NO338704B1

NO338704B1 - Ball-actuated device and method for activating a number of such devices

Info

Publication number: NO338704B1
Application number: NO20100211A
Authority: NO
Inventors: Roger Antonsen; Kristoffer Braekke; Geir Lunde
Original assignee: I Tec As
Priority date: 2010-02-11
Filing date: 2010-02-11
Publication date: 2016-10-03
Also published as: EP2360347B1; NO20100211A1; SA111320192B1; EP2360347A3; CA2731511C; CA2731511A1; NO2360347T3; EP2360347A2

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN BACKGROUND OF THE INVENTION

Teknisk område Technical area

[0001] Den foreliggende oppfinnelsen vedrører et ekspanderbart kulesete til bruk i underjordiske brønner, særlig i brønner brukt til produksjon av hydrokarboner fra underjordiske formasjoner. [0001] The present invention relates to an expandable ball seat for use in underground wells, particularly in wells used for the production of hydrocarbons from underground formations.

Kjent teknikk Known technique

[0002] For å produsere hydrokarboner, dvs. olje og/eller gass, fra underjordiske reservoarer, tilveiebringes en brønn som strekker seg gjennom flere berglag i en formasjon. Brønnen anlegges vanligvis ved å bore et borehull en avstand gjennom berget, innføre en stålforing i brønnhullet og sementere den til formasjonen. Sementering omfatter vanligvis å pumpe våt sement ned gjennom et rørformet forlengelsesrør og foring, ut gjennom en sementeringsventil eller ventil med forskyvbar hylse og opp gjennom ringrommet mellom formasjonen og foringen før sementen gis anledning til å størkne. Den neste seksjonen bores gjennom formasjonen i forlengelsen av den eksisterende foringen. Et forlengelsesrør henges så av i en rørhenger og sementeres til formasjonen. Denne prosessen gjentas inntil en brønn omfattende en et antall seksjoner med stadig avtakende diameter har nådd ønsket dybde. Typisk inneholder et eller flere formasjonslag hydrokarboner, og de produktive lagene er atskilt av berg som ikke inneholder olje eller gass. For å få tilgang til formasjonsfluidene kan foringen penetreres på dybder som tilsvarer produksjonslagene, og formasjonen kan sprekkes opp hydraulisk for å forbedre strømmen av fluid fra formasjonen inn i produksjonsbrønnen. Horisontale brønner kan også forgrenes fra en vertikal produksjonsbrønn og strekke seg flere kilometer gjennom et lag som inneholder hydrokarboner. [0002] To produce hydrocarbons, i.e. oil and/or gas, from underground reservoirs, a well is provided which extends through several rock layers in a formation. The well is usually constructed by drilling a borehole a distance through the rock, inserting a steel liner into the wellbore and cementing it to the formation. Cementing generally involves pumping wet cement down through a tubular extension pipe and casing, out through a cementing valve or sliding sleeve valve, and up through the annulus between the formation and the casing before the cement is allowed to solidify. The next section is drilled through the formation in extension of the existing casing. An extension pipe is then suspended in a pipe hanger and cemented to the formation. This process is repeated until a well comprising a number of sections of ever decreasing diameter has reached the desired depth. Typically, one or more formation layers contain hydrocarbons, and the productive layers are separated by rock that does not contain oil or gas. To gain access to the formation fluids, the casing can be penetrated at depths corresponding to the production layers, and the formation can be hydraulically fractured to improve the flow of fluid from the formation into the production well. Horizontal wells can also branch off from a vertical production well and extend several kilometers through a layer containing hydrocarbons.

[0003] Et produksjonsrør er typisk tilveiebrakt inne i foringen eller forlengelsesrøret, og den kompletterte brønnen kan deles inn i flere produksjonssoner ved å bruke pakningsplugger. Ventiler styrer fluidstrømmen under sementering. Andre ventiler styrer fluidstrøm inn i et segment av produksjonsrøret som tilsvarer produksjonssonen. I drift kan fluid som strømmer fra flere soner med ulike rater blandes og fraktes opp gjennom produksjonsrøret til overflaten. [0003] A production pipe is typically provided inside the casing or extension pipe, and the completed well can be divided into several production zones by using packing plugs. Valves control fluid flow during cementing. Other valves direct fluid flow into a segment of the production pipe corresponding to the production zone. In operation, fluid flowing from several zones at different rates can be mixed and transported up through the production pipe to the surface.

[0004] For å øke mengden og/eller strømningsraten av produserte hydrokarboner fra en sone kan ulike kjemikalier injiseres inn i formasjonen. Kjemikaliet kan være vann, saltlake, syrer, løsemidler, peptider osv, og det kan injiseres gjennom produksjonsbrønnen eller gjennom én eller flere injeksjonsbrønner som kan være tilveiebrakt i avstand fra produksjonsbrønnen. Således kan et typisk olje- eller gassfelt omfatte én eller flere produksjonsbrønner og null eller flere injeksjonsbrønner. I noen tilfeller kan en injeksjonsbrønn for eksempel injisere vann eller gass inn i én eller flere soner for å øke trykket i reservoaret. Ulike additiver for å redusere fluidets viskositet kan også injiseres. Slike metoder kalles samlet "stimulering av en sone", og hensikten med dem er å forbedre produksjonen fra sonen. Bestemte metoder for å stimulere en sone er ikke en del av den foreliggende oppfinnelsen, og beskrives derfor ikke videre i dette dokumentet. Det skal imidlertid forstås at å tilveiebringe et større antall injeksjonspunkter i en sone vil bidra til fordeling av fluider og/eller kjemiske tilsetningsstoffer i sonen. [0004] To increase the amount and/or flow rate of produced hydrocarbons from a zone, various chemicals can be injected into the formation. The chemical can be water, brine, acids, solvents, peptides, etc., and it can be injected through the production well or through one or more injection wells that can be provided at a distance from the production well. Thus, a typical oil or gas field may include one or more production wells and zero or more injection wells. In some cases, an injection well can, for example, inject water or gas into one or more zones to increase the pressure in the reservoir. Various additives to reduce the fluid's viscosity can also be injected. Such methods are collectively called "stimulation of a zone" and their purpose is to improve production from the zone. Certain methods for stimulating a zone are not part of the present invention, and are therefore not described further in this document. However, it should be understood that providing a greater number of injection points in a zone will contribute to the distribution of fluids and/or chemical additives in the zone.

[0005] Det vil også bidra til produksjonen om produksjonsbrønnen kan inndeles i flere soner på en enkel og økonomisk måte. Hvis for eksempel vann injiseres gjennom en injeksjonsbrønn og bryter gjennom formasjonen på et sted langs en horisontal brønn, kan vanninnholdet i det produserte fluidet raskt overstige et forhåndsbestemt nivå og føre til en beslutning om å stenge av den aktuelle grenen. Det kan imidlertid fortsatt være vesentlige lommer av olje og gass i formasjonen utenfor området med vanngjennombrudd. Det er derfor mulig å installere ventiler og pakningsplugger for å kunne være i stand til å isolere en viss seksjon eller sone i den horisontale brønnen senere dersom en slik situasjon skulle oppstå. På den andre siden kan kostnaden for ventiler og tiden det tar å åpne et stort antall ventiler når sonen skal settes i produksjon begrense antall seksjoner eller soner per gren. Dett kan i sin tur føre til relativt store "døde soner" som inneholder hydrokarboner som ikke kan hentes ut. [0005] It will also contribute to production if the production well can be divided into several zones in a simple and economical way. For example, if water is injected through an injection well and breaks through the formation at a location along a horizontal well, the water content of the produced fluid can quickly exceed a predetermined level and lead to a decision to shut down the branch in question. However, there may still be significant pockets of oil and gas in the formation outside the area of water breakthrough. It is therefore possible to install valves and packing plugs to be able to isolate a certain section or zone in the horizontal well later should such a situation arise. On the other hand, the cost of valves and the time it takes to open a large number of valves when the zone is to be put into production can limit the number of sections or zones per branch. This in turn can lead to relatively large "dead zones" containing hydrocarbons that cannot be extracted.

[0006] Som indikert ovenfor, brukes ulike mekaniske innretninger under konstruksjon, komplettering og produksjon, f.eks. rørhengere, pakningsplugger og ventiler av ulik størrelse og konstruksjon. Én av flere måter å betjene en mekanisk innretning på, er å bruke en fallkule som slippes eller pumpes med et fluid ned i brønnen inntil den lander på et kulesete. Deretter virker hydraulisk trykk på utstyret og forårsaker en relativ bevegelse mellom to deler, og denne bevegelsen aktiverer innretningen. Innretninger som aktiveres av fallkuler eller andre tilsvarende objekter er forholdsvis rimelige, og de krever ikke like kostbare avbrudd i produksjonen som dem som følger av at en arbeidsstreng eller et kjøreverktøy må kjøres inn i brønnen. [0006] As indicated above, various mechanical devices are used during construction, completion and production, e.g. pipe hangers, packing plugs and valves of various sizes and constructions. One of several ways to operate a mechanical device is to use a drop ball that is dropped or pumped with a fluid down the well until it lands on a ball seat. Then hydraulic pressure acts on the equipment and causes a relative movement between two parts, and this movement activates the device. Devices that are activated by falling balls or other similar objects are relatively inexpensive, and they do not require as costly interruptions in production as those resulting from a work string or a driving tool having to be driven into the well.

[0007] Begrepene "fallkule" og "kulesete" brukes her av praktiske grunner, ettersom fallkuler er de vanligste midlene brukt til å aktivere innretninger i brønnen hydraulisk. Det skal imidlertid forstås at andre ekvivalente objekter brukt til samme formål også er forutsett. For eksempel kan en pilplugg settes inn i fluidstrømmen like foran sementen når et forlengelsesrør skal sementeres til formasjonen ved komplettering av brønnen. Pilpluggen har en sylindrisk kropp for å skille sementen fra fluidet nedenfor, og den har typisk en avrindet konisk nese som tilsvarer en fallkule. Når pilpluggen lander på et sete forbundet med ventilen, stenges fluidet som sirkulerer gjennom forlengelsesrøret, og hydraulisk trykk bygges opp bak pilpluggen. Når trykket når et forhåndsbestemt nivå, brytes skjærpinner eller tilsvarende som opp-rinnelig forhindret relativ bevegelse mellom indre og ytre hylser i ventilen. Deretter glir sleidehylsen i sementeringsventilen nedstrøms og åpner sementeringsventilen, slik at sement kan trenge ut i ringrommet mellom forlengelsesrøret og formasjonen. Etter bruk kan pilpluggen fjernes på konvensjonell måte, f.eks. av en borkrone når den neste seksjonen av brønnen bygges. På tilsvarende måte kunne en fallkule vært brukt for samme formål. Pilpluggen har altså samme funksjon som en fallkule ved at den lander på et sete og derved stenger for fluidsirkulasjon slik at hydraulisk trykk kan betjene en innretning. [0007] The terms "drop ball" and "ball seat" are used here for practical reasons, as drop balls are the most common means used to activate devices in the well hydraulically. However, it should be understood that other equivalent objects used for the same purpose are also envisaged. For example, an arrow plug can be inserted into the fluid stream just ahead of the cement when an extension pipe is to be cemented to the formation when completing the well. The arrow plug has a cylindrical body to separate the cement from the fluid below, and it typically has a tapered conical nose that corresponds to a drop ball. When the arrow plug lands on a seat connected to the valve, the fluid circulating through the extension tube is shut off, and hydraulic pressure builds up behind the arrow plug. When the pressure reaches a predetermined level, shear pins or the like are broken which originally prevented relative movement between inner and outer sleeves in the valve. The slide sleeve then slides into the cementing valve downstream and opens the cementing valve, allowing cement to penetrate into the annulus between the extension pipe and the formation. After use, the arrow plug can be removed in a conventional way, e.g. of a drill bit when the next section of the well is built. Similarly, a falling bullet could have been used for the same purpose. The arrow plug thus has the same function as a drop ball in that it lands on a seat and thereby closes off fluid circulation so that hydraulic pressure can operate a device.

[0008] En rekke fallkuler kan brukes til å betjene ventiler eller andre innretninger ved ulike tider og på ulike steder. For eksempel kan en rekke fallkuler brukes til å åpne eller stenge for produksjon fra ulike soner i en brønns produksjonsfase. Dette gjøres konvensjonelt ved å redusere kulesetenes diameter med økende dybde og ved å bruke kuler med ulik størrelse. En fallkule med en viss diameter vil dermed passere alle seter med større diameter og lande på det første setet med diameter mindre enn kulens diameter. Så snart kulen stenger av sirkulasjon, bygges hydraulisk trykk opp bak den, og kan brukes til å aktivere innretningen, f.eks. ved å bryte en skjærpinne og/eller tilveiebringe en eller annen relativ bevegelse mellom deler i innretningen. [0008] A number of drop balls can be used to operate valves or other devices at different times and in different places. For example, a series of drop balls can be used to open or close production from different zones in a well's production phase. This is done conventionally by reducing the diameter of the ball seats with increasing depth and by using balls of different sizes. A falling ball with a certain diameter will thus pass all seats with a larger diameter and land on the first seat with a diameter smaller than the diameter of the ball. As soon as the ball shuts off circulation, hydraulic pressure builds up behind it and can be used to activate the device, e.g. by breaking a shear pin and/or providing some relative movement between parts of the device.

[0009] Det er imidlertid en grense for antall ulike kulestørrelser som kan brukes i en brønn. Hvis for eksempel diameterne til to kuler er for nær hverandre, kan selv et lite stykke løsmasse, sand eller grit føre til at en kule lander på et sete med en diameter ørlite større enn det påtenkte setet, og derved utilsiktet aktivere feil innretning. Det må følgelig være en minste forskjell i diameteren til ulike fallkuler som skal brukes i en bestemt anvendelse. Dette begrenser også antall utstyrsenheter som kan betjenes av konvensjonelle fallkuler eller seter i en gitt brønn. Typisk kan omkring 20 eller færre kuleseter brukes i én brønn av grunnene drøftet ovenfor. [0009] However, there is a limit to the number of different ball sizes that can be used in a well. If, for example, the diameters of two balls are too close together, even a small piece of loose material, sand or grit can cause a ball to land on a seat with a diameter slightly larger than the intended seat, thereby inadvertently activating the wrong device. Consequently, there must be a minimum difference in the diameter of different drop balls to be used in a particular application. This also limits the number of equipment units that can be served by conventional drop balls or seats in a given well. Typically around 20 or fewer ball seats can be used in one well for the reasons discussed above.

[0010] Ettersom moderne reservoarer øker i størrelse og/eller dybde, blir det upraktisk å benytte fallkuler på konvensjonell måte. For eksempel kan en brønn strekkes seg 2000 meter eller mer vertikalt og/eller horisontalt. Brukes maksimalt 20 fallkuler med ulike størrelser blir middelavstanden mellom fallkuleaktiverte innretninger 100 meter eller mer. Dette kan overstige tykkelsen av en produksjonssone. Fordi minst én ventil bør styre fluidstrømmen fra hver produksjonssone, vil færre enn 20 kulebetjente ventiler være tilgjengelig til bruk i horisontale brønner forgrenet ut i produksjonssonen(e). US 4,862,966 beskriver en forlengelsesrørhenger med sammenleggbart ventilkulesete. US 2009/0308588 A1 omhandler en metode og et apparat for å utsette et betjeningsapparat til flere formasjonssoner. US 7,322,417 B2 vedrører teknikk og apparat for komplettering av flere soner. US 2006/0243455 A1 er relatert til et nedihullsverktøy. [0010] As modern reservoirs increase in size and/or depth, it becomes impractical to use drop balls in a conventional manner. For example, a well may extend 2,000 meters or more vertically and/or horizontally. If a maximum of 20 drop balls of different sizes are used, the average distance between drop ball-activated devices will be 100 meters or more. This can exceed the thickness of a production zone. Because at least one valve should control fluid flow from each production zone, fewer than 20 ball-operated valves will be available for use in horizontal wells branching out into the production zone(s). US 4,862,966 describes an extension pipe hanger with collapsible valve ball seat. US 2009/0308588 A1 relates to a method and an apparatus for exposing an operating apparatus to several formation zones. US 7,322,417 B2 relates to technique and apparatus for the completion of several zones. US 2006/0243455 A1 relates to a downhole tool.

[0011] I noen tilfeller vil det være fordelaktig eller nødvendig å tilveiebringe men enn én ventil til å styre strømmen av formasjonsfluid inn i produksjonsrøret, hvilket begrenser antall kuleaktiverte ventiler som er tilgjengelig for andre soner og/eller horisontale brønner ytterligere. Bruk av utstyr som styres med andre midler blir fort kostbart, ettersom elektriske motorer må tåle temperaturene og trykkene i dype brønner, hydrauliske ledninger blir lenger osv. Det ville således være fordelaktig å frembringe et system hvor én fallkule kunne åpne et vilkårlig antall ventiler i en vertikal eller horisontal brønn. [0011] In some cases, it will be advantageous or necessary to provide but one valve to control the flow of formation fluid into the production pipe, further limiting the number of ball actuated valves available for other zones and/or horizontal wells. The use of equipment that is controlled by other means quickly becomes expensive, as electric motors must withstand the temperatures and pressures in deep wells, hydraulic lines become longer, etc. It would thus be advantageous to produce a system where one drop ball could open an arbitrary number of valves in a vertical or horizontal well.

[0012] Hvis det fantes en metode for å åpne et vilkårlig antall ventiler med én fallkule i f.eks. én produksjonssone og/eller horisontal gren, kunne et stort antall rimelige ventiler installeres. Dette ville bidra ved stimulering av en sone ved at fluid kunne injiseres gjennom et stort antall injeksjonspunkter, og å tapp formasjonsfluid inn i et produksjonsrør gjennom et vilkårlig antall ventiler. [0012] If there was a method to open any number of valves with one drop ball in e.g. one production zone and/or horizontal branch, a large number of inexpensive valves could be installed. This would contribute to the stimulation of a zone by allowing fluid to be injected through a large number of injection points, and to tap formation fluid into a production pipe through any number of valves.

[0013] Et hovedformål med den foreliggende oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en anordning i stand til å aktivere et vilkårlig antall fallkulebetjente innretninger ved bruk av kun én fallkule. [0013] A main purpose of the present invention is therefore to provide a device capable of activating an arbitrary number of drop ball operated devices using only one drop ball.

[0014] Nærmere bestemt ville det være gjennomførbart å installere et større antall ventiler for å øke antall injeksjonsporter i en injeksjonsbrønn. Det ville også være gjennomførbart å øke antall ventiler i an lang horisontal brønn fordi alle kunne åpnes raskt med kun én fallkule. Hvis, for eksempel, vann bryter gjennom på et senere tidspunkt, kan en relativt liten sone stenges av, hvilket begrenser "dødsonen" eller lommen av hydrokarboner som ikke kan hentes ut fra formasjonen. En slik stenging av visse ventiler kan gjøres med metoder som er kjent på fagfeltet, f.eks. ved å utstyre ventilene med standardpasninger for konvensjonelle verktøy, og kjøre et verktøy inn i brønnen ved kveilrør, kabel, en brønntraktor eller kjøreverktøy, osv. [0014] More specifically, it would be feasible to install a larger number of valves to increase the number of injection ports in an injection well. It would also be feasible to increase the number of valves in a long horizontal well because they could all be opened quickly with only one drop ball. If, for example, water breaks through at a later time, a relatively small zone can be shut off, limiting the "dead zone" or pocket of hydrocarbons that cannot be extracted from the formation. Such closing of certain valves can be done with methods known in the field, e.g. by fitting the valves with standard fits for conventional tools, and driving a tool into the well by coiled tubing, cable, a well tractor or driving tool, etc.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN SUMMARY OF THE INVENTION

[0015] Hovedtrekkene ved oppfinnelsen fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav. Hovedformålet ved oppfinnelsen oppnås ved å tilveiebringe en anordning betjent av en fallkule, hvor et fallkulesete er konsentrisk og aksialt glidbart anbrakt i en ytre hylse omfattende en første indre sylinderflate, hvor setet omfatter minst én utover forspent tapp, som når den ligger an mot den første indre sylinderflaten strekker seg radialt innover og definerer en første setediameter mindre enn fallkulens diameter, i det hylsen omfatter minst én grop i sin indre overflate, og tappen når den mottas i gropen definerer en andre setediameter som er minst like stor som fallkulens diameter. [0015] The main features of the invention appear from the independent patent claims. Further features of the invention are indicated in the independent claims. The main object of the invention is achieved by providing a device operated by a drop ball, where a drop ball seat is concentrically and axially slidably placed in an outer sleeve comprising a first inner cylinder surface, where the seat comprises at least one outwardly biased pin, which when abutting against the first the inner cylinder surface extends radially inward and defines a first seat diameter less than the diameter of the drop ball, in that the sleeve includes at least one pit in its inner surface, and the pin when received in the pit defines a second seat diameter at least as large as the diameter of the drop ball.

[0016] Når setediameteren øker til den andre setediameteren vil fallkulen (eller pilpluggen eller et tilsvarende objekt) passere gjennom og fortsette til den neste kulebetjente innretningen hvor prosessen gjentas. Således kan én kule brukes til å betjene et vilkårlig antall innretninger med tilsvarende setediametre, f.eks. alle ventiler eller innretninger av en viss type i en sone. Det kan fortsatt tilveiebringes kuler med ulik størrelse som i kjent teknikk. Med den foreliggende oppfinnelsen kan én kule brukes til å åpne et vilkårlig antall ventiler i en produksjonssone, mens den neste større kulen kan brukes til å betjene et antall innretninger i produksjonssonen ovenfor. Således kan ethvert ønskelig antall fallkulebetjente ventiler eller andre innretninger installeres i en produksjonssone, og vesentlig redusere antall kostbare ventiler som betjenes på andre måter og/eller forbedre produksjonen fra en sone. [0016] When the seat diameter increases to the second seat diameter, the drop ball (or arrow plug or similar object) will pass through and continue to the next ball operated device where the process is repeated. Thus, one ball can be used to operate any number of devices with corresponding seat diameters, e.g. all valves or devices of a certain type in a zone. Balls of different sizes can still be provided as in the prior art. With the present invention, one ball can be used to open any number of valves in a production zone, while the next larger ball can be used to operate any number of devices in the production zone above. Thus, any desired number of drop ball operated valves or other devices can be installed in a production zone, substantially reducing the number of costly valves operated in other ways and/or improving production from a zone.

[0017] I et annet aspekt omfatter den foreliggende oppfinnelsen en fremgangsmåte som bruker anordningen. [0017] In another aspect, the present invention comprises a method using the device.

[0018] I enda et aspekt omfatter den foreliggende oppfinnelsen en fremgangsmåte for å aktivere og deaktivere et vilkårlig antall fallkulebetjente innretninger i en brønn ved å bruke én enkelt fallkule. [0018] In yet another aspect, the present invention includes a method for activating and deactivating an arbitrary number of drop ball operated devices in a well using a single drop ball.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0019] Oppfinnelsen beskrives nærmere i den etterfølgende detaljerte beskrivelsen med henvisning til de vedføyde tegningene, hvor like nummer viser til lignende eller ekvivalente deler, og hvor: [0019] The invention is described in more detail in the following detailed description with reference to the attached drawings, where like numbers refer to similar or equivalent parts, and where:

Fig. 1 er en skjematisk fremstilling av en brønn med flere soner og grener, Fig. 1 is a schematic representation of a well with several zones and branches,

Figurene 2-5 viser en fallkuleaktivert ventil som bruker oppfinnelsen, i flere trinn under aktiveringen, Fig. 6 viser innretningen fra figurene 2-5 i sin endelige tilstand, hvor fallkulen fri-gjøres, og Figures 2-5 show a drop ball-activated valve that uses the invention, in several stages during activation, Fig. 6 shows the device from figures 2-5 in its final state, where the drop ball is released, and

Figurene 7-12 viser ulike detaljer ved innretningen. Figures 7-12 show various details of the device.

DETALJERT BESKRIVELSE AV EN FORETRUKKET UTFØRELSESFORM DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

[0020] Fig. 1 er et skjematisk snitt av et brønnsystem brukt til produksjon av hydrokarboner, dvs. olje og/eller gass, fra et underjordisk reservoar. Et hull eller brønnhull 101 er boret gjennom flere berglag i formasjonen. I fig. 1 vises to strata eller lag 100 og 200. Brønnhullet er foret med en stålforing 102 som er sementert til formasjonen. I fig. 1 inneholder lagene 100 og 200 hydrokarboner, og kan være adskilt av berglag som ikke inneholder olje eller gass. Foringen 102 kan være penetrert ved dybder som tilsvarer de produktive lagene 100 og 200, og hydraulisk oppsprekking kan være brukt til å dann og åpne sprekker i formasjonen for å lette fluidstrøm fra formasjonen inn i produksjonsbrønnen. Horisontale brønner 100', 100" og 200' kan også forgrenes ut fra en vertikal produksjonsbrønn og strekke seg flere kilometer gjennom et lag 100, 200 som inneholder hydrokarboner. [0020] Fig. 1 is a schematic section of a well system used for the production of hydrocarbons, i.e. oil and/or gas, from an underground reservoir. A hole or well 101 is drilled through several rock layers in the formation. In fig. 1 shows two strata or layers 100 and 200. The wellbore is lined with a steel liner 102 which is cemented to the formation. In fig. 1 contains layers 100 and 200 hydrocarbons, and may be separated by rock layers that do not contain oil or gas. The liner 102 may be penetrated at depths corresponding to the productive layers 100 and 200, and hydraulic fracturing may be used to create and open fractures in the formation to facilitate fluid flow from the formation into the production well. Horizontal wells 100', 100" and 200' can also branch out from a vertical production well and extend several kilometers through a layer 100, 200 containing hydrocarbons.

[0021] Et produksjonsrør 103 er typisk tilveiebrakt i foringen eller forlengelsesrøret [0021] A production pipe 103 is typically provided in the casing or extension pipe

102, og den kompletterte brønnen kan være inndelt i flere produksjonssoner ved bruk av pakningsplugger (ikke vist). Ventilene 110A-C, 210A-C, ... i fig. 1 styrer fluidstrøm fra en formasjon 100, 200 inn i segmentet av produksjonsrøret som svarer til produksjonssonen. Ventilene vil generelt være av forskjellig konstruksjon og type, f.eks. sleidehylseventiler, spjeldventiler og kuleventiler av ulik størrelse og konstruksjon brukt til ulike formål som kjent på fagfeltet. I drift kan fluid som strømmer fra flere soner (vist med piler 120) med ulike rater blandes og fraktes opp gjennom produk-sjonsrøret til overflaten 10. 102, and the completed well can be divided into several production zones by using packing plugs (not shown). The valves 110A-C, 210A-C, ... in fig. 1 directs fluid flow from a formation 100, 200 into the segment of production tubing corresponding to the production zone. The valves will generally be of different construction and type, e.g. slide sleeve valves, butterfly valves and ball valves of different sizes and designs used for different purposes as known in the field. In operation, 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.

[0022] For å øke mengden og/eller raten av hydrokarboner som produseres fra en sone, kan én eller flere injeksjonsbrønner 300 være tilveiebrakt i avstand fra produk-sjonsbrønnen. En injeksjonsbrønn injiserer fluid inn i én eller flere soner, f.eks. for å øke trykket i reservoaret eller for å tilveiebringe en kjemikalieblanding, og kan være laget på samme måte som en produksjonsbrønn. Et typisk olje eller gassfelt kan omfatte én eller flere produksjonsbrønner og null eller flere injeksjonsbrønner. [0022] To increase the amount and/or rate of hydrocarbons produced from a zone, one or more injection wells 300 may be provided at a distance from the production well. An injection well injects fluid into one or more zones, e.g. to increase the pressure in the reservoir or to provide a chemical mixture, and may be made in the same way as a production well. A typical oil or gas field may include one or more production wells and zero or more injection wells.

[0023] Som drøftet ovenfor, kan ulike innretninger som sleidehylseventiler, spjeldventiler og kuleventiler med forskjellig størrelse og konstruksjon brukes til å styre fluidstrøm eller til andre formål. Av praktiske grunner er begrepet "kulebetjent innretning" ment å omfatte disse og andre innretninger som drives hydraulisk ved hjelp av en fallkule, pilplugg eller tilsvarende innretning. Alle slike kulebetjente innretninger omfatter et sete som kulen, pilpluggen eller den tilsvarende innretningen kan lande [0023] As discussed above, various devices such as slide sleeve valves, butterfly valves and ball valves of different size and construction can be used to control fluid flow or for other purposes. For practical reasons, the term "ball-operated device" is intended to include these and other devices that are operated hydraulically by means of a drop ball, arrow plug or similar device. All such bullet-operated devices include a seat on which the bullet, dart plug or similar device can land

o o

pa. on.

[0024] Fig. 2 viser en sleidehylseventil som bruker en foretrukket utførelsesform 4 av kulesetet ifølge den foreliggende oppfinnelsen. En sleidehylseventil er åpen når hull i hylsene 1 og 2 er innrettet med hverandre, og stengt når hullene ikke er inn rettet med hverandre. Ventilen kan derfor åpnes med en enkel aksial forskyvning, og er velegnet som illustrasjon. Det skal imidlertid forstås at oppfinnelsen kan brukes med enhver kulebetjent innretning. Innretningen på fig. 2 omfatter en ytre hylse 1 med en indre overflate med to deler: en indre sylindrisk overflate og en ringformet grop 7 med en litt større diameter som er tilpasset til å motta én eller flere tapper 6 som beskrevet nedenfor. [0024] Fig. 2 shows a slide sleeve valve that uses a preferred embodiment 4 of the ball seat according to the present invention. A slide sleeve valve is open when holes in sleeves 1 and 2 are aligned with each other, and closed when the holes are not aligned with each other. The valve can therefore be opened with a simple axial displacement, and is suitable as an illustration. However, it should be understood that the invention can be used with any ball-operated device. The device in fig. 2 comprises an outer sleeve 1 with an inner surface with two parts: an inner cylindrical surface and an annular pit 7 of a slightly larger diameter which is adapted to receive one or more studs 6 as described below.

[0025] En sleidehylse 2 er anbrakt konsentrisk inne i den ytre hylsen 1. Sleidehylsen 2 kan gli aksialt langs den indre flaten av hylsen 1, og er festet til et bur 4 som danner kulesetet som beskrevet i forbindelse med figur 10 nedenfor. I fig. 2 holdes kuleseteburet 4 fast i den ytre hylsen 1 av skjærpinner 3, som holder denne bestemte ventilen i en naturlig lukket posisjon under installasjon av ventilen i en brønn, og er utformet til å brytes når en forhåndsbestemt kraft påføres dem. [0025] A slide sleeve 2 is placed concentrically inside the outer sleeve 1. The slide sleeve 2 can slide axially along the inner surface of the sleeve 1, and is attached to a cage 4 which forms the ball seat as described in connection with figure 10 below. In fig. 2, the ball seat cage 4 is held firmly in the outer sleeve 1 by shear pins 3, which hold this particular valve in a naturally closed position during installation of the valve in a well, and are designed to break when a predetermined force is applied to them.

[0026] Fig. 3 viser innretningen i fig. 2 hvor en fallkule 9 har landet på setet. Setet er dannet av fleksible fingre på buret 4 som er presset radialt innover av tapper 6, når tappene ligger an mot den indre sylindriske overflaten av den ytre hylsen 1. Når fallkulen har landet på setet som vist i fig. 3, bygges hydraulisk trykk opp bak den, og utøver en kraft på et arbeidsareal. Når denne kraften er tilstrekkelig til å aktivere en første frigjøringsmekanisme, fortsetter kulen og setet til posisjonen vist i figur 4. Denne første frigjøringsmekanismen illustreres av hoder på pinnene som smetter forbi en liten skulder på den indre flaten av den ytre hylsen 1. Det skal imidlertid forstås at skjærpinner kan utgjøre den første frigjøringsmekanismen i en annen utførelsesform. [0026] Fig. 3 shows the device in fig. 2 where a falling ball 9 has landed on the seat. The seat is formed by flexible fingers on the cage 4 which are pressed radially inwards by studs 6, when the studs abut against the inner cylindrical surface of the outer sleeve 1. When the drop ball has landed on the seat as shown in fig. 3, hydraulic pressure builds up behind it, exerting a force on a work area. When this force is sufficient to actuate a first release mechanism, the ball and seat continue to the position shown in Figure 4. This first release mechanism is illustrated by the heads of the pins sliding past a small shoulder on the inner surface of the outer sleeve 1. However, it is understood that shear pins may constitute the first release mechanism in another embodiment.

[0027] I fig. 4 har buret 4 med kulen 9 trukket den indre hylsen 2 langs den ytre hylsen 1, men skjærpinnene 3 er fortsatt intakte. Tappene 6 er ved den aksiale posisjonen til en ringformet grop med større diameter. I en annen utførelsesform kan tappene 6 på dette tidspunkt smette utover og inn i gropen 7, og derved frigjør kulen 9. I den foreliggende utførelsesformen er tappene imidlertid fortsatt forhindret fra å trenge inn i gropen 7. Dette kan gjøres på et antall måter, f.eks. ved å tilveiebringe stoppere 5 med hoder for å forhindre fingrene fra å trenge inn i gropen inntil stopperne når posisjonen vist i fig. 5, eller ved å tilveiebringe et brytbart bånd rundt de ytre endene av fingrene 41 vist i fig. 10. Kulesetet har således fortsatt sin mindre diameter. Dette muliggjør en ytterligere oppbygging av hydraulisk trykk inntil kraften som virker på kulen og setet er tilstrekkelig til å aktivere en andre frigjørings-mekanisme, hvilket kan være bekvemt for å sikre at en forhåndsbestemt minimumskraft påkrevet for å sikre at innretningen blir aktivert ordentlig. Denne andre fri-gjøringsmekanismen er illustrert i figurene som skjærpinner 3, I andre utførelses-former kan den andre frigjøringsmekanismen være et brytbart bånd, klaker eller en annen frigjøringsmekanisme som er kjent på fagfeltet. I det foreliggende eksempelet på utførelsesform kan således skjærpinnene 3 være konstruert til å brytes ved en kraft som garantert er stor nok til å trekke sleidehylseventilen helt åpen. [0027] In fig. 4, the cage 4 with the ball 9 has pulled the inner sleeve 2 along the outer sleeve 1, but the shear pins 3 are still intact. The pins 6 are at the axial position of an annular pit of larger diameter. In another embodiment, the pins 6 can at this point slip outwards and into the pit 7, thereby releasing the ball 9. In the present embodiment, however, the pins are still prevented from penetrating the pit 7. This can be done in a number of ways, f .ex. by providing stoppers 5 with heads to prevent the fingers from entering the pit until the stoppers reach the position shown in fig. 5, or by providing a breakable band around the outer ends of the fingers 41 shown in fig. 10. The ball seat thus still has its smaller diameter. This allows for a further build-up of hydraulic pressure until the force acting on the ball and seat is sufficient to activate a second release mechanism, which may be convenient to ensure that a predetermined minimum force is required to ensure that the device is properly activated. This second release mechanism is illustrated in the figures as shear pins 3. In other embodiments, the second release mechanism can be a breakable band, claw or another release mechanism known in the art. In the present example of embodiment, the shear pins 3 can thus be designed to break at a force which is guaranteed to be large enough to pull the slide sleeve valve completely open.

[0028] I fig. 5 er buret 4 frigjort fra den indre hylsen av en andre frigjørings-mekanisme, f.eks. av brutte skjærpinner 3. Setet 4 er beveget videre nedstrøms inntil det er stoppet av stoperne 5, som på dette punktet har nådd enden av buret 4, nærmere bestemt ringen 40 på fig. 10. I en alternativ utførelsesform kan buret hindres i bevege seg nedstrøms av en skulder 8. Nå kan tappene 6 presses radialt utover og inn i gropen 7. [0028] In fig. 5, the cage 4 is released from the inner sleeve by a second release mechanism, e.g. of broken shear pins 3. The seat 4 is moved further downstream until it is stopped by the stoppers 5, which at this point have reached the end of the cage 4, more specifically the ring 40 in fig. 10. In an alternative embodiment, the cage can be prevented from moving downstream by a shoulder 8. Now the pins 6 can be pressed radially outwards and into the pit 7.

[0029] I fig. 6 er tappene 6 presset radialt utover og inn i gropen 7 tilveiebrakt på den indre overflaten til den ytre hylsen 1. Dette utvider kulesetet til en diameter der det ikke lenger holder tilbake kulen 9. Dette er illustrert ved at kulen 9 befinner seg i en posisjon nedstrøms fra, dvs. til høyre for i figurene, bur 4. Kulen 9 kan fortsette til den neste anordningen, som selvsagt kan ha samme setediameter som den allerede beskrevne. [0029] In fig. 6, the tabs 6 are pressed radially outwards into the pit 7 provided on the inner surface of the outer sleeve 1. This expands the ball seat to a diameter where it no longer holds back the ball 9. This is illustrated by the ball 9 being in a position downstream from, i.e. to the right of in the figures, cage 4. The ball 9 can continue to the next device, which of course can have the same seat diameter as the one already described.

[0030] Ved å tilveiebringe en rekke ventiler eller andre innretninger med et kulesete ifølge oppfinnelsen, kan én kule på denne måten brukes til å betjene et vilkårlig antall innretninger. [0030] By providing a number of valves or other devices with a ball seat according to the invention, one ball can in this way be used to operate any number of devices.

[0031] Det skal forstås at utførelsesformen med en sleidehylseventil kun er et eksempel. En annen anvendelse av kulesetet ifølge oppfinnelsen kunne være i en spjeldventil eller kuleventil der en rotasjonsbevegelse i stedet for den lineære bevegelsen beskrevet ovenfor brukes til å aktivere innretningen. For å omforme den innebygde lineære bevegelsen til en fallkule til en rotasjon, kan et par skrueformede skuldre tilveiebringes på de indre og ytre hylsene. Når setet frigjøres av den første frigjøringsmekanismen beveges setet 4 inntil de skrueformede skuldrene (ikke vist) kontakter hverandre. Så kan hydraulisk trykk bak fallkulen få bygge seg opp tilstrekkelig til å garantere en relativ rotasjon mellom hylsene. Denne rotasjonen kan brukes til å dreie en sirkulær plate i en spjeldventil eller en kule i en kuleventil. Den andre frigjøringsmekanismen, illustrert ovenfor som en brutt skjærpinne, kunne like gjerne vært radialt forspente tapper eller andre kjente mekanismer. Hensikten med frigjøringsmekanismene er helt enkelt å sikre at tilstrekkelig kraft er tilgjengelig til å betjene innretningen ordentlig for neste trinn ved betjening av innretninger eller før fallkulen frigjøres videre nedstrøms. [0031] It should be understood that the embodiment with a slide sleeve valve is only an example. Another application of the ball seat according to the invention could be in a butterfly valve or ball valve where a rotational movement instead of the linear movement described above is used to activate the device. To convert the built-in linear motion of a drop ball into a rotation, a pair of helical shoulders can be provided on the inner and outer sleeves. When the seat is released by the first release mechanism, the seat 4 is moved until the screw-shaped shoulders (not shown) contact each other. Then hydraulic pressure behind the drop ball can build up sufficiently to guarantee a relative rotation between the sleeves. This rotation can be used to turn a circular plate in a butterfly valve or a ball in a ball valve. The second release mechanism, illustrated above as a broken shear pin, could just as well have been radially biased pins or other known mechanisms. The purpose of the release mechanisms is simply to ensure that sufficient power is available to operate the device properly for the next stage of device operation or before the drop ball is released further downstream.

[0032] Fig. 7 viser en forenklet ytre hylse 1. Ingen hull er vist i hylsen for å illustrere at kulesetet i oppfinnelsen kan brukes i enhver kulebetjent innretning, ikke bare i en sleidehylseventil. Den ytre hylsen 1 kan omfatte standardgjenger i begge ender for innfesting i en rørstreng, slik som et produksjonsrør, et forlengelsesrør eller en foring, før den føres inn i et brønnhull som del av rørstrengen. Trekkene av betydning for den foreliggende oppfinnelsen er dens indre overflate omfattende én eller flere groper 7 til å motta tapper 6 som drøftet med henvisning til figurene 2-6. [0032] Fig. 7 shows a simplified outer sleeve 1. No holes are shown in the sleeve to illustrate that the ball seat in the invention can be used in any ball-operated device, not just in a slide sleeve valve. The outer sleeve 1 may comprise standard threads at both ends for attachment to a pipe string, such as a production pipe, an extension pipe or a casing, before it is introduced into a wellbore as part of the pipe string. The features of importance to the present invention are its inner surface comprising one or more pits 7 to receive pins 6 as discussed with reference to Figures 2-6.

[0033] Figur 8 viser en indre hylse for en sleideventil, slik som den som er drøftet ovenfor. Hylsen har en sylindrisk hoveddel med radialt rettede porter. En ende har en endedel 21 med utvidet radius. Skulderen dannet mellom hovedsylinderen og ende-delen 21 hindrer hylsen 2 fra p beveges nedstrøms i det den kontakter en tilsvarende skulder på den indre flaten av den ytre hylsen. Dette kan brukes til å aktivere den første frigjøringsmekanismen beskrevet ovenfor hvis relativ bevegelse mellom buret 4 og hylsen 2 er tillatt. [0033] Figure 8 shows an inner sleeve for a slide valve, such as that discussed above. The sleeve has a cylindrical main part with radially aligned ports. One end has an end part 21 with an extended radius. The shoulder formed between the main cylinder and the end part 21 prevents the sleeve 2 from moving downstream as it contacts a corresponding shoulder on the inner surface of the outer sleeve. This can be used to activate the first release mechanism described above if relative movement between the cage 4 and the sleeve 2 is allowed.

[0034] Figur 9 viser en utførelsesform av en pinne 3 brukt til å illustrere de første og andre frigjøringsmekanismene i beskrivelsen med henvisning til figurene 2-6. Det skrånende hodet til pinnen 3 er ment å illustrere den første frigjøringsmekanismen. I en utførelsesform er pinnen 9 forspent radialt utover. Når den skrånende flaten på hodet kontakter en skulder på den indre flaten av den ytre hylsen, vil pinnen 3 bli presset radialt innover mot en kraft, f.eks. en fjærkraft. Skråflaten og forspenningen kan justeres til å tilveiebringe en første frigjøringsmekanisme som frigjør buret 4 når en første kraft eller trykk er oppnådd. Tilsvarende frigjøringsmekanismer i form av fjærforspente tapper eller tilsvarende innretninger kan åpenbart også brukes til å implementere en frigjøringsmekanisme. Det skal også forstås at selv om en skjærpinne 3 tilveiebringer en andre frigjøringsmekanisme i eksemplene ovenfor, kan andre utførelsesform er mangle en andre frigjøringsmekanisme. Andre utførelses-former kan ha en forskjellig andre frigjøringsmekanisme, f.eks. en forspent tapp eller klakk. [0034] Figure 9 shows an embodiment of a pin 3 used to illustrate the first and second release mechanisms in the description with reference to Figures 2-6. The sloping head of pin 3 is intended to illustrate the first release mechanism. In one embodiment, the pin 9 is biased radially outwards. When the inclined surface of the head contacts a shoulder on the inner surface of the outer sleeve, the pin 3 will be pressed radially inwards against a force, e.g. a spring force. The bevel and bias can be adjusted to provide a first release mechanism which releases the cage 4 when a first force or pressure is achieved. Corresponding release mechanisms in the form of spring-loaded pins or similar devices can obviously also be used to implement a release mechanism. It should also be understood that although a shear pin 3 provides a second release mechanism in the examples above, other embodiments may lack a second release mechanism. Other embodiments may have a different second release mechanism, e.g. a biased pin or lug.

[0035] Figur 10 viser bur 4 dannet av et antall fingre 41 parallelle med hverandre og festet til en ring 40 ved en ende. Ringen 40 er oppstrøms når buret er i bruk, og kulesetet dannes inne i buret i motsatt ende av ringen 40. Fingrene kan være uelastiske, f.eks. laget av et materiale som deformeres plastisk når fingrene bøyes innover. I dette tilfellet kan kraften som kreves for å bøye dem tilbake tilveiebringe hele eller deler av motstanden som kreves for å hindre tappene 6 i å trenge inn i gropen 7 i fig. 4 når buret 4 enda ikke holdes fast av stoppere 5 eller skulder 8. Alternativt kan fingrene være elastiske og tilveiebringe en kraft rettet radialt utover når de presses inn av tappene 6. I dette tilfellet ville tilstanden i fig. 5 vare i svært kort tid, ettersom elastiske fingre umiddelbart ville smette utover og bevege tappene 6 inn i gropen 7. Enda et alternativ er å feste fingrene 41 til ringen 40 med hengsler, og forsyne fingrene med fjærforspenning, holderinger osv som påkrevet av anvendelsen. [0035] Figure 10 shows cage 4 formed by a number of fingers 41 parallel to each other and attached to a ring 40 at one end. The ring 40 is upstream when the cage is in use, and the ball seat is formed inside the cage at the opposite end of the ring 40. The fingers can be inelastic, e.g. made of a material that deforms plastically when the fingers are bent inwards. In this case, the force required to bend them back may provide all or part of the resistance required to prevent the studs 6 from entering the pit 7 in fig. 4 when the cage 4 is not yet held firmly by stoppers 5 or shoulder 8. Alternatively, the fingers can be elastic and provide a force directed radially outwards when pressed in by the pins 6. In this case, the condition in fig. 5 last for a very short time, as elastic fingers would immediately slide outwards and move the pins 6 into the pit 7. Yet another alternative is to attach the fingers 41 to the ring 40 with hinges, and provide the fingers with spring bias, retaining rings, etc. as required by the application.

[0036] Det er avstand mellom fingrene 41, slik at endene motsatt ringen 40 kan presses radialt innover for å danne et kulesete inne i buret 4 som beskrevet ovenfor. Radialt rettede tapper (ikke vist i fig. 10), slik som tappene 6 beskrevet ovenfor, er en bekvem måte å presse fingrene radialt innover på. De ytre eller nedstrøms endene av fingrene 41 kan presses sammen til de danner en sammenhengende ring 42, der kulesetet defineres av den indre diameteren av ring 42. Et brytbart bånd kan tilveiebringes rundt ringen 42 for å hindre tappene 6 fra å smette inn i gropen 7 inntil en viss minimumskraft er tilgjengelig. [0036] There is a distance between the fingers 41, so that the ends opposite the ring 40 can be pressed radially inwards to form a ball seat inside the cage 4 as described above. Radially directed pins (not shown in Fig. 10), such as the pins 6 described above, are a convenient way of pressing the fingers radially inwards. The outer or downstream ends of the fingers 41 can be pressed together until they form a continuous ring 42, the ball seat being defined by the inner diameter of the ring 42. A breakable band can be provided around the ring 42 to prevent the pins 6 from slipping into the pit 7 until a certain minimum force is available.

[0037] I figur 10 er rommet mellom delene av ring 42 vist som ganske smalt av hensyn til illustrasjonen. Det skal imidlertid forstås at rommet mellom delene av ring 42 kan være videre, slik at den indre diameteren av den kontinuerlige ringen 42 danner et kulesete med en minimumsdiameter. I dette tilfellet kan én type av bur 4 brukes til flere kulediametere mellom denne minimumsdiameteren og diameteren til ringen 40 ved ganske enkelt å tilveiebringe tapper 6 med ulike lengder. [0037] In figure 10, the space between the parts of ring 42 is shown as quite narrow for the sake of illustration. However, it should be understood that the space between the parts of ring 42 can be further, so that the inner diameter of the continuous ring 42 forms a ball seat with a minimum diameter. In this case, one type of cage 4 can be used for several ball diameters between this minimum diameter and the diameter of the ring 40 by simply providing pins 6 of different lengths.

[0038] Buret 4 holdes typisk fast inne i et ytre hus inntil det frigjøres av en frigjørings-mekanisme. Hullene 401 i ringen 40 er tilpasset den nedre delen 30 av pinnen 3 vist i fig. 9, og indikerer derved at buret 4 frigjøres fra hylsen 2 av den andre frigjøringsmekanismen i utførelsesformen beskrevet ovenfor. Skjærpinner er selvsagt kun én praktisk frigjøringsmekanisme, og buret 4 kan utstyres med andre elementer enn hullene 401 som passer til en annen frigjøringsmekanisme om det er ønskelig. [0038] The cage 4 is typically held firmly inside an outer housing until it is released by a release mechanism. The holes 401 in the ring 40 are adapted to the lower part 30 of the pin 3 shown in fig. 9, thereby indicating that the cage 4 is released from the sleeve 2 by the second release mechanism in the embodiment described above. Cutting pins are of course only one practical release mechanism, and the cage 4 can be equipped with elements other than the holes 401 that fit another release mechanism if desired.

[0039] Fig. 11 illustrerer en sylindrisk stopper 5 med en ytre diameter litt mindre enn avstanden vist mellom fingrene og ringene 40 og 42 i fig. 10. Hovedfunksjonen til stopperne 5 er å hindre at buret 4 flyttes nedstrøms når ventilen er åpen. Alternativt kan en skulder 8 tilveiebringes for samme formål. [0039] Fig. 11 illustrates a cylindrical stopper 5 with an outer diameter slightly smaller than the distance shown between the fingers and rings 40 and 42 in Fig. 10. The main function of the stoppers 5 is to prevent the cage 4 from moving downstream when the valve is open. Alternatively, a shoulder 8 can be provided for the same purpose.

[0040] Fig. 12 viser en tapp 6, som i den foretrukne utførelsesformen brukes til å presse en finger 41 radialt innover når den er anbrakt mellom f.eks. den ytre om-kretsen av ring 42 og den indre overflaten av hylsen 1, og således hindrer fingeren 41 i å bevege seg utover inntil tappen 6 når gropen 7. Tapper 6 med ulik lengde kan brukes til å frembringe kuleseter med ulike diametere. [0040] Fig. 12 shows a pin 6, which in the preferred embodiment is used to press a finger 41 radially inwards when it is placed between e.g. the outer circumference of the ring 42 and the inner surface of the sleeve 1, thus preventing the finger 41 from moving outwards until the pin 6 reaches the pit 7. Pins 6 of different lengths can be used to produce ball seats of different diameters.

[0041] I et annet aspekt omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for å aktivere et vilkårlig antall fallkulebetjente innretninger i en brønn, omfattende trinnene å: - innføre en fallkule i en rørformet streng omfattende minst én anordning i stand til å bli aktivert og til å frigjøre kulen etter aktivering, [0041] In another aspect, the invention comprises a method for activating an arbitrary number of drop ball-operated devices in a well, comprising the steps of: - introducing a drop ball in a tubular string comprising at least one device capable of being activated and of releasing the ball after activation,

- overvåke og styre trykket, og - monitor and control the pressure, and

- bestemme når fallkulen har aktivert og blitt frigjort fra det vilkårlige antall innretninger. - determine when the drop ball has activated and been released from the arbitrary number of devices.

[0042] En egnet anordning for denne fremgangsmåten er den som er beskrevet tidligere, hvor hydraulisk trykk er det eneste nødvendige middelet til å betjene et vilkårlig antall innretninger. Trykket, eller en ekvivalent som lasten til en sirkulasjons-pumpe, kan overvåkes for å bestemme tidspunktet når fallkulen 9 ankommer et kulesete, ved hvilket tidspunkt et økt trykk kan detekteres. Om ønskelig kan pumpetrykk legges til det hydrauliske trykket som påtrykkes fra fluidsøylen bak fallkulen for å betjene en eller flere frigjøringsmekanismer som beskrevet mer utfyllende ovenfor. Tilsvarende kan et fall trykk eller pumpelast indikere at fallkulen har forlatt inn retningen, og ikke lenger hindrer fluidstrøm i strengen. Disse trinnene kan gjentas inntil alle innretninger er betjent. [0042] A suitable device for this method is that described earlier, where hydraulic pressure is the only necessary means to operate any number of devices. The pressure, or an equivalent as the load of a circulation pump, can be monitored to determine the time when the drop ball 9 arrives at a ball seat, at which time an increased pressure can be detected. If desired, pump pressure can be added to the hydraulic pressure applied from the fluid column behind the drop ball to operate one or more release mechanisms as described more fully above. Similarly, a drop in pressure or pump load may indicate that the drop ball has left the direction, and is no longer impeding fluid flow in the string. These steps can be repeated until all devices are serviced.

[0043] Det vises igjen til den innledende delen av den foreliggende beskrivelsen, hvor det forklares at det ville være fordelaktig å dele en brønn inn i flere soner, der hver sone har flere innretninger. Ved å bruke anordningen beskrevet tidligere, er det enkelt å innse at flere grupper av innretninger kan tilveiebringes, i det hver gruppe betjenes av én fallkule, og hver gruppe kan betjenes av en fallkule med forskjellig størrelse enn fallkulene for de andre gruppene. Ved å installere en gruppe innretninger som kan betjenes av fallkulen med minst størrelse lengst borte fra overflaten i en vertikal eller horisontal gren, ville denne gruppen av innretninger være den første til å bli aktivert. Dette tilsvarer et vanlig produksjonsscenario der, for eksempel, en vannfront fra en injeksjonsbrønn forventes å nå de fjerneste delene av en produk-sjonsbrønn først. [0043] Reference is again made to the introductory part of the present description, where it is explained that it would be advantageous to divide a well into several zones, where each zone has several devices. By using the device described earlier, it is easy to realize that several groups of devices can be provided, in that each group is served by one drop ball, and each group can be served by a drop ball of a different size than the drop balls for the other groups. By installing a group of devices operable by the smallest size drop ball farthest from the surface in a vertical or horizontal branch, this group of devices would be the first to be activated. This corresponds to a normal production scenario where, for example, a water front from an injection well is expected to reach the furthest parts of a production well first.

[0044] Så snart produksjonen fra en fjerntliggende eller dyp del av brønnen faller under et forhåndsbestemt nivå, kan den foreliggende oppfinnelsen brukes til å åpne en mindre fjerntliggende seksjon av brønnen som inneholder et antall fallkulebetjente innretninger ved å bruke én enkelt fallkule. Dette kan åpenbart spare betydelig tid som ellers kreves til intervensjon. [0044] As soon as the production from a remote or deep part of the well drops below a predetermined level, the present invention can be used to open a less remote section of the well containing a number of drop ball operated devices using a single drop ball. This can obviously save considerable time that would otherwise be required for intervention.

[0045] Mens oppfinnelsen er beskrevet med henvisning til en foretrukket utførelses-form, skal det forstås at et antall modifikasjoner kan foretas uten å gå utenom om-fanget av de vedføyde patentkravene. [0045] While the invention is described with reference to a preferred embodiment, it should be understood that a number of modifications can be made without going beyond the scope of the appended patent claims.

Claims

1. Drop ball actuated device suitable for activation by means of a relative movement between an outer sleeve (1) with a first inner cylindrical surface and an inner sleeve (2) connected to a ball seat (4) adapted to a drop ball (9) and concentrically and axially slidable located in the outer sleeve (1), where the ball seat (4) comprises several fingers (41) attached to a ring (40), where each finger (41) extends axially to an outer end in contact with a radially directed pin (6) which rests against the first inner cylinder surface in a first position, whereby the fingers (41) define a first ball seat diameter which is smaller than the diameter of the drop ball (9), where the outer sleeve (1) comprises at least one pit (7) in its inner surface, where the pins (6) are adapted to be moved radially into the pit(s) (7) in a second position, whereby the fingers (41) define a second ball seat diameter that is at least as large as the diameter of the drop ball (9), and wherein the ball seat (4) is retained in the outer sleeve (1) by a first release mechanism adapted to release the ball seat and the inner sleeve (2) from the outer sleeve (1) when a first hydraulic pressure acts on the drop ball (9), characterized by: - that the ball seat is connected to the inner sleeve (2) with a second release mechanism adapted to pull the inner sleeve (2) while the first hydraulic pressure is applied and to release the ball seat (4) from the inner sleeve ( 2) when a second hydraulic pressure acts on the drop ball (9), and - that the ball seat (4) can be moved further to the second position when released by the second release mechanism, where the ball seat (4) can expand radially to its second ball seat diameter.

2. Device according to claim 1, where the first and second hydraulic pressures are equal.

3. Device according to claim 1, where the finger (41) is flexible and provides a radially outward biasing of the pin (6).

4. Device according to claim 1, where the pit (7) is an annular groove with a larger inner diameter than the diameter of the first inner cylinder surface.

5. Device according to claim 1, where the first release mechanism comprises at least one shear pin (3).

6. Device according to claim 1, where the second release mechanism is selected from a group comprising a shear pin, a stopper (5) adapted to slide axially along a finger (41) and prevent radial movement of the finger (41) until the stopper (5) reaches the ring (40), and a breakable retaining band placed around the outer ends of the fingers (41).

7. Device according to claim 1, where a helical shoulder is provided on the outside of the inner sleeve (2), a corresponding helical shoulder is provided on the inner surface of the outer sleeve (1), which shoulders are brought into contact with each other after release of the ball seat, whereby an axial movement of the ball seat is transformed into a rotation.

8. Procedure for activating an arbitrary number of drop ball-activated devices in a well, characterized by the following steps: - to deploy, in the well, a number of the devices / devices according to any of the preceding requirements, - to introduce a drop ball (9) in the well, - to monitor and control the pressure, and - for each device, to determine when the drop ball (9) has activated and been released from the device.

9. Method according to claim 8, where the step of monitoring and controlling the pressure further comprises: - determining the time when the falling ball (9) arrives at a ball seat in an upstream direction, - monitoring and controlling the pressure to activate the device, - determining the time when the drop ball (9) leaves the ball seat in a downstream direction, and - to determine the time when the arbitrary number of devices is activated by the drop ball (9) -

10. Method according to claim 8, further comprising a step of dividing the arbitrary number of devices into several groups of devices, where each group of devices can be activated by one drop ball (9), and where the diameter of the drop ball (9) is unique for each group.

11. Method according to claim 10, further comprising a step of deploying each group of devices in a separate zone in the well.

12. Method according to claim 13, further comprising a step of arranging the size of the drop balls (9) by zone, so that each group of devices that is activated by a drop ball (9) with a smaller diameter is further away from the surface than a group of devices activated by a drop ball with a larger diameter.