NO338988B1 - Fremgangsmåte og anordning for reversibel temperatursensitiv styring av fluidstrømning ved olje- og/eller gassproduksjon, omfattende en autonom ventil som fungerer etter Bemoulli-prinsippet - Google Patents
Fremgangsmåte og anordning for reversibel temperatursensitiv styring av fluidstrømning ved olje- og/eller gassproduksjon, omfattende en autonom ventil som fungerer etter Bemoulli-prinsippet Download PDFInfo
- Publication number
- NO338988B1 NO338988B1 NO20084668A NO20084668A NO338988B1 NO 338988 B1 NO338988 B1 NO 338988B1 NO 20084668 A NO20084668 A NO 20084668A NO 20084668 A NO20084668 A NO 20084668A NO 338988 B1 NO338988 B1 NO 338988B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- temperature
- housing
- valve
- control device
- magnetic
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 23
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 title claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 12
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/08—Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
- E21B47/07—Temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/002—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7737—Thermal responsive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Temperature-Responsive Valves (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og anordning for reversibel, temperaturfølsom styring av fluidstrømningen ved olje- og/eller gassproduksjon som omfatter en autonom ventil som opererer på basis av Bernoullis prinsipp.
Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte og anordning som angitt i henholdsvis selvstendig krav 1 og 6.
Foreliggende oppfinnelse er basert på en selvjusterende eller autonom ventil som angitt i WO 2008/004875A1 og som opererer på basis av Bernoullis prinsipp, idet denne tilhører søkeren av foreliggende søknad.
Anordninger for gjenvinning av olje og gass fra lange horisontale brønner er kjent fra US patent publikasjonene nr. 4,821,801, 4,858,691, 4,577,691 og GB patent publikasjon nr. 2169018. Disse kjente anordningene omfatter perforerte dreneringsrør omfattende for eksempel et filter for styring av sand rundt røret. En betydelig ulempe med de kjente anordningene for olje- og/eller gassproduksjon fra meget permeable geologiske formasjoner er at trykket i dreneringsrøret øker eksponentielt i oppstrøms retning som et resultat av strømningsfriksjonen i røret. Fordi differensialtrykket mellom reservoaret og dreneringsrøret vil minke oppstrøms, vil mengden av olje og/eller gass som strømmer fra reservoaret og inn i dreneringsrøret minke tilsvarende. Den totale mengden oljen og/eller gass som produseres på dette vis vil derfor bli lav. Med tynne oljesoner og meget permeable geologiske formasjoner, vil det i tillegg være en betydelig risiko for koning, dvs. gjennombrudd/strømning av uønsket vann eller gass inn i dreneringsrøret nedstrøms, der strømningshastigheten av oljen fra reservoaret til røret er størst.
Fra world Oil, bind 212, nr. 11 (11/91), sidene 73-80, er det fra tidligere kjent å dele et dreneringsrør inn i seksjoner med én eller flere innstrømningrestriksjonsanordninger, så som glidende hylser eller spjeld. Denne referansen omhandler imidlertid hovedsakelig bruken av innstrømningsstyring for å begrense innstrømningsraten for soner i den øvre delen av brønnen, for derved å forhindre eller redusere koning av vann eller gass.
WO-A-9208875 beskriver et horisontalt produksjonsrør som omfatter et flertall produksjonsseksjoner som er forbundet med blandekamre som har større indre diameter enn produksjonsseksjonene. Produksjonsseksjonene omfatter en ytre slisset foring som kan anses for å utføre en filtreringsfunksjon. Sekvensen av seksjoner med varierende diameter danner imidlertid turbulens og danner hindre for kjøring av overhalingsverktøy.
Ved ekstrahering av olje og gass fra geologiske produksjonsformasjoner, vil fluider av forskjellige kvaliteter, dvs. olje, gas, vann (og sand), produseres i forskjellige mengder og blandinger avhengig av egenskapene til eller kvaliteten av formasjonen. Ingen av de ovennevnte, kjente anordningene er i stand til å skille mellom og styre innstrømningen av olje, gass eller vann på basis av deres relative sammensetning og/eller kvalitet.
Med den autonome ventilen angitt i WO 2008/7004875 A1, er det tilveiebrakt en innstrømningsstyreventil som er selvjusterende eller autonom og som lett kan anordnes i veggen av et produksjonsrør og som derfor tillater bruk av overhalingsverktøyer. Anordningen er utformet for å "skille" mellom olje og/eller gass og/eller vann og er i stand til å styre strømningen eller innstrømningen av olje eller gass, avhengig av hvilke av disse fluidene en slik styring påkrever.
Anordningen angitt i WO 2008/7004875 A1 er robust, den kan motstå store krefter og høye temperaturer, den kan forhindre "draw downs" (differensial trykk), den behøver ikke noe energitilførsel, den kan forhindre sandproduksjon, den er pålitelig, men den er fremdeles enkel og meget billig.
I en utførelse av anordningen som angitt i WO 2008/7004875 A1 og som vist i figur 7, er anordningen forsynt med et termisk responderende element i form av et bimetallisk element som bøyer den indre skiven av anordningen når temperaturen faller. Ifølge foreliggende oppfinnelse angis en annen teknisk løsning for å oppnå en termisk respons, hvis løsning ikke endrer den geometriske konfigurasjonen til anordningen eller dens indre komponenter, noe som kan være fordelaktig under installasjon eller under drift.
US 4,407,448A beskriver en temperaturfølsom ventil med en skive i et materiale med en foretrukket Curie-temperatur og en permanemtmagnet som tiltrækker skiven mot et ventilsete når temperaturen til skiven er under Curie-temperaturen. Tiltrækningskraften avtar når skivens temperatur stiger over Curie-temperaturen og skiven blir paramagnetisk.
Fremgangsmåten og anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse er særpreget ved de trekk som er angitt i de karakteriserende deler av henholdsvis krav 1 og 6.
Foretrukne utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene.
Foreliggende oppfinnelse vil bli ytterligere beskrevet i det følgende ved hjelp av eksempler og under henvisning til tegningene, der: Fig. 1 viser en skjematisk illustrasjon av et produksjonsrør med en styringsanordning ifølge WO 2008/7004875 A1, Fig. 2 a) viser, i større skala, et tverrsnitt av styringsanordningen ifølge WO 2008/7004875 A1, b) viser den samme anordningen sett ovenfra, Fig. 3 er et diagram som viser strømningsvolumet gjennom en styringsanordning ifølge oppfinnelsen versus differensialtrykket sammenliknet med en fast innstrømningsanordning, Fig. 4 viser anordningen vist i fig. 2, men med en indikasjon av forskjellige trykksoner som påvirker utformingen av anordningen for forskjellige applikasjoner, Fig. 5 viser en prinsippskisse av en annen utførelse av styringsanordningen ifølge WO 2008/7004875 A1, Fig. 6 viser en prinsippskisse av en tredje utførelse av styringsanordningen ifølge WO 2008/7004875 A1, Fig. 7 viser en prinsippskisse av en fjerde utførelse av styringsanordningen ifølge WO 2008/7004875 A1, Fig. 8 viser en prinsippskisse av en femte utførelse av WO 2008/7004875 A1, der styringsanordningen er en integrert del av et strømningsarrangement, Fig. 1 viser, som angitt ovenfor, en seksjon av et produksjonsrør 1 med en prototype av en styringsanordning 2 ifølge WO 2008/7004875 A1. Styringsanordningen 2 har fortrinnsvis en sirkulær, relativt flat form og kan forsynes med eksterne gjenger 3 (se fig. 2) som kan skrus inn i et sirkulært hull med tilsvarende indre gjenger i røret eller en injektor. Ved å tilpasse tykkelsen, vil anordningen 2 kunne tilpasses tykkelsen til røret eller injektoren slik at den passer innenfor dets eller dens ytre og indre periferi. Fig. 2 a) og b) viser den tidligere styringsanordningen 2 ifølge WO 2008/7004875 A1 i større skala. Anordningen omfatter et første skiveformet huslegeme 4 med et ytre sylinderisk segment 5 og et indre sylinderisk segment 6 med et sentralt hull eller åpning 10, samt et andre skiveformet holdelegeme 7 med et ytre sylinderisk segment 8, så vel som en fortrinnsvis flat skive eller et fritt bevegbart legeme 9 som er anordnet i et åpent rom 14, dannet mellom det første 4 og andre 7 skiveformede hus- og holdelegeme. Legemet 9 kan for bestemte applikasjoner og utførelser skille seg fra den flate formen og ha en delvis konisk eller halvkonisk form (for eksempel vendt mot åpningen 10). Som vist i figuren, passer det sylinderiske segmentet 8 av det andre skiveformede holdelegemet 7 innenfor, og stikker i motsatt retning av, det ytre sylinderiske segment 5 av det første skiveformede huslegeme 4, for derved å danne en strømningsbane som vist ved pilene 11, der fluidet slipper inn i styringsanordningen gjennom det sentrale hull eller åpning (innløpet) 10, og strømmer mot, og radielt langs, skiven 9, før det strømmer gjennom den ringromsformede åpning 12, som er dannet mellom det sylinderiske segmenter 8 og 6, og videre ut gjennom den ringromsformede åpning 13 som er dannet mellom de sylinderiske segmenter 8 og 5. De to skiveformede hus- og holdelegemene 4, 7 er festet til hverandre ved hjelp av en skrueforbindelse, sveising, eller på annet vis (ikke ytterligere vist i figurene) ved et forbindelsesområde 15 som vist i fig. 2b).
Foreliggende oppfinnelse utnytter den effekten av Bernoullis lære som stadfester at summen av statisk trykk, dynamisk trykk og friksjon er konstant langs en strømningsbane:
Når skiven 9 utsettes for en fluidstrømning, noe som er tilfelle for foreliggende oppfinnelse, kan trykkdifferansen over skiven 9 utrykkes på følgende måte:
Som følge av lavere viskositet, vil et fluid som gass "ikke rekke svingen" og dermed følge skiven helt til dens ytre ende (angitt med henvisningstallet 14). Dette resulterer i et høyere stagnasjonstrykk i området 16 ved enden av skiven 9, noe som i sin tur bidrar til at det bygger seg opp et høyere trykk over skiven. Skiven 9, som kan bevege seg fritt i rommet mellom de skiveformede legemene 4, 7, vil bevege seg nedover og derved gjøre strømningsbanen mellom skiven 9 og det indre sylinderiske segment 6 smalere. Skiven 9 beveger seg derved nedover eller oppover avhengig av viskositeten til fluidet som strømmer gjennom, slik at dette prinsippet kan anvendes til å styre (åpne/lukke) strømningen av fluid gjennom anordningen.
Trykkfallet gjennom en konvensjonell innstrømningsstyreanordning (ICD) med en fast geometri vil være proporsjonal med det dynamiske trykket:
der konstanten K hovedsakelig er en funksjon av geometrien og mindre avhengig av Reynolds nummer. I en styreanordning ifølge foreliggende oppfinnelse, vil strømningsarealet minke når differensialtrykket øker, slik at volumstrømningen gjennom styringsanordningen ikke, eller nesten ikke, øker når trykkfallet øker. En sammenlikning mellom styringsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse, omfattende en bevegbar skive, og en styringsanordning med en fast gjennomstrømningsåpning, er vist i fig. 3, og som vist på figuren vil gjennomstrømningsvolumet ifølge foreliggende oppfinnelse være konstant over et gitt differensialtrykk. Dette representerer den vesentlige fordel med foreliggende oppfinnelse, idet den kan benyttes for å sikre at samme volum strømmer gjennom hver seksjon av en horisontal brønn, noe som ikke er mulig forfaste innstrømningsstyreanordninger.
Ved produksjon av olje og gass, vil styringsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse kunne ha to forskjellige applikasjoner: den kan anvendes som en innstrømningsstyreanordning for å redusere innstrømningen av vann, eller den kan anvendes for å redusere innstrømning av gass ved gassgjennombruddsituasjoner. Når styringsanordningen ifølge foreliggende oppfinnelse skal utformes for de forskjellige applikasjoner, så som vann eller gass nevnt ovenfor, vil de forskjellige arealene og trykksonene, som vist i fig. 4, ha en innvirkning på anordningens effektivitet og gjennomstrømningsegenskaper. Under henvisning til fig. 4, vil de forskjellige areal/trykksonene kunne deles på følgende måte: -Ai, Pi representerer henholdsvis innstrømningsarealet og trykket. Kraften (P1A1) som genereres av dette trykket vil bevirke til å åpne styringsanordningen (bevege skiven eller legemet 9 oppover). -A2, P2representerer arealet og trykket i sonen der hastigheten vil være størst og representerer dermed en dynamisk trykkilde. Den resulterende kraften av det dynamiske trykket vil bevirke til å lukke styringsanordningen (bevege skiven eller legemet 9 nedover ettersom strømningshastigheten øker). -A3, P3representerer arealet og trykket ved utløpet. Dette skal være det samme som brønntrykket (innløpstrykket). -A4, P4representerer arealet og trykket (stagnasjonstrykket) bak den bevegbare skiven eller legemet 9. Stagnasjonstrykket ved posisjonen 16 (fig. 2) danner trykket og kraften bak legemet. Dette vil bevirke til å lukke styringsanordningen (bevege legemet nedover).
Fluider med forskjellige viskositeter vil danne forskjellige krefter i vær sone avhengig av utformingen av disse sonene. For å optimalisere effektiviteten og gjennomstrømningsegenskapene til styringsanordningen, vil utformingen av arealene være forskjellig for forskjellige applikasjoner, for eksempel gass/olje- eller olje/vann-strømning. For hver applikasjon må derfor arealene balanseres og utformes optimalt, idet egenskapene og de fysiske forholdene (viskositet, temperatur, trykk osv.) for hver applikasjon tas med i betraktningen.
Fig. 5 viser en hovedskisse av en annen utførelse av styringsanordningen ifølge WO 2008/7004875 A1, idet denne er av en enklere utførelse av den versjonen som er vist i fig. 2. Styringsanordningen 2 omfatter, i likhet med versjonen vist i fig. 2, et første skiveformet huslegeme 4 med et ytre sylinderisk segment 5 og et sentralt hull eller
åpning 10, samt et andre skiveformet holdelegeme 17 forbundet med segmentet 5 av huslegemet 4, så vel som en fortrinnsvis flat skive 9 som er anordnet i et åpent rom 14 dannet mellom de første og andre skiveformede hus- og holdelegemer 4, 7. Ettersom det andre skiveformede holdelegeme 17 er åpent i innadgående retning (gjennom et eller flere hull 23 osv.) og nå bare holder skiven på plass, og ettersom det sylinderiske segmentet 5 er kortere med en annen strømningsbane enn det som er vist i fig. 2, vil det imidlertid ikke oppstå noen oppbygning av stagnasjonstrykk (P4) på baksiden av skiven 9, som beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 4. Med denne løsningen, uten et stagnasjonstrykk, vil anordningens tykkelse være mindre, noe som bidrar til at anordningen kan motstå en større mengde faste partikler som følger med i fluidet.
Fig. 6 viser en tredje utførelse ifølge WO 2008/7004875 A1, der utformingen er den samme som i eksempelet vist i fig. 2, men der et fjærelement 18, i form av en spiral eller annen egnet fjæranordning, er anordnet på den ene eller andre siden av skiven og forbinder skiven med holderen 7, 22, utsparringen 21 eller huset 4.
Fjærelementet 18 brukes for å balansere ut og styre innstrømningsarealet mellom skiven 9 og innløpet 10, eller heller innløpets 10 omkringgående kant eller sete 19. Avhengig av fjærkonstanten og dermed fjærkraften, vil dermed åpningen mellom skiven 9 og kanten 19 være større eller mindre. Med en riktig valgt fjærkonstant som er avhengig innstrømnings- og trykkforholdene på stedet der styringsanordningen er anordnet, vil man kunne oppnå en konstant massestrømning gjennom anordningen.
Fig. 7 viser en fjerde utførelse ifølge WO 2008/7004875 A1, der utformingen er den samme som i eksempelet i fig. 6 ovenfor, men der skiven 9, på den siden som vender ut mot innløpsåpningen 10, er forsynt med en termisk responderende anordning, så som et bimetallisk element 20.
Under produksjon av olje og/eller gass, vil forholdene kunne endre seg raskt fra en situasjon der bare, eller for det meste, olje produseres, til en situasjon der bare, eller for det meste, gass produseres (gassgjennombrudd eller gasskoning). Med for eksempel et trykkfall på 16 bar fra 100 bar, vil det tilsvarende temperaturfallet tilsvare omtrent 20°C. Ved å forsyne skiven 9 med et termisk responderende element, så som et bimetallisk element så som det som er vist i fig. 7, vil skiven bøye seg oppover eller beveges oppover av elementet 20 som ligger an mot det holderutformede legeme 7, og derved gjøre åpningen mellom skiven og innløpet 10 smalere, eller lukke innløpet helt.
Ovennevnte eksempler av en styringsanordning som vist i fig. 1 og 2 og 4-7, er alle relatert til løsninger der styringsanordningen som sådan utgjør en separat enhet eller anordning som kan anordnes i forbindelse med en fluidstrømningssituasjon eller arrangement, så som veggen av et produksjonsrør i forbindelse med produksjon av olje eller gass. Styringsanordningen kan imidlertid, som vist i fig. 8, danne en integrert del av fluidstrømningsarrangementet, hvorved det bevegbare legeme 9 kan anordnes i en utsparring 21 som vender mot utløpet av en åpning eller hull 10 av for eksempel en vegg av et rør 1, som vist i fig. 1, i stedet for å være anordnet i et separat huslegeme 4. Det bevegbare legemet 9 kan holdes på plass i utsparringen ved hjelp en holdeanordning, så som innover ragende pigger, en sirkulær ring 22 eller liknende som er forbundet med den ytre åpning av utsparringen ved hjelp av en gjengeforbindelse, sveising eller liknende.
I alle utførelsene ovenfor, bortsett fra utførelsen vist i fig. 7, der det er tilveiebrakt et bimetallisk element, er bevegelsen til skiven eller legemet 9 kunne bevirket av trykk og hastighet. Ifølge foreliggende oppfinnelse kan skiven 9 innta en foretrukket posisjon ved installasjon eller på et hvert tidspunkt under operasjon eller en "sovemodus" ved utnyttelse av Curie-effekten, dvs. varierende magnetiske egenskaper ved varierende temperaturer. Den grunnleggende oppfinneriske idé er dermed å anvende forskjellige materialer med skreddersydde egenskaper i styringsanordningen 2 for å bevirke til bestemte bevegelser av skiven eller legemet 9, ved å utnytte Curie-effekten. Curie-temperaturen er en overgangstemperatur der et ferromagnetisk materiale mister sine magnetiske egenskaper. For jern er denne temperaturen omtren 770°C. For nikkel er Curie-temperaturen 358°C. For visse legeringer vil denne temperaturen kunne være omtrent romtemperatur (f.eks. Monel-Cu/Ni-legering).
En forsiktig utvelgelse av skivematerialet vil gi egenskaper som tvinger skiven eller legemet 9 i en bestemt posisjon avhengig av den ønskede effekt. Effekten kan være én av de følgende:
1. Skiven i lukket posisjon ved installasjon:
Velge et materiale i skiven 9 som er magnetisk ved lave temperaturer og som blir ikke-magnetisk så snart den når temperaturen til reservoaret. Velg et ferromagnetisk eller permanent magnetisk materiale til ventilsetet 19 som skiven 9 skal ligge an mot eller "kysse".
2. Skiven i åpen posisjon ved installasjon:
Velge et materiale i skiven 9 som er magnetisk ved lave temperaturer og som blir ikke-magnetisk så snart den når temperaturen til reservoaret. Velg et ferromagnetisk eller permanent magnetisk materiale til huset 4 for å holde styringsanordningen 2 åpen under installasjon.
3. Skiven i åpen posisjon under fluidproduksjon:
Dette alternative betinger a skiven eller legemet 9 avkjøles av gasstrømningen, noe som må verifiseres. Velg et ferromagnetisk eller permanent magnetisk materiale til huset over skiven eller legemet 9. Velg et materiale til skiven eller legemet 9 som gjeninntar sine magnetiske egenskaper når det avkjøles og dermed åpner seg lettere.
Med hensyn til effektene 1 og 2 nevnt ovenfor, kan disse også oppnås ved å anvende lim med et bestemt, styrt smeltepunkt, men selvfølgelig uten reversibel effekt.
Foreliggende oppfinnelse er bare begrenset av de vedføyde krav og ikke av utførelsene beskrevet ovenfor. I konteksten til foreliggende oppfinnelse omfatter termen "olje- og/eller gassproduksjon" enhver prosess som vedrører leting eller utvinning av olje og/eller gass (f.eks. installasjon, injisering av damp etc), og er dermed ikke begrenset til en produksjonsmodus.
Claims (11)
1. Fremgangsmåte for reversibel, temperaturfølsom styring av fluidstrømningen fra et olje- og/eller gassreservoar i en brønn inn i et produksjonsrør posisjonert i reservoaret, idet fremgangsmåten omfatter en styringsanordning eller en autonom ventil (2) som opererer på basis av Bernoullis prinsipp og som omfatter en bevegbar skive eller legeme (9) anordnet i et hus (4) for åpning og lukking av styringsanordningen eller ventilen (2) ved å anvende Bernoullis prinsipp,
karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter bruken av Curie-effekten for å holde nevnte legeme (9) i en forhåndsbestemt posisjon under installasjon av nevnte produksjonsrør omfattende styringsanordningen eller den autonome ventilen (2) i brønnen, hvori nevnte posisjon er i huset (4) og holdningen ved bruken av Curie-effekten er ved en temperatur under en bestemt overgangstemperatur eller Curie-temperatur,
hvor: - enten nevnte styringsanordning eller autonome ventil omfatter et ventilsete og hvori fremgangsmåten omfatter, for å oppnå at legemet (9) er i lukket posisjon ved installasjon, det å velge et materiale for legemet (9) som er magnetisk ved lave temperaturer og som blir ikke-magnetisk når det oppnår reservoartemperaturen, og å velge et ferromagnetisk eller permanent magnetisk materiale som materiale for ventilsetet (19), idet nevnte materiale er materiale som legemet (9) skal ligge an mot eller kysse; - eller fremgangsmåten omfattende, for å oppnå at legemet (9) er i åpen posisjon ved installasjon, det å velge et materiale for legemet (9) som er magnetisk ved lave temperaturer og som blir ikke-magnetisk når det oppnår reservoartemperaturen, og ved å velge et ferromagnetisk eller permanent magnetisk materiale som et materiale for huset (4) for å holde ventilen (2) åpen under installasjon.
2 Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert veddet å velge et ferromagnetisk materiale for legemet (9) og huset (4) som har Curie-temperaturen.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2,
karakterisert veddet å velge et materiale med en Curie-temperatur mellom romtemperatur og brønntemperatur.
4. Anordning for reversibel, temperaturfølsom styring av fluidstrømningen fra et olje- og/eller gassreservoar i en brønn inn i et produksjonsrør posisjonert i reservoaret, idet anordningen omfatter en styringsanordning eller en autonom ventil (2) som opererer på basis av Bernoullis prinsipp og som omfatter en bevegbar skive eller legeme (9) anordnet i et hus (4) for åpning og lukking av styringsanordningen eller ventilen (2) ved å anvende Bernoullis prinsipp,
karakterisert vedat nevnte legeme (9) og hus (4) omfatter et ferromagnetisk materiale som har en bestemt Curie-temperatur, der nevnte temperatur er valgt ut for å holde legemet (9) i en forhåndsbestemt posisjon i huset (4) under installasjon av nevnte produksjonsrør omfattende styringsanordningen eller ventilen i brønnen,
hvor: - enten nevnte styringsanordning eller autonome ventil (2) omfatter et ventilsete (19), legemet (9) omfatter materiale som er magnetisk ved lave temperaturer og som blir ikke-magnetisk når det oppnår reservoartemperaturen, og et materiale for ventilsetet (19) er et ferromagnetisk eller permanent magnetisk materiale, idet legemet (9) skal ligge an mot eller kysse materialet af ventilsetet (19); - eller legemet (9) omfatter materiale som er magnetisk ved lave temperaturer og som blir ikke-magnetisk når det oppnår reservoartemperaturen, og huset (4) omfatter et ferromagnetisk eller permanent magnetisk materiale for å holde ventilen (2) åpen under installasjon.
5. Anordning ifølge krav 4,
karakterisert vedat materialet er et materiale med en Curie-temperatur mellom romtemperatur og brønntemperatur.
6. Anordning ifølge krav 4 eller 5,
karakterisert vedat et materiale utvalgt for et ventilsete (19) er et ferromagnetisk eller permanent magnetisk materiale.
7. Anordning ifølge krav 4 eller 5,
karakterisert vedmaterialet utvalgt for huset (4) er et permanent magnetisk materiale.
8. Anordning ifølge ethvert av kravene 4 til 7,
karakterisert vedat huset (4) er en integrert del av en vegg av et rør (1), i form av en utsparring (21) i nevnte vegg.
9. Anordning ifølge ethvert av kravene 4 til 7,
karakterisert vedat huset (4) er et separat huslegeme som er anordnet eller som kan anordnes i en vegg av et rør (1).
10. Anordning ifølge ethvert av kravene 4 til 9,
karakterisert vedat legemet (9) vender mot utløpet av en åpning eller et hull (10) i senter av utsparringen (21) eller huslegemet (4) og er holdt på plass i utsparringen (21) eller huslegemet (4) ved hjelp av en holdeanordning eller -arrangement, for derved å danne en strømningsbane (11) der fluidet slipper inn i ventilen (2) gjennom den sentrale åpning eller innløp (10), strømmer mot og langs legemet (9), og ut av utsparringen eller huset.
11. Anordning ifølge krav 10,
karakterisert vedat formen av legemet (9) er valgt ut fra en gruppe som omfatter: konisk, frusto-konisk, hemisfærisk, skive-formet, samt mulige varianter og kombinasjoner av disse.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20084668A NO338988B1 (no) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | Fremgangsmåte og anordning for reversibel temperatursensitiv styring av fluidstrømning ved olje- og/eller gassproduksjon, omfattende en autonom ventil som fungerer etter Bemoulli-prinsippet |
US13/127,757 US9057244B2 (en) | 2008-11-06 | 2009-11-06 | Flow control device and flow control method |
BRPI0921270A BRPI0921270B1 (pt) | 2008-11-06 | 2009-11-06 | dispositivo de controle de fluxo, e métodos para operar um dispositivo de controle de fluxo, para controlar o fluxo de fluido de um reservatório de óleo e/ou gás, e para controle reversível sensível á temperatura do fluxo de fluido em produção de óleo e/ou gás, e, aparelho para controle reversível sensível á temperatura do fluxo de fluido em produção de óleo e/ou gás. |
PCT/NO2009/000385 WO2010053378A2 (en) | 2008-11-06 | 2009-11-06 | Flow control device and flow control method |
GB1108997.6A GB2477686B (en) | 2008-11-06 | 2009-11-06 | Flow control device and flow control method |
CA2742952A CA2742952C (en) | 2008-11-06 | 2009-11-06 | Flow control device and flow control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20084668A NO338988B1 (no) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | Fremgangsmåte og anordning for reversibel temperatursensitiv styring av fluidstrømning ved olje- og/eller gassproduksjon, omfattende en autonom ventil som fungerer etter Bemoulli-prinsippet |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20084668L NO20084668L (no) | 2010-05-07 |
NO338988B1 true NO338988B1 (no) | 2016-11-07 |
Family
ID=42153433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20084668A NO338988B1 (no) | 2008-11-06 | 2008-11-06 | Fremgangsmåte og anordning for reversibel temperatursensitiv styring av fluidstrømning ved olje- og/eller gassproduksjon, omfattende en autonom ventil som fungerer etter Bemoulli-prinsippet |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9057244B2 (no) |
BR (1) | BRPI0921270B1 (no) |
CA (1) | CA2742952C (no) |
GB (1) | GB2477686B (no) |
NO (1) | NO338988B1 (no) |
WO (1) | WO2010053378A2 (no) |
Families Citing this family (39)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8276669B2 (en) | 2010-06-02 | 2012-10-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Variable flow resistance system with circulation inducing structure therein to variably resist flow in a subterranean well |
US8235128B2 (en) | 2009-08-18 | 2012-08-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Flow path control based on fluid characteristics to thereby variably resist flow in a subterranean well |
US8893804B2 (en) | 2009-08-18 | 2014-11-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Alternating flow resistance increases and decreases for propagating pressure pulses in a subterranean well |
US8261839B2 (en) | 2010-06-02 | 2012-09-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Variable flow resistance system for use in a subterranean well |
US8356668B2 (en) | 2010-08-27 | 2013-01-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Variable flow restrictor for use in a subterranean well |
US8430130B2 (en) | 2010-09-10 | 2013-04-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Series configured variable flow restrictors for use in a subterranean well |
US8950502B2 (en) | 2010-09-10 | 2015-02-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Series configured variable flow restrictors for use in a subterranean well |
US8851180B2 (en) | 2010-09-14 | 2014-10-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Self-releasing plug for use in a subterranean well |
US8387662B2 (en) | 2010-12-02 | 2013-03-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Device for directing the flow of a fluid using a pressure switch |
US8555975B2 (en) | 2010-12-21 | 2013-10-15 | Halliburton Energy Services, Inc. | Exit assembly with a fluid director for inducing and impeding rotational flow of a fluid |
EP2663732B1 (en) * | 2011-01-14 | 2019-07-24 | Equinor Energy AS | Autonomous valve |
US8678035B2 (en) | 2011-04-11 | 2014-03-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Selectively variable flow restrictor for use in a subterranean well |
US8985150B2 (en) | 2011-05-03 | 2015-03-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Device for directing the flow of a fluid using a centrifugal switch |
US8714262B2 (en) | 2011-07-12 | 2014-05-06 | Halliburton Energy Services, Inc | Methods of limiting or reducing the amount of oil in a sea using a fluid director |
US8584762B2 (en) | 2011-08-25 | 2013-11-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole fluid flow control system having a fluidic module with a bridge network and method for use of same |
US9752698B2 (en) | 2011-09-08 | 2017-09-05 | Statoil Petroleum As | Autonomous valve with temperature responsive device |
US8739880B2 (en) | 2011-11-07 | 2014-06-03 | Halliburton Energy Services, P.C. | Fluid discrimination for use with a subterranean well |
US9506320B2 (en) | 2011-11-07 | 2016-11-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Variable flow resistance for use with a subterranean well |
US8684094B2 (en) | 2011-11-14 | 2014-04-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Preventing flow of undesired fluid through a variable flow resistance system in a well |
MX346798B (es) | 2011-11-22 | 2017-03-31 | Halliburton Energy Services Inc | Ensamble de salida que tiene un desviador de fluido que desplaza la trayectoria de un fluido hacia dos o mas trayectorias. |
CN103998854B (zh) | 2011-12-21 | 2016-10-12 | 哈里伯顿能源服务公司 | 流动影响装置 |
WO2013095419A1 (en) | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Functionalized surface for flow control device |
WO2014007804A1 (en) | 2012-07-03 | 2014-01-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Check valve for well stimulation |
CA2896482A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Magnetic valve assembly |
CN103353003B (zh) * | 2013-07-18 | 2015-07-01 | 太仓优尼泰克精密机械有限公司 | 一种石油开采调节阀 |
US9512702B2 (en) | 2013-07-31 | 2016-12-06 | Schlumberger Technology Corporation | Sand control system and methodology |
MX2015017430A (es) * | 2013-08-01 | 2016-07-26 | Landmark Graphics Corp | Algoritmo para configuracion optima de icd mediante el uso de un modelo acoplado de pozo-yacimiento. |
GB201401653D0 (en) * | 2014-01-31 | 2014-03-19 | Swellfix Bv | Flow control device |
GB201418062D0 (en) | 2014-10-13 | 2014-11-26 | Flotech Holdings Bvi Ltd | Downhole flow control device |
US9962632B2 (en) * | 2015-04-28 | 2018-05-08 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Inflow control device |
CN107120094B (zh) * | 2016-02-24 | 2019-09-06 | 北京卫星制造厂 | 一种带有自定位功能的流体调节装置 |
DE102016204769A1 (de) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Ventileinheit und Sicherheitsventil für einen Druckbehälter mit einer Auslöseleitung |
CN105888622B (zh) * | 2016-06-12 | 2017-12-29 | 长江大学 | 自动控水控流防砂筛管 |
WO2019164483A1 (en) | 2018-02-21 | 2019-08-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for inflow control with vortex generation |
BE1027399B1 (fr) | 2019-07-03 | 2021-02-01 | Safran Aero Boosters Sa | Dispositif à clapet magnétique |
GB2604371B (en) * | 2021-03-03 | 2023-12-06 | Equinor Energy As | Improved inflow control device |
US20230118424A1 (en) * | 2021-10-20 | 2023-04-20 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Magnetically biased valve, system, and method |
GB2621571A (en) * | 2022-08-12 | 2024-02-21 | Equinor Energy As | Inflow control device |
US20240287880A1 (en) * | 2023-02-23 | 2024-08-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Magnetic inflow control device to inhibit scale production in a wellbore |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4005726A (en) * | 1975-06-24 | 1977-02-01 | Fowler Herbert H | Thermomagnetic valve |
US4303196A (en) * | 1980-03-24 | 1981-12-01 | Arnold Raines | Temperature sensitive valve |
US4347201A (en) * | 1978-11-04 | 1982-08-31 | Fujitsu Limited | Process and apparatus for producing a temperature sensitive element |
US4407448A (en) * | 1980-08-29 | 1983-10-04 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Temperature sensing valve |
US5799648A (en) * | 1993-10-01 | 1998-09-01 | Oglesby & Butler Research And Development Limited | Gas powered heating device |
WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4577691A (en) | 1984-09-10 | 1986-03-25 | Texaco Inc. | Method and apparatus for producing viscous hydrocarbons from a subterranean formation |
CA1247000A (en) | 1984-12-31 | 1988-12-20 | Texaco Canada Resources Ltd. | Method and apparatus for producing viscous hydrocarbons utilizing a hot stimulating medium |
CA1275914C (en) | 1986-06-30 | 1990-11-06 | Hermanus Geert Van Laar | Producing asphaltic crude oil |
US4858691A (en) | 1988-06-13 | 1989-08-22 | Baker Hughes Incorporated | Gravel packing apparatus and method |
GB9025230D0 (en) | 1990-11-20 | 1991-01-02 | Framo Dev Ltd | Well completion system |
RU2334101C1 (ru) * | 2007-02-07 | 2008-09-20 | Эмиль Игоревич Додулад | Клапанное устройство пробоотборника |
GB0711477D0 (en) * | 2007-06-14 | 2007-07-25 | Rolls Royce Plc | Magnetic valve |
US8322417B2 (en) * | 2008-03-14 | 2012-12-04 | Schlumberger Technology Corporation | Temperature triggered actuator for subterranean control systems |
-
2008
- 2008-11-06 NO NO20084668A patent/NO338988B1/no not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-11-06 GB GB1108997.6A patent/GB2477686B/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-06 WO PCT/NO2009/000385 patent/WO2010053378A2/en active Application Filing
- 2009-11-06 BR BRPI0921270A patent/BRPI0921270B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2009-11-06 US US13/127,757 patent/US9057244B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-11-06 CA CA2742952A patent/CA2742952C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4005726A (en) * | 1975-06-24 | 1977-02-01 | Fowler Herbert H | Thermomagnetic valve |
US4347201A (en) * | 1978-11-04 | 1982-08-31 | Fujitsu Limited | Process and apparatus for producing a temperature sensitive element |
US4303196A (en) * | 1980-03-24 | 1981-12-01 | Arnold Raines | Temperature sensitive valve |
US4407448A (en) * | 1980-08-29 | 1983-10-04 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Temperature sensing valve |
US5799648A (en) * | 1993-10-01 | 1998-09-01 | Oglesby & Butler Research And Development Limited | Gas powered heating device |
WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010053378A3 (en) | 2010-12-23 |
BRPI0921270B1 (pt) | 2019-01-29 |
NO20084668L (no) | 2010-05-07 |
US9057244B2 (en) | 2015-06-16 |
BRPI0921270A2 (pt) | 2016-02-23 |
GB201108997D0 (en) | 2011-07-13 |
WO2010053378A2 (en) | 2010-05-14 |
CA2742952C (en) | 2017-02-28 |
GB2477686B (en) | 2012-09-19 |
GB2477686A (en) | 2011-08-10 |
US20110290326A1 (en) | 2011-12-01 |
CA2742952A1 (en) | 2010-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO338988B1 (no) | Fremgangsmåte og anordning for reversibel temperatursensitiv styring av fluidstrømning ved olje- og/eller gassproduksjon, omfattende en autonom ventil som fungerer etter Bemoulli-prinsippet | |
NO343930B1 (no) | Forbedret fremgangsmåte for strømningsregulering samt autonom ventil eller strømningsreguleringsanordning | |
CA2657209C (en) | Method for flow control and autonomous valve or flow control device | |
NO337784B1 (no) | System og fremgangsmåte for styring av fluidstrømmen i grenbrønner | |
AU2008345749B2 (en) | Method for self-adjusting (autonomously adjusting) the flow of a fluid through a valve or flow control device in injectors in oil production | |
NO20140454A1 (no) | En fremgangsmåte og en innretning for styring av fluidstrømningen inn i et produksjonsrør | |
NO20140702A1 (no) | Autonom ventil med temperaturresponsiv anordning | |
NO327564B1 (no) | Rorelement med selvregulerende ventiler for styring av stromningen av fluid inn i eller ut av rorelementet | |
NO338993B1 (no) | Strømningsstyringsinnretning og fremgangsmåte for å kontrollere fluidstrømningen ved olje- og/eller gassproduksjon | |
RU2588104C2 (ru) | Автономный клапан, снабженный чувствительным к температуре устройством |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: STATOIL ASA, NO |
|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |