NO338993B1 - Flow control device and method for controlling fluid flow in oil and / or gas production - Google Patents
Flow control device and method for controlling fluid flow in oil and / or gas production Download PDFInfo
- Publication number
- NO338993B1 NO338993B1 NO20084858A NO20084858A NO338993B1 NO 338993 B1 NO338993 B1 NO 338993B1 NO 20084858 A NO20084858 A NO 20084858A NO 20084858 A NO20084858 A NO 20084858A NO 338993 B1 NO338993 B1 NO 338993B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- flow
- control device
- fluid
- flow control
- disk
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 48
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 13
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000012781 shape memory material Substances 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
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
- E21B21/103—Down-hole by-pass valve arrangements, i.e. between the inside of the drill string and the annulus
-
- 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
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/32—Preventing gas- or water-coning phenomena, i.e. the formation of a conical column of gas or water around wells
-
- 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
- F16K31/001—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by volume variations caused by an element soluble in a fluid or swelling in contact with a fluid
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/01—Control of flow without auxiliary power
- G05D7/0146—Control of flow without auxiliary power the in-line sensing element being a piston or float without flexible member or spring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Description
Strøningsstyringsinnretning og fremgangsmåte for å kontrollere fluidstrømningen ved olje- og/eller gassproduksjon Flow control device and method for controlling fluid flow in oil and/or gas production
BESKRIVELSE DESCRIPTION
Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for strømningsstyringsinnretning samt en fremgangsmåte for å kontrollere fluidstrømningen ved olje- og/eller gassproduksjon som omfatter en autonom ventil som opererer på basis av Bernoullis prinsipp. Utførelseformer som omfatter en fremgangsmåte og en anordning for reversibel, temperaturfølsom styring av fluidstrømningen er også omfattet. The present invention relates to a device for a flow control device and a method for controlling the fluid flow during oil and/or gas production which comprises an autonomous valve which operates on the basis of Bernoulli's principle. Embodiments comprising a method and a device for reversible, temperature-sensitive control of the fluid flow are also included.
Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en anordning og fremgangsmåte som angitt i henholdsvis selvstendig krav 1 og 8. More specifically, the invention relates to a device and method as stated in independent claims 1 and 8, respectively.
Foreliggende oppfinnelse er basert på en selvjusterende eller autonom ventil som angitt The present invention is based on a self-adjusting or autonomous valve as indicated
i WO 2008/004875A1 og som opererer på basis av Bernoullis prinsipp, idet denne tilhører søkeren av foreliggende søknad. in WO 2008/004875A1 and which operates on the basis of Bernoulli's principle, as this belongs to the applicant of the present application.
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. Devices for the recovery of oil and gas from long horizontal wells are known from US patent publications no. 4,821,801, 4,858,691, 4,577,691 and GB patent publication no. 2169018. These known devices comprise perforated drainage pipes comprising, for example, a filter for managing sand around the pipe. A significant disadvantage of the known devices for oil and/or gas production from highly permeable geological formations is that the pressure in the drainage pipe increases exponentially in the upstream direction as a result of the flow friction in the pipe. Because the differential pressure between the reservoir and the drainage pipe will decrease upstream, the amount of oil and/or gas flowing from the reservoir into the drainage pipe will decrease accordingly. The total amount of oil and/or gas produced in this way will therefore be low. With thin oil zones and highly permeable geological formations, there will also be a significant risk of coning, i.e. breakthrough/flow of unwanted water or gas into the drainage pipe downstream, where the flow rate of the oil from the reservoir to the pipe is greatest.
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. From world Oil, Volume 212, No. 11 (11/91), pages 73-80, it is previously known to divide a drainage pipe into sections with one or more inflow restriction devices, such as sliding sleeves or dampers. However, this reference mainly deals with the use of inflow control to limit the inflow rate of zones in the upper part of the well, thereby preventing or reducing water or gas conging.
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. WO-A-9208875 describes a horizontal production pipe comprising a plurality of production sections which are connected by mixing chambers having a larger inner diameter than the production sections. The production sections comprise an outer slotted liner which can be considered to perform a filtering function. However, the sequence of sections of varying diameter creates turbulence and creates obstacles to the running of overhaul tools.
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. When extracting oil and gas from geological production formations, fluids of different qualities, i.e. oil, gas, water (and sand), will be produced in different quantities and mixtures depending on the characteristics or quality of the formation. None of the above known devices are capable of distinguishing between and controlling the inflow of oil, gas or water on the basis of their relative composition and/or quality.
Med den autonome ventilen angitt i WO 2008/004875 Al, er det tilveiebrakt en innstrømningsstyreanordning 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. With the autonomous valve disclosed in WO 2008/004875 A1, an inflow control device is provided which is self-adjusting or autonomous and which can be easily arranged in the wall of a production pipe and therefore allows the use of overhaul tools. The device is designed to "separate" between oil and/or gas and/or water and is able to control the flow or inflow of oil or gas, depending on which of these fluids such control requires.
Anordningen angitt i WO 2008/004875 Al 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. The device disclosed in WO 2008/004875 Al is robust, it can withstand high forces and high temperatures, it can prevent "draw downs" (differential pressure), it does not need any energy supply, it can prevent sand production, it is reliable, but it is still simple and very cheap.
Anordningen eller ventil som angitt i WO 2008/004875 Al er muligens det beste alternativet i dag. Likevel kan det bli problemer å stenge av for både vann og gass med samme ventil. Det kan også bli et problem å stenge av for vann i tilfeller med lav viskositet olje. I tillegg vil foreliggende oppfinnelse kunne gi en langsommere eller til og med permanent endring i egenskapene til anordningen eller ventilen som angitt i WO 2008/004875 Al. Ustabilitet kan være et potensielt problem med nevnte anordning eller ventil på grunn av rask reaksjon i legemet eller skiven, og den lange tidskonstanten for innstrømning i sand-filtrene. Lange tidsforsinkelser har generelt potensial for ustabilitet i reguleringssystemer. Med den kjente ventilen angitt i WO 2008/004875 Al er det også en mangel på mulighet til permanent stengning av en seksjon av brønnen dersom bare vann produseres. The device or valve as set forth in WO 2008/004875 Al is possibly the best alternative today. Nevertheless, there may be problems in shutting off both water and gas with the same valve. Shutting off water can also be a problem in cases with low viscosity oil. In addition, the present invention will be able to provide a slower or even permanent change in the properties of the device or the valve as indicated in WO 2008/004875 Al. Instability can be a potential problem with said device or valve due to rapid reaction in the body or disc, and the long time constant for inflow into the sand filters. Long time delays generally have the potential for instability in control systems. With the known valve indicated in WO 2008/004875 Al, there is also a lack of possibility of permanently closing a section of the well if only water is produced.
US 2008/149323 Al vedrører en materialfølsom strømningsstyreinnretning til plassering i et borehul. En ventil er åpen og har en lukkefjær holdt komprimert av et formhukommelsesmateriale som responderer på tilstedeværelsen av en spesifikk brønnfluid eller -fluider så at dets egenskap endrer seg for å tillate fjæren å levere den lagrede potensielle energien til ventilelementet for å lukke det, når den spesifikke brønnfluid eller -fluider detekteres. US 2008/149323 Al relates to a material-sensitive flow control device for placement in a borehole. A valve is open and has a closing spring held compressed by a shape memory material that responds to the presence of a specific well fluid or fluids so that its property changes to allow the spring to deliver the stored potential energy to the valve element to close it, when the specific well fluid or fluids are detected.
US 2007/044962 Al vedrører isolert strømning i et shunt-rør. En beskrevet teknikk anvender en ventil med svellbart materiale anbrakt langs strømningsbanen av shunt-røret. US 2007/044962 Al relates to isolated flow in a shunt tube. One described technique uses a valve of swellable material placed along the flow path of the shunt tube.
US 2006/175065 Al vedrører avslåing av vann. En teknikk er tilvejebrakt til å styre strømning i underjordiske anvendelser, så som hydrokarbon-fluid produksjonsanvendelser. Teknikken anvender et materiale dannet, i det minste delvis, av materiale som sveller ved tilstedeværelse av en spesifikk substans eller substanser. US 2006/175065 Al relates to turning off water. A technique is provided to control flow in underground applications, such as hydrocarbon-fluid production applications. The technique uses a material formed, at least in part, of material that swells in the presence of a specific substance or substances.
Anordningen og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er særpreget ved de trekk som er angitt i de karakteriserende deler av henholdsvis krav 1 og 8. The device and the method according to the present invention are characterized by the features stated in the characterizing parts of claims 1 and 8 respectively.
Foretrukne utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene. Preferred embodiments of the invention are indicated in the independent claims.
Foreliggende oppfinnelse omfatter strømningsstyreinnretning (2) for å kontrollere strømningen av fluid i olje- og/eller gass-produksjon, strømningsstyreinnretningen (2) omfattende en bevegelig skive eller legeme (9) som er anordnet i et hus (4) med et åpent rom, der den bevegbare skive eller legeme (9) er innrettet for å autonomt regulere strømmen av fluid gjennom strømningsstyreinnretningen (2) ved å utnytte Bernoullis prinsipp, The present invention comprises a flow control device (2) for controlling the flow of fluid in oil and/or gas production, the flow control device (2) comprising a movable disk or body (9) which is arranged in a housing (4) with an open space, where the movable disk or body (9) is arranged to autonomously regulate the flow of fluid through the flow control device (2) by utilizing Bernoulli's principle,
kjennetegnet ved at strømningsstyreinnretningen (2) ytterligere omfatter et materiale (24) som er anordnet for å bli eksponert for fluidet som strømmer gjennom strømningsstyreinnretningen (2), der materialet er innrettet for å endre sin form og/eller sitt volum og/eller sin elastiske modulus ved eksponering for en kjemisk substans som befinner seg i fluidstrømningen, på en slik måte at disse endringene påvirker de Bernoulli-relaterte krefter som virker på den bevegelige skive eller legeme (9) og dermed påvirker strømningen av fluid gjennom strømningsstyreinnretningen (2), der den bevegbare skive eller legeme (9) og materialet er separate og den bevegbare skive eller legeme (9) er innrettet for å være fritt bevegbare i det åpne rommet. characterized in that the flow control device (2) further comprises a material (24) which is arranged to be exposed to the fluid flowing through the flow control device (2), where the material is arranged to change its shape and/or its volume and/or its elastic modulus upon exposure to a chemical substance present in the fluid flow, in such a way that these changes affect the Bernoulli-related forces acting on the moving disc or body (9) and thus affect the flow of fluid through the flow control device (2), where the movable disc or body (9) and the material are separate and the movable disc or body (9) is arranged to be freely movable in the open space.
Videre omfatter foreliggende oppfinnelse fremgangsmåte for å kontrollere strømningen av fluid i olje- og/eller gass-produksjon ved hjelp av en strømningsstyreanordning (2) omfattende en bevegelig skive eller legeme (9) som er anordnet i et hus (4) med et åpent rom, den bevegbare skive eller legeme (9) innrettet til å autonomt regulere strømningen av fluid gjennom strømningsstyreanordning (2) ved å utnytte Bernoullis prinsipp, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter det å endre de Bernoulli-relaterte krefter som virker på den bevegelige skive eller legeme (9) og dermed påvirke strømningen av fluid gjennom strømningsstyreinnretningen (2) ved hjelp av et materiale (24) som er innrettet for å bli eksponert for fluidet som strømmer gjennom strømningsstyreinnretningen (2), der materialet er innrettet for å endre sin form og/eller sitt volum og/eller sin elastiske modulus ved eksponering for en kjemisk substans som befinner seg i fluidstrømningen, der den bevegbare skive eller legeme (9) og materialet er separate og den bevegbare skive eller legeme (9) er innrettet for å være fritt bevegbare i det åpne rommet. Furthermore, the present invention includes a method for controlling the flow of fluid in oil and/or gas production by means of a flow control device (2) comprising a movable disc or body (9) which is arranged in a housing (4) with an open space , the movable disc or body (9) arranged to autonomously regulate the flow of fluid through the flow control device (2) by utilizing Bernoulli's principle, characterized in that the method comprises changing the Bernoulli-related forces acting on the movable disc or body ( 9) and thereby influence the flow of fluid through the flow control device (2) by means of a material (24) which is arranged to be exposed to the fluid flowing through the flow control device (2), where the material is arranged to change its shape and/or its volume and/or its elastic modulus upon exposure to a chemical substance located in the fluid flow, where the movable disc or body (9) and the material are separate and the movable disc or body (9) is arranged to be freely movable in the open space.
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 2008/004875 Al, Fig. 2 a) viser, i større skala, et tverrsnitt av styringsanordningen ifølge WO 2008/004875 Al, 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 2008/004875 Al, Fig. 6 viser en prinsippskisse av en tredje utførelse av styringsanordningen ifølge WO 2008/004875 Al, Fig. 7 viser en prinsippskisse av en fjerde utførelse av styringsanordningen ifølge WO 2008/004875 Al, Fig. 8 viser en prinsippskisse av en femte utførelse av WO 2008/004875 Al, der styringsanordningen er en integrert del av et strømningsarrangement, Fig 9 viser en prinsippskisse av en første utførelse ifølge gjeldende oppfinnelse der svellende støttemateriale er anordnet i det åpne rommet for den bevegelige skiven eller legemet til WO 2008/004875 Al, Fig. 10 viser en prinsippskisse av en andre utførelse ifølge gjeldende oppfinnelse der svellende støttemateriale er anordnet bak kiler av hardt metall plassert på motstående sider i strømningsbane i utgangen fra nevnte åpne rom, og Fig. 11 viser en modifikasjon av den første utførelsen av oppfinnelsen der et flertall av små kanaler er anordnet i huset til nevnte ventil for trykk og fluid kommunikasjon mellom en bakside av det svellende materialet og omgivelsene til ventilen. Fig. 1 viser, som angitt ovenfor, en seksjon av et produksjonsrør 1 med en prototype av en styringsanordning 2 ifølge WO 2008/004875 Al. 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 2008/004875 Al 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 radi elt 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). The present invention will be further described in the following by means of examples and with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows a schematic illustration of a production pipe with a control device according to WO 2008/004875 Al, Fig. 2 a) shows, in a larger scale, a cross-section of the control device according to WO 2008/004875 Al, b) shows the same device seen from above, Fig. 3 is a diagram showing the flow volume through a control device according to the invention versus the differential pressure compared to a fixed inflow device, Fig. 4 shows the device shown in fig. 2, but with an indication of different pressure zones which influence the design of the device for different applications, Fig. 5 shows a principle diagram of another embodiment of the control device according to WO 2008/004875 Al, Fig. 6 shows a principle diagram of a third embodiment of the control device according WO 2008/004875 Al, Fig. 7 shows a schematic diagram of a fourth embodiment of the control device according to WO 2008/004875 Al, Fig. 8 shows a schematic diagram of a fifth embodiment of WO 2008/004875 Al, where the control device is an integral part of a flow arrangement, Fig. 9 shows a principle sketch of a first embodiment according to the current invention where swelling support material is arranged in the open space for the movable disk or body of WO 2008/004875 Al, Fig. 10 shows a principle sketch of a second embodiment according to the current invention where swelling support material is arranged behind wedges of hard metal placed on opposite sides in the flow path at the exit from the nev nte open space, and Fig. 11 shows a modification of the first embodiment of the invention where a plurality of small channels are arranged in the housing of said valve for pressure and fluid communication between a backside of the swelling material and the surroundings of the valve. Fig. 1 shows, as indicated above, a section of a production pipe 1 with a prototype of a control device 2 according to WO 2008/004875 Al. The control device 2 preferably has a circular, relatively flat shape and can be provided with external threads 3 (see fig. 2) which can be screwed into a circular hole with corresponding internal threads in the pipe or an injector. By adapting the thickness, the device 2 will be able to be adapted to the thickness of the pipe or injector so that it fits within its or its outer and inner periphery. Fig. 2 a) and b) show the former control device 2 according to WO 2008/004875 A1 on a larger scale. The device comprises a first disc-shaped housing body 4 with an outer cylindrical segment 5 and an inner cylindrical segment 6 with a central hole or opening 10, as well as a second disc-shaped holding body 7 with an outer cylindrical segment 8, as well as a preferably flat disc or a free movable body 9 which is arranged in an open space 14, formed between the first 4 and second 7 disc-shaped housing and holding body. The body 9 can, for certain applications and designs, differ from the flat shape and have a partially conical or semi-conical shape (for example facing the opening 10). As shown in the figure, the cylindrical segment 8 of the second disc-shaped holding body 7 fits within, and protrudes in the opposite direction from, the outer cylindrical segment 5 of the first disc-shaped housing body 4, thereby forming a flow path as shown by the arrows 11, where the fluid enters the control device through the central hole or opening (inlet) 10, and flows towards, and radially along, the disc 9, before it flows through the annular opening 12, which is formed between the cylindrical segments 8 and 6, and so on out through the annular opening 13 which is formed between the cylindrical segments 8 and 5. The two disk-shaped housing and holding bodies 4, 7 are attached to each other by means of a screw connection, welding, or in some other way (not further shown in the figures) at a connection area 15 as shown in 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: The present invention utilizes the effect of Bernoulli's theory which confirms that the sum of static pressure, dynamic pressure and friction is constant along a flow path:
Når skiven 9 utsettes for en fluidstrømning, noe som er tilfelle for foreliggende oppfinnelse, kan trykkdifferansen over skiven 9 utrykkes på følgende måte: When the disk 9 is exposed to a fluid flow, which is the case for the present invention, the pressure difference across the disk 9 can be expressed as follows:
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. As a result of lower viscosity, a fluid such as gas will "not make the turn" and thus follow the disc all the way to its outer end (indicated by the reference number 14). This results in a higher stagnation pressure in the area 16 at the end of the disk 9, which in turn contributes to a higher pressure building up above the disk. The disc 9, which can move freely in the space between the disc-shaped bodies 4, 7, will move downwards and thereby make the flow path between the disc 9 and the inner cylindrical segment 6 narrower. The disc 9 thereby moves downwards or upwards depending on the viscosity of the fluid that flows through, so that this principle can be used to control (open/close) the flow of fluid through the device.
Trykkfallet gjennom en konvensjonell innstrømningsstyreanordning (ICD) med en fast geometri vil være proporsjonal med det dynamiske trykket: The pressure drop through a conventional inflow control device (ICD) with a fixed geometry will be proportional to the dynamic pressure:
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 gjennomstrømnings volumet 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 for faste where the constant K is mainly a function of the geometry and less dependent on the Reynolds number. In a control device according to the present invention, the flow area will decrease when the differential pressure increases, so that the volume flow through the control device does not, or almost does not, increase when the pressure drop increases. A comparison between the control device according to the present invention, comprising a movable disc, and a control device with a fixed flow opening, is shown in fig. 3, and as shown in the figure, the flow volume according to the present invention will be constant above a given differential pressure. This represents the significant advantage of the present invention, as it can be used to ensure that the same volume flows through each section of a horizontal well, which is not possible for fixed
innstrømningsstyreanordninger. inflow control devices.
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 (PiAi) 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). In the production of oil and gas, the control device according to the present invention could have two different applications: it can be used as an inflow control device to reduce the inflow of water, or it can be used to reduce the inflow of gas in gas breakthrough situations. When the control device according to the present invention is to be designed for the different applications, such as water or gas mentioned above, the different areas and pressure zones, as shown in fig. 4, have an impact on the efficiency and throughput characteristics of the device. With reference to fig. 4, the different area/pressure zones can be divided as follows: -Ai, Pi represent the inflow area and pressure respectively. The force (PiAi) generated by this pressure will have the effect of opening the control device (moving the disc or body 9 upwards). - A2, P2 represent the area and pressure in the zone where the speed will be greatest and thus represent a dynamic pressure source. The resulting force of the dynamic pressure will act to close the control device (moving the disc or body 9 downwards as the flow rate increases). -A3, P3 represent the area and pressure at the outlet. This must be the same as the well pressure (inlet pressure). -A4, P4 represent the area and pressure (stagnation pressure) behind the movable disk or body 9. The stagnation pressure at position 16 (fig. 2) forms the pressure and force behind the body. This will cause the steering device to close (move the body downwards).
Fluider med forskjellige viskositeter vil danne forskjellige krefter i hver 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 prinsippskisse av en annen utførelse av styringsanordningen ifølge WO 2008/004875 Al, 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, 17. 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 tåle en større mengde faste partikler som følger med i fluidet. Fig. 6 viser en tredje utførelse ifølge WO 2008/004875 Al, 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. Fluids of different viscosities will create different forces in each zone depending on the design of these zones. To optimize the efficiency and flow characteristics of the control device, the design of the areas will be different for different applications, for example gas/oil or oil/water flow. For each application, the areas must therefore be balanced and designed optimally, taking into account the properties and physical conditions (viscosity, temperature, pressure, etc.) for each application. Fig. 5 shows a schematic diagram of another embodiment of the control device according to WO 2008/004875 Al, this being a simpler embodiment of the version shown in fig. 2. The control device 2 comprises, like the version shown in fig. 2, a first disk-shaped housing body 4 with an outer cylindrical segment 5 and a central hole or opening 10, as well as a second disk-shaped holding body 17 connected to the segment 5 of the housing body 4, as well as a preferably flat disk 9 which is arranged in an open space 14 formed between the first and second disc-shaped housing and holding bodies 4, 17. As the second disc-shaped holding body 17 is open in the inward direction (through one or more holes 23 etc.) and now only holds the disc in place, and as the cylindrical segment 5 is shorter with a different flow path than that shown in fig. 2, however, there will be no build-up of stagnation pressure (P4) on the back of the disk 9, as described above in connection with fig. 4. With this solution, without a stagnation pressure, the thickness of the device will be smaller, which contributes to the device being able to withstand a larger amount of solid particles that come with the fluid. Fig. 6 shows a third embodiment according to WO 2008/004875 Al, where the design is the same as in the example shown in fig. 2, but where a spring element 18, in the form of a spiral or other suitable spring device, is arranged on one or the other side of the disk and connects the disk with the holder 7, 22, the recess 21 or the housing 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. The spring element 18 is used to balance out and control the inflow area between the disc 9 and the inlet 10, or rather the surrounding edge or seat 19 of the inlet 10. Depending on the spring constant and thus the spring force, the opening between the disc 9 and the edge 19 will thus be larger or smaller. With a correctly chosen spring constant which depends on the inflow and pressure conditions at the place where the control device is arranged, it will be possible to achieve a constant mass flow through the device.
Fig. 7 viser en fjerde utførelse ifølge WO 2008/004875 Al, 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. Fig. 7 shows a fourth embodiment according to WO 2008/004875 Al, where the design is the same as in the example in fig. 6 above, but where the disk 9, on the side facing the inlet opening 10, is provided with a thermally responsive device, such as a bimetallic 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. During the production of oil and/or gas, conditions can change rapidly from a situation where only, or mostly, oil is produced, to a situation where only, or mostly, gas is produced (gas breakthrough or gas sparing). With, for example, a pressure drop of 16 bar from 100 bar, the corresponding temperature drop will correspond to approximately 20°C. By providing the disc 9 with a thermally responsive element, such as a bimetallic element such as that shown in fig. 7, the disk will bend upwards or be moved upwards by the element 20 which rests against the holder-shaped body 7, thereby narrowing the opening between the disk and the inlet 10, or closing the inlet completely.
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. The above examples of a control device as shown in fig. 1 and 2 and 4-7, are all related to solutions where the control device as such constitutes a separate unit or device that can be arranged in connection with a fluid flow situation or arrangement, such as the wall of a production pipe in connection with the production of oil or gas. The control device can, however, as shown in fig. 8, form an integral part of the fluid flow arrangement, whereby the movable body 9 can be arranged in a recess 21 facing the outlet of an opening or hole 10 of, for example, a wall of a pipe 1, as shown in fig. 1, instead of being arranged in a separate housing body 4. The movable body 9 can be held in place in the recess by means of a holding device, such as inwardly projecting spikes, a circular ring 22 or the like which is connected to the outer opening of the recess by means of a threaded connection, welding or similar.
Utførelser av foreliggende oppfinnelse er vist i figur. 9-11, der et materiale 24 er arrangert i anordningen eller den autonome ventilen 2 som beskrevet ovenfor, idet nevnte materiale 24 endrer sine egenskaper (volum og / eller elastisk modulus) under nærvær av et gitt kjemisk stoff eller fluid, for eksempel vann. Embodiments of the present invention are shown in the figure. 9-11, where a material 24 is arranged in the device or the autonomous valve 2 as described above, said material 24 changing its properties (volume and/or elastic modulus) in the presence of a given chemical substance or fluid, for example water.
Mer spesifikt viser Fig. 9 - 11 to ulike utførelser der et svellende materiale 24 er arrangert henholdsvis i det åpne rommet 14 til den bevegelige skiven eller legemet 9 (Fig. 9 og 11) eller alternativt anordnet bak kiler 25 av hardmetall motsatt arrangert i strømningsbanen som strømmer ut av nevnte åpne rom 14 (Fig. 10). I Fig. 11 er det vist en variant eller utvikling av utførelsen som vist i fig. 9, og der et flertall av små kanaler 26 gir trykk- og fluid-kommunikasjon mellom en bakre eller festeside 27 av det svellende materialet 24 og omgivelsene til ventilen 2. En årsak til nevnte fluid- og trykk-kommunikasjon er at det svellende støttematerialet 24 kan trenge støttetrykk i tilfelle av et stort differensiert trykk og / eller et stort utslag. En annen årsak er at svellingens hastighet vil muligens øke dersom det svellende materialet 24 er utsatt for nevnte kjemiske stoff (f. eks vann) også fra baksiden 27. More specifically, Figs. 9 - 11 show two different designs where a swelling material 24 is arranged respectively in the open space 14 of the movable disc or body 9 (Figs. 9 and 11) or alternatively arranged behind wedges 25 of hard metal oppositely arranged in the flow path which flows out of said open space 14 (Fig. 10). Fig. 11 shows a variant or development of the design as shown in fig. 9, and where a plurality of small channels 26 provide pressure and fluid communication between a rear or attachment side 27 of the swelling material 24 and the surroundings of the valve 2. One reason for said fluid and pressure communication is that the swelling support material 24 may need support pressure in case of a large differential pressure and/or a large deflection. Another reason is that the speed of the swelling will possibly increase if the swelling material 24 is exposed to said chemical substance (e.g. water) also from the back 27.
Oppfinnelsens hoved- idé er derfor å bruke et materiale som endrer sin egenskaper (volum og / eller elastisk modulus) under nærvær av et gitt kjemisk stoff. Materialet bør integreres i ventilen eller styringsanordningen 2 for å endre instrømningskarakteristikken over tid som viskositetsdiskrimineringen kanskje ikke fungerer godt for, særlig ved tilstedeværelse av vann. The main idea of the invention is therefore to use a material that changes its properties (volume and/or elastic modulus) in the presence of a given chemical substance. The material should be integrated into the valve or control device 2 to change the inflow characteristic over time for which the viscosity discrimination may not work well, especially in the presence of water.
Lukkemekanismen kan dermed være basert på to prinsipper: The closing mechanism can thus be based on two principles:
• Endre baksiden av skiven eller legemet 9, slik at f. eks. maksimum åpning reduseres under påvirkning av vann (jfr. Fig. 9 og 11). • Change the back of the disk or the body 9, so that e.g. maximum opening is reduced under the influence of water (cf. Figs. 9 and 11).
• Endre strømningskarakteristikkene ved et trykkreferansepunkt(jfr. Fig. 10). • Change the flow characteristics at a pressure reference point (cf. Fig. 10).
Det er et materiale som endrer egenskaper i et skjermet område av ventilen eller styringsanordningen 2. Det enkleste eksemplet er en polymer som sveller under påvirkning av vann. Slike polymerer kan f.eks. doble sitt volum når de utsettes for vann. Prosessen tar tid siden vannet må trenge inn i polymeret. Det økte volumet bak skiven eller legemet 9 fordriver strømmen i strømningskanalen og dermed modifiserer ventilen eller styringsanordningen 2. Ved mye vann kan det svellende støttematerialet 24 fylle hele rommet bak skiven eller legemet 9 og dermed permanent nesten blokkere ventilen 2. It is a material that changes properties in a shielded area of the valve or control device 2. The simplest example is a polymer that swells under the influence of water. Such polymers can e.g. double their volume when exposed to water. The process takes time since the water has to penetrate the polymer. The increased volume behind the disk or body 9 displaces the flow in the flow channel and thus modifies the valve or control device 2. In the case of a lot of water, the swelling support material 24 can fill the entire space behind the disk or body 9 and thus permanently almost block the valve 2.
I det andre prinsippet, ved å innføre nevnte motsatt arrangerte kiler 25 modifiseres kantgeometrien og dermed referansetrykket som overføres til det åpne rommet eller hulrom 14 bak skiven eller legemet 9.1 prinsippet kan dette også være en kjeve (vises ikke) som kutter av strømningen. Formålet med kilen er å bruke et hardt materiale med høy erosjonsmotstand som er direkte eksponert mot strømningen mens de volumendrende materialet er beskyttet i et skjermet område. Det vil forstås av en fagmann innenfor denne teknikk er at mange utførelser av dette prinsippet er mulig. In the second principle, by introducing said oppositely arranged wedges 25, the edge geometry is modified and thus the reference pressure which is transferred to the open space or cavity 14 behind the disk or body 9.1 principle, this can also be a jaw (not shown) that cuts off the flow. The purpose of the wedge is to use a hard material with high erosion resistance that is directly exposed to the flow while the volume-changing material is protected in a sheltered area. It will be understood by a person skilled in the art that many implementations of this principle are possible.
Det bør bemerkes at det andre prinsippet kan konfigureres til å reversere effekten av ventilen eller styringsanordningen 2, slik at kantområdet er området med høyest hastighet, noe som kan være fordelaktig i bestemte anvendelser. It should be noted that the second principle can be configured to reverse the effect of the valve or control device 2 so that the edge area is the area of highest velocity, which may be advantageous in certain applications.
Noen viktige egenskaper er som følger: Some important features are as follows:
• Mulighet til å stenge både på grunnlag av viskositet og kjemiske sammensetning. • Potensial for langsom endrende avstengning i tillegg til rask reaksjon som i WO 2008/004875 Al. (Stabilitet). • Bruk av et materiale 14 som endrer form, volum eller elastisk egenskap under en kjemisk påvirkning for å forandre geometrien på styringsanordningen eller ventilen 2. • Endre strømningshastigheten over eller langsetter legemet eller skiven 9 og følgelig Bernoulli kraften basert på kjemisk følsomhet. • Muligheten til å fullstendig stenge produksjonen ved å avstenge hele kanalen som er opprinnelsen til Bernoulli effekten. • Mekanismen for denne endringen trenger ikke være koplet til viskositeten og dermed kan egne avstengningskriterier bygges inn i styringsanordningen eller ventil 2 f. eks både lav viskositet og vann (benytte et materiale som sveller under nærvær av vann og ikke i nærvær av hydrokarboner). • Potensial for kjemiske selektivitet (det er mulig at et støttemateriale kan gjøres følsomme for eksempel for ioner i formasjonens vann). • Endre kanalens maksimale dimensjoner tilgjengelig for strømningen (uten å eksponere støtte materialet 24 til strømninger med høy hastighet og erosjon. • Det antas at styringsanordningen eller ventilen 2 med denne endringen vil være enda mer selektiv og utnytte det beste av to ellers konkurrerende teknologier i en kompakt enhet ikke vesentlig mer komplisert enn ventil 2 uten nevnte modifisering. • Possibility to close both on the basis of viscosity and chemical composition. • Potential for slow changing shutdown in addition to fast reaction as in WO 2008/004875 Al. (Stability). • Use of a material 14 that changes shape, volume or elastic property under a chemical influence to change the geometry of the control device or valve 2. • Change the flow rate over or along the body or disc 9 and consequently the Bernoulli force based on chemical sensitivity. • The possibility to completely shut down production by shutting off the entire channel which is the origin of the Bernoulli effect. • The mechanism for this change does not need to be linked to the viscosity and thus own shut-off criteria can be built into the control device or valve 2, e.g. both low viscosity and water (use a material that swells in the presence of water and not in the presence of hydrocarbons). • Potential for chemical selectivity (it is possible that a support material can be made sensitive, for example, to ions in the formation water). • Change the maximum dimensions of the channel available for the flow (without exposing the support material 24 to high velocity flows and erosion. • It is believed that the control device or valve 2 with this change will be even more selective and utilize the best of two otherwise competing technologies in a compact unit not significantly more complicated than valve 2 without said modification.
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 (feks. installasjon, injisering av damp etc), og er dermed ikke begrenset til en produksjonsmodus. The present invention is only limited by the appended claims and not by the embodiments described above. In the context of the present invention, the term "oil and/or gas production" includes any process relating to the exploration or extraction of oil and/or gas (e.g. installation, injection of steam, etc.), and is thus not limited to a production mode.
Claims (17)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20084858A NO338993B1 (en) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | Flow control device and method for controlling fluid flow in oil and / or gas production |
| PCT/NO2009/000394 WO2010059062A1 (en) | 2008-11-18 | 2009-11-18 | A method and apparatus for controlling the flow of fluid in oil and/or gas production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20084858A NO338993B1 (en) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | Flow control device and method for controlling fluid flow in oil and / or gas production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20084858L NO20084858L (en) | 2010-05-19 |
| NO338993B1 true NO338993B1 (en) | 2016-11-07 |
Family
ID=41667293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20084858A NO338993B1 (en) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | Flow control device and method for controlling fluid flow in oil and / or gas production |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO338993B1 (en) |
| WO (1) | WO2010059062A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA201690489A1 (en) | 2013-08-29 | 2016-07-29 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | AUTONOMOUS FLOW MANAGEMENT SYSTEM AND METHOD |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060175065A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-08-10 | Schlumberger Technology Corporation | Water shut off method and apparatus |
| US20070044962A1 (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Schlumberger Technology Corporation | System and Method for Isolating Flow In A Shunt Tube |
| WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
| US20080149323A1 (en) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | O'malley Edward J | Material sensitive downhole flow control device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2004952A4 (en) * | 2006-02-10 | 2010-12-15 | Exxonmobil Upstream Res Co | Conformance control through stimulus-responsive materials |
| US8453746B2 (en) * | 2006-04-20 | 2013-06-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well tools with actuators utilizing swellable materials |
| NO326258B1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-10-27 | Ior Technology As | Valve for a production pipe, and production pipe with the same |
-
2008
- 2008-11-18 NO NO20084858A patent/NO338993B1/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-11-18 WO PCT/NO2009/000394 patent/WO2010059062A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060175065A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-08-10 | Schlumberger Technology Corporation | Water shut off method and apparatus |
| US20070044962A1 (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-01 | Schlumberger Technology Corporation | System and Method for Isolating Flow In A Shunt Tube |
| WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
| US20080149323A1 (en) * | 2006-12-20 | 2008-06-26 | O'malley Edward J | Material sensitive downhole flow control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010059062A1 (en) | 2010-05-27 |
| NO20084858L (en) | 2010-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8820413B2 (en) | Alternative design of self-adjusting valve | |
| AU2007270180B2 (en) | Flow control device and method | |
| US9353608B2 (en) | Flow control device and flow control method | |
| EP2531692B1 (en) | Flow control device and flow control method | |
| US8590630B2 (en) | System and method for controlling the flow of fluid in branched wells | |
| NO338988B1 (en) | Method and apparatus for reversible temperature-sensitive control of fluid flow in oil and / or gas production, comprising an autonomous valve operating according to the Bemoulli principle | |
| US8517099B2 (en) | Tubular member having self-adjusting valves controlling the flow of fluid into or out of the tubular member | |
| NO20140454A1 (en) | A METHOD AND DEVICE FOR CONTROL OF FLUID FLOW IN A PRODUCTION TUBE | |
| NO20140702A1 (en) | Autonomous valve with temperature responsive device | |
| NO338993B1 (en) | Flow control device and method for controlling fluid flow in oil and / or gas production | |
| NO340334B1 (en) | Flow control device, flow control method and use thereof | |
| RU2588104C2 (en) | Self-contained valve equipped with temperature-sensitive device |
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 |