NO333111B1

NO333111B1 - System and method for handling a group of valves

Info

Publication number: NO333111B1
Application number: NO20111679A
Authority: NO
Inventors: Roger Antonsen; Kristoffer Braekke; Geir Lunde
Original assignee: I Tec As
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-03-04
Also published as: EP2463477B1; CA2761477C; NO2463477T3; EP2463477A1; CA2761477A1; NO20111679A1

Abstract

Et ventilsystem som sørger for væskestrømning gjennom radiale åpninger anordnet langs en aksial lengde av et rør. Røret omfatter minst én ventilgruppe som inneholder minst to ventiler som betjenes av en fallkule. En innsats 302, f.eks. av standard stål, anordnet i en hardere liner eller fôring 301 i åpningen, sørger for en liten mellomåpning for i det minste den tiden det tar å åpne alle de gjenværende ventiler i gruppen. Den lille åpningen begrenser trykkfallet over ventilen. Når alle ventiler er åpne, er innsatsen 302 erodert bort av et slipende materiale, f.eks. et slam eller slurry brukt for hydraulisk frakturering eller oppsprekking, og permanente fullåpninger blir opprettet eller dannet.A valve system which provides fluid flow through radial openings arranged along an axial length of a pipe. The pipe comprises at least one valve group containing at least two valves operated by a ball. An insert 302, e.g. of standard steel, arranged in a harder liner or liner 301 in the opening, provides a small intermediate opening for at least the time it takes to open all the remaining valves in the group. The small opening limits the pressure drop across the valve. When all valves are open, the insert 302 is eroded away by an abrasive material, e.g. a sludge or slurry used for hydraulic fracturing or cracking, and permanent full openings are created or formed.

Description

Bakgrunn av oppfinnelsen Background of the invention

Oppfinnelsens område Field of the invention

[0001] Den foreliggende oppfinnelse vedrører et ventilsystem og en fremgangsmåte som sørger for fluid- eller væskestrømning mellom innsiden og utsiden til en rørledning eller et produksjonsrør gjennom flere radiale åpninger anordnet langs en aksial lengde av røret. Oppfinnelsen tillater at flere ventiler åpnes av én fallkule eller droppball, og dette vil kunne anvendes for å utvinne hydrokarboner fra undergrunnsformasjoner. [0001] The present invention relates to a valve system and a method which ensures fluid or liquid flow between the inside and the outside of a pipeline or a production pipe through several radial openings arranged along an axial length of the pipe. The invention allows several valves to be opened by one drop ball or drop ball, and this could be used to extract hydrocarbons from underground formations.

Kjent og nærliggende teknikk Known and nearby technique

[0002] En undergrunnsformasjon som inneholder hydrokarboner består av minst ett lag av myk eller frakturert bergart som inneholder hydrokarboner, som videre skal bli kalt et produksjonslag. Hvert produksjonslag må være dekket av et lag av ugjennomtrengelig eller tett bergart som hindrer at hydrokarbonene skal lekke eller strømme ut. Produksjonslagene i et olje- eller gassfelt er kjent under fellesbetegnelsen: et reservoar. En produksjonsbrønn som strekker seg gjennom reservoaret, er konvensjonelt delt opp i produksjonssoner, én eller flere produksjonssoner per produksjonslag. En produksjons-brønn kan strekke seg flere tusen meter loddrett eller vertikalt gjennom formasjonen og kan kobles til horisontale grener som strekker seg opptil flere kilometer gjennom et produksjonslag. Én eller flere injeksjonsbrønner kan være anordnet i en avstand fra produksjonsbrønnen(e) i et felt. Injeksjonsbrønnene kan brukes til å pumpe inn vann, saltvann (saltlake / saltoppløsning) eller gass i formasjonen for å øke trykket. Tilsetningsstoffer, slik som syre(r), løsningsmidler eller surfaktanter, kan tilsettes til væsken eller fluidet for å øke produksjonen av hydrokarboner i prosesser som er kjent som "stimulering av en sone". [0002] An underground formation containing hydrocarbons consists of at least one layer of soft or fractured rock containing hydrocarbons, which shall further be called a production layer. Each production layer must be covered by a layer of impermeable or dense rock that prevents the hydrocarbons from leaking or flowing out. The production layers in an oil or gas field are known under the common term: a reservoir. A production well that extends through the reservoir is conventionally divided into production zones, one or more production zones per production layer. A production well can extend several thousand meters vertically or vertically through the formation and can be connected to horizontal branches that extend up to several kilometers through a production layer. One or more injection wells can be arranged at a distance from the production well(s) in a field. The injection wells can be used to pump water, salt water (brine / salt solution) or gas into the formation to increase the pressure. Additives, such as acid(s), solvents or surfactants, may be added to the liquid or fluid to increase the production of hydrocarbons in processes known as "stimulation of a zone".

[0003] Produksjons- og injeksjonsbrønnene og de horisontale grenene er vanligvis kledd eller foret med et stålrør sementert til formasjonen og penetrert ved produksjons-laget eller -lagene. Som kjent på området, består dette røret av seksjoner som har en avtagende diameter mens avstanden fra overflaten øker. I denne søknaden, skilles det ikke mellom en liner og en foring / foringsrør ("casing"). Det vil si at alle stålrør langs et borehull i det følgende vil bli kalt "foringsrør" ("casing"). Et produksjonsrør eller stigerør (riser) med en mindre diameter er anordnet inne i foringsrøret til en produksjonsbrønn og brukes for å transportere til overflaten en formasjonsvæske som vanligvis består av en blanding av olje, vann og gass. Stålrør med ulike diametre og brukt som foringsrør ("casing"), produksjonsrør eller stigerør (risere), er kjent som rør eller rørledning. [0003] The production and injection wells and the horizontal branches are usually cased or lined with a steel pipe cemented to the formation and penetrated at the production layer or layers. As is known in the art, this tube consists of sections that have a decreasing diameter as the distance from the surface increases. In this application, no distinction is made between a liner and a casing. This means that all steel pipes along a borehole will be called "casing" in the following. A production pipe or riser (riser) with a smaller diameter is arranged inside the casing of a production well and is used to transport to the surface a formation fluid which usually consists of a mixture of oil, water and gas. Steel pipes of various diameters and used as casings, production pipes or risers are known as pipes or pipelines.

[0004] Produksjonssoner kan bli separert ved hjelp av pakninger eller pakningsplugger ("packers") som forsegler eller tetter ringrommet som dannes av den ytre overflaten av et produksjonsrør og den indre overflaten av et foringsrør. Ringrommet som er dannet av borehullets vegger og den ytre omkretsen eller periferien av et foringsrør, er vanligvis forseglet med sement og noen ganger ved hjelp av åpenthullspakninger. [0004] Production zones can be separated by means of gaskets or packing plugs ("packers") that seal or seal the annulus formed by the outer surface of a production pipe and the inner surface of a casing pipe. The annulus formed by the walls of the borehole and the outer circumference or periphery of a casing is usually sealed with cement and sometimes by means of open hole packings.

[0005] Hydraulisk frakturering eller oppsprekking er en teknikk for å øke eller forbedre væskestrømningen eller-flyten fra formasjonen, hvor det hydrauliske trykket i en produksjonssone økes inntil bruddflater eller sprekker i formasjonen blir forstørret eller utvidet. Et slam eller slurry som inneholder oppsprekkingsmateriale, f.eks. sand, keramiske kuler eller lignende partikler, pumpes inn i sprekkene. Når frakturerings- eller oppsprekningstrykket blir fjernet, forblir oppsprekkingsmaterialet i sprekkene for å holde dem åpne. For denne oppfinnelsen skal det bemerkes at slammet som omfatter oppsprekkingsmateriale, f.eks. sand, keramiske kuler eller lignende partikler, som brukes for hydraulisk oppsprekking eller frakturering, er svært abrasivt eller slipende, spesielt der strømningen eller flyten av slammet eller slurry endrer retning fra en aksial retning gjennom et rør til en radial bevegelse gjennom åpninger eller porter i en ventil. Dermed kan de radiale åpningene til en ventil som brukes for hydraulisk frakturering eller oppsprekking, bli foret eller kledd med et hardt materiale, som f.eks. wolframkarbid (WC). Det skal videre bemerkes at pumper og annet utstyr for håndtering av det slipende slam eller slurry og trykk involvert i hydraulisk oppsprekking / frakturering, er lett tilgjengelig. [0005] Hydraulic fracturing or fracturing is a technique for increasing or improving fluid flow or flow from the formation, where the hydraulic pressure in a production zone is increased until fracture surfaces or cracks in the formation are enlarged or widened. A mud or slurry containing fracturing material, e.g. sand, ceramic balls or similar particles are pumped into the cracks. When the fracturing or fracturing pressure is removed, the fracturing material remains in the cracks to keep them open. For this invention, it should be noted that the sludge comprising fracturing material, e.g. sand, ceramic balls or similar particles, used for hydraulic fracturing or fracturing, are highly abrasive or abrasive, especially where the flow or flow of the mud or slurry changes direction from an axial direction through a pipe to a radial movement through openings or ports in a valve. Thus, the radial openings of a valve used for hydraulic fracturing or fracturing can be lined or lined with a hard material, such as tungsten carbide (WC). It should also be noted that pumps and other equipment for handling the abrasive mud or slurry and pressure involved in hydraulic fracturing / fracturing are readily available.

[0006] Ventiler brukes for å kontrollere flyten eller strømmen / strømningen av formasjonsvæske fra en produksjonssone til produksjonsrøret gjennom foringsrøret, eventuelt gjennom en horisontal gren. Ventiler blir også brukt for å kontrollere eller styre en injeksjonsvæske fra en injeksjonsbrønn til en sone av formasjonen som skal stimuleres. Når formasjonsvæsken fra en produksjonssone inneholder altfor mye vann til å være økonomisk bærekraftig, blir produksjonssonen stengt, vanligvis ved hjelp av ett eller flere ventiler. Ventilene blir operert eller styrt mellom åpne og lukkede, og muligens strupede eller kvalte, posisjoner ved hjelp av en rekke av teknikker, herunder bruk av wirelineverktøy, strenger av rør (rørstrenger), kveilerør, selv-propagerende verktøy, kjent som brønntraktorer, og fallkuler. Noen ventiler kan bli betjent eller operert ved å bruke separate hydrauliske regulerings- eller styringslinjer. Imidlertid vil plassen eller rommet og kostnadene som kreves for å tilveiebringe separate hydrauliske regulerings-eller styringslinjer og relativt dyre hydrauliske ventiler, innen kort tid gjøre hydraulisk opererte ventiler upraktiske for bruk i et rør eller rørledning med mange ventiler. Dette gjelder spesielt hvis ventilene skal åpnes én gang, og deretter etterlates åpne. [0006] Valves are used to control the flow or flow of formation fluid from a production zone to the production pipe through the casing, possibly through a horizontal branch. Valves are also used to control or direct an injection fluid from an injection well to a zone of the formation to be stimulated. When the formation fluid from a production zone contains far too much water to be economically sustainable, the production zone is shut off, usually by means of one or more valves. The valves are operated or controlled between open and closed, and possibly throttled or choked, positions using a variety of techniques, including the use of wireline tools, strings of tubing (pipe strings), coiled tubing, self-propagating tools known as well tractors, and drop balls . Some valves may be serviced or operated using separate hydraulic control or control lines. However, the space and cost required to provide separate hydraulic control or control lines and relatively expensive hydraulic valves will soon make hydraulically operated valves impractical for use in a pipe or pipeline with many valves. This is especially true if the valves are to be opened once and then left open.

[0007] En fallkule kan droppes / slippes eller pumpes inn i et rør eller rørledning. Når kulen eller ballen lander på et sete i en anordning, vil denne hindre ytterligere væske-strøm gjennom røret, og hydraulisk trykk vil bygges opp bak den. Dette hydrauliske trykket kan brukes til å betjene eller operere anordningen, f.eks. til å åpne en ventil. Således kan en fallkule sørge for en enkelt, billig og praktisk måte for å åpne en ventil. Den krever ikke dyrt utstyr som en streng av (flere) rør (rørstreng), et kveilerør eller en brønntraktor, og den kan leveres til en anordning på kortere tid enn det tar å sette opp en streng, å sette eller føre inn et kveilerør eller for en brønntraktor å gå eller krype til anordningen. Imidlertid vil konvensjonelle fallkulesystemer bruke en fallkule per anordning, slik at en fallkule går eller passerer gjennom alle større seter i systemet før den lander på setet som den er tilsiktet eller beregnet for. For å hindre at en fallkule eller droppball blir sittende fast på et sete som denne ikke er tilsiktet eller beregnet for, vil det være en viss minste størrelsesforskjell på fallkulene i systemet. Derfor vil antallet fallkuler, og dermed antallet fallkule-opererte anordninger eller enheter, være begrenset til ca. 20 per system. [0007] A drop ball can be dropped/dropped or pumped into a pipe or pipeline. When the sphere or ball lands on a seat in a device, this will prevent further fluid flow through the tube, and hydraulic pressure will build up behind it. This hydraulic pressure can be used to operate or operate the device, e.g. to open a valve. Thus, a drop ball can provide a simple, cheap and practical way to open a valve. It does not require expensive equipment such as a string of (multiple) pipes (pipe string), a coiled pipe or a well tractor, and it can be delivered to a device in less time than it takes to set up a string, to set or insert a coiled pipe or for a well tractor to walk or crawl to the device. However, conventional drop ball systems will use one drop ball per device, so that a drop ball travels or passes through all major seats in the system before landing on the seat for which it is intended or intended. To prevent a drop ball or drop ball from getting stuck on a seat for which it is not intended or calculated, there will be a certain minimum size difference between the drop balls in the system. Therefore, the number of drop balls, and thus the number of drop ball-operated devices or units, will be limited to approx. 20 per system.

[0008] I et reservoar som dette nevnt ovenfor, kan væske eller fluid, f.eks. sjøvann eller CO2, pumpes inn i et produksjonslag fra en injeksjonsbrønn. Den injiserte væske tvinger ideelt hydrokarbonene, foran denne, inn i et produksjonsrør, f.eks. en horisontal gren eller en forseglet eller tettet produksjonssone i en produksjonssone, og videre gjennom et stigerør eller riser opp til overflaten. I virkeligheten vil strømmen av injisert væske følge den enkleste vei eller bane til den nærmeste utgang gjennom en ventil i en horisontal eller vertikal rørledning eller rør, idet det muligens vil bli etterlatt en betydelig mengde av attraktive hydrokarboner inne i dødsoner forbigått av den enkleste vei eller bane. Innretninger som overvåker formasjonsvæsken fra denne sonen vil med nøyaktighet oppdage et gjennombrudd av injisert væske. Et gjennombrudd av injisert væske kan føre til en beslutning om å stenge ned produksjonssonen, dvs. å hindre at mer formasjonsvæske som strømmer fra sonen, kommer inn i produksjonsrøret eller riseren / stigerøret, for således å forlate permanent verdifulle hydrokarboner i dødsonen i formasjonen. [0008] In a reservoir such as this mentioned above, liquid or fluid, e.g. seawater or CO2, is pumped into a production layer from an injection well. The injected fluid ideally forces the hydrocarbons, ahead of it, into a production pipe, e.g. a horizontal branch or a sealed or sealed production zone within a production zone, and further through a riser or riser to the surface. In reality, the flow of injected fluid will follow the easiest path or path to the nearest exit through a valve in a horizontal or vertical pipeline or tube, possibly leaving behind a significant amount of attractive hydrocarbons inside dead zones bypassed by the easiest path or lane. Devices that monitor the formation fluid from this zone will accurately detect a breakthrough of injected fluid. A breakthrough of injected fluid may lead to a decision to shut down the production zone, i.e. to prevent more formation fluid flowing from the zone from entering the production pipe or riser / riser, thus permanently leaving valuable hydrocarbons in the dead zone of the formation.

[0009] Som omtalt eller indikert ovenfor, vil tjue eller mindre kule-opererte eller -betjente ventiler være mulig å ha langs en lengde av et rør eller rørledning som bruker et konvensjonelt fallkulesystem. Ettersom moderne brønnbaner eller-boringer kan strekke seg mer enn 2000 meter vertikalt og/eller horisontalt, vil den gjennomsnittlige avstand mellom ball- eller kule-opererte eller-betjente ventiler dessuten overstige 100 meter, noe som allikevel vil utgjøre ganske store dødsoner. [0009] As discussed or indicated above, twenty or less ball-operated or operated valves would be possible to have along a length of pipe or pipeline using a conventional drop ball system. As modern well paths or boreholes can extend more than 2,000 meters vertically and/or horizontally, the average distance between ball or ball-operated or operated valves will also exceed 100 meters, which will still constitute fairly large dead zones.

[0010] US 2010/0122817 A1 beskriver en brønnhullbetjeningsanordning omfattende: et rørformet hus med flere porter, en hylse som er bevegelig med hensyn til huset, der hylsen omfatter et flertall av hylseporter som selektivt sørger for en fluidstrømningsbane mellom de flere husportene og flertallet av hylseporter og en offerdyse i fluidkommuni-kasjon med minst én av de flere husportene og flertallet av hylseporter. Patentpublika-sjonen angir også en fremgangsmåte for å betjene et brønnhull. US 4,360,063 beskriver en fremgangsmåte og en ventil for strømkontroll og som er egnet for bruk i en injise-ringsbrønn. US-patentsøknad 12/705,428 "Ekspanderbart ballsete", overdratt til i-Tec AS og heri innlemmet ved referanse i sin helhet, beskriver et system for drift eller betjening av flere enheter eller anordninger ved å bruke kun én fallkule. Dette systemet kan således tillate bruk av et større antall kule-opererte eller -betjente ventiler i de ulike brønnboringer eller rør, sammenlignet med konvensjonelle systemer. Imidlertid, i mot-setning til andre kule-betjente anordninger i en brønn, vil en ventil som sørger for væskestrømning mellom formasjonen og en sentralboring i et rør redusere det hydrauliske trykket i boringen med en gang denne blir åpnet og væske begynner å strømme fra boringen gjennom radiale åpninger til formasjonen. Imidlertid er dette hydrauliske trykk påkrevet for å åpne neste ventil, og trykkfallet må kompenseres for å åpne neste ventil ved å bruke en fallkule. Når to ventiler er åpne, må en enda større trykkfall bli kompensert for å åpne den tredje ventilen, osv. I et system designet for å sørge for en god flyt eller strømning av formasjonsvæsker eller -fluider inn i en rør-ledning eller rør, bør ventilene helst ha store radiale eller radielle åpninger, eller dyser, slik at hver ventil har en tendens til å bidra med et tilsvarende stort trykkfall mens denne blir åpnet. Dette i sin tur kan begrense antallet ventiler som driftes eller betjenes av en fallkule i et rør. [0010] US 2010/0122817 A1 describes a wellbore control device comprising: a tubular casing with multiple ports, a casing which is movable with respect to the casing, the casing comprising a plurality of casing ports which selectively provide a fluid flow path between the plurality of casing ports and the plurality of sleeve ports and a sacrificial nozzle in fluid communication with at least one of the plurality of housing ports and the plurality of sleeve ports. The patent publication also specifies a method for operating a wellbore. US 4,360,063 describes a method and a valve for flow control and which is suitable for use in an injection well. US Patent Application 12/705,428 "Expandable Ball Seat", assigned to i-Tec AS and herein incorporated by reference in its entirety, describes a system for operating or operating multiple devices or devices using only one drop ball. This system can thus allow the use of a larger number of ball-operated or ball-operated valves in the various well bores or pipes, compared to conventional systems. However, in contrast to other ball-operated devices in a well, a valve that provides fluid flow between the formation and a central borehole in a pipe will reduce the hydraulic pressure in the borehole once it is opened and fluid begins to flow from the borehole through radial openings to the formation. However, this hydraulic pressure is required to open the next valve, and the pressure drop must be compensated to open the next valve by using a drop ball. When two valves are open, an even greater pressure drop must be compensated to open the third valve, etc. In a system designed to provide a good flow or flow of formation fluids or fluids into a pipeline or tubing, the valves preferably have large radial or radial openings, or nozzles, so that each valve tends to contribute a correspondingly large pressure drop while it is being opened. This in turn can limit the number of valves operated or serviced by a drop ball in a pipe.

[0011] Derfor er et hovedformål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en rørledning eller rør med et stort antall av ventiler og samtidig unngå dyre ventiler, hydrauliske reguleringslinjer og/eller kostbar produksjonstid brukt for drift eller betjening av ventilene ved hjelp av vaierlinje- eller wirelineverktøy, strenger, brønntraktorer, osv. Et ytterligere formål er å håndtere trykkfallet forbundet med å åpne en ventil, dermed redusering av det hydrauliske trykket tilgjengelig for å åpne neste ventil ved hjelp av en fallkule. [0011] Therefore, a main object of the present invention is to provide a pipeline or pipe with a large number of valves and at the same time avoid expensive valves, hydraulic control lines and/or expensive production time used for operating or servicing the valves by means of wireline or wireline tools , stringers, well tractors, etc. A further purpose is to manage the pressure drop associated with opening a valve, thus reducing the hydraulic pressure available to open the next valve by means of a drop ball.

Sammendrag av oppfinnelsen Summary of the invention

[0012] Dette oppnås i henhold til den foreliggende oppfinnelse ved å tilveiebringe et ventilsystem som sørger for fluid- eller væskestrømning gjennom radiale åpninger anordnet eller plassert langs en aksial lengde av et rør eller rørledning, hvor minst én ventilgruppe omfatter minst to ventiler betjent av f.eks. én fallkule, der hver ventil har en lukket tilstand, en mellomtilstand som sørger for en mellomåpning for i det minste den tiden det tar å åpne alle de gjenværende ventiler i ventilgruppen, og en åpen tilstand som gir en fullstendig eller full radial åpning større enn mellomåpningen. [0012] This is achieved according to the present invention by providing a valve system which ensures fluid or liquid flow through radial openings arranged or placed along an axial length of a pipe or pipeline, where at least one valve group comprises at least two valves operated by f .ex. one drop ball, where each valve has a closed condition, an intermediate condition that provides an intermediate opening for at least the time required to open all the remaining valves in the valve group, and an open condition that provides a full or full radial opening greater than the intermediate opening .

[0013] I et annet aspekt, tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte som sørger for fluid- eller væskestrømning gjennom radiale åpninger anordnet eller plassert langs en aksial lengde av et rør eller rørledning, omfattende følgende trinn: anordning eller plassering av minst én ventilgruppe tilknyttet eller forbundet med en seksjon av røret, idet ventilgruppen omfatter minst to ventiler som betjenes av f.eks. en fallkule i røret, hvor hver ventil har et lukket tilstand, en mellomtilstand som sørger for en mellomåpning for i det minste den tiden det tar å åpne alle de gjenværende ventiler i gruppen, og en åpen tilstand som gir en fullstendig eller full radial åpning større enn mellomåpningen, idet tilstanden for hver ventil endres eller skiftes fra den lukkede tilstanden til mellomtilstanden i sin tur eller vekselvis ved å bruke fallkulen, og tilstanden for hver ventil endres eller skiftes fra mellom- til den åpne tilstand. [0013] In another aspect, the present invention provides a method that provides for fluid or liquid flow through radial openings arranged or placed along an axial length of a pipe or pipeline, comprising the following steps: arrangement or placement of at least one valve group associated or connected with a section of the pipe, the valve group comprising at least two valves which are operated by e.g. a drop ball in the pipe, where each valve has a closed state, an intermediate state that provides an intermediate opening for at least the time it takes to open all the remaining valves in the group, and an open state that provides a full or full radial opening larger than the intermediate opening, as the state of each valve is changed or changed from the closed state to the intermediate state in turn or alternately by using the drop ball, and the state of each valve is changed or changed from the intermediate to the open state.

[0014] Hovedtrekkene ved oppfinnelsen er angitt i de selvstendige krav innlemmet her. Ytterligere trekk av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav innlemmet her. [0014] The main features of the invention are indicated in the independent claims incorporated here. Further features of the invention appear from the independent claims incorporated herein.

[0015] I en foretrukket utførelsesform, tilveiebringes mellomtilstanden ved hjelp av en innsats laget av standard stål og som har en liten åpning og er satt inne i en hardere foring eller hylse eller bøssing, og endring fra mellom- til den åpne tilstanden innebærer pumping av slipende materiale gjennom innsatsen inntil den blir erodert bort. Deretter vil den hardere foring eller hylse danne en full radial åpning. Det slipende eller abrasive materiale kan være et slam eller slurry som inneholder materiale som ellers blir brukt til hydraulisk frakturering eller oppsprekking. Endelig kan ventilsystemet omfatte ett eller flere ekstra eller ytterligere ventiler for å stenge av eller ned strømning fra en gruppe av ventiler når konsentrasjonen av hydrokarboner i formasjonsvæsken som strømmer fra gruppen, faller under et forhåndsbestemt nivå. [0015] In a preferred embodiment, the intermediate state is provided by means of an insert made of standard steel and having a small opening and set inside a harder liner or sleeve or bushing, and changing from the intermediate to the open state involves pumping of abrasive material through the insert until it is eroded away. Then the harder liner or sleeve will form a full radial opening. The grinding or abrasive material can be a mud or slurry containing material that is otherwise used for hydraulic fracturing or fracturing. Finally, the valve system may include one or more additional or additional valves to shut off or down flow from a group of valves when the concentration of hydrocarbons in the formation fluid flowing from the group falls below a predetermined level.

Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

[0016] Oppfinnelsen vil bli fullstendig forklart i den følgende detaljerte beskrivelse med henvisning til de vedlagte tegninger, der tilsvarende henvisningstall refererer til lignende eller tilsvarende deler, og hvor: Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av en brønn omfattende flere soner og grener; Fig. 2A-2B viser skjematiske riss over et ventilsystem i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen; og Fig. 3 er et skjematisk riss av en dyse for bruk i en fallkule-aktivert ventil ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. [0016] The invention will be fully explained in the following detailed description with reference to the attached drawings, where corresponding reference numbers refer to similar or equivalent parts, and where: Fig. 1 is a schematic representation of a well comprising several zones and branches; Fig. 2A-2B show schematic views of a valve system according to an embodiment of the invention; and Fig. 3 is a schematic view of a nozzle for use in a drop ball actuated valve according to an embodiment of the invention.

Detaljert beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer Detailed description of the preferred embodiments

[0017] Fig. 1 er en skjematisk tverrsnittsfremstilling av en brønn som brukes til produksjon av hydrokarboner, dvs. olje og/eller gass, fra et undergrunnsreservoar. Et [0017] Fig. 1 is a schematic cross-sectional representation of a well used for the production of hydrocarbons, i.e. oil and/or gas, from an underground reservoir. One

hull eller brønnboring / brønnhull 101 er boret gjennom flere berglag i formasjonen. I fig. 1 er to produksjonslag 100 og 200 vist. Brønnboringen eller-hullet er foret med en stål-foring eller et foringsrør av stål 102 som er sementert til formasjonen. I fig. 1 inneholder produksjonslag 100 og 200 hydrokarboner, og de er atskilt av berglag som ikke inneholder hydrokarboner. Foringen eller foringsrøret 102 kan bli penetrert ved dybder som tilsvarer produksjonslagene 100 og 200, og hydraulisk frakturering eller oppsprekking kan brukes til å danne og åpne sprekker i formasjonen for å lette eller muliggjøre fluid-eller væskestrømning eller -strøm fra formasjonen inn i produksjonsbrønnen. Horisontale brønner 100 ', 100" og 200' kan forgrenes ut fra en vertikal produksjons-brønn og strekke seg flere kilometer gjennom et produksjonslag 100, 200 omfattende hydrokarboner. hole or well drilling / wellbore 101 is drilled through several rock layers in the formation. In fig. 1, two production layers 100 and 200 are shown. The wellbore or hole is lined with a steel casing or steel casing 102 which is cemented to the formation. In fig. 1 production layers contain 100 and 200 hydrocarbons, and they are separated by rock layers that do not contain hydrocarbons. The casing or casing 102 may be penetrated at depths corresponding to the production layers 100 and 200, and hydraulic fracturing or fracturing may be used to create and open fractures in the formation to facilitate or enable fluid or liquid flow or flow from the formation into the production well. Horizontal wells 100', 100" and 200' can branch out from a vertical production well and extend several kilometers through a production layer 100, 200 comprising hydrocarbons.

[0018] Et produksjonsrør 103 er tilveiebrakt i foringen eller foringsrøret 102, og den kompletterte brønnen kan deles inn i flere produksjonssoner ved bruk av pakninger eller pakningsplugger (ikke vist) til å forsegle ringrommet dannet av den ytre overflaten av produksjonsrør 103 og den indre overflate av foringsrør 102. Ventilene 110A-110C, 210A-210C ..., vist i fig.1, anordnes med forhåndsbestemt(e) avstand(er) langs den aksiale lengden av produksjonsrør 103 og styrer fluid- eller væskestrømning eller-strøm fra en formasjon 100, 200 inn i segmentet av produksjonsrøret som svarer til produk sjonssonen. Ventilene kan generelt være av forskjellig konstruksjon / design eller typer, f.eks. glidehylseventiler, spjeldventiler og kuleventiler i ulike eller forskjellige størrelser og konstruksjoner / design, og brukt til ulike formål som kjent på fagområdet. I drift kan væske eller fluid som strømmer fra flere soner (vist med piler 120) ved ulike rater, blandes og fraktes opp gjennom produksjonsrøret til overflaten 10. [0018] A production pipe 103 is provided in the liner or casing 102, and the completed well can be divided into several production zones using gaskets or packing plugs (not shown) to seal the annulus formed by the outer surface of the production pipe 103 and the inner surface of casing 102. The valves 110A-110C, 210A-210C ..., shown in Fig.1, are arranged at predetermined distance(s) along the axial length of production pipe 103 and control fluid or fluid flow or flow from a formation 100, 200 into the segment of the production pipe corresponding to the production zone. The valves can generally be of different construction / design or types, e.g. sliding sleeve valves, butterfly valves and ball valves in various or different sizes and constructions / designs, and used for various purposes as known in the field. In operation, liquid or fluid flowing from several zones (shown by arrows 120) at different rates can be mixed and transported up through the production pipe to the surface 10.

[0019] For å øke mengden og/eller raten av hydrokarboner som produseres fra en sone, kan én eller flere injeksjonsbrønner 300 tilveiebringes med en viss avstand fra produk-sjonslønnen. En injeksjonsbrønn injiserer væske inn i én eller flere soner, f.eks. for å øke trykket i reservoaret eller for å sørge for eller sette frem kjemisk(e) sammen-setninger) / kjemikalieblanding(er), og kan være laget på samme eller lignende måte som produksjonsbrønnen. Et typisk olje- eller gassfelt kan omfatte én eller flere produk-sjonslønner og null eller flere injeksjonsbrønner. [0019] To increase the amount and/or rate of hydrocarbons produced from a zone, one or more injection wells 300 can be provided at a certain distance from the production pay. An injection well injects fluid into one or more zones, e.g. to increase the pressure in the reservoir or to provide or introduce chemical composition(s) / chemical mixture(s), and may be made in the same or similar way as the production well. A typical oil or gas field may include one or more production wells and zero or more injection wells.

[0020] Som drøftet eller omtalt ovenfor, kan diverse eller ulike anordninger eller innretninger, som glidehylseventiler, spjeldventiler og kuleventiler i forskjellige størrelser og design, kan brukes til å kontrollere eller styre fluid- eller væskestrømning eller -strøm og til andre formål. Av praktiske grunner er begrepet "kule-betjent eller -operert anordning eller innretning" ment å omfatte disse og andre anordninger eller enheter som drives eller opereres hydraulisk ved hjelp av en fallkule, pilformet legeme / pilplugg ("dart") eller lignende innretning. Alle slike kule-betjente eller -opererte anordninger et sete hvor kulen, pil-legemet eller den tilsvarende eller lignende innretning kan lande på. Kule-eller ballsetet kan være et bur- eller rørformet- eller rundformet / sirkulært element plassert i et ventilarrangement eller hylse og med en ringformet krage som har en diameter som er mindre enn diameteren på kulen eller ballen, pil-legemet eller den tilsvarende eller lignende innretning som skal lande derpå. Selvfølgelig kan fallkuler i forskjellige / ulike størrelser anskaffes som i et konvensjonelt fallkulesystem. Forskjellen er at en fallkule vil passere grupper av seter som har lignende størrelser inntil denne opererer eller betjener en gruppe av ventiler i stedet for bare én enkelt innretning passert og betjent videre av konvensjonelle fallkulesystemer. [0020] As discussed or discussed above, various or different devices or devices, such as slide sleeve valves, butterfly valves and ball valves of various sizes and designs, can be used to control or control fluid or liquid flow or flow and for other purposes. For practical reasons, the term "ball-operated or -operated device or device" is intended to include these and other devices or devices that are operated or operated hydraulically by means of a falling ball, arrow-shaped body / dart plug ("dart") or similar device. All such bullet-operated or -operated devices a seat on which the bullet, arrow body or the corresponding or similar device can land. The ball or ball seat may be a caged or tubular or round/circular element placed in a valve arrangement or sleeve and with an annular collar having a diameter smaller than the diameter of the ball or ball, dart body or the like or the like device that will land on it. Of course, drop balls in different / different sizes can be acquired as in a conventional drop ball system. The difference is that a drop ball will pass groups of similarly sized seats until it operates or serves a group of valves instead of just a single device passed and further serviced by conventional drop ball systems.

[0021] Fig. 2A-2B viser en rørledning eller rør 110 som kan være en del av produk-sjonsrøret 103 og med minst én gruppe av minst to ventiler 110A-C som alle blir plassert eller anordnet inne i røret eller rørledningen langs den aksiale lengden derav og med forhåndsbestemt(e) avstand(er) fra hverandre og kan utstyres eller tilveiebringes med et utvidbart eller ekspanderbart kule- eller ballsete, for eksempel som beskrevet i US-patentsøknad 12/705,428 heri innlemmet eller inkorporert ved referanse i sin helhet, og kan således åpnes den ene etter den andre ved hjelp av én og bare én fallkule. Ventilen 110A ligger nærmest til overflaten og blir følgelig åpnet først ved hjelp av f.eks. fallkulen. I fig. 2A er ventilen 110A vist i en lukket stilling eller posisjon, mens i fig. 2B er ventilen 110A vist i en åpen stilling eller posisjon. Hver ventil 110A-110C kan omfatte midler eller innretninger som sørger for de tre tilstandene av ventilen eller minst én radial åpning deri. Når ventilen 110A blir åpnet (dvs. når de radiale åpninger eller porter til ventilen blir åpnet), f.eks. ved hjelp av fallkulen (ikke vist), vil minst én ventil-dyse 301 deri sørge for en mellomtilstand for den respektive radiale åpningen som har en radial mellomåpning for i det minste den tiden som er nødvendig for å åpne alle de gjenværende ventiler 110B-110C i ventilgruppen, og vil sørge deretter for en åpen tilstand for den respektive radiale åpningen som har en full radial åpning større enn den radiale mellomåpningen. Ifølge en utførelsesform vil en innsats 302 i ventildysen 301 (vist i fig 3), som kan være laget av f.eks. wolframkarbid (WC) og er arrangert eller anordnet i minst én av de radiale åpningene i den sylindriske ventilveggen, sørge for et lite radialt hull fra innsiden av røret eller rørledningen 110 til den omkringliggende formasjonen. De radiale åpningene, som kan omfatte dyser 301, kan anordnes eller plasseres i periferien av ventilen (f.eks. dens tubulære vegg eller hylse) med ethvert hensiktsmessig forhåndsbestemt mønster og ikke bare med mønsteret vist på tegningene. Innsatsen 302 kan være laget av f.eks. stål og kan også ha en større tykkelse på den ytre omkretsen eller periferien enn tykkelsen på delen eller området som danner det lille hullet for mellomtilstanden (fig. 3). Siden hullet er lite, begrenser det mengden av væske som strømmer gjennom det, og dermed forårsaker et forholdsvis lite trykkfall i de sentrale boringen i røret. Et mindre trykkfall kan lett bli kompensert, slik at det hydrauliske trykket forblir stort nok til å åpne ventil 11 OB som imidlertid er vist bare i en lukket posisjon eller stilling i både fig. 2A og 2B. Ventil 110B kan omfatte minst én dyse 301 som har en innsats 302 som er den samme som eller lik denne i ventil 11 OA, og som således skaper et nytt, lite trykkfall. Disse trykkfallene er laget tilstrekkelig små for at de kan bli kompensert på en relativt enkelt måte. Ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen kan nevnte endringsmidler eller -innretninger som sørger for de tre tilstandene av ventilen eller den minst ene radiale åpningen deri, være assosiert eller forbundet med ballsete- eller kulesete-arrangementet som opereres eller betjenes av fallkulen eller lignende som sørger for endring eller gjennomgang fra lukket tilstand til mellomåpent tilstand, og dysen 301 med innsatsen 302 som sørger for endring eller gjennomgang fra mellomåpent tilstand til fullåpent tilstand. Ifølge en annen utførelses-form av oppfinnelsen kan nevnte forandrings- eller endringsmidler eller -innretninger være assosiert eller forbundet med en innsats 302 som kan være en konsentrisk ring (f.eks. 301 i fig. 2B) (med tilsvarende sammenfallende eller overlappende mellomhull) som har en ytre omkrets eller periferi gripende eller satt fast inn den indre overflaten av ventilens sylinder og dekkende alle eller i det minste noen av de radiale åpninger knyttet til eller assosiert med nevne ventil, som dermed sørger for å gå eller skifte fra mellomåpent tilstand til fullåpent tilstand av nevnte ventil. I dette tilfellet kan det anordnes en utsparing eller grop i det indre område eller overflate eller vegg av ventilen tilknyttet den(de) radiale åpningen(e) for videre innplassering eller rømming av innsatsen for ytterligere å sørge for den faste inngrep eller fastholdingen og for å ikke tillate den ringformede innsatsen å skyves langs aksen av røret eller ventilen. Mellomåpningene eller -hullene til innsatsen kan være overlappende eller sammenfallende med de radiale åpningene. Alt dette betyr at innsatsen kan plasseres innenfor / inn i (f.eks. i form av en slags dyse) eller være tildekkende ovenpå (f.eks. i form av en konsentrisk ring eller sylinder) den(de) assosierte radiale åpningen(e) tilknyttet til eller forbundet med nevnte ventil og/eller dens vegg eller hylse. Det er også viktig å legge merke til at materialet som sørger for den fulle radiale åpningen (f.eks. til dysen eller den forede radiale åpningen), bør være hardere enn materialet som sørger for mellomåpningen (f.eks. til innsatsen). Fortrinnsvis skal disse materialene ikke være begrenset kun til henholdsvis wolframkarbid (WC) og stål. [0021] Figs. 2A-2B show a pipeline or pipe 110 which can be part of the production pipe 103 and with at least one group of at least two valves 110A-C which are all placed or arranged inside the pipe or pipeline along the axial the length thereof and at predetermined distance(s) from each other and may be equipped or provided with an expandable or expandable ball or ball seat, for example as described in US Patent Application 12/705,428 herein incorporated or incorporated by reference in its entirety, and can thus be opened one after the other with the help of one and only one drop ball. The valve 110A is closest to the surface and is consequently opened first by means of e.g. the falling ball. In fig. 2A, the valve 110A is shown in a closed position or position, while in fig. 2B, the valve 110A is shown in an open position or position. Each valve 110A-110C may include means or devices that provide for the three states of the valve or at least one radial opening therein. When the valve 110A is opened (ie when the radial openings or ports of the valve are opened), e.g. by means of the drop ball (not shown), at least one valve nozzle 301 therein will provide an intermediate condition for the respective radial opening having an intermediate radial opening for at least the time necessary to open all the remaining valves 110B-110C in the valve group, and will then provide an open condition for the respective radial opening which has a full radial opening greater than the intermediate radial opening. According to one embodiment, an insert 302 in the valve nozzle 301 (shown in Fig. 3), which can be made of e.g. tungsten carbide (WC) and is arranged or arranged in at least one of the radial openings in the cylindrical valve wall, provide a small radial hole from the inside of the pipe or conduit 110 to the surrounding formation. The radial openings, which may include nozzles 301, may be arranged or placed in the periphery of the valve (eg, its tubular wall or sleeve) in any suitable predetermined pattern and not only in the pattern shown in the drawings. The insert 302 can be made of e.g. steel and may also have a greater thickness on the outer circumference or periphery than the thickness of the part or area forming the small hole for the intermediate state (Fig. 3). Since the hole is small, it limits the amount of liquid that flows through it, thus causing a relatively small pressure drop in the central bore of the tube. A minor pressure drop can easily be compensated for, so that the hydraulic pressure remains large enough to open valve 11 OB which, however, is only shown in a closed position or position in both fig. 2A and 2B. Valve 110B can comprise at least one nozzle 301 which has an insert 302 which is the same as or similar to this in valve 11 OA, and which thus creates a new, small pressure drop. These pressure drops are made sufficiently small that they can be compensated for in a relatively simple way. According to an embodiment of the invention, said change means or devices which provide for the three states of the valve or the at least one radial opening therein can be associated or connected with the ball seat or ball seat arrangement which is operated or operated by the drop ball or the like which provides for change or passage from a closed state to an intermediate open state, and the nozzle 301 with the insert 302 which provides for a change or passage from an intermediate open state to a fully open state. According to another embodiment of the invention, said change or change means or devices can be associated or connected with an insert 302 which can be a concentric ring (e.g. 301 in Fig. 2B) (with correspondingly coincident or overlapping intermediate holes) having an outer circumference or periphery engaging or fixed into the inner surface of the cylinder of the valve and covering all or at least some of the radial openings associated with or associated with said valve, thereby providing for transition or change from the intermediate open condition to fully open state of said valve. In this case, a recess or pit may be provided in the inner area or surface or wall of the valve associated with the radial opening(s) for further insertion or escape of the insert to further provide for the firm engagement or retention and to do not allow the annular insert to slide along the axis of the pipe or valve. The intermediate openings or holes of the insert may overlap or coincide with the radial openings. All of this means that the insert can be placed within / into (eg in the form of a nozzle of some sort) or be overlying (eg in the form of a concentric ring or cylinder) the associated radial opening(s) ) associated with or connected to said valve and/or its wall or sleeve. It is also important to note that the material providing the full radial opening (eg for the nozzle or lined radial opening) should be harder than the material providing the intermediate opening (eg for the insert). Preferably, these materials should not be limited only to tungsten carbide (WC) and steel respectively.

[0022] Når alle ventilene blir åpnet, blir et slipende materiale passert gjennom åpningen. Det slipende materialet kan f.eks. være et slam eller slurry med ca. 5% keramiske kuler eller sand, slik som middelet eller midlene som brukes for hydraulisk oppsprekking eller frakturering. I dette tilfellet vil slammet eller slurry flyte eller strømme forholdsvis lang-somt i den sentrale boringen. Når det når eller kommer til et hull, vil hastigheten øke. Følgelig er abrasjonen mye større ved de radiale porter eller åpninger eller dyser enn i den sentrale boring. I en foretrukket utførelse, kan portene være foret eller kledd med et hardt materiale, f.eks. wolframkarbid (WC), men ikke begrenset kun til dette, som tilveiebringer de endelige åpningene. Vanlig stål kan settes inn i den harde indre overflaten. For eksempel kan den harde foringen eller lineren være en sylinder, og den eroderende stålinnsatsen kan utformes som en konsentrisk ring som har en ytre omkrets gripende i den indre harde overflaten av den harde foringen eller lineren. Tester har vist at normalt stål blir fjernet fra foringen eller lineren i løpet av 1-2 timer ved å bruke materiale(r) som ellers blir brukt til hydraulisk frakturering eller oppsprekking, som dermed sørger for den fullåpne tilstanden av de radiale åpninger. [0022] When all the valves are opened, an abrasive material is passed through the opening. The abrasive material can e.g. be a sludge or slurry with approx. 5% ceramic balls or sand, such as the agent or agents used for hydraulic fracturing or fracturing. In this case, the mud or slurry will flow or flow relatively slowly in the central bore. When it reaches or comes to a hole, the speed will increase. Consequently, the abrasion is much greater at the radial ports or openings or nozzles than in the central bore. In a preferred embodiment, the ports may be lined or clad with a hard material, e.g. but not limited to tungsten carbide (WC) which provides the final openings. Ordinary steel can be inserted into the hard inner surface. For example, the hard casing or liner may be a cylinder and the eroding steel insert may be designed as a concentric ring having an outer circumference engaging the inner hard surface of the hard casing or liner. Tests have shown that normal steel is removed from the casing or liner within 1-2 hours using material(s) otherwise used for hydraulic fracturing or fracturing, thereby ensuring the fully open condition of the radial openings.

[0023] Det skal bemerkes at andre egnede eller hensiktsmessige mykere materiale(r) kan anordnes inn i foringene. I tillegg vil foringene ikke trenge å være sylindriske, og innsatsene trenger ikke å være ringformede, men de kan være elliptiske eller rektangulære eller ha en annen egnet eller hensiktsmessig form eller fasong. [0023] It should be noted that other suitable or appropriate softer material(s) can be arranged into the liners. In addition, the liners need not be cylindrical, and the inserts need not be annular, but may be elliptical or rectangular or of any other suitable or convenient shape or form.

Claims

1. Valve system for providing fluid or liquid flow or flow through radial openings arranged along an axial length of a pipe or pipeline, characterized by at least one valve group comprising at least two valves (110A-11OC, 210A-210C) arranged along the axial length of the pipe or pipeline (110) with a predetermined distance from each other, where each valve (110A-C, 210A-C) includes therein devices that provide for three states of the valve: a closed state, an intermediate state that provides an intermediate opening for in the least the time required to open all the remaining valves in the group, and an open condition which provides a full radial opening greater than the intermediate opening.

2. Valve system according to claim 1, where at least one valve group (110A-C, 21OA-C) is operated or served by at least one drop ball / drop ball or arrow plug / arrow-shaped body.

3. Valve system according to claim 1 or 2, where each valve (110A-C, 21 OA-C) in the at least one valve group comprises an expandable or expandable ball or ball seat which has a seat diameter adapted or suitable for the falling ball or arrow plug.

4. Valve system according to any one of claims 1-3, wherein the intermediate opening is provided by means of an insert (302) arranged or fitted on or inside the full radial opening.

5. A valve system according to any one of claims 1-4, wherein the full radial opening is lined or lined with a material that is harder than the material of the insert (302).

6. Valve system according to any one of claims 1-5, further comprising at least one valve which is operated or operated to shut off/down the fluid or liquid flow or flow through the pipe or pipeline (110).

7. Method for providing flow or current through radial openings arranged along an axial length of a pipe or pipeline, characterized by the following steps: - arranging at least one valve group associated with a section of the pipe or pipeline, where the valve group comprises at least two valves (110A -110C, 21OA-21OC) arranged along the axial length of the pipe or pipeline (110) at a predetermined distance from each other, each valve (110A-C, 21OA-C) comprising therein devices which provide for three states of the valve: a closed condition, an intermediate condition which provides an intermediate opening for at least the time required to open all the remaining valves in the group, and an open condition which provides a complete radial opening greater than the intermediate opening, - to change or change the state of each valve (110A-C, 21 OA-C) from the closed state to the intermediate state in turn, and - to change or change the state of each valve (110A-C, 21 OA-C) from the intermediate state l the open state.

8. Method according to claim 7, where at least one drop ball / drop ball or arrow plug / arrow-shaped body is used to change the valves (110A-C, 21 OA-C) in the valve group from the closed to the intermediate states.

9. Method according to claim 7 or 8, wherein the change of the state of each valve (110A-C, 21 OA-C) from the intermediate state to the open state involves pumping an abrasive material through the openings.

10. Method according to one of claims 7-9, further comprising the following steps: - to monitor or monitor the fluid or liquid flowing through each valve section, and - to close or shut down the section of the pipe or pipeline (110) associated with a valve section when the fluid or liquid flowing through it no longer satisfies predetermined criteria.