NO341302B1

NO341302B1 - Fremgangsmåter for å ekspandere et rør

Info

Publication number: NO341302B1
Application number: NO20151239A
Authority: NO
Inventors: Colin Mchardy; Lev Ring; Simon Harrall; Annabel Green; Gary Johnston; Neil A A Simpson
Original assignee: Weatherford Tech Holdings Llc
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2017-10-02
Also published as: NO20054506L; US20060065408A1; US7543637B2; GB2418683B; NO20054506D0; US20090223680A1; US8006771B2; GB0519312D0; NO20151239A1; CA2519325C; GB2418683A; NO338037B1; US20080017387A1; US7275602B2; CA2519325A1

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Oppfinnelsesområdet

Utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører generelt ekspansjon av rørstrenger og brønnkomplettering. Mer spesielt vedrører utførelsesformer av oppfinnelsen fremgangsmåter og apparatur for å isolere en undergrunnssone.

Beskrivelse av beslektet teknikk

Hydrokarbonbrønner påbegynnes typisk ved å bore et borehull fra jordens overflate gjennom undergrunnsformasjoner til en valgt dybde for å krysse én eller flere hydrokarbonførende formasjoner. Stålforingsrør forer borehullet og et ringformet areal mellom foringsrøret og borehullet fylles med sement for ytterligere å understøtte og danne borehullet. Strømning av hydrokarboner eller et hvilket som helst annet fluid inn i borehullet foregår ved lokaliteter langs deler av foringsrøret med åpninger deri, langs en perforert rørstreng eller et filter eller langs hvilke som helst deler av borehullet som er etterlatt åpent eller ikke-foret med foringsrør.

Borehullet krysser typisk flere soner inne i undergrunnsformasjonen. Noen av sonene produserer kanskje ikke hydrokarboner eller kan frembringe hydrokarboner ved forskjellige reservoartrykk. For eksempel produserer noen soner vann som forurenser produksjonen av hydrokarboner fra andre soner og krever kostbar fjernelse fra de produserte hydrokarboner. Det er således ofte nødvendig å isolere undergrunnssoner fra hverandre for å lette produksjonen av hydrokarboner.

Tidligere sammenstillinger for soneisolasjon er komplekse, dyre og upålitelige og krever ofte flere "turer" inn i brønnen med signifikant forbruk av tid og utgifter. Tidligere metoder og systemer for å isolere undergrunnssoner inkluderer bruken av pakninger og/eller plugger festet inne i foringsrøret, omkring foringsrøret eller i en åpen borehullsseksjon for å hindre fluidkommunikasjon via foringsrøret eller borehullet fra én sone til en annen. En metode for å isolere soner innebærer å ekspandere en serie av kompakt og slisset foringsrør i borehullet slik at tetningene på utsiden av det kompakte foringsrør hindrer passasje av fluider inne i ringrommet for å isolere en sone som krysses av det kompakte foringsrør.

Ekspansjon av kompakt foringsrør kan imidlertid endre den indre tetningsoverflate inne i det kompakte foringsrør som anvendes for å isolere sonen slik at bruken av konvensjonelle pakninger som plasseres inne i det kompakte foringsrør under etterfølgende kompletteringsoperasjoner hindres. Videre viser det seg enkelte ganger problematisk å ekspandere rørforbindelser nede i brønnen på grunn av endringer i geometri av forbindelsen under ekspansjon og rotasjon over forbindelsen bevirket ved bruk av et roterende ekspansjonsverktøy. I tillegg vil typen av ekspanderverktøy egnet for å ekspandere kompakte rør ikke alltid være ønskelig for å ekspandere et sandfilter til understøttende kontakt med en omgivende formasjon. For eksempel krever ekspansjon av sandfilter bruk av signifikant mindre kraft enn ved ekspansjon av kompakte rør for å hindre skade på sandfilteret. Videre kan ekspansjon av lange seksjoner av kompakte rør være tidkrevende og kan kompliseres av en kort operativ levetid av noen ekspanderverktøy. I tillegg gjør faktorer, som strekking av en innført streng som et ekspanderverktøy er montert på, det vanskelig eller umulig nøyaktig å bestemme en eksakt lokalisering i brønnen for ekspansjon av bare en ønsket del av utvalgte rørelementer.

Det foreligger et behov for apparatur og metoder for pålitelig og billig å isolere undergrunnssoner ved selektivt å ekspandere en sammenstilling av rør. Det foreligger videre et behov for en sone-isolasjonssammenstilling som tilveiebringer et sete for konvensjonelle pakninger anvendt i kompletteringsoperasjoner.

US 6333700 B1 beskriver apparat og fremgangsmåte for nedihulls brønnutstyr og prosesstyring, identifisering og aktuering.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte for ekspansjon av et rør,karakterisert vedat den omfatter: tilveiebringelse av røret med en brønnmarkør nær en forut valgt lokalitet for ekspansjon; innføring av et ekspanderverktøy i røret inntil et tilsvarende trekk koplet til ekspanderverktøyet identifiserer brønnmarkøren; ekspandering av i det minste en del av røret i respons til identifisering av brønnmarkøren; og ekspansjon av en andre del av røret etter identifisering av en andre brønnmarkør.

Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for å ekspandere et rør,karakterisert vedat den omfatter: anordning av røret med en merking langs en indre diameter derav nær en forut valgt lokalitet for ekspansjon, hvori røret inkluderer en første seksjon og en andre seksjon; innføring av et ekspanderverktøy i røret inntil en samsvarende merking kommer i kontakt med merkingen; den første seksjon av røret inklusive merkingen ekspanderes for å tillate at den samsvarende merking passerer gjennom merkingen av røret etter ekspansjon derav; og å bestemme en lokalisering for å stanse ekspansjon basert på en brønnmarkør.

Ytterligere utførelsesformer av fremgangsmåtene i henhold til oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Det beskrives generelt metoder og apparatur for ekspansjon av rørstrenger, som kan være del av en rørstreng for å isolere én eller flere soner inne i et

borehull. I en utførelsesform inkluderer rørstrengen en første ekspanderbar sone-isolasjonsenhet anbrakt på en første side av en sone som skal isoleres, en andre ekspanderbar sone-isolasjonsenhet anbrakt på en andre side av sonen som skal isoleres, og et perforert rør anordnet i fluidkommunikasjon med en produserende sone. Rørstrengen kan ekspanderes ved bruk av en ekspansjonssammenstilling med en første ekspander for å ekspandere de første og andre ekspanderbare sone-isolasjonsenheter og en andre ekspander for å ekspandere nevnte minst ett perforert rør. Merkinger eller markører langs rørstrengen kan angi lokaliteter hvor ekspansjon er ønskelig slik at forbindelser eller konnektorer mellom rørlengder ikke ekspanderes.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

For at den måte hvorpå de ovenfor angitte trekk ved den foreliggende oppfinnelse kan forstås i detalj, skal det gis en mer spesiell beskrivelse av oppfinnelsen, kort oppsummert i det foregående, ved henvisning til utførelsesformer, hvorav noen er illustrert i de vedføyde tegninger. Det skal imidlertid bemerkes at de vedføyde tegninger bare illustrerer typiske utførelsesformer av oppfinnelsen og skal derfor ikke anses som begrensende for dens omfang, idet oppfinnelsen kan underkastes andre like effektive utførelsesformer.

Fig. 1 er en partiell tverrsnittstegning av et isolert system med en ekspansjonssammenstilling og en rørstreng, som er ikke-ekspandert og henger ned fra en nedre ende av foringsrør i et borehull. Fig. 2 er en forstørret tverrsnittstegning av en ekspanderbar soneisolasjon EZI ("expandable zone isolation") -enhet inne i rørstrengen og en EZI-ekspander av ekspansjonssammenstillingen aktivert inne i EZI-enheten. Fig. 3 er et riss av en del av en alternativ EZI-enhet som inkluderer en profil for inngrep med en omgivende formasjon etter ekspansjon av profilen. Fig. 4 er en tverrsnittstegning av en del av en ytterligere alternativ EZI-enhet etter ekspansjon derav mot en formasjon for å tilveiebringe en labyrinttetning. Fig. 5 er en forstørret tverrsnittstegning av et ekspanderbart sandfilter - ESS ("expandable sand screen") element inne i rørstrengen og en ESS-ekspander av ekspansjonssammenstillingen aktivert og ført inn i ESS-elementet. Fig. 6 er en partielle tverrsnittstegning av rørstrengen i fig. 1 etter ekspansjon derav og innføring av et produksjonsrør. Fig. 7 er en partiell tverrsnittstegning av en rørstreng etter ekspansjon av et ESS-element med et ekspanderbart element av en alternativ ekspansjonssammenstilling og før ekspansjon av EZI-enheten med en roterende ekspander av ekspansjonssammenstillingen. Fig. 8 er en partiell tverrsnittstegning av en rørstreng etter ekspandering av en "garasje"-del av en EZI-enhet med en roterende ekspander av en ytterligere alternativ ekspansjonssammenstilling. Fig. 9 er en partiell tverrsnittstegning av rørstrengen vist i fig. 8 etter aktivasjon av en ekspanderbare konus av ekspansjonssammenstillingen i "garasje"-delen og innføring av den ekspanderbare konus i EZI-enheten.

DETALJERT BESKRIVELSE

Utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører generelt et system for å ekspandere rør, som kan være en del av en rørstreng for å isolere én eller flere soner inne i et borehull. Rørstrengen kan være lokalisert inne i et foret borehull, et åpent borehull eller både forede og åpne borehullsdeler av borehullet. Videre kan utførelsesformer av systemet brukes ved andre anvendelser som inkluderer rørledninger og andre rør, slike som finnes i kraftanlegg, kjemiske progresjonsanlegg og kjemiske katalysatorlag.

Fig. 1 illustrerer en partiell tverrsnittstegning avet isolasjonssystem 100 anordnet inne i et borehull 102 og festet ved hjelp av en konvensjonell foringsrørhenger 104 til en nedre ende av foringsrøret 106. Isolasjonssystemet 100 inkluderer en ekspansjonssammenstilling 108 ved den nedre ende av en arbeidsstreng eller innføringsstreng 110 og en rørstreng 112 fremstilt fra rørlengder av ekspanderbare soneisolasjons (EZI) -enheter 114, kompakt forlengingsrør 116 og ekspanderbare sandfilter (ESS) -elementer 118. Arrangementet av EZI-enhetene 114, det kompakte forlengingsrør 116 og ESS-elementene 118 i den ønskede rekkefølge og nummerering under etableringen av rørstrengen 112 bestemmer hvilke på forhånd valgte deler av borehullet 102 som hver respektiv rørlengde skal krysse når rørstrengen 112 posisjoneres i borehullet 102. Som sådan behøver rørstrengen 112 ikke inkludere noe kompakt forlengingsrør 116. Systemet 110 muliggjør fluidisolasjon av soner som f.eks. en vannsone 120 fra en olje/gass-sone 122 på grunn av arrangementet av rørlengder inne i rørstrengen 112. Generelt kan sonene, som skal isoleres med systemet 100, inkludere flere soner med forskjellige fluider og/eller flere soner med forskjellig trykk avhengig av den spesifikke anvendelse. EZI-enhetene er ekspanderbare, kompakte rørelementer i stand til å danne en tetning med borehullet 102 når de ekspanderes. EZI-enhetene 114, som skal ekspanderes til å tette ringrommet mellom borehullet 102 og rørstrengen 112 vil således spenne over vannsonen 120 som skal isoleres, og ESS-elementene 118 krysser i det minste en del av olje/gass-sonen 122. Mens EZI-enhetene 114 krysser vannsonen 114 er vist som bare to rørlengder kan ytterligere EZI-enheter og/eller kompakte forlengningsrør anordnes mellom EZI-enhetene 114, avhengig av lengden av vannsonen 120.

Rørlengdene, uansett om det er EZI-enheten 114, det kompakte forlengingsrør 116 eller ESS-elementet 118 av rørstrengen 112, kan koples til hverandre på en hvilken som helst konvensjonell måte ettersom forbindelsene ikke nødvendigvis må ekspanderes med systemet 100, vist heri. For eksempel kan rørlengdene koples til hverandre ved hjelp av ikke-ekspanderbare kompakte konnektorer 124, standard tappsokkel-gjengeforbindelser ved endene av hver rørlengde eller ved hjelp av sveising. Videre kan hvert av ESS-elementene 118 ha kompakte forbindelsesarealer ved hver ende derav for gjengeforbindelse med de faste konnektorer 124, slik at de mekaniske karakteristikker av forbindelsen forbedres, som f.eks. strekkstyrke og dreiemomentmotstand av forbindelsene mellom ESS-elementene 118.1 alternative utførelsesformer ekspanderes noen eller alle forbindelsene mellom rørlengdene i rørstrengen 112. Eksempler på egnede ekspanderbare forbindelser er vist i US-patenter 6,722,443; 6,767,035 og 6,685,236 og i US-patentsøknader 10/741,418; 10/613,341; 10/670,133; 09/381,508; 10/664,584; 10/663,351; 10/313,920; 10/443,664; 10/408,748 og 10/455,655, som alle innlemmes heri som referanse.

Med fortsatt henvisning til fig. 1, kan rørstrengen 112 i tillegg inkludere et hybridrør 126 koplet til en første rørlengde av ESS-elementene 118. Hybridrøret

126 inkluderer en øvre kompakt del 128 og en nedre perforert eller slisset del 130. I situasjoner hvor hybridrøret er forbundet til ESS-elementene under en olje/gass-sone vil den øvre del være slisset og den nedre del være kompakt. Både den øvre kompakte del 128 og den nedre slissede del 130 ekspanderes under operasjon av systemet 100. Hybridrøret 126 muliggjør således kontinuerlig ekspansjon mellom den indre overflate mellom den kompakte og slissede del 128,130 uten å kreve ekspansjon av en forbindelse mellom rør. Alternativ kan hvilken som helst av den øvre kompakte del 128 eller den nedre slissede del 130 ekspanderes uten å ekspandere begge deler 128, 130. Den øvre kompakte del 128 kan inkludere et tetningsmateriale 132 som f.eks. bly, gummi eller epoksy eller en ytre overflate av hybridrøret 126. Foretrukket er gummitetninger forbundet til eller sprøytestøpt til den ytre overflate av hybridrøret 126 for å tilveiebringe tetningsmaterialet 132. Alternativt kan den øvre kompakte del inkludere en ytre profil for å være i inngrep med borehullet 102 og/eller en ytre overflate som danner en mikroring når den ekspanderes mot borehullet 102 for å tilveiebringe en labyrinttetning. Hybridrøret 126 kan således erstatte eller anvendes i kombinasjon med en nedre av EZI-enhetene 114 anordnet under vannsonen 120.

I en foretrukket utførelsesform, inkluderer hvert av ESS-elementene 118 et basisrør med aksielt overlappende slisser omgitt av ett eller flere lag av netting eller vevnad og en ytre perforert skjerm anordnet omkring utsiden derav. ESS-elementet 118 kan imidlertid være en hvilken som helst rørformet, slisset rørformet eller kommersielt tilgjengelig filter og behøver ikke engang å tilveiebringe sandeksklusjon. Minst ett av ESS-elementene 118 kopler foretrukket til et fast rørendeelement 134, som koples til en styringsnese 136 ved enden av rørstrengen 112. Det kompakte rørendeelement 134 tilveiebringer integritet til enden av rørstrengen 112 under nedsenkingen av rørstrengen 112 og en konusende av styringsnesen 136 styrer rørstrengen 112 gjennom borehullet 102 ettersom rørstrengen 112 senkes. I alternative utførelsesformer endrer isolasjonssystemet 100 med den siste EZI-enhet 114 og/eller hybridrøret 126 forlater brønnen som en åpen borehullsbrønn.

Ekspansjonssammenstillingen 108 i systemet 100 inkluderer en EZI-ekspander 138, en ESS-ekspander 140 og en ekspander seleksjonsmekanisme som f.eks. en avlederventil 142 anbrakt mellom EZI-ekspanderen 138 og ESS-ekspanderen 140. Som vist i fig. 1 frigis innføringsstrengen 110 fra rørstrengen 112 etter innføring av rørstrengen 112 i borehullet 102 og festing av forlengingsrørhengeren 104 slik at ytterligere nedsenking av innføringsstrengen

110 gjennom rørstrengen 112 posisjonerer ekspansjonssammenstillingen 108 nær en første lokalisering for ekspansjon. En merking 144 langs den indre diameter av EZI-enheten 114 identifiserer den første lokalisering for ekspansjon ved interferere med en sammenpassende merkingslokatør 146 anordnet på en toppdel av EZI-ekspanderen 138. Mens en nedre del av ekspansjonssammenstillingen 108 passerer gjennom merkingen 144, når ekspanderne 138, 140 ikke er aktivert, hindrer interferensen mellom merkingen 144 og merkingslokatøren 146 ytterligere passering og senking av innføringsstrengen 110.

Merkingen 144 kan være en hvilken som helst restriksjon langs den indre diameter av et rør som f.eks. EZI-enheten 114 for nøyaktig å identifisere en dybde/lokalisering for ekspansjon. Foretrukket danner en maskinbearbeidet seksjon av røret som er koplet (f.eks. sveiset) til en ytterligere rørseksjon av EZI-enheten 114 som skal ekspanderes, merkingen 144. Alternativt kan merkingen 144 inkludere en ringformet krymping i veggen av EZI-enheten 114, en sveisesøm på en indre overflate av EZI-enheten 114, en ring festet til den indre overflate eller en saltsekk anbrakt på den indre overflate.

Fig. 1 viser også en alternativ utførelsesform for identifisering av den lokalitet hvori ekspansjonen av et borehullsrør er ønsket å begynne og/eller ende.

I denne utførelsesform opererer et batteri (ikke vist) en radiofrekvenssender og mottaker 147 koplet til ekspansjonssammenstillingen 108, og en radiofrekvensidentifiseringsanordning - RFID i ("som f.eks. en passiv RFID 145 er anordnet på røret som skal ekspanderes som f.eks. EZI-enheten 114. Lokaliseringen av den passive RFID 145 på EZI-enheten 114 identifiserer hvor

ekspansjon er ønsket å begynne. I operasjon overfører sender og mottaker 147 et signal ved den passende frekvens for å eksitere den passive RFID 145. Senderen og mottakeren 147 mottar et responssignal fra den passive RFID 145 bare når den befinner seg tilstrekkelig nær til at det transmitterte signal kan detekteres og responderes til og responssignalet kan mottas. Etter mottak av responssignalet sender overføreren og mottakeren 147 et aktiveringssignal til operatøren som følgelig aktiverer ekspandersammenstillingen 108. Alternativt sender sender og mottaker 147 et aktiveringssignal direkte til ekspansjonsverktøyet for å aktivere ekspansjonsverktøyet.

Fig. 2 viser EZI-ekspanderen 138 aktivert inne i én av EZI-enhetene 114 for å ekspandere en lengde av EZI-enheten 114. US-patent 6,457,532, som er innlemmet heri som referanse, beskriver i detalj et eksempel på en roterende ekspander som f.eks. ESS-ekspanderen 140 og EZI-ekspanderen 138 i systemet 100. Generelt, inkluderer ekspanderne 138, 140 et flertall radielt glidbare stempler 200 radielt forskjøvet fra hverandre ved omkretsseparasjoner. Eksponering av baksiden av hvert stempel 200 for trykksatt fluid inne i en hul boring 202 av ekspanderne 138, 140 aktiverer stemplene 200 og bringer dem til å utvides utover. Anbrakt over hvert stempel 200 er ruller 203, 204, 205.

Før aktivering av EZI-ekspanderen 138, vil heving av innføringsstrengen 110 over en forut bestemt avstand som f.eks. litt over en halv meter posisjonere rullene 203 av EZI-ekspanderen 138 ved eller over merkingen 144. EZI-ekspanderen 138 ekspanderer således merkingen 144 når EZI-ekspanderen 138 beveger seg gjennom EZI-enheten 114. Når først merking 144 er ekspandert kan merkingslokatøren 146 passere forbi merkingen 144 og dette muliggjør ekspansjon av resten av EZI-enheten 114 og/eller andre rør lokalisert lavere i rørstrengen 112.

Under ekspansjonen av EZI-enheten 114, forblir ESS-ekspanderen 140 deaktivert ettersom fluidstrømning gjennom boringen 202 avledes til et ringrom mellom EZI-enheten 114 og avlederventilen 140 før fluidet når ESS-ekspanderen 140. Mens en hvilken som helst avlederventil kan vendes for å avlede fluidet fra å nå ESS-ekspanderen 140, basert på forskjeller i strømningshastigheter gjennom boringen 202, inkluderer avlederventilen (vist i fig. 2) en hoveddel 223 og en indre glidehylse 208 forbundet ved hjelp av kiler 211 til en ytre glidehylse 209 som presses av en fjær 210. Når EZI-ekspanderen aktiveres vil økt fluidstrømning øke trykket av det fluid som virker på en første ringstempeloverflate 215 dannet på innsiden av den ytre glidehylse 209 på grunn av åpninger 213 gjennom hoveddelen 223 til boringen 202. Ettersom den første ringstempeloverflate 215 på den ytre glidehylse 209 beveger seg i forhold til hoveddelen 223 vil en tetning som f.eks. en O-ring 221 deenergiseres og tillater fluid å passere til en andre ringstempeloverflate 217 dannet på den indre diameter av den ytre glidehylse 209 slik at det totale stempelareal, som det virkes på for å bevege avlederventilen 142 til en avledet posisjon og tilveiebringe den nødvendige tilleggskraft for å lukke fluidbanen gjennom boringen 202. Å bevege avlederventilen 142 til den avledede posisjon beveger den ytre glidehylse 209 mot trykket fra fjæren 210 og innretter åpningene 212 i den ytre glidehylse 209 med gjennomstrømningsåpninger 214 som strekker seg gjennom hoveddelen 223 til boringen 202. I tillegg går et lukkeelement 219 i kontakt med den indre glidehylse 208 til å blokkere ytterligere fluidstrømning gjennom boringen 202 når avlederventilen 142 er i den avledede posisjon. Avlederventilen 142, i den avledede posisjon, styrer således strømning gjennom gjennomstrømningsåpningene 214 som er åpnet til ringrommet mellom EZI-enheten 114 og avlederventilen 142.

En ytre overflate av EZI-enheten 114 kan inkludere et tetningmateriale 216 som bly, gummi eller epoksy. Tetningsmaterialet216 hindrer passasje av fluider og andre materialer inne i ringromsregionen mellom EZI-enheten 114 og borehullet 102 etter at EZI-enheten 114 er ekspandert til å anbringe tetningsmaterialet 216 i kontakt med borehullet 102. Foretrukket bindes eller sprøytestøpes én eller flere elastomertetninger til den ytre overflate av EZI-enheten 114 for å tilveiebringe tetningsmaterialet 132. Tetningsmaterialet 216 kan inkludere en senterdel med en elastomer med en annen hardhet enn endedelene av tetningsmaterialet 216 og kan videre ha profiler dannet langs en ytre overflate for å forbedre tetning med borehullet 102.

Selve den rørformede hoveddel av EZI-enheten 114 kan i tillegg inkludere en øvre seksjon 218 hvor merkingen 144 og tetningsmaterialet 216 er lokalisert og en øvre seksjon 220. Hvis øvre og nedre seksjoner 218, 220 er tilstede er den øvre seksjon 218 fremstilt av et materiale som er mer duktilt enn et materiale hvorfra den nedre seksjon 220 er fremstilt. En sveisesøm kan kople øvre og nedre seksjoner 218, 220 sammen. Senking og rotasjon av innføringsstrengen 110 med EZI-ekspanderen 138 aktivert ekspanderer en lengde av EZI-enheten 114 langs den øvre seksjon 218. Den avstand som EZI-ekspanderen 138 beveger seg over kan måles ved å sikre at bare EZI-enheten 114 ekspanderes og forbindelser eller konnektorer 124 (vist i fig. 1) mellom rørlengder ikke ekspanderes. Som et alternativ til å måle avstanden, som traverseres eller å bekrefte målingen, kan endringer som bemerkes i forbindelse med ekspansjonsprosessen identifisere at EZI-ekspanderen 138 har fullført ekspansjon av den øvre seksjon 218 med tetningsmaterialet 216 derpå ettersom ekspansjon blir mer vanskelig å bevegelseshastigheten av EZI-ekspanderen 138 minsker med en gang EZI-ekspanderen 138 når den nedre seksjon 220. Merkingen 144 identifiserer således effektivt et startpunkt hvor ekspansjon er ønsket mens den nedre seksjon 220 effektivt identifiserer et endepunkt for ekspansjon. Merkingen 144, seksjonene 218, 220 med forskjellige materialegenskaper og RFID-anordningen tilveiebringer eksempler på positive brønnmarkøren De positive brønnmarkører sikrer således at korrekte deler av brønnrørlengder eller kombinasjoner av brønnrørlengder ekspanderes. Videre kan ekspansjonsoperasjoner, som utnytter de positive brønnmarkører, foretas uten å ekspandere forbindelser eller konnektorer 124 mellom brønnrørlengdene.

Fluidstrømning gjennom boringen 202 til EZI-ekspanderen 138 stanses med en gang EZI-ekspanderen når den nedre seksjon 220 av EZI-enheten 114, slik at ekspansjonssammenstillingen 108 dekativeres. Ekspansjonssammenstillingen 108 senkes deretter til den neste lokalisering hvor ekspansjon er ønsket og som kan være markert ved hjelp av en ytterligere brønnmarkør som f.eks. den passive RFID 145 (synlig i fig. 1) og ekspansjon begynnes som beskrevet i det foregående. Med en gang EZI-enhetene 114 på hver side av vannsonen 120 er ekspandert kan fluid og annet materiale fra vannsonen 120 ikke passere inn i et indre av rørstrengen 112 ettersom alle vegger av rørlengdene som traverserer vannsonen 120 er kompakte. I tillegg kan fluid og annet materiale fra vannsonen 120 ikke passere til andre regioner av ringrommet mellom rørstrengen 112 og borehullet 102 ettersom tetningen 216 blokkerer fluidstrømning. På denne måte isolerer systemet 100 vannsonen 120. Fig. 3 illustrerer en del_ av en alternativ EZI-enhet 314 som inkluderer en kulprofil 316 og en kantprofil 317. Kulprofilen 316 kommer til inngrep med en omgivende formasjon inne i borehullet 302 når EZI-enheten 314 ekspanderer, og kantprofilen 317 penetrerer inn i formasjonen når EZI-enheten 314 ekspanderer. Kantprofilen og kulprofilene 316, 317 tetter således et ringrom 318 mellom EZI-enheten 314 og borehullet 302 etter ekspansjon av EZI-enheten 314. Kant- og kulprofilene 316, 317 kan være en integrert del av EZI-enheten 314 eller en separat ring av metall eller annet hardt materiale festet til utsiden EZI-enheten 314. EZI-enheten 314 kan inkludere et hvilket som helst antall og i kombinasjoner av kul- og kantprofilene 316, 317. Fig. 4 viser en del av en ytterligere alternativ EZI-enhet 414 etter ekspansjon derav mot en formasjon for å tilveiebringe en labyrinttetning 416 definert av et mikrohulrom mellom EZI-enheten 414 og et borehull 402. I likhet med tetningsmaterialet 216 og profilene 316, 317, beskrevet i det foregående, hindrer labyrinttetningen 416 strømning gjennom ringrommet mellom EZI-enheten 414 og borehullet 402. Å anvende et ekspansjonsverktøy som f.eks. en roterende ekspander beskrevet heri og som er i stand til tettende å ekspandere EZI-enheten 414 muliggjør dannelse av labyrinttetningen 416. De viste forskjellige tetningsarrangementer kan anvendes i en hvilken som helst kombinasjon. For eksempel kan profilene 316, 317, vist i fig. 3, anvendes i kombinasjon med labyrinttetningen 416, vist i fig. 4 og/eller tetningsmaterialet 216, vist i fig. 2.

Med fornyet henvisning til systemet 100, vist i fig. 1, blirfluidstrømningen en gang til stanset til ekspansjonssammenstillingen 108 så snart alle EZI-enhetene 114 (og eventuelt hybridrør 126 hvis dette er tilstede) over ESS-elementene 118 er blitt ekspandert. Deretter senkes ekspansjonssammenstillingen over en gitt avstand nær den første skjøt av ESS-elementene 118. Avstanden kan bestemmes ved hjelp av en tally-markør eller en annen type brønnmarkør (ikke vist) som f.eks. beskrevet med EZI-enhetene 114.

Fig. 5 illustrerer ESS-ekspanderen 140 aktivert inne i ett av ESS-elementene 118 og beveget inne i ESS-elementet 118 for å ekspandere en lengde av ESS-elementet 118. ESS-elementet 118 kan bringes i kontakt med formasjonen for ytterligere å understøtte borehullet 102 når elementet er ekspandert. For å aktivere ESS-ekspanderen 140 erfluidstrømningen gjennom boringen 202 ved en forskjellig strømningstakt sammenlignet med operasjoner hvor det er ønskelig bare å aktivere EZI-ekspanderen 138 og ikke ESS-ekspanderen 140. Fjæren 210 presser glidehylsene 208, 209 på avlederventilen 142 oppover ved en redusert strømningstakt slik at fluidpassasjen til gjennomstrømningsåpningene 214 lukkes og en fluidpassasje gjennom boringen 202 åpnes. EZI-ekspanderen 138 ekspanderer ikke ESS-elementet 118 selv om EZI-ekspanderen 138 kan aktiveres ved en forskjellig strømningstakt ettersom ESS-elementet 118 allerede er ekspandert av ESS-ekspanderen 140 lokalisert foran EZI-ekspanderen 138 ved det tidspunkt hvor EZI-ekspanderen 138 passerer gjennom ESS-elementet 118.

Et trekk som gjør ESS-ekspanderen 140 spesielt egnet for ekspansjon av ESS-elementene 118 kan innebære anvendelse av en trinnet ekspansjon for å redusere krysspenninger på ESS-elementene 118. Et fremre sett av ruller 205 ekspanderer således ESS-elementet 118 til en første diameter og et etterfølgende sett av ruller 204 fullstendiggjør ekspansjon av ESS-elementet 118 til en endelig diameter. I tillegg behøver ESS-ekspanderen 140 ikke å utøve så mye kraft som EZI-ekspanderen 138 selv om i det minst det etterfølgende sett av ruller 204 utvider til en større diameter enn rullene 203 i EZI-ekspanderen 138.

I én utførelsesform stanses fluidstrømningen til ekspansjonssammenstillingen 108 ved enden av hvert av ESS-elementene 118 slik at forbindelsene eller konnektorene 124 (vist i fig. 1) ikke ekspanderes når ekspansjonssammenstillingen senkes til etterfølgende ESS-elementer for ekspansjon. Alternativt behøver ekspansjonssammenstillingen 108 ikke å tilveiebringe tilstrekkelig kraft til å ekspandere konnektorene 124 når den opereres ved den forskjellige strømningstakt anvendt for å aktivere ESS-ekspanderen 140 slik at konnektorene 124 ikke ekspanderes selv uten å stanse strømningen til ekspansjonssammenstillingen 108. I ennå ytterligere utførelsesformer ekspanderes forbindelsene mellom ESS-elementene 118.

Fig. 6 viser rørstrengen 112 i fig. 1 etter ekspansjon derav og innføring av et produksjonsrør 600. Produksjonsrøret 600 inkluderer en pakning 602, plassert inne i en del av rørstrengen 112 som ikke er ekspandert. Produksjonsrøret 600 tilveiebringer en fluidbane til overflaten for strømning fra ESS-elementene 118 når produksjonsrøret 600 er tilstede. Produksjonsrøret 600 kan inkludere glidehylser (ikke vist) for ytterligere seleksjon og kontroll av produksjon fra olje/gass-sonen 122. Ytterligere EZI-elementer anbrakt inne i rørstrengen 112 kan isolere eventuelle ytterligere ikke-produktive soner som f.eks. vannsonen 120, og ytterligere ESS-elementer kan være anbrakt inne i rørstrengen 112 ved hvilke som helst ytterligere olje/gass-sone. Når flere olje/gass-soner er tilstede må en pakning som f.eks. en pakning 602 posisjoneres mellom ESS-elementene 118 og de ytterligere ESS-elementer for å muliggjøre separasjon og kontroll av produksjon fra de forskjellige olje/gass-soner.

Mens ekspansjonsprosessen av rørstrengen 112, beskrevet i det ovenstående foregår på en måte ovenfra og nedover ved bruk av ESS-ekspanderen 140 og EZI-ekspanderen 138, kan en lignende nedenfra og oppover ekspansjonsprosess innlemme de forskjellige aspekter som er vist heri. Videre anvender alternative utførelsesformer av oppfinnelsen en ekspansjonssammenstilling med andre kombinasjoner av ekspanderverktøy kjent innen industrien for å ekspandere kompakte rør og perforerte eller slissede rør. For eksempel beskriver US-patentsøknad 10/808,249 og 10/470,393, som er innlemmet heri som referanse, ekspanderbare ekspandere som kan anvendes som ekspansjonssammenstillingen. Fig. 7 illustrerer en rørstreng 712 etter ekspansjon av et ESS-element 718 med et ekspanderbart element 740 i en alternativ ekspansjonssammenstilling 708 og før ekspansjon av en EZI-enhet 714 med en roterende ekspander 738 i ekspansjonssammenstillingen 708. Det ekspanderbare element 740 kan være en pakning anvendt for å ekspandere et rør som vist i US-patent 6,742,598, som i sin helhet er innlemmet heri som referanse. I et ytterligere eksempel kan en ekspanderbar konus anvendes for å ekspandere perforerte eller slissede rør anbrakt inne i en røstreng og en roterende ekspander kan anvendes for å ekspandere kompakte rør anordnet inne i rørstrengen. Fig. 8 viser en rørstreng 812 etter ekspansjon av en "garasje" -del 850 av en EZI-enhet 814 med en roterende ekspander 852 i en ytterligere alternativ ekspansjonssammenstilling 808. "Garasje"-delen 850 tilveiebringer en ekspandert seksjon av EZI-enheten 814 hvor en ekspanderbar konus 854 kan aktiveres til en ekspandert posisjon uten å måtte ekspandere EZI-enheten 814. Alternativt kan "garasje"-delen 850 tildannes ved hjelp av et ekspanderbart element. Fig. 9 illustrerer rørstrengen 812, vist i fig. 8 etter aktivering av den ekspanderbare konus 854 i ekspansjonssammenstillingen 808 i "garasje"-delen og beveging av den ekspanderbare konus 854 inne i EZI-enheten 814 for å fullstendiggjøre ekspansjon av EZI-enheten 814. Et ESS-element 818 anordnet inne i rørstrengen 812 kan ekspanderes av den roterende ekspander 852 alene, av den ekspanderbare konus 854 alene eller av den roterende ekspander 852 og den ekspanderbare konus 854 i kombinasjon, så vel som med EZI-enheten 814. US-patent søknad 10/808,249, som er innlemmet heri som referanse, beskriver en lignende ekspansjonsprosess.

I enda en ytterligere alternativ utførelsesform er ESS-ekspanderen 140 i systemet 100 illustrert i fig. 1 anbrakt bak EZI-ekspanderen 138 og forblir på når EZI-ekspanderen 138 tilføres trykksatt fluid under ekspansjon av EZI-enheten 114. ESS-ekspanderen 140 ekspanderer imidlertid ikke EZI-enheten 114 ettersom ESS-ekspanderen 140 kan konstrueres til ikke å utøve tilstrekkelig kraft til å ekspandere et kompakt rørelement som f.eks. EZI-enhetene 140. For eksempel vil en begrensning av stempelarealet som radielt beveger rullene 204, 205 (vist i figurene 2 og 5) av ESS-ekspanderen 140 utover å begrense den kraft som ESS-ekspanderen 140 kan utøve. EZI-ekspanderen 138 kan selektivt utkoples ved hjelp av ekspanderens seleksjonsmekanisme som f.eks. avlederventilen 142 når ESS-ekspanderen 140 anvendes for å ekspandere ESS-elementene 118 eller den slissede del 130 av hybridrøret 126 slik at EZI-ekspanderen 138 ikke skader ESS-elementene 118 eller den slissede del 130. Eventuelle brønnmarkører langs rørstrengen 112 kan anvendes for å identifisere de ønskede lokaliseringer for å slå EZI-ekspanderen 130 av og/eller på.

Som beskrevet heri, kan en ekspansjonssammenstilling som f.eks. ekspansjonssammenstillingene 108, 708, 808, vist i figurene 1, 7 og 8, selekteres til å inkludere en hvilken som helst kombinasjon av en første ekspander med en første ekspansjonsmodus og en andre ekspander med en andre ekspansjonsmodus. Første og andre ekspandere kan være operativt forbundet til å tilveiebringe ekspansjonssammenstillingen som innføres i borehullet som en enhet i en enkelt tur. Betegnelsen "ekspansjonsmodus", som anvendt heri, refererer bredt til en karakteristikk av ekspanderen som f.eks. en kraft som kan tilføres ekspanderen under ekspansjon, en type av ekspandere (f.eks. en roterende ekspander, en ekspanderbar konus, en pakning eller ekspanderbart element), og en diameter av ekspanderen for trinnvis ekspansjon og/eller å velge en endelig diameter etter ekspansjon.

En metode for å isolere en undergrunnssone inkluderer etablering av en rørstreng på overflaten, kople rørstrengen til en forlengingsrørhenger med ekspansjonssammenstillingen stablet deri for å tilveiebringe et system, systemet innføres i borehullet til dybde, forlengingsrørhengeren festes og frigir innføringsstrengen fra forlengingsrørhengeren, systemet innføres i rørstrengen, inntil en sammenpassende merking på ekspansjonssammenstillingen kommer i kontakt med en merking i et rør, ekspansjonssammentillingen heves over en forut bestemt avstand før ekspansjon, lengden av rørets inklusive merking ekspanderes for å tillate at den tilpassede merking kan passere gjennom merkingen etter ekspansjon derav og ekspansjonen stanses etter å ha nådd en seksjon av røret fremstilt fra et mindre duktivt materiale enn lengden av røret. I en utførelsesform inkluderer en metode lokalisering av en rørstreng i et borehull, hvori rørstrengen inkluderer en første ekspanderbar soneisolerende enhet anordnet på en første side av en sone som skal isoleres, en andre ekspanderbar sone-isolasjonsenhet anordnet på en andre side av den sone som skal isoleres, og et perforert rør anordnet i fluidkommunikasjon med en produserende sone, midlere deler av første og andre ekspanderbare sone-isolasjonsenheter ekspanderes mens endene av første og andre ekspanderbare sone-isolasjonsenheter forblir ikke-ekspandert, en midtre del av det perforerte rør ekspanderes mens endene av det perforerte rør etterlates ikke-ekspandert.