NO340636B1 - Reservoarstyringssammenstilling samt fremgangsmåte for å skaffe selektiv adgang til en nedre kompletteringsseksjon i en brønn. - Google Patents

Description

OPPFINNELSESOMRÅDET

Oppfinnelsen vedrører generelt systemer og metoder for selektiv isolering eller lukking av en del av et borehull.

BESKRIVELSE AV TEKNIKKENS STAND

US 3375874 A beskriver en sammenstilling for selektiv produksjon av produksjonsfluid fra en nedre seksjon av et borehull, hvor systemet omfatter en nedre kompletteringsseksjon som dannes av produksjonsrørstreng og en pakningsinnretning for å sikre den nedre kompletteringsseksjonen inne i borehullet, en øvre kompletterings-seksjon som dannet av produksjonsrøret og som har en forankringsinnretning for selektiv låsing inne i pakningsinnretningen og en reservoarreguleringsventil for å kon-trollere strømning av fluid fra den nedre kompletteringsseksjonen. Reservoarregule-ringsventilen omfatter et reguleringsventilelement med en forankringsdel for selektivt å lande reguleringsventillegemet inne i en pakning i borehullet. En fluidstrømningsport er anbrakt inne i ventillegemet. Et første glidbart hylseelement som er bevegelig mellom en åpen produksjon, hvori fluidkommunikasjon gjennom porten ikke er blokkert av det første hylseelement, lukket posisjon, hvori fluidkommunikasjon gjennom porten er blokkert av det første hylseelement.

US 6334486 B1 omtaler nedihullsventiler med en strømningsport og to sepa-rate hylser som er aksialt bevegelig og kan blokkere porten.

US 3493052 A og US 4274486 A omtaler andre eksempler på sammenstil-linger for å stenge eller åpne for produksjon, med en nedre seksjon omfattende en rørstreng og en pakning, og en øvre seksjon omfattende en rørstreng og et anker, hvor sammenstillingene omfatter en ventil med en port og et hylseelement for stenging av porten.

US 6378612 B1 omtaler et brønnverktøy som omfatter et legeme, et verktøy-funksjonselement aksialt bevegelig i forhold til legemet fra en initiell posisjon til en operativ posisjon, en første fjær som reagerer på en første fluidtrykkraft for å tillate bevegelse av verktøyfunksjonselementet fra den initielle posisjon til en mellomlig-gende posisjon; og en andre fjær som reagerer på en høyere andre fluidtrykkraft for selektivt å tillate bevegelse av verktøyfunksjonselementet til den operative posisjon. Verktøyfunksjonselementet kan være i en eller to deler og kan innbefatte en omløps-hylse.

Under operasjon av en hydrokarbon-produksjonsbrønn er det enkelte ganger nødvendig å isolere eller «drepe» brønnen under et visst punkt overfor fluidstrøm-ning. Hvis brønnen forblir i live mens for eksempel en pumpe fjernes kunne trykksatt fluid meget hurtig tvinges til overflaten, og resultere i en farlig situasjon ved brønnho-det og muligens reduksjon av brønnens evne til videre produksjon. En metode er å «drepe» ved å innføre fluider som for eksempel sjøvann ved overflaten av brønnen for å øke det hydrostatiske trykk i brønnen til et punkt hvor trykket er høyere enn for-masjonstrykket. Problemet med denne metode er at det vanligvis er uønsket å innføre fluider nede i formasjonen, etter som dette kan redusere kvaliteten og mengden av produksjonsfluid som senere kan oppnås fra brønnen.

En andre metode for å isolere brønnen er å tilveiebringe en stengeventil under pumpen som fjernes og deretter å lukke stengeventilen når pumpen fjernes fra brøn-nen. Et konvensjonelt stengeventilarrangement er en glidehylseventil med lateralfluid-åpninger med en indre hylse som er aksielt bevegelig mellom posisjoner som åpner for henholdsvis lukker mot fluidkommunikasjon. En glidende hylse stengeventil av denne type er for eksempel beskrevet i US patent nr 5.156.220 (Forehand et al.) og US patent nr 5.316.084 (Murray et al). Hvert av disse patenter eies av assignataren (Baker Hughes) av den foreliggende oppfinnelse og herved innlemmet som refe-ranse. En stengeventil-sammenstilling av denne type kan også fåes i handelen fra Baker Oil Tools division of Baker Hughes Incorporated som Model «CMQ-22» Sliding Sleeve.

Denne prosedyre for åpning og lukking av stengeventilen selv om den er enkel frembyr praktiske problemer. På grunn av brønnen er i live er det typisk et signifikant trykkdifferensial over stengeventilen. Oppfinnerne har innsett at hvis ventilen ikke positivt lukkes ved det tidspunkt at pumpen fjernes kan trykk unnslippe fra brønnen under pumpen. Med prosedyren hvor hylseelementet lukkes ved å trekke pumpen opp fra brønnen er pumpen ikke fullstendig lukket før pumpen er hevet en viss strek-ning inne i borehullet, slik at en slik unnslipping av trykk tillates.

Den foreliggende oppfinnelse tar sikte på å løse problemene ved den tidligere kjente teknikk.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved en reservoarstyringssammenstilling for anvendelse i et borehull for selektiv åpning og stenging av en nedre kompletterings-seksjon i en brønn for fjernelse eller anbringelse av en øvre kompletteringsseksjon, idet sammenstillingen omfatter: et reguleringsventillegeme med en forankringsdel for selektivt å lande reguleringsventillegemet inn i en pakning i borehullet;

en fluidstrømningsport anbrakt inne i ventillegemet;

et første glidbart hylseelement som er bevegelig mellom en åpen posisjon, hvori fluidkommunikasjon gjennom porten ikke er blokkert av det første hylseelement, og en lukket posisjon, hvori fluidkommunikasjon gjennom porten er blokkert av det første hylseelement; og

et andre glidbart hylseelement som er bevegelig mellom en åpen posisjon, hvori fluidkommunikasjon gjennom porten ikke er blokkert av det andre hylseelement, og en lukket posisjon hvori fluidkommunikasjon gjennom porten er blokkert av det andre hylseelement, og videre kjennetegnet ved

en produksjonsrørstreng posisjonert i brønnen med en boring i kommunikasjon med fluidstrømningsporten for strømning av fluid til overflaten, og

en ytre skjerm for å gi plass for strømningen av produksjons-fluid,

hvorved fluidet strømmer fra et brønnringrom inn i boringen.

Foretrukne utførelsesformer av reservoarstyringssammenstillingen er utdypet i kravene 2 til og med 6.

Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås også ved en fremgangsmåte for å skaffe selektiv adgang til en nedre kompletteringsseksjon i en brønn, omfattende trinnene: landing av en øvre kompletteringsseksjon med en reservoarstyringssammenstilling ned på den nedre kompletterings-seksjon i borehullet;

et første glidbart hylseelement beveges på reservoarstyringssammenstillingen fra en lukket posisjon til en åpen posisjon for å åpne en fluidport i ventilsammenstillingen;

et andre glidbart hylseelement beveges på reservoarstyringssammenstillingen fra en lukket posisjon til en åpen posisjon for å avblokkere fluidporten i ventilsammenstillingen; og videre kjennetegnet ved at

produksjonsfluid bringes til å strømme fra den nedre kompletteringsseksjon gjennom en boring til en produksjonsrørstreng mot en overflate av brønnen, og produksjonsfluidet strømmer fra et brønnringrom inn i boringen.

Foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten er videre utdypet i kravene 8 til og med 12.

Det er omtalt systemer og metoder for positiv stenging av en seksjon av et borehull og derved tilveiebringer reservoarkontroll. Systemer og metoder er beskrevet for selektiv stenging av en seksjon av et borehull for fluidkommunikasjon. Borehullkompletterings-seksjonen kan så gjenåpnes for fluidkommunikasjon etter fornyet kop-ling av den øvre kompletteringsseksjon til den nedre kompletteringsseksjon. Fordelaktig hindrer systemene og metodene ifølge den foreliggende oppfinnelse generelt fluidkommunikasjon mellom ringrommet i den øvre kompletterings-seksjon og strøm-ningsboringen i den nedre kompletteringsseksjon inntil den nedre kompletterings-seksjon er stengt for fluidstrømning.

I en foretrukket utførelsesform beskrevet heri er det anordnet en reservoar-reguleringsventilsammenstilling med øvre og nedre glidehylser som er innlemmet i øvre og nedre kompletterings-seksjoner av en reservoarkomplettering. Den øvre glidehylse åpnes selektivt av økt ringromstrykk, slik at fluidstrømning kan hindres inntil det er ønskelig at strømning skal begynne, slik at det tilveiebringes positiv kontroll over reservoarkompletteringen. Den nedre glidehylse aktiveres ved fjernelse av den øvre kompletteringsseksjon fra den nedre kompletterings-seksjon og ved fornyet anbringelse av den øvre kompletterings-seksjon på den nedre kompletteringsseksjon.

Et andre foretrukket reservoar-kontrollsystem er beskrevet hvori reservoar-reguleringsventilsammenstillingen inkluderer et ventillegeme som innlemmer både en indre og en ytre glidehylse. Den ytre hylse åpnes av en økning i ringromstrykket i borehullet. Den indre hylse åpnes ved manipulasjon av den øvre kompletteringsseksjon for å bevirke at et stingerelement aktiverer den indre hylse.

Systemene og metoden er intervensjonsfri i den betydning at der ikke er noe behov for å anvende en kabellednings- eller spolerørinnført innretning for å åpne eller stenge den nedre kompletteringsseksjon før den øvre kompletteringsseksjon trekkes opp fra borehullet.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fordelene og ytterligere aspekter av oppfinnelsen vil lett innses av de vanlig fagkyndige etter som disse fordeler og ytterligere aspekter blir bedre forstått med henvisning til den følgende detaljerte beskrivelse sett i forbindelse med de vedføyde tegninger hvori like henvisningstall betegner like eller lignende elementer i alle de forskjellige figurer av tegningene og hvori: Fig. 1 er en side-tverrsnittstegning av et eksempelvist borehull med en gruspakket seksjon og en kompletterings-streng anbrakt deri. Fig. 2 er en forstørret side-tverrsnittstegning av reservoarkontroll-systemet i borehullet vist i fig. 1. Fig. 3 er en side-tverrsnittstegning av reservoar-kontrollsystemet vist i fig. 2, nå med den øvre glidehylse i en åpen posisjon. Fig. 4 er en side-tverrsnittstegning av reserovar-kontrollsystemet vist i fig. 2 og 3 nå med den nedre glideventil etter å ha vært beveget til en lukket posisjon. Fig. 5 er en side-tverrsnittstegning av reservoar-kontrollsystemet vist i fig. 2, 3 og 4 nå med den øvre komplettering etter å ha blitt fullstendig separert fra den nedre komplettering. Fig. 6 er en side-tverrsnittstegning av reservoar-kontrollsystemet vist i fig. 2-5, hvori den nedre glidehylse er blitt sittende fast i en lukket posisjon. Fig. 7 er en skjematisk side-tverrsnittstegning av et alternativt reservoar-styresystem konstruert i samsvar med den foreliggende oppfinnelse hvori der er en gruspakket seksjon og en kompletterings-streng anbrakt i borehullet. Fig. 8 er en skjematisk side-tverrsnittstegning av reservoar -styresystemet vist i fig. 7 hvori den øvre kompletterings-del er blitt landet til anlegg på toppen av den nedre kompletterings-del. Fig. 9 avbilder reservoar-styresystemet i fig. 7 og 8 nå med den indre glidehylse åpnet. Fig. 10 illustrerer reservoar-kontrollsystemet i fig. 7-9 nå med en ytre glidehylse åpnet for å tillate fluidstrømning oppover og inn i den øvre kompletteringsdel. Fig. 11 illustrerer reservoar-styresystemet i fig. 7-10 nå med den øvre kompletteringsdel fjernet fra borehullet. Fig. 12a-12f er del-tverrsnittstegninger av en eksempelvis reservoarreguleringsventil anvendt i systemet beskrevet i forbindelse med fig. 7-11, og Fig. 13a-13f er del-tverrsnittstegninger av en eksempelvis reservoarreguleringsventil anvendt i systemet beskrevet i forbindelse med fig. 7-11, nå med reguleringsventilen aktivert til å åpne en indre glidehylse.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER

Fig. 1 avbilder et eksempelvist borehull 10 som er blitt boret gjennom grunnen 12 til en hydrokarbon-førende formasjon 14. Borehullet 10 inkluderer en komplette-ringsstreng 16 anbrakt i et produksjonsrør ført ned i reservoaret og som strekker seg til overflaten (ikke vist) av borehullet 10. Et ringrom 18 er definert mellom kompletteringsstrengen 16 og den indre vegg 20 av borehullet 10. Kompletteringsstrengen 16 består av en øvre kompletterings-del 22 og en nedre kompletteringsdel 24 som er re-versibelt gjensidig forbundet til hverandre via en reservoarregulerings-ventilsammenstilling, generelt indikert ved 25, idet detaljene i denne sammenstilling skal beskrives litt senere.

Den nedre kompletteringsdel 24 inkluderer en perforert eller filterforsynt overgangssammenstilling 26 som er anbrakt inntil formasjonen 14. Perforasjoner 28 i formasjonen 14 hjelper til med å sikre strømning av hydrokarboner fra formasjonen 14 inn i overgangssammestillingen 26. En aksiell strømningsboring 32 er definert langs lengden av den øvre kompletterings-del 24 og den nedre kompletteringsdel 24. Grus 34 er pakket inne i ringrommet 18 som omgir overgangssammenstillingen 26 under en pakningssammenstilling 30. Under normale operasjoner strømmer hydrokarboner fra formasjonen 14 inn i overgangssammenstillingen 26 og generelt langs strøm-ningsboringen 32 til overflaten av borehullet 10.

Med henvisning til fig. 2, 3, 4 og 5 er der detaljer av reservoarreguleringsventil-sammenstillingen 25 og omgivende komponenter mer tydelig vist på en skjematisk måte. Den øvre kompletteringsdel 22 inkluderer en produksjonsrørstreng 36 som strekker seg til overflaten av borehullet 10. En elektrisk neddykkbar pumpe 38 er festet til den nedre ende av produksjonsrørstrengen 36. Pumpen 38 er av en type kjent innen dette område for å bringe hydrokarboner til å strømme langs en produksjons-streng og inkluderer en motorseksjon og en innløpsseksjon 42. Innløpsseksjonen 42 inneholder et antall fluidinnløp 44 som tillater passasje av fluid fra ringrommet 18 inn i innløpsseksjonen 42, hvori den kan overføres til overflaten av borehullet 10 via pro-duksjonsrørstrengen 36. En elektrisk kabel 46 strekker seg nedover fra overflaten av borehullet 10 og leverer elektrisk energi til motorseksjonen 40 av pumpen 38.

En perforert overgangssammenstilling 48 er festet til den nedre ende av pumpen 38. Overgangssammenstillingen 48 inkluderer et flertall laterale fluidstrømnings-porter 50 anbrakt derigjennom og en øvre glidehylse 52, som radielt omgir den perforerte overgangssammenstilling 48 og er aksielt bevegelig på denne for selektivt å dekke og eksponere portene 50. Det tillates derved fluidkommunikasjon mellom ringrommet 18 og det radielle indre av den perforerte overgangssammenstilling 48. Når reservoarregulerings-ventilsammenstillingen 25 initialt anbringes i borehullet 10 er den øvre glidehylse 52 i en lukket posisjon, som vist i fig. 2, hvori portene 50 er dek-ket av hylsen 52 mot fluidstrømning derigjennom. Glidehylsen 52 kan aktiveres ved å øke fluidtrykket i ringrommet 18. Økt ringromstrykk virker på stempelflaten 54 ved den øvre ende av glidehylsen 52 for å bevege hylsen 52 nedover til posisjonen vist i fig. 3, slik at portene 50 åpnes.

En forankringsinnretning 56 er festet til den nedre ende av den perforerte overgangssammenstilling 48. Forankringsinnretningen 56 er et inn/ut sneppert-forank-ringslegeme 58 med en stinger 60, som strekker seg nedover derfra. Forankringslegemet 58 er formet og dimensjonert til å bero inne i et komplementært formet holder- sete 62. Forankringslegemet 58 bringes til og fra anlegg ved sneppertvirkning av forankringslegemet 58 inn i og ut av holdersetet 62 på en måte som er kjent innen dette området. En egnet forankringsinnretning for denne anvendelse er Model E «Snap-ln, Snap-Out Anchor» som fåes i handelen fra Baker Oil Tools, Houston, Texas. Et sett elastomere ringtetninger61 omgir forankringslegemet 58 radielt og etablereren fluidtetning mellom legemet 58 og holdersetet 62.

Holdersetet 62 er definert inne i en reservoarreguleringsventil 64 som under holdersetet 62 inkluderer en rørformet portovergangs-sammenstilling 66 med et antall laterale fluidstrømningsporter 68 anbrakt derigjennom. En aksielt bevegelig nedre glidehylse 70 holdes på plass inne i den rørformede portovergangssammenstilling 66. Glidehylsen 70 er initialt anbrakt inne i portovergangs-sammenstillingen 66 i en første posisjon, vist i fig. 2, hvori hylsen 70 ikke dekker portene 68 og derved tillater at fluid kan passere gjennom portene 68. Hylsen 70 er bevegelig til en andre posisjon vist i fig. 3, hvori hylsen 70 dekker portene 68 og derved blokkerer fluidstrømning derigjennom. Stingeren 60 i forankringsinnretningen 56 er utstyrt med en utoverstående profil 72 som initialt er lokalisert under den nedre aksielle ende av glidehylsen 70. Under glidehylsen 70 er den rørformede portovergangs-sammenstilling 66 avstengt for fluid-strømning derigjennom ved hjelp av en strømningsborings-plugg 74. Strømningsbo-rings-pluggen 74 kan være av en hvilken som helst egnet type. En slik egnet plugg for denne anvendelse er den «Extreme» Sur-Set™ plugg som kan fåes i handelen fra Baker Oil Tools, Houston, Texas. I tillegg kan den rørformede portovergangssammenstilling 66 inneholde nedre laterale fluidporter 76. Den nedre ende av den rørformede portovergangs-sammenstilling 66 er festet til et forankringselement 78 som i sin tur er plassert inne i paknings-sammenstillingen 30.

Reservoar-reguleringsventilen 64 inkluder også en ytre skjerm 80 som radielt omgir den rørformede portovergangs-sammenstilling 66. Et ringrom 82 er definert mellom skjermen 80 og den rørformede portovergangs-sammenstilling 66. Skjermen 80 inkluderer også en fluidåpning 84 som initialt er lukket mot fluidstrømning ved hjelp av et lett brytbart sprengelement, som for eksempel en sprengskive 86. Det lett bryt-bare element 86 er konstruert til brudd etter å ha møtt et tilstrekkelig høyt, forut be-stemt trykkdifferensial.

I operasjon forhåndsanbringes den nedre kompletterings-seksjon 24 i borehullet 10 og grusen 34 pakkes inn i ringrommet 18 ved bruk av velkjente konvensjonelle metoder. Pakningssammenstilingen 30 festes inne i borehullet 10 for å stenge ringrommet 18 under pakningssammenstillingen 30. Ved dette punkt innføres den øvre kompletterings-seksjon 22 i borehullet 10 inntil forankringen 78 er brakt til anlegg og festet inne i paknings-sammenstillingen 30, slik at den øvre kompletteringsseksjon 22 forbindes til den nedre kompletterings-seksjon 24. Når dette er foretatt er komponen-tene av kompletterings-strengen 16 i den konfigurasjon som er vist i fig. 2 hvori den øvre glidehylse 52 er lukket og den nedre glidehylse 70 er i en åpen posisjon. I denne konfigurasjon er ikke noen fluidstrømning mulig oppover til overflaten gjennom borehullet 10 på grunn av at den øvre glidehylse 52 er i en lukket posisjon. En fordel ved systemet og metodene ifølge den foreliggende oppfinnelse er den positive reservoarstyring, hvori ingen strømning tillates før systemet er positivt åpnet for strømning.

Når det er ønskelig å begynne strømning av fluid til overflaten gjennom borehullet 10, åpnes den øvre glidehylse 52. For å gjennomføre dette trykksettes forings-rørstrengen 26. Fluidtrykk økes derved også i ringrommet 18, på grunn av den fluidkommunikasjon som tilveiebringes av fluidåpningene 44 i pumpen 38. Økt fluidtrykk bringes til virkning på stempelområdet 54, av den øvre glidehylse 52, og glidehylsen 52 beveges til den åpne posisjon illustrert i fig. 3. Pumpen 38 blir så energisert for å bringe hydrokarboner til å strømme fra formasjonen 14 oppover gjennom kompletteringsstrengen 16. Hydrokarbonproduksjonsfluid strømmer inn i den nedre kompletteringsseksjon 24 gjennom den perforerte perforasjons- eller filterforsynte overgangssammenstilling 26 og deretter oppover in gjennom pakningssammenstillingen 30 inn i den rørformede portovergangs-sammenstilling 66. På grunn av nærværet av strøm-ningsboringspluggen 74 må produksjonsfluidet komme ut av den rørformede portovergangs-sammenstilling 66 via fluidstrømningsportene 76, som pilene 88 illustrerer. På grunn av at den nedre glidehylse 70 er i den åpne posisjon er de laterale strøm-ningsporter 68 åpne for å tillate at produksjonsfluid på nytt kan komme inn i den rør-formede portovergangsstilling 66, som illustrert ved pilene 90. Produksjonsfluid strømmer opp til den perforerte overgangssammenstilling 48 og deretter radielt utover gjennom perforasjonene 50. Produksjons-fluidet passerer utenom motorseksjonen 40 av pumpen 38 og går inn i innløpsseksjonen 42 av pumpen 38 gjennom fluidinnløp 44 til produksjonsrøret 36. Denne strømningsbane er illustrert ved pilen 92.

Reservoarregulerings-ventilsammenstillingen 25 tilveiebringer også en meka-nisme for effektiv stenging av den nedre kompletteringsdel 24 i borehullet 10 mens den øvre kompletteringsdel 22 fjernes. Dette kan bli nødvendig hvis det for eksempel blir nødvendig å erstatte eller reparere pumpen 38. Det er ønskelig at fluidkommunikasjon mellom det øvre ringrom 18 og strømningsboringen i den nedre kompletteringsseksjon 24 under eller etter separasjon av den øvre kompletterings-seksjon 22 og den nedre kompletteringsseksjon 24. Fluider inne i det øvre ringrom 18 kunne komme inn i strømningsboringen i den nedre kompletterings-seksjon 24 og derved uønsket komme inn i formasjonen 14. En fordel ved eksempelvise systemer og metoder ifølge den foreliggende oppfinnelse er at de tillater at den nedre kompletterings-seksjon kan lukkes positivt uten at ringromsfluider kommer inn i strømningsboringen i den nedre kompletterings-seksjon 24. Fig. 4 viser det initiale separasjonstrinn mellom den øvre kompletterings-seksjon 22 og den nedre kompletteringsseksjon 24. Fig. 5 viser et senere trinn i separasjonen mellom de to kompletteringsseksjoner 22, 24. For å separere den øvre kompletterings-seksjon 22 og den nedre kompletteringsseksjon 24 trekkes produksjonsrørstrengen 36 oppover og bringer forankringslegemet 58 i for-ankringselementet 56 ved sneppertvirkning til å gå ut av holdersetet 62 i reserovarsty-ringsventilsammenstillingen25. Det radielt utoverrettede fremspring 72 på stingeren 60 går til inngrep med den nedre aksielle ende av den nedre glidehylse 70 og når pro-duksjonsrørstrengen 36 trekkes oppover beveges glidehylsen 70 oppover til sin lukkede posisjon hvori strømningsportene 68 er lukket mot fluidstrømning, som vist i fig. 4. Det bemerkes at nærværet av tetninger 61 fremdeles sikrer en fluidtetning mellom forankringslegemet 58 og holdersetet 62 ved dette punkt. Som et resultat er der ingen fluidkommunikasjon fra ringrommet 18 inn i det radielle indre av den rørformede portovergangs-sammenstilling 66 før den nedre hylse 70 er lukket. Når den nedre hylse 70 er lukket, som vist i fig. 4, blokkerer pluggen 74 og hylsen 70 fullstendig fluidtransmisjon inn i den nedre kompletterings-seksjon 24. Etter lukking av hylsen 70 vil fortsatt oppovertrekking av produksjonsrør-strengen 36 løsgjøre stingeren 60 fra den nedre hylse 70. Stingeren 60 er typisk anordnet som en spennhylse og tillater at den kan i en viss grad bøyes radielt innover, på en måte vel kjent for de fagkyndige. Når produksjonsrørstrengen 36 derfor trekkes videre oppover vil stingeren 60 bøye seg innover og tillate at det utstående fremspring 72 blir fritt for inngrep med den nedre aksielle ende av hylsen 70. Når den er fri for dette inngrep kan den øvre kompletteringsseksjon 22 trekkes fullstendig fritt for den nedre kompletteringsseksjon, som avbildet i fig. 5.

Før på ny innføring og på ny forbinding av den øvre kompletteringsseksjon 22 og den nedre kompletteringsseksjon 24 lukkes den øvre glidehylse 52 fra overflaten av borehullet 10. Så snart den øvre kompletteringsseksjon 22 og den nedre kompletteringsseksjon 24 er forbundet igjen kan den øvre glidehylse 52 åpnes på nytt via en økning i ringromstrykket, som tidligere beskrevet. På ny innføring og på ny forbindelse av den øvre kompletterings-seksjon 22 til den nedre kompletteringsseksjon 24 bør automatisk gjenåpne den nedre glidehylse 70. Etter som den øvre kompletteringsseksjon 22 senkes inn i borehullet vil forankringslegemet 58 ved sneppertvirkning gå inn i holdersetet 62. Under denne prosess vil det utstående fremspring 72 på stingeren 60 gå til inngrep med den øvre aksielle ende av glidehylsen 70 og bringe den til å gli fra den lukkede posisjon, vist i fig. 5, til den åpne posisjon, vist i fig. 3, for på nytt å etablere fluidstrømning inn i den nedre kompletteringsseksjon 24. Det bemerkes at når den øvre kompletterings-seksjon 22 på nytt settes inn i den nedre kompletteringsseksjon 24 etableres først en fluidtetning mellom forankringslegemet 58 og holdersetet 62 via tetninger 61 før den nedre glidehylse 70 åpnes. Denne tetning sikrer at der ikke skjer noen for tidlig strømning av ringromsfluider inn i den nedre kompletteringsseksjon 24.

Hvis den nedre glidehylse 70 ikke skulle klare å åpne seg, som tilsiktet, kan sprengskiven 86 brytes ved å øke fluidtrykket i den øvre del av ringrommet 18 til et nivå som er stort nok til bryte skiven 86 og derved tillate fluid å strømme gjennom fluidåpningen 84. Dette vil tilveiebringe en ytterligere strømningsbane for fluid til å passere mellom strømningsboringene i den øvre kompletterings-seksjon 22 og den nedre kompletteringsseksjon 24. Fig. 6 viser denne situasjon. I det tilfelle at den nedre hylse 70 blir sittende fast i den lukkede posisjon ville fluidtrykket i det øvre ring rom 18 bli økt til et nivå tilstrekkelig til å bryte sprengskiven 86, slik at fluidkommunikasjon gjennom åpningen 84 i skjermen 80 tillates. Fluid kan da passere fra den nedre kompletterings-seksjon 24 gjennom strømningsporter 76 inn i ringrommet 82 og deretter radielt utover til ringrommet 18, gjennom åpningen 84 som vist ved pilen 96. Fra ringrommet 18, blir så produksjonsfluidet trukket inn i fluidinnløpene 44 av pumpen 38 og overført til overflaten av borehullet 10 via produksjons-rørstrengen 36. Fluidåpningen 84 i skjermen 80 og sprengskiven 86 tilveiebringes således en nøds-fluidstrømningsbane som kan åpnes i tilfelle av en svikt i gjenåpningen av den nedre hylse 70.

Med henvisning til fig. 7-11 så vel som fig. 12a-12f og 13a-13f vises der en al-ternativ reservoarstyringssammenstilling 100 konstruert i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 7, 8, 9, 10 og 11 er skjematiske riss av reservoarstyringssys-temet i forskjellige operasjonstrinn inne i borehullet 10. Fig. 12a-12f og fig. 13a-13f viser den eksempelvise reservoarstyrings-sammenstilling 100 og assosierte komponenter i deltverrsnitts-tegninger, slik at den gjensidige operasjon av de forskjellige komponenter kan forstås. Med først å henvise til de skjematiske riss (fig. 7-11), skal nå den generelle struktur og operasjon av reservoarstyrings-sammenstillingen 100 beskrives. Reservoarstyrings-sammenstillingen 100 er festet i en øvre kompletterings-seksjon 102 under en elektrisk neddykkbar pumpe 104. Den nedre kompletterings-seksjon 106 inkluderer det perforerte rør i den nedre kompletteringsseksjon 24 og den gruspakkede seksjon 34. Pakningen 30 har en oppover-forløpende låsedel 108 for landing og løsbar fastsetting av et forankringselement dertil.

Generelt sagt inkluderer reservoarstyrings-sammenstillingen 100 et generelt sylindrisk ventillegeme 110 med en aksiell fluidpassasje 112 definert deri. Ventillegemet 110 inkluderer en radiell fluidstrømningsport 114 og bærer et ytre glidehylseven-tilelement (andre glidbart hylseelement) 116 som er selektivt bevegelig mellom to posisjoner. I den første posisjon (vist i fig. 7), er strømningsporten 114 blokkert mot fluidkommunikasjon av det andre glidbare hylseelement 116. I den andre posisjon blokkerer det andre glidbare hylseelement 116 ikke fluidkommunikasjon gjennom strømningsporten 114. I tillegg inkluderer ventillegemet 110 et indre glidehylseventile-lement (et første glidbart hylseelement) 118 som også er bevegelig mellom posisjoner hvori det første glidbare hylseelement 118 henholdsvis blokkerer og ikke-blokkerer porten 114 mot fluidstrømning. Den aksielle fluidpassasje 112 i ventillegemet 110 inkluderer et pluggelement 120 deri, for å blokkere aksiell strømning av fluid gjennom passasjen 112 over nivået for porten 114. Den øvre ende av ventillegemet 110 er for-synt med en øvre låsesammenstilling 122 for gjensidig forbindelse av ventillegemet 110 til produksjonsrør-segmenter i den øvre kompletteringsseksjon 102. Den nedre ende av ventillegemet 110 frembyr en forankringsdel 124 som er formet og dimensjonert til å være komplementær til låsedelen 108 i pakningsinnretningen 30. Ventillegemet 110 inkluderer også en stingersammenstilling 126 (synlig i de detaljerte riss i fig. 12a-12f og fig. 13a-13f) som anvendes for å bevege det første glidbare hylseelement 118 mellom sin lukkede og åpne posisjon, på en måte som skal beskrives i detalj litt senere.

Fig. 7 illustrerer innføringen av den øvre kompletteringsseksjon 102 med reservoarstyringssammenstillingen 100 festet dertil. I fig. 8 erforankringsdelen 124 av reservoarstyrings-sammenstillingen 100 brakt til anlegg i låsedelen 108 av den nedre kompletteringsseksjon 106. I denne posisjon foregår ingen fluidproduksjon fra den nedre kompletteringsseksjon 106. Pluggen 120 inne i sammenstillingen 100 blokkerer oppoverstrømning av fluid. Etter at sammenstillingen 100 er brakt til anlegg kan fluid-strømning startes ved å bevege både indre og ytre glidbare hylseelementer 118, 116 til å avblokkere porten 114. Først beveges det første glidbare hylseelement 118 nedover ved hjelp av overflatestyrt manipulasjon av den øvre kompletteringsseksjon 102 (dvs. at den skyver nedover på produksjonsrøret). Stingersammenstillingen 126 vil bringe det første glidbare hylseelement 118 til å åpne seg (se fig. 9). Det andre glidbare hylseelement 116 blir så beveget til en åpen posisjon for fullstendig å avblokkere porten 114. Det bemerkes imidlertid at det andre glidbare hylseelement 116 kan åpnes enten før eller etter at det første glidbare hylseelement 118 er åpnet.

For å åpne det andre glidbare hylseelement 116 økes fluidtrykket fra overflaten inne i produksjonsstrengen i den øvre kompletteringsseksjon 102. Fluidtrykk kommer ut gjennom åpningene 128 i fluidpumpen 104 og går inn i ringrommet 130. Trykksatt fluid virker således på et ringformet stempelareal 132 (se for eksempel fig. 12d) for å tvinge det andre glidbare hylseelement 116 oppover (se fig. 10). Fig. 12d og 13d viser sammenstillingen 100 etter at det andre glidbare hylseelement 116 allerede er blitt beveget oppover til en posisjon hvor den ikke blokkerer porten 114. Før denne bevegelse ville stempelarealet 132 ligge nær kammen 134 vist i fig. 12d, og hoveddelen av det andre glidbare hylseelement 116 ville derved blokkere porten 114.

Så snart den ytre hylse 116 er beveget oppover for å avblokkere porten 114, kan fluidstrømning og produksjon foregå fra den nedre kompletterings-seksjon 106. Som strømningspilene i fig. 10 viser, vil produksjonsfluid nå strømme radielt utover gjennom porten 114 og inn i ringrommet 130. Derfra kan produksjonsfluid gå inn i fluidinnløpene 128 til pumpen 104 og derfra oppover gjennom den øvre kompletteringsseksjon 102 til overflaten av borehullet 10. Om nødvendig for å oppnå god strømning aktiveres pumpen 104 for å hjelpe til med å bevege produksjonsfluidet til overflaten av borehullet 10..

Når det er ønskelig å stanse produksjon fra den nedre kompletteringsseksjon 102 stanses pumpen 104 og den øvre kompletteringsseksjon 102 trekkes oppover. Stingersammenstillingen 126 vil gå til inngrep med og bevege den første (indre) hylse 118, slik at den på nytt blokkerer fluidkommunikasjon gjennom porten 114. Videre oppovertrekking av den øvre kompletterings-seksjon 102 vil bringe ventillegemet 110 til å separere slik at den øvre låssammenstilling 122 og stingersammenstillingen 126 fjernes og etterlater forankringsdelen 124, pluggen 120 og hylsene 116, 118 inne i borehullet 10 festet til pakningsinnretningen 30. Fluidstrømning ut av den nedre kompletteringsseksjon 106 er nå blokkert av pluggen 120 og den lukkede indre hylse 118.

Hvis det er ønskelig å reetablere produksjon fra den nedre kompletteringsseksjon 106, kan den øvre kompletteringsseksjon 102 på nytt innsettes i borehullet 10 og stingersammenstillingen 126 innsettes på nytt i den del av ventillegemet 110 som er blitt forankret til pakningsinnretningen 30. Stingersammenstillingen 126 vil gjenåpne porten 114 ved å bevege det første glidbare hylseelement 118 nedover til en posisjon hvor den ikke lenger blokkerer porten 114. Fluidstrømning, som illustrert i fig. 10, vil være etablert.

Fig. 12a-12f og fig. 13a-13f tilveiebringer en detaljert illustrasjon av en eksempelvis reservoarstyrings-sammenstilling 100, slik at ytterligere detaljer av dens kon-struksjon og operasjon kan sees. I fig. 12d er sammenstillingen 100 vist med det andre glidbare hylseelement 116 beveget til en posisjon, slik at den ikke blokkerer porten 114 fra en posisjon (vist i stiplet strek) hvori det andre glidbare hylseelement 116 ikke blokkerer porten 114. Den ytre det andre glidbare hylseelement 116 beveges til sin åpne posisjon så snart fluidtrykket i ringrommet 130 utøvet på det ringfor-mede stempelareal 132 overstiger skjærverdien av skjærbolten 134, som sikrer det andre glidbare hylseelement 116 til en støttering 136 på ventillegemet 110. Åpning av det andre glidbare hylseelement 116 ved hjelp av ringromstrykk er lignende den som anvendes i CMP™ Defender glidehylse-kompletteringsverktøy, som kan fåes fra Baker Oil Tools, Houston, Texas.

Det første glidbare hylseelement 118 er initialt lukket (se fig. 12d), slik at porten 114 er blokkert. Stingersammenstillingen 126 frembyr en inngrepsende 138 som kommer i kontakt med og går til inngrep med en hylseutløsningsring. Hylseutløsnings-ringen 140 har en indre inngrepsskulder 142 for å motta inngrepsenden 138 av stingersammenstillingen 126. Hylseutløsningsringen 140 inneholder også en radielt ytre knastfordypning 144 og en nedre hylsekontaktende ende 146. Det første glidbare hylseelement 118 inkluderer en knaståpning 148, og en knast 150 beror deri. Ventillegemet 110 inkluderer også en radielt innovervendt knastfordypning 152. Initialt er knasten 150 anbrakt inne i knastfordypningen 152, som vist i fig. 12c. Knasten 150 er innesperret i den ytre knastfordypning 144 ved hjelp av frigivelsesringer-legemet 140. Ved dette punkt hindrer knasten 150 den indre hylse 188 fra å beveges i forhold til ventillegemet 110. Når stingersammenstillingen 126 beveges nedover kommer den ytre knastfordypning 144 til å bli innrettet på linje med knasten 150, og knasten 150 beveger seg inn i fordypningen 144. Det første glidbare hylseelement 118 kan nå beveges aksielt i forhold til ventillegemet 110 (se fig. 13c). Når det første glidbare hylseelement 118 beveges aksielt nedover under innvirkningen av stingersammenstillingen 126 beveges en fluidåpning 154 i det første glidbare hylseelement 118 inntil porten 114, slik at porten 114 åpner fluidpassasjen derigjennom.

Oppoverbevegelse av den øvre kompletteringsseksjon 102 vil bevirke at stingersammenstillingen 126 igjen lukker porten 114 mot fluidkommunikasjon før den øvre kompletterings-seksjon 102 separeres fra den nedre kompletteringsseksjon 106. Ettersom stingersammenstilingen 126 beveges oppover vil den oppovervendte inngrepsskulder 156 (se fig. 13c) på den nedre ende av stingersammenstillingen 126 gå til inngrep med en nedovervendt skulder 158 på hylseutløsningsringen 140. Hylseutløs-ningsringen 140 vil også presse det første glidbare hylseelement 118 oppover på grunn av den gjensidige forbindelse tilveiebrakt av knasten 150. Videre oppoverbevegelse av den øvre kompletteringsseksjon 102 vil bevege den øvre låsesammenstilling 122 og stingersammenstillingen 126 fra de andre komponenter i ventilsammenstillingen 100 og etterlate dem på plass i borehullet 10.

De fagkyndige vil forstå at reservoarstyrings-sammenstillingen 100 på mange måter er å foretrekke fremfor styringssammenstillingen 25 beskrevet tidligere, ettersom den for eksempel eliminerer behovet for en ytre skjerm, som for eksempel skjermen 80 anvendt i den første utførelsesform.

Det kan sees at oppfinnelsen tilveiebringer systemer og metoder for selektivt å stenge en seksjon av et borehull for fluidkommunikasjon. Borehullkompletterings-sek-sjonen kan da åpnes på nytt for fluidkommunikasjon etter gjenforbindelse av en øvre kompletterings-seksjon til den nedre kompletteringsseksjon. I den først beskrevne ut-førelsesform kan en sekundære fluidstrømningsbane åpnes i tilfelle av en svikt av den lukkede borehullkompletterings-seksjon til å gjenåpne på den tilsiktede måte. Fordelaktig hindrer systemene og metoden ifølge den foreliggende oppfinnelse generelt fluidkommunikasjon mellom ringrommet 18 i den øvre kompletteringsseksjon 22 og strømningsboringen i den nedre kompletteringsseksjon 24 inntil den nedre kompletterings-seksjon 24 er avstengt for fluidstrømning.

Claims (12)

1. Reservoarstyrings-sammenstilling (100) for anvendelse i et borehull (10) for selektiv åpning og stenging av en nedre kompletterings-seksjon (106) i en brønn for fjernelse eller anbringelse av en øvre kompletteringsseksjon (102), idet sammenstillingen omfatter: et reguleringsventillegeme (110) med en forankringsdel for selektivt å lande reguleringsventillegemet (110) inn i en pakning i borehullet (10); en fluidstrømningsport (114) anbrakt inne i ventillegemet (110); et første glidbart hylseelement (118) som er bevegelig mellom en åpen posisjon, hvori fluidkommunikasjon gjennom porten (114) ikke er blokkert av det første hylseelement (118), og en lukket posisjon, hvori fluidkommunikasjon gjennom porten (114) er blokkert av det første hylseelement; og et andre glidbart hylseelement (116) som er bevegelig mellom en åpen posisjon, hvori fluidkommunikasjon gjennom porten (114) ikke er blokkert av det andre hylseelement (116), og en lukket posisjon hvori fluidkommunikasjon gjennom porten (114) er blokkert av det andre hylseelement (116), og viderekarakterisert veden produksjonsrørstreng (36) posisjonert i brønnen med en boring i kommunikasjon med fluidstrømningsporten (114) for strømning av fluid til overflaten, og en ytre skjerm (80) for å gi plass for strømningen av produksjons-fluid, hvorved fluidet strømmer fra et brønnringrom (82) inn i boringen.

2. Reservoarstyrings-sammenstilling (100) ifølge krav 1,karakterisert vedat den første hylse (118) beveges mellom åpen og lukket posisjon ved hjelp av en stingersammenstilling (126).

3. Reservoarstyrings-sammenstilling (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat ventillegemet (110) kan separeres.

4. Reservoarstyrings-sammenstilling (100) ifølge krav 3, karakterisert vedat den ytterligere omfatter et lett brytbart sprengelement (86) inne i skjermen (80) for selektivt å tilveiebringe en sekundær fluidstrøm-ningsbane.

5. Reservoarstyrings-sammenstilling (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat ett av nevnte glidbare hylseelementer (118, 116) beveges til sin åpne posisjon ved økning av fluidtrykk i et ringrom (130) som radielt omgir reservoarstyrings-sammenstillingen (100).

6. Reservoarstyrings-sammenstilling (100) ifølge krav 1, karakterisert vedat den ytterligere omfatter en plugg (120) inne i ventillegemet (110) for å blokkere aksiell fluidstrømning gjennom ventillegemet (110).

7. Fremgangsmåte for å skaffe selektiv adgang til en nedre kompletterings-seksjon (106) i en brønn, omfattende trinnene: landing av en øvre kompletteringsseksjon (102) med en reservoarstyrings-sammenstilling (100) ned på den nedre kompletterings-seksjon (106) i borehullet; et første glidebart hylseelement (118) beveges på reservoarstyringssammenstillingen (100) fra en lukket posisjon til en åpen posisjon for å åpne en fluidport (114) i ventilsammenstillingen (110); et andre glidebart hylseelement (116) beveges på reservoarstyringssammenstillingen (100) fra en lukket posisjon til en åpen posisjon for å avblokkere fluidporten (114) i ventilsammenstillingen; og videre karakterisert vedat produksjonsfluid bringes til å strømme fra den nedre kompletteringsseksjon (106) gjennom en boring til en produksjonsrørstreng (36) mot en overflate av brøn-nen, og produksjonsfluidet strømmer fra et brønnringrom (82) inn i boringen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat den ytterligere omfatter trinnet med å stenge strømning av produksjonsfluid fra den nedre kompletterings-seksjon (106) ved å bevege én av de nevnte glidbare hylseelementer (118, 116) for å blokkere den nevnte fluidport (114).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert vedat den ytterligere omfatter trinnet med å separere den øvre kompletteringsseksjon (102) fra den nedre kompletteringsseksjon (106) etter blokkering av den nevnte fluidport (114).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat trinnet med å bevege den første glidehylsesam-menstilling (118) ytterligere omfatter å øke ringromstrykket inne i borehullet for å utøve fluidtrykk på en stempelflate av det første glidbare hylseelement (118) og bevirke at dette beveges.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat det andre glidbare hylseelement (116) beveges ved trykk av en stingersammenstilling (126).

12. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat den ytterligere omfatter trinnet med å operere en fluidpumpe (104) for å fremme strømning av produksjonsfluid fra borehullet.