NO333832B1 - Anordning og fremgangsmåte for å danne alternative strømningsbaner - Google Patents

Abstract

Denne oppfinnelse gjelder apparater og fremgangsmåter for ferdigstilling av en underjordisk sone (12) som gjennomtrenges av en borebrønn (10) og generelt verktøy for å ferdigstille underjordiske brønner eller nærmere bestemt for bruk ved utførelse av gruspakningsarbeider. En utførelse vedrører et rørformet hylster (56) med en gjennomgående eksentrisk langsgående utboring (60), som oppretter en første fluidkommunikasjonsbane gjennom apparatet, og slik at denne danner en hylstervegg (62). En langsgående passasje er anordnet inne i hylsterveggen (62) og oppretter derved en andre fluidkommunikasjonsbane gjennom apparatet. Den første fluidkommunikasjonsbanen kommuniserer fluidstrømning fra en sandsikt (28) i den første sandsiktsammenstilling til en sandsikt (28) i den andre sandsiktsammenstilling. Den andre fluidkommunikasjonsbanen kommuniserer fluidstrømning fra et element med alternativ strømningsbane (50,52) i den første sandsiktsammenstillingen til et element med alternativ strømningsbane i den andre sandsiktsammenstilling. Videre beskrives en fremgangsmåte for ferdigstilling av borebrønn (10) som omfatter opprettelse av flere sandsiktsammenstillinger.

Description

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Oppfinnelsens område

Denne oppfinnelse gjelder generelt verktøy for å brukes for å ferdigstille underjordiske brønner og eller nærmere bestemt apparater og fremgangsmåter for bruk ved utførelse av gruspakningsarbeider.

Beskrivelse av beslektet teknikk

Hydrokarbonfluider, slik som olje og naturgass utvinnes fra en underjordisk geologisk formasjon, som da betegnes som et reservoar, ved å bore en brønn som gjennomtrenger den hydrokarbonholdige formasjon. Så snart en borebrønn er blitt utboret, må denne brønn ferdigstilles før hydrokarboner kan produseres fra brønnen. En ferdigstilling omfatter planlegging, valg og installasjon av utstyr og materialer i og omkring borebrønnen for å overføre, pumpe eller regulere produk-sjonen eller injeksjon av fluider. Etter at brønnen er blitt ferdigstilt på denne måte, kan produksjon av olje og gass begynne.

Sand og slam som strømmer inn i borebrønnen fra ukonsoliderte formasjoner kan føre til en oppsamling av slam inne i borebrønnen, redusert produksjons-takt og skade på produksjonsutstyr på brønnoverflaten. Vandrende sand kan eventuelt avsette seg omkring det underjordiske produksjonsutstyr eller kan trenge inn i produksjonsrørledningen og bli drevet inn i produksjonsutstyret. På grunn av sin sterkt opprivende karakter kan sand som inneholdes i produksjonsstrømmer føre til erosjon av rørledninger, strømningsledninger, ventiler og produksjonsutstyr. De problemer som forårsakes av sandproduksjon kan i vesentlig grad øke drifts-og vedlikeholdsomkostninger og føre til totalt tap av vedkommende brønn.

En måte å regulere sandproduksjonen på er å plassere forholdsvis store sandpartikler (hvilket vil si "grus") rundt utsiden av en slisset, perforert eller annen type brønnforing eller sikt. Grusen tjener som et filter for å bidra til å sikre at for-masjonens finpartikler og sand ikke vandrer sammen med de produserte fluider inn i borebrønnen. En typisk gruspakningsferdigstilling blir en sikt plassert i bore-brønnen og posisjonsinnstilt inne i den ukonsoliderte formasjon som skal ferdigstilles for produksjon. Denne sikt blir typisk forbundet med et redskap som omfatter en produksjonspakning og en tverrforbindelse, og dette redskap blir i sin tur koplet til en arbeids- eller produksjonsrørledningsstreng. Grusen blir blandet med et bæ refluid og pumpes i en oppslemming nedover rørledningen og gjennom tverrforbindelsen, slik at den derved strømmer inn i ringrommet mellom sikten og bore-brønnen. Bærefluidet i oppslemningen avgis inn i formasjonen og/eller gjennom sikten. Denne sikt er utført for å hindre grus i oppslemningen fra å strømme gjennom skjermen og trenge inn i produksjonsrørledningen. Som en følge av dette blir grusen avsatt i ringrommet omkring skjermen, hvor den da blir tett sammenpakket og således danner en "gruspakning". Det er viktig å dimensjonere grusen for korrekt opptak av formasjonssand, og sikten må utføres på en slik måte at strømning av grus gjennom skjermen forhindres.

Et problem som ofte forekommer i en ferdigstilt gruspakning, spesielt i lange eller sterkt avvikende brønnpartier, er at det dannes grusbroer i ringrommet mellom borebrønnen og rørledningsstrengen. Ikke-uniform gruspakning i ringrommet mellom sikten og borebrønnen opptrer ofte som en følge av for tidlig tap av bærefluid fra oppslemningen. Fluidet kan gå tapt innover i sterkt gjennom-trengelige soner inne i formasjonen, hvilket da fører til dannelse av grusbroer i ringrommet før all grus er blitt plassert. Disse grusbroer kan videre begrense strømningen av oppslemning gjennom ringrommet, hvilket kan føre til hulrom inne i gruspakningen. Så snart brønnen er brakt i produksjon, vil strømningen av pro-duksjonsfluider ha en tendens til å bli konsentrert gjennom eventuelle hulrom i gruspakningen, hvilket da kan føre til vandring av finpartikler og sand inn i produserte fluider og fører til de problemer som er omtalt ovenfor. Over tid vil den grus som avsettes inne i ringrommet ha en tendens til å avsettes og fylle eventuelle tomromsområder, slik at gruspakningen som befinner seg høyere opp i borebrøn-nen blir løsere, slik at det potensielt skapes nye hulrom i områder nær inntil pro-duserende formasjoner.

For å overvinne disse problemer er det blitt foreslått innretninger for å ska-pe alternative strømningsbaner, som da gir bedre fordeling av grus over det fer-digstilte område. Utstyr av denne art vil da typisk opprette en alternativ strøm-ningsbane, slik som gjennom et kanalelement som strekker seg langs hele leng-deutstrekningen av sandsiktene. Hvis en bro dannes i ringromsområdet, så kan slammet strømme gjennom kanalelementet og inn i ringromsområdet på undersiden av broen, slik at det derved blir mulig å fylle ringromsområdet på undersiden av broen med grus. For å gruspakke et produksjonsområde av betraktelig lengde, må flere partier av sandsikter sammenstilles for å opprette den nødvendige lengde. Kanalelementene behøver også å forbindes med hverandre, for å opprette alternativ strømbanedekning over hele produksjonsområdet. Etter at sandsiktpar-tiene er blitt sammenføyet, kan sammenføyningsrør anvendes for å sammenkople lengder av kanalelementer som befinner seg nær inntil sandsiktene. Idet det må utføres to separate sammenføyninger, nemlig for så vel sandsiktene som kanalelementene, er dette tidskrevende og fører til økt riggtid og omkostninger.

Fra WO 01/44619 A1 fremgår det en streng for anvendelse I en brønnbo-ring omfattende en hovedkanal, foreksempel et produksjonsrør, og en eller flere baner for alternativ strømningsvei, slike som omløpsrør som strekker seg hoved-saklig parallelt med hovedkanalen.

Fra US 5390966 A, fremgår det et brønnverktøy, foreksempel en brønn-skjerm, med en én enkel konnektor for strømningsmessig forbindelse av omløps-kanaler båret av tilstøtende forbindelser av et brønnverktøy for derfor å fjerne be-hovet for separate individuelle konnektorer..

Fra US 3556219 A, fremgår det en eksentrisk gruspakket brønnforing. Videre fremgår det en brønn med et foringsrør og et forlengningsrør som strekker seg hovedsakelig mot overflaten for levering av fluid derigjennom. Forlengningsrø-ret er eksentrisk plassert inne i foringsrøret.

Det er da behov for forbedrede redskaper og fremgangsmåter for å sammenkople sandsikter og deres inntilliggende kanalelementer.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører en rørforet koplingsenhet tilpasset for å sammenføye to sandsiktsammenstillinger, hver av dem med en sandsikt og et element for alternativ strømningsbane. Koblingsenheten omfatter et rørformet hus med en første ende, en andre ende, en utvendig diameter, og en husvegg. Den utvendige diameteren og husveggen definerer en langsgående boring som tilveiebringer en første fluidkommunikasjonsbane mellom sandsiktsammenstillingenes respektive sandsikter, og en langsgående passasje definert av husveggen tilveiebrakt for fluidkommunikasjon mellom den første enden og den andre enden av huset gjennom husveggen og som tilveiebringer en fluidkommunikasjonsbane mellom sandsiktsammenstillingenes respektive elementer for alternativ strøm-ningsbane.

Videre vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for komplettering av en brønnboring. Fremgangsmåten omfatter følgende trinn: å tilveiebringe et flertall sandsiktsammenstillinger, idet sandsiktsammenstillingene hver av dem omfatter en sandsikt og et element for alternativ strømningsbane; tilveiebringe minst en koplingsenhet med en vegg, idet den minst ene koplingsenheten omfatter en langsgående boring og en langsgående passasje inne i koplingsenhetsveggen; og kople flertallet sandsiktsammenstillinger med oppgjøringen til den minst ene koplingen for å tilveiebringe fluidkommunikasjon mellom sandsiktene til forbunnede sandsiktsammenstillinger via den langsgående boringen og mellom elementer med alternerende baner til forbunnede sandsiktsammenstillinger via den langsgående passasjen.

En utførelse av foreliggende oppfinnelse utgjøres av et rørformet hylster. Dette rørformede hylster omfatter en hylstervegg som danner en langstrakt utboring og oppretter derved en første fluidkommunikasjonsbane gjennom utboringen. Hylsterveggen danner ytterligere en langstrakt passasje som oppretter en andre fluidkommunikasjonsbane gjennom denne. Første og andre ytterender er innrettet for kopling av en første sandsiktsammenstilling og en andre sandsiktsammenstilling til det rørformede hylster.

Den første fluidkommunikasjonsbane er da i stand til å kommunisere fluid-strømning fra den første sandsiktsammenstilling til den andre sandsiktsammenstilling. Den andre fluidkommunikasjonsbane er i stand til å kommunisere fluidstrøm-ning fra et første alternativt baneelement til et andre alternativt baneelement. Den langsgående utboring kan være anordnet eksentrisk i forhold til hylsteret.

Det rørformede hylster kan omfatte et første segment og et andre segment i innbyrdes løsbart inngrep. Første og andre segment kan være løsbart sammenkoplet ved hjelp av gjengede koplingsstykker, idet disse gjengede koplingsstykker kan omfatte tidsavstemte gjenger som er i stand til å rette inn første og andre segment innbyrdes. De første ytterender kan forbindes med sandsiktsammenstillingen ved hjelp av sveising. Første og andre ender kan være hengselforbundet. Det rørformede hylster kan videre omfatte et avtettingselement som oppretter en pakning for første og andre kommunikasjonsbane. Andre utførelser av oppfinnel sen utgjør ferdigstillingsutstyr for borebrønnen og omfatter flere sandsiktsammenstillinger, idet disse sandsiktsammenstillinger omfatter siktlegemer og legemer for alternative baner. Redskapet omfatter minst et koplingsstykke med en vegg som danner en langstrakt eksentrisk utboring samt en langsgående passasje. Dette koplingsstykke er innrettet for å sammenkople de flere sandsiktsammenstillinger i fluidkommunikasjon. Den langsgående utboring i det minst éne koplingsstykke oppretter fluidkommunikasjon mellom siktlegemene i de sammenkoplede sandsiktsammenstillinger, og den langsgående passasje oppretter fluidkommunikasjon mellom legemene med alternative strømningsbaner i de sammenkoplede sandsiktsammenstillinger. Det minst éne koplingsstykke sammenkopler inntilliggende sandsiktsammenstillinger med en eneste etterfylling for det minst éne koplingsstykke.

Enda en annen utførelse er en koplingsenhet som omfatter et rørformet hylster med en første ende, en andre ende, en ytterdiameter og en hylstervegg, hvor ytterdiameteren og hylsterveggen danner en eksentrisk langsgående utboring. En langsgående passasje dannet av hylsterveggen sørger for fluidkommunikasjon mellom den første ende og den andre ende av hylsteret gjennom hylsterveggen. Minst én av første og andre ytterender kan omfatte koplinger. Disse koplinger er utført for sammenkopling av to sandsiktsammenstillinger, hvor disse sandsiktsammenstillinger omfatter siktelementer og elementer med alternative strømningsbaner, hvor den langsgående utboring oppretter fluidkommunikasjon mellom siktelementene og den langsgående passasje oppretter fluidkommunikasjon mellom elementene med alternative strømningsbaner. Koplingene kan omfatte gjengede elementer eller sammenklemningselementer og kan være innrettet for å sveises til sandsiktsammenstillingene. De gjengede elementer kan omfatte tidsavstemte gjenger som vil være i stand til å rette inn sandsiktsammenstillingene med hverandre. Koplingene kan også omfatte avtetningselementer.

Det rørformede hylster kan omfatte en første seksjon og én eller flere ytterligere seksjoner, hvor den første seksjon omfatter den langsgående passasje. Disse seksjoner kan være sammenføyet ved hjelp av hengselelementer og koplingsenheten er da innrettet for å beveges mellom en åpen stilling og en lukket stilling. Når koplingsenheten befinner seg i lukket stilling er den i stand til å forbinde to sandsiktsammenstillinger og derved opprette fluidkommunikasjon mellom sandsiktelementene i sandsiktsammenstillingene, og den er også i stand til å opprette fluidkommunikasjon mellom elementer med alternative strømningsbaner i sandsiktsammenstillingene. Den langstrakte utboring oppretter fluidkommunikasjon mellom sandsiktelementene i to forskjellige sandsiktsammenstillinger, mens den langstrakte passasje oppretter fluidkommunikasjon mellom elementer med alternative strømningsbaner i de to sandsiktsammenstillinger.

Enda en annen utførelse utgjøres av en koplingsenhet som omfatter et første segment og et andre segment, hvor hvert slikt segment omfatter en første og en andre ende. Første og andre segment omfatter hver en hylstervegg som danner en langstrakt utboring som oppretter en første gjennomgående fluidkommunikasjonsbane, hylsterveggen danner videre en langsgående passasje som oppretter en andre gjennomgående kommunikasjonsbane. Første og andre segmenter omfatter hver en første ende med tidsavstemte gjengeelementer, hvor disse avstemte gjengeelementer er i stand til å rette inn de langstrakte utboringer og de langsgående passasjer i henholdsvis første og andre segment idet de løsbart sammenkopler første og andre segmenter i koplingsenheten. Første og andre segmenter kan hver omfatte en andre ende som kan koples til en sandsiktsammenstilling som omfatter et element med alternativ koplingsbane. Første og andre segment kan være innrettet for løsbar sammenkopling av to sandsiktsammenstillinger og deres elementer med alternative koplingsbaner.

Ved en alternativ utførelse av oppfinnelsen utgjøres av en fremgangsmåte for ferdigstilling av borebrønn. Denne fremgangsmåte omfatter opprettelse av flere sandsiktsammenstillinger, hvor disse sandsiktsammenstillinger omfatter siktlegemer og legemer med alternative strømningsbaner, slik at det opprettes minst én koplingsenhet med en yttervegg, hvor denne minst éne koplingsenhet omfatter en langsgående utboring en langsgående passasje innenfor koplingsenhetens vegg, samt er innrettet for å sammenkople de flere forskjellige sandsiktsammenstillinger med etterfyllingen for den minst éne koplingsenhet, slik at det opprettes fluidkommunikasjon mellom siktlegemene i de sammenkoplede sandsiktsammenstillinger samt mellom legemene med alternative strømningsbaner i de således sammenkoplede sandsiktsammenstillinger. Denne fremgangsmåte kan videre omfatte innsetting av de sammenkoplede sandsiktsammenstillinger inn i borebrønnen og ut-førelse av en gruspaknings-ferdigstilling for borebrønnen. Legemene med alterna tive strømningsbaner kan anvendes som en kanal for hydraulisk, pneumatisk, elektrisk eller fiberoptisk overføring.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1 oppviser et lengdesnitt gjennom en borebrønn og viser utstyr for typisk gruspakningssammenstilling. Denne figur viser tidligere kjent teknikk. Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom en borebrønn og viser en typisk gruspakningsferdigstilling som har vært gjenstand for brodannelse gjennom grusen. Denne figur viser kjent teknikk. Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom en borebrønn og viser en typisk gruspaknings-ferdigstilling som har vært gjenstand for brodannelse gjennom grusen etterfulgt av setting av gruspakningen. Denne figur viser kjent teknikk. Fig. 4 er et lengdesnitt gjennom en borebrønn og viser et ferdigstillingsap-parat for gruspakning ved bruk av et element med alternativ strømningsbane. Denne figur viser kjent teknikk. Fig. 5 er et lengdesnitt gjennom en borebrønn og viser et apparat for ferdigstilling av gruspakning og som utnytter en utførelse av foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 er en perspektivskisse av en utførelse av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 7 viser utførelsen i fig. 6 vist fra enden.

Fig. 8 er en perspektivskisse av en alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 9 viser utførelsen av oppfinnelsen i fig. 8 sett fra enden.

Fig. 10 er en sideprofilskisse av en utførelse av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 11 er et sideoppriss av den utførelse som er vist i fig. 10.

Fig. 12 er den utførelse som er vist i fig. 10 sett fra enden.

Fig. 13 er et annet sideoppriss av den utførelse som er vist i fig. 10.

Fig. 14 viser en sideprofil av en utførelse av foreliggende oppfinnelse. Fig. 15 viser en utførelse som er vist i fig. 14 sett fra enden.

BESKRIVELSE AV ANSKUELIGGJØRENDE UTFØRELSER

Anskueliggjørende utførelser av oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor. For å gi best mulig oversikt vil ikke alle trekk ved en faktisk utførelse bli beskrevet i denne fremstilling. Det erkjennes naturligvis at ved utvikling av enhver slik faktisk nyutførelse, nå tallrike konstruksjonsspesifikke avgjørelser treffes for å kunne oppnå utviklerens spesifikke målsetninger, slik som tilpasning til utstyrs-relaterte og økonomi-relaterte begrensninger, som da vil variere fra en iverksettelse til en annen. Videre vil det erkjennes at et slikt utviklingsarbeide kan være komplisert og tidskrevende, men likevel være en rutineprosess for fagkyndige på området som drar nytte av denne fremstilling.

Det skal nå henvises til de vedføyde tegninger, hvor fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en borebrønn 10 som har trengt gjennom en underjordisk sone 12 som omfatteren produserbarformasjon 14. Denne borebrønn n10 haren

brønnforing 16 som er blitt sementert på plass. Foringen 16 har flere perforeringer 18 som tillater fluidkommunikasjon mellom borebrønnen 10 og den produserbare formasjon 14. Et brønnredskap 20 er posisjonsinnstilt linne i foringen 16 i en posi-sjon nær inntil den produserbare formasjon 14 som skal gruspakkes.

Dette brønnredskap 20 omfatter et rørformet legeme 22 festet til en produksjonspakning 24, en tverrforbindelse 26, én eller flere siktelementer 28 og eventuelt en nedre pakning 30. Ubrutte seksjoner 32 av røret kan anvendes for korrekt fastleggelse av de relative posisjoner for hver av komponentene. Et ring-formet romområde 34 opprettes mellom hver av komponentene og bo-rebrønnsforingen 16. Kombinasjonen av brønnredskapet 20 og rørledningsstreng-en som strekker seg fra brønnredskapet til brønnoverflaten kan da angis som pro-duksjonsstrengen.

Ved et gruspakningsarbeide blir pakningselementer 24, 30 innstilt for å sikre avtetning mellom det rørformede legeme 22 og foringen 16. Grusbelastet slam blir pumpet nedover det rørformede legeme 22, strømme ut av dette rørformede legeme gjennom åpninger i tverrforbindelsen 26 og trenge inn i det ringformede romområde 34. I en typisk utførelse vil partikkelmaterialet (grusen) i dette slam ha en midlere partikkelstørrelse mellom tilsvarende maskevidde 40/60 og maskevidde 12/20, skjønt også andre partikkelstørrelser kan anvendes. Slamdehydrering finner sted når bærefluidet forsvinner fra slammet. Bærefluidet kan forlate slammet gjennom perforeringer 18 og trenge inn i formasjonen 14. Bærefluidet kan også forlate slammet over siktelementene 28 og da trenge inn i det rørformede legeme 22. Bærefluidet strømmer oppover gjennom det rørformede legeme 22 inntil tverrforbindelsene 26 anbringer fluidet i det ringformede område 36 på over-siden av produksjonspakningen 24, slik at det kan forlate borebrønnen 10 ved brønnoverflaten. Etter dehydreringen av slammet bør gruspartiklene være tett sammenpakket. Det endelige grusfylte ringområde betegnes som en gruspakning.

Et område som har lett for å utvikle hulrom under et gruspakningsarbeide er ringområdet 42 på undersiden av det nederste siktelement 28, og som i blant betegnes som "sumpen". Et gruspakningshulrom i sumpen er særlig problematisk ved at det kan gjøre det mulig for grus ovenfra å pakke seg sammen og falle ned i hulromssumpen. Produksjon av fluider fra den produserbare formasjon 14 kan røre om eller "løsne" gruspakningen og bringe grus til å vandre og slå seg ned inne i sumpen 42. Dette kan føre til dannelse av hulrom i ringområdet 38 inntil skjermelementene 28 og underminere effektiviteten av hele brønnens ferdigstilling.

Området fra det øverste perforeringsområde til det nederste perforeringsområde kan betegnes som en ferdigstillingssone. For en god ferdigstilling ved hjelp av gruspakking bør hele ferdigstillingssonen være tett pakket med grus og ikke inneholde noen hulromsområder.

Slik det anvendes her, gjelder uttrykket "sikt" trådflettede sikter, sikter av mekanisk type samt andre filtreringsmekanismer som typisk anvendes som sandsikter. Slike sandsikter behøver å ha åpninger som er tilstrekkelig små til å begrense grusstrømning, og har ofte gap i området tilsvarende maskevidder 60-120, men andre størrelsesområder kan også benyttes. Siktelementet 28 kan betegnes som en sandsikt. Sikter av forskjellige typer fremstilles av US Filter/Johnson Screen blant andre, og vil være velkjent for fagkyndige innen området. Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom en borebrønn og angir hvorledes grusbroer 44 kan opptre i ringområdet 38 inntil et siktelement 28. Denne dannelse av grusbroer kan føre til et hulromsområde 46 inne i gruspakningen, slik som vist innenfor ringromsområdene 40, 42. Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom en borebrønn og som angir et positivt resultat av grussetting innenfor en gruspakning. Når grus har satt seg inne i bore-brønnen 10 kan det hende at et tomromsområde 46 inne i gruspakningen har ut-viklet seg inne i ringområdet 38 nær inntil det øvre siktelement 28. Dette tomromsområde 46 muliggjør da direkte strømning fra den produktive formasjon 14 til siktelementet 28 og inn i rørledningslegemet 22, tvert imot formålet for å opprette ferdigstilling med gruspakning.

Det skal nå henvises til fig. 4, hvor det er vist at elementer 50, 52 med alternative strømningsbaner kan være festet til siktelementene 28 og plasseres inne i de ringområder hvor ytterligere strømningsbaner er ønsket, enten for slamdehydrering for derved å gjøre det mulig for grusoppslemningen å passere forbi en grusbro eller for bruk som et kanalelement. Elementene 50, 52, som i blant betegnes som strømningskanaler, er vist sammenføyet ved bruk av et koplingsrør 54 som danner en passasje som sammenkopler det indre av de alternative strøm-ningsbaneelementer 50, 52. Kanalene 50, 52 kan også benyttes for å romme re-gulerings- eller overføringsinnretninger, slik som elektriske ledningstråder eller fiberoptiske kabler. De kan også benyttes som passasjekanaler for hydrauliske eller pneumatiske formål.

Når brønnredskapet 20 bygges opp som vist, blir siktelementene 28 først sammenføyet og derpå også kanalene 50, 52 ved bruk av forbindelsesrøret 54. Dette krever at det utføres minst to separate sammenkoplinger for hver sikt/kanalsammenstilling, hvilket da medfører ytterligere arbeidstid og omkostninger. De to siktelementer 28 blir da først sammenkoplet, typisk ved hjelp av en stan-dard gjenget kopling av bøyle- og tapptype, som derpå skrues korrekt sammen slik at strømningskanalene 50, 52 blir korrekt innrettet i forhold til hverandre. De innbyrdes innrettede kanaler blir så sammenkoplet ved hjelp av forbindelsesrør 54. Forbindelsesrøret 54 kan omfatte koplingsstykker 55 på sine ytterender og som kan anbringes over endene av strømningskanalene 50, 52 og deretter sikres på plass ved hjelp av et sett skruer (ikke vist) eller andre festemidler.

Pakninger (ikke vist) slik som O-ringer, kan anvendes for å opprette fluidtett pakning mellom strømningskanalene 50, 52 og forbindelsesrøret 54. Tilslutning av forbindelsesrøret 54 kan omfatte separate prosesstrinn som går ut på anbringelse av forbindelsesrøret 54 i korrekt sammenheng med kanalene 50, 52, bevegelse av de to koplingsstykker 55 til inngrep med sine respektive forbindelseskanaler 50, 52, hvilket da kan omfatte hamring av koplingsstykkene 55 på plass, som derpå dannes av inngrep ved hjelp av holdeinnretningene på de to kopiere. Utprøvning kan også være påkrevet for å sikre at det er opprettet sikker avtetning og en koplingsforbindelse som ikke vil gå tapt ved at den innføres i borebrønnen.

Den kombinerte lengdestrekning av brønnredskapet 20 kan omfatte flere sandsikter 28 og andre verktøy eller instrumenter som kan ha en lengde på 300 meter eller mer. For en midlere koplingsforbindelse med en lengde på 6-7 meter, vil det da kreves 50 koplingsforbindelser eller mer for å danne brønnredskapet 20 i sin helhet. Det vil lett kunne innses at de tallrike håndteringsprosesser som er påkrevet for å kople inn disse mange forbindelsesrør vil være tidskrevende og kost-nadskrevende. Fig. 5 viser et lengdesnitt gjennom en borebrønn med en utførelse i sam-svar med foreliggende oppfinnelse og som omfatter en koplingsenhet 56 som løs-bart forbinder siktelementene 28 og oppretter kommunikasjon mellom strømnings-kanalene 50, 52. Et segment av koplingen 56 er forbundet med den øvre sandsikt 28 og med den øvre kanal 50, typisk ved hjelp av sveising. Et andre segment av koplingsenheten 56 er festet til den nedre sandsikt 28 samt til den nedre strøm-ningskanal 52. Dette koplingsstykke 56 er utført slik at når de to segmenter av koplingsstykket er sammenkoplet forbinder de sandsiktelementene 28 og også den øvre strømningskanal 50 med den nedre strømningskanal 52. De to segmenter av koplingsenheten 56 kan da sammenføyes ved en enkelt bevegelse, slik at det potensielt spares tid og utgifter sammenlignet med tidligere kjente fremgangsmåter. Fig. 6 er en sideprofilskisse av en utførelse av oppfinnelsen og som omfatter et hylster 58 med en langsgående utboring 60 som danner en hylstervegg 62. Innefor denne hylstervegg 62 befinner det seg en langsgående passasje 64 som sørger for fluidkommunikasjon mellom en første ende 66 og en andre ende 68 av koplingsenheten 56. Denne første nede 66 er da innrettet for å festes til en sandsiktsammenstilling, slik som vist i fig. 5, hvorved den langsgående utboring 60 set-tes i forbindelse med sandsiktelementene 28, slik at det opprettes en første fluidkommunikasjonsbane, mens den langsgående passasje 64 koples til elementene 50, 52 med alternative strømningsbaner, slik at det opprettes en andre fluidkommunikasjonsbane. Festet til sandsiktsammenstillingen kan finne sted ved sveising av den første ende 66 av koplingsenheten 56 til sandsiktsammenstillingen, eller ved hjelp av andre midler som vil være kjent for fagkyndige innenfor området.

Den viste utførelse i fig. 6 har et gjenget hann-element 70 som kan være tilpasset enden av en sandsiktsammenstilling. Denne utførelse i fig. 6 kan også omfatte et første segment av en todelt koplingsenhet, slik at det gjengede hann-element 70 kan bringes i inngrep med et tilpasset gjenget element av et andre segment som er festet til en sandsiktsammenstilling, slik som vist i fig. 8. De løs-bare forbindelser kan omfatte en avtetningsinnretning, slik som et elastomer element som er plassert mellom de to segmenter som skal sammenføyes. Alternativt utstyr for løsbar sammenkopling av segmentene, på annen måte enn bruk av gjengede elementer, kan også benyttes.

Fig. 7 viser en skisse av den andre ende 68 av den utførelse som er vist i fig. 6. Hylsteret 58 og den langsgående utboring 60 danner en hylstervegg 62. Det vil innses at i denne utførelse er den langsgående utboring 60 eksentrisk anordnet innenfor ytterdiameteren av hylsteret 58, slik at det faktisk dannes et tynt parti 72 og et tykt parti 74 av husveggen 62. Den langsgående passasje 64 er anordnet inne i det tykke parti 74 av veggen 62. De relative plasseringer av den forskjøvede langsgående utboring 60 og passasjen 60 i lengderetningen muliggjør innbyrdes

forbindelse mellom sandsiktene 28 og de sidemonterte strømningskanaler 50, 52, slik som angitt i fig. 5. Den langsgående utboring 60 kunne vært plassert konsentrisk med hylsteret 58. Mer enn en langsgående passasje kan også være anordnet inne i veggen 62, slik at det opprettes midler for sammenkopling av sandsikter som omfatter mer enn et strømningskanalelement.

Fig. 8 er en sideprofilskisse av en alternativ utførelse av oppfinnelsesgjen-standen og som omfatter et hylster 58 med en langsgående utboring 60 som danner hylsterveggen 62. Innefor hylsterveggen 62 befinner det seg en langsgående passasje 64 som oppretter fluidkommunikasjon mellom en første ytterende 66 og en andre ytterende 68 av koplingsenheten 56. Den første ende 66 er innrettet for å festes til en sandsiktsammenstilling, på den måte som er vist i fig. 5, slik at den langsgående utboring 60 da blir forbundet med sandsiktelementene 28, mens den langsgående passasje 64 blir tilsluttet strømningskanalene 50, 52.

Den utførelse som er vist i fig. 8 har et gjenget hunn-element 76 som kan koplingstilpasses enden av en sandsiktsammenstilling. Utførelsen i fig. 8 kan også omfatte et andre segment av en todelt koplingsenhet, slik at det gjengede hunn-element 76 kan bringes i inngrep med et koplingstilpasset gjenget hann-element 70 på et første segment som i sin tur er forbundet med en sandsiktsammenstilling, slik som angitt i fig. 6.

De gjengede elementer 70, 76 kan omfatte "innbyrdes tilpassede gjenger", som er utført slik at når de to gjengede elementer 70, 76 blir korrekt sammenkoplet, så vil den langsgående passasje 64 som sammenkopler kanalene 50, 52 befinne seg korrekt på linje med hverandre. Typiske gjengede forbindelser kan variere med hensyn til sin innbyrdes innretning i avhengighet av det dreiemoment som påføres ved sammenkoplingen under oppbygningen, og vil typisk kreve ytre mar-keringer som må bringes på linje ved å justere størrelsen av det dreiemoment som påføres. Innbyrdes avstemte gjenger er da utført slik at de gjengede elementer vil befinne seg korrekt innrettet i forhold til hverandre til enhver tid sammenkoplingen befinner seg innenfor det korrekte dreiemomentområde for oppbygningen av sammenstilingen, uavhengig av det faktiske dreiemomentnivå som foreligger. Forskjellige typer av innbyrdes avstemte gjenger er kjent innenfor industrien, for eksempel slike som fremstilles av Hunting Oilfield Services, Inc. i Houston, Texas. En gjengeavstemt koplingsenhet kan øke både den hastighet hvorved sammenkoplingen kan opprettes og pålitelighet med hensyn til innrettingen av koplingsenheten innenfor standardgjengede sammenkoplinger. Utførelser som utnytter avstemte gjenger kan omfatte både eksentrisk og konsentrisk anbrakte langsgående utboringer og kan omfatte én eller flere langsgående passasjer. Fig. 9 er en endeskisse av den andre ytterende 68 av den utførelse som er vist i fig. 8. Hylsteret 58 og den langsgående utboring 60 danner veggen 62. Det vil innses at den langsgående utboring 60 i denne spesielle utførelse er eksentrisk plassert inne i hylsteret 58, slik at det derved opprettes et tynt parti 72 og et tykt parti 74 av hylsterveggen 62. Den langsgående passasje 64 befinner seg da anordnet inne i det tykke parti 74 av veggen 62. Fig. 10 viser en sideprofilskisse av en alternativ utførelse av oppfinnelsen, hvor koplingsenheten 56 omfatter en klemkonfigurasjon. Hylsteret 58 omfatter en første seksjon 78 og en andre seksjon 80 som er sammenføyet ved hjelp av en hengselmekanisme 82 og holdeelementer 84. Den første seksjon 78 har en hovedsakelig tykkere vegg 62 enn den andre seksjon 80. Den langsgående utboring 60 dannes ved å sammenføye de to seksjoner 70, 80 og er da eksentrisk i forhold til hylsteret 58 på grunn av tykkelsesforskjellen mellom de to seksjoner 78, 80. Den langsgående passasje 64 er anordnet inne i den tykkere første seksjon 78. De to seksjoner 78, 80 kan beveges i forhold til hverandre ved dreining om heng selmekanismen 82, hvilket gjør det mulig å bevege koplingsenheten 56 mellom en åpen og en lukket konfigurasjon. Fig. 10 viser utførelsen i sin lukkede konfigurasjon, hvor den da holdes i denne lukkede stilling ved hjelp av holdeelementene 84. Det er vist at holdeelementene 84 består av en sammenstilling av en tapp 86 og en mutter 88, men andre slike holdemetoder som er kjent for vanlige fagkyndige innenfor området kan også brukes. Koplingsenheten 56 brukes for å kople sandsiktsammenstillingene sammen ved først å bringe holdeelementene 84 ut av inngrep og deretter bevege de to seksjoner 78, 80 om hengselmekanismen 82 inntil koplingsenheten 56 befinner seg i åpen konfigurasjon. Den langsgående passasje 64 retningsinnstilles ved hjelp av de to strømningskanaler som skal sammenføyes, for eksempel ved å føre inn kanalene i den langsgående passasje. Seksjonene blir så dreiet om hengselmekanismen 82 for å bringe koplingsenheten 56 til sin lukkede konfigurasjon, hvor den da omslutter endene av de sandsiktsammenstillinger som den sammenføyer. Vinduene 90 som befinner seg inne i hylsteret 58 kan brukes til å sikre korrekt innretning og plassering av sandsiktsammenstillingene inne i koplingsenheten 56 mens denne koplingsenhet 56 lukkes. Tetningselementer kan anvendes inne i den langsgående passasje 64 for å danne en pakning overfor de kanaler som skal sammenføyes. Tetningselementene kan også anvendes inne i den langsgående utboring 60 for å danne en pakning overfor de sandsikter som sammenføyes inne i koplingsenheten 56. Pakningselementene kan omfatte elastomeriske substanser slik som pakningselementer i form av vanlige O-ringer. Som ved de gjengede utfø-relser av oppfinnelsen, kan hengslede utførelser anvendes for både eksentriske og konsentriske plasserte langsgående utboringer og kan omfatte mer enn en langsgående passasje inne i sin vegg. Fig. 11 viser et sideoppriss av den utførelse av koplingsenheten 56 som er vist i fig. 11 for å anskueliggjøre den hengselmekanisme 82 som brukes for å sammenføye den første seksjon 78 med den andre seksjon 80. Fig. 12 er en endeskisse av den utførelse som er vist i fig. 10. Den første seksjon 78 er vist koplet til den andre seksjon 80 ved hjelp av hengselmekanismen 82 og er angitt i lukket konfigurasjon. Det er vist at den langsgående utboring 60 er eksentrisk anordnet innenfor ytterdiameteren av hylsteret 58 når koplingsenhetene 56 befinner seg i lukket stilling. Den langsgående passasje 64 er anord net inne i den første seksjon 78. De relative plasseringer av den sideforskjøvede langsgående utboring 60 og passasjen 64 i lengderetningen gjør det mulig å sammenføye sandsiktene 28 og de sidemonterte strømningskanaler 50, 52 slik som vist i fig. 5. Fig. 13 viser et sideoppriss av utførelsen i fig. 10 og som viser de holdeelementer 84 som anvendes for å feste den første seksjon 78 til en andre seksjon 80 i den lukkede konfigurasjon. Holdeelementene 84 er vist å omfatte en sammenstilling av en tapp 86 og en mutter 88, men andre festemidler kan også anvendes. Fig. 14 er en sideprofilskisse av en utførelse av oppfinnelsen som omfatter et hylster 58 med en langsgående utboring 60 som danner en hylstervegg 62. Inne i hylsterveggen 62 befinner det seg flere langsgående passasjer 64 som danner fluidkommunikasjon mellom en første ende 66 og en andre ende 68 av koplingsenheten 56. Den første ende 66 er innrettet for feste til en sandsiktsammenstilling ved at den langsgående utboring 60 koples til siktelementet og derved oppretter en første fluidkommunikasjonsbane, mens de langsgående passasjer 64 blir forbundet med kanalelementene slik at det dannes flere sekundære strøm-ningsbaner. Feste av sandsiktsammenstillingen kan finne sted ved å sveise en første ende 66 av koplingsenheten 56 til sandsiktsammenstillingen, eller ved andre midler som vil være kjent for fagkyndige innenfor området.

Den utførelse som er vist i fig. 14 har et gjenget hann-element 70 og kan omfatte et første segment av en todelt koplingsenhet, slik at de gjengede hann-element 70 kan bringes i inngrep med et tilsvarende gjenget element på et andre segment som blir forbundet med en andre sandsiktsammenstilling. Det gjengede hannelement 70 og dets tilpassede tilkoplingselement kan omfatte slik tilordnet gjengemønster som vil sikre korrekt innretting av de langsgående passasjer 64 når den todelte koplingsenhet er satt sammen. Denne løsbare sammenkopling kan omfatte en pakningsinnretning, slik som et elastomerelement, som er plassert mellom de to partier som koples sammen.

Fig. 15 er en endeskisse av den andre ende 68 av en utførelse som er vist i fig. 14. Hylsteret 58 og den langstrakte utboring 60 danner veggen 62. Det vil innses at i denne utførelse er den langsgående utboring 60 konsentrisk plassert inne i hylsteret 58, mens de langsgående passasjer 64 er anordnet inne i hylsterveggen 62.

Foreliggende oppfinnelse omfatter også en fremgangsmåte for å sammenkople sandsiktsammenstillinger som omfatter elementer med alternativ strøm-ningsbane, slik som påmonterte ytre strømningskanaler. Denne utførelse av foreliggende oppfinnelse muliggjør sammenkopling både av sandsikter og strøm-ningskanaler ved hjelp av en enkelt prosess, slik at koplingsenheten i henhold til oppfinnelsen opprettes. En slik sammenkopling i et enkelt prosesstrinn har da mu-lighet for å spare tid og kostnader i større grad enn tidligere kjente apparater og fremgangsmåter som krever utførelse av to prosesstrinn, nemlig sammenføyning av sandsiktene og strømningskanalene hver for seg.

Noe av beskrivelsen og tegningene i denne søknad kan gjelde en vertikal utboring som har sin brønnforing sementert på plass og som omfatter foringsper-foreringer for å muliggjøre kommunikasjon mellom borebrønnen og den produserbare formasjon. Foreliggende oppfinnelse kan imidlertid også utnyttes for å ferdigstille brønner som ikke er foret og likeledes også borebrønner som har en oriente-ring som avviker fra vertikalretningen.

De spesielle utførelser som er omtalt her er bare beskrevet for å anskuelig-gjøre, da oppfinnelsen kan modifiseres og praktiseres på mange forskjellige, men likeverdige måter som vil fremgå klart for fagkyndige på området som har tilgang til den omtale som er gitt her. Denne beskrivelse er ikke ment å angi noen detaljer med hensyn til konstruksjon og utførelse utover det som er angitt i de etterfølgen-de patentkrav. Det vil derfor være åpenbart at de spesielle utførelser som er omtalt ovenfor kan forandres eller modifiseres og alle slike variasjoner anses da å ligge innenfor oppfinnelsens omfangsramme og idéinnhold. Den patentbeskyttelse som søkes ved denne søknad fremgår således av de følgende patentkrav.

Claims (16)

1. Rørforet koplingsenhet (58) tilpasset for å sammenføye to sandsiktsammenstillinger, hver av dem med en sandsikt (28), karakterisert ved: e t element for alternativ strømningsbane (50, 52), idet koblingsenheten (58) omfatter et rørformet hus med en første ende, en andre ende, en utvendig diameter, og en husvegg, idet den utvendige diameteren og husveggen definerer en langsgående boring (60) som tilveiebringer en første fluidkommunikasjonsbane mellom sandsiktsammenstillingenes respektive sandsikter, og en langsgående passasje (64) definert av husveggen tilveiebrakt for fluidkommunikasjon mellom den første enden og den andre enden av huset gjennom husveggen og som tilveiebringer en fluidkommunikasjonsbane mellom sandsiktsammenstillingenes respektive elementer for alternativ strømningsbane (50, 52).

2. Rørformet koplingsenhet som angitt i krav 1, idet koplingsenheten (56) omfatter et første segment og et andre segment som er løsbart sammenkoblet.

3. Rørformet koplingsenhet som angitt i krav 2, hvori det første og det andre segmentet er løsbart forbundet ved hjelp av gjengede koplingsenheter (56).

4. Rørformet koplingsenhet som angitt i krav 3, hvori de gjengede koplingsenhetene (56) omfatter synkroniserte gjenger (timed threads) i stand til å innrette det første og det andre segmentet.

5. Rørformet koplingsenhet i henhold til krav 1, idet koplingsenheten (56) omfatter første og andre segmenter som er koplet via hengsling.

6. Rørformet koplingsenhet i henhold til krav 1, hvori en av koplingsenhetene (56) er tilpasset for å bli tilknyttet en sandsiktsammenstilling ved sveising.

7. Rørformet koplingsenhet i henhold til krav 1, ytterligere omfattende et tet-ningselement som tilveiebringer tetning for den første og andre kommunikasjons-banen.

8. Rørformet koplingsenhet i henhold til krav 1, hvori den langsgående boringen (60) er plassert eksentrisk med hensyn til koplingsenheten (56).

9. Rørformet koplingsenhet i henhold til krav 1, hvori den rørformede koplingsenheten (56) er plassert i en brønnboring (10) der en gruspakkingskomplettering har blitt utført.

10. Rørformet koplingsenhet i henhold til krav 1, hvori den minst ene koplingen forbinder tilstøtende sandsiktsammenstillinger med den enkle oppgjøringen (makeup) forden minst ene koplingsenheten (56).

11. Rørformet koplingsenhet i henhold til krav 1, hvori koplingsenheten (56) omfatter: et første segment og et andre segment; hvori det første og andre segmentene hver av dem omfatter en husvegg som definerer en langsgående boring (60) som tilveiebringer en første fluidkommunikasjonsbane derigjennom, idet husveggen ytterligere omfatter en langsgående passasje (64) som tilveiebringer en andre fluidkommunikasjonsbane derigjennom; og hvori det første og andre segmentet hver av dem omfatter en første ende med synkroniserte gjengelementer, idet de synkroniserte gjengeelementene er i stand til å innrette de langsgående boringene (60) og langsgående passasjebane-ne (64) til det første og andre segmentet mens de løsbart kopler koplingsenhetens (56) første og andre segmenter.

12. Rørformet koplingsenhet i henhold til krav 11, hvori det første og andre segmentet hver av dem omfatter en andre ende i stand til å koples til en sandsiktsammenstilling som innehar et element med en alternativ strømningsbane (50, 52).

13. Rørformet koplingsenhet i henhold til krav 12, hvori det første og andre segmentet er i stand til løsbart å forbinde to sandsiktsammenstillinger og deres elementer med alternativ strømningsbane (50, 52).

14. Fremgangsmåte for komplettering av en brønnboring (10),karakterisert vedat den omfatter: tilveiebringe et flertall sandsiktsammenstillinger, idet sandsiktsammenstillingene hver av dem omfatter en sandsikt (28) og et element for alternativ strøm-ningsbane (50, 52); tilveiebringe minst en koplingsenhet med en vegg, idet den minst ene koplingsenheten (56) omfatter en langsgående boring (60) og en langsgående passasje (64) inne i koplingsenhetsveggen; og kople flertallet sandsiktsammenstillinger med oppgjøringen til den minst ene koplingen for å tilveiebringe fluidkommunikasjon mellom sandsiktene til forbunnede sandsiktsammenstillinger via den langsgående boringen (60) og mellom elementer med alternerende baner til forbunnede sandsiktsammenstillinger via den langsgående passasjen (64).

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 14 ytterligere omfattende: innsetting av de forbunnede sandsiktsammenstillingene inn i brønnboringen (10) og utførelse av en gruspakkingskomplettering på brønnboringen (10).

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, ytterligere omfattende: anvendelse av elementene for alternativ bane (50, 52) som en overføringskanal.