NO343422B1 - Brønnskjerm og en fremgangsmåte for gruspakking av en brønn - Google Patents

Abstract

En gruspakkeskjerm med en innstrømningsstyreinnretning og et omløp. En brønnskjerm inkluderer en strømningsbegrensningsinnretning for begrensning av innoverstrømning gjennom skjermen; og en omløpsinnretning for å øke en andel av innoverstrømmen som passerer gjennom strømningsbegrensningsinnretningen, idet omløpsinnretningen inkluderer et materiale som sveller som respons på kontakt mellom materialet og fluid i en brønn. En fremgangsmåte for gruspakking av en brønn inkluderer installasjon av en skjenn i brønnen, hvilken skjerm inkluderer en strømningsbegrensningsinnretning som begrenser strømning gjennom skjermen, og en omløpsinnretning for selektivt å tillate relativt ubegrenset strømning gjennom skjermen; og aktivere omløpsinnretningen som respons på kontakt mellom et materiale hos omløpsinnretningen og fluid i brønnen, for derved i økende grad å begrense strømning gjennom skjermen. Strømning gjennom strømningsbegrensningsinnretningen og strømning gjennom omløpsinnretningen kan skje parallelt.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt utstyr som benyttes, og operasjoner som utføres, i forbindelse med en undergrunnsbrønn, og vedrører, i en heri beskrevet utførelsesform, mer spesifikt en gruspakkeskjerm med en innstrømningsstyreinnretning og et omløp.

Selv om noen brønner kan bli komplettert med sandstyreskjermer for styring av sandproduksjon, drar mange brønner fordel av å i tillegg ha en gruspakke plassert rundt skjermene. Videre drar noen brønnkompletteringer fordel ved å ha strømningsbegrensere, slik som innstrømningsstyreinnretninger, integrert med skjermene for å begrense strømmen av produsert fluid gjennom skjermene. I noen tilfeller kan innstrømningsstyreinnretningene varierbart begrense fluidstrømmen, og kan ha evnen til å respondere på endrede nedihullsforhold og/eller bli fjernstyrt (for eksempel ”intelligente” innstrømningsstyreinnretninger). Svært lange horisontale åpnehullkompletteringer kan dra vesentlig fordel av bruk av innstrømningsstyreinnretninger i skjermer.

Til tross for disse fakta har få (om noen) brønner blitt komplettert med en skjerm med en integrert innstrømningsstyreinnretning og med en gruspakke installert rundt skjermen. Dette kan skyldes det faktum at tilstedeværelsen av innstrømningsstyreinnretningen integrert med skjermen ville redusere eller forhindre en vellykket plassering av gruspakken rundt skjermen ved bruk av konvensjonelle slampumpeteknikker, siden innstrømningsstyreinnretningen vesentlig begrenser den tilgjengelige strømningsrate gjennom skjermen under gruspakkeoperasjonen.

US2005/072576 A1 omhandler en ventil for anvendelse nede i en brønn tillater strømning av slam eller kompletteringsfluid, men lukker når den utsettes for produserte hydrokarboner. Strømningen gjennom ventilen foregår gjennom en ringromspassasje som spesielt fremviser en hylse foretrukket fremstilt av gummi. Passasjen forblir åpen under kompletteringsoperasjoner, men når hydrokarboner produseres vil gummien svelle og passasjen stenges. Anvendelser inkluderer kompletteringer som innebærer lange horisontale seksjoner og sidebrønner hvor adgang til en glidehylse ved hjelp av et innføringsverktøy med kveilerør eller kabel ikke er praktisk.

US6505682 A viser et rør brukes i en brønnboring som er i stand til å innrette en brønnvæske. Røret har et ringformet element som har en passasje. Røret har minst en port som er forbundet for å detektere en sammensetning av brønnfluidet og styrestrømmen av brønnfluidet i passasjen basert på sammensetningen.

Konvensjonelle slampumpeteknikker krever en mye større strømningsrate gjennom skjermen i visse punkter i gruspakkeoperasjonen enn det som er praktisk mulig med innstrømningsstyreinnretningen på plass. Det kan derfor sees at det trengs forbedringer innen området for brønnskjermkonstruksjon og gruspakking. Det er blant formålene til den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe slike forbedringer.

Ved utføring av prinsippene i henhold til den foreliggende oppfinnelse er en ny brønnskjerm og tilknyttede fremgangsmåter tilveiebrakt, som løser i det minste et problem innen området. Et eksempel er beskrevet nedenfor i hvilket en skjerm inkluderer en innstrømningsstyreinnretning og et omløp for å avlede strømmen rundt innstrømningsstyreinnretningen. Et annet eksempel er beskrevet nedenfor i hvilket en gruspakkeoperasjon blir utført mens omløpet er åpent, og at omløpet så blir lukket slik at strømmen ikke lenger blir avledet rundt innstrømningsstyreinnretninger under produksjon.

I et aspekt av oppfinnelsen inkluderer en brønnskjerm en strømningsbegrensningsinnretning for begrensning av innoverstrøm gjennom skjermen. En omløpsinnretning blir benyttet for å variere andelen av innoverstrømmen som passerer gjennom strømningsbegrensningsinnretningen. Omløpsinnretningen inkluderer et materiale som sveller som respons på kontakt mellom materialet og fluidet i en brønn.

I et annet aspekt av oppfinnelsen inkluderer en fremgangsmåte for gruspakking av en brønn de trinn å: installere en brønnskjerm i brønnen, hvilken skjerm inkluderer en strømningsbegrensningsinnretning som begrenser strømmen gjennom skjermen, og en omløpsinnretning for selektivt å tillate relativt ubegrenset strømning gjennom skjermen; og å aktuere omløpsinnretningen som respons på kontakt mellom et materiale i omløpsinnretningen og fluidet i brønnen, for dermed å i økende grad begrense strømmen gjennom skjermen. Aktiveringstrinnet innbefatter å tvinge en øket andel av innoverstrømmen gjennom skjermen til å passere gjennom strømningsbegrensningsinnretningen.

Disse og andre trekk, fordeler og formål med den foreliggende oppfinnelse vil fremgå for fagmannen innen området ved nøye gjennomgang av den detaljerte beskrivelse av representative utførelsesformer av oppfinnelsen gitt nedenfor og av de medfølgende tegninger, i hvilke lignende elementer er indikert ved bruk av de samme henvisningstall i de ulike figurer.

Figur 1 er et skjematisk delvis tverrsnittsriss av et brønnsystem i henhold til den foreliggende oppfinnelse;

Figur 2 er et skjematisk tverrsnittsriss i forstørret målestokk gjennom en brønnskjerm i systemet i figur 1;

Figur 3 er et skjematisk tverrsnittsriss av brønnskjermen i figur 2, med en omløpsinnretning hos skjermen lukket;

Figur 4 er et skjematisk tverrsnittsriss av en første alternativ konstruksjon av brønnskjermen;

Figur 5 er et skjematisk tverrsnittsriss av brønnskjermen i figur 4, med en omløpsinnretning hos skjermen lukket;

Figur 6 er et skjematisk tverrsnittsriss av en andre alternativ konstruksjon av brønnskjermen, en omløpsinnretning hos skjermen vist lukket på en venstre side av figuren, og omløpsinnretningen til skjermen vist åpen på en høyre side av figuren;

Figur 7 er et skjematisk tverrsnittsriss av en tredje alternativ konstruksjon av brønnskjermen, en omløpsinnretning hos skjermen vist lukket på en venstre side av figuren, og omløpsinnretningen til skjermen vist åpen på en høyre side av figuren;

Figur 8 er et skjematisk tverrsnittsriss av en fjerde alternativ konstruksjon av brønnskjermen, en omløpsinnretning hos skjermen vist lukket på en venstre side av figuren, og omløpsinnretningen til skjermen vist åpen på en høyre side av figuren; og

Figur 9 er et skjematisk tverrsnittsriss i forstørret målestokk av et svellbart materiale hos en omløpsinnretning som tettende kontakter en overflate hos omløpsinnretningen.

Det skal forstås at ulike utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse som beskrevet heri, kan bli benyttet i ulike orienteringer, slik som skrått, invertert, horisontalt, vertikalt, etc., og i ulike konfigurasjoner, uten fravik fra prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. Utførelsesformer er beskrevet bare som eksempler på nyttige anvendelser av prinsippene i henhold til oppfinnelsen, som ikke er begrenset til noen spesifikke detaljer ved disse utførelsesformer.

I den etterfølgende beskrivelse av de representative utførelsesformer av oppfinnelsen blir retningsbetegnelser, slik som ”over”, ”under”, ”øvre”, ”nedre”, etc. benyttet for enkelthets skyld ved henvisning til de medfølgende tegninger. Generelt viser ”over”, ”øvre”, ”oppover” og lignende betegnelser til en retning mot jordoverflaten langs et brønnhull, og ”under”, ”nedre”, ”nedover” og lignende betegnelser til en retning vekk fra jordoverflaten langs med brønnhullet.

I figur 1 er det representativt vist et brønnsystem 10 i henhold til den foreliggende oppfinnelse. En gruspakkefremgangsmåte blir utført i brønnsystemet 10 som vist i figur 1, hvor et grusslam 12 blir strømmet inn i et ringrom 18 mellom en kompletteringsstreng 20 og et brønnhull 22. På denne måten blir en gruspakke 16 installert rundt en brønnskjerm 14 som er sammenkoplet i kompletteringsstrengen 20.

I et viktig trekk ved brønnsystemet 10 er brønnskjermen 14 tilveiebrakt med en strømningsbegrensningsinnretning for begrensning av innoverstrømming gjennom skjermen under produksjon, og er også tilveiebrakt med en omløpsinnretning som tillater relativt ubegrenset innoverstrømning gjennom skjermen inntil etter gruspakkeoperasjonen. Dette trekket tillater større strømningsrater gjennom skjermen 14 før og under gruspakkeoperasjonen, men oppnår også fordelene ved reduserte strømningsrater gjennom skjermen under produksjon.

Selv om brønnhullet 22 er vist i figur 1 ved å være fôret, skal det forstås at brønnhullet kunne være et komplettert åpent hull i henhold til prinsippene for oppfinnelsen. I tillegg, selv om skjermen 14 er vist ved å være posisjonert i en generelt vertikal del av brønnhullet 22, kan slike skjermer alternativt, eller i tillegg, være posisjonert i horisontale eller på andre måter avbøyde deler av et brønnhull.

Ved nå i tillegg å henvise til figur 2 er et tverrsnittsriss i forstørret målestokk av skjermen 14 representativt vist. Risset viser skjermen 14 under gruspakkeoperasjonen.

En fluidandel 24 av grusslammet 12 strømmer innover gjennom en filterdel 26 av skjermen 14. Filterdelen 26 er i figur 2 vist ved å være laget opp av trådviklinger, men andre typer filtermateriale (slik som nett, sintret materiale, etc.) kan bli benyttet i andre utførelsesformer.

Fluidandelen 24 entrer et ringrom 28 mellom filterdelen 26 og et rørformet basisrør 30 hos skjermen 14. En del 32 av fluidet passerer da gjennom en strømningsbegrensningsinnretning 34, og en annen del 36 av fluidet passerer gjennom en omløpsinnretning 38.

Omløpsinnretningen 38 tillater relativt ubegrenset innoverstrømning gjennom skjermen 14 før og under gruspakkeoperasjonen. Imidlertid kan omløpsinnretningen 38 bli aktivert for å øke den andelen av fluidet som passerer gjennom strømningsbegrensningsinnretningen 34, for dermed å øke begrensningen mot strømning gjennom skjermen, som beskrevet mer fullstendig nedenfor.

Strømningsbegrensningsinnretningen 34 kan være av typen som for fagmannen innen området er kjent som en innstrømnings styreinnretning (inflow control device). Som vist i figur 2, benytter innretningen 34 rør 40 med relativt liten diameter (bare ett av disse er synlig i figur 2) for å begrense innoverstrømning gjennom skjermen 14 (dvs. mellom ringrommet 18 og en indre passasje 42 dannet gjennom skjermen).

Imidlertid skal det klart forstås at en hvilken som helst type strømningsbegrensningsinnretning kan benyttes som innretningen 34 i henhold til prinsippene ved oppfinnelsen. For eksempel benytter noen innstrømningsstyreinnretninger buktede passasjer, dyser og/eller andre strømningsbegrensningselementer for å begrense innoverstrømning gjennom en skjerm.

I tillegg kan strømningsbegrensningsinnretningen 34 være ”intelligent” ved at innretningen kan bli fjernstyrt og/eller at innretningen kan være i stand til å respondere på endrede nedihullsforhold for varierbart å begrense innoverstrømning gjennom skjermen 14. For dette formål kan innretningen 34 inkludere en nedihullsstyring 44 som kan inkludere en telemetriinnretning for kommunisering med overflaten eller et annet fjernt sted.

Fortrinnsvis er strømningsbegrensningsinnretningen 34 en integrert del av skjermen 14, slik at strømningsbegrensningsinnretningen blir installert når skjermen blir installert i brønnsystemet 10. På denne måten er en intervensjon inn i brønnen ikke påkrevd for å installere strømningsbegrensningsinnretningen 34. Imidlertid er andre konfigurasjoner mulig innenfor rammen til den foreliggende oppfinnelse.

Omløpsinnretningen 38 inkluderer et materiale 46 som sveller (øker i volum) når det kommer i kontakt med et visst fluid i brønnen. For eksempel kan materialet 46 svelle som respons på kontakt med vann, som respons på kontakt med hydrokarbonfluid, eller som respons på kontakt med gass i brønnen, etc. Porter 50 kan være tilveiebrakt i omløpsinnretningen 38 for å øke et overflateareal for materialet 46 som eksponeres for fluidet i brønnen.

Eksempler på svellbare materialer er beskrevet i US patentsøknadspublikasjoner nr. 2004-0020662, 2005-0110217, 2004-0112609 og 2004-0060706, som alle er inkorporert heri som referanse. Andre eksempler på svellbare materialer er beskrevet i PCT patentsøknadspublikasjoner nr. WO 2004/057715 og WO 2005/116394, som begge er inkorporert heri som referanse.

Omløpsinnretningen 38 inkluderer også porter eller passasjer 48 gjennom hvilke fluidandelen 36 strømmer før og under gruspakkeoperasjonen. Bemerk at i figur 2 tillater materialet 46 relativt ubegrenset strømning av fluidandelen 36 gjennom passasjen 48.

Fortrinnsvis er omløpsinnretningen 38 en integrert del av skjermen 14, slik at omløpsinnretningen blir installert når skjermen blir installert i brønnsystemet 10. På denne måten kreves ikke en intervensjon inn i brønnen for å installere omløpsinnretningen 38. Imidlertid er andre konfigurasjoner mulig innenfor rammen av oppfinnelsen.

Ved nå i tillegg å vise til figur 3 er skjermen 14 representativt vist etter at materialet 46 har svellet som respons på kontakt med et fluid i brønnen. Strømning gjennom passasjen 48 blir nå forhindret, og all innoverstrøm gjennom skjermen 14 må passere gjennom strømningsbegrensningsinnretningen 34. På denne måten blir innoverstrømning gjennom skjermen 14 i økende grad begrenset grunnet svellingen til materialet 46.

Selve det svellede materialet 46 blokkerer strømning gjennom passasjene 48. Imidlertid skal det bemerkes at det ikke er nødvendig at materialet 46 fullstendig forhindrer strømning gjennom passasjene 48, siden det i noen tilfeller kan være tilstrekkelig at materialet bare i økende grad begrenser strømmen gjennom passasjene.

Etter gruspakkeoperasjonen passerer hele (eller i det minste en øket andel) av innoverstrømmen gjennom strømningsbegrensningsinnretningen 34, i stedet for gjennom omløpsinnretningen 38. Fluidandelen 32 vil således bestå av fluid 52 produsert gjennom filterdelen 26.

Svelling av materialet 46 kan bli initiert under eller etter gruspakkeoperasjonen for eksempel ved å sirkulere et visst fluid ned til skjermen 14 med, eller etter, slammet 12. Alternativt kan det produserte fluidet 52 kontakte materialet 46 og få det til å svelle etter gruspakkeoperasjonen.

Som et annet alternativ kan svelling av materialet 46 bli initiert av det samme fluidet som er i brønnen på det tidspunktet skjermen 14 og dens omløpsinnretninger 38 blir installert i brønnen. I det tilfellet kunne svelling av materialet 46 bli retardert, slik at lukking eller øket begrensning gjennom omløpsinnretningen 38 ikke ville bli komplettert før etter en ønsket etterfølgende tid, slik som etter at gruspakkeoperasjonen er i det minste hovedsakelig fullført. Svelling av materialet 46 kunne bli retardert eller hemmet ved for eksempel å konstruere materialsammensetningen slik at den sveller sakte, ved å dekke materialet med et annet materiale som bare er sakte penetrerbart av brønnfluidet eller som sveller ved en relativt sen hastighet, ved å tilveiebringe et deksel eller et belegg på materialet for å begrense kontakt mellom materialet og brønnfluidet, etc.

En hvilken som helst måte å sette materialet 46 i kontakt med fluidet som får materialet til å svelle, kan bli benyttet på hvilket som helst tidspunkt, og initiering av kontakten mellom materialet og brønnfluidet for å få materialet til å svelle, kan skje på et hvilket som helst tidspunkt, innenfor rammen av oppfinnelsen.

Ved nå i tillegg å henvise til figur 4, er en alternativ konfigurasjon av skjermen 14 representativt vist. I denne konfigurasjonen inkluderer omløpsinnretningen 38 videre et lukkeelement 54 som blir forflyttet av materialet 46.

Elementet 54 er i form av en hylse som bærer adskilte indre tettinger. Andre typer lukke- eller strupeelementer kan bli benyttet innenfor rammen av oppfinnelsen.

Som vist i figur 4, blir relativt ubegrenset strømning tillatt gjennom passasjene 48. En større andel av fluidet strømmer således gjennom omløpsinnretningen 38, i stedet for gjennom strømningsbegrensningsinnretningen 34.

Ved nå i tillegg å henvise til figur 5, er den alternative konfigurasjonen av skjermen 14 representativt vist etter at materialet 46 har svellet. Svelling av materialet 46 har fått elementet 54 til å forflyttes til en posisjon i hvilken elementet blokkerer passasjene 48, og forhindrer strømning gjennom passasjene.

Det er ikke nødvendig at elementet 54 fullstendig forhindrer strømning gjennom passasjene 48, siden det under noen forhold kan være akseptabelt at strømmen gjennom passasjene blir begrenset i økende grad. Fortrinnsvis blir minst en større fluidandel tvunget til å strømme gjennom strømningsbegrensningsinnretningen 34, i stedet for gjennom omløpsinnretningen 38, grunnet forflytningen av elementet 54.

I konstruksjonen til skjermen 14 som vist i figurene 2 – 5 fungerer omløpsinnretningen 38 som en ventil eller strupeventil for variabelt å begrense strømmen gjennom passasjene 48. I konstruksjonen i figurene 4 og 5 er materialet 46 en aktuator for ventilen, siden materialet tilfører kraften som kreves for å blokkere strømning gjennom passasjene 48. Materialet 46 er også et lukkeelement i konstruksjonen til skjermen 14 som vist i figurene 2 og 3.

Ved nå i tillegg å henvise til figur 6 er en annen alternativ konfigurasjon av brønnskjermen 14 representativt vist. I denne konfigurasjonen er både strømningsbegrensningsinnretningen 34 og omløpsinnretningen 38 inkorporert i en øvre ende av skjermen 14. På en høyre side av skjermen 14 som vist i figur 6, er omløpsinnretningen 38 åpen, og på en venstre side av skjermen har materialet 46 svellet for å lukke omløpsinnretningen.

Strømningsbegrensningsinnretningen 34 og omløpsinnretningen 38 er i figurene 2 – 5 vist ved å være separate elementer i skjermen 14. Imidlertid viser konfigurasjonen i figur 6 at disse elementene kan bli kombinert i en enkelt struktur, og at et mangfold av alternative konstruksjoner kan bli benyttet i skjermen 14 innenfor rammen av oppfinnelsen.

Før og under en gruspakkeoperasjon blir relativt ubegrenset strømning tillatte gjennom en ringformet passasje 58 hos omløpsinnretningen 38 som vist på den høyre siden i figur 6. Den ringformede passasjen er dannet mellom materialet 46 og røret 40.

Fluidandelen 36 strømmer gjennom denne passasjen 58.

Er utformet mellom materialet 46 og røret 40. Fluidandelen 36 strømmer gjennom denne passasjen 58.

Mer begrenset strømning blir også tillatt gjennom en passasje (ikke synlig i figur 6) med relativt liten diameter utformet i rørene 40. Fluidandelen 32 strømmer gjennom rørene 40.

Når materialet 46 sveller, blokkerer det (eller i det minste begrenser i økende grad) strømmen gjennom passasjen 58, slik at en større andel av fluidet blir tvunget til å strømme gjennom rørene 40. På denne måten kan begrensningen mot fluidstrømning gjennom omløpsinnretningen 38 bli øket under eller etter gruspakkeoperasjonen.

Ved nå i tillegg å henvise til figur 7, er en annen alternativ konfigurasjon av skjermen 14 representativt vist. På en høyre side av skjermen 14 som vist i figur 7, er omløpsinnretningen 38 åpen, og på en venstre side av skjermen har materialet 46 svellet for dermed å lukke omløpsinnretningen.

I denne utførelsesformen er det svellbare materialet 46 bundet til en indre overflate 72 av en ytre rørformet komponent hos omløpsinnretningen 38, for dermed å danne et ringrom 74 mellom en indre overflate av det svellbare materialet og en ytre overflate 76 av en indre rørformet komponent hos omløpsinnretningen. Før og under en gruspakkeoperasjon blir en relativt ubegrenset strømning tillatt gjennom dette ringrommet 74 hos omløpsinnretningen 38. Når det svellbare materialet 46 sveller radielt innover som respons på kontakt med et visst brønnfluid, blir ringrommet 74 lukket eller i det minste redusert i størrelse for å stoppe eller i det minste i økende grad begrense strømmen gjennom ringrommet.

En annen alternativ utførelsesform av innretningen vist i figur 8 har det svellbare materialet 46 bundet til den ytre overflaten 76 av den indre rørformede komponenten til omløpsinnretningen 38, med ringrommet 74 dannet mellom den ytre overflaten av det svellbare materialet og den indre overflaten 72 av den ytre rørformede komponenten til omløpsinnretningen. På en høyre side av skjermen 14 som vist i figur 8, er omløpsinnretningen 38 åpen, og på en venstre side av skjermen har materialet 46 svellet for dermed å lukke omløpsinnretningen. Det svellbare materialet 46 vil svelle radielt utover ved kontakt med et hvitt brønnfluid for å lukke, eller i det minste i økende grad begrense, strømmen gjennom ringrommet 74.

I en hvilken som helst av utførelsesformene av omløpsinnretningen 38 som vist i figurene 6 – 8, kan den overflaten som det svellbare materialet 46 kommer i kontakt med bli øket for å bidra til at det svellbare effektuerer en tetting mot denne mottakende overflaten. Overflaten kan være gjort ru eller den kan være bølgeformet, korrugert, eller på annen måte gjort ujevn for å øke tettingsevnen til det svellbare materialet 46 når det kontakter den mottakende overflaten.

Et eksempel på slike overflatebehandlinger er vist i figur 9. Den indre overflaten 72 av omløpsinnretningen 38 blir kontaktet av materialet 46, som i utførelsesformen i figur 8. I eksemplet vist i figur 9 har den indre overflaten 72 sagtenner eller riller dannet derpå for å øke tettingskontakt mellom materialet 46 og overflaten.

Det skal forstås at selv om skjermen 14 har blitt beskrevet ovenfor ved å bli benyttet i en gruspakkeoperasjon og i brønnsystemet 10 i hvilket skjermen blir gruspakket, er det ikke nødvendig at skjermen blir benyttet i slike gruspakkeoperasjoner eller brønnsystemer. For eksempel kunne skjermen 14 (eller en hvilken som helst skjerm som inkorporerer prinsippene i henhold til oppfinnelsen) bli benyttet i brønnsystemer hvor skjermen ikke blir gruspakket, eller i operasjoner hvor en begrensning mot strømning gjennom skjermen ikke blir øket i forhold til noen gruspakkeoperasjon.

Det kan nå fullt forstås at brønnskjermen 14 og dens mange utførelsesformer beskrevet ovenfor, tilveiebringer vesentlige forbedringer innen området. Bemerk at i hver av utførelsesformene i figurene 2 – 8 strømmer den fluidandelen 36 som strømmer gjennom omløpsinnretningen 38 parallelt med den fluidandelen 32 som strømmer gjennom strømningsbegrensningsinnretningen 34. På denne måten forårsaker lukkingen eller den økede begrensningen mot strømning gjennom omløpsinnretningen 38 som resultat av svellingen av materialet 46 at en øket andel av fluidet 52 strømmer gjennom strømningsbegrensningsinnretningen 34. En annen måte å beskrive dette trekket på, er at den fluidandelen 36 som strømmer gjennom omløpsinnretningen 38 ikke nødvendigvis strømmer gjennom strømningsbegrensningsinnretningen 34, og at den fluidandelen 32 som strømmer gjennom strømningsbegrensningsinnretningen ikke nødvendigvis strømmer gjennom omløpsinnretningen.

En fordel ved å benytte en brønnskjerm som inkorporerer prinsippene i henhold til oppfinnelsen vil være å muliggjøre høyere strømningsrater, enten produksjon eller injeksjon, under en innledende fase av installasjon, etter hvilken fase aktuering av omløpsinnretningen vil fungere for å begrense all eller mesteparten av strømmen fra eller inn i brønnen til ikke mer enn det som er tillatt gjennom strømningsbegrensningsinnretningen. En slik innledende fase med høy produksjonseller injeksjonsrate kan være fordelaktig for brønnen ved å gjøre det mulig for den å bibeholde en høyere vedvarende produksjon eller injeksjon over levetiden til brønnen.

Brønnskjermer i henhold til oppfinnelsen kan benyttes i injeksjons- eller produksjonsoperasjoner uten gruspakking. Skjermer i henhold til oppfinnelsen kan bli benyttet for å tillate en stor innledende strømningsrate, for eksempel for å hjelpe til å bryte opp en filterkake som fôrer brønnhullet, eller for å tillate syrebehandling ved høye strømningsrater eller andre stimuleringsbehandlinger, før langvarig produksjon eller injeksjon.

Selvfølgelig vil en fagmann innen området, etter nøye gjennomgang av beskrivelsen ovenfor, av representative utførelser av oppfinnelsen, enkelt forstå at mange modifikasjoner, tillegg, erstatninger, utelatelser, og andre endringer kan bli gjort med disse spesifikke utførelsesformer. For eksempel vil det forstås at omløpsinnretninger kan bli konstruert uten bruk av svellbart materiale, siden andre typer ventiler eller strupere kan bli benyttet som ikke benytter svellbart materiale. Følgelig skal den foregående detaljerte beskrivelse klart forstås som å være gitt utelukkende som illustrasjon og eksempel, idet ånden og omfanget av den foreliggende oppfinnelse utelukkende er begrenset av de vedlagte krav og deres ekvivalenter.

Claims (9)

Patentkrav

1. Brønnskjerm for gruspakking av en brønn, innbefattende:

en strømningsbegrensningsinnretning (34); og

en omløpsinnretning (38), idet omløpsinnretningen (38) inkluderer et materiale (46) som sveller som respons på kontakt mellom materialet (46) og fluid i en brønn, k a r a k t e r i s e r t v e d at omløpsinnretningen (38) varierer andel av strømningen gjennom skjermen.

2. Brønnskjerm i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at omløpsinnretningen (38) inkluderer minst en passasje (48), idet strømmen gjennom passasjen blir begrenset i økende grad når materialet (46) sveller.

3. Brønnskjerm i henhold til krav 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at materialet (46) forflytter et element (54) for dermed i økende grad å begrense strømmen gjennom passasjen (48) når materialet (46) sveller.

4. Brønnskjerm i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at strømmen blir tillatt å passere gjennom både strømningsbegrensningsinnretningen (34) og omløpsinnretningen (38) før kontakt mellom materialet (46) og fluidet.

5. Brønnskjerm i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at kontakt mellom materialet (46) og fluidet lukker omløpsinnretningen (38) slik at hele strømmen passerer gjennom strømningsbegrensningsinnretningen (34).

6. Fremgangsmåte for gruspakking av en brønn, hvilken fremgangsmåte innbefatter trinnene å:

installere en brønnskjerm i brønnen, hvilken skjerm inkluderer en strømningsbegrensningsinnretning (34) som begrenser strømning gjennom skjermen, og en omløpsinnretning (38) for selektivt å tillate relativt ubegrenset strømning gjennom skjermen;

å få grus til å strømme rundt skjermen; og

aktuere omløpsinnretningen (38) som respons på kontakt mellom et materiale (46) hos omløpsinnretningen (38) og fluid i brønnen, for dermed i økende grad å begrense strømning gjennom skjermen, k a r a k t e r i s e r t v e d at aktiveringstrinnet videre innbefatter å tvinge en øket andel av innoverstrømmen gjennom skjermen til å passere gjennom strømningsbegrensningsinnretningen (34).

7. Fremgangsmåte i henhold til krav 6, k a r a k t e r i s e r t v e d at det trinn å få grus til å strømme blir utført mens omløpsinnretningen (38) tillater relativt ubegrenset strømning gjennom skjermen.

8. Fremgangsmåte i henhold til krav 6, k a r a k t e r i s e r t v e d at omløpsinnretningsaktueringstrinnet blir utført etter grusstrømningstrinnet.

9. Fremgangsmåte i henhold til krav 6, k a r a k t e r i s e r t v e d at aktueringstrinnet videre innbefatter svelling av materialet (46) som respons på kontakt mellom fluidet og materialet (46).