NO332409B1

NO332409B1 - Anordning og fremgangsmate for a isolere en seksjon av et bronnhull

Info

Publication number: NO332409B1
Application number: NO20080453A
Authority: NO
Inventors: Bard Martin Tinnen
Original assignee: Well Technology As
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2012-09-17
Also published as: NO20080453L; US20100307774A1; WO2009093913A1; EP2245260A1; EP2245260B1

Abstract

Oppfinnelsen vedrører en anordning og en fremgangsmåte for isolering av en seksjon av et brønnhull, hvor anordningen innbefatter en områdepakning (1) og tilknyttede systemer (100, 10) for selektiv setting av minst ett øvre pakningselement (2), minst ett nedre pakningselement (3) og minst én forankringsanordning (4) for områdepakningen (1), hvori minst ett setteelement (10) for områdepakningen (1) opereres uavhengig av de andre setteelementer (100).

Description

ANORDNING OG FREMGANGSMÅTE FOR Å ISOLERE EN SEKSJON AV ET BRØNNHULL

Denne oppfinnelse angår en anordning og en fremgangsmåte for installasjon, setting og/eller operasjon av en verktøystreng i en brønn. Nærmere bestemt angår den foreliggende oppfinnelse en anordning og en fremgangsmåte for isolering av en seksjon av et brønnhull, hvor anordningen innbefatter en områdepakning og tilknyttede systemer for selektiv setting av minst ett øvre pakningselement, minst ett nedre pakningselement og minst én forankringsanordning for områdepakningen. En områdepakning er også kjent som en tandempakning eller dobbelpak-ning.

Bakgrunn

Områdepakninger brukes vanligvis for soneisolering i brønner

relatert til produksjon av hydrokarboner. Typisk brukes områdepakninger for å stenge av uønsket produksjon som for eksempel vann eller i noen tilfeller gass, som kommer fra reservo-arsoner i en øvre eller midtre seksjon av brønnenes

produksjonsintervall, slik at fluider, som for eksempel olje fra lavereliggende intervaller fremdeles kan produseres. Områdepakninger så lange som 50-100 meter og mer er i noen tilfeller blitt krevd for å stenge for uønsket produksjon.

Fra publikasjonen US 6883610 er det kjent områdepaknings-systemer og fremgangsmåter for bruk av disse for nedihulls- operasjoner. Systemene innbefatter øvre og nedre tetnings-systemer som har fleksible tetningselementer som er hydraulisk og operativt tilkoplet hverandre, og som kan påvirkes av en økning i hydraulisk trykk for å sette tetningselementene ved et første hydraulisk trykknivå.

Fra publikasjonene US 7066264, US 5291947, EP 473493 og CA 2515619 er det kjent ulike former for områdepakninger som brukes ved ulike brønnoperasjoner.

Kjent teknikks serviceoperasjoner for undervannsbrønner (Brønnintervensjon uten stigerør - RLWI) anvender skredder-sydde brønnservicefartøyer og -utstyr, som for eksempel undervanns lubrikatorer for å utføre service på undervannsbrøn-ner på en stadig mer kostnadseffektiv måte. På grunn av mangel på riktig teknologi lider imidlertid slike fremgangsmåter for undervannsbrønnservice fremdeles av markante rest-riksjoner vedrørende typer av operasjoner som kan utføres. Særskilt angår dette operasjoner som innebærer lange og store intervensjonsverktøystrenger. Som en følge av dette, er job-ben med å få lange områdepakninger inn i undervannsbrønner ved hjelp av en RLWI-operasjon en stor utfordring.

Norsk patentsøknad NO 20051257, som eies av ansøkeren for den foreliggende søknad, fremlegger en fremgangsmåte for under-vannsbrønnintervensjon med meget lange verktøystrenger i forbindelse med RLWI-operasjoner og innbefattes heri ved henvis-ning.

I forhold til oppfinnelsen i henhold til den foreliggende søknad, ville oppfinnelsen som fremlegges i NO 20051257 i noen tilfeller for områdepakningsinstallasjon være utilstrek-kelig på grunn av følgende: Generelt når det gjelder områdepakninger er det for det meste ønskelig å ha en stor utvendig diameter (OD). • Dette kan gjelde produksjonsspørsmål;

o Det er ønskelig at områdepakningen har så stor innerdiameter som mulig (ID) for å unngå stru-ping av produksjonsfluider som skal produseres gjennom områdepakningen etter installasjonen.

For å oppnå en stor ID, må OD'en være tilsvarende stor. • Det kan gjelde krav til senere operasjoner/service: o Hvis områdepakningens innerdiameter (ID) blir for liten, kan senere intervensjon bli problema-tisk, da verktøy med en viss størrelse og form ikke kunne bli i stand til å interveneres gjennom områdepakningen. • Det kan gjelde tekniske spørsmål med hensyn til områdepakningens aktuelle oppførsel etter installasjon.

o Hvis områdepakningens OD kan gjøres tilstrekkelig stor, innebærer dette at den fordrede radielle ekspansjon av pakningselementene (for å

danne en tetning mot brønnhullet) vil reduseres sammenliknet med en områdepakning med mindre OD. Dette er fordelaktig av mange grunner. For det første vil trykktåligheten være høyere for disse "lavekspansjons"-pakningene da lite "fritt pakningselement" blottes i ringrommet mellom områdepakningens metallkropp og brønnhullets (pro-duksj onsrør/forlengingsrør/foringsrør) indre

diameter som områdepakningen er installert i. For det andre er lavekspansjonssystemer mindre kostbare og mer pålitelige enn høyekspansjons-systemer. Til slutt innebærer høyekspansjonssys-

terner at områdepakningen har mindre ID, da økt veggtykkelse kreves for å tilveiebringe den nød-vendige radielle understøttelse for høyekspan-sjonspakningselementet og/eller -ankrene.

Som en konklusjon på den ovenstående punktliste, foretrekkes områdepakninger med stor OD fremfor høyekspansjonsområdepak-ningssystemer med mindre OD.

Én hovedutfordring med det ovennevnte sett i relasjon til søknad NO20051257 er at kravene til en områdepakning med en stor utvendig diameter ville kunne komme i konflikt med kravene til et "sluserør" ("flush pipe") ifølge søknaden NO20051257. Da sluserøret ville måtte lages med en OD som er mindre enn ID'en til produksjonsrøret i brønnen nedenfor brønnhodet, ville ID'en til sluserøret følgelig bli mindre enn ID'en til produksjonsrøret. Hvis derfor et sluserør skul-le anvendes for utsetting av en lang områdepakning i en un-dervannsbrønn, kunne dette medføre at kravet til pakningselement ene er at de måtte ha liten OD og være av høyekspansjonstypen, hvilket er uønsket i henhold til argu-mentasjonen ovenfor.

For å takle denne særskilte utfordring, fremlegges det i søk-nad NO20051257 at selve områdepakningens ytre kropp kunne oppfylle den samme funksjon som sluserøret ved såkalt lubri-sering av verktøystrengen inn i brønnen. Dette ville løse ett problem, men frembringe et annet: Det er kjent for de som har kunnskap i faget at en områdepakning normalt settes ved hjelp av et sette-verktøy som har samme lengde som selve områdepakningen. • Et setteverktøy innbefatter vanligvis en toppseksjon (inkludert kraftmodulen), en sentrisk, rørformet stålstang som løper hele veien fra setteverktøyet og til et punkt under det nederste områdepakningsele-ment, og en sammenfellbar stamme i bunnen. • Slike setteverktøy har ofte en resulterende stor ujevn form som ikke kan settes ut gjennom en dynamisk tetning uten et sluserør (se søknad NO20051257). • Derfor kunne spørsmålet om å bringe et tradisjonelt setteverktøy ut av brønnen etter at en områdepakning er satt inn, representere en større utfordring i relasjon til oppfinnelsen ifølge søknad NO20051257, og hovedgrunnen er at uten et sluserør i henhold til ideen bak søknaden NO2.0051257, ville det være umulig å lubrisere et ujevnt formet verktøy (det vil si set-teverktøyet i dette tilfelle) ut av brønnen.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse å

tilveiebringe en anordning og en fremgangsmåte for utsetting, operasjon og/eller installasjon av en rekke "utfordrende" objekter som for eksempel lange objekter med stor utvendig diameter som for eksempel en områdepakning i en undervannsbrønn.

Videre er det et formål med den foreliggende oppfinnelse å

tilveiebringe en anordning og en fremgangsmåte for utsetting, operasjon og/eller installasjon av en rekke "utfordrende" objekter som for eksempel lange objekter med stor utvendig diameter som for eksempel en områdepakning i brønner generelt.

Eksisterende fremgangsmåter

I tilfeller hvor oppriggingshøyden over brønnhodet er tilstrekkelig, som den vil være på noen plattformer, landbrønner og offshore boreriggoperasjoner som involverer et stigerør, kunne hele områdepakningen med setteverktøy sammenstilles, interveneres og installeres i en kjøring. Basert på den relevante teknikk som brukes for sammenstilling av en områdepakning og setteverktøyet, kan sammenstillingsoperasjoner bli vanskelige på grunn av behovet for å sammenstille seksjoner av et setteverktøys senterstang inne i områdepakningskroppens tilsvarende seksjoner (det vil si sammenstilling av gjenget stang inne i gjenget rør). Derfor kan risikoen for å miste komponenter inn i brønnen under tilrigging så vel som tiden det tar å sammenstille områdepakningen bli betydelige.

Videre er det kjent at lengdemessig ekspansjon av senterstangen under operasjon av setteverktøyet kan forverre selve setteoperasjonen. Derfor kan lengdemessig ekspansjon av senterstangen (på grunn av settekraften som påføres av sette-verktøyets kraftkammer) komme i konflikt med kravet til at setteverktøyet skal tilveiebringe en viss avstand for kompre-sjon/slag for områdepakningen for å sette denne. Til sammen er det. mange grunner til at nåværende områdepakningssette-verktøy som omfatter en lang senterstang, kan påtvinge nega-tive aspekter på områdepakningssetteoperasjonen.

I andre tilfeller, som omfatter brønner hvor det er begrensninger på hvor lange verktøylengder som kan settes inn i én kjøring, vil eksisterende midler for å bringe lange områdepakninger inn i brønnen innebære oppdeling av den relevante områdepakning i mange seksjoner og installasjon av hver seksjon i en egen kjøring, og så sette seksjonene sammen nedi-hulls ved hjelp av såkalte stingeroverganger. Spesielt ville slike fremgangsmåter gjelde for undervannsbrønnservice (RLWI-operasjoner) hvor lubrikatorplass er begrenset. Slike operasjoner blir ofte meget tidkrevende og kostbare.

For en undervannsbrønnoperasjon vil oppdeling av en områdepakning i atskilte deler innebære mange kjøringer i hullet for å installere områdepakningen. Dette betyr tilleggstid og -kost når det gjelder driften. Kostnader for denne slags operasjon kan lett bli betydelige, og muligens i en slik grad at operasjonen bedømmes som uøkonomisk. Således kan viktig for-byggende arbeid i brønnene bli sløyfet på grunn av nevnte kostnadsbetraktninger.

Det er således et behov for forbedrede setteverktøykonstruk-sjoner for områdepakninger og andre liknende brønnservice-verktøy som gjør dem kortere og lettere å sammenstille og å operere.

I lys av dette så er potensialet for økonomiske innsparinger som oppfinnelsen representerer, betydelig.

Oppfinnelsens formål

Oppfinnelsens formål er å tilveiebringe et nytt og alternativt system og en fremgangsmåte for å installere og operere lange og store brønnserviceverktøy, som for eksempel områdepakninger, i undervannsbrønner så vel som i andre relevante brønntilfeller.

Ett hovedtrekk ved oppfinnelsen, som vedrører områdepakninger, er fjerningen av behovet for et setteverktøy av liknende lengde som områdepakningen. Den foreslåtte måten å oppnå dette på er å tilveiebringe en autonom setting av én eller flere komponenter slik som det nedre pakningselement og ankeret. I en foretrukket utførelse operatørstyres slik autonom setting ved hjelp av et trådløst signal som sendes for å aktivere de aktuelle komponenter på det fastsatte tidspunkt for installasjon.

På tross av at denne tekst hovedsakelig beskriver oppfinnsom-me særtrekk som mest relaterer seg til områdepakninger, er det innlysende for en person med kjennskap til faget at en liknende system- og fremgangsmåtefilosofi kan anvendes i andre tilfeller hvor autonom utstyrs-/komponentstyring og operasjon i et brønnhull ville tilveiebringe forbedringer.

Oppfinnelsen

I et første aspekt vedrører den foreliggende oppfinnelse en anordning for isolering av et brønnhull, hvor anordningen innbefatter en områdepakning og tilknyttede systemer for selektiv setting av minst ett øvre pakningselement, minst ett nedre pakningselement og minst én forankringsanordning for områdepakningen, hvor det minst ene områdepakningssetteele-mentet opereres uavhengig av andre setteelementer.

Som nevnt omfatter vanlige kjent teknikks setteverktøy for områdepakninger komponenter som for eksempel en toppseksjon (hvor kraftmodulen vanligvis befinner seg), en senterstang og en nedre, sammenfoldbar stamme som i utgangspunktet holdes utfoldet og på plass ved hjelp av en skjaerpinneanordning. Når en områdepakning settes inn ved hjelp av kjent teknikks set-teverktøy, presses toppseksjonen og bunnstammen mot hverandre ved hjelp av senterstangen som drives av en pyroteknisk ladning, en elektrisk pumpe, brønnhullstrykk, trykksatte gass-kammer eller liknende. Så snart den nødvendige kraft påføres for å sette ut anker(ne) og pakningselementene, skjæres bunn-stammens skjaerpinneanordning, hvorpå stammen klapper sammen og kan gjenvinnes gjennom områdepakningens kropp. På grunn av denne anordning med stammen og gjennomførings-/senterstang, må setteverktøyet lages i en liknende lengde som selve områdepakningen .

På grunn av den hittil ukjente setteanordning/-system og fremgangsmåte i henhold til en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelse, som anvender kommunikasjonsmidler, elimineres behovet for setteverktøydeler som for eksempel en gjennommatingsstang og sammenfoldbar stamme, i det minste delvis fra områdepakningssetteverktøyet. I en foretrukket ut-førelse innbefatter kommunikasjonsmidlene midler for sending og mottak av trådløse signaler for styring av områdepakningens setteelement. I én utførelse innbefatter de trådløse kommunikasjonsmidler i det minste én sender og i det minste én mottaker og/eller i det minste én sender/mottaker.

I alternative utførelser av oppfinnelsen kan kommunikasjonsmidlene som er tilknyttet aktiveringen av områdepakningens element(er) og eller anker(e) være direkte midler som for eksempel elektriske, fiberoptiske eller hydrauliske forbindel-ser. Videre kan nevnte forbindelsesmidler også omfatte senso-rer som overvåker endringer eller brønnhullparameteres innstillingsverdier. Det sistnevnte kan for eksempel være en trykk- eller temperatursensor som er tilknyttet en tidsurinn-retning som utløser aktivering av element/anker en forutbe-stemt tid etter at en sensor avleser en definert innstil-lingsverdi.

Én av de mest typiske anvendelser ville være installering av områdepakninger i undervannsbrønner, men kunne også være til-fellet med setting av områdepakninger eller andre verktøy i andre brønntyper for å spare kostnader og tid, og for å takle tilriggingsrestriksjoner og liknende.

I én utførelse av oppfinnelsen kan trekkverktøy som er ment for gjenvinning av en områdepakning, utstyres med liknende

overføringssystemer som setteverktøyet som er beskrevet ovenfor, og områdepakninger som er utstyrt med et andre mottaker-og aktiviseringssystem for å forenkle gjenvinning av pakning-en på en liknende måte og med en liknende filosofi som for

setteprosessen.

I én utførelse er setteverktøyets aksielle lengde mindre enn områdepakningens aksielle lengde. Setteverktøyets aksielle lengde er i én utførelse mindre enn tre firedeler av områdepakningens aksielle lengde. I en annen utførelse er sette-verktøyets aksielle lengde mindre enn en halvdel av områdepakningens aksielle lengde. I enda en annen utførelse er setteverktøyets aksielle lengde mindre enn en firedel av områdepakningens aksielle lengde.

I én utførelse er i det minste ett atskilt setteelement integrert i et parti av en rørformet kropp i områdepakningen.

I et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelse tilveie-bringes det en fremgangsmåte for isolering av en seksjon av et brønnhull, hvor fremgangsmåten innbefatter å sette inn en områdepakning ved å bruke et system for selektiv setting av minst ett øvre pakningselement, minst ett nedre pakningselement og minst én forankringsanordning for områdepakningen, hvor fremgangsmåten omfatter å operere minst ett setteelement av setteverktøyet uavhengig av andre setteelementer.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert ved hjelp av de vedheftede figurer. Bemerk at på tross av at figurene an-skueliggjør én særskilt anvendelse og teknikk for å sette ut, gripe inn med og installere en lang områdepakning i en under-vannsbrønn ved hjelp av RLWI-teknikk (undervanns kabel fra et fartøy uten stigerør til overflaten), så angir ikke dette noen begrensninger for oppfinnelsen. En person med kjennskap til faget vil være i stand til å identifisere forskjellige måter for utførelse av trinn i den i figurene beskrevne operasjon så vel som overføring av systemets og fremgangsmåtens prinsipper til andre anvendelser av liknende karakter.

Det kan også tenkes en anordning for operasjonselementer som for eksempel ventiler, barriereelementer og aktuatorer som angår brønnhullsverktøy, hvor anordningen innbefatter systemer for selektiv operasjon av nevnte ventiler, barriereele menter og/eller aktuatorer, hvor minst ett systemelement kan opereres uavhengig av andre systemelementer.

Det kan videre tenkes en fremgangsmåte for å operere elementer som for eksempel ventiler, barriereelementer og aktuatorer som angår brønnhullsverktøy, hvor fremgangsmåten innbefatter systematikk for selektiv operasjon av nevnte ventiler, barriereelementer og/eller aktuatorer, hvor minst ett systemelement opereres uavhengig av andre systemelementer.

I det følgende beskrives ikke-begrensende eksempler på foretrukne utførelser i de medfølgende tegninger, i hvilke: Fig. la viser skjematisk et parti av en områdepakning iføl-ge kjent teknikk; Fig. lb viser skjematisk et parti av en områdepakning i henhold til en foretrukket utførelse av oppfinnelsen; Fig. 2 viser skjematisk og i større målestokk et bunnsetteelement i områdepakningen i henhold én utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Fig. 3a og 3b viser hver, i mindre målestokk, en systemmodul som anvendes i en foretrukket utførelse for inngrep med en lang områdepakning i en undervannsbrønn; Fig. 4 viser i mindre målestokk et utgangstrinn i en inn-grepsprosess når en lang områdepakning senkes gjennom vann i rom sjø; Fig. 5 viser, i hovedsakelig samme skala som i figurer 3a og 3b, et første trinn i systemutsetting, det vil si å bringe områdepakningen fra den marine omgivelse inn i den trykksatte brønnomgivelse; Fig. 6 viser et andre trinn i systemutsetting; Fig. 7 viser et tredje trinn i systemutsetting; Fig. 8a og 8b viser systeminstallasjon i brønnens nedihullsdel; Fig. 9 viser en installert områdepakning i en produserende

brønn; og

Fig. 10a og 10b viser gjenvinning av hoveddelen av setteverk-tøyet for en foretrukket utførelse av oppfinnelsen fra brønnen.

I figurene er samme eller liknende komponenter betegnet med samme henvisningstall.

Figurene la og lb anskueliggjør på en skjematisk måte et to-talsystem henholdsvis i henhold til kjent teknikk og i henhold til en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, for å forenkle beskrivelsen av nyskapende aspekter. Både figur la og figur lb beskriver en områdepakning 1 (henvisningstall 1' for kjent teknikks områdepakning), som er forsynt med et topp-pakningselement 2, et bunnpakningselement 3 og et anker 4. Andre elementer som vites tilknyttet områdepakninger, som for eksempel tilleggsforankringsmoduler og/eller ekspansjonsskjø-ter er ikke vist i figurene la og lb, men en person med kjennskap til faget vil lett forstå at slike moduler så vel som andre systemmoduler i og for seg kan innbefattes i en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Områdepakningene 1 og 1' i figurene la og lb er begge klargjort for setting.

I utførelsen av områdepakningen 1 ifølge den foreliggende oppfinnelse vist i figur lb, omfatter et i og for seg sette-verktøy 100, toppseksjonen 5, en sammenfoldbar stamme 9 og en gjennommatingsstang 8 med begrenset lengde. Kabelhodet 6 og kabelen 7 er også anskueliggjort for å gi omrisset av den komplette brønnserviceverktøystreng. Et viktig særtrekk ved oppfinnelsen er at i denne foretrukne utførelse omfatter set-teverktøysystemet for områdepakningen mer enn én setteenhet/- element, og at nevnte setteelementer kan opereres uavhengig av hverandre. For utførelsen som er beskrevet i figur lb, er i og for seg setteverktøyets toppseksjon 5 forankret til områdepakningens 1 øvre seksjoner ved hjelp av en sammenfoldbar stamme 9 via gjennommatingsstangen 8 med begrenset lengde. I motsetning til kjent teknikks områdepakning 1' som benytter en lang gjennommatingsstang 8' som hovedsakelig er av samme lengde som områdepakningen 1, løper gjennommatingsstangen 8 for områdepakningen 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse bare gjennom områdepakningens 1 toppseksjon. Særtrekket med at selve setteverktøyets 100 aksielle lengde LI er betydelig kortere enn områdepakningens 1 aksielle lengde L2 er ett vesentlig trekk ved den foreliggende oppfinnelse.

Fortrinnsvis, for denne utførelse av oppfinnelsens områdepakning 1, er den aksielle lengde LI på selve setteverktøyet 100 mindre enn tre firedeler av områdepakningens 1 aksielle lengde L2.

Mer fortrinnsvis, for denne utførelse av oppfinnelsens områdepakning 1, er den aksielle lengde LI på selve setteverktøy-et 100 mindre enn en halvdel av områdepakningens 1 aksielle lengde L2.

Mest fortrinnsvis, for denne utførelse av oppfinnelsens områdepakning 1, er den aksielle lengde LI på selve setteverktøy-et 100 mindre enn en firedel av områdepakningens 1 aksielle lengde L2.

I den viste utførelse er det et bunnsettingselement 10 i områdepakningens 1 bunnseksjon. Bunnsettingselementet 10 brukes for setting av bunnpakningselementet 3. For setting av områdepakningen 1, er setteverktøyets 100 toppseksjon 5 forsynt med en sender 11 av et trådløst signal som brukes for overfø-ring av en aktiveringskommando 12 til bunnsettingselementet 10 for å sette dette inn ved hjelp av ekspansjon. Bunnsettingselementet 10 er forsynt med en mottaker- og aktiverings-enhet 14 som detekterer den mottatte settekommando 13, oversetter den som i og for seg kjent, og initierer settesekvensen for bunnpakningselementet 3.

I utførelsen som er vist i figur lb, er bunnsettingselementet 10 en sentrert innretning, det vil si at bunnsettingselementet 10 er hovedsakelig koaksialt med områdepakningen.

Bunnsettingselementet 10 kunne konstrueres for å forsvinne ved hjelp av desintegrering, mekanisk tilbaketrekking eller andre midler som i seg selv er kjent, etter at bunnpakningselementet 3 er satt.

I en annen utførelse av oppfinnelsen som er vist i figur 2, er bunnsettingselementet 10 bygget inn i områdepakningens 1 vegg. I denne utførelsen kan bunnsettingselementet 10 betrak-tes som et setteverktøy som er avhengig av at selve sette-verktøyet 100 omfatter kommunikasjonsmidler. Videre, i andre utførelser av oppfinnelsen, kunne setteverktøyets toppseksjon 5 være av samme type som bunnsetteelementet 10 og tilknyttet liknende kommunikasjons- og aktiveringsmidler. Videre kunne anker(e) 4 tilknyttes liknende kommunikasjons- og aktiveringsmidler. I en generell utførelse kan alle elementer som skal opereres (pakningselementer, ankere, ventiler etc.) opereres delvis eller helt uavhengig av andre elementer som skal opereres, ved bruk av liknende type av setteelement 10 som er tilknyttet liknende kommunikasjons- og aktiveringsmidler.

I én utførelse av oppfinnelsen danner bunnelementet 10 en tetning mot områdepakningens 1 indre vegg slik at fluider ikke kan strømme inn i områdepakningen 1 nedenfra under ut-settingen i en undervannsbrønn. Dette trekk kan måtte kreves ved undervannsutsettelsesoperasjoner hvor trykktetninger mellom det potensielt høytrykks brønnhull og de marine omgivel-ser på utsiden av brønnhodet kan være en nødvendighet. I enda en annen utførelse av oppfinnelsen kan slike tetningskrav oppfylles ved hjelp av en tetningsfunksjon mellom setteverk-tøyet 100 og områdepakningens 1 toppseksjon. En person med kjennskap til faget vil være fortrolig med måter for å oppnå en slik tetning. Av denne grunn er ikke tetningselementer vist detaljert i tegningene.

Figur 2 anskueliggjør en alternativ utførelse av områdepakningens 1 bunnsetteelement 10. Bemerk at bare et parti av områdepakningens 1 vegg som befinner seg på høyre side av områdepakningens 1 senterlinje er vist i figur 2. I denne utførelse leser mottaker 14 den mottatte settekommando 13. En elektronisk modul 21 utspør mottakeren 14 for å tyde regist-reringer fra sensoren/mottakeren 14. Når det er en klar på-visning av et aktiveringssignal, det vil si en initierings-kommando, sender elektronikken et signal/impuls for å fyre av en detonator 22 som igjen antenner en pyroteknisk ladning 23

som er tilpasset for å passe i en slisse i områdepakningens 1 vegg. Idet den pyrotekniske ladning 23 brenner, genererer den gass som utøver et stort trykk på et stempel 24. Stempelet 24 presses nedover og skyver et fluid, som for eksempel hydrau-likkolje, nedover. Deretter presser nevnte fluid 25 et kile-formet element 26 nedover og driver dette til å sette et pakningselement 3 mot produksjonsrørveggen 27. Alternativt erstattes det kileformede element 26 ved hjelp av et alterna-ivt element med liknende funksjon - det vil si å komprimere og understøtte bunnpakningselementet. Mottakeren 14 og til-

knyttet elektronikkmodul 21 drives ved hjelp av energi fra en batterimodul 28.

Når det videre gjelder figur 2, så anskueliggjør denne bare én av flere måter å konstruere et system på som setter (i dette tilfelle) det nedre pakningselement 3 av områdepakningen (eller aktiverer et hvilket som helst element i en generell anvendelse). Andre mulige fremgangsmåter som kunne anvendes innebærer: • Et sekundært, termisk batteri som opererer en motor som i sin tur anvender kraft på de mekaniske komponenter som tvinger det nedre pakningselement 3 til å sette seg. • En pilotventil eller liknende som utsetter et "kraftkammer" for brønnfluider som i sin tur arbeider mot et atmosfærisk kammer for å skape de nødvendige kref-ter for å operere mekaniske komponenter som tvinger det nedre pakningselement 3 til å sette seg. • En pilotventil eller liknende som utsetter et "kraftkammer" for et høytrykks gassreservoar som utgjør del av verktøykonstruksjonen, som i sin tur arbeider mot et atmosfærisk kammer for å skape de nødvendige kref-ter for å operere mekaniske komponenter som tvinger det nedre pakningselement 3 til å sette seg. • Hvilken som helst relevant fremgangsmåte for direkte og/eller indirekte å generere en kraft på et pakningselement på en autonom måte. • Hvilken som helst kombinasjon av de ovennevnte fremgangsmåter, kombinert med en ventil eller annen bar-rieretype (som indikert ved hjelp av bunnsetteelement 10 i figur lb) som befinner seg i områdepakningens 1 bunnseksjon, hvor nevnte ventil/barriere åpner eller "forsvinner" på andre måter etter en endelig setting av bunnpakningselementet. • En pumpe som blåser opp det nedre pakningselement ved hjelp av å pumpe brønnfluider inn i det nedre pakningselement 3 ved bruk av et innebygget reservoar. • Hvilken som helst fremgangsmåte for setting av et pakningselement som i seg selv er kjent.

• Selvsvulmende pakninger.

Figurene 3a og 3b anskueliggjør en foretrukket utførelses to vesentlige systemmoduler for setting av en lang områdepakning 1 i en undervannsbrønn.

Apparatet som er vist i figur 3a er bare en foretrukket utfø-relse av oppfinnelsen som er fremlagt i NO 20051257, inkludert de følgende moduler og komponenter: • Undervannsutsettings lubrikatormodul (SDLM) 31 som omfatter en dynamisk tetning 32, en antiutblåsingsinnretning 33 og spyleledninger 34a og 34b. • Nedre stigerørspakke (LRP) 35 som omfatter testventi-ler (sluseventiler) 36a og 36b og et sikkerhetshode (skjærventil) 37. • Et avhengingsrørstykke 38 som omfatter en avhengings-profil 39 (ikke spesifikt anvendt for denne anvendelse, men en antatt generell komponent i sjøbunnsstak-ken for operasjoner som inneholder SDLM'en 31).

• Brønnhodet 3 00.

• En liten seksjon av lubrikatorstigerør 301 (behøver ikke benyttes verken i en foretrukket utførelse av denne oppfinnelse eller i oppfinnelsen som er fremlagt i NO20051257). • LRP'en er i dette eksempel også tilknyttet en drepe-ledning 302.

Figur 3b viser skjemaet for en foretrukket områdepakning 1 som skal brukes i forbindelse med SDLM'en 31 og andre under-vannsstakkomponenter som er vist i figur 3a. Som det også er beskrevet for figur lb, er områdepakningen 1 forsynt med et topp-pakningselement 2, et bunnpakningselement 3 og et anker 4. Selve setteverktøyet 100 omfatter en toppseksjon 5, en sammenfoldbar stamme 9 og en gjennommatingsstang 8 med begrenset lengde. Kabelhodet 6 og kabelen 7 er også anskueliggjort. I bunnen av områdepakningen 1 er det et bunnsetteelement 10 som brukes for å sette inn bunnpakningselementet 3. Selve setteverktøyets 100 toppinsettingselement 5 er forsynt med en sender 11 av et trådløst signal som brukes for overfø-ring av en settekommando 12 (se figur lb) til bunnsetteelementet 10. Det sistnevnte er forsynt med en mottaker- og ak-tiver ingsenhet 14 som oppfanger den mottatte settekommando 13 (se figur lb), oversetter den og initierer settesekvensen for bunnpakningselementet 3. I denne utførelse av oppfinnelsen er bunnsetteelementet 10 bygget inn i områdepakningens 1 vegg.

En person med kjennskap til faget vil forstå at for alternative utførelser kunne senderen 11 befinne seg andre steder enn på selve setteverktøyets 100 toppsetteelement 5, som en egen modul eller som del av andre systemmoduler. Dette er ikke beskrevet nærmere i dette dokument.

I andre utførelser av oppfinnelsen er senderen 11 og mottakeren 14 erstattet av sendere/mottakere. På denne måte kan man, ved hjelp av toveis kommunikasjon og/eller passiv overvåking av parametere som vedrører aktiveringen, få en virkelig til-bakemelding om at bunnsetteelementet har mottatt settekomman-doen 12 og utført settingen. I enda en annen utførelse av oppfinnelsen innbefatter senderen/mottakeren, som befinner seg i toppsetteelementet, en sensor som kan registrere enhver indikasjon på at settingen har funnet sted. Et eksempel på slikt er en kvartskrystallsensor som "hører" etter lyden som skapes ved detoneringen, for eksempel tennsatsen 22 som er vist i figur 2.

Figur 4 anskueliggjør et begynnerstadium for en undervanns intervensjonsprosess fra et RLWI-fartøy. Nærmere bestemt så anskueliggjør figur 4 prosessen med å senke en lang område-pakningsammenstilling 1 gjennom vannet i rom sjø. Et overfla-tefartøy 41 som er skreddersydd for brønnintervensjon uten stigerør (RLWI) brukes i forbindelse med en sjøbunnsstakk 42 som omfatter en SDLM 31, en LRP 35, et avhengingsrør 38 og, i denne utførelse, en liten seksjon av lubrikatorstigerør 301 for å sette ut en lang områdepakning 1 inn i undervannsbrøn-nen 43. Det bør bemerkes at på det gitte stadium i utset-tingssekvensen er nedihullssikkerhetsventilen 44 i under-vannsbrønnen 43 lukket og trykket over den er blødd av. For å tilveiebringe den nødvendige mengde brønnbarrierer, er også testventilene (sluseventiler) 36a og 36b lukket.

Trinn som kreves for spyling, trykkprøving samt overvåking av parametere beskrives ikke i detalj her. Imidlertid vil enhver person som har kjennskap til faget kjenne til behovet for slike handlinger så vel som den mest passende plassering av angjeldende systemkomponenter og også den mest relevante ope-rasjonssekvens med hensyn til disse handlinger. Spylings-, trykkprøvings- og overvåkingssystemer kan plasseres hvor som helst på sjøbunnsstakken, for eksempel bygges inn i SDLM'en 31, LRP'en 35, avhengingsrørstykket 38 eller annet sted eller kombinasjon av steder.

Figur 5 anskueliggjør det første systemutsettingstrinnet, det vil si å bringe områdepakningssammenstillingen 1 fra den marine omgivelse og inn i den trykksatte brønnomgivelse. Så snart områdepakningssammenstillingens 1 bunn kommer inn i sjøbunnsstakken 42, utføres en posisjoneringsprosedyre for å posisjonere bunnpakningselementet 3 og bunnsetteelementet 10 riktig med hensyn på testventilene (sluseventilene) 36a og 36b og den dynamiske tetning 32, og SDLM'ens antiutblåsingsinnretning 33. Nevnte posisjonering utføres på en i og for seg kjent måte.

Etter å ha plassert områdepakningen 1 riktig, går den dynamiske tetning 32 og SDLM'ens 31 antiutblåsingsinnretning 33 i inngrep med områdepakningens 1 produksjonsrørvegg. En person med kjennskap til faget vil forstå at det er av viktighet at intet mekanisk inngrep gjøres med bunnpakningselementet 3 og bunnsetteelementet 10, for å unngå skade på disse. Derfor ut-føres en riktig posisjoneringsprosedyre før inngrep. I andre utførelser av oppfinnelsen er imidlertid bunnpakningselementet 3 og bunnsetteelementet 10 bygget robuste nok eller med tilstrekkelig beskyttelse til å tillate mekanisk inngrep med disse seksjoner også, og redusere kravene til den strenge posisjonering av områdepakningen 1.

Figur 6 anskueliggjør det andre trinn i systemutsettingen. Etter de krevde spylings-, trykkprøvings- og overvåkingshand-linger, åpnes testventilene (sluseventiler) 36a og 36b og områdepakningen 1 senkes inn i brønnhullet. Senkeoperasjonen stoppes før ankeret 4 kommer inn i SDLM'ens 31 dynamiske tetning. Det er viktig å stoppe på et slikt sted da ankeret 4 kunne forårsake skade på den dynamiske tetning 32 hvis det senkes inn i denne. En slik hendelse kunne også forårsake et brudd på barrierekravene. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er posisjoneringssystemer og/eller andre "stopp"-systemer innbefattet for å forenkle riktig posisjonering av ankeret 4 i forhold til den dynamiske tetning 32. Ved avslut-ning av en riktig posisjonering, bør toppen av kabelhodet 6 være kommet helt inn i lubrikatorstigerøret 301. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, er det ikke behov for lub-rikatorstigerøret da hele toppseksjonen av verktøystrengen kan komme inn i sjøbunnsstakken (det vil si inne i SDLM'ens 31 toppseksjon). Et fettinjeksjonshode 62 er montert på toppen av lubrikatorstigerøret 301. Etter at spyling, trykkprø-ving og overvåking er utført, begynner et tredje trinn i systemutsettingen som anskueliggjort i figur 7.

Figur 7 anskueliggjør en utførelse av oppfinnelsen hvor den dynamiske tetning 32 og antiutblåsingsinnretningen 33 er ra-dielt frigjort fra områdepakningen 1 hvorpå denne kjøres inn i brønnhullet for å utføre den ønskede operasjon. Figurene 8a og 8b anskueliggjør systeminstallasjon i brønnens nedihullsdel. Nærmere bestemt anskueliggjør figur 8a at områdepakningen 1 plasseres i forhold til en øvre, perforert seksjon 80 ved å rette inn bunnpakningselementet 3 med en ikke-perforert seksjon 80' i et f6ringsrør/forlengelsesrør 81. Den ikke-perforerte seksjon 80' befinner seg nedenfor nevnte perforerte seksjon 80. Toppakningselementet 2 og ankeret 4 innrettes med en ikke-perforert seksjon 80'' i brønnens forings-rør/forlengelsesrør 81, over den perforerte seksjon 80. Således innrettes områdepakningen 1 for å helt sperre av og isolere perforeringen 80. Figur 8b anskueliggjør områdepakningen 1 etter setting/inngrep av bunnpakningselement 3, toppakningselement 2 og anker 4. Figur 8b anskueliggjør også utsendelse av et trådløst aktiveringssignal 12 fra senderen 11 i setteverktøyets 100 toppseksjon 5. Aktiveringssignalet 12 mottas som signal 13 av mottaker- og aktiveringsenheten 14 som befinner seg i nærheten av bunnpakningselementet 3. Ved mottak av en korrekt beskjed 13, initierer og utfører mottaker- og aktiveringsenheten 14 prosessen med å sette inn bunnpakningselementet 3, enten direkte eller indirekte gjennom et bunnsetteelement 10 som anskueliggjort i figurene 1 og 2.

Som beskrevet tidligere kunne områdepakningssammenstillingen 1 omfatte mer enn ett anker 4. Særskilt ville, for en foretrukket utførelse, et bunnanker 4 istandsette en installa-sjonsprosedyre hvor bunnpakningselementet 3 og et bunnanker (ikke vist) settes inn først, hvorpå en trekktest ved hjelp av påføring av strekk i kabelen 7 utføres for å verifisere en vellykket setting av denne del av områdepakningen 1. Deretter kan topp-pakningselementet 2 og ankeret 4 settes inn. Videre brukes topp- og bunnankere vanligvis hvis en ekspansjonsskjøt er inkludert i områdepakningen 1. Slike ekspansjonsskjøter kan måtte kreves hvis forventede temperaturforskjeller i brønnen overstiger visse grenser, eller hvis områdepakningen 1 er installert over ekspansjonsskjøter i brønnen for å ordne lekkasjer. En person med kjennskap til faget ville erkjenne alle slike betraktninger, og det er ikke gitt noen ytterlige-re henvisninger her. Figur 9 anskueliggjør skjematisk en installert områdepakning 1 i en produserende brønn etter at selve setteverktøyet 100 med tilknyttede elementer er gjenvunnet og produksjon av brønnen er gjenopprettet. Som det kan ses vil nå ingen fluider produseres fra den øvre, perforerte seksjon 80, mens fluider fra den lavereliggende sone 91 produseres gjennom områdepakningen 1. Figur 10 anskueliggjør gjenvinning av setteverktøysammenstil-lingen fra brønnen. Figur 10 viser selve setteverktøyet 100 og hjelpemidler etter gjenvinning inn i sjøbunnstakkens 42 toppseksjon. Videre viser figuren sjøbunnstakkens nedre ende. Etter gjenvinning og positiv indikasjon på at hele områdepakningens settestreng 101 befinner seg i en avgrenset toppseksjon i sjøbunnstakken 42, stenges ventilene 36a og 36b. Derpå utføres passende spylings-, trykkprøvings- og overvåkings-handlinger før fettinjeksjonshodet 62 frakoples. Deretter re-verseres relevante trinn som er beskrevet i de foranstående seksjoner for å gjenvinne pakningssettestrengen 101 og sjø-bunnstakken 42 til overflaten og derved sluttføre installa-sjonsoperasjonen for områdepakningen.

Claims

1. Anordning for isolering av en seksjon av et brønnhull, hvor anordningen innbefatter en områdepakning (1) og tilknyttede systemer (100, 10) for selektiv setting av minst ett øvre pakningselement (2), minst ett nedre pakningselement (3) og minst én forankringsanordning (4) for områdepakningen (1),karakterisertved at minst ett setteelement (10) for områdepakningen (1) opereres uavhengig av andre setteelementer.

2. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat setteelementet (10) styres ved hjelp av et trådløst kommunikasjonsmiddel (11, 14).

3. Anordning i henhold til krav 2,karakterisert vedat det trådløse kommunikasjonsmidlet (11, 14) innbefatter minst én sender og minst én mottaker og/eller minst én sender/mottaker.

4. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat setteverktøyets (100) aksielle lengde LI er mindre enn områdepakningens (1) aksielle lengde L2.

5. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat setteverktøyets (100) aksielle lengde LI er mindre enn tre firedeler av områdepakningens (1) aksielle lengde L2.

6. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat setteverktøyets (100) aksielle lengde LI er mindre enn en halvdel av områdepakningens (1) aksielle lengde L2.

7. Anordning i henhold til krav 4,karakterisert vedat setteverktøyets (100) aksielle lengde LI er mindre enn en firedel av områdepakningens (1) aksielle lengde L2.

8. Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat minst ett separat setteelement (10) er integrert i et parti av en rørformet kropp av områdepakningen (1).

9. Fremgangsmåte for å isolere en seksjon av et brønn-hull, hvor fremgangsmåten innbefatter å sette inn en områdepakning (1) ved å bruke et system for selektivt å sette inn minst ett øvre pakningselement (2), minst ett nedre pakningselement (3) og minst én forankringsanordning for områdepakningen (1),karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter å operere minst ett av setteverktøyets (1) setteelementer (10) uavhengig av andre setteelementer.

10. Fremgangsmåte i henhold til krav 9,karakterisert vedå styre det minst ene separate setteelement (10) ved å anvende et trådløst kommunikasjonsmiddel (11, 14) .

11. Fremgangsmåte i henhold til krav 9,karakterisert vedå tilveiebringe et setteverktøy (100) som har en aksiell lengde som er betydelig mindre enn områdepakningens (1) aksielle lengde.