NO340937B1 - Svellepakning med delt legeme - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

[0001] Oppfinnelsens område er nedihulls pakninger og mer spesifikt de med elementer som sveller og som har et delt legeme med en utforming som tillater sammenføyning av et flertall elementer for å oppnå en pakningssammenstilling som kan monteres og sikres over et rørformet legeme og forsegle et omkringliggende ringformet rom.

Oppfinnelsens bakgrunn

[0002] Pakninger anvendes for nedihulls soneisolering. De er tilgjengelige i et flertall av utførelser og integrert inn i en rørformet streng for riktig plassering i et brønnhull. Enkelte settes med trykk mens andre settes med en kraft fra den rørformede streng til hvilken de er festet. Andre nyere pakninger har blitt ut-viklet som sveller ved nærvær av fluider i eller tilført brønnhullet. Enkelte av disse pakninger sveller ved nærvær av vann og andre i nærvær av hydrokarboner. Slike pakninger kan bli brukt i foringsrør eller rørformede strenger som løper gjennom foringsrør.

[0003] Disse svellepakninger er prefabrikerte inn i et tilpasningsrør som kan bli laget som en del av en lengre streng. Generelt omgir svelleelementene tilpasnings-røret, festet og herdet direkte til den utvendige veggen av tilpasningsrøret. Andre utføreleser har anvendt et svellemateriale på et sylindrisk hus som smettes over foringsrøret eller røret. Men slike utførelser har en fast lengde og tilveiebringer ikke et middel for sammenføyning av tilleggssegmenter for å gjøre pakningen lengre eller kombinere både vann og olje svellende elastomere i en enkelt pakningssammenstilling. Det faste huset kan også forårsake problemer anbrakt i røret og medføre at forseglingen mellom huset og røret gjøres vanskelig. I bunn og grunn oppfører de seg som en barriere i ringrommet men ikke som en trykkforsegling mellom brønnboringsseksjoner. Klemringrørbeskyttere (damp on pipe protectors) som festes til borerøret blir anvendt for å beskytte foringsrøret mot slitasje forårsaket ved frem og tilbakerotering av borerøret. Et eksempel på en slik klemringrørbeskytter er vist i US 4,266,578.

[0004] Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en svellepakning som har en åpning for å tillate omslutning av rørlegemet og sikring til rørlegemet. Den er av en modulær utførelse som kan anvende et innbyrdes låsende trekk mellom pakningsmoduler. Flere modulelementer kan sammenføyes for å ut-gjøre en pakningssammenstilling så lenge en ønsker ved anvendelse av utelukkende oljesvellende, utelukkende vannsvellende eller en kombinasjon av olje- og vannsvellende elementer. Enderinger (end rings) kan anvendes for å beskytte sammenstillingen ved innkjøring og virke som en utstøtingsbarriere så snart pakningen er på plass og elementene er svellet. Modulene kan ha et innkapslet legeme med koniske gjennomhullede (småhull) fremspring (offset tapered loops) som stenger av rundt et rørlegeme og som kan trekkes sammen med en kileformet splint som drives inn til posisjon for å stramme elementet mot rørlegemet. Overskytende lengde av den koniske splinten be-skjæres for å tillate ekstra elementer å bli tilføyd som griper inn i det allerede installerte elementet. Splintene og de åpninger de lukker er ved sine periferier innbyrdes forskjøvet for å forhindre rette lekkasjeveier mellom modulene. Utførelsen med åpninger (split design) muliggjør at disse pakningssammen-stillinger kan installeres på andre rørlegemer enn foringsrør slik som sandsil, borerør eller andre verktøy med en rund profil. Disse og andre trekk ved den foreliggende oppfinnelse vil enklere forstås av fagmanne på området ved en gjenomgang av de foretrukne utførelsesformer og de tilhørende tegninger mens det fulle omfang av oppfinnelsen skal bestemmes av de vedlagte kravene under.

Sammendrag for oppfinnelsen

[0005] Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av det selv-stendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav. Et svellepakningssystem anvender moduler som kan sammenkoples og monteres over et rørlegeme ved bruk av en vertikal splitt som kan trekkes sammen med en kileformet splint i overlappende småhuller (overlapping loops). Splintene er ved sine periferier innbyrdes i avstand mellom tilstøtende moduler. Enderinger kan beskytte modulene ved innkjøring og fungere som utstøtingsbarrierer under og etter at svellingen er over. Modulendene kan overlappe hverandre på en gjensidig låsende måte hvilket muliggjør at flere elementer kan sammenkoples for å utgjøre en pakningssammenstilling så lenge det er ønskelig med en hvilken som helst kombinasjon av svelleelementer i en enkeltstående pakningssammenstilling. Alternativt kan innvendige spor i svelle materialet holde splittringforseglinger eller O-ringforseglinger som smettes over en rørende før en modul blir klemt på. Forseglingselementene kan bli utløst av vann eller hydrokarboner eller av andre materialer som allerede er i brønnhulet eller introdusert til det eller andre overflate eller lokalt aktiverte utløsere.

Kort beskrivelse av tegningene

[0006] Fig. 1 viser et bilde av et par forseglingsmoduler mellom ende-komponenter som holder forseglingsmodulene på plass,

[0007] fig. 2 viser et snitt gjennom linjene 2-2 for fig. 1,

[0008] fig. 3 viser et snitt gjennom linjene 3-3 for fig. 2, og

[0009] fig. 4 er et perspektivriss av en type av klemskallegeme som kan bli brukt med et delt svelleforseglingslegeme.

Detaljert beskrivelse av den foretrukne utførelsesform

[0010] Pakningen i henhold til den foreliggende oppfinnelse er fordelaktig av en modulær utførelse som kan klemmes rundt et rørlegeme. I en skjematisk presentasjon illustrerer fig. 4 de vesentlige komponentene. Et legeme 10 kan lages i to deler 12 og 14 holdt sammen ved en hengsling 16. Alternativt så kan delene 12 og 14 være av en integrert konstruksjon som kan være fleksibel nok til å få legemet 10 rundt et rørlegeme og samtidig unnvære hengslene 16. Forskjøvne fremspring 18 og 20 er utført for å flettes sammen når de er lukket rundt rørlegemet. Progressivt smalere innrettede åpninger 22, 24 og 26 sammenflettes med sine motstykker, som ikke er vist, for å tillate at den koniske splinten 28 kan drives inn i en posisjon der den strammer legemet 10 så mye som mulig mot rørlegemet, deretter blir splinten beskåret kant i kant med enden 30. Fordelaktig så er legemet 10 omgitt av et svelleelement 32 på utsiden og 34 på innsiden og strekker seg så langt over de forskjøvne utspringene 18 og 20 for samtidig å tillate dem å nærme seg hverandre og bli fast brakt mot hverandre når splinten 28 blir drevet på plass. Bruk av svellemateriale 34 på innsiden er også valgfritt men er å foretrekke for en forbedret forsegling mot rørlegemet til hvilket det er festet mot. Alterna-tive utførelser kan bli brukt. For eksempel så kan O-ringforseglinger først føres over en ende av rørlegemet som skal klemmes av legemet 10 og legemet 10 kan ha innvendige spor, slik som 36, som godtar slike forhånds-plasserte forseglingsringer for å få en innvendig forsegling mellom rør-legemet og legemet 10. Alternativt om legemet 10 er blottlagt så kan det ha en eller flere fordypninger 38 som er dypere enn fordypningene 30 for å tillate styringslinjer eller andre kabelrør og passere gjennom sammenstillingen når elementet 32 har svellet. På det vis kan styringslinja eller kablene være på innsiden av sporene 38 og samtidig være forseglet mot rørlegemet ved for-seglinger i sporene 36. Vertikale spor 38 vil måtte innrettes aksialt om flere moduler slik som vist på figur 2 skal monteres sammen.

[0011] Figur 2 illustrerer den modulære tilnærming ved bruk av flere komponenter som er sammenkoplet av den type som vises skjematisk i figur 4. For å tyde-liggjøre er ikke legemet 10 som fordelaktig er innesluttet i et svellemateriale ikke vist. I stede er det som er vist modulene 40 og 42. Modul 40 har en ring 44 som passer inn i et spor i modul 46 for å gi modulene en overlappende og gjensidig låsende forhold ved sammenkopling mot det underliggende rør-legemet. Fordelaktig så har hver modul denne endeforbindelsesegenskap slik at to eller flere moduler kan sammenkoples på en gjensidig låsende måte ved sammenstilling mot det underliggende rørlegemet. Ved endene av modul-sammenstillingen er det fordelaktig enderinger slik som 50 og 52. En ring 54 på modul 42 er i inngrep med et spor 56 på modulen 50. Fordelaktig er samme arrangement å finne ved forbindelsen mellom endering 52 og modulen 40. Enderingene 50 og 52 har fordelaktig en innvendig tannsagprofil 58 for et bedre grep på det underliggende rørlegemet og en eller flere ringer

50 i et korresponderende spor 62 for å stenge av ethvert lekkasjespor langs det underliggende rørlegemet. Igjen, disse trekkene er valgfrie og kan plasseres ved en ende eller begge ender eller unnlates fullstendig. Som et annet valg så kan et vertikalt spor lages i enderingene 50 og 52 for å tillate styringslinjer av alle typer å passere gjennom sammenstillingen langs det underliggende rørlegemet og samtidig være isolert slik at det ikke dannes et lekkasjespor for brønnfluidene.

[0012] Hver modul kan for eksempel ha et sirkulært spor 64 som kan dempes over en forseglingsring 66 som har blitt splittet og plassert rundt rørlegemet eller strukket og påført over enden av rørlegemet og strategisk blitt plassert i posisjon slik at sporet 64 vil stenge av over dette når en modul blir festet til det underliggende røret.

[0013] Figur 1 viser at tilstøtende vertikale lukkinger 68 og 70 er forskjøvet ved sine periferier, slik splittene er for en rekke av stempelringer i en sylinder, for å forhinder at en innrettet bane i å eksistere og videre for å redusere mulig-heten for lekkasje ved differensetrykk. Figur 1 viser også hvordan det utvendige svellematerialet 32 dekker de forskjøvne fremspring 18 og 20 og svalhaletrekker inntil seg selv når modulene slik som 40 og 42 sikres til det underliggende rørlegemet.

[0014] Figur 3 viser at enderingene 50 og 52 kan være en splittring eller i to eller flere deler som er hengslet for å gjøre monteringen til det underliggende rør-legemet raskere. Figur 1 viser hvordan eksterne klemmer 72 og 74 fordelaktig ved sine periferier er forskjøvet fra en tilstøtende vertikal lukning slik som 68 eller 70.

[0015] Fagmannen på området vil innse at svellematerialet i hver modul ikke trenger å være identisk. Svellematerialet i modulene kan være responsive for vann eller hydrokarbon eller en andre alminnelige stimuli. Materialene kan også være utformet slik at svelling skjer raskere i midten av en samling av moduler og beveger seg opphulls og nedhulls på en slik måte at det fortrenger transportmedium for at dette ikke skal bli fanget ved svelling. I en gitt stabel av moduler så kan de enkelte moduler reagere på forskjellige stimuli. For hver modul er det fordelaktig å ha svellematerialet anbrakt på utsiden og innsiden av legemet 10 slik at svellingen får materialet til å vokse i motsatte retninger for å forsegle mot foringsrøret eller produksjonsrøret eller åpent hull på utsiden og mot det innvendige rørlegemet til hvilken modulen har blitt sikret.

Claims (21)

1. En pakning for nedihulls bruk i et brønnhull på et rørlegeme, omfattende: i det minste et langsgående delt hus (12,14) tilpasset å bli festet til rør-legemet, videre omfattende en sikringsanordning for på forseglende vis å sikre nevnte hus til rørlegemet, i det minste et langsgående delt svellende ikke-oppblåsbart element (32) til-støtende nevnte hus for selektiv forsegling av brønnhullet,karakterisert vedat nevnte splitt av huset er definert ved nevnte splitt av elementet, og hvor nevnte splitt av huset er trekklukket når sikringsanordningen sikrer huset til rørlegemet, der elementet (32) sveller for selektiv forsegling mot veggen som definerer brønnhullet.

2. Pakning i henhold til krav 1, der nevnte hus (12, 14) er hengslet (16).

3. Pakning i henhold til krav 1, der nevnte element er anbrakt på motsatte sider av nevnte hus (12,14) for kontakt med rørlegemet og brønnhullet.

4. Pakning i henhold til krav 1, der nevnte sikringsanordning omfatter et flertall av småhull (18, 20) tilstøtende nevnte langsgående splitt som nestes når de bringes sammen.

5. Pakning i henhold til krav 4, videre omfattende et konisk langstrakt legeme som samvirker med nevnte småhull (18, 20) for å redusere diameteren til huset når den føres gjennom de nestede småhull (18, 20).

6. Pakning i henhold til krav 1, der det minst ene elementet (32) omfatter et flertall av elementer som sveller av forskjellige stimuli.

7. Pakning i henhold til krav 1, der det minst ene elementet (32) omfatter et flertall av elementer som sveller ved forskjellige rater.

8. Pakning i henhold til krav 1, der nevnte hus omfatter et periferisk spor, og en forsegling montert i nevnte spor for å forsegle mot rørlegemet.

9. Pakning i henhold til krav 3, der nevnte element omfatter et aksialt spor som vender mot rørlegemet for å forsegle rundt én eller flere baner som passerer gjennom det.

10. Pakning i henhold til krav 1, der nevnte hus omfatter et aksialt spor som vender mot rørlegemet for å forsegle rundt én eller flere baner som passerer gjennom det.

11. Pakning i henhold til krav 1, der nevnte element er gjensidig låst til nevnte hus.

12. Pakning i henhold til krav 11, der nevnte gjensidige lås omfatter en ring på en som strekker seg inn i et spor på den andre.

13. Pakning i henhold til krav 11, der nevnte element og nevnte hus er aksialt stablet.

14. Pakning i henhold til krav 11, videre omfattende en forseglingsring mellom nevnte element og nevnte hus.

15. Pakning i henhold til krav 13, der det minst ene element (32) omfatter et flertall av elementer med i det minste to elementer som gjensidig låses i hverandre.

16. Pakning i henhold til krav 15, omfattende i det minste to hus som er aksialt i avstand fra hverandre og omslutter i det minste to elementer.

17. Pakning i henhold til krav 16, der nevnte elementer videre omfatter en forseglingsring mellom dem.

18. Pakning i henhold til krav 13, der nevnte langsgående splitt er perifert for-skjøvet.

19. Pakning i henhold til krav 1, der nevnte hus omfatter en gripeprofil for inngrep med rørlegemet.

20. Pakning i henhold til krav 13, der nevnte hus omfatter en gripeprofil for inngrep med rørlegemet.

21. Pakning i henhold til ethvert av de foregående krav, der huset er tilpasset til å settes på rørlegemet fra siden av rørlegemet.