NO335138B1 - Ekspanderbart system som vil lette ønsket fluidstrøm - Google Patents

Abstract

En utvidbar filteringsinnretning, så som en sandskjerm, til bruk i et brønnhull. Den utvidbare innretningen omfatter et utvidbart basisrør og minst et filterlag utenpå og langs basisrøret, som muliggjør utvidelse av innretningen under opprettholdelse av filtreringsegenskaper.

Description

Et mangfold av systemer brukes for å muliggjøre produksjon av fluider fra undergrunnsomgivelser. Ved enkelte anvendelser filtreres visse faste partikler fra en fluidstrøm for å øke produksjon av det ønskede fluid. For eksempel brukes sandskjerm-design i borede brønnhull for å muliggjøre produksjon av hydrokabon-baserte fluider. Sandskjermene har typisk en rørutforming, og settes inn i brønn-hullet og utplasseres på et ønsket sted. Åpninger gjennom sandskjermen tillater strøm av fluider fra den omgivende formasjon inn i et indre av sandskjermen for bevegelse til et ønsket oppsamlingspunkt eller en annen lokalisering. Slike filtre-ringsinnretninger består av et eller flere lag som tillater gjennomgående fluidstrøm. Ved enkelte design kan skjermen omfatte et utvidbart rør. Strømmen av fluid inn i et brønnhull kan videre holdes adskilt i soner ved hjelp av for eksempel pakninger som utplasseres langs skjermen.

US 5901789 A beskriver en brønnskjerm som hindrer migrering av faste partikler så som sand og andre mineraler, grus og/eller bulkmateriale inn i hydro-karbon produserende brønner.

US 6457518 B1 beskriver en utvidbar sandskjerm (90) til bruk i et brønnhull som omfatter et utvidet basisrør (92), et basisfilterlag (98) som er anordnet langs det utvidbare basisrøret, og et avtakbart filterlag (106) som er anordnet langs ba-sisrøret, idet basisfilterlaget har et massivt område som er anordnet ved et separasjonsområde i det avtakbare filterlaget.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører utvidbare systemer som kan brukes for eksempel i et brønnhull som er boret inn i en undergrunnsformasjon. De utvidbare systemer er utformet til å forbedre eller på annen måte å fremme visse strømningskarakteristika, ved for eksempel filtrering og/eller soneisolasjon.

I henhold til et eksempel på utførelse er en utvidbar sandskjerm til bruk i et brønnhull omfattende et utvidbart basisrør, et basisfilterlag som er anordnet langs det utvidbare basisrør, og et avtakbart filterlag som er anordnet langs basisrøret innbefattende blokkeringsmidler som er plassert tilstøtende et separasjonsområde i det avtakbare filterlaget og som er impermeabelt for fluidstrøm derigjennom for å hindre innstrømming av partikler ved separasjonsområdet når det avtakbare filterlaget er delt.

I henhold til et eksempel på utførelse er en utvidbar sandskjerm til bruk i et brønnhull innbefattende:

et utvidbart basisrør; et basisfilterlag som er anordnet langs det utvidbare basisrør; et avtakbart filterlag som er anordnet langs basisrøret og som omfatter et mangfold av filterpar, idet hvert filterpar ved utvidelse av basisrøret adskilles med et mellomrom; og et ikke-perforert område av basisfilteret eller et separat element med et ikke-perforert område er plassert tilstøtende et separasjonsområde i det avtakbare filterlaget og som er impermeabelt for fluidstrøm derigjennom for å hindre inn-strømming av partikler ved separasjonsområdet når det avtakbare filterlaget er delt. Visse utførelser av oppfinnelsen vil heretter bli beskrevet med henvisning til ledsagende tegninger, hvor like henvisningstall angir like elementer, og; Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av en utvidbar filtreringsinnretning ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse;

Figur 2 er en annen utførelse av filtreringsinnretningen som er vist på

figur 1;

Figur 3 er en annen utførelse av filtreringsinnretningen som er vist på

figur 1;

Figur 4 er en annen utførelse av filtreringsinnretningen som er vist på

figur 1;

Figur 5 er en annen utførelse av filtreringsinnretningen som er vist på

figur 1;

Figur 6 er en annen utførelse av filtreringsinnretningen som er vist på

figur 1;

Figur 7 er en annen utførelse av filtreringsinnretningen som er vist på

figur 1;

Figur 8 viser et eksempel på et multiseksjonsfilter ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 9 viser en annen utførelse av multiseksjonsfilteret på figur 8; Figur 10 viser en annen utførelse av multiseksjonsfilteret på figur 8; Figur 11 viser en annen utførelse av multiseksjonsfilteret på figur 8; Figur 12 viser en annen utførelse av multiseksjonsfilteret på figur 8; Figur 13 viser et eksempel på et laminert filter ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 14 viser en annen utførelse av multiseksjonsfilteret på figur 8; Figur 15 viser et filter som inkorporerer ruller ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 16 viser et annet eksempel på et filter som anvender ruller; Figur 17 viser et annet eksempel på en utvidbar filtreringsinnretning ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 18 viser et annet eksempel på en utvidbar filtreringsinnretning som anvender et mangfold av individuelle filterseksjoner, ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 19 viser en annen utførelse av den utvidbare filtreringsinnretning som er vist på figur 18; Figur 20 viser et annet eksempel på et filter som anvender ruller; Figur 21 viser et annet eksempel på en utvidbar filtreringsinnretning ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 22 viser et annet eksempel på en utvidbar filtreringsinnretning ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 23 viser et annet eksempel på en utvidbar filtreringsinnretning ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 24 viser et eksempel på et platemateriale som brukes i et filter ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 25 viser en utvidet seksjon av platematerialet som er vist på figur 24; Figur 26 viser bruken av flere plater av filtermaterialet som er vist på figur 25 for å danne filtreringsåpninger av en ønsket størrelse; Figur 27 viser de lagdelte plater på figur 26 i et tverrsnittsperspektiv; Figur 28 viser et annet eksempel på en utvidbar filtreringsinnretning ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 29a-29e viser et annet eksempel på en utvidbar filtreringsinnretning ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 30 viser et annet eksempel på en utvidbar filtreringsinnretning som bruker blindseksjoner for å isolere visse soner innenfor et brønnhull, ifølge en ut-førelse av den foreliggende oppfinnelse; og Figur 31 viser et annet eksempel på en utvidbar filtreringsinnretning som bruker gelmaterialer for å isolere soner i et brønnhull, ifølge en utførelse av den foreliggende oppfinnelse.

Det skal nå generelt vises til figur 1, hvor det er vist en utvidbar filtreringsinnretning 40, så som en utvidbar sandskjerm til bruk i et brønnhull. I den viste utførelse omfatter den utvidbare innretningen 40 et basisrør 42. Basisrøret 42 har et mangfold av åpninger 44 som forløper generelt radialt fra et indre 46 av basis-røret 42 til det utvendige området som omgir basisrøret 42. Basisrøret 42 kan være dannet av et metallmateriale, så som et stål som er egnet til bruk i en brønn-hullsomgivelse. Åpningene 44 som er dannet gjennom basisrøret 42 kan være tildannet i et mangfold av former, størrelser og konfigurasjoner, inkludert tildannel-sen av slike åpninger som bistabile celler.

Basisrøret 42 samvirker med et filter 48 for å fjerne partikkel materialet i fluider som strømmer fra en omgivende geologisk formasjon, gjennom filteret 48 og inn i det indre 46 av basisrøret 42. I en utførelse kan filteret 48 omfatte et basisfilterlag 50 og et avtakbart filterlag 52. I denne utførelse er basisfilterlaget 50 delt i to halvdeler, og det avtakbare filterlaget 52 er delt i fire seksjoner hvor par av seksjoner forløper mot hverandre uten overlapping. Som et eksempel er basis-filterlaget 50 perforert, mens det avtakbare filterlaget 52 er et vevet filter. Basis-filterlaget 50 inkluderer imidlertid et område 56 som ikke har noen perforeringer. Området 56 forhindrer innstrømming av partikler gjennom åpninger 44 når innretningen 40 er utvidet, hvilket separerer parene av seksjoner 54 for å øke størrelsen av et mellomrom 58 som er anordnet mellom seksjonene av vevet filter.

Selv om filteret 48 kan brukes sammen med basisrøret 42 på et mangfold av måter, inkludert utvendig og innvendig, viser den viste utførelse bruken av filteret 48 langs en utvendig overflate av basisrøret 42, slik at filteret 48 hovedsakelig omgir basisrøret 42. I dette eksemplet holdes filteret 48 på plass rundt basisrøret 42 av et perforert deksel 60. Dekslet 60 er delt i to deksel-seksjoner 62, 64 som seksjonene av filteret 48 er festet til. For eksempel kan en halvdel av basisfilterlaget 50 og to seksjoner 54 av avtakbart filterlag 52 være innfestet til dekselseksjonen 62, eksempelvis med sveising, ved et par innfestings-områder 66. Innfestingsområdene 66 er satt tilbake en ønsket avstand fra endene av dekselseksjonen 62 for å muliggjøre innfesting av dekselseksjonen 62 til basis-røret 42 ved for eks empel sveising ved et sveiseområde 68. Tilsvarende kan den andre halvdelen av basisfilteret 50 og de andre to seksjonene 54 av avtakbart filterlag 52 være tilsvarende innfestet til dekselseksjonen 64. Dekselseksjonen 64 er i sin tur festet til basisrøret 42 ved området 68. I denne utførelse er det avtakbare filterlaget 52 anordnet mellom basisfilterlaget 50 og det perforerte dekslet 60. Videre forløper hver av de avtakbare filterlagseksjoner 54 fra innfestingsområdene 66 mot mellomrommet 58. Størrelsen av hvert mellomrom 58 øker følgelig når innretningen 40 utvides, men hvert utvidede mellomrom 58 er dekket av det ikke-perforerte området 56 av basisfilterlag 50, for å blokkere innstrømmingen av sand gjennom dette området.

I utførelsen av den utvidbare innretningen 40 som er vist på figur 2, omfatter hver av basisfilterlaget 50 og det avtakbare filterlaget 52 par av enkeltplateseksjoner 70 henholdsvis 72. Et par av plateseksjoner 70, 72 er festet til dekselseksjonen 62 ved et innfestingsområde 74, eksempelvis ved å sveise plateseksjo-nene til dekslet. Det andre paret av plateseksjoner 70, 72 er festet til dekselseksjonen 64 ved et annet innfestingsområde 74, som vist. Endene av plateseksjon-ene 70, 72 motsatt innfestingsområdet 74 er fri til å gli når den utvidbare innretningen 40 utvides. Det perforerte dekslet 60 kan følgelig omfatte et ikke-perforert område 76 ved de glidende ender av enkeltplateseksjoner 70 og 72. I den viste utførelse omfatter hver dekselseksjon 62, 64 et ikke-perforert område 76 for å for-hindre innstrømming av partikler i dette området etter utvidelse av innretningen 40. Vekslende eller i tillegg til de ikke-perforerte områder 76, kan basisfilteret 50 også omfatte ikke-perforerte områder 78 som er anordnet nær hver uinnfestede glidende ende av det avtakbare filterlaget 52. Når innretningen 40 utvides, be-grenser følgelig de ikke-perforerte områder 76 og/eller de ikke-perforerte områder 78 innstrømmingen av partikler fra den omgivende formasjon, inn i det indre 46 av basisrøret 42.

En annen utførelse av den utvidbare innretningen 40 er vist på figur 3. I denne utførelse er basisfilterlaget 50 og det avtakbare filterlaget 52 anordnet tilsvarende det som er vist og beskrevet med henvisning til figur 1. Et ytterligere stengelag 80 er imidlertid plassert ved hvert mellomrom 58. Laget 80 kan for eksempel omfatte et par massive seksjoner som er plassert mellom basis-filterlaget 50 og basisrøret 42 i det området som mellomrommet 58 utvider seg over. Ved utvidelse av innretningen 40 er følgelig partikkelstrøm gjennom mellomrommet 58 blokkert av laget 80. Bruken av laget 80 muliggjør dannelse av basisfilterlaget 50 uten bruk av noen massive, ikke-perforerte områder. Laget 80 kan også være dannet som et tett filterlag som til slutt åpner for å tillate filtrering etter at innretningen 40 har blitt utplassert og utvidet i et brønnhull.

Det skal nå generelt vises til figur 4, hvor en annen utførelse av den utvidbare innretningen 40 er vist. I denne utførelse er basisrøret 42 omgitt av filteret 48 og dekslet 60. Dekslet 60 er imidlertid festet til basisrøret 42 via en støtteremse 82. Som et eksempel kan dekselseksjoner 62 og 64 hver være innfestet til et par støtteremser 82. Støtteremsene 82 kan være festet til basisrøret 42 med festeanordninger (ikke vist), så som nagler, skruer, stifter eller andre passende festeanordninger. Støtteremsene 82 kan også være sveiset til basisrøret 42, men bruken av festeanordninger kan forenkle oppbyggingen av den utvidbare innretningen 42. Dekselseksjoner 62, 64 er festet til støtteremsene 82 med for eksempel sveising eller andre innfestingsmekanismer. Filteret 48 kan omfatte et mangfold av filterlag, filtertyper og filterkonfigurasjoner, inkludert de som er omtalt ovenfor med henvisning til figur 1, 2 og 3. Støtteremsene 82 kan videre omfatte andre trekk, så som en kanal 84, som best sees på figur 5. Hver støtteremse 82 kan ha en eller flere kanaler 84 som for eksempel kan brukes til å legge opp kontrolledninger 86, så som fiberoptiske ledninger, elektriske ledninger, hydrauliske ledninger eller andre typer kontrolledninger langs den utvidbare innretningen. Støtteremsene 82 kan videre være laget for eksempel av "sveise-vennlige" materialer, så som 316 rustfritt stål eller 825 høy-nikkellegering.

På figur 6 er det vist en annen utførelse av den utvidbare filtreringsinnretning 40. I denne utførelse omfatter filteret 48 et foldet filterlag 86. Det foldede filterlaget 86 kan være delt i seksjoner, så som seksjoner 88 og 90, som korres-ponderer til dekselseksjoner 62 og 64. Generelt omfatter det foldede filterlaget 86 et eller flere foldede områder 92 hvor det foldede filterlaget 86 er foldet tilbake på seg selv for å tilveiebringe tilstrekkelig materiale for tilpasning til utvidelsen av innretningen 40.

Det foldede filterlaget 86 kan brukes alene eller i kombinasjon med et mangfold av andre typer av filterlag, så som basisfilteret 50, som er vist på figur 6. Det foldede filterlaget kan alternativt være laminert med en rekke andre lag 54, for eksempel å danne et laminert enkeltfilterlag 96, som vist på figur 7.

Oppbyggingen av et foldet filterlag 86 eller en filterlagseksjon, så som den foldede filterseksjon 90, kan utføres på en rekke måter. På figur 8 er det for eksempel vist en utførelse hvor den foldede filterseksjonen er dannet av et par av primærfilterseksjoner 98 som er sammenbundet med en forbindelsesfilterseksjon 100 som er foldet tilbake på seg selv for å danne det foldede området 92. I dette eksemplet er de primære filterseksjoner 98 bestandige seksjoner som er utformet til å stoppe langtids sandinnstrømming, og de bestandige seksjoner er sammenbundet med seksjonen 100 som generelt er en ettergivende seksjon som tillater den nødvendige bøying og rulling av materialet under utvidelse av den utvidbare innretningen 42. Forbindelsesseksjonen 100 tjener imidlertid også som et filter for å stoppe innstrømmingen av partikler mellom primærfilterseksjonene 98.

Det skal generelt vises til figur 9 til 14, hvor en rekke foldede filtre er vist. På figur 9 er for eksempel primærfilterseksjoner 98 dannet av et enkelt lag av vevet materiale 102, mens forbindelsesseksjonen 100 er en føyelig seksjon som besørger folding av den samlede filterplaten. I utførelsen som er vist på figur 10 omfatter forbindelsesseksjonen 100 et vevet materiale, eksempelvis vevet materiale 104. Vevet materiale 104 kan ha en tråd med en mindre diameter, en forskjellig vevkonfigurasjon eller et forskjellig materiale, så som en polymer eller kompo-sitt. Forbindelsesseksjonen 100 kan for eksempel ha en redusert vev-intensitet, så som den utførelse som er vist på figur 11, hvor primærfilterseksjoner 98 er tett vevet og forbindelsesseksjonen 100 er spredt vevet i forhold til primær-seksjonene 98. Forbindelsesseksjonen 100 kan alternativt initialt veves tilsvarende til primærfilterseksjonene 98. Forbindelsesseksjonen 100 blir imidlertid valset eller presset av en passende presse 106, til en komprimert seksjon 108, som vist på figur 12. I realiteten er den komprimerte seksjonen 108 en svekket forbindelsesseksjon 100 med forbedrede rulleegenskaper. I dette eksemplet er det foldede filterlaget 86 dannet av en enkelt vevet filterplate som har en forbindelses-seksjon 100 som er komprimert for å øke dens fleksibilitet.

Det foldede filterlaget 86 kan også være dannet som et laminert enkelt- filterlag, som vist på figur 13. For eksempel kan vevede primærfilterseksjoner 98 være innfestet til et bærelag 110 med et klebemiddel 112 eller et annet egnet for- bindelsesmedium. Primærfilterseksjonene 98 er festet til bærelaget 110 med et mellomliggende lineært mellomrom 114. Bærelagsmaterialet i mellomrommet 114 funksjonerer som en forbindelsesseksjon 100. Bærelagsmaterialet 110 er følgelig valgt med tilstrekkelig fleksibilitet til å tillate foldingen av bærelaget 110 i det line-ære mellomromsområdet som er dannet mellom primærfilterseksjonene 98. Det skal bemerkes at selv om filterseksjonene 98 er beskrevet som vevede filterseksjoner med henvisning til figur 13, kan filterseksjonene 98 være dannet av andre typer av filtermaterialer. I en annen utførelse, vist på figur 14, er den foldede filterseksjonen dannet som et enkelt kontinuerlig filter, så som et vevet filter, med en indre fleksibel sone 116. Den indre fleksible sone 116 kan være dannet av et fleksibelt materiale, så som et tynt, perforert platemateriale.

I den sistnevnte design, så vel som de designene som er vist på figur 6 til 13, kan den foldede filterplaten være vevet som en enkeltvevet metallplate hvor forbindelsesfilterområdet har en redusert trådtetthet, tråddiameter eller en annen endring i vevkonfigurasjonen. Videre kan den foldede filterplaten være bygget opp ved å sammenføye tre individuelle plater, så som separate primærfilterplater og en separat midtre forbindelsesplate. Platene kan være forbundet med et mangfold av mekanismer så som en metallurgisk sveis eller et klebemiddel. Videre kan forbindelsesseksjonen 100 være dannet av en rekke materialer, inkludert en svak metalltrådduk, et vevet stoff av Kevlar eller andre fibre, en polymerplate, en tynn metallisk plate, eller et mangfold av komposittmaterialer eller andre materialer som tilveiebringer den ønskede fleksibilitet og rulleegenskapene for å mulig-gjøre utvidelse av den samlede filtreringsinnretningen 40 uten å skade filterlag-ene. Eksemplene som er opplistet er kun noen få eksempler på materialer og material-konstruksjoner som kan brukes til å danne en foldet filterplate.

Med generell henvisning til figur 15, kan utvidbarheten til en gitt filterplate 118 økes ved å bruke en eller flere ruller 120. For eksempel kan et par lang-strakte ruller 120 plasseres i et brettet eller foldet område 122 av filterplaten 118. Rullene 120 reduserer friksjonen mellom foldene av filterplaten 118 når platen 118 strekkes til en mer langstrakt konfigurasjon. Videre kan i det minste en av rullene 120 ha et hult indre for å motta en kontrolledning. På figur 16 inkluderer en utfør-else som tilsvarer den som er vist på figur 6 ruller 120 som er anordnet i folder 124 av det foldede filterlaget 86. I det bestemte eksempel som er vist, er to lang- strakte ruller 120 plassert i foldene til hver foldede filterseksjon 90. For å lette om-formingen av det foldede filterlaget 86 fra en sammentrukket tilstand til en utvidet tilstand når basisrøret 42 og hele innretningen 40 utvides inne i et brønnhull.

Med henvisning til figur 17, er det vist en annen utførelse av den utvidbare innretningen 40. I denne utførelse er et filterlag 126 plassert i det indre 46 av bas-isrøret 42. Filterlaget 126 kan være dannet av et vevet filtermateriale eller et annet egnet filtermateriale. I dette eksemplet omfatter filterlaget 126 en enkelt-plate som er sammenrullet langs den fremre overflate av basisrøret 42. Filterlaget 126 er forbundet til basisrøret 42 langs en første kant 128 som strekker seg i lengderetningen langs det indre av basisrøret 42. Filterlaget 126 er sammenrullet over seg selv, slik at en annen kant 130 overlapper den første kant 128. Den første kant 128 kan være festet til basisrøret 42 med en sveis eller en annen egnet fes-temekanisme. Den annen kants 130 overlapping av den første kant 128 er tilstrekkelig til å besørge utvidelse av basisrøret 42 uten å frembringe et mellomrom mellom den første kant 128 og den annen kant 130.

En annen utførelse av en utvidbar innretning 40 er vist på figur 18. I denne utførelse er det dannet et filterlag 132 ved innfesting av flere filterseksjoner 134 til bestemte lokaliseringer langs basisrøret 42. De flere filterseksjoner 134 er festet slik at åpninger 44 i basisrøret 42 er blottlagt i den sammentrukkede tilstand som er vist på figur 18. Når basisrøret 42 i den utvidbare innretningen 40 utvides radialt, flyttes imidlertid de flere filterseksjoner 134 til å dekke åpningene 44, slik at partikler filtreres før de kommer inn i det indre 46 av basisrøret 42. Hver av de flere filterseksjonene 134 er typisk festet langs en kant, mens den motstående kanten forblir fri. Ved korrekt innfesting av den første kanten, forflyttes filterseksjoner» over åpningen 44, eller åpningen 44 beveger seg under filter-seksjonen ved utvidelse. Det nøyaktige punkt for innfesting av hver filterseksjon 134 vil vari-ere med størrelsen, innbyrdes avstand mellom og konfigurasjon av åpningene 44. De flere filterseksjoner 134 kan alternativt være laget med en lengde som er tilstrekkelig til effektivt å dekke bruksområdet for det utvidbare basisrøret 42, som vist på figur 19. I denne utførelse er de flere filterseksjonene 134 anordnet over korresponderende åpninger 44 når de er i den sammentrukne og den utvidede tilstand.

Som vist på figur 20 kan overskytende filtermateriale lagres for å muliggjøre utvidelse av den utvidbare innretningen 40 uten å skade filterlag. For eksempel kan en eller flere filterseksjoner 136 ha overskytende filtermateriale 138 lagret ved omkretsendene av hver filterseksjon 136. Det overskytende filtermaterialet 138 kan for eksempel være rullet rundt ruller 140. Rullene 140 er utplassert i lengderetningen langs basisrøret 42, og brukes til å rulle en tilstrekkelig mengde av overskytende filtermateriale 138 til fullstendig å besørge utvidelse av basisrøret 42 i et gitt brønnhull. Rullene 140 kan være roterbart montert på basisrøret 42 eller andre særtrekk ved eller nær den utvidbare innretningen 40. Avhengig av type materialer som brukes ved dannelse av filtersekjonene 136, kan rullene 140 som en mulighet byttes ut med pinner som det overskytende filtermaterialet 138 glir rundt når innretningen 40 utvides.

I en annen utførelse som er vist på figur 21, kan en filterplate 142 være ti I— dannet med overskytende filtermateriale 144 som er plassert i en overlappende konfigurasjon, som vist. I denne utførelse er en foring 146 plassert mellom par av filterplater for å lette den relative glidning av overskytende filtermateriale 144 under utvidelse av den samlede innretningen 40. I det eksemplet som er vist på figur 21, er den samlede design av innretningen 40 tilsvarende til den som er beskrevet med henvisning til figur 1. Det avtakbare filterlaget 52 på figur 1 har imidlertid blitt byttet ut med kombinasjonen av overlappende filterplater 142 og foringen 146.

Overskytende filtermateriale som brukes for å muliggjøre utvidelse av innretningen 40 kan også lagres i en foldet seksjon eller seksjoner 148, som vist på figur 22. I denne utførelse omfatter filtret 48 et avtakbart filterlag 150, tilsvarende det avtakbare filterlaget 52 som er vist på figur 1. Det avtakbare filterlag 150 for-binder imidlertid avtakbare filterseksjoner med en foldet seksjon 148. Den foldede seksjonen 148 kan være av en annen type av filtrerings-materialet som er tilstrekkelig fleksibelt til å muliggjøre utvidelse av innretningen 40 uten å frembringe noen mellomrom eller sprekker i det avtakbare filterlag 150. I denne utførelse er det avtakbare filterlag 150 delt i to filterseksjoner 152 og 154 som er forbundet til dekselseksjoner 62 henholdsvis 64. I tillegg kan et supplerende filterlag 156 være plassert mellom dekselseksjonene 62, 64 og det avtakbare filterlag 150. For eksempel kan det supplerende filterlag 156 være tildannet som et par av utvidbare filterplater 158. Alternativt kan de foldede seksjoner 148 utelates, og de supplerende filterseksjoner 158 kan byttes ut med massive plater 160 for å blokkere inn-strømmingen av partikler inn i basisrøret 42 gjennom eventuelle mellomrom som er dannet i det avtakbare filterlaget, som vist på figur 23.

På figur 24 og 25 er vist en annen utførelse av et filtermateriale 162. I dette eksemplet omfatter filtermaterialet 162 en eller flere plater 164 med gjennomgående porer 166. Som et eksempel kan porene 166 være tildannet som små spalter, som det sees best på figur 25. I et bestemt eksempel omfatter platen 164 en plate av rustfritt stål, eksempelvis en plate av 316L rustfritt stål, ca. 0,91 mm tykk og med en poreåpningsstørrelse på ca. 0,36 mm. Slikt materiale er velegnet for et mangfold av sandkontrollanvendelser, og materialet gir god erosjons-bestandighet mot produsert sand. Et mangfold av andre metaller, materialer, tyk-kelser og porestørrelser kan imidlertid brukes, avhengig av den bestemte anven-delse. I tillegg kan platen 164 være tildannet i to eller flere lag.

For eksempel, i det bestemte eksempel som er beskrevet i det foregående avsnitt, kan det oppnås en mer kostnadseffektiv fremstilling av filteret ved å tildan-ne et filterlag som har minst to plater 164. For eksempel kan hver plate dannes med en tykkelse på 0,46 mm, med porer i form av spalter som har en spaltebredd på 0,51 mm. Spaltene 166 kan fotoetses i platen, stanses ut eller dannes ved andre egnede fremgangsmåter. De to eller flere plater blir deretter presset sammen med et spaltemønster som er litt sideforskjøvet for å danne åpninger eller porer 166 av ønsket størrelse. Hvis for eksempel spaltebredden er 0,51 mm i hver plate, kan den resulterende åpningen 168 ha en spaltebredde fra 0,25 mm til 0,56 mm med en samlet materialtykkelse på ca. 0,91 mm, som vist på figur 26 og 27. Ytterligere plater 164 kan tilføyes for å danne et tykkere lag som nødvendig eller ønskelig. Platene kan forenes med lasersveising, motstands-sømsveising, kaldvalsing eller andre sammenslutningsteknikker. Platene kan videre valses og sveises i skruelinje for å danne rør, de kan formes over andre filterlag for å frembringe ekstra sandskjermer, plasseres over perforerte basisrør for å erstatte tråd-vikling, de kan inkorporeres i en bestemt viklet skjerm med henblikk på et alternativt løp eller instrumentering, eller brukes i andre skjerm-anvendelser.

I en implementering av filterlaget 162 brukes de forente plater 164 ved dannelsen av en stiv sandskjerm, som vist på figur 28. I denne utførelsen er de stive basisrøret 42 omgitt av et avstandslag 170, som i sin tur er omgitt av et filterlag 162. Filteret 162 med de forente plater 164 kan imidlertid også brukes i pri-mærfilterlag i utvidbare skjermer.

En annen utførelse av den utvidbare innretningen 40 er vist på figur 29a til 29e. I denne utførelse er basisrøret 42 omgitt av et mangfold av tråder eller strenger 172 som er innfestet eller på annen måte forbundet til basisrøret 42 ved forbindelsespunkter 174. Trådene 172 er delt i grupper eller sett, så som tråder 176 og tråder 178 som går i bue rundt basisrøret 42 og er i glidende inngrep med hverandre. Et sett av tråder, eksempelvis tråder 176, er forbundet til basisøret 142 ved et forbindelsespunkt 174, og det andre settet, eksempelvis tråder 178, er forbundet til basisrøret 42 ved en motsatt eller forskjellig forbindelse 174, som det best sees av figur 29b. De frie ender av trådene 176 og 178 strekker seg mot hverandre og er sammenmasket på for eksempel en vekslende måte, som vist på figur 29a. Når innretningen 40 utvides glir trådene 176 og 178 forbi hverandre for å besørge utvidelsen, som det best sees av figur 29c og 29d. De vekslende trådene har mellomrom for å tilveiebringe åpninger 180 som muliggjør den ønskede filtrering. Følgelig, etter utvidelse, tilveiebringer trådene 176 den ønskede filtrering for et parti av skjermen, og trådene 178 tilveiebringer ønsket filtrering for et annet parti av skjermen.

Trådene 172 kan ha et mangfold av tverrsnittskonfigurasjoner som mulig-gjør glideinngrepet. En eksemplifiserende konfigurasjon er imidlertid vist på

figur 29e. I denne utførelse har hver av trådene et tverrsnitt som generelt er utformet som et trapes. I enkelte anvendelser kan trådene 176,178 holdes i form

av en plate av fleksible eller avbrytbare tilbakeholdelsestråder som forløper generelt sideveis i forhold til trådene 172. Under utvidelse blir tilbakeholdelses-trådene (ikke vist) strukket eller brutt for å besørge utvidelsen. Alternativt eller i tillegg kan tilbakeholdelsestrådene være dannet av et materiale som faller fra hverandre i brønnomgivelsen. For eksempel kan tilbakeholdelsestrådene være dannet av en plast, et tynt metall, et duktilt metall, et stoff eller andre egnede materialer som vil falle fra hverandre i brønnhullsomgivelsen.

Med generell henvisning til figur 30, er det vist et utvidbart filtreringssystem inne i et brønnhull 184. I denne utførelse er den utvidbare innretning 40 i form av en utvidbar sandskjerm som har filtreringsområder 186 som er adskilt av en eller flere soneisolasjonsområder 188. Filtreringsområdene 186 kan være dannet for eksempel i henhold til de teknikker som er beskrevet ovenfor. Det ene eller de flere soneisolasjonsområder 188 kan på den annen side være utformet som blind-skjermseksjoner 190. For eksempel kan hver blindskjermseksjon 190 være dannet av en massiv seksjon av materialet, så som rustfritt stål.

For å lette forklaringen, har den utvidbare innretningen 40 blitt vist som delvis utvidet på figur 30. Den delvis utvidede illustrasjon er gitt for å vise hvordan den utvidbare innretning 40 kan utvides radialt utover til kontakt med veggen i brønnhullet 184. Soneisolasjonsområdene 188 isolerer innstrømmingen av fluid gjennom disse områdene, mens de tillater innstrømming av fluid gjennom filtreringsområder 186. Ved mange anvendelser er filtreringsområdene 186 adskilt i lengderetningen av soneisolasjonsområdene 188. Filtreringsområdene 186 kan imidlertid også være adskilt i omkretsretningen av det ene eller de flere soneisolasjonsområder 188. Ved enkelte anvendelser kan det oppnås bedre kontakt med brønnhullets vegg ved å sette en eller flere produksjonspakninger langs sone-isolasjonsområdene 188. En eller flere av blindskjermseksjonene 190 kan valgfritt tildannes som en injeksjonssone ved å bytte ut blindplatene av metall med en perforert seksjon 192. Den perforerte seksjon 192 muliggjør injeksjon av materialet, eksempelvis sement, radialt utover gjennom blindskjermseksjonen i et soneisolasjonsområde 188 for å forbedre isolasjonen av en bestemt sone.

Blindskjermseksjonene 190 kan alternativt omfatte elastomerinjiserte plater for ytterligere å forbedre soneisolasjonen. I tillegg kan blindskjermseksjonene 190 ha et elastomerisk belegg for igjen å forbedre soneisolasjonen. Gelmaterialer kan også injiseres radialt utover gjennom blindskjermseksjonen 190 for å blokkere uønsket fluidstrømning gjennom en bestemt sone i brønnhullet. Injeksjonen av geler er særlig anvendbar ved bruk i horisontale brønnhullsområder, som vist på figur 31. I det bestemte eksempel som er vist, blir den utvidbare innretningen 40, eksempelvis den utvidbare sandskjermen, kjørt inn i brønnhullet 184 og utvidet. Den utvidbare innretningen 40 kan for eksempel ha et elastomerisk belegg eller elastomerimpregnerte plater i visse soneisolasjonsområder. Uten hensyn til dette kan en komplettering 194 som har utvendige foringsrørpakninger 196 plasseres i den utvidede innretningen 40 slik at pakninger 196 er innrettet med soneisolasjons-områdene i den utvidede innretningen 40. En gel 198 injiseres utover fra komplettering 194 mellom de utvendige foringsrørpakninger 196 mot veggen i brønnhullet 184. Som et eksempel kan injeksjonen utføres ved hjelp av en ringformet gelpakke eller glidehylser som muliggjør bevegelse av gel inn i rom-met mellom pakningene. Gelen blir deretter hard for å forbedre tetningen inne i et bestemt soneisolasjonsområde 188.

Claims (13)

1. Utvidbar sandskjerm til bruk i et brønnhull (184), idet sandskjermen omfatter et utvidbart basisrør (42), et basisfilterlag (50) som er anordnet langs det utvidbare basisrør (42), og et avtakbart filterlag (52, 150) som er anordnet langs basis-røret (42), karakterisert ved: blokkeringsmidler som er plassert tilstøtende et separasjonsområde (58) i det avtakbare filterlaget (52, 150) og som er impermeabelt for fluidstrøm derigjennom for å hindre innstrømming av partikler ved separasjonsområdet når det avtakbare filterlaget (52, 150) er delt.

2. Utvidbar sandskjerm som angitt i krav 1, hvori blokkeringsmidlene omfatter et ikke-perforert område (56) av basisfilteret (50).

3. Utvidbar sandskjerm som angitt i krav 1, hvori blokkeringsmidlene omfatter et separat element med et ikke-perforert område.

4. Utvidbar sandskjerm som angitt i krav 3, videre omfattende et deksel (60) som omgir basisfilterlaget (50), idet dekselet (60) tjener som nevnte separate element.

5. Utvidbar sandskjerm som angitt i krav 1, videre omfattende et deksel (60) som omgir basisfilterlaget (50).

6. Utvidbar sandskjerm som angitt i krav 4 eller 5, hvor basisfilterlaget (50) og det avtakbare filterlaget (52,150) er fastholdt til dekslet (60).

7. Utvidbar sandskjerm som angitt i krav 1, hvor basisfilterlaget (50) er lokali-sert langs en utside av basisrøret (42) og mellom det avtakbare filterlaget (52, 150) og basisrøret (42).

8. Utvidbar sandskjerm som angitt i krav 4 eller 5, hvor dekslet (60) omfatter et mangfold av dekselseksjoner (62, 64) som er festet til basisrøret (42).

9. Utvidbar sandskjerm som angitt i et av de foregående krav, hvor det avtakbare filterlaget (52, 150) er et vevet filter.

10. Utvidbar sandskjerm som angitt i et av de foregående krav, hvor det avtakbare filterlaget (52, 150) omfatter et mangfold av filterpar, idet hvert filterpar ved utvidelse av basisrøret (42) adskilles med et mellomrom.

11. Utvidbar sandskjerm som angitt i krav 4 eller 5, videre omfattende minst en støtteremse (82) som forløper i lengderetningen langs det utvidbare basis-røret (42), idet støtteremsen (82) tjener til å forbinde dekslet til det utvidbare basis-røret (42).

12. Utvidbar sandskjerm som angitt i krav 11, hvor støtteremsen (82) omfatter en kanal (84) for mottak av en kontrolledning (86).

13. Utvidbar sandskjerm til bruk i et brønnhull (184), idet sandskjermen omfatter: et utvidbart basisrør (42); et basisfilterlag (50) som er anordnet langs det utvidbare basisrør (42); et avtakbart filterlag (52, 150) som er anordnet langs basisrøret (42) omfatter et mangfold av filterpar, idet hvert filterpar ved utvidelse av basisrøret (42) adskilles med et mellomrom; og et ikke-perforert område (56) av basisfilteret (50) eller et separat element med et ikke-perforert område (56, 76, 78), er plassert tilstøtende et separasjonsområde i det avtakbare filterlaget (52, 150) og som er impermeabelt for fluidstrøm derigjennom for å hindre innstrømming av partikler ved separasjonsområdet når det avtakbare filterlaget (52,150) er delt.