the gravel 13 as it is pumped down the production pipe 11 in a slurry and into the annulus 16 through a cross tool 33.

I figur 1 er det også vist en formasjon som innbefatter et område 15 med meget gjennomtrengelige materialer. Det meget gjennomtrengelige området 15 kan trekke væske fra slurryen, og på denne måten dehydrere slurryen. Etter hvert som slurryen dehydreres i det gjennomtrengelige området 15 i formasjonen, danner de gjenstående faste partiklene en sandbro 20 og forhindrer videre oppfylling av ringrommet 16 med grus. Som et resultat av sandbroen 20 vil partiklene som går inn i borehullet, sannsynligvis gå mn i produksjonsstrengen og bevege seg opp mot overflaten av brønnen. Partiklene kan også bevege seg med høy hastighet, og det er derfor sannsynlig at de kommer til å skade og virke slipende på brønnskjermskomponentene. Figure 1 also shows a formation which includes an area 15 with highly permeable materials. The highly permeable area 15 can draw liquid from the slurry, and in this way dehydrate the slurry. As the slurry dehydrates in the permeable area 15 of the formation, the remaining solid particles form a sand bridge 20 and prevent further filling of the annulus 16 with gravel. As a result of the sand bridge 20, the particles entering the borehole are likely to enter the production string and move up towards the surface of the well. The particles can also move at high speed, and it is therefore likely that they will damage and have an abrasive effect on the well screen components.

Som en reaksjon på sandbroproblemene har shuntrør blitt utviklet for å skape en alternativ bane for grus omkring en sandbro. Når en slurry av sand treffer på en sandbro, kommer slurryen i følge denne konvensjonelle løsningen til å gå inn i en anordning og bevege seg i et rør, og vil på denne måten passere utenom sandbroen for å komme mn igjen i ringrommet nedstrøms sandbroen. En løsning av denne art er beskrevet for eksempel i publikasjonen US 5842516 A. As a reaction to the sand bridge problems, shunt pipes have been developed to create an alternative path for gravel around a sand bridge. When a slurry of sand hits a sand bridge, according to this conventional solution, the slurry will enter a device and move in a pipe, and in this way will pass outside the sand bridge to return to the annulus downstream of the sand bridge. A solution of this kind is described, for example, in the publication US 5842516 A.

Figur 2 er et tverrsnitt av et dysearrangement 50 ifølge kjent teknikk som er plassert på et shuntrør 55. Framstillingen av et forgrenmgspunkt fra shuntrøret 55 omfatter boring av et hull 80 i siden på røret, typisk i en vinkel som er rettet mn med slurryens strømnmgsbane 75 for å underlette strømlinjet strømning. Dysearrangementet 50, som har en rørformet ytre kapsling 65 og et rørformet karbidmnlegg 60, er rettet inn med det borede hullet 80. Den ytre kapsling 65 er festet til røret ved hjelp av en sveis 70, hvilken låser karbidmnlegget 60 mot røret 55, idet karbidinnlegget er rettet inn med det borete hull 80. Dysearrangementet 50 har også et vmkelaspekt, idet dysearrangementet peker nedover og utover, bort fra røret 55. Sandslurry som kommer ut fra røret 55 gjennom dysen 50, blir sendt gjennom karbidmnlegget 60 som er mot-standsdyktig mot skade fra den strekt slipende slurryen. Figure 2 is a cross-section of a nozzle arrangement 50 according to known technology which is placed on a shunt pipe 55. The production of a branching point from the shunt pipe 55 comprises drilling a hole 80 in the side of the pipe, typically at an angle which is aligned with the slurry's flow path 75 to facilitate streamlined flow. The nozzle arrangement 50, which has a tubular outer casing 65 and a tubular carbide insert 60, is aligned with the drilled hole 80. The outer casing 65 is attached to the pipe by means of a weld 70, which locks the carbide insert 60 to the pipe 55, the carbide insert is aligned with the drilled hole 80. The nozzle arrangement 50 also has a flexible aspect, in that the nozzle arrangement points downwards and outwards, away from the pipe 55. Sand slurry that comes out of the pipe 55 through the nozzle 50 is sent through the carbide insert 60 which is resistant to damage from the stretched abrasive slurry.

Både fremgangsmåten for konstruksjon av dysen 50 og selve dysen lider av vesentlige ulemper. Det er tungvint å holde dysen 50 riktig innrettet mens sveising pågår. Et stykke av en stang (ikke vist) må stikkes mn gjennom dysearrangementet 50 og mn i det borete hullet 80 for å kunne opprettholde innrettingen. Dette krever tid, og et be-stemt nivå med fagkunnskap og erfaring. I løpet av sveisingen kan dysearrangementet komme ut at nøyaktig innstilling med det borete hullet 80 i røret på grunn av en-ten overførings- eller rotasjonsbevegelse. Etter sveising kan nøyaktig innstilling mellom dysen 50 og det borete hullet 80 ikke sikres. Fordi karbidmnlegget 60 faktisk sitter på overflaten på røret 55, er hullet 80 i rørveggen en del av banen for utgangs-strømmen 75. Slipende slurry som går gjennom hullet 80, kan kutte gjennom det relativt myke røret 55, og gå helt utenom karbidmnlegget 60, og forårsake rørbrudd. Both the method for constructing the nozzle 50 and the nozzle itself suffer from significant disadvantages. It is cumbersome to keep the nozzle 50 properly aligned while welding is in progress. A piece of rod (not shown) must be inserted mn through the nozzle arrangement 50 and mn in the drilled hole 80 in order to maintain the alignment. This requires time, and a certain level of specialist knowledge and experience. During welding, the nozzle arrangement may come out of precise alignment with the drilled hole 80 in the pipe due to translational or rotational movement. After welding, exact alignment between the nozzle 50 and the drilled hole 80 cannot be ensured. Because the carbide insert 60 actually sits on the surface of the pipe 55, the hole 80 in the pipe wall is part of the path for the exit flow 75. Abrasive slurry passing through the hole 80 can cut through the relatively soft pipe 55, bypassing the carbide insert 60 entirely. and cause pipe breaks.

Publikasjonen WO 2004/018837 beskriver en injeksjonsstrøm som er forsynt med av-takbare dyseinnsatser som omfatter gjennomgående åpninger og som er anbrakt ra-dielt innenfor boringer i røret til mjeksjonsstrengens vegg. Boringene er forsynt med innvendige gjenger som samsvarer med eksterne gjenger på innsatsene. Denne type dyser, som utgjør en strømningstyringsinnretmng for injeksjonsstrengen, viser seg imidlertid å være dårlig egnet for en gruspakkmgsoperasjon. The publication WO 2004/018837 describes an injection stream which is provided with removable nozzle inserts which comprise through openings and which are placed radially within bores in the pipe of the medical string wall. The bores are provided with internal threads that match external threads on the inserts. However, this type of nozzle, which constitutes a flow control device for the injection string, proves to be poorly suited for a gravel packing operation.

Det finnes derfor et behov for et forbedret dysearrangement for et shuntrør og en fremgangsmåte for å feste dysen til shuntrøret. There is therefore a need for an improved nozzle arrangement for a shunt tube and a method of attaching the nozzle to the shunt tube.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer rent generelt til veie en anordning og en frem-gangsmåt for en forbedret shuntdyse som er en del av en alternativ bane for å tillate at en slurry klarer å passere forbi en hindring slik som en sandbro, i løpet av gruspakking. The present invention generally provides an apparatus and method for an improved shunt nozzle which is part of an alternative path to allow a slurry to pass an obstacle such as a sand bridge during gravel packing.

I et første aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en anordning til bruk i et borehull, hvor anordningen omfatter: en brønnskjermsammenstilling konfigurert for å kunne tillate strømning av fluider derigjennom samtidig som strømning av partikler blokkeres; og en shunt anordnet langs en utvendig overflate av brønnskjermsammen-stillmgen, idet shunten omfatter: en vegg; en gjennomående boring; en flerhet av huller anordnet gjennom veggen og aksielt langs shunten; og en flerhet av dyser, hvor hver dyse omfatter: et innlegg som i det minste delvis forer et respektivt hull og er ført til anlegg mot en overflate av veggen nærmest det respektive hullet, for derved å begrense innleggets bevegelse i forhold til veggen, hvor innlegget omfatter et første parti og et skulderparti mellom det første partiet og et leppeparti, hvor skulderpartiet er ført til anlegg mot overflaten på veggen nærmest det respektive hullet, og hvor hver dyse ytterligere omfatter en kapsling som har en gjennomgående boring og et fordypningsparti som kan ta imot det første partiet av innlegget. Således blir et dysearrangement skaffet til veie for bruk i et verktøy som har et hull gjennom en vegg på verktøyet, idet dysearrangementet omfatter et innlegg konfigurert til i det minste delvis å kunne fore hullet og anbringes på en overflate på veggen nærmest hullet, og derved kunne begrense innleggets bevegelse i forhold verktøyet. In a first aspect of the invention, there is provided a device for use in a borehole, the device comprising: a well screen assembly configured to allow flow of fluids therethrough while blocking flow of particles; and a shunt arranged along an exterior surface of the well screen assembly, the shunt comprising: a wall; a through bore; a plurality of holes arranged through the wall and axially along the shunt; and a plurality of nozzles, each nozzle comprising: an insert which at least partially lines a respective hole and is brought into contact with a surface of the wall nearest the respective hole, thereby limiting the movement of the insert relative to the wall, where the insert comprises a first portion and a shoulder portion between the first portion and a lip portion, wherein the shoulder portion is brought into abutment against the surface of the wall nearest the respective hole, and wherein each nozzle further comprises an enclosure having a through bore and a recessed portion that can receive the first part of the post. Thus, a nozzle arrangement is provided for use in a tool having a hole through a wall of the tool, the nozzle arrangement comprising an insert configured to at least partially line the hole and placed on a surface of the wall nearest the hole, thereby limit the post's movement relative to the tool.

Dysen kan være fremstilt av et relativt hardt materiale, slik som et karbidmateriale. Innlegget kan ha en gjennomgående boring og kan konfigureres slik at senteret på boringen i det vesentlige vil bli rettet mn med et senter på hullet når innlegget er anbrakt seg på verktøyets vegg. The nozzle can be made of a relatively hard material, such as a carbide material. The insert can have a through bore and can be configured so that the center of the bore will essentially be aligned with a center of the hole when the insert is placed on the wall of the tool.

I et andre aspekt er det tilveiebrakt en fremgangsmåte ved bruk av anordningen ifølge det første aspektet, hvor fremgangsmåten omfatter: montering av apparatet med produksjonsrør; innkjøring av produksjonsrøret i brønnhullet slik at apparatet er ved siden av en hydrokarbonførende formasjon; og pumping av en slurry inn i ringrommet avgrenset mellom apparatet og brønnhullet; avleding av i det minste en andel av slurryen mn i shunten, hvor den avledede andel går ut av shunten og inn i ringrommet via dysene for derved å pakke grus i ringrommet. In a second aspect, there is provided a method using the device according to the first aspect, the method comprising: mounting the apparatus with production pipe; driving the production pipe into the wellbore so that the apparatus is adjacent to a hydrocarbon-bearing formation; and pumping a slurry into the annulus defined between the apparatus and the wellbore; diversion of at least a proportion of the slurry mn in the shunt, where the diverted proportion goes out of the shunt and into the annulus via the nozzles to thereby pack gravel in the annulus.

Fremgangsmåten kan ytterhgre omfatte å produsere hydrokarboner gjennom gruspaknmgen og brønnskjermsammenstillingen. The method may further include producing hydrocarbons through the gravel pack and the well screen assembly.

For at fremgangsmåten som viser hvordan de ovennevnte egenskapene tilknyttet den nåværende oppfinnelsen kan forstås i detaljer, oppsummert ovenfor i korte trekk, kan denne informasjonen oppnås ved å henvise til utførelser, hvorav noen illustreres i de vedlagte tegningene. Det skal imidlertid bemerkes at de vedlagte tegningene kun illustrerer typiske utførelser av oppfinnelsen. Figur 1 er et sideoppnss, delvis i snitt av et horisontalt borehull med en brønn-skjerm.; Figur 2 er et snitt av en dysekonfigurasjon ifølge kjent teknikk; Figur 3 er et oppnss sett fra toppen av en gruspakkingsanordnmg i følge én utfø-relse av den foreliggende oppfinnelse, hvor gruspakkingsanordnmgen er anbrakt i brønnhullet. Figur 3A er et snitt, tatt langs linjen 3A-3A på figur 3, av gruspakkingsanordnmgen som er anbrakt i borehullet vegg i vegg med et meget permeabelt område av en formasjon. Figur 3B er en skjematisk fremstilling av én av shuntene og viser plasseringen av dysene langs shunten; og Figur 4 er et snitt av et dysearrangement ifølge én utførelse av den foreliggende oppfinnelse hvor dysearrangementet er plassert i én av shuntene. Figur 4A er en forstørrelse av et parti av figur 4 slik som vist av den prikkede oval merket som 4A. Figur 3 er et oppriss sett fra toppen av en gruspakkingsanordnmg 100, i følge én utfø-relse av den foreliggende oppfinnelse, plassert i borehullet 14. Figur 3A er et oppriss fra siden, tatt langs linjen 3A-3A i figur 3, av gruspakkingsanordnmgen 100 anbrakt i borehullet 14 vegg i vegg med et meget permeabelt område 15 av formasjonen. Selv om anordningen 100 vises i et horisontalt borehull, kan det brukes i et hvilket som helst borehull. Anordningen 100 kan ha en tverrforbindelsessub 33, som i fagmiljøet også er kjent som en cross-over sub (se figur 1), som er festet til dens øvre ende som, i neste omgang, henges fra overflaten på et rør eller arbeidsstreng (ikke vist). Anordningen 100 kan være av én kontinuerlig lengde eller så kan den bestå av seksjoner (for eksempel 6,1 meters eller 20-fots seksjoner) festet til hverandre ved hjelp av overganger ("subs") eller blmdplugger ("blanks", ikke vist). Alle komponentene i anordningen 100 fremstilles fortrinnsvis fra et lavkarbon- eller kromstål med mindre noe annet har blitt spesifisert. Imidlertid er valget av materialet ikke viktig for oppfinnelsen. In order that the method showing how the above features associated with the present invention can be understood in detail, summarized above in brief, this information can be obtained by referring to embodiments, some of which are illustrated in the attached drawings. However, it should be noted that the attached drawings only illustrate typical embodiments of the invention. Figure 1 is a side view, partly in section, of a horizontal borehole with a well screen.; Figure 2 is a section of a nozzle configuration according to known technique; Figure 3 is a top view of a gravel packing device according to one embodiment of the present invention, where the gravel packing device is placed in the wellbore. Figure 3A is a section, taken along the line 3A-3A in Figure 3, of the gravel packing device which is placed in the borehole adjacent to a highly permeable area of a formation. Figure 3B is a schematic representation of one of the shunts and shows the location of the nozzles along the shunt; and Figure 4 is a section of a nozzle arrangement according to one embodiment of the present invention where the nozzle arrangement is placed in one of the shunts. Figure 4A is an enlargement of a portion of Figure 4 as shown by the dotted oval labeled as 4A. Figure 3 is an elevation view from the top of a gravel packing device 100, according to one embodiment of the present invention, placed in the borehole 14. Figure 3A is a side elevation, taken along the line 3A-3A in Figure 3, of the gravel packing device 100 placed in the borehole 14 wall to wall with a highly permeable area 15 of the formation. Although the device 100 is shown in a horizontal borehole, it can be used in any borehole. The device 100 may have a cross-connection sub 33, which is also known in the art as a cross-over sub (see figure 1), which is attached to its upper end which, in the next step, is suspended from the surface of a pipe or working string (not shown ). The device 100 may be of one continuous length or may consist of sections (eg, 6.1 meter or 20-foot sections) attached to each other by means of transitions ("subs") or blmd plugs ("blanks", not shown) . All the components of the device 100 are preferably manufactured from a low carbon or chrome steel unless otherwise specified. However, the choice of material is not important to the invention.

Anordningen 100 innbefatter en brønnskjermsammenstilling 105. Som vist består brønnskjermsammenstillingen 105 av et hovedrør 110 hvis vegg er forsynt med perforeringer 120. En trådforbindelse 125 er viklet rundt en ytre side på hovedrøret 110, idet trådforbindelsen er konfigurert for å tillate strømning av fluider derigjennom samtidig som strømning av partikler blokkeres. Som et annet alternativ kan brønnskjerm-sammenstillingen 105 være hvilken som helst struktur som brukes i industrien tilknyttet gruspakkingsoperasjoner og som tillater gjennomstrømning av fluider, mens strømningen av partikler blokkeres. Slike strukturer kan for eksempel være kommer-sielt tilgjengelige skjermer, foringer eller rør med slisser eller perforeringer, skjermede rør, forhåndspakkede skjermer og/eller foringer, eller kombinasjoner av det ovennevnte. The device 100 includes a well screen assembly 105. As shown, the well screen assembly 105 consists of a main pipe 110, the wall of which is provided with perforations 120. A wire connection 125 is wound around an outer side of the main pipe 110, the wire connection being configured to allow the flow of fluids therethrough while simultaneously flow of particles is blocked. Alternatively, the well screen assembly 105 may be any structure used in the industry associated with gravel packing operations that allows the flow of fluids while blocking the flow of particles. Such structures can be, for example, commercially available screens, liners or pipes with slots or perforations, shielded pipes, prepackaged screens and/or liners, or combinations of the above.

På utsiden av hovedrøret 110 er det anbrakt to shunter 145. Antallet og konfigurasjo-nen av shuntene 145 er ikke viktig for oppfinnelsen. Shuntene 145 kan festes til ho-vedrøret 110 ved hjelp av ringer (ikke vist). På den øvre enden (ikke vist) av anordningen 100 er hver shunt 145 åpen mot ringrommet. Hver av shuntene 145 er rek-tangulær med en gjennomgående strømmngsboring. Imidlertid er formen på shuntene ikke viktige for oppfinnelsen. En dyse 150 er anbrakt på sideveggen av hver shunt. Figur 3B er en skjematisk fremstilling av én av shuntene 145 som viser plassering av dysene 150 langs shunten 145. Som vist er en flerhet av dyser 150 anbrakt aksialt langs hver shunt 145. Hver dyse 150 tilveiebringer fluidkommunikasjon av slurry mellom én av shuntene 145 og et rmgrom 16 mellom brønnskjermen 105 og borehullet 14. Som vist er dysene 150 orientert for å kunne stå rett ovenfor en ende på borehullet 14 som er lengst borte fra overflaten (ikke vist) for å underlette strømlinjet gjen-nomstrømning av slurry 13. Two shunts 145 are placed on the outside of the main pipe 110. The number and configuration of the shunts 145 is not important for the invention. The shunts 145 can be attached to the main pipe 110 by means of rings (not shown). At the upper end (not shown) of the device 100, each shunt 145 is open to the annulus. Each of the shunts 145 is rectangular with a continuous flow bore. However, the shape of the shunts is not important to the invention. A nozzle 150 is placed on the side wall of each shunt. Figure 3B is a schematic representation of one of the shunts 145 showing placement of the nozzles 150 along the shunt 145. As shown, a plurality of nozzles 150 are positioned axially along each shunt 145. Each nozzle 150 provides fluid communication of slurry between one of the shunts 145 and a room 16 between the well screen 105 and the borehole 14. As shown, the nozzles 150 are oriented to be able to stand directly above an end of the borehole 14 which is furthest away from the surface (not shown) to facilitate streamlined through-flow of slurry 13.

På utsiden av hovedrøret 110 finnes det anbrakt en hel rekke sentrenngsverktøy 130. På sentrenngsverktøyene 130, på en ende lengst borte fra hovedrøret 110, finnes det anbrakt en rørformet skjerm 135 med perforeringer 140 som går gjennom skjermens 135 vegg. Skjermen 135 beskytter shuntene 145 og brønnskjermen 105 mot skade under innføring av anordningen 100 inn i borehullet. Perforeringene 140 er konfigurert for å tillate gjennomstrømning av slurry 13. On the outside of the main pipe 110, there is a whole series of centering tools 130. On the centering tools 130, at an end farthest from the main pipe 110, there is a tubular screen 135 with perforations 140 that go through the screen 135 wall. The screen 135 protects the shunts 145 and the well screen 105 against damage during the introduction of the device 100 into the borehole. The perforations 140 are configured to allow slurry 13 to flow through.

Under operasjon blir anordningen 100 senket ned mn i borehullet 14 på en overha-hngsstreng, en såkalt "work-strmg", og plassert ved siden av en formasjon. En pak-ning 18 (se figur 1) settes slik som vil være kjent for fagfolk på området. Grusslurry 13 blir deretter pumpet ned i overhalmgsstrengen og ut av utløpssåpnmgene på en tverrforbindelsessub 33 for å fylle ringrommet 16 mellom brønnskjermen 105 og borehullet 14. I og med at shuntene 145 er åpne ved sine øvre ender, kommer slurry 13 til å strømme inn i begge shuntene og ringrommet 16. Etter hvert som slurry 13 taper væske til den høye gjennomtrengelighetsdelen 15 på formasjonen, vil grusen som bæres av slurry 13, bh plassert og oppsamlet i ringrommet 16 for å danne gruspak-kingen. Dersom væsken tapes til et gjennomtrengelig lag 15 i formasjonen før ringrommet 16 er fullt, vil sandbroen 20 sannsynligvis dannes og komme til å blokkere strømning gjennom ringrommet 16 og forhindre videre oppfylling nedenfor broen. Dersom dette oppstår, kommer grusslurry til å fortsette å strømme gjennom shuntene 145, og strømme forbi sandbroen 20, og gå ut gjennom de forskjellige dysene 150 for å kunne fortsette med å fylle opp ringrommet 16. Strømmen av slurry 13 gjennom en av shuntene 145 er indikert med pil 102. During operation, the device 100 is lowered down mn into the borehole 14 on an overhead string, a so-called "work string", and placed next to a formation. A packing 18 (see figure 1) is placed as will be known to professionals in the field. Gravel slurry 13 is then pumped down the overhaul string and out of the outlet openings of a cross connection sub 33 to fill the annulus 16 between the well screen 105 and the borehole 14. As the shunts 145 are open at their upper ends, slurry 13 will flow into both the shunts and the annulus 16. As the slurry 13 loses fluid to the high permeability part 15 of the formation, the gravel carried by the slurry 13 will be placed and collected in the annulus 16 to form the gravel pack. If the liquid is lost to a permeable layer 15 in the formation before the annulus 16 is full, the sand bridge 20 will probably form and come to block flow through the annulus 16 and prevent further filling below the bridge. If this occurs, gravel slurry will continue to flow through the shunts 145, and flow past the sand bridge 20, and exit through the various nozzles 150 in order to continue filling up the annulus 16. The flow of slurry 13 through one of the shunts 145 is indicated by arrow 102.

Figur 4 er et tverrsnitt av et dysearrangement 150 i henhold til én utførelse av den foreliggende oppfinnelse, anbrakt på én av shuntene 145. Figur 4A er en forstørrelse av et parti av figur 4 slik som vist med den stiplede ovalen merket som 4A. Dysearrangementet 150 består av et innlegg 160 med en gjennomgående strømmngsboring, og som har en leppe 160a som strekker seg mn i et boret hull 170 i en vegg på shunten 145, og på denne måten forer en overflate 145a på shuntveggen som avgrenser hullet 170. Innlegget 160 er fortrinnsvis fremstilt av et hardt materiale, for eksempel karbid, i forhold til shuntens 145 materiale. Som vist er lengden av leppen 160a i det vesentlige hk shuntens 145 veggtykkelse. Imidlertid kan leppen 160a være betraktelig lenger eller kortere enn tykkelsen av shuntens 145 vegg. Leppen 160a karakteriseres fortnnnvis av en svak avsmalnmg eller kileform på en ytre overflate 160c for forseg-ling på overflaten 145a av shuntveggen, og tilveiebringer på denne måten en lett presspasnmg. Imidlertid er avsmalningen ikke spesielt viktig for oppfinnelsen. Innlegget 160 har også en skulder 160b som er anbrakt på en overflate 145b av shuntveggen nærmest hullet 170, og på denne måten skaffer det til veie et fast stopp som be-grenser til hvilken dybde leppen 160a kan trenge gjennom shunten 145. En ytre kapsling 155 med en gjennomgående strømmngsboring og en fordypning konfigurert til å ta imot et parti av innlegget 160, kan deretter lett settes på og festet til shunten 145 ved hjelp av en sveis 165. Den ytre kapshngen 155 og innlegget 160 er fortrinnsvis rørformede elementer. Formen på disse er imidlertid ikke spesielt viktige for oppfinnelsen. Hullet 170 er fortrinnsvis ikke perpendikulært til overflaten 145b på shunten nærmest hullet. Imidlertid kan hullet være perpendikulært til overflaten på shunten nærmest hullet. Figure 4 is a cross-sectional view of a nozzle arrangement 150 according to one embodiment of the present invention, placed on one of the shunts 145. Figure 4A is an enlargement of a portion of Figure 4 as shown by the dashed oval labeled as 4A. The nozzle arrangement 150 consists of an insert 160 with a continuous flow bore, and which has a lip 160a that extends into a drilled hole 170 in a wall of the shunt 145, and in this way lines a surface 145a on the shunt wall that defines the hole 170. The insert 160 is preferably made of a hard material, for example carbide, compared to the material of the shunt 145. As shown, the length of the lip 160a is substantially the wall thickness of the hp shunt 145. However, the lip 160a may be considerably longer or shorter than the thickness of the shunt 145 wall. The lip 160a is preferably characterized by a slight taper or wedge shape on an outer surface 160c for sealing on the surface 145a of the shunt wall, thus providing an easy press fit. However, the taper is not particularly important for the invention. The insert 160 also has a shoulder 160b which is placed on a surface 145b of the shunt wall nearest the hole 170, and in this way provides a fixed stop which limits the depth to which the lip 160a can penetrate the shunt 145. An outer casing 155 with a through-flow bore and a recess configured to receive a portion of the insert 160, can then be easily attached and attached to the shunt 145 by means of a weld 165. The outer cap hanger 155 and the insert 160 are preferably tubular members. However, the shape of these is not particularly important for the invention. The hole 170 is preferably not perpendicular to the surface 145b of the shunt closest to the hole. However, the hole may be perpendicular to the surface of the shunt closest to the hole.

Sammenstillingen av dysearrangementet 150 kan være som følger: Innlegget 160 innføres mn i hullet 170 helt til kileformen 160c på det harde innlegget 160 blir press-passet til shuntoverflaten 145a og avgrenser hullet 170 og skulderen 160b anbrakt på shuntoverflaten 145b nærmest hullet 170, slik at kanten 160a forer overflaten 145a og innlegget 160 festes til shunten 145. Den ytre kapshngen 155 kan plasseres over en ytre overflate på innlegget 160 og sveises godt fast med minimal håndtering. Mon-tenngstiden blir meget redusert, og det samme gjelder for det påkrevde ferdighetsni-vået for den som skal utføre monteringen. Når kapshngen 155 først er plassert, blir dysearrangementet 150 forhindret fra forflytning eller rotering i forhold til shunten 145. Innretting av innleggets- og kapslingens boringer med borehullet 170 i shunten 145 er sikret. Sandslurry 13 som kommer ut fra røret, representert ved piler 175, passerer gjennom det harde innleggets 160 leppe 160a og ikke hullets 170 overflate 145a. Sjansen for at strømning kan skjære gjennom overflaten 145a på hullet 170 blir i stor grad redusert. The assembly of the nozzle arrangement 150 can be as follows: The insert 160 is inserted mn into the hole 170 until the wedge shape 160c on the hard insert 160 is press-fit to the shunt surface 145a and delimits the hole 170 and the shoulder 160b placed on the shunt surface 145b closest to the hole 170, so that the edge 160a lines the surface 145a and the insert 160 is attached to the shunt 145. The outer cap hinge 155 can be placed over an outer surface of the insert 160 and welded securely with minimal handling. The assembly time is greatly reduced, and the same applies to the required skill level of the person who will carry out the assembly. When the cap hanger 155 is first placed, the nozzle arrangement 150 is prevented from moving or rotating relative to the shunt 145. Alignment of the insert and casing bores with the bore hole 170 in the shunt 145 is ensured. Sand slurry 13 emerging from the tube, represented by arrows 175, passes through the hard insert 160 lip 160a and not the hole 170 surface 145a. The chance of flow cutting through the surface 145a of the hole 170 is greatly reduced.

Slik som vist blir dysearrangementet 150 brukt med en shunt 145 på en grus-pakkmgsanordning 100, imidlertid kan dysearrangementet 150 brukes med en hel rekke forskjellige andre anordninger. As shown, the nozzle arrangement 150 is used with a shunt 145 on a gravel packing device 100, however, the nozzle arrangement 150 can be used with a variety of other devices.

Claims

1. Device for use in a borehole, the device comprising: a well screen assembly (105) configured to allow flow of fluids therethrough while blocking flow of particles; and a shunt (145) arranged along an outer surface of the well screen assembly (105), the shunt (145) comprising: a wall (145a); a through bore; a plurality of holes (170) arranged through the wall (145a) and axially along the shunt (145); and a plurality of nozzles (150), characterized in that each nozzle (150) comprises: an insert (160) which at least partially lines a respective hole (170) and which is brought into contact with a surface (145b) of the wall ( 145a) closest to the respective hole (170), thereby limiting the movement of the insert (160) in relation to the wall (145a), where each insert (160) comprises a first part and a shoulder part (160b) between the first part and a lip part (160a), where the shoulder portion (160b) is brought into contact with the surface (145b) of the wall (145a) closest to the respective hole (170), and where each nozzle (150) further comprises a casing (155) which has a through bore and a recess portion that can receive the first portion of the insert (160).

2. Device according to claim 1, where each lip part (160a) at least partially lines the hole (170) and consists of a wedge-shaped part (160c) which forms a press fit with the surface (145b) of the wall (145a) which delimits it respective hole (170).

3. Device according to claim 1, where the device further comprises a weld (165) placed between an outer surface of each enclosure and the surface (145b) of the wall (145a).

4. Device according to claim 1, wherein each hole (170) is non-perpendicular to the surface (145b) of the wall (145a) closest to the hole (170).

5. Device according to claim 1, where each insert (160) has a through bore, and where a center of the bore will essentially be aligned with a center of the respective hole (170) when the insert (160) is placed on the shunt's (145) wall.

6. Device according to claim 1, where the length of each lip part (160a) essentially corresponds to the thickness of the wall (145a).

7. Device according to claim 1, where each insert (160) is made of a material that is considerably harder than the shunt material.

8. Device according to claim 1, where each insert (160) is produced from a carbide material.

9. Device according to claim 1, where the device further comprises a perforated, tubular screen (135) which is placed around the well screen assembly (105) and the shunt (145).

10. Device according to claim 5, where all the bores in the insert (160) are uniform.

11. Method when using the device according to claim 1, characterized in that the method includes: assembly of the device with production pipe; running the production pipe into the wellbore so that the device is next to a hydrocarbon-bearing formation; and pumping a slurry mn in the annulus (16) defined between the device and the wellbore; diversion of at least a portion of the slurry into the shunt (145), where the diverted portion exits the shunt (145) and mn in the annulus (16) via the nozzles (150) to thereby pack gravel in the annulus (16).

12. Method according to claim 11, wherein the method further comprises producing hydrocarbons through the gravel pack and the well screen assembly (105).